Miljardin dollarin puku

Julkaistu yli kolme vuotta sitten

Voit myös kuunnella jutun ääniversiona. Lukijana toimii a.i.materin koneääni Ilona.

Avaruus on käymättömistä korpimaista vihoviimeinen – ja hyvästä syystä. Se ei todellakaan ole ihmistä varten. Painottomuus, ilmaton tyhjiö, hiukkassäteily, mikrometeoroidit, sato­jen asteiden lämpötilanvaihtelut…

Oikeastaan mikään ei tee avaruudesta houkuttelevaa matkakohdetta, ehkä kevyen olon takaavaa painottomuutta lukuun ottamatta. Ja silläkin on kääntöpuolensa: useimmat avaruuteen lentäneet kärsivät aluksi pahoinvoinnista ja huterasta olosta, kun elimistö yrittää sopeutua olosuhteisiin, joihin evoluutio ei ole ihmistä tarkoittanut.

Painottomuudesta johtuva ”avaruus­sai­rau­s” on vähäinen riesa muiden vaarojen rinnalla. Niihin kaikkiin on löydettävä ratkaisu. Avaruusaluksissa ja -asemilla astro-, kosmo- ja taikonautit ovat suojassa ja voivat työskennellä shortseissa ja t-paidoissa. Niiden ulkopuolella on kuitenkin pukeuduttava asianmukaisesti.

Jo ennen ensimmäisiä miehitettyjä avaruuslentoja laadittiin hahmotelmia sekä Maan kiertoradalla että Kuun pinnalla käytettävistä asuista. Monet perustuivat hävittäjälentäjien käyttämiin painepukuihin, kuten lopulta käyttöön otetut versiotkin. Eivät kuitenkaan kaikki.

Hulluimmasta päästä oli vuonna 1964 Johns Hopkinsin yliopistossa kehitelty suurta läpinäkyvää palloa muistuttanut ”avaruuspuku”. Suunnitelma ei ollut pelkkä insinöörien harjoitustyö, vaan se myös esiteltiin Yhdysvaltain avaruushallinto Nasalle.

Elävää flipperikuulaa muistuttava astronautti taapertaisi Kuun pinnalla paineistetussa muovikuplassa, jonka kyljissä on puolipallomaisen ikkunan lisäksi hihat ja lahkeet. Pienen ilmalukon kautta voisi napata näytteitä kuplan sisään. Ymmärrettävistä syistä pallopuku ei herättänyt Nasan päättäjissä kovin suurta innostusta.

Ensimmäisillä miehitetyillä lennoilla avaruuspuvut olivat oikeastaan vain varotoimi. Astro- ja kosmonauttien ei ollut tarkoitus altistua avaruuden ankarille olosuhteille, sillä he pysyivät koko ajan ilmatiiviin aluksensa sisällä.

Mylar-muovikalvolla vahvistetut hopeisenkiiltävät avaruuspuvut olivat hankalia, sillä paineistettuina ne jäykistyivät niin, että liikkuminen oli hankalaa. Toisaalta esimerkiksi 1950-luvun amerikkalaisilla Mercury­-lennoilla astronauttien ei ollut tarkoituskaan liikkua, he olivat koko lennon ajan ahtaassa kapselissa tiukasti kuppimaiseen istuimeen valjailla kiinnitettyinä.

Avaruuskävelyiden myötä tilanne muuttui. Tönkkö haalari oli paitsi epäkäytännöllinen myös hengenvaarallinen. Sen sai omakohtaisesti kokea neuvostokosmonautti Aleksei Leonov, joka teki ihmiskunnan h­istorian ensimmäisen avaruuskävelyn maaliskuussa 1965.

Voshod 2 -lennolla Leonov siirtyi kapselin kyljessä olleen ilmalukon kautta avaruuden tyhjyyteen. Siellä hänen painepukunsa paisui kuin ilmapallo. Kosmonautti ei ollut päästä takaisin alukseen. Vasta kun Leonov oli vastoin kaikkia ohjesääntöjä laskenut puvustaan ilmaa pois, kosmonauttitoveri Pavel Beljajev sai kiskottua hänet takaisin sisään.

Miltei katastrofiin päättynyt lento oli hyvä osoitus siitä, että avaruuden olosuhteet olivat aluksi varsin tuntemattomia. Varmuutta ei ollut edes sellaisesta perustoiminnosta kuin syömisestä ja juomisesta: onnistuisiko nieleminen painottomuudessa?

Kokemuksen karttuessa sekä aluksista että asuista opittiin tekemään parempia. Avaruuskävelyn, eli aluksen ulkopuolella tapahtuvan, painottomuuden helpottaman kellumisen vaatimukset hallittiin jo hyvin.

Sitten 1960-luvulla tuli aika lentää Kuuhun. Astronauttien piti pystyä työskentelemään raskaassa ja kankeassa avaruuspuvussa toisen taivaankappaleen pinnalla.

Uutta oli myös se, että astronautit olisivat Kuun pinnalla puvuissaan omillaan. Maan kiertoradalla tehdyillä avaruuskävelyillä happi ja sähkö johdettiin avaruuspukuun ”napanuoraa” pitkin, Kuussa astronauttien piti pystyä liikkumaan ja toimimaan täysin itsenäisesti.

Esimerkiksi viimeiseksi jääneellä Apoll­o 17 -lennolla Eugene Cernan ja Harrison Schmitt ajoivat kuuautollaan yli 7,5 kilometrin päähän Challenger-kuumoduulista. Sellaisia matkoja ei tehdä happiletkua perässä vetäen.

Kuussa käytettävässä avaruuspuvussa kaikki tarvittava on sullottava yhteen pakettiin: hengitysilmasäiliöt, hiilidioksidin poisto, puvun vesikiertoinen jäähdytysjärjestelmä, radiolaitteet, akut… Kuupuvun piti suojata astronauttia avaruuden säteilyltä sekä parinsadan asteen lämpötilanvaihteluilta. Lopputulos painoi lähes sata kiloa.

Painovoima Kuussa on vain noin kuudesosa maapallolla vallitsevasta. Inertia, eli massan hitaus, kuitenkin pysyy samana. Kuupuvun punnituksessa vaaka olisi näyttänyt Kuun pinnalla 16 kiloa. Liikkeelle lähteminen ja pysähtyminen vaati silti voimaa saman verran kuin satakiloisen haarniskan hallinta Maassa.

Inertia yhdistettynä puvun jäykkyyteen tekivät astronauttien ”kävelystä” Kuussa varsin hankalaa. Pian he totesivatkin, että parhaiten eteenpäin pääsee loikkimalla kuin kenguru.

Toistaiseksi viimeisestä kuulennosta tul­i viime joulukuussa kuluneeksi 50 vuotta. Vuosikymmenten takaiset kuupuvut ovat käytännössä avaruushistoriaa siinä missä sen ajan aluksetkin. Fysiikan lainalaisuudet ovat yhä samat, mutta tekniikka on kehittynyt.

Ihmisen on tarkoitus palata Kuuhun joulukuussa 2025. Matka tehdään uusilla aluksilla, joita vauhdittavat uudenlaiset kanto­raketit. Myös Kuussa käytettävä avaruuspuku on uusi ja uudenlainen, se esiteltiin maaliskuun puolivälissä.

Kuupuvun prototyyppejä on julkistettu aiemminkin jo useita. Nasan oli tarkoitus kehittää itse 2020-luvun avaruuspuku kuukävelyjä varten, mutta Yhdysvaltain ilmailu- ja avaruushallinnon parhaita perinteitä noudatellen siitä oli tulossa tolkuttoman kallis. Niinpä projekti päätettiin kesällä 2022 ulkoistaa alihankkijoille.

Maaliskuussa esitelty kuupuku on tämän ulkoistuksen tulos. Kehitystyö on tehty Axiom Space -yhtiössä. Niin ikään Nasan perinteitä kunnioittaen puvun nimi on kryptinen ja huonosti suuhun taipuva lyhenne: AxEMU.

Lyhenne tulee sanoista Axiom Extra­vehicular Mobility Unit eli ”Axiomin aluk­sen­ulkoinen liikkumisyksikkö”. Ehkä on sittenkin perusteltua käyttää lyhennettä.

Puvusta ei ole ulkoistettunakaan tulossa mitään halpaa pikamuotia: pelkän kehitystyön hinta nousee reiluun miljardiin d­ollariin. Seuraavien kymmenen vuoden aikana kuupukujen hinnan arvioidaan nousevan kaikkiaan yli kolmeen miljardiin d­ollariin.

Puku esiteltiin näyttävässä ja laajasti uuti­soidussa tilaisuudessa. Sen yleisväritys on musta, tehostevärejä – tumman- ja vaaleansinistä sekä oranssia – on hartioissa, hihoiss­a ja lahkeissa. Lopullisessa käyttöversiossa tummat sävyt kuitenkin vaihtuvat siihen ainoaan avaruudessa käytännölliseen väriin, eli vitivalkoiseen.

Kuun pinnalla suorassa auringonpaisteessa lämpötila nousee yli sataan celsiusasteeseen. ”Ilman lämpötilasta” ei voi puhua, koska Kuulla ei ole kaasukehää. Aurinko kuitenkin lämmittää kaikkea, mihin sen säteily lankeaa, joten kuupuvun täytyy heijastaa valoa mahdollisimman hyvin. Valkoinen puku vähentää jäähdytyksen tarvetta.

Kuu on vajaan 400 000 kilometrin pääss­ä Maasta mutta sielläkin pätee perinteinen vaateviisaus: valkoinen on käytössä arka väri.

Kuupölyn hiukkaset ovat hyvin särmikkäitä ja takertuvat hanakasti kuupuvun pintaan. Apollo 17 -lennon kolme kuukävelyä kestivät yhteensä yli 22 tuntia, ja niiden jäljil­tä astronautit Cernan ja Schmitt muistuttivat täyden työviikon tehneitä nokikolareita.

1960-luvun kuupukujen hankalin ominaisuus oli niiden jäykkyys, mikä oli seurausta puvun paineistuksesta. AxEMU-puvun nivelten liikkuvuutta on parannettu, ja pressitilaisuudessa pukuun sonnustautunut ”astronautti” esittelikin sen liikkuvuutta moni­puolisella koreografialla.

Uusi puku poikkeaa aiemmista malleist­a myös siinä, että se ei koostu hankalasti erikseen puettavasta yläosasta ja housuista. A­xEMUn sisään astutaan selkäpuolelta, joten se muistuttaa venäläistä Orlan-avaruuspukua.

Ihmistä on turha lähettää Kuuhun, jos hän ei pysty siellä tekemään mitään. Kaikesta nykyaikaisesta automatiikasta huolimatta astronauttien täytyy koota erilaisia tutkimuslaitteita ja käyttää työkaluja. Avaruuspukujen hansikkailla se on perinteisesti ollut hyvin työlästä, jopa tuskallista.

Jonkinlaisen käsityksen hankaluuksista saa, jos yrittää pujottaa ompelulangan neulansilmään nahkarukkaset kädessä.

Kansainvälisellä ISS-avaruusasemalla tehtyjen avaruuskävelyiden jälkeen astronauttien sormet ovat olleet verillä ja kynsiäkin on irronnut, kun jäykillä ja sormenkärjistä kovitetuilla hanskoilla on pitänyt uurastaa kahdeksantuntisen työpäivän verran.

Se ei tosin ole ollut ISS-avaruuspukujen ainoa ongelma. Vuonna 2013 Euroopan avaruusjärjestön Esan astronautti Luca P­armitano oli hukkua avaruuskävelyn aikana, kun puvun jäähdytysjärjestelmä alkoi vuotaa ja hänen kypäränsä täyttyi vedellä.

ISS-asemalla käytettävät avaruuspuvut suunniteltiin yli 40 vuotta sitten avaruussukkulalentoja varten. AxEMU-puvut eivät olekaan seuraavan vaan oikeastaan sitä seuraavan sukupolven designia. Puvun hansikkaiden liikkuvuus on aivan toista luokkaa kuin vanhoissa jäykissä käsineissä.

Uuteen kuupukuun asennetaan kamerat, joten astronauttien tehtävälistalta jää yksi kohta pois. Apollo-astronautit kuvasivat jok­o erikseen käsivaralta tai sitten kamera oli puvun rintamukseen kiinnitetyssä kömpelössä telineessä. Artemis-lennoilla pukukamerat kuvaavat koko ajan, mitä astronautit edessään näkevät.

Puvun kypärä on kooltaan suurempi kuin Apollo-ajan puvuissa, ja astronautin näkymä ympärilleen on laajempi. Lisäksi suunnit­telussa on varauduttu siihen, että laskeu­tumispaikka on Kuun eteläisillä napa­seuduilla. Siellä Aurinko valaisee maisemaa matalalta, jolloin sysimustat varjot ovat pitkiä. Siksi kypä­rä on varustettu useilla valaisimilla.

Uudistuksia on myös kypärän sisäpuolella. Uimalakkia muistuttavasta epäkäytännölli­sestä ”ressulakista” on luovuttu. Aiemmin avaruuspuvun radiojärjestelmän kuulokkeet ja mikrofonit oli kiinnitetty päänmyötäiseen kypärämyssyyn, joka oli epämiellyttävän hios­tava. Kuuluvuus oli heikko, sillä kosteus aiheutti elektroniikassa häiriöitä.

Nyt viestintäjärjestelmä on yhdistetty kypärään. Se aktivoituu automaattisesti, kun astronautti puhuu.

Työskentelyä kuun pinnalla helpottaa myös heijastusnäyttö, joka kertoo kaiken olennaisen puvun järjestelmien toiminnasta ja tilasta. Ihan vielä ei olla Marvel-tarinoiden Iron Man -supersankarin panssaripuvun tasolla, mutta siihen suuntaan ollaan vahvasti menossa.

Uusia kuupukuja ei ole suunniteltu aiempaa kevyemmiksi ja joustavammiksi pelkästään astronauttien mukavuuden varmistamiseksi. Avaruus- ja kuukävelyt aikataulutetaan minuutin tarkkuudella, joten kaikki tehokasta työskentelyä estävät ”viat” on pyritty karsimaan. Jos astronautti esimerkiksi pudottaa työkalun, sen noukkimiseen kuupölyn seasta ei ole varaa tuhlata kovin paljon aikaa.

Myös uuden kuupuvun on suojattava astro­nautteja mikrometeoroidien iskuilta. Vaatimus ei ole vähäinen. Avaruudessa risteilee erikokoisia kivenkappaleita, jotka ovat peräisin asteroidien keskinäisistä kolareista. Isoja on vähän, pieniä enemmän, ja mitä mitättömämpiin kappaleisiin mennään, sitä runsaslukuisampia ne ovat.

Kuulla ei ole kaasukehää, joten avaruuden kappaleet törmäävät täydellä vauhdilla sen pintaan – tai pinnalla työskentelevään astronauttiin. Täysi vauhti tarkoittaa kymmenien kilometrien sekuntinopeutta eli pitkälti yli 100 000 kilometrin tuntinopeutta.

Parin millimetrin läpimittaisella hiekan­sirulla on liike-energiaa saman verran kuin 20 kilometriä tunnissa kulkevalla henkilöautolla. Isku ei ole tappava, mutta voi vahingoittaa pukua ja sen laitteita.

Axiom Space -yhtiön rinnalla omaa kuupukuaan kehittää Collins Aerospace. Keskinäisestä kilpailusta kertoo jotain, että AxEMU-­puvun julkistuksessa ei kovin tarkasti kerrottu sen teknisistä yksityiskohdista. Esimerkiksi puvun paino on salaisuus.

Nasa on ennenkin käyttänyt alihankkijoita, mutta uutta on, että avaruushallinto ei edes aio ostaa kuupukuja. Ne kuuluvat jatkossakin puvun rakentaneille yrityksille, Nasa tekee niistä leasing-sopimukset. Siis jokseenkin samaan tapaan kuin se vuokraa nykyisin SpaceX-yrityksen kantoraketteja ja avaruusaluksia.

Avaruusvaattureiden työ ei lopu uusiin kuulentoihin. Nasan seuraava tavoite on miehitetty lento Marsiin, erittäin alustavasti vuonna 2030. Punaisella planeetalla tarvitaan hyvin erilaisia avaruuspukuja kuin Kuussa. Nasa on jo aloittanut testit, joilla selvitetään erilaisten pukumateriaalien kestävyyttä Marsin oloissa.