Löytääkö pieni piirikortti komeetalta vettä? – Osmon avaruuskeksintö saattaa selvittää elämän alkulähteen

Rosetta-luotain ja Philae-laskeutuja ovat olleet tarkan silmäilyn alla viime aikoina ympäri maailmaa. Laskeutujan mukana historiaa on tekemässä kämmenen kokoinen laite.

tiede
Environics Oy:n teknologiaosaston johtaja Osmo Anttalainen.
Sari Ursin / Yle

Mikkeliläisen DI Osmo Anttalaisen eteen ilmestyi vuonna 1996 haastava ja mielenkiintoinen hanke, jossa piti suunnitella maksimissaan sadan gramman painoinen laite mittaamaan komeetan vesipitoisuutta. Vaikka Anttalaisella ei ollut avaruusteknologiasta aiempaa kokemusta, häntä kiehtoi päästä mukaan ratkaisemaan yhtä ihmiskuntaa kauimmin askarruttaneista arvoituksista.

Koska pyrstötähdet ovat pysyneet muuttumattomina aurinkokunnan syntymästä lähtien, niitä tutkimalla uskotaan päästävän perimmäisten kysymysten äärelle: Miten ja mistä elämä syntyi? Ovatko vesi ja elämä saapuneet maapallolle komeettojen mukana?

– Tilaisuus tarjoutui ja se kuulosti niin mielenkiintoiselta, että päätin ilmoittautua vapaaehtoiseksi projektin tekijäksi. Sitten kohtuullinen määrä opistelua ja vierailuja asiantuntijoiden luona. Raakaa insinöörityötä, ei se oikeastaan sen kummempaa ollut, kuittaa Anttalainen.

– Suunnittelijan näkökulmastahan se menee niin, että suunnitellaan laite, jonka täytyy tehdä jotain ja pyritään saavuttamaan sille asetetut tavoitteet. Kyseessä on kauhean pieni osa kokonaisuudesta. Projektissa on ollut mukana tuhansia ihmisiä. He ovat huolehtineet kaikista niistä muista asioista, jotta se lopullinen toiminta ja komeetan saavuttaminen on ollut mahdollista.

Vettä etsimässä

Anttalaisen suunnittelema laite on noin 8 x 12 senttimetin kokoinen, neliskanttinen pieni piirikortti, johon on juotettu komponentit paikalleen. Laitteen koosta ja painosta asetettiin tiukat rajat.

Ilmatieteen laitoksen PP
PP on kiinnitetty Philae-laskeutujan jalkaan.Ilmatieteen laitos

– Käytännössä laite lähettää pienitaajuista sini-muotoista aaltoa kolmesta eri kanavasta ja sitten on kaksi kanavaa, joilla sitä mitataan takaisin. Laite mittaa lähetettyjen ja vastaanotettujen sähkömagneettisten aaltojen välistä vaihde-eroa ja intensiteettiä ja näistä voidaan laskea, kuinka paljon komeetalla on vettä, kertoo Anttalainen.

Anttalaisen suunnittelema piirikortti matkasi avaruuteen Euroopan Avaruusjärjestön ESA:n valmistamassa luotaimessa, tarkemmin sanottuna Philae-laskeutujassa. Luotaimen nimi on Rosetta ja Ilmatieteen laitokselle alihankintana valmistetun laitteen nimi on PP, Permittivity Probe eli permittiivisyyden mittauslaite.

– Mitään lempinimeä sille ei annettu. PP on kiinnitetty Philaen jalkaan, joten se kosketti pyrstötähden pintaa ensimmäisenä, riemuitsee Ilmatieteen laitoksen tutkimusprofessori Minna Palmroth.

Pesukone pyrstötähdellä

Philae-laskeutuja on suuruusluokaltaan pesukoneen kokoinen ja melkein sen näköinenkin, kuvailee Anttalainen. Suunnittelemaansa laitetta Anttalainen ei tule koskaan enää näkemään.

– Se ei tule takaisin. Sen virallinen missio loppuu joulukuussa 2015. Jos laite toimii, niin komeetalta saadaan mittausdataa. Ehkäpä opitaan ymmärtämään jotain uuttakin.

Anttalainen myöntää kytänneensä netistä Rosetta-luotaimen ja Philea-laskeutujan liikkeitä.

– Ihan siinä hengessä, että kaikki hyvin ja homma toimii.

Riskialtista matkan tekoa avaruuden halki

Osmo Anttalainen arvioi, että kriittisin vaihe Rosetta-luotaimelle on ollut lähtöhetki.

– Rakettimoottoreiden käynnistyessä se joutui tavattoman värinän ja hankalien vuorovaikutusten kohteeksi. Kun se kiihdytettiin parissa minuutissa valtavaan nopeuteen, se on ollut kaikkein kriittisin hetki. Sen jälkeen meno on ollut kylmää ja pimeää kymmenen vuotta.

Tällä hetkellä Philae-laskeutuja on komeetan pinnalla tyhjiössä, vakuumissa.

– Siellä ei ole ilmaa eikä ilmakehää, painovoima on pieni ja siellä on myös hyvin kylmää.

Avaruuteen sopivia komponentteja rajallisesti

Tekniikka on kehittynyt huimasti vuodesta 1996, jolloin Anttalainen aloitti piirikortin kehittämisen.

– Jos saisin aloittaa projektin tänä päivänä, niin kyllähän sen tekeminen olisi paljon joutuisampaa siinäkin mielessä, että on tässä saattanut matkan varrella jotakin oppiakin. Tietysti monet komponentit olisivat varmaan edelleenkin samoja, koska avaruustekniikkaan kelpaavia komponentteja on käytössä vain rajallinen määrä. Sitä kautta projektin kulku ei paljon poikkeaisi aiemmasta, pohtii Anttalainen.

– Tekniikka on kiinnostavaa. Se on jatkuvasti keskeneräinen arvoitus.