Avaruus
Marsin Ilmakehän Löytäminen – Menneisyyden Tapahtumien Ymmärtäminen on Avain Kolonisaation Toteuttamiseen
Lisää Securities.io suosikkilähteisiisi Google-palvelussa
Avaruustutkimus on biljoonaluokan mahdollisuus. McKinseyn arvioiden mukaan, globaali avaruustalous on vuoteen 2035 mennessä 1,8 biljoonaa dollaria (inflaatiokorjattuna), nousua 630 miljardista dollarista vuonna 2023.
Yksi merkittävimmistä tekijöistä, jotka houkuttelevat sijoittajia hyppäämään avaruustutkimuksen aallonpituudelle, on Marsin kolonisaatio. Tieteellisen tiedon ja datan lisääntyminen Marsista ja sen käyttäytymisestä on johtanut yhä useampiin tutkimuksiin, jotka keskittyvät mahdolliseen rakentamiseen Marsilla. Ennen kuin sukellamme syvemmälle uusimpaan Marsin ymmärtämiseen liittyvään tutkimukseen, tarkastellaan lyhyesti, miten Mars-missio on kehittynyt ajan myötä.
Lyhyt Historia Tärkeistä Mars-missioista
Ennen viittä vuosikymmentä, vuonna 1965, NASA:n Mariner 4 saapui Marsiin ja lähetti 21 valokuvaa planeetasta takaisin Maahan. Kuusi vuotta myöhemmin, vuonna 1971, Neuvostoliiton Mars 3 laskeutui pehmeästi Marsiin. Samana vuonna NASA:n Mariner 9 löysi tulivuoria ja Valles Marinerisin, ja samalla kun se tallensi tuhansia valokuvia, se lopulta lähetti ne takaisin Marsin kiertoradalta.
Lähde: NASA
Vuonna 1976 Viking 1 ja Viking 2 saapuivat Marsiin ja laskeutuivat planeetan pinnalle. Vaikka jokainen aluksen voitti turvallisesti vuosien mittaista dataa, ne eivät pystyneet todistamaan mikro-organismien olemassaoloa Marsissa.
Vuoden 1976 jälkeen kesti yli kaksi vuosikymmentä, ennen kuin saavutettiin merkittävä läpimurto Mars-missioissa. Vuonna 1997 NASA:n Pathfinder-lasku ja Sojourner-mönkijä saapuivat Marsin pinnalle.
Lähde: Research Gate
Vuonna 2001 NASA:n Mars Odyssey käynnistyi. Tähän mennessä se on yksi merkittävimmistä Marsiin keskittyvistä hankkeista, jonka yli kaksi vuosikymmentä on välittänyt dataa punaiselta planeetalta Maahan.
Matkat Marsiin eivät ole rajoittuneet vain Yhdysvaltojen ponnisteluihin. Monet muut maat ovat liittyneet mukaan seuraavina vuosina. Esimerkiksi vuonna 2014 Intian Orbiter-missio saapui Marsiin. Vuonna 2021 Yhdistyneiden Arabiemiirikuntien ensimmäinen interplanetaarinen missio, Hope‑Orbiter, saapui Marsiin. Vuonna 2021 Kiinan Tianwen‑1 -missio saapui kiertoradalle. Kolme kuukautta myöhemmin Kiina onnistui laskeutumisen ja mönkijän kanssa.
Nykyään useat maat ja yritykset ovat voimakkaasti mukana omissa missioissaan, joiden tavoitteena on tuntemaan Mars paremmin. Tunnetut tutkimusorganisaatiot tekevät myös parhaansa. Yksi tällainen on MIT:n toteuttama missio, jonka viimeisin tutkimus osoittaa, että Marsin puuttuva ilmakehä ei ehkä ole “kadonnut”. Se saattaa olla piilossa silmänräpäyksessä.
Marsin “Kadonneen Ilmakehän” Mysteeri
Puhuttaessa tiukasti tieteellisestä näkökulmasta, Joshua Murray’n ja Oliver Jagoutzin julkaisema tutkimus kvantifioi ultramafisen muutoksen vaikutuksia varhaisen Marsin hiilen kiertoon.
He laskivat Noachian-kauden savien kyvyn varastoida orgaanista hiiltä. Heidän laskelmansa, joista numerinen osa esitetään myöhemmin, voisivat auttaa määrittämään varaston tilavuuden, jota voitaisiin käyttää energialähteenä pitkän aikavälin missioissa. Tutkimuksen tulokset havainnollistivat myös vesikiven reaktioiden hallintaa planeettojen ilmakehän kehityksessä.
Vaikka kaikki tämä saattaa kuulostaa liian tieteelliseltä tavalliselle ihmiselle ymmärtää ja käsittää, tutkijoiden esittämä teoria oli, että suuri osa Marsin puuttuvasta ilmakehästä voisi olla lukittuna planeetan savipeitteiseen kuoreen. Lisäselittäen ilmiön alkuperää, tutkijat korostivat mahdollisuutta, että vesi, kun se vielä oli läsnä planeetalla, virtasi tiettyjen kivilajien läpi ja käynnisti hitaan reaktioketjun, joka vähitellen poimi hiilidioksidia ilmakehästä ja muutti sen metaaniksi.
Metaani oli hiilen muoto, joka saattoi pysyä varastoituneena eoneja savipinnalla. Tämä tutkimus tarjosi tieteelliselle yhteisölle, joka on kiinnostunut Marsista, mahdollisuuden, että tämä varastoitunut marsilainen hiili voitaisiin kerätä ja muuntaa propulsiiviksi tuleviin Mars–Maa-missioihin.
Tutkimuksen tekijän Oliver Jagoutzin, MIT:n geologian professorin (EAPS), mukaan:
“Tämä metaani voi edelleen olla läsnä ja mahdollisesti jopa käytettävissä energialähteenä Marsissa tulevaisuudessa.”
Maan Historian Tuntemisen Tärkeys
Vaikka tutkimus ja sen löydökset tarjoavat suuria mahdollisuuksia tulevaisuudellemme, läpimurto ei olisi ollut mahdollinen, jos tutkijat eivät olisi tutkineet planeetan historiaa ja koostumusta.
Ponnistelut tämän historian selvittämiseksi johtivat useisiin keskeisiin oivalluksiin. Esimerkiksi jotkut Marsin pinnan etämittaukset viittasivat siihen, että ainakin osa planeetan kuoresta sisälsi ultramafisia magmatisia kiviä. Näiden kivien muodostumisprosessi oli samankaltainen kuin se, mikä johti smekttien tuotantoon Maassa.
Smektti – eräs pintasavimineraali – on tunnettu erittäin tehokkaana hiilen ansana. Yksi smekttijyvä sisältää lukuisia kerroksia, joihin hiili voi asettua häiriöttä miljardeja vuosia.
Ultramafisen muutoksen vaikutukset Marsissa olivat samankaltaiset. Noachian-kauden savet, jotka muodostuivat tämän muutoksen seurauksena, pystyvät varastoimaan orgaanista hiiltä. Jopa 1,7 bar CO₂:ta voisi teoriassa sitoutua savipinnoille. Yhdistämällä abioottinen metaanigenerointi Marsin δ¹³C‑historian parhaisiin arvioihin, tutkijat ennustivat varaston, jonka suuruus on 0,6–1,3 bar CO₂‑vastaavaa.
Tutkijat syvensivät tarkasteluaan ultramafisten kivien ilmiöön. He pohtivat mahdollisuutta, että vesi reagoi Marsin syvien ultramafisten kivien kanssa tavalla, joka tuottaisi savia, jotka peittävät nykyisen pinnan. Tutkimus johti siihen, että kivet ovat rikkaat mineraalista oliviiniin.
He tarkastelivat myös oliviinirikkaiden kivien potentiaalia hiilen varastoinnissa, mikä johti siihen, että he väittivät mahdollisuuden, että oliviini reagoi veden kanssa, joka virtaa kuoren läpi. Oliviini – rikas rauta‑vähähappoinen mineraali – voisi sitoa veden hapen, vapauttaen vetyä ja muodostaa punaisen hapettuneen raudan, joka antaa planeetalle sen värin.
Lopuksi veden vapaa vety olisi yhdistynyt hiilidioksidiin vedessä muodostaen metaania.
Työtä, jota osittain rahoitti National Science Foundation, pidetään mahdollisesti mullistavana, sillä siihen osallistuneet tutkijat tekivät useita merkittäviä väitteitä.
“Tässä Marsin historiassa uskomme, että CO₂ on kaikkialla, jokaisessa nurkassa, ja vesi, joka virtaa kiven läpi, on täynnä CO₂:ta myös.”
– Joshua Murray
Tutkimuksen merkitystä korostaen Bruce Jakosky, Colorado‑yliopiston emeritusprofessori ja Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) -mission pääasiallinen tutkija, joka on kiertänyt ja tutkinut Marsin yläilmakehää vuodesta 2014, totesi seuraavaa:
“Murray ja Jagoutz tarkastelevat kivien kemiallista vuorovaikutusta ilmakehän kanssa keinona poistaa CO₂:ta. Jos otamme käyttöön korkeimmat arvioimme siitä, kuinka paljon rapautumista on tapahtunut, tämä voi olla merkittävä prosessi, joka poistaa CO₂:ta Marsin varhaisesta ilmakehästä.”
Yhteenvetona tutkimus kaivoi punaisen planeetan historiaa selvittääkseen, minne CO₂ meni varhaisesta, paksummasta ilmakehästä. Kysymys on kiistatta keskeinen Marsin ilmakehän, ilmaston ja mikro-organismien elinkelpoisuuden ymmärtämisessä.
Tutkimuslaitosten lisäksi on yrityksiä, jotka ovat kiinnostuneita Marsin tutkimisesta. Yksi tällainen yritys on SpaceX (SPCX ).
#1. SpaceX
SpaceX:n Mars-missio toimii visiona, jonka tavoitteena on raivaa tie ihmiskunnan moniplaneettaiselle tulevaisuudelle. Elon Musk, SpaceX:n tunnettu perustaja, joka on laajalti keskusteltu hahmo avaruustutkimuksen alalla ja sen ulkopuolella, on äärimmäisen kunnianhimoinen yrityksensä Mars-mission suhteen.
“Haluat herätä aamulla ja ajatella, että tulevaisuus on loistava – ja se on avaruuslukuisten sivilisaatioiden ydin. Se on uskoa tulevaisuuteen ja ajatella, että tulevaisuus on parempi kuin menneisyys. Enkä keksi mitään jännittävämpää kuin lähteä sinne ja olla tähtien joukossa.”
– Musk, esittäessään visiota
SpaceX:n Mars-ratkaisu: Starship
Starship on SpaceX:n avaruusalus ja Super Heavy -raketti yhdistettynä. Tämä yhdistelmä toimii täysin uudelleenkäytettävänä kuljetusjärjestelmänä, jonka on suunniteltu kuljettamaan sekä miehistöä että rahtia Maan kiertoradalle, Kuuhun, Marsiin ja pidemmälle. Se on ansainnut maineen maailman voimakkaimpana laukaisualustana, joka pystyy kuljettamaan jopa 150 metrisiä tonneja täysin uudelleenkäytettävänä ja 250 metrisiä tonneja kertakäyttöisenä.
SpaceX:n virallisten tietojen mukaan sen kestää kuusi kuukautta päästä Marsiin, ja se astuu Marsin ilmakehään nopeudella 7,5 km/s. Se hidastuu aerodynamiikkaa hyödyntäen. Alus pystyy täydennyslataukseen kiertoradalla, mikä mahdollistaa jopa 100 tonnin kuljetuksen Marsiin.
Korkean uudelleenkäytön mahdollisuuden ansiosta tankkerialus voi laskea missioiden kustannuksia, sillä pääkustannus rajoittuu pelkästään hapen ja metaanin hankintaan, mikä on edullista.
Syynä SpaceX:n kiinnostukseen Marsia kohtaan on monidimensionaalinen. Yritys näkee Marsin yhtenä Maapallon lähimmistä asuttavista naapureista, jossa on riittävästi auringonvaloa. Vaikka se tunnustaa planeetan kylmyyden, se on varma, että se voidaan lämmittää.
Kuitenkin Musk itse myöntää, että Mars-missio on kallis hanke. Hänen oman X‑postauksensa mukaan, joka julkaistiin tämän kuukauden alussa, toteaa:
“Tällä hetkellä se maksaa noin miljardi dollaria tonnia kohden hyödyllistä lastia Marsin pinnalle. Tämä on parannettava 100 000 dollariin/tonni, jotta siellä voitaisiin rakentaa itseään ylläpitävä kaupunki, joten teknologian on oltava 10 000‑kertaisesti parempi. Äärimmäisen vaikea, mutta ei mahdoton.”
SpaceX tekee yhteistyötä NASA:n kanssa. 26. syyskuuta 2024 NASA kutsui yleisön osallistumaan virtuaalivieraina SpaceX Crew‑9 -lanssauksen aikana, jossa NASA:n astronautti Nick Hague, komentaja, ja Roscosmos‑kosmonautti Aleksandr Gorbunov, tehtäväerikoisosaaja, nousivat SpaceX:n Dragon‑aluksella, joka lähti aikaisintaan 13.17 ET‑aikaa lauantaina 28. syyskuuta Cape Canaveralin Space Launch Complex‑40:sta Floridassa.
SpaceX nähdään yhtenä merkittävimmistä ja salaperäisimmistä yksityisyrityksistä, jotka kasvoivat $2 miljardia liikevaihtoa, joiden mukaan tulos oli 9 miljardia dollaria vuonna 2023 ja ennustettu 15 miljardia dollaria vuonna 2024 sekä 3 miljardia dollaria voittoa.
#2. Blue Origin
Toinen yritys joka on tunnetusti toiminnassa samassa markkinassa kuin SpaceX, on Jeff Bezosin Blue Origin. Se toimii tehtävänään “rakentaa tie avaruuteen, jotta lapsemme voivat rakentaa tulevaisuuden.”
Blue Origin perustettiin visiolla mahdollistaa miljoonien ihmisten elää ja työskennellä avaruudessa Maan hyödyn vuoksi, ja se näkee tulevaisuuden, jossa ihmiskunta voi hyödyntää avaruuden rajattomia resursseja ja siirtää haitallisia teollisuuksia planeettamme ulkopuolelle luonnon säilyttämiseksi – our blue origin.
Yrityksen visio on jaettu saavutettaviin missiokomponentteihin, jotka sisältävät avaruuden saavutettavuuden lisäämisen uudelleenkäytettävien rakettien avulla, Se pyrkii kehittämään tulevaisuuden avaruusaluksia, jotka ovat pelkästään uudelleenkäytettäviä laukaisualuksia ja avaruusjärjestelmiä, jotka ovat turvallisia, halpoja ja palvelevat kaikkien siviili-, kaupallisten- ja puolustusasiakkaiden tarpeita.
Yritys on testannut New Shepard -rakettiaan ja sen redundanssiturvajärjestelmiä vuodesta 2012. Se on toteuttanut 22 peräkkäistä onnistunutta lentoa, mukaan lukien kolme onnistunutta pakonoikeustestiä. Yritys uskoo, että operatiivinen uudelleenkäytettävyys on ainoa tapa alentaa avaruuslennon kustannuksia, ja sekä sen ratkaisut – New Shepard että New Glenn – on suunniteltu uudelleenkäytettävyyttä silmällä pitäen alusta alkaen.
On syytä mainita, että NASA:n Launch Services Program (LSP) myönsi New Glennille Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers (ESCAPADE) -sopimuksen, osana NASA:n Small Innovative Missions for Planetary Exploration (SIMPLEx) -ohjelmaa, kaksialusmissiota, jonka tavoitteena on tutkia Marsin magneettosfääriä.
Viimeisimpien saatavilla olevien raporttien mukaan Blue Origin on kerännyt $596,4 M kahdeksassa rahoituskierroksessa, ja viimeisin rahoituskierros oli grant‑muotoinen – VII, 34,7 M dollaria 25. heinäkuuta 2023.
Lopulliset Ajatukset
Ei ole epäilystäkään siitä, että maailman visionäärisimmät liike-elämän johtajat tutkailevat Marsia. Samanaikaisesti parhaat tutkimuslaitokset ja avaruusvirastot monista maista ovat myös mukana. Tavoitteena on luoda turvallinen, kustannustehokas reitti Marsiin.
Kuitenkin jokainen sidosryhmä on hyvin tietoinen siitä, että menestys riippuu menneiden tapahtumien tehokkaasta ymmärtämisestä, jotka ovat tapahtuneet planeetalla. NASA:n virallisen myönnytyksen mukaan, virasto on vuosien varrella ”käynyt systemaattista työtä määrittääkseen Marsin varhaisen historian ja sen, miten se voi auttaa meitä ymmärtämään asuttavien maailmojen, mukaan lukien Maan, muodostumista ja kehitystä.”
Tällaiset pyrkimykset kuitenkin vaativat enemmän resursseja, sekä taloudellisia että älyllisiä. Esimerkiksi NASA:n käynnistämä Sample Return Programme, joka etsii innovatiivisia suunnitelmia arvokkaiden näytteiden palauttamiseksi Marsilta Maahan, on yksi NASA:n koskaan toteuttamista monimutkaisimmista missioista. Sen budjetti on 11 miljardia Yhdysvaltain dollaria.
NASA:n hallituksen Bill Nelsonin mukaan:
“Turvallinen laskeutuminen ja näytteiden kerääminen, raketin laukaiseminen toisen planeetan näytteillä – mitä ei ole koskaan aiemmin tehty – ja näytteiden turvallinen kuljettaminen yli 33 miljoonaa mailia takaisin Maahan on merkittävä tehtävä. Meidän on ajateltava laatikon ulkopuolelta löytääksemme edullinen ja kohtuullisen aikataulun mukainen ratkaisu.”
Kun kaikki nämä valtavat missiot ovat käynnissä, on myös muistettava, että rahoituksen kohdentaminen epävarmoihin avaruusohjelmiin voi aiheuttaa resurssipulaa pyrkimyksissä tehdä planeetastamme Maasta kestävä. Tasapaino on löydettävä, jossa avaruusmissiot tuovat hyötyä Maalle ja sen asukkaille, ihmiskunnalle, eläinkunnalle ja runsaalle luonnolle, jonka keskellä elämme.
