Euroopan avaruusjärjestö ESA ja vastaava yhdysvaltain NASA selvittävät osin suomalaistekniikalla mahdollisuuksia suojautua maata uhkaavilta asteroideilta muuttamalla niiden liikerataa. Suomesta VTT osallistuu muiden suomalaistoimijoiden kanssa hankkeeseen, jolla nanosatelliittien hyperspektrikameroilla selvitetään ateroidien mineraalikoostumusta.
Asteroidien koostumusta tutkitaan ESAn Hera-luotaimella, jonka mukana lentää kaksi nanosatelliittia: Milani ja Juventas, joista Milanissa tulee olemaan pääkuormana VTT:n kehittämä ASPECT-hyperspektrikamera. Milani-pienoissatelliitti lähetetään avaruuteen vuonna 2024.
Nanosatelliitin VTT:n hyperspektrikamera mittaa aallonpituuksia 500-2500 nanometrin väliltä, ja sen avulla on mahdollista selvittää asteroidien mineraalikoostumus. Vastaavaa teknologiaa käytetään jo maan päällä muun muassa ihosyövän kartoittamiseen, päästöjen mittaamiseen ja muovin kierrätykseen.
”Kyseessä on merkittävä askel kohti nanosatelliittien hyödyntämistä kaukaisen avaruuden tutkimuksessa. Laitteiston kapasiteetti on saatu sopivaksi asteroidien koostumuksen määrittämiseen, ja tämä mahdollistaa kustannustehokkaat missiot asteroidien ja muiden taivaankappaleiden tutkimiseksi”, kertoo tiimipäällikkö Antti Näsilä VTT:ltä.
VTT on työskennellyt projektin toteutumiseksi jo vuodesta 2015, joten sopimus ESAn kanssa on merkittävä virstanpylväs. Tiedepartnerina projektissa on Helsingin yliopisto. Muita yhteistyökumppaneita ovat Reaktor Space Lab, joka rakentaa datan prosessoinnissa käytetyn tietokoneen ja Huld, jonka vastuulla on mission ohjelmistokehitys. Milani-nanosatelliitin rakentaa italialainen Tyvak International.
”Milaniin sijoitettu uusi pienikokoinen ASPECT-instrumentti tuottaa ensimmäisen korkearesoluutioisen hyperspektrikuvan asteroidin pinnasta kartoittaen sen globaalin ja paikallisen mineraalikoostumuksen. Didymos on poikkeuksellinen kohde, sillä kyseessä on binääriasteroidi eli asteroidi, jota kiertää kuuna pienempi asteroidi. Tällaista binäärikohdetta ei ole aikaisemmin tutkittu paikan päällä”, sanoo dosentti Tomas Kohout Helsingin yliopistosta.
Nanosatelliittien tietojen perusteella ESAn ja NASAn yhteisessä kokonaisprojektissa testataan lopulta myös asteroidien torjuntaa kineettisellä törmääjällä eli luotaimella, joka ohjataan törmäämään asteroidiin. Törmääjänä on NASAn DART-luotain, jonka on tarkoitus muuttaa asteroidin liikerataa. Törmäyksen vaikutusten ymmärtämiseksi tarvitaan tietoa asteroidien koostumuksesta ja rakenteesta.
Nanosatelliitit tuovat hintaetua
Uudenlaisten pienten nanosatelliittien ja hyperspektrikameran avulla kustannukset asteroidien tutkimiseksi kutistuvat murto-osaan nykyisestä. Milani-satelliitin kustannukset ovat kaikkiaan noin seitsemän miljoonaa euroa, josta hyperspektrikameran osuus on noin miljoona euroa. Kun ratkaisu jatkossa monistetaan, jää kokonaiskustannus arviolta miljoonaan euroon pienoissatelliittia kohden. Tämä vastaa noin sadasosaa perinteisen satelliitin kustannuksista.
Ratkaisu mahdollistaa asteroidien kattavan kartoittamisen jopa satojen luotainten avulla. Tiedon avulla voidaan suunnitella asteroidikaivostoimintaa ja selvittää ratkaisuja maapallon resurssien riittävyyteen liittyviin haasteisiin.
Asteroideilta voitaisiin tulevaisuudessa louhia harvinaisia mineraaleja, joita tarvitaan esimerkiksi elektroniikkateollisuudessa. Mineraalikoostumukseltaan kiinnostavimmat asteroidit voitaisiin tunnistaa seuraavien 10-20 vuoden aikana ja louhinta voisi olla ajankohtaista arviolta 50 vuoden kuluttua.
Kuvituskuva: Hyperspektrikamera, VTT 2017