Geologialla on tärkeä rooli avaruudessa
Kuun geologian ymmärtämisellä olisi tärkeä rooli Kuun tukikohdan rakentamisessa ja lähimmän naapuriimme asuttamisessa. Sillä on esimerkiksi rooli veden ja hapen erottamisesta Kuun pintaa peittävästä irtomaasta (Kuun regoliittista), kasvien kasvattamisessa, kuuaseman rakennuspalikoissa sekä työkalujen rakentamiseen tarvittavien mineraalien ja alkuaineiden tutkimisessa ja talteenotossa. Professori Mahesh Anand Iso-Britannian avoimesta yliopistosta ja tutkimusprofessori Alan Butcher Geologian tutkimuskeskus GTK:sta ryhmineen tekevät yhteistyötä tulevaisuuden toteuttamiseksi.
Rajalliset resurssit ovat innovaatioiden lähde
Todelliset innovaatiot syntyvät helpommin, kun resurssit ovat rajalliset sanoo yrittäjämäisen askartelun teoria (Bricolage Theory of Entrepreneurship). Sen mukaan, jos henkilöllä on innovoitaessa käytössään rajaton määrä vaihtoehtoja ja resursseja, hän herkästi luo kalliimman version jo olemassa olevasta ratkaisusta. Resurssien rajoittaminen auttaa ajattelemaan uudella tavalla. Taiteilijat ovat käyttäneet tekniikkaa paljon. Esimerkiksi Picasso pyrki piirtämään härän mahdollisimman vähin siveltimenvedoin niin, että se edelleen näyttäisi härältä. Hän teki erinomaista työtä.
Resurssit ovat konkreettisesti rajoitettuja avaruudessa ja Kuun pinnalla. Emme voi kuljettaa kaikkea maapallolta tarvittavaa happea tai vettä, emme edes kaikkia rakennuspalikoita tukikohdan rakentamiseksi. Meidän on tehtävä ne paikan päällä. Silloin avainasemassa ovat geologinen osaaminen, innovaatiot ja erilaiset tekniikat.
Korkea-asteinen kiertotalous on avaruudessa välttämättömyys, ja se parantaa myös maapallon prosesseja
Rajoja on pakko kokeilla ja venyttää, kun avaruudessa selviytymiseen tarvittavia sovelluksia ja tekniikoita kehitetään, sillä mitään ei ole varaa hukata prosessissa. Kaiken uudelleenhyödyntäminen ja kierrätys tulee huomioida jo ennen aloitusta.
”Tämä todennäköisesti auttaa kehittämään esimerkiksi kaivostoimintaa tehokkaammaksi ja kestävämmäksi myös maapallolla vähentäen siitä tulevia sivuvirtoja. Avaruudessa et voi tuhlata mitään missään vaiheessa prosessia. Maapallolla menemme jonnekin kaivamaan kultaa yhden prosentin verran ja heitämme pois 99 prosenttia materiaalista”, Mahesh Anand sanoo.
”Tämä on jotain, mitä avaruus opettaa meille. Voimme tuoda keksinnöt takaisin maan päälle yhteiskunnan hyödyksi”, hän jatkaa.
Rakennuspalikoiden 3D-tulostusta harjoitellaan vulkaanisella tuhkalla
Kuussa on runsaasti Kuun maaperää (regoliittia), jota voi hyödyntää. Tulivuoren tuhka on lähin maanpäällinen analogi Kuun regoliitille.
”Menetelmiä voidaan kehittää ja kokeilla maan päällä, jotta olemme mahdollisimman valmiita äärimmäisiin olosuhteisiin siirtymiseen”, sanoo Alan Butcher GTK:sta.
GTK:n ja Ison Britannian avoimen yliopiston tutkijat kehittävät yhdessä tapoja tulostaa 3D-rakennuspalikoita vulkaanisella tuhkalla. GTK:n tutkija Ian Corfe löysi oikean koostumuksen tuhkan ja sideaineena käytettävän biojätteen avulla tulostamiseen. Esimerkiksi hän 3D-tulosti kukkaruukkuja käyttämällä tulivuoren tuhkaa, jota käytettiin myös kasvinviljelykokeessa.
”On tärkeää, että tulostaminen tapahtuu ilman muovia tai muita petrokemian tuotteita, koska niitä ei ole saatavana Kuussa”, Mahesh Anand sanoo.
Vesi on avaruuden kultaa – ja Kuussa on vettä
Ihminen tarvitsee vettä selviytyäkseen. Mahesh Anand ja hänen tutkimusryhmänsä osallistuivat tutkimukseen, jossa Kuun veden olemassaolo todistettiin. Tämä arvokas ”avaruuskulta” on kuitenkin lukittu kivien sisään. Meidän on löydettävä tapoja erottaa se kivistä. Vesi on elintärkeätä myös hapen tuottamisessa – toinen asia, jonka ihmiset tarvitsevat selviytyäkseen.
Kuuta kiertäneet satelliitit ovat havainneet OH-molekyylejä (happi ja vety) Kuun pinnalla. Emme vielä tiedä, ovatko ne pinnalla, metrin syvyydessä vai vielä syvemmällä. Se selviää tulevilla käynneillä.
”Lopulta voisimme mahdollisesti käyttää happea myös avaruusalusten polttoaineena. Nyt rakettipolttoaine on nestemäistä happea ja vetyä”, Mahesh Anand sanoo.
Kuun maaperää on hyödynnettävä ruoan kasvattamiseen
GTK ja Ison Britannian avoin yliopisto ovat menestyksekkäästi kasvattaneet kasveja tuoreessa vulkaanisessa tuhkassa, joka kerättiin La Palman saarelta Kanariansaarilta. Tässä ensimmäisessä kokeessa salaatin siemeniä kasvatettiin menestyksekkäästi erilaisissa tuhkan ja kompostin seoksissa. Kasvatus tapahtui 3D-tulostetuissa ruukuissa, jotka oli valmistettu tuhkasta ja sidosaineena käytetystä biojätteestä.
Alan Butcherin analysoi salaatin lehtiä myöhemmin. Analyysi osoitti, että salaattiin imeytyi eri alkuaineita riippuen kuinka paljon sen kasvualustassa on ollut tuhkaa ja kompostia.
”Nämä alustavat havainnot kertovat jo, että kasvit sopeutuvat hyödyntämään eri alkuaineita, kun joitain tarvittavia alkuaineita puuttuu. Esimerkiksi fosforia on paljon enemmän kompostirikkaassa kasvualustassa kuin enemmän tuhkaa sisältävässä. Lopullista vastausta meillä ei ole vielä, mutta tässä ollaan tällä hetkellä”, Alan Butcher sanoo.
Lisätietoa
Alan Butcher
tutkimusprofessori, GTK
alan.butcher@gtk.fi
Saattaisit olla kiinnostunut myös näistä jutuista
Tuore tulivuoren tuhka on samanlaista kuin kuun maaperä (regoliitti) – mitä se tarkoittaa tieteelle ja innovaatioille?
GTK auttaa avaruustutkijoita tekemään elämästä Kuussa mahdollista
