Avaruuden käyttö kasvaa koko ajan, ja tulevaisuudessa vauhti vain kiihtyy. Uusi satelliittiteknologia ja kaupallinen yritystoiminta ovat mullistaneet avaruuden käyttöä, ja siksi tarvittaisiin nykyistä tehokkaampia ja selkeämpiä pelisääntöjä.
Professori Minna Palmroth Helsingin yliopistosta kuvaa tilannetta pullonkaulana, joka on avautunut sen myötä, kun yksityiset yritykset ovat tulleet mukaan satelliittien laukaisumarkkinoille. Tämän seurauksena satelliittien määrä Maan kiertoradoilla on noussut ja noussee tavattoman voimakkaasti. Muutos on raju.
Ennen avaruuteen lähetettiin satelliitteja yksi kerrallaan ja varsin harvakseltaan. Nyt sinne voidaan ja aiotaan lähettää suuria parvia samaan aikaan.
– Yleiskuva on, että kylmän sodan aikana laukaistiin noin 150 satelliittia vuodessa. Viimeisen noin viiden vuoden aikana satelliittien määrä on räjähtänyt käsiin ja lähes tuplaantunut vuosittain, Palmroth sanoo. Avaruuden taloudellinen käyttö on hänen mielestään pohjimmiltaan hyvä asia, mutta sitä pitäisi tehdä kestävästi.
Törmäysvaroituksia yhä enemmän
Satelliiteista on ihmiskunnalle tavattomasti hyötyä, mutta kun avaruusliikenne lisääntyy, kasvavat myös onnettomuuksien riskit. Tällöin satelliittien törmäily toisiinsa voi yleistyä, samoin kuin satelliittien hallitsemattomat putoamiset.
Kolaroivat satelliitit aiheuttavat lisää romua, ja yksittäinenkin törmäys voi aiheuttaa paljon vahinkoa. Romuongelma on pahin noin 700–1 000 kilometrin korkeudella.
Vaarana on, että kiertorataromun määrä yksinkertaisesti lähtee käsistä, jolloin tietyt ratakorkeudet muuttuisivat käyttökelvottomiksi.
Esimerkiksi Tesla -johtaja Elon Muskin perustama SpaceX -yritys on ilmoittanut halukseen laukaista yli 40 000 satelliittia maailmanlaajuisen laajakaistajärjestelmänsä tarpeisiin.
– Satelliittien käyttötarkoituksia on huomattava määrä, ja firmat ovat lähteneet hyvin kärkkäästi lähettämään satelliitteja juuri sen takia, että sieltä ajatellaan saatavan taloudellista voittoa, Palmroth sanoo.
Euroopan avaruusjärjestö n (Esa) mukaan avaruudessa on runsaat 6 000 satelliittia, joista noin puolet toimii.
– Nyt olisi syytä määritellä, miten paljon kiertoradalle mahtuu tavaraa, Palmroth kiteyttää.
Esa arvioi , että kun avaruuden kaupallistuminen vauhdittuu, merkitsee se törmäysvaroitusten suurta lisääntymistä. Esa kertoo, että varoituksia voidaan odottaa tuolloin sadoin tuhansin joka viikko. Globaalit satelliittioperaattorit käyttävät jo nyt miljoonia euroja vuosittain törmäysten estämiseen, vaikkakin hälytyksistä lähes kaikki ovat vääriä.
Ei-kenenkään-maa on kaikkien maata
Minna Palmroth huomauttaa, että sääntelyä tulisi lisätä, jotta avaruuden käyttö olisi hallittua ja kestävää.
– Avaruutta ei kukaan omista, ja se on kuin yhteismaata. Tämä johtaa helposti tilanteeseen, että avaruutta käytetään niin rajusti, että lopulta sitä ei voida enää käyttää, hän kuvailee.
Palmroth johtaa Suomen Akatemian rahoittamaa Kestävän avaruustieteen ja -tekniikan huippuyksikköä. Se pyrkii yhtäältä ratkaisemaan kiertorataromuongelmaa estämällä romun syntymistä ja toisaalta kehittämään uusia satelliitteja nykyistä kestävämmiksi.
– Vanha romu estää joillakin radoilla uusien satelliittien laittamisen. Uudet satelliitit täytyy lähettää jollekin toiselle radalle, jotta pystyvät olemaan siellä turvassa, Palmroth pohtii.
Sääntely on välttämätöntä
Kansainvälinen avaruusoikeus perustuu YK:n sopimuksiin, joissa korostetaan muun muassa avaruustoiminnan rauhanomaisuutta. Nämä sopimukset on tehty aikana, jolloin avaruuden pääoperaattorit olivat Yhdysvallat ja Neuvostoliitto.
1960-luvulta peräisin olevan avaruuden yleissopimuksen tarkoituksena on taata kaikille valtioille vapaa mahdollisuus tutkia ja käyttää avaruutta. Valtiot ovat sopimuksen mukaan velvollisia yhteistyöhön ja avoimuuteen.
Lapin yliopiston kansainvälisen oikeuden professori ja Ilmailu- ja avaruusoikeuden instituutin johtaja Lotta Viikari huomauttaa, että kansainvälisessä sääntelyssä on suhteellisen selvien sääntöjen lisäksi myös "läjäpäin" yleisluontoisia ja tulkinnanvaraisia määräyksiä, joiden rikkomisesta ei käytännössä joudu tilille.
Viikarin mukaan avaruusromuongelma ei korjaannu itsestään, vaan pahenee alati. Keskeisiä tahoja koskevien sitovien normien aikaansaaminen on vaikeaa, vaikka moni toimija toki noudattaa kansainvälisiä suosituksia ja valtioiden kansallista lainsäädäntöä.
– Yksikin piittaamaton toimija tai onneton sattumus voi johtaa tuhansiin uusiin romunkappaleisiin, jotka edelleen pienemmiksi pirstoutuessaan vain lisäävät riskejä, hän sanoo.
Viikari vastasi STT:n kysymyksiin sähköpostilla aikataulusyistä.
Romua on valtavasti
Kiertoradoilla olevan roskan ja romun määrää on mahdotonta laskea täsmällisesti, mutta Euroopan avaruusjärjestö arvioi mallinnuksissaan, että Maata kiertää yli 900 000 yhtä senttimetriä suurempaa romunkappaletta. Tätä pienempiä olisi toistasataa miljoonaa.
Suurimmat romukappaleet ovat henkilö- tai linja-auton kokoisia järkäleitä ja pienimmät pikku hippusia.
Viikarin mielestä kilpailutekijät ja esimerkiksi sotilaalliset tavoitteet ohittavat ympäristönäkökohdat.
– Valtiot tuskin sitoutuvat aukottomasti niin tehokkaaseen avaruusromun vastaiseen toimintaan kuin mahdollista, jos siihen ei ole ympäristöllistä ja/tai taloudellista pakkoa, Viikari arvioi.
Valtiot ovat keskeisessä asemassa siksi, että ne luvittavat kansallisen avaruustoiminnan ja ovat myös kansainvälisesti vastuussa toimijoidensa tekemisistä.
– Tarvetta kattavammalle romuongelman sääntelylle on, kykyä siihen ei valtioilla ole vielä ollut, Viikari kiteyttää. Hän toteaa, että avaruusromun sääntelyssä ollaan ennemmin tai myöhemmin pakkotilanteessa: jos avaruustoimintaa halutaan jatkaa, on ongelmaan puututtava kansainvälisesti ja kattavasti.
– Onnistuuko tuo puuttuminen tarpeeksi ajoissa ja tehokkaasti, sitä voi tällä hetkellä vasta arvailla.
Suomalaiset mukana
Käyttöikänsä päähän tullut satelliitti voidaan, jos niin halutaan, usein ohjata putoamaan hallitusti Tyynenmeren satelliittikaatopaikalle, keskelle ei-mitään. Jatkuvasti yleistyvillä piensatelliiteilla ei kuitenkaan ole tällaista ohjattavuusmekanismia.
Ilmatieteen laitoksen tutkimuspäällikkö Pekka Janhunen pitää periaatteena, että kaikki, mikä viedään ylös, pitäisi tavalla tai toisella tuoda alas.
– Yksi tapa on, että laitetaan satelliitti riittävän matalalle kiertoradalle, esimerkiksi 300 kilometrin korkeudelle, jolloin se tulee alas ilmanvastuksen kautta automaattisesti.
Kiertorataromuongelman ratkaiseminen vaatii ennen kaikkea yhteistä tahtoa, rahaa sekä uusien keksintöjen ja tekniikoiden hyödyntämistä.
– Meillä on plasmajarruksi sanottu tekniikka, jolla me voisimme tuoda alas satelliitteja. Se on hyvin ohut lieka, joka varataan sähköisesti ja se jarruttaa satelliitin ratanopeutta hiljakseen.
Plasmajarru on kiinnitetty satelliitin kylkeen pieneen rasiaan, josta se lähtee purkautumaan satelliittia hidastavaksi satametriseksi "hännäksi".
Tällöin satelliitti alkaa laskeutua alemmas, putoaa lopulta ilmakehään ja tuhoutuu.
Vallankumouksellinen satelliittijarru
Janhunen luonnehtii tekniikkaa vallankumoukselliseksi kiertorataromuongelman torjumisessa ja toimivaksi noin 1 200 kilometriin saakka. Hän arvioi, että tekniikka sopii maksimissaan massaltaan 800 kilogramman satelliitteihin.
– Se on oikeastaan riittävää, sillä useimmat uudet satelliitit ovat tuota massaa pienempiä.
Jos satelliittimarkkina kehittyy matalalla kiertävien satelliittien suuntaan, on plasmajarruteknologian merkitys avaruuden siivoojana vähäisempi, mutta siitä voi silti muodostua hyvin merkittävää liiketoimintaa, Janhunen arvioi. Nykyisen kaltaisille satelliiteille tekniikka olisi Janhusen mukaan käänteentekevä, etenkin jos viranomaiset alkavat tulevaisuudessa vaatia satelliittien nopeampaa alas tuontia, ja lainsäädäntöä kehitetään siihen suuntaan.
– Jos lainsäädäntö alkaa vaatia ikään kuin ympäristöystävällisyyttä näiltä satelliiteilta, silloin olemme hyvässä iskuasemassa myös kaupallisesti.
Janhunen uskoo, että tekniikka voisi olla markkinoilla ja käytössä varsin nopeastikin, jo muutamassa vuodessa.
Eurooppalaisista avaruusohjelmista suurta hyötyä
Euroopan unionilla on omia avaruusohjelmiaan , joiden puitteissa EU lähettää maata kiertävälle radalle satelliitteja.
Eurooppalaisista avaruusohjelmista Kopernikus (Copernicus) seuraa esimerkiksi ilmakehää ja tarjoaa tietoa ilmastonmuutoksesta ja merialueista ja on havainnointijärjestelmä muun muassa maanjäristysten, metsäpalojen ja tulvien havaitsemiseen. Galileo on satelliittinavigointijärjestelmä paikannustietoon ja Egnos muun muassa ilmailun ja merenkulun navigointipalveluun.
EU:n avaruusjärjestelmät keräävät dataa, jota tarvitaan luonnonkatastrofien avustustyössä, maankäytön parantamisessa, liikenneturvallisuuden kehittämisessä sekä ilmastonmuutoksen hillitsemisessä.
Kaikkiaan eurooppalaisessa avaruustaloudessa työskentelee pitkälle yli 200 000 ihmistä.
Euroopan avaruusjärjestö (Esa) perustettiin vuonna 1975 tilanteessa, jossa Eurooppa halusi päästä osaksi avaruustutkimusta ja avaruustekniikan kehittämistä. Esa osallistuu avaruussovellusten kehittämiseen ja toteuttaa sellaisia avaruusprojekteja, joita yksittäiset maat eivät pystyisi tekemään. Järjestö aloittaa tänä keväänä astronauttihaun ensimmäistä kertaa yhteentoista vuoteen.
"Haluamme tosissaan säilyttää planeetat puhtaina"
Romua on avaruudessa monenlaista. Osa on vanhoja satelliitteja, joukossa on kantorakettien osia, astronauteilta pudonneita tavaroita, maalinhitusia, satelliittien törmäyksissä syntynyttä roinaa ja niin edelleen.
Kappaleet voivat liikkua valtavalla vauhdilla, ja pienistäkin jäänteistä voi koitua paljon haittaa, jos ne osuvat hankalasti esimerkiksi toimivaan satelliittiin ja rikkovat kalliin laitteen.
Avaruusromu- ja ympäristökeskustelu eivät ole uutta. Helsingin Sanomat julkaisi hiljattain Tiedettä HS:ssä 50 vuotta sitten -palstallaan uutisen vuodelta 1971. Siinä kerrotaan, että Kuun pinnasta ja muista aurinkokunnan osista on tullut jonkinlaisia avaruusromun varastoja.
Jutussa arvioidaan, että Maata kiertää yli 2 000 avaruushylyn kappaletta ja että yli 60 esinettä ajelehtii kauempana avaruudessa. Yhdysvaltain avaruushallinnon Nasan edustaja sanoo jutussa: "Haluamme tosissaan säilyttää planeetat puhtaina."