Lisää rahtireittejä kiertoradalle – Eurooppa haluaa pysyä mukana rakettialan murroksessa

Vuonna 2023 Pohjois-Norjassa tehdään historiaa.

Vuonojen kainalossa kuvankauniilla Andøyan saarella sijaitseva avaruuskeskus ja saksalainen rakettifirma aikovat yhteistyössä laukaista kiertoradalle satelliitin, ensimmäistä kertaa manner-Euroopasta.

Norjalainen Andøya Space Center tarjoaa laukaisua varten tilat raketin kokoonpanoon, lastaamiseen ja testaamiseen, valvomopalvelut sekä tietysti varsinaisen laukaisualustan. Rakennustyöt ovat jo pitkälti valmiit, vain alustan työt ovat enää käynnissä, kertoo Andøyan avaruussatamahankkeen kaupallinen johtaja Stein Dybvik.

»Ensimmäisen koelaukaisun on määrä tapahtua tämän vuoden jälkipuoliskolla», Dybvik kertoo.

Kantoraketin, jolla satelliitti on määrä lennättää kiertoradalle, valmistaa saksalainen kasvuyritys Isar Aerospace. Sillä on yksinoikeus Andøyan ensimmäiseen laukaisualustaan.

»Euroopassa ei ole aikaisemmin rakennettu laukaisualustaa ja avaruussatamaa kevyille kantoraketeille. Suurin haaste on varmaankin alustan rakentaminen alukselle, joka on vielä kehitteillä», Dybvik kertoo videoyhteydellä.

Suunnitelmissa on kuitenkin rakentaa lisää alustoja, jotka tarjoaisivat laukaisupalveluita muillekin toimijoille. Niitä nimittäin riittää. Isarin kaltaisia kevyitä kantoraketteja kehitteleviä yrityksiä on arvioiden mukaan ainakin satakunta ympäri maailmaa, Euroopassakin kymmeniä.

Myös laukaisukeskuksia rakennetaan kovalla tohinalla.

Andøyan kanssa ensimmäisen eurooppalaisen satelliittilaukaisun merkkipaalulle rynnistää ainakin Kiirunan avaruuskeskus Esrange Ruotsissa, ja vastaavia hankkeita on kehitteillä Espanjan Andalusiassa, Britanniassa Shetlandinsaarilla ja Atlantin keskellä Portugalille kuuluville Azoreilla.

Avaruustoimialan kasvaessa hinku ampua teknologiaa taivaalle on kasvaa koko ajan, ja Euroopassa on päätetty pysyä kisassa mukana. Kyse on ennen kaikkea potentiaalisesti isosta bisneksestä, mutta myös Euroopan pyrkimyksistä vähentää riippuvuuksia tärkeissä teknologioissa.

Kun EU-komission puheenjohtaja Ursula von der Leyen tammikuussa käväisi Kiirunassa vihkimässä Esrangen laukaisukeskuksen, hän korosti puheessaan satelliittien merkitystä turvallisuudelle ja lupasi komission ehdotusta Euroopan avaruusinfrastruktuurin kehittämiseksi.

»Euroopalla on jalansija avaruudessa, ja aiomme pitää siitä kiinni», von der Leyen maalaili.

Jos mielii avaruusvallaksi, pitää avaruuteen ensin päästä. Tarvitaan raketti ja paikka, josta sen voi laukaista.

Tomas Hrozensky ja Mathieu Bataille työskentelevät tutkijoina Euroopan avaruuspolitiikkaa tutkivassa ESPI-ajatuspajassa, joka perustettiin vuonna 2002 Euroopan avaruusjärjestön ESA:n päätöksellä. Bataille vetää turvallisuus- ja puolustuspolitiikan tutkimusohjelmaa ja Hrozensky vastaa suhdetoiminnasta.

Videoyhteyden päässä Wienistä he selittävät, että Euroopalla on oikeastaan varsin hyvät valmiudet omaan laukaisutoimintaan.

Tärkein palveluntarjoaja on pääosin ranskalaisomisteinen Arianespace-yhtiö, joka rakentaa ja operoi ESA:n raketteja. Kaluston selkärangan muodostaa Ariane 5-raketti, jonka seuraaja Ariane 6 on myöhästynyt aikataulusta moneen kertaan. Sen ensimmäistä koelentoa odotetaan ensi vuodelle.

Arianet ovat isoja ja kalliita aluksia, samassa luokassa kuin amerikkalaisen SpaceX:n Falcon- tai Kiinan Pitkä marssi -kantoraketit. Niiden laukaisupaikka on ESA:n operoima Kouroun avaruuskeskus Ranskan Guyanassa Etelä-Amerikan itärannikolla.

Maailmassa on tarvetta yhtä lailla rahtilaivoille ja taksiautoille.

»EU-tasolla on herännyt kiinnostus turvallisuuteen ja strategiseen autonomiaan, mutta laukaisupalveluissa EU ei ole monessa mukana. Pikemminkin laukaisut ovat olleet ESA:n ydintoimintaa», Hrozensky sanoo.

Aiemmin käytössä oli myös venäläinen Sojuz-raketti, jonka kyydissä taivaalle lennätettiin esimerkiksi ESA:n paikkatietopalvelu Galileon satelliitit. Venäjän hyökkäyssota Ukrainassa pani kuitenkin pisteen ESA:n ja Venäjän avaruushallinnon Roskosmoksen yhteistyölle.

Nyt Sojuz-lennot ovat jäissä, mikä on jättänyt loven laukaisupalveluihin. Lovi ei tosin ole suuren suuri, sanoo Bataille.

»Globaalilla tasolla ei tule puutetta kantoraketeista. Venäläiset eivät ole onnistuneet kovinkaan hyvin kaupallisesti. Sojuz- ja Proton-raketit olivat mukana kaupallisissa palveluissa, mutta niiden käyttö oli jo vähenemään päin. Euroopan näkökulmasta niihin liittyi aina diplomaattisia riskejä.»

Yhteistyö katkesi kuitenkin niin äkisti, että Ranskan Guyanaan jäi kaksi kokoonpanoa odottavaa Sojuz-rakettia. Vastaavasti Roskosmoksen operoimaan Baikonurin kosmodromiin Kazakstanissa jäi kolme tusinaa eurooppalaista satelliittia, jotka oli määrä ampua taivaalle. Osapuolten on kerrottu neuvottelevan vaihtokaupasta.

Sittemmin ESA on joutunut etsimään korvaavan kantoraketin uusimman luotaimensa Euclidin laukaisua varten. Sellainen löytyi Yhdysvalloista, ja luotain kuljetettiin Cape Canaveraliin Floridaan odottamaan lentoa SpaceX:n raketin kyydissä.

SpaceX on alan kiistaton ykkönen, »ei ihan monopoli, mutta aimo osuus markkinoista», Bataille kuvaa. Markkinoilla on kuitenkin käynnissä murros. Kysyntä on kasvanut nopeasti etenkin pienten ja kevyiden, noin 5–500 kilon painoisten satelliittien laukaisupalveluille. Se tuo uusia yrittäjiä alalle.

Suurten laukaisijoiden kylkeen on syntynyt kimppakyytejä tarjoavien yritysten ekosysteemi. Ne myyvät pienille satelliiteille paikkoja isoihin kantoraketteihin, joiden pääasiallinen hyötykuorma saattaa olla jotain ihan muuta.

Myös kehitteillä oleviin pienoisraketteihin kohdistuu valtavasti mielenkiintoa, mutta onnistumiset ovat vielä harvassa, Bataille sanoo. Viimeisten vuosien aikana on nähty paljon tiedotteita uusista hankkeista, mutta vähän näyttöjä.

»Todennäköisesti vain kourallinen nyt perustetuista yrityksistä jää elämään, ­muutama Yhdysvalloissa ja Euroopassa, jokunen Kiinassa ja Japanissa», Bataille toteaa.

Markkinat elävät nyt kiivaasti, ja ilmassa on vielä paljon epävarmuutta, Bataille ja Hrozensky arvioivat. Laukaisupalvelujen kysynnän odotetaan kyllä kasvavan, mutta ainakaan vielä tarjonnasta ei ole pulaa.

ESPI pitää kirjaa satelliittilaukaisujen määrästä ja kiertoradalle kyyditetystä massasta, ja kumpikin on kasvanut viime vuosina. Ison osan tästä kasvusta muodostaa kuitenkin Elon Muskin viestintäsatelliittien verkosto Starlink. Markkinoiden kasvuennusteet riippuvat pitkälti siitä, kuinka paljon tällaisia valtavia konstellaatioita jatkossa tarvitaan.

Suomalainen satelliittiyhtiö Iceye on lennättänyt laitteitaan kiertoradalle esimerkiksi saksalaisen Exolaunchin kimppakyytipalvelulla. Yhtiön perustajiin kuuluva Pekka ­Laurila uskoo laukaisupalveluiden kysynnän jatkavan kasvua.

»Jos laukaisujen saatavuus, määrä ja hinta paranevat, kysyntäkin samalla kasvaa», Laurila sanoo videohaastattelussa.

Kun logistiikka maasta kiertoradalle kehittyy, nähdään kenties yhä enemmän ja isompia konstellaatioita. Lisäksi taivaalla oleva teknologia vanhenee. Sitä kannattaa päivittää tasaisin väliajoin, jos laukaisukustannukset ovat maltilliset. Päivitettävä laitteisto tai sensoriteknologia vanhenee 3–5 vuodessa, Laurila sanoo.

Tällä haavaa jättikonstellaatioista ei tosin kannata haaveilla, ellei satu olemaan myös rakettibisneksessä. Starlink on klassinen esimerkki »vertikaalisesta integraatiosta», jossa sama yritys omistaa arvoketjun eri osat. Ilman omia raketteja tuhansien satelliittien konstellaatio olisi nykyisillä hinnoilla liian kallis laukaistavaksi.

Enintään muutamien kymmenien satelliittien laukaisemisessa kimppakyytipalvelut ovat Laurilan mukaan tällä hetkellä ainoa toimiva vaihtoehto.

Kevyissä kantoraketeissakin on hänen mukaansa potentiaalia tietyissä tapauksissa.  Jos taivaalle halutaan vaikkapa satelliitti mahdollisimman nopeasti ja tietylle radalle, laukaisun hinnasta välittämättä.

ESPI:n vuonna 2018 julkaiseman selvityksen mukaan kevyiden kantorakettien mahdollisia käyttökohteita ja asiakasryhmiä on laaja kirjo. Suurin kysyntä kohdistunee silti isoihin raketteihin, joiden kyydissä laukaisun kustannukset kilogrammaa kohden ovat huokeammat, Laurila uskoo.

»Mutta maailmassa on tarvetta yhtä lailla rahtilaivoille ja taksiautoille.»

Norjassa ainakin uskotaan kevytraketteihin.

»Rakennamme kaupallista avaruussatamaa, ja tavoitteena on voitollinen toiminta», Dybvik sanoo.

Kantorakettien laukaisupalvelut ovat verraten uusi osa Andøyan avaruuskeskuksen toimintaa. Laitoksesta on ammuttu pieniä luotainraketteja yläilmakehään vuodesta jo 1962 lähtien. Alueella tehdään myös puolustus­kaluston ohjus- ja rakettikokeita ja avaruuskeskus tekee yhteistyötä oppilaitosten kanssa lastentarhoista yliopistoihin.

Andøyan laukaisukeskuksen omistaa 90-prosenttisesti Norjan valtio, joka on investoinut hankkeeseen noin 30 miljoonan euron edestä. Muut investoinnit eivät ole julkisia, mutta Norjan lehdistössä on puhuttu yli sadan miljoonan euron kustannuksista.

»Isoon SpaceX-rakettiin verrattuna pienoisraketilla on monia etuja. Jos haluaa lähettää avaruuteen 500 kilon satelliitin, pitää odottaa, että iso raketti saa kerättyä tarpeeksi lastia. Pieneen rakettiin tarvitaan vähemmän matkustajia», Dybvik sanoo. Hän uskoo, että kevytraketit ovat tulevaisuudessa hinnaltaan ja ominaisuuksiltaan kilpailukykyisiä.

Kisaa käydään tällä hetkellä etenkin kevyiden kantorakettien kehityksessä, mutta niiden laukaisupaikkoja on tarjolla vähemmän.

Kiertoradalle tähtäävien laukaisukeskusten sijoittelussa maantiede ratkaisee. Olennaista on sijainti maapallon napoihin ja kiertosuuntaan nähden. Fysiikka suosii laukaisua lähellä päiväntasaajaa ja kohti itää, sillä näin voidaan hyödyntää myös maapallon pyörimisliike, mikä vähentää polttoaineen tarvetta. Etenkin korkeille itä-länsi-suuntaisille tai maan­pintaan nähden kiinteille kiertoradoille kannattaa tähdätä päiväntasaajan tuntumasta.

Venäläiset eivät ole onnistuneet kovinkaan hyvin kaupallisesti. Sojuz- ja Proton-raketit olivat mukana kaupallisissa palveluissa, mutta niiden käyttö oli jo vähenemään päin. Euroopan näkökulmasta niihin liittyi aina diplomaattisia riskejä.

Andøya ja Kiirunan Esrange ovat hyviä paikkoja tavoitella pohjois-etelä-suuntaisia kiertoratoja. Sama maapallon pyörimisliike, joka päiväntasaajalla vauhdittaa rakettia matkalla lännestä itään, on pohjoiseen tai etelään päin ammuttaessa kumottava moottorin voimin, jotta lentorata pysyy oikean suuntaisena. Napaseuduilla pyörimisliike on heikompi.

Toinen olennainen seikka on turvallisuus. Joskus raketit menevät harhaan, räjähtävät tai putoavat taivaalta. Tässä on vaaransa, jos alla on paljon asutusta. Andøyan etu on pohjoisessa avautuva autio Jäämeri.

»Jos katsot lento- tai laivaliikennettä merellä Andøyan pohjoispuolella, ei siellä liiku juuri mitään», Dybvik sanoo.

Esrangen laita on heikompi. Keväällä Norja ja Ruotsi pääsivät pienen riidan makuun, kun Kiirunasta ammutun luotainraketin hyötykuorma putosi laukaisun jälkeen rajan taakse asutetulle seudulle.

Israel esimerkiksi laukaisee raketteja Palmachimin lentotukikohdasta mutta joutuu uhraamaan taloudellisen tehokkuuden naapurisovun nimissä. Se suuntaa rakettien lentoradat maan pyörimisliikkeen vastaisesti länteen Välimerelle välttääkseen mahdolliset selkkaukset Jordanian, Irakin ja muiden itäisten naapurimaiden kanssa.

Eurooppa on melko kaukana päiväntasaajasta, taajaan asuttu ja sijaitsee mantereen länsirannikolla. Ei siis mitenkään optimaalinen paikka kantorakettien laukaisua silmällä pitäen. Siksi laukaisupaikkoja on alun alkaen haettu ulkomailta, tai vähintäänkin merentakaisilta alueilta.

Siihen sisältyy kuitenkin poliittisia riskejä, kuten vaikkapa Venäjän kokemus Baikonurissa osoittaa.

Maaliskuussa Kazakstan takavarikoi lehtitietojen mukaan Roskosmoksen tytäryhtiölle kuuluvan kaluston rästiin jääneiden ympäristömaksujen vuoksi. Laukaisujen jatko Baikonurin kosmodromissa on epävarmaa.

Venäjällä on myös muun muassa pohjoinen laukaisupaikka Plesetskissä ja 2000-luvulla Amurin alueelle maan itärannikolle rakennettu Vostotšnyin kosmodromi, jonka oli määrä vähentää riippuvuutta Kazakstanista. Venähtäneitä rakennustöitä on leimannut lähinnä korruptio.

Laukaisupaikkoja suurempi ongelma Roskosmoksen toiminnalle on kuitenkin rakettien rakentaminen Venäjälle asetettujen pakotteiden alla.

Ranskan armeija puolestaan pystytti 1960-luvulla Hammaguirin koelaitokseen Ranskan hallinnoimaan Algeriaan rakettien laukaisualustan, joka ehti toimia vain pari vuotta. Ranska joutui luopumaan laitoksesta jo 1967, kun Algeria itsenäistyi.

Italian ja Yhdysvaltojen yhteinen hanke perustaa avaruuskeskus Afrikan rannikolle törmäsi eri maissa niin monin poliittisiin riskeihin, että laukaisupaikka päädyttiin lopulta rakentamaan merelle Kenian rannikon edustalle. Broglion avaruuskeskuksen toistaiseksi viimeinen laukaisu oli vuonna 2018.

Iceyen Pekka Laurila näkee, ettei laukaisun maantieteellisellä sijainnilla ole yrityksen kannalta suurta merkitystä. Poliittista harkintaa tehdään kuitenkin siinä määrin, että Venäjältä tai Kiinasta palveluita ei osteta.

»Meidän näkökulmastamme olennaisempaa on toimitusketju ja sen logistiikka. Niissä on aina hyvät ja huonot puolensa.»

Olisi tietysti helpompaa, jos satelliitin voisi ajaa Lappiin ja laukaista sieltä, eikä sitä tarvitsisi ensin lentorahdata Intiaan tai Yhdysvaltoihin, hän sanoo.

Kouroun avaruuskeskus on toistaiseksi Euroopan ainoa raskaiden kantorakettien laukaisupaikka. Esimerkiksi Andøyan laukaisu­keskuksesta ei näillä näkymin ole mahdollista lähettää vaikkapa Ariane 6-rakettia, mutta yhdessä uusien kevytrakettien kanssa se lupaa kuitenkin parannusta Euroopan satelliittilaukaisujen toimintavarmuuteen.

Riippuvuus vain yhdestä laukaisupaikasta on nimittäin aina jonkinlainen riski. Se voi olla vihamielisen valtion vaikutuksen tai sabotoinnin kohteena, tai toiminta voi kohdata proosallisemman tenkkapoon.

Kouroun laitoksen toiminta ajautui seisokkiin vuonna 2017 Ranskan Guyanan työläisten lakkoillessa. Paikallisten mielestä entinen siirtomaaisäntä Ranska laiminlöi hallinnoimaansa aluetta, joka kärsi valtavasta työttömyydestä ja taloudellisesta kurjuudesta. Tilanne olisi voinut olla sama, vaikka laitos sijaitsisi missä tahansa Ranskan mannermaan kaupungissa, Bataille sanoo viitaten ranskalaisten tunnettuun lakkoherkkyyteen.

Häiriöiden varalta on tietysti hyvä, jos varalla on vaihtoehtoisia laukaisupaikkoja. Moni yritys käyttääkin tätä vipuvartena saadakseen julkista rahaa, Bataille toteaa.

»Tämä on uusi trendi. Yritykset tulevat markkinoille palvelemaan liike-elämää ja yhteiskuntaa. Jossain välissä ne tajuavat, että kansallisessa turvallisuudessa liikkuu rahaa, joten sekin argumentti otetaan käyttöön.»

Andøyassakin liputetaan eurooppalaisen huoltovarmuuden puolesta.

»Me näemme, että avaruussatama ja laukaisukyky Norjassa on totta kai tärkeää Euroopan strategisen autonomian kannalta», Dybvik sanoo.

Ensin pitää kuitenkin saada ensimmäinen koelento kiertoradalle saakka.

Lue myös avaruusteeman 2/2023 avausjuttu:
Uusi kuukilpa alkoi – Avaruuden valloitus etenee yksityisen sektorin ehdoilla

Lue lisää: Avaruussotaa käydään maankamaralla