Kuidas saab aga üks noor füüsik tööle maailma juhtivasse kosmoseagentuuri ja mida täpsemalt ookeani taga arendama hakatakse?

Tartu observatooriumis kosmosetehnoloogia osakonda ja ESTCube-2 projekti juhtinud Andris Slavinskis töötab järgmise aasta jooksul külalisteadlasena Ameerika Rahvuslikus Lennundus- ja Kosmoseagentuuris NASA (täpsemalt NASA AMES Research Center’s Mission Design Center) põneva nimega projekti kallal: väikeste satelliitide kasutamine planeetidevahelistes uuringutes. Slavinskise trump satelliitide ja nanokosmoselaevade missiooni (alla 10 kg) arendamisel on tehnoloogiaalane taust – aastaid on töötatud koostöös Pekka Janhuneniga ESTCube-1 satelliidil testitud elektrilise päikesetuule purje kallal.

Andris Slavinskis, Alum Rock Park. Autor: Erakogu.

Satelliidipilv jahib asteroide

Californias Räniorus asuvas teaduskeskuses juhib Slavinskis teadusprojekti mille käigus arendatakse esialgsest tehnoloogilisest ideest (projekti nö “coctail napkin” faas, mil pole midagi peale esialgse ideevisandi) välja pea-aegu ehituskõlbulik projekt uurimaks asteroidide geoloogiat päikesetuule purjede abil liikuvate nanosatelliitidega (või ka nanokosmoselaevadega).  

Idee kohaselt lennatakse nanosatelliitidega (jah, terve hulga nanosatelliitidega üheaegselt) ümber asteroidide (jah, paljude asteroidide) lähemal kui 1000 km ning tehakse kõrge resolutsiooniga (10-20 meetrit asteroidi pinda ühe foto piksli kohta) fotosid ja analüüsitakse asteroidide spektri tüüpe. Lisaks saadakse selgust asteroidide tekkepõhjuste kohta.

Erakordne on selle projekti juures nanosatelliite liikumapanev mehhanism, milleks on juba tuttav päikesetuule puri ja eesmärk, milleks on uurida asteroidide geoloogiat ja geofüüsikat suure arvu näidete varal. Asteroidid kui meie jaoks väärtuslike maavarade kandjad on juba mõnda aega paelunud tehnoloogiapioneeride meeli ja uuringu ning sellest lähtuva missiooni võimalikku mõju pole raske hinnata.

Kuupsatelliit ja asteroid, kunstniku lavastus. Autor: Mihkel Pajusalu

“Koos Pekka Janhuneniga me leidsime, et piisab väga lihtsast päikesepurjest, et nanokosmoselaeva asteroidi umber liigutada,” selgitab Slavinskis. Seda teoreetilist võimalust nüüd esialgu paberil ja ehk tulevikus ka reaalselt testima asutaksegi. Enne reaalse kosmosemissioonini jõudmist tuleb läbi teha terve hulk (kokku üheksa) tööetappe: paberil toimuvaid analüüse ja modelleerimisi nagu kosmoselaeva lennutrajektooride arvutused ja võrdlused teiste analoogsete missioonidega. Töö käib meetodi loomise kallal. Samal ajal töötatakse NASA kosmoselendude keskuses paralleelselt päikesepurje arendamise kallal.

Seega lähitulevikus siiski veel Slavinskise nimelisi satelliite ja kosmoselaevasid õhku lennutama ei hakata. “Peab töötama edasi ja vaatama kuidas rahvusvaheline teadlaskond meie ideed vastu võtab. Kosmosemissioonide puhul palju ebakindlust: kulus 25+ aastat selleks, et Rosetta saaks komeedil maanduda ning oli 5+ pooleli jäänud missiooni enne kui New Horizon Plutoni jõudis.”

Asteroidid kui killukesed päikesesüsteemi loomise aegadest

“Asteroidid on väidetavalt kõige põnevamaks osaks päikesesüsteemis. Mõned neist on 4,5 miljardit aastat vanad. See on kolmandik kogu universumi vanusest ja seda on siiamaani raske uskuda. Asteroide uuritakse mitmetel põhjustel: et saada aru päikesesüsteemi varasest evolutsioonist kuni futuristlike ideedeni kosmose maavarade kaevandamisest. Nad on kui jäänukid päikesesüsteemi tekkeaegadest ja nende uurimise abil on võimalik teada saada kuidas vesi ja orgaanilised ained Maale ja teistele planeetidele jõudsid,” selgitab Slavinskis.

Asteroidide uurimiseks ei pea tingimata nendeni lendama või nendele maanduma – on kaks põhilist uurimise võimalust: kaugseire teleskoopide abil ja kosmoselennud. Teleskoobid annavad olulist infot asteroidide orbiidi, albeedo, värvuse, spektri tüübi ja suuruse kohta; kuid vaid kosmoselaevaga saab uurimisel minna detailidesse ja koguda proove taevakehadelt endilt.

Alates 1990ndatest on kuue kosmosemissiooni käigus suudetud lennata asteroidide lähedusse ja selle käigus kogutud kokku proove kümnelt asteroidilt. Järgneva dekaadi jooksul see number ilmselt kahekordistub tänu Hayabusa-2, OSIRIS-REx, Lucy, Psyche ja Dart missioonidele.

Paljude väikeste kosmoselaevade kasutamise eelis ühe suure missiooni ees (üks suur kosmoselaev külastab mitmeid asteroide, missiooni maksumusega ligi 1 miljard dollarit) seisneb statistilises usaldusväärsuses. Väikeste laevade abil on võimalik väiksema aja ja raha abil seirata suurt hulka (loodetavasti kõiki suuremaid asteroidide tüüpe) asteroide ning neid andmeid usaldusväärselt teistele mitteuuritud asteroididele ka üle kanda.

Tänu Gaia nimelisele superteleskoobile, suureneb lähiajal leitavate uute asteroidide hulk ilmselt kordades. Pildil Gaia ja Linnutee. Autor: ESA/ATG medialab; ESO/S. Brunier

Misasi on satelliitide “parv”?

“Satelliitide parv on grupp satelliite, mis teevad omavahel koostööd ja vahetavad infot, selleks, et saada parimaid mõõtetulemusi. Siin tuleb välja just väikeste satelliitide eelis. Teine kontseptsioon “parve” kirjeldamisel on lihtsalt olukord, kus kasutatakse samaaegselt hulka satelliite, mis tiirlevad erinevatel orbiitidel,” kirjeldab Slavinskis erinevaid satelliitide ja nanokosmoselaevade kasutamise võimalusi.

Ilmselt hakkab just ümber Maa tiirlevate sadade kuupsatelliitide reaalajas edastatav pilt meile lähitulevikus Google Mapsi asendama. Juba praegu käib selline lepinguline tegevus suurettevõtete Planet ja Google vahel. Suurprojekt Google Earth Live, kus satelliitide pilti uuendatakse igapäevaselt, saab olema tulevikus igapäevane reaalsus.

“See mida meie arendame, on täpsemalt öeldes “laevastik” – iga kosmoselaev külastab kindlat gruppi asteroide, mõnda asteroidi külastatakse mitu korda ja nad ei pea omavahel tingimata koostööd tegema. Seda mida Planet teeb Maaga, tahaksime meie teha asteroidide vöös – need on lihtsad mõõtmised, mis võimaldavad teha head statistikat.”

Tulevik tundub kosmiline!

Praegune missiooni arendamine on esimene samm ning loodetavasti saavutatakse selle abil teadlaskonna heakskiit, parandatakse veelgi koostöövõimalusi ja saadakse uusi partnereid – et siis juba Euroopa Kosmoseagentuuri egiidi alt reaalne missioon käivitada. Selleks on vaja koostööd pea kõigi Euroopa riikidega ja loodetavasti ka NASA AMESi meeskonnaga – tulevik näitab kas see nii ka läheb.

“Ma tunnen, et Eesti kosmoseteadusel ja tehnoloogial on potentsiaali enam kui kunagi varem. Sellest peab sündima midagi suurt ja põnevat,” on Andris Slavinskis positiivne.

Noore teadlase energia ja entusiasm on suurepäraselt tajutavad ka läbi California-Eesti veebiühenduse ja mul pole kahtlustki, et see nii ka läheb.

NASA AMES, San Francisco Pride. Autor: Peter Race.