Euroopan avaruusjärjestön ministerikokous on ESAn korkein päätöksentekoelin, joka kokoontuu tavallisesti 2–3 vuoden välein. Nimensä mukaisesti paikalle tulevat ESAn jäsenmaiden avaruustoimista vastaavat ministerit tai muut korkean tason edustajat.

Viime viikon Bremenissä pidetyssä kokouksessa Suomen valtuuskuntaa johti elinkeinoministeri Sakari Puisto. Suomen ESA-jäsenyyteen liittyviä asioita hoitaa Kauppa- ja teollisuusministeriön alainen Business Finland. Puiston lisäksi mukana ministerikokouksessa olivat erityisavustaja Teemu Hartikainen ja teollisuusneuvos Janne Peltola työ- ja elinkeinoministeriöstä, johtaja Kimmo Kanto Business Finlandista sekä ylijohtaja Jarkko Koskinen Maanmittauslaitokselta.

Ministerikokouksessa ESAn pääjohtaja esittää järjestön toiminnan painopisteet seuraavalle vuosikymmenelle ja jäsenmaiden valtuuskunnat keskustelevat niistä sekä ehdottavat linjauksiin sekä budjettiin mahdollisia muutoksia. Maat ilmoittavat, paljonko ne ovat valmiita sijoittamaan ESAn toimintaan ja eri ohjelmiin seuraavien vuosien aikana, päättävät uusista ohjelmista ja keskustelevat siitä, miten ESAn tilaukset teollisuudelle palautuvat mahdollisimman hyvin rahoitusosuuksien mukaisesti jäsenmaihin.

Kukin maa osallistuu bruttokansantuotteensa mukaisella osuudella ESAn jäsenmaksuun sekä kaikille pakollisiin ohjelmiin (kuten tiedeohjelma), minkä lisäksi maat osallistuvat vapaaehtoisiin ohjelmiin haluamallaan summalla omien intressiensä mukaisesti.

Edellinen ministerikokous pidettiin vuonna 2022 Pariisissa, missä päätettiin kasvattaa ESAn budjettia ja laajentaa sen toimintaa, ja tällä kerralla sama linja jatkui: hyväksytty 22,3 miljardia euroa on järjestön suurin budjetti koskaan.

Summa on 32 prosenttia suurempi (17 prosenttia inflaatiokirjattuna) verrattuna edellisen kauden budjettiin. Erityisen paljon kasvoivat vapaaehtoisiin ohjelmiin ohjatut maksuosuudet, sillä ne ylittivät olennaisesti päähjohtajan ehdottamat summat.

Kaikkiaan 94,7 prosenttia ehdotetusta budjetista hyväksyttiin, joten osa ohjelmista sai hieman ehdotettua vähemmän rahaa. Esimerkiksi miehitettyihin avaruuslentoihin ja robottien avulla tehtävään avaruustutkimukseen ehdotetusta 3773 miljoonasta eurosta jäsenmaat antoivat "vain" 2976 miljoonaa euroa.

Mitä Suomi maksaa?

Suomen maksut ESAlle ovat nousemassa 148,6 miljoonasta eurosta 234,5 miljoonaan euroon.

Viro tuplaa osuutensa 24,7 miljoonasta eurosta 58,6 miljoonaan. Puolan osuus nousee 197,6 miljoonasta 735,3 miljoonaan euroon.  Suurimman lisäyksen budjettiinsa tekee liitännäisjäsen Kanada, joka nostaa osallistumisensa 81,5 miljoonasta eurosta 407,7 miljoonaan euroon.

Suomen maksuosuudet budjettikautena 2026–2028 siis nousevat olennaisesti. Varsinaisen jäsenmaksun (noin 36 miljoonaa euroa) lisäksi Suomi maksaa tiedeohjelmaan noin 45 miljoonaa euroa (nousua nykyisestä 10,8 miljoonasta eurosta vuodessa noin 12 miljoonaan euroon vuodessa, eli 3,5 prosentin lisäys inflaatiokorotuksen lisäksi) ja valinnaisiin ohjelmiin (mm. Galileo/EGNOS, Copernicus, eksploraatio, ilmastotutkimus ja turvallisuus, sisältäen Iris²-satelliittikonstellaation) 152 miljoonaa euroa.

Joulukuun toisena päivänä julkistettujen lopullisten maksuosuuksien mukaan Suomen rahoitusosuudet jakautuvat seuravasti:

Tieteellisten kokeiden kehitysohjelma (PRODEX): 10,70 M€
Avaruustutkimuksen kokonaisohjelma: 10 M€
Avaruustutkimus: 4 M€
Avaruustutkimuksen teknologiakehitysohjelma ExPeRT: 4 M€ (nimi säilyy ennallaan)
Copernicus-ohjelman avaruusosa: 22,44 M€
Tulevaisuuden Maan havainnointi: 25 M€
Maan havainnointi / Digitaalinen Maan kaksonen -osa: 2,35 M€
Maan havainnoinnin uusien tuotteiden ja palveluiden kehitysohjelma InCubed: 1 M€
Maan havainnointiin / Euroopan resilienttiys avaruudesta: 26 M€
Satelliittinavigoinnin innovaatio- ja tukiohjelma: 4 M€
Tulevaisuuden navigointitekniikkaohjelma FutureNAV: 7,12 M€
Kehittyneen tietoliikennejärjestelmätutkimuksen ohjelma (ARTES): 38,82 M€
Avaruuskäyttöön tarkoitettu 5G/6G: 27,28 M€
Avaruusjärjestelmät turvallisuudelle ja puolustukselle (4S): 11,8 M€
Optinen ja kvanttiviestintä – ScyLight: 8,36 M€
ESA:n EU:n turvalliseen yhteydenpitoon liittyvä ohjelma: 10 M€
Avaruusturvallisuusohjelma (S2P): 19 M€
Avaruusturvallisuusohjelma (S2P) / Avaruusääosa: 3 M€
Kilpailukyvyn ja kasvun ohjelma ACCESS: 12 M€
Yleinen teknologiakehitysohjelma (GSTP): 14 M€
Resilienttiys- ja turvallisuusosa: 2 M€

Lukuja tarkastaltessa kannattaa muistaa, että jäsenmaksun osalta vahvistettiin budjetti 3+2 vuodeksi ja valinnaisten ohjelmien kestot vaihtelevat kolmen ja kymmenen vuoden välillä. Maksuissa on mukana myös aikaisemmin käynnistettyjä ja uusia ohjelmia, mutta käynnissä olevien ohjelmien osallistumisen maksut on pääosin jo pääosin suoritettu. Joissain tapauksissa maksut koskevat viittä vuotta, kuten esimerkiksi osuus Kouroun avaruuskeskuksen operoinnista.

Eurooppa röyhistää rintaansa

Kuten Suomenkin panostuksissa, myös kokonaisuudessaan budjettia katsoessa suurin lisäys rahoitukseen tulee Euroopan kriisinsietokykyyn, muutosjoustavuuteen ja turvallisuuteen liittyvissä ohjelmissa, kuten Maan havainnointiin, satelliittinavigointiin ja tietoliikenteeseen.

ESA siis ottaa selvän askeleen pois puhtaasta siviilitoiminnasta kaksikäyttösovellusten suuntaan. Copernicus-havainnointiohjelma ja satelliittipaikannusjärjestelmä Galileo olivat jo pieniä siirtoja tähän suuntaan, koska niitä voidaan käyttää myös puolustus- ja turvallisuustoimiin, mutta nyt suunta on selvemmin ei-aggressiiviseen sotilastekniikkaan.

Myös uusien rakettien sekä ns. Uuden avaruuden hankkeisiin saatiin jäsenmailta olennaisesti lisää rahaa. Näihin tuleva rahoitus jäsenmailta on olennaisesesti suurempi kuin ESA ehdotti alun perin.

Taustalla voimakkaassa rahoituksen kasvussa on paitsi geopoliittinen tilanne, niin myös halu nostaa Euroopan osuutta globaalissa avaruustoiminnassa. Nykyisin Eurooppa vastaa vain noin 11 prosenttia koko maailman avaruustoiminnasta, mikä on olennaisesti vähemmän kuin Euroopan yleinen painoarvo globaalisti. Myös yhteistyö EU:n, jäsenmaiden ja kansainvälisten kumppanien kanssa on yhä tärkeämpää.

ESA 2040

Tulevan ohjelmakauden sisältö rakentuu tänä vuonna julkaistun ESA 2040 -strategian ympärille. Sen keskeinen tavoite on vastata geopoliittisiin haasteisiin, ilmastonmuutokseen, yksityisen sektorin kasvuun ja Euroopan riippumattomuuden vahvistamiseen avaruudessa.

Strategiassa on viisi keskeistä painopistettä:

1. Suojele planeettaamme ja ilmastoamme

Maapallon ja sen ilmakehän, merien ja ekosysteemien havaitseminen, ilmastonmuutoksen torjunta, biodiversiteetin säilyttäminen ja ympäristöriskien hallinta. Maapallon digitaalinen kaksonen, avaruusromun vähentäminen ja avaruuden tilannekuva (mihin liittyen mm. maapalloa uhkaavien asteroidien tutkiminen sekä avaruussään seuranta).

Näihin liittyen ministerit myönsivät rahoituksen kolmelle kiinnostavalle luotaimelle. Ramses tehdään nopeasti Hera-luotaimen pohjalta ja lähetetään varsin nopealla aikataululla tutkimaan Apophis-asteroidia, joka lentää läheltä maapalloa vuonna 2029. Vigil on avaruussäätä tarkkaileva luotain ja Rise tutkii tekniikoita, joilla voidaan huoltaa satelliitteja avaruudessa ja vähentää näin avaruusromun määrää.

ESA käynnistää myös toisen sukupolven Sentinel-2 ja Sentinel-3 -satelliittien kehitystyön. Kyseessä ovat Copernicus-ohjelmaan kuuluvat optisia havaintoja maapallosta tekevät satelliitit.

ESA ja Norja päättivät selvittää yhdessä mahdollisuutta perustaa Tromssaan ESAn Arktinen avaruuskeskus, joka keskittyisi juuri pohjoisten alueiden havainnointiin. Jo nyt Tromssassa on ESAn Arktisen sääsatelliitin ohjauskeskus; tämän kokeellisen satelliitin perusteella ESA on tekemässä yhdessä EUMETSATin kanssa EPS-Sterna -satelliittikonstellaation arktisen sään tarkkailuun.

2. Tutki ja löydä

ESA on jo nyt maailman johtava avaruustutkimusorganisaation, mutta nyt saatu 3,5 prosentin lisäys (kun inflaatio otetaan huomioon) tutkimusohjelmaan nostaa tätä puolta edelleen. Ministerikokouksessa näytettiin vihreää valoa gravitaatioaaltoja havaitsevalle LISA-observatoriolle ja uuden sukupolven röntgenteleskooppi NewAthenalle.

Kunnianhimoisin esillä ollut hanke on tutkimuslento Saturnuksen Enceladus-kuulle; varsinaista päätöstä sen toteuttamisesta ei vielä tehty, mutta lennon sekä sillä vaadittavan tekniikan kehittäminen aloitetaan.

Marsia tutkiva Rosalind Franklin -laskeutuja lähetetään matkaan vuonna 2028, ja Kuun pinnalle laskeutuva Argonaut toteutetaan.

Eurooppalaisastronautit vierailevat Kansainvälisellä avaruusasemalla aina vuoteen 2030 saakka, jolloin ikääntyvän aseman toiminta on tarkoitus ajaa alas. Seuraava eurooppalainen pitkän lennon asemalle tekevä astronautti on ranskalainen Sophie Adenot, ensimmäinen vuonna 2022 valituista uusista ESAn astronauttiryhmän jäsenistä. Hänen kuusikuukautinen lentonsa alkaa ensi keväänä.

Ministerikokous myös päätti jatkaa ESAn osallistumista Artemis- ja Lunar Gateway -hankkeisiin Nasan kanssa. Vaikka Nasan suunnasta ei ole toistaiseksi varmuutta, ovat jo sovitut lennot Kuuta kiertämään, Kuun pinnalle ja Gateway-asemalle Kuun kiertoradalla toteutumassa. Lennoille lähetetään myös eurooppalaisia astronautteja, ensin saksalainen ja sitten ranskalainen ja italialainen. Nimiä ei tietenkään vielä otettu esiin, mutta vahvoilla ovat konkarit Alexander Gerst, Thomas Pesquet ja Samantha Cristoforetti.

Kokouksessa päätettiin myös jatkaa eurooppalaisen avaruusasemalle rahtia kuljettavan ja sieltä kuormia myös takaisin tuovan avaruusaluksen tekemistä. Aluksen pohjalta on mahdollista tehdä myös ihmisten kuljettamiseen kelpaava alus, mutta päätökset siitä tehdään myöhemmin – kenties jo seuraavassa ministerikokouksessa vuonna 2028.

3. Vahvista Euroopan itsenäisyyttä ja resilienssiä

Tämä painopistealueen tarkoituksena on varmistaa Euroopan riippumaton pääsy avaruuteen ja kyky toimia avaruudessa kaikissa olosuhteissa.

Vähitellen rutiinikäyttöön tulevien Ariane 6 ja Vega-C -rakettien lisäksi ESA tukee uusien, kaupallisesti toteutettavien pienten kantorakettien kehittämistä European Launcher Challenge -hankkeen avulla.

Strategian tähän kohtaan kuuluvat luonnollisesti myös puolustukselliset kaksikäyttösovellukset. Ajan henki näkyy tässä selvästi.

Uusi ERS-ohjelma (European Resilience from Space) kerää erilaisista lähteistä kuvia maapallon pinnalta ja jakaa niitä jäsenvaltioiden kesken. Tähän liittyy myös uusi matalalla kiertoradalla olevien navigointisatelliittien verkosto Celeste (LEO-PNT), joka täydentää Galileo-systeemiä.

ESA allekirjoitti Puolan kanssa sopimuksen siitä, että ne tutkivat yhdessä mahdollisuutta perustaa kaksikäyttösovelluksiin keskittynyt tutkimuskeskus Puolaan.

4. Tehosta Euroopan kasvua ja kilpailukykyä

ESAn eräs päätehtävistä on ollut ja on jatkossakin eurooppalaisen avaruusteollisuuden tukeminen eri tavoilla, mutta jatkossa avaruusinnovaatioita lähestytään yhä enemmän talouskasvun moottorina. Niin sanottua Uutta avaruutta (New Space) ja avaruussovellusten laajamittaista hyödyntämistä tuetaan yli 3,6 miljardilla eurolla.

Olennaista on myös eurooppalaisten avaruustekniikan markkinoiden laajentaminen ja kehittäminen sekä omavaraisuuden lisääminen.

Tähän kategoriaan kuulunee myös päätös toteuttaa SAGA-niminen satelliitti, jonka avulla testataan kvanttisalattua tietoliikennettä.

Moonlight on puolestaan hanke, jonka tavoitteena on luoda Kuuhun tietoliikenne- ja navigointipalveluita.

5. Inspiroi Eurooppaa

ESA käyttää 8 prosenttia budjetistaan perustoimintoihinsa, kuten esimerkiksi eri maissa olevien keskustensa ylläpitoon. Osa tästä rahasta käytetään myös tiedotus- ja opetustoimintaan, jonka tärkeä tehtävä on ennen kaikkea nuorten innostaminen luonnontieteiden ja tekniikan pariin.

Tulevat vuodet ovat kiinnostavia

Avaruustoiminnassa tapahtuu tällä haavaa paljon ja menossa on useampikin pieni vallankumous avaruuteen pääsyn edullistumisesta satelliittitekniikan muuttumiseen yhä arkisemmaksi.

Yhdysvallat ja Kiina näyttävät tietä, ja Eurooppa on jäänyt selvästi jälkeen niistä. Vaikka toimintaa vanhan mantereenkin puolella tapahtuu myös ESAn ulkopuolella, on avaruusjärjestö kuitenkin olennaisessa osassa asiakkaana ja tekniikan kehityksen tukijana. 

Tieteellisessä avaruustutkimuksessa Eurooppa on ykkönen maailmassa, ja hyväksytty budjetti kenties jopa lisää eroa muihin.

Yksityiskohtainen budjetti on täällä.

Liekö kosmista huumorintajua, että Stephen Hawking oli syntynyt tasan 300 vuotta sen jälkeen kun Galileo Galilei kuoli, ja hän kuoli päivälleen 139 vuotta sen jälkeen kun Albert Einstein syntyi.

Maailmankaikkeus ei ole Hawkingin poismenosta moksiskaan, mutta meidän tietämyksemme maailmankaikkeudesta olisi valtaisasti nykyistä vajavaisempi, ellei Hawking olisi pohtinut sitä kymmeniä vuosia parantumattoman sairauden runtelemaan kehoon kahlitussa mielessään.

Hawkingilla todettiin liikehermoja rappeuttava amyotrofinen lateraaliskleroosi eli ALS-tauti hänen ollessaan 21-vuotias. Elinaikaa hänelle luvattiin korkeintaan kaksi vuotta.

Yli viisikymmentä vuotta jatkuneella laina-ajalla Hawking selvitti useita kosmoksen arvoituksia, mutta keksi myös uusia ominaisuuksia ja omituisuuksia, joita kukaan muu ei ollut tullut ajatelleeksikaan.

"Mustat aukot eivät säteile."

Näin uskottiin, kunnes Hawking meni mullistamaan käsitykset laskemalla, että ne voivat säteillä itsensä olemattomiin virtuaalihiukkasten karanneina osapuolina. Tätä "Hawkingin säteilyä" on vain äärimmäisen vaikea havaita ja siksi Nobel jäi Hawkingilta saamatta. Hyvistäkään teorioista palkintoa ei jaeta.

Kirjaimellisesti tähtitieteellisen suuret luvut, liki-ikuisuudet ja käsittämättömät kvantti-ilmiöt eivät Hawkingia pelottaneet. Välillä tuntui, että hän ilkikurisuuttaan valikoi tutkimusaiheensa sen mukaan, kuinka paljon hänen kollegansa joutuisivat vaivaamaan päätään päästäkseen kärryille, mistä kulloinkin on kyse.

Omien ja läheistensä sanojen mukaan Hawkingilla oli poikkeuksellinen kyky ”nähdä” tarvittavat mielettömän mutkikkaat laskelmat mielessään. Yhtälöiden piirustelu paperille tai liitutaululle oli mahdotonta, edes kirjojen tai lehtien sivujen kääntely ei sairauden edetessä onnistunut.

Kaikki oli tehtävä päässä.

Ongelmana on pimeä aine, joka muodostaa neljänneksen koko maailmankaikkeudesta. Pimeää energiaa on noin 70 prosenttia, tavallista näkyvää ainetta vain muutama prosentti.

"Yleisesti ottaen luonnon perusteoria selittää tietyt ilmiöt, mutta se ei välttämättä anna oikeaa pimeän aineen määrää", selittää Hooman Davoudiasl, jonka johtama Brookhavenin laboratorion tutkijaryhmä on kehittänyt uuden version inflaatioteoriasta. 

"Jos tuloksena on liian vähäinen määrä pimeää ainetta, voi esittää toista lähdettä, mutta on ongelmallista, jos sitä on liikaa."

Jotkut teoriat selittävät hyvin useita fysiikan omituisuuksia, mutta ne eivät voi olla ihan kohdallaan, koska niiden ennustama pimeän aineen määrä on suurempi kuin sen tiedetään todellisuudessa olevan.

Uusi teoria ratkaisisi ongelman. Standardimallin mukaan inflaatio eli maailmankaikkeuden eksponentiaalinen laajeneminen alkoi ainoastaan 10^-35 sekuntia alkuräjähdyksen jälkeen. Hetken kestäneen humauksen jäljiltä maailmankaikkeus laajeni ja jäähtyi nykyiselleen. Sekuntien tai korkeintaan minuuttien ikäisessä kosmoksessa alkoi muodostua keveimpiä alkuaineita.

Davoudiaslin ryhmän kehittämän teorian mukaan inflaation päättymisen ja alkuaineiden synnyn välillä saattoi olla muitakin inflatorisia ajanjaksoja. 

"Ne eivät olisi olleet yhtä merkittäviä tai voimakkaita kuin ensimmäinen, mutta ne voisivat selittää pimeän aineen määrän", arvelee Davoudiasl.

Kun hyvin pienikokoisen maailmankaikkeuden lämpötila oli miljardeja asteita, pimeän aineen hiukkasia törmäili toisiinsa ja tuhoutui annihilaatiossa. Kun laajeneminen jatkui ja lämpötila laski, törmäysten määrä väheni ja pimeän aineen määrä asettui lopulliselle tasolle.

Ongelmana on se, että alkuvaiheen annihilaatio ei tuhonnut riittävästi pimeää ainetta. Ratkaisu olisi toinen inflaation aikakausi – tai ehkä silmänräpäyksellistä hetkeä ei oikein voi kutsua "aikakaudeksi" – joka kasvatti maailmankaikkeuden tilavuutta ja pienensi pimeän aineen tiheyttä niin paljon, että se vastaa havaittua.

Teorian testaaminen on kuitenkin hyvin vaikeaa. Suurimmilla hiukkaskiihdyttimillä on kenties mahdollista päästä energioihin, joissa tulee esiin toisen inflaation edellyttämiä ilmiöitä.

Tutkimuksesta kerrottiin Brookhaven National Laboratoryn uutissivuilla ja se julkaistaan Physical Review Letters -tiedelehdessä.

Kuva: BNL

Kun Higgsin hiukkanen, joka antaa muille hiukkasille massan, löydettiin CERNissä vuonna 2012, yksi hiukkasfysiikan niin sanotun standardimallin keskeisistä palasista loksahti paikalleen. Samalla heräsi visaisia kysymyksiä, joista yksi liittyy koko kosmokseen: miten maailmankaikkeus voi olla olemassa.

Higgsin hiukkaset syntyivät, kun maailmankaikkeus laajeni inflatorisesti. Teorioiden mukaan sen olisi pitänyt johtaa epävakauteen, josta olisi ollut seurauksena maailmankaikkeuden romahtaminen heti alkumetreillään. Niin ei käynyt, koska olemme täällä pohtimassa siihen syytä.

Lontoon Imperial Collegessa professorina toimiva Arttu Rajantie selvitti työryhmineen viime vuonna, että maailmankaikkeuden pelasti luhistumiselta Higgsin hiukkasen ja gravitaation välinen vuorovaikutus. Nyt työryhmä on saanut määritettyä tuon vuorovaikutuksen voimakkuuden paljon aiempaa tarkemmin.

Vuorovaikutuksen voimakkuus on standardimallin viimeinen tuntematon parametri. CERNin LHC-kiihdyttimellä (Large Hadron Collider) tehtyjen kokeiden perusteella sen arvo on saatu määritettyä hyvin epätarkasti miinus kvadriljoonan ja kvadriljoonan välille (-10¹⁵–10¹⁵).

Tutkimalla välittömästi inflaatiota seurannutta ajanjaksoa, jolloin maailmankaikkeuden laajeneminen hidastui ja tasaantui, työryhmä on onnistunut parantamaan tarkkuutta huimasti: arvo on tuoreen arvion mukaan nollan ja yhden välillä. Jos se olisi suurempi kuin yksi, maailmankaikkeus olisi luhistunut kasaan.

Maailmankaikkeuden varhaisia vaiheita kuvaavia inflaatioteorioita on useita ja monet niistä ovat sopusoinnussa uuden tuloksen kanssa. Jatkotutkimukset ja tulevat havainnot saattavat auttaa tutkijoita ratkaisemaan, mikä teorioista on oikea.

"Olemme määrittäneet Higgsin hiukkasen ja gravitaation väliselle voimakkuudelle paljon aiempaa rajatumman vaihteluvälin", toteaa Rajantie. "Tulevissa hiukkaskokeissa ja kosmologisissa havainto-ohjelmissa tiedämme nyt paremmin, mitä etsiä, jotta saisimme selville tarkan arvon. Kun se yhdistetään muihin tietoihin, voimme kenties ratkaista, mikä inflaatioteoria on se oikea."

Tulevaisuudessa on tarkoitus toteuttaa useitakin kosmologiaan ja hiukkasfysiikkaan liittyviä tutkimushankkeita, joilla vuorovaikutuksen voimakkuuden arvoa pystytään entisestään tarkentamaan. 

Esimerkiksi LHC-kiihdyttimen energia on kaksinkertaistettu sitten Higgsin hiukkasen löytymisen ja vastikään avaruuteen laukaistu LISA Pathfinder -luotain tähtää gravitaatioaaltojen havaitsemiseen – ja ne voivat kertoa osaltaan myös maailmankaikkeuden varhaisvaiheiden olosuhteista.

Tutkimuksesta kerrottiin Lontoon Imperial Collegen uutissivuilla ja se on julkaistu Physical Review Letters -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Imperial College London