Tuliko elämä avaruudesta

14.4.2019 klo 23.20, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Edellisessä blogissani pohdittiin kysymystä olisiko teknisen sivilisaation (siis meidän) mahdollista lähettää avaruusluotaimen mukana elämän siemeniä vierailla, elinkelvollisille näyttäville planeetoille. Tällaisen toiminnan tavoitteena olisi tietenkin saada siellä alkuun kokonaisen rikkaan ja monimuotoisen eliökunnan kehittyminen.

Blogissa ja kommenteissa päädyttiin siihen, että lähimpiinkin tähtijärjestelmiin on niin toivottoman pitkä matka, että elävän materiaalin lähettäminen ei onnistu: Matkan teko millään tolkullisella nopeudella kestää liian kauan, ja matkan teko ja perille pääsy olemassa olevalle teknologiallemme olisi mahdoton tehtävä.

Suurten avaruusalusten kiihdyttäminen korkeisiin matkanopeuksiin, ja sitten taas pysäyttäminen halutun kohteen läheisyyteen vaatii valtavasti energiaa. Aurinkokunnan ulko-osiin suuntautuneet luotaimet ovat tähän asti käyttäneet voimanlähteenään Plutonium-238 –isotoopin voimalla toimivaa sähkögeneraattoria ja kemiallisia rakettipolttoaineita. Nyt näihinkin pitkän matkan avaruusmatkoihin kehitellään uusia voimanlähteitä, mm. joko ydinkäyttöistä kuumaa rakettia (Nuclear thermal propulsion), lasersäteitä, ioni- tai plasma suihkua tai pieniä ydinräjähteitä (https://cosmosmagazine.com/technology/antimatter-ion-drives-nasas-plans-deep-space-propulsion). Lisäksi käyttövoimana käytetään eri planeettojen kiertoratojen  painovoimakentästä haettavaa lisänopeutta.

Nyt käytössä olevilla teknologioilla jo aurinkokunnan ulkoreunoillekin matkaaminen vie paljon aikaa. New Horizon on ollut toistaiseksi nopein avaruusalus, ja sen matka Maasta Pluton läheisyyteen kesti lähes 10 vuotta. Jos olisi tarkoitus päästä lähimmälle ehkä-elinkelpoiselle exoplaneetalle, toisiin aurinkokuntiin, matka veisi kymmeniä tuhansia vuosia. Se veisi myös valtavan paljon enerigaa: lenturin pitäisi ensin saada niin paljon vauhtia että se ensin pääsee pois Aurinkokunnan vetovoimakentästä, ja sitten sillä on vielä riittävästi vauhtia, niin että se pääsee perille päämääräänsä halutussa aikataulussa. Jos matkanopeuden voisi saada niinkin korkeaksi kuin 100 km/s, matka lähimmälle kohdetähdelle (11 valovuoden päässä olevalle ROS123 tähdelle) veisi 33 000 vuotta. Kauempiin tähtijärjestelmiin se veisi tietysti taas useita kertoja kauemmin.

Näin valtavan pitkä avaruusmatka olisi kohtalokas sitkeimmillekin soluille: niiden genomit ehtisivät hajota säteilyn vaikutuksesta, koska lepotilaiset solut eivät pysty korjaamaan vaurioitaan. Myöskään aluksen hienomekaniikka ei kestä loputtomiin avaruuden säteilyoloissa. Kuitenkin siellä perilläkin tarvitaan vielä tarkkoja jarrutus-, navigointi- ja paikannussysteemeitä, jotta alus voisi hakeutua halutun planeetan kiertoradalle.

Tällaisella vaarallisella ja teknisesti hyvin haasteellisella matkalle tarvittaisiin ainakin hyvin massiivinen alus turvaamaan sekä rahtia, että aluksen teknologiaa. Toinen turvallisuutta parantava tekijä olisi koettaa lyhentää matka-aikaa, eli matkustaa  kovempaa vauhtia. Kuitenkin sekä massan että vauhdin lisääminen vaativat taas enemmän energiaa sekä kiihdyttämiseen että jarruttamiseen (kaavan  2x ½ mv2 mukaan). Jos lenturi on tarkoitus ohjata jonkun tietyn planeetan kiertoradalle, myös navigointimanöövereihin tarvitaan vielä lisää energiaa.

Mutta periaatteessa: Jos jokin hyvin taitava teknologinen sivulisaatio hallitsisi tuollaisen pitkän matkan avaruusmatkailun, niin elämän kylväminen muille planeetoille olisi mahdollista. Siispä, vastavuoroisuusperiaatteen mukaisesti, tämä olisi voinut tapahtua myös päinvastaiseen suuntaan: Vieraat sivilisaatiot olisivat voineet tuoda elämän ituja maahan.

Kuitenkin: jotta elämän istuttaminen vieraalle planeetalle onnistuisi, se pitäisi viedä sinne hyvin yksinkertaisessa, kestävässä ja omavaraisessa muodossa.  Eikä ole mitään takeita siitä, että nuo ulkopuolelta tulevat elämän siemenet voisivat selviytyä uuden planeetan olosuhteissa, tai että ne  kehityisivät siellä mihinkään toivottuun suuntaan. Elämän selviytyminen jollakin planeetalla edellyttää juuri tuolle elämänmuodolle sopivia ”kultakutri-olosuhteita”.

Jos jotkut ”älykkäämmät tahot” pystyisivät vierailemaan planeetallamme, ne olisivat ehkä voineet tuoda tänne myös jotakin myöhempää vaikutusta. Eric von Däniken, monia lukijoita aikoinaan (1960-70 luvuilla) innostanut scifi-kirjailija on tarinoinut että juuri näin olisi käynyt täällä Maassa: jokin hyvin pitkälle kehittynyt vieras sivilisaatio, tai vieraat ”jumalat”, olisivat käyneet täällä vaikuttamassa nimenomaan ihmisen lajin kehittymiseen ja teknisen kulttuurin syntyyn. No, näin ei tietenkään ole käynyt. Scifi-tarinoiden ehdottama vieraiden älykkäiden eliöiden vaikutus, tai kädenjälki, ei näy missään kohtaa ihmisten kulttuurihistoriaa. Myöskään tuollaisia älykkäitä vierailijoita ei ole nähty missään havaittavissa olevassa avaruudessa.

Myöskään eliökuntamme kehityshistoriassa ei näy mitään vieraiden tahojen vaikutusta. Tämän planeetan monisoluisten eliöiden kehityshistoria on kirjoitettu fossiiliaineistoon, josta on jo tarkkaan luettavissa lajien polveutumishistoria aina ensimmäisiin monisoluisiin eliöihin asti. Niistä taakse päin ulottuva eliökunnan kehityshistoria on kirjautunut kaikkien tunnettujen lajien geeniperimään. Tuo eliökunnan geeniperimä kertoo että olemme kaikki kehittyneet tällä planeetalla, alkaen RNA-maailmasta, sitten viimeistä yhteisestä elämän esi-isästä (eli LUCAsta) ja sen jälkeen, bakteereiden ja arkkien moninaisen ja monimuotoisen kehityksen kautta eukaryooteiksi. Mikään ei viittaa siihen, että ulkopuoliset tahot olisivat kylväneet tänne elämää, tai sitä jossakin kohtaa peukaloineet.

Siis ajatus kohdennetusta elämän istuttamisesta voidaan unohtaa. Kuitenkin monet henkilöt vielä ehdottelevat että tämä elämämme ensimmäiset idut olisivat tulleet tänne avaruudesta, mutta ”luonnollisesti”, asteroidien tai komeettojen mukana.  Tätä panspermiaksi kutsuttua ajatusta esiteltiin myös viimeisimmässä Tiede-lehdessä.

Jos näin olisi, sen olisi pitänyt tulla sellaisesta paikasta missä elämää olisi ollut olemassa niin runsaasti, että sitä olisi tarttunut ko. planeetalta ylös-sinkoavien meteoriittien mukaan. Sen olisi pitänyt lähteä liikkeelle myös Maa-planeetan läheisyydestä, eli niin läheltä että se olisi ehtinyt perille niin nopeasti että elämä ei olisi kuollut matkan varrella. Sen olisi myös pitänyt ehtiä perille Maa-planeetalle pian, ennen kuin elämä käynnstyi täällä, n. 4 miljardia vuotta sitten.

Maasta on löytynyt jonkin verran Marsista tulleita meteoriitteja, ja sen perusteella on mahdollista että ensimmäiset solut olisivat voineet tulla tänne nimenomaan Marsista. Tämä edellyttäisi kuitenkin sitä että Marsissa olisi syntynyt elämää jo hyvin varhain aurinkokunnan muodostuessa, ja sitä olisi ollut siellä runsaasti. Tämä näyttää aika epätodennäköiselle. Epätodennäköiselle näyttää myös se, että infektiivinen Mars-meteoriitti olisi tuonut tuollaisen elämän idun Maahan parin sadan miljjoonan vuoden kuluessa, sillä esim. hyvin tunnettu Mars-meteoriiti ALH_84001 oli viipynyt matkallaan 3,6 – 1,4 miljardia vuotta. Jos satunnaisen meteoriitin kulkeutuminen lähimmältä planeetalta tänne kestää näin kauan, niin jostakin kaukaisemmista maailmoista se kestäisikin sitten jo lähes ikuisuuden. Elämän tulo passiivisesti ajautuvien kappaleiden mukana muista tähtijärjestelmistä Maahan on täysi mahdottomuus.

Scifi –puolelta haluaisin kuitenkin tuoda esiin vielä yhden mahdollisuuden: Arthur C. Clarkin RAMA –kirjoissa tähtien välinen matkailu onnistuu siten, että valtavan suuri, hyvin hallitusti toimiva ja elinkelpoinen avaruusalus matkaa hitaasti tähtijärjestelmästä toiseen. Sen asukkaina on jotakin elämän kaltaista ja hyvin älykästä, sellaista joka pitää avaruusalusta kotinaan. Nuo hypoteettiset kuvitellut olennot eivät kuitenkaan ole biologisia elämänmuotoja. Jos tuollaisia jossakin planeettakunnassa vierailisi, ne tuskin kylväisivät minnekään mitään alkeellisia LUCAn kaltaisia bioelämän ensimmäisiä siemeniä. Ne korkeintaan voisivat kiinnostuneenä havainnoida sellaista primitiivistä bio-eliökuntaa mikä täällä Maa-planeetalla vielä tällä hetkellä touhuaa. Mutta tämä on tietenkin pelkkää fiktiota.

12 kommenttia “Tuliko elämä avaruudesta”

  1. Niinsanottua EM-drivea tiedemaailma pitää oikeutetusti humpuukina, kunnes toisin todistetaan. Väitettyä efektiä on tutkittu mutta ei löydetty mitään, ja keksijän väitteen tueksi esittämä ”teoria” on matemaattisesti virheellinen.

    Mitä tulee panspermiaan, kommenttini on saattanut olla vähän epämääräinen, mutta tarkoitukseni ei ollut tukea panspermiaa. Panspermia-termi on laajakirjoinen, joten siihen on vaikea ottaa selvää kantaa. Jos minulla jokin kanta on, niin se on etten pysty osoittamaan panspermia-ajatuksia vääriksi mutten myöskään pidä niitä erityisen todennäköisinä.

    Yksi muoto ”panspermiasta” on että ehkä elämän resepti oli A+B, missä ”A” tuli asteroideilta ja ”B” maapallolta. Tosin tämä ei liene varsinaista panspermiaa, koska ”A” ei itsessään ollut elävä. Oli nimitys mikä tahansa, tällainen A+B ajatus ei sinänsä ole minusta kovin epätodennäköinen.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Hei vaan Pekka. Niinpäs onkin: ymmärsin edelliskertaisen kommenttisi väärin (ehkä vähän tahallisesti, siksi että itsekin ajattelin että ehkä näin – siis että jos me voisimme lähettää luotaimen mukana elämä kohdennetusti muualle, niin samoin joku olisi voinut lähettää tänne). OK. Otan pois viittauksen kommnettiisi. Tarkemmin luettuna sanotkin siinä että tuollaisen pitkän matkan teknologian avulla voisimme vain saada selville sen miten muutkin älykkäät lajit voivat toimia avaruudessa.

      Tuosta panspermiasta: tiedän toki että sinä tunnet hyvin sen että elämän synty edellyttää pitkällistä kemiallisten reittien ja reaktioiden jatkumoa, ja hyvin spesifisiä olosuhteita jotka pitävät yllä näitä reittejä, sekä valikoivat, rikastavat ja puhdistavat niiden tuotteita. Tällaisia kuumia, puolikuivia olosuhteita on turha hakea planeettakunnan ulkoreunoilta. Niinpä on myös turha olettaa että elämää tulisi sellaisilta suunnilta missä se ei voi syntyä eikä lisääntyä.

      On vain hassua että tämä panspermia-aihe pompahtaa silloin tällöin esiin erilaisissa tiede-lehdissä. Ilmeisesti ihmiset kuvittelevat että elämä voisi syntyä itsestään, jotenkin mystisesti, tyhjästä, ja sitten se voisi lentää tänne. Oikeasti, elämän synty on ollut hyvin konkreettista, luonnollista ja maanläheistä.

      Kiitokset sinulle taas kaikista kommenteista. Otan blokista pois myös tuon EM-drive -jutun. Se näyttikin liian hyvälle ollakseen totta. Siinähän sanottiin että rakettia pystyttäisiin kiihdyttämään ilman energiaa.

      1. Joo, kiitos, siis tuolla A+B:llä viittasin vain siihen mistä mekin on usein keskusteltu eli että osa elämän syntyyn tarvituista orgaanisista kemikaaleista olisi saattanut tulla meteoriittien mukana.

        Makroskooppisten meteoriittien lisäksi hyvin pienet ns. Brownleen pölyhiukkaset ovat mahdollinen reitti asteroidivyöhykkeen JA/TAI Kuiperin orgaanisille molekyyleille saapua maahan. Nuo hiukkaset ovat niin pieniä että ne hidastuvat jo korkealla ilmakehässä ja leijailevat hitaasti maan pinnalle, ilman että kitka kuumentaa niitä missään vaiheessa, ja ne ovat peräisin asteroideista ja komeetoista. Varhainen ilmakehä oli hapeton joten se ei hajottanut Brownleen hiukkasten orgaanisia molekyylejä kemiallisesti, ei ainakaan samalla tavalla kuin nykyään.

        1. Kirsi Lehto sanoo:

          Joo, kyllä vain. Penkaat tässä juurikin tämän aihepiirin (eli alämän alkuperän) keskeisiä alueita. Näin on, että kaikki elämän syntyyn tarvitut aineet ovat tulleet ”jostakin”. Siis alkuainetasolla, CHNOPS-alkuaineet ovat kaikki jossakin vaiheessa avaruudesta peräisin (kuten tietysti kaikki muukin mitä tällä planeetalla on). Elämän varsinaisena lähtöaineena tehokkaimmin on toiminut HCN, ja rinnalle tarvittu liukoista P:tä ja pelkistämiseen H2S:äää – jossakin vaiheessa myös O:ta ainakin veden muodossa, jatkossa myös erilaisia S:n, Fe:n, Mn:n ja Zn:n yhdisteitä…. Näistä ainakin kaikki kaasumaiset aineet, ilmeisesti myös P, ovat tulleet impaktien tai erikokoisten meteoriittien mukana, sillä planeetan ensimmäinen kaasukehä lensi pois Kuun-syntytörmäyksen yhteydessä. Myös valmiita orgaanisia molekyylejä on voinut saapua. Kuitenkin kaikki reagenssien konsentroitumis- ja ylös-rakentumisreaktiot ovat tapahtuneet jossakin täällä paikanpäällä.

  2. Suuri melko hitaasti liikkuva sukupolvialus kuten Rama (tai sellaisten laivasto) voisi olla teknisesti realistinen tapa matkustaa toiseen tähtijärjestelmään. Mutta jos yhteisö pysyy hengissä laivastossaan sukupolvien ajan, he eivät oikeastaan tarvitse eksoplaneettaa mihinkään. Helpompi on tehdä lisää aluksia kotiaurinkokunnan pienkappaleiden materiaalista ja asua ja lisääntyä niissä. Jos rakennusmateriaali loppuu kesken, sitten riittää laajentua naapuriaurinkokuntaan, koska useimmissa aurinkokunnissa varmaankin on pienkappaleita.

    Toisen kotiplaneetan etsintä jostain satojen valovuosien päästä ja muokkaaminen asuttavaksi olisi teknisesti vaativampaa, koska etäisyys on pitkä. Se olisi myös hyödyltään kyseenalainen ratkaisu, koska parhaimmillaankin muokattu planeetta tarjoaisi vähemmän asuinpinta-alaa kuin kotiaurinkokunnan pienkappaleista rakennetut avaruussaaret. Asuttavan planeettakandidaatin etsintä satojen valovuosien päästä ja sen etämuokkaus vaatisi hyvin pitkälle menevää tekoälyä, ja väestön siirto sinne vaatisi hibernaatiota tai muuta scifi-tekniikkaa. Avaruussaarien rakentaminen pienkappaleiden raaka-aineista olisi sellaiseen yritykseen verrattuna suorastaan helppoa.

    Jos asia on näin, niin voiko siitä päätellä tai ennustaa jotain? Yksi melko varma johtopäätös on että muukalaiset eivät tule valloittamaan Maata, koska niillä jotka pystyisivät ei ole siihen tarvetta. (Toinen argumentti joka johtaa samaan päätelmään on että valloitus olisi todennäköisesti jo tapahtunut, jos olisi tapahtuakseen.) Korkeintaan saattaisimme törmätä heidän tutkimusluotaimiinsa (ei radioviestiin koska se paljastaisi lähettäjän olinpaikan). Tai (varmaankin varsin epätodennäköisesti) joku teknologinen laji saattaisi asuttaa oman aurinkokuntamme ulko-osia ilman että olemme sitä sattuneet vielä huomaamaan.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Voisihan se noin olla, että nousee vielä sellainen tekninen sivilisaatio joka pystyy rakentamaan itselleen asuinkelpoisen planeetan. Kuitenkin toteutettavuuden kannalta olisit todennäköisesti merkittävästi (siis oikein merkitävän merktittävästi) helpompaa pitää tämä nykyinen elinkelpoinen planeetta elinkelpoisena. Taas pitää ajatella kaikkia niitä välttämättömiä tekijöitä joita pidämme täällä itsestään selvinä, mutta jotka itsestään selvästi taas sellaiselta ”autiolta avaruussaarelta” puuttuisivat. Näitä olisivat painovoima, ilmakehä, magneettikenttä — ja runsaat vesivarannot, kasvualustaksi kelpaava multa – perustuottajat ja hajottaja-eliöt, ja lukuisat organismit jotka olevat oleellisia ruuan tuotantomme kannalta (esim. pölyttäjähyönteiset). Samoin, jotta saataisiin tuotettua stabiili ilmakehä joka sisältää riittävästi CO2:ta hiilen sitomista varten, tarvittasiinn myös massiivinen hiilen kierto joka stabiloi sen määrää ilmakehässä. Biologiset komponentit ovat ajan mittaan tuotettavissa, mutta nuo fysikaaliset eivät ole.
      Vielä eräs seikka mikä olisi aika välttämätön tämän avaruus saaren asuinkelpoisuudelle olisi että lämpötila pysyisi jotakuinkin mukavana, 0:n ja 100 C:n välillä, jotta sen säätäminen elämälle sopivaksi olisi mahdollista (vaikka elettäisiin kuvun alla, niin silti olosuhteet pitää säätää. Tarvitaan Kultakutri-olosuhteet: ei liian kylmää, ei liian kuumaa). Myös valoa tarvitaan riittävästi fotosynteettisen perustuotannon ylläpitämiseen…. avaruus-saari pitäisi siis parkkeerata jotakuinkin elämän vyöhykkeelle — ja ongelma on se että näillä ”rataparametreilla” Aurinkokunnassa ei ole olemassa juurikaan pienkappaleita joista sellaista saarta voisi rakentaa. Tai onpas: täällä lähistöllä on toki olemassa meidän oma Kuumme. Se olisikin varmasti paras mahdollinen ”saarekkeen” paikka, jo ihmiset joskus sellaista haluaisivat rakentaa…

      Tämän sama elämänvyöhyke-preferenssi muuten aiheuttanee sen että tuolla Aurinkokunnan ulkolaitamilla ei voi piileskellä mitään suuria elämän-saarekkeita: siellä on yksinkertaisesti liian kylmää ja pimeää.

      1. Tässä tulikin esiin monia ympäristövaatimuksia, osa niistä saadaan toteutumaan helposti, jotkut vaikeammin. Keinopainovoiman voi tuottaa helposti sylinterimäisen saaren pyörimisliikkeellä, ja ilmaa estävät karkaamasta sylinterin seinät. Magneettikenttää ei tarvita, tai jos jotkut eliöt sitä tarvitsevat suunnistukseen, sen voinee tehdä teknisin keinoin. Vesistöt ovat korkeintaan muutaman metrin syvyisiä lampia, mitä joku voi pitää puutteena. Käsittääkseni kaikkia eliöitä voi olla (kasveja, matoja, hajottajia, lintuja, hyönteisiä). Ainoa rajoitus on että sellaisia isoja eläimiä kuten suurpetoja ei voi olla joiden reviirin pinta-ala kertaa minimi elinkelpoinen populaatiokoko (~500?) olisi isompi kuin habitaatin pinta-ala. Sama rajoitus koskee muuttolintuja. Lämpötilaa voidaan helposti säätää teknisin keinoin, ja valaistus voi olla heijastettua auringonvaloa jonka vuodenaika- ja vuorokausivaihtelut saadaan maankaltaisiksi (https://arxiv.org/abs/1806.09808 ). Tämä onnistuu 1 au:n etäisydellä; oletan että se onnistuu pienehköin muutoksin vähän laajemmassakin alueessa johon kuuluu Marsin rata. Nimittäin Marsin Phobos- ja Deimos-kuut taitavat olla ne lähimmät suurehkot kappaleet jossa olisi saatavilla rakennusmateriaaleja mikropainovoimassa. Se että Maan radalla ei ole pienkappaleita on tosiaan jonkinasteinen pulma. Ei niinkään siksi etteikö habitaattia saataisi toimimaan muuallakin, vaan siksi että matka-aika Maasta pitenee. Kuun ongelma on että sen painovoima tekee materiaalisen nostamisen kalliiksi ja siellä ei taida olla kovin paljoa ajoaineiden valmistukseen tarvittavia alkuaineita, tai jos onkin, niin navoilla, joissa puolestaan aurinkoenergia on kortilla. Kuun pinta itsessään on ongelmallinen paikka, koska painovoima on ihmisen hyvinvoinnin kannalta liian pieni.

        Auringonvaloa voi kohdistaa keräimellä ja ydinenergiaa on olemassa, joten en sulkisi täysin pois mahdollisuutta teknologisesta elämästä jopa Kuiperin vyöhykkeen olosuhteissa tai vieläkin kauempana.

        1. Kirsi Lehto sanoo:

          No hyvä on, olkoon sitten niin. Olen jo lähes vakuuttunut että tuollaisen avaruus-paratiisisaaren rakentaminen olisi teknisesti mahdollista. Mutta hillittömän kallista se olisi, ainakin jos ihmisten olisi tarkoitus elää siellä ollenkaan tällä mukavuustasolla mihin me (tai he) rikkaat länsimaiset ihmiset ovat tottuneet. Ja ilmeisesti varsin varakkaille se sitten rakennettaisiin.

          Merkittäviä haasteita tulisi kuitenkin siitä että tuon saari-isolaatin pitäisi olla täysin omavarainen kaiken suhteen — olisi ainakin suuri vääryys jos sitä pitäisi ylläpitää maasta käsin. Kaiken tuottaminen paikallisesti vaatiin aikamoista ruuan tuotantokapsiteettia, samoin aikamoista infraa kaiken muun kulutustavaran ja teknologian tuotannolle. Se ei ilmeisesti voisikaan olla mikään kertakäyttökulttuuri, ja kierrätysasteen pitäisi olla 100%.

          Sitten vielä yksi kysymys. Väkimäärä pitäisi säätä niin että se pysyisi aika samana koko ajan. Tuo isolaattipopulaatio eläisi niin eristyneenä maalaisista lajitovereistaan, ja niin erilaisten valintapaineiden alla, että se varmaan pian kehittyisi aika eri suuntaan kuin Maan ihmiset. Mielenkiintoinen lajinkehitysskenaario…

          1. En ole varma ovatko avaruussaaret käytännössä mahdollinen tapa ihmisille elää ja lisääntyä. Pidän kysymystä mielenkiintoisena ja tärkeänäkin, ja sen tutkiminen näyttää olevan mahdollista ajatuskokeiden avulla. Saa nähdä käykö samalla tavalla kuin vuosina 2007-2010 kun pohdin aurinkovoimasatelliitteja. Silloin tulin johtopäätökseen että kiertorataromuriski on aurinkovoimasatelliiteille showstopperi.

            Hinta muodostuu rakettilaukaisuista, ja sitten kun alus on lähtenyt, ohjelmointi- ja operointikuluista. Rakennelmat ovat todella massiivisia, mutta hinta riippuu siitä kuinka iso prosentti massasta tulee asteroideilta ja mikä osuus pitää rahdata Maasta. Maasta rahtaamisenkin hinta voi tosin aleta merkittävästi asteroidien kaivostoiminnan myötä. Nimittäin silloin kantoraketti voidaan tankata kiertoradalla paluuta varten, jolloin siitä saadaan täysin uudelleenkäytettävä (nykyiselläänhän SpaceX uudelleenkäyttää vain ensimmäistä vaihetta). Joka tapauksessa lähden siitä että kaikki avaruussaaren rakennemateriaalit tulevat asteroideilta ja maasta rahdataan lähinnä vain mikroprosessorit piirikortteineen, ihmiset, eläimet ja kasvien siemenet.

            Yksi asia mikä helpottaa sataprosenttista kierrätystä on sähköenergian runsas saatavuus aurinkopaneeleista. Riittävä kuumuus kun hajottaa minkä tahansa jätteen takaisin alkuaineiksi. Kolonian alkuperäisessä rakentamisessa pitää käyttää alkuaineita samassa runsaussuhteessa kuin asteroidi tarjoaa. Runsaussuhteet tunnetaan likimain jo nyt meteoriiteista. Materiaalit ovat esimerkiksi alumiini, magnesium, teräs, tyhjiöosissa ehkä kalsiummetalli (paras sähkönjohde mutta ei toimi ilmakehässä koska hapettuu herkästi), kvartsilasi, ehkä kvartsin ja metallin komposiitit, tavallinen borosilikaattilasi, vesi, hiilikuitumuovit. Happea jää tähteeksi kun metalleja pelkistää asteroidista. Sitä voi käyttää vaikka rakettien hapettimena ja ionimoottorien ajoaineena.

            Yksittäisen pyörivän kolonian koko on rajattu, mutta ajatus on että niitä olisi useita (lopulta suurikin määrä), ja matkustus niiden välillä olisi mahdollista. Kuinka usein, sitä en osaa tältä istumalta sanoa. Jos koloniat muodostavat parven esimerkiksi Marsin tai Cereksen kiertoradalla (eli siinä tapauksessa koloniat olisi rakennettu Phoboksen/Deimoksen tai Cereksen materiaaleista), voisi pohtia josko matkustus niiden välillä onnistuisi ilman ajoainetta.

            Jos geneettistä eriytymistä haluaa estää ja jos matkustus osoittautuu kalliiksi, sukusolujen vaihto kolonioiden välillä ja Maan kanssa olisi yksi mahdollisuus kasveille, eläimille ja ihmisille.

          2. Kirsi Lehto sanoo:

            Mahtava scifi-skenaario. Ehkä se on ihan kohtalaisen lähellä — jos ihmiskunnalla raha riittää. Olis myös mahtava peliskenaario.

          3. Virtuaalimaailmassa aurinkokunnan kolonisaation voisi tosiaan aloittaa harrastuspohjalta, ilman pääomaa. Robotiikkahan koostuu sensoreista, aktuaattoreista ja ohjausalgoritmista, ja kun sitä tehdään virtuaalisesti, nuo kolme osa-aluetta plus fyysinen ympäristö pitää mallintaa. Eli jokaista robottitehtävää mallintamaan tarvitaan neljä rinnakkain työskentelevää ohjelmoijatiimiä, ja viidentenä testaustiimi joka ”pelaa” eli ajaa ohjelmaa eri tilanteissa. Jokaista tehtävää voidaan lisäksi mallintaa erilaisilla tarkkuustasoilla. Tarkin koodi käyttää luotettavaa perusfysiikkaa, ja sen suoritus on yleensä hidasta. Karkeammat koodit sisältävät erilaisia approksimaatioita. Ne pyörivät nopeammin ja ne täytyy validoida tarkempien koodien avulla. Validoinnit tarvitsevat omat tiiminsä.

            Wikipedia on osannut organisoida porukan kirjoittamaan tietosanakirja-artikkeleita omasta osaamisalueeseen. Tässä tarvittaisiin ehkä jotain samantapaista lähestymistapaa. Softankehitykseen on toki olemassa työkaluja (Github, sourceforge jne.), mutta niissä koodit istuvat ilman hierarkiaa rivissä kuin kanat orrella, ja se ei ihan riitä.

          4. Kirsi Lehto sanoo:

            On se niin eri maailma, että todellakin, olis hyvä toteuttaa (ensin) virtuaalisesti.

            Tästä tuleekin mieleen mielenkiintoisena esimerkkinä elokuva Gravity. Hieno kuvaus avaruuden haasteista, teknologian mahdollisuuksista ja haavoittuvuudesta silloin kun kaikki ei mene ihan laskelmien mukaan. Käsittääkseni se kuvasi avaruusolosuhteiden perusfysiikkaa aika hyvin. Ootko nähnyt?

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *