Avaruus
Voivatko avaruusriisi ja kuun autot mahdollistaa elämisen Kuussa?
Lisää Securities.io suosikkilähteisiisi Google-palvelussa
Miksi paluu Kuuhun kohtaa merkittäviä takaiskuja
Ihmiskunnan viimeisistä askelista Kuussa vuonna 1972 on kulunut jo yli puoli vuosisataa.
Paradoksaalisesti vaikuttaa siltä, että kykymme palata Kuuhun on heikentynyt, vaikka olemme lähitulevaisuudessa valmiita tekemään Maan luonnollisella kiertolaisella paljon aiempaa enemmän.
Paluu ei ole onnistunut ennen kaikkea siksi, ettei meillä edelleenkään ole käytössä kykyä laukaista astronautteja kohti Kuuta, ja Artemis-ohjelma on kohdannut useita takaiskuja.
Ensimmäinen takaisku on ehdotettu 25 prosentin leikkaus NASA:n budjettiin.
Toinen takaisku on SLS-ohjelmaan kohdistuva perusteltu arvostelu. Sen viivästykset ja hallitsemattomasti kasvaneet kustannukset ovat vaikeuttaneet merkittävästi Artemis-lentojen aikataulua (linkistä voit lukea yksityiskohtaisen raportin Artemis-ohjelmasta).
Kolmas takaisku on Artemis-ohjelman aiemmin keskeisen osan, Lunar Gatewayn, mahdollinen peruuttaminen (linkistä voit lukea laajan selostuksen Lunar Gatewayn tavoitteista ja osista). Yhdysvaltain senaatin vastustus budjettileikkauksia kohtaan saattaa kuitenkin vielä pelastaa Lunar Gatewayn.
Yhdysvaltain suunnitelmat palata Kuuhun eivät silti ole täysin kariutuneet. SLS-kantoraketti korvataan tulevaisuudessa todennäköisesti SpaceX:n (SPCX ) Starshipilla. NASA jatkaa myös kuututkimussuunnitelmiensa muita osia, erityisesti Artemis Lunar Terrain Vehicle -ajoneuvon mittalaitteiden valintaa. Uudet geneettisesti muunnellut kääpiöriisilajikkeet voivat puolestaan olla ratkaisevia ruoan tuottamisessa syvän avaruuden tukikohdissa ja tulevissa Maan ulkopuolisissa siirtokunnissa.
Kuun instrumentit
NASA on valinnut Kuuhun vietäviksi kolme mittalaitetta. Kaksi niistä on tarkoitus integroida LTV-kuukulkijaan (Lunar Terrain Vehicle), ja kolmas on suunniteltu myöhempää kiertoratatehtävää varten.
Laitteilla on keskeinen rooli varhaisissa tutkimuksissa, joissa selvitetään Kuun luonnonvaroja ja niiden käyttökelpoisuutta tuleville ihmisasutuksille.
Kun ihmisen ja robottien suorittaman tutkimuksen parhaat puolet yhdistetään, LTV:hen valitut tieteelliset mittalaitteet tekevät löytöjä, jotka lisäävät tietoa Maan lähimmästä naapurista sekä edistävät Kuussa toimivien astronauttien ja avaruusalusten terveyttä ja turvallisuutta.”
LTV-instrumentit
Ensimmäinen LTV:hen asennettava laite on Artemis Infrared Reflectance and Emission Spectrometer eli AIRES. Sen avulla tunnistetaan, mitataan ja kartoitetaan Kuun mineraaleja ja haihtuvia aineita. Haihtuvat aineet, kuten vesi, ammoniakki ja hiilidioksidi, höyrystyvät helposti. Niiden määrää on vaikea arvioida, mutta ne ovat erittäin tärkeitä, jotta Maasta tuotavien tarvikkeiden tarvetta voidaan vähentää.
Toinen laite on Lunar Microwave Active-Passive Spectrometer (L-MAPS). Se yhdistää spektrometrin ja maatutkan, jotta Kuun pinnan alapuolisia rakenteita voidaan mitata ja erityisesti etsiä vettä.
Laite mittaa lämpötilaa, tiheyttä ja maanalaisia rakenteita yli 40 metrin (131 jalan) syvyyteen. Vettä tarvitaan astronauttien elossapitoon, mutta pysyvässä Maan ulkopuolisessa tukikohdassa sillä olisi myös monia muita käyttötarkoituksia:
- Helposti toteutettava säteilysuojaus: muutama metri jäätä tai nestemäistä vettä voi suojata asuinrakennusta.
- Rakettipolttoaineen valmistus vedystä ja hapesta tai metanolin valmistus, jos hiiltä löytyy riittävästi, paluumatkoja ja mahdollisia kiertoratateollisuuden tarpeita varten.
- Kasvien kasvattaminen aeroponisilla tai hydroponisilla menetelmillä, mukaan lukien jäljempänä käsiteltävät riisilajikkeet.
AIRESin ja L-MAPSin pitäisi yhdessä antaa paljon tarkempi kuva Kuun pinnan koostumuksesta ja kyvystä tukea elämää. Ne auttavat tutkijoita myös ymmärtämään Kuun historiaa ja soveltamaan tuloksia satelliitin vielä kartoittamattomiin alueisiin.
Kolmanneksi laitteeksi on valittu Ultra-Compact Imaging Spectrometer for the Moon (UCIS-Moon). Se pysyy Kuun kiertoradalla ja auttaa muodostamaan yleiskuvan Kuun luonnonvarojen sijainnista.
Näin se voi osoittaa tutkimusryhmille lupaavimmat alueet, joita kannattaa tutkia LTV:llä.
“Kun nämä laitteet kulkevat LTV:n mukana ja kiertoradalla, voimme kartoittaa pinnan sekä astronauttien tutkimusalueilla että koko Kuun etelänavan alueella. Tämä tarjoaa jännittäviä mahdollisuuksia tieteellisiin löytöihin ja tutkimukseen vielä vuosiksi eteenpäin.”
Joel Kearns – NASA:n Science Mission Directoraten tutkimuksesta vastaava apulaisjohtaja.
Samalla LTV:n lopullisen rakenteen valinta jatkuu yhteistyössä Intuitive Machinesin, Lunar Outpostin ja Venturi Astrolabin kanssa. (LUNR )
Kasvien viljely Kuussa
Avaruusruoantuotannon skaalaaminen
Jos merkittävä määrä astronautteja oleskelee pitkissä tehtävissä matalan Maan kiertoradan ulkopuolella, ruoka on tuotettava ainakin osittain paikan päällä. Tämä koskee erityisesti valtaosaa ihmiselämän ylläpitämiseen tarvittavista hiilihydraateista ja proteiineista; pienempiä määriä tarvittavat vitamiinit ja mineraalit voidaan todennäköisesti toimittaa ravintolisinä.
Salaatin ja muiden vihannesten kasvatuskokeet ISS-avaruusasemalla ovat tähän asti olleet lupaavia, mutta laajamittainen viljely Kuussa tai Marsissa vaatii aivan toisenlaisen suunnitelman.
“Avaruudessa eläminen perustuu resurssien kierrättämiseen ja kestävään elämäntapaan. Yritämme ratkaista samoja ongelmia, joita kohtaamme täällä Maassa.”
Matt Damonin perunat tieteiselokuvassa Yksin Marsissa ovat siis paljon lähempänä mahdollista todellisuutta kuin voisi kuvitella.
Lähde: Modern Farmer
Avaruusriisin tuottaminen
Pienempi on parempi
Perusravintokasveista mikään ei ole yhtä tuottava kuin riisi. Sen sato neliömetriä kohti on suurin, ja oikeissa olosuhteissa vuodessa voidaan saada kaksi tai kolme satoa.
Ongelmana on kuitenkin se, että maapallon riisilajikkeet on jalostettu avoimilla pelloilla kasvamiseen, ei ahtaisiin käytäviin, avaruusasemiin tai mahdollisiin kuutukikohtiin. Useimmat lajikkeet ovat liian suuria tällaiseen keinotekoiseen ympäristöön.
“Kääpiölajikkeet syntyvät usein muokkaamalla gibberelliini-nimistä kasvihormonia. Se voi lyhentää kasvia, mutta aiheuttaa samalla ongelmia siementen itämiselle.
Ne eivät ole ihanteellisia viljelykasveja, sillä avaruudessa kasvin on oltava paitsi pieni myös tuottava.”
Moon-Rice -projekti
Moon-Rice-hankkeen tavoitteena on ratkaista tämä ongelma, ja siinä on mukana kolme italialaista yliopistoa.
“Milanon yliopistolla on erittäin vahva osaaminen riisin genetiikassa, Rooman Sapienza-yliopisto on erikoistunut viljelykasvien fysiologian muokkaamiseen, ja Napolin Federico II -yliopistolla on vaikuttava kokemus kasvien kasvattamisesta avaruudessa.”
Tutkijat aloittavat riisin mutanttilajikkeista, jotka kasvavat vain noin 10 senttimetrin (4 tuuman) korkuisiksi. Seuraavaksi he etsivät keinoja parantaa näiden lajikkeiden tuottavuutta.
Huomioon on otettava myös eläinproteiinin tuottamisen vaikeus avaruudessa. Ihanteellinen vaihtoehto olisi proteiinipitoisempi riisinjyvä, ja tutkijat selvittävät geenimuokkauksen käyttöä proteiinin ja tärkkelyksen suhteen kasvattamiseksi. CRISPRin kaltaiset uudet teknologiat tekevät tällaisten GMO-kasvien kehittämisestä paljon helpompaa, halvempaa, tarkempaa ja tehokkaampaa.
Lähde: Phys.org
Lähemmäs avaruuden olosuhteita
Kustannusten säästämiseksi mikrogravitaatiota jäljitellään pyörittämällä riisikasvia jatkuvasti niin, että painovoima vetää sitä yhtä paljon kaikkiin suuntiin.
Testaaminen aidossa mikrogravitaatiossa kiertoradalla olisi ihanteellista, mutta se olisi aivan liian kallista, kun testattavana on useita uusia lajikkeita.
Tiedämme kuitenkin Kiinan vuoden 2022 kokeista, että riisi voi kasvaa hyvin avaruudessa. Tämä koski sekä lähes 30 senttimetriä korkeaksi kasvavaa lajiketta että noin viiden senttimetrin korkuista kääpiölajiketta.
Riisin ja muiden kasvien viljelylle avaruudessa on myös psykologinen, ei ainoastaan käytännöllinen, peruste.
“Kasvien kasvun seuraaminen ja ohjaaminen tekee ihmisille hyvää. Esikypsennetty tai sosemainen ruoka voi sopia lyhyeksi ajaksi, mutta siitä voi tulla ongelma pitkissä tehtävissä.
Jos pystymme luomaan ympäristön, joka ravitsee astronautteja fyysisesti ja henkisesti, stressi vähenee ja virheiden tekemisen todennäköisyys pienenee.
Avaruus ei välttämättä ole ainoa ympäristö, jossa teknologia voisi olla hyödyllinen. Siitä voisivat hyötyä myös esimerkiksi syrjäiset tukikohdat Etelämantereella, arktisilla alueilla tai aavikoilla.
Valmistautuminen avaruusasutuksiin
Avaruuden asuttamisen tärkeimpiä välineitä ovat erittäin suuret ja uudelleenkäytettävät raketit, kuten SpaceX:n Starship, sekä Jeff Bezosin Blue Originin, Rocket Labin (RKLB ) ja todennäköisesti monien kiinalaisten julkisten ja yksityisten yhtiöiden tulevat vastineet.
Kuutukikohdan ja myöhemmin Mars-tukikohdan rakentamiseen tarvitaan silti paljon muitakin välineitä: avaruusajoneuvoja, luonnonvarojen ilmaisimia, autonomisia hydroponisia maatiloja, mukautettuja kasvilajikkeita, säteilysuojausta, kaivuu- ja rakennusvälineitä, aurinkoenergialla toimivia sulattoja ja muuta laitteistoa.
Alan yritykset hyötyvät merkittävästi rakettiteknologian kehityksestä, sillä jokainen kiertoradalle pääsyn kustannusten lasku mahdollistaa suuremman hyötykuorman lähettämisen ja kasvattaa näiden välineiden kysyntää.
Sijoittaminen avaruusteollisuuteen
Intuitive Machines
LUNR Hintakaavio
Vuonna 2013 Houstonissa, Texasissa, perustettu Intuitive on osaketunnuksensakin perusteella vahvasti Kuuhun keskittyvä yhtiö. Se on jo valittu neljään NASA:n kuulentoon, ja sillä on yli 400 työntekijää.
Lähde: Intuitive Machines
Se oli ensimmäinen kaupallinen yhtiö, joka onnistui laskeutumaan Kuuhun ja lähettämään sieltä tieteellisiä tietoja. Se suoritti myös ensimmäisen LOx/LCH4-moottorin eli nestemäistä happea ja metaania käyttävän moottorin käynnistyksen avaruudessa.
Yhtiö kehittää useita hankkeita, joista muodostuu Kuun tutkimista ja asuttamista palvelevan infrastruktuurin perusta.
Ensimmäinen niistä on ”tiedonsiirtopalvelu”. Teknologiaa testataan parhaillaan, ja lopullisena tavoitteena on rakentaa Kuun kiertoradalle tiedonsiirtosatelliittien verkosto.
Lähde: Intuitive Machines
Toinen osa on ”Infrastructure as a Service” eli infrastruktuuri palveluna. Siihen on tarkoitus sisällyttää autonomiseen toimintaan kykenevä LTV, tietoliikennepalvelu ja GPS-paikannuspalvelut.
Lähde: Intuitive Machines
Viimeinen liiketoiminta-alue on materiaalien toimittaminen Kuun pinnalle. Yhtiö on tähän mennessä kuljettanut tieteellisiä hyötykuormia Nova-C-laskeutujalla, joka on 4,3 metriä (14 jalkaa) korkea ja pystyy viemään Kuuhun 130 kilogrammaa hyötykuormaa.
Seuraava askel on Nova-D-laskeutuja, joka pystyy toimittamaan Kuuhun 1 500–2 500 kilogrammaa materiaalia. Tätä hyötykuormakapasiteettia ja kokoa tarvitaan Lunar Terrain Vehiclen (LTV) sekä kuutukikohtaa varten suunnitellun 40 kW:n Fission Surface Power -ydinreaktorin toimittamiseen.
Lähde: Intuitive Machines
Yhtiö on saanut NASA:lta useita arvokkaita sopimuksia. Esimerkiksi Near Space Network -sopimuksen mahdollinen enimmäisarvo on 4,82 miljardia dollaria.
NASA:n odotetaan valitsevan LTV-sopimuksen toimittajan kolmen ehdokkaan joukosta vuoden 2025 loppuun mennessä. Sopimuksen arvo voi olla jopa 4,6 miljardia dollaria.
Yhtiö pyrkii monipuolistamaan asiakaskuntaansa NASA:n ulkopuolelle. Huhtikuussa 2025 Texas Space Commission valitsi sen saamaan enintään 10 miljoonan dollarin avustuksen. Tuki käytetään Maahan palaavan ajoneuvon ja mikrogravitaatiossa tapahtuvan biovalmistuksen mahdollistavan kiertoratatehtaan kehittämiseen.
Paluuajoneuvo tarjoaa myös varavaihtoehdon ja vähentää yhtiön tuleviin kuunäytteiden palautuslentoihin liittyviä riskejä.
Toinen hanke on pienitehoisten, ydinvoimaa käyttävien häivesatelliittien kehittäminen Yhdysvaltain ilmavoimien tutkimuslaboratorion JETSON-sopimusta varten.
Yhtiön vapaa kassavirta muuttui positiiviseksi vuoden 2025 ensimmäisellä neljänneksellä, ja lisäksi sillä on Kuun tietoliikennesopimus. Siksi yhtiöstä on tulossa sijoittajille huomattavasti turvallisempi: käteistä kuluttavasta startupista on kehittymässä kasvavaa avaruustaloutta palveleva vakiintunut palveluntarjoaja.
LTV:n uusien mittalaitteiden kehitys osoittaa, ettei NASA aio luopua Artemis-ohjelmasta, vaikka SLS-raketin kaltaisia osia saatetaan uudistaa perusteellisesti. Siksi Intuitiven kaltaisten lisälaitetoimittajien tulevaisuus vaikuttaa lupaavalta.
Viimeisimmät Intuitive Machines (LUNR) -osaketuotteiden uutiset ja kehitykset
