USA:n yllä lentänyt kiinalainen ”vakoilupallo” oli merkki tulevasta – stratosfääri on seuraava taistelutanner
Jos voisit olla stratosfäärissä, voisit hyvin kuvitella olevasi avaruudessa.
Taivas on päivälläkin lähes musta, ympärillä oleva horisontti kaareutuu selvästi ja ilman avaruuspukua tai muuta suojaa, kuolisit nopeasti hapen puutteeseen ja Auringon voimakkaaseen ultraviolettisäteilyyn.
Määritelmän mukaan stratosfääri on ilmakehän osa, joka alkaa noin 15 kilometristä ja ylettyy noin 50 kilometriin.
Kiinnostavin osa siitä on 30 ja 40 kilometrin tienoilla, koska sinne on suhteellisen helppoa ja edullista päästä kaasupallojen avulla. Sieltä voi katsoa ulos avaruuteen lähes kuin satelliiteista, siellä voi tutkia erinomaisesti ilmakehää ja näkymä alas sieltä on hieno.
Lentokoneilla voi lentää noin 25 kilometrin korkeuteen, ennen kuin ilma on niin ohutta, etteivät siivet kanna ja suihkumoottorit pysty tuottamaan työntövoimaa. Satelliitit puolestaan kiitävät eteenpäin kiertoradoillaan, jolloin ne eivät pysty keskittymään havaintoihin juuri tiettyjen alueiden yläpuolella.
Stratosfääri on mansikkapaikka siinä välissä. On oikeastaan ihme, että tutkijoiden lisäksi muutkin ovat vasta nyt siitä kiinnostuneita.
Tutkimuspalloja on ilmassa nytkin
Ilmapallot ovat periaatteeltaan kaikkein yksinkertaisimpia lentäviä laitteita. Kun palloon laitetaan ilmaa kevyempää kaasua tai kuumaa ilmaa, pallo ponnistaa ylöspäin ilmakehässä aivan kuten ilmakupla vedessä.
Pallot olivat 1800-luvulla ainoa tapa nousta lentoon ja 1900-luvullakin ne ovat olleet ainoa tapa käydä korkealla.
Huippukohtansa niin konkreettisesti kuin muutenkin ilmapallot saavuttivat 1950-luvulla, kun kylmän sodan ja alkavan avaruusajan hengessä suurvallat tutkivat yläilmakehän olemusta ja ihmisen toimintaa suurissa korkeuksissa.
Sen jälkeen korkealla palloilusta olivat kiinnostuneita lähinnä tutkijat, etenkin ranskalaiset ja yhdysvaltalaiset.
– Ranskan kansallinen avaruustutkimuskeskus CNES on käyttänyt palloja jo lähes 60 vuotta, toteaa Vincent Dubourg, CNES:in stratosfääripallo-osaston varajohtaja.
– Olemme suunnitelleet, valmistaneet ja operoineet pallojärjestelmiä tieteellisiin ja teknologisiin tarpeisiin. Niitä käytetään esimerkiksi ilmakehätutkimukseen, koska voimme tehdä mittauksia ja ottaa näytteitä paikan päällä eri korkeuksilla ilmakehässä.
Niiden avulla voi myös kartoittaa tarkasti tuulia, joiden mukana pallo liikkuu, ja tutkia avaruudesta tulevaa säteilyä. Pallojen kyytiin laitetaan toisinaan solunäytteitä, joiden reaktioita avaruussäteilyyn tutkitaan.
– Pallojen avulla voidaan viedä jopa tonnin massaltaan olevia kaukoputkia noin 40 kilometrin korkeuteen, ja niillä voidaan tehdä usean päivän tai jopa kuukausien ajan havaintoja lähes yhtä hyvin kuin satelliiteilla.
CNES:in Toulousessa sijaitsevassa pallolaboratoriossa on työn alla useita lavetteja, jotka tullaan nostamaan suurilla ilmapalloilla korkeuksiin. Niitä valmistellaan lentoihinsa lähes kuten satelliitteja laukaisuihin.
Koska ne saadaan lentojen jälkeen takaisin ja voidaan käyttää uudelleen, ja koska pallolennon hinta on huomattavasti avaruuslaukaisua edullisempi, käytetään stratosfäärilennoilla tyypillisesti nykyaikaisempia ja jopa kokeellisia tutkimuslaitteita.
Monet myöhemmin satelliitteihin laitettavat instrumentit testataan ensin pallolennoilla.
Suurimmat hyötykuormat ovat tonneja massaltaan, ja niitä kannattelevat pallot ovat kooltaan jalkapallostadionin luokkaa. Tällaisia lentoja tehdään vain pari vuodessa.
Pienempiä, noin 500-kiloisia lavetteja lähetetään useammin, viidestä kuuteen kertaan vuodessa. Pallolentoja tehdään harvaan asutuilta alueilta esimerkiksi Kanadassa, Yhdysvalloissa, Argentiinassa ja myös Ruotsin Lapissa, Kiirunassa.
Kiirunasta lähetettävät pallot ohjataan laskeutumaan hallitusti usein Suomen puolelle Lapissa. Lavetit haetaan takaisin ja käytetään uudelleen.
Yhdysvaltalaistutkijat tekevät tällaisia lentoja saman verran, ja lisäksi intialaiset, japanilaiset ja muut eurooppalaiset tekevät hieman vähemmän. Venäläiset ja kiinalaiset tekevät myös lentoja, mutta määrästä ei ole tietoa.
Karkeasti arvioiden suuri tai suurehko tieteellinen tai tekninen pallolento on meneillään jossain päin maapalloa joka viikko. Pienempiä lentoja tehdään useamminkin, ja kun mukaan lasketaan myös stratosfääriin kohoavat säähavaintopallot, on yläilmakehässä koko ajan vipinää.
Suurpainepalloilla lennetään kolmekin kuukautta
Tyypillisin pallotyyppi on tavallisten, kaupoissa myytävien kumisten ilmapallojen kaltainen pallo, joka on vain suurempi ja tehty lelupalloja paremmasta kumimateriaalista. Suurimmat tällaiset ovat tilavuudeltaan jopa noin 400 000 kuutiometriä, eli stadionin kokoisia.
Ilmaan lähtiessään ne ovat vaatimattoman näköisiä, koska niihin pumpataan ikään kuin liian vähän heliumia tai vetyä. Tämä johtuu siitä, että ylöspäin noustessa ilman tiheys putoaa ja pallo laajenee, kunnes lakikorkeudessaan ne ovat jättimäisen kokoisia.
Tällaisilla palloilla tehtävät lennot kestävät tunneista vuorokausiin. Sopivaan aikaan, asumattoman alueen päällä lavettia pallosta kannattava köysi katkaistaan kauko-ohjauksella, ja lavetti laskeutuu alas laskuvarjon varassa.
Ranskalaiset alkoivat kehittää 2000-luvun alussa suurpainepalloja, joiden koko ei muutu ympäröivän ilmanpaineen mukaan juuri lainkaan. Niiden sisällä oleva paine on nimen mukaisesti korkeampi, ja paineistusta säädetään mukana olevalla laitteistolla.
Näillä palloilla voidaan tehdä useita kuukausia kestäviä lentoja, ja niiden lentokorkeus pystytään pitämään varsin vakiona. Perinteisempi pallo nousee ja laskee hieman yön ja päivän vaihdellessa.
Kun kiinalaisten todennäköisestä vakoilupallosta julkaistiin ensimmäiset kuvat tammikuun lopussa, Ranskassakin huomattiin, että heidän kehittämänsä tekniikka on otettu käyttöön Kiinassa. Ulkomuodon lisäksi pitkä lentoaika viittasi suurpainepalloon.
Tutkimuspallojen siirtyminen sotilaskäyttöön ei kuitenkaan ollut mikään yllätys.
– Me tutkijat olemme voineet toimia stratosfäärissä tähän saakka aika yksin, eikä toimiimme ole juurikaan kiinnitetty huomiota, Vincent Dubourg sanoo.
– Monet muutkin ovat nyt huomanneet stratosfäärin mahdollisuudet. Etenkin ohjattavat ilmalaivat, jotka voivat pysytellä tietyn alueen päällä tai liikkua halutunlaisesti, ovat kiinnostavia niin pelastus- kuin puolustusmielessäkin.
Tiedustelun lisäksi näitä voidaan käyttää myös esimerkiksi metsäpalojen valvontaan ja kaukokartoitukseen.
Stratosfäärissä olevien laitteiden avulla voidaan myös luoda tietoverkkoja alueille, joilla mobiiliverkkoja ei ole. Sama temppu kiinnostaa sotilaitakin, sillä jos vaikkapa satelliittiyhteyksiä häiritään, pystyisivät he näin luomaan omat yhteytensä.
– CNES tekee ainoastaan tieteellistä tutkimusta, mutta jaamme tietotaitoamme kaupallisten toimijoiden kanssa. Euroopassakin on useita puolustustekniikkaa tuottavia yhtiöitä, jotka kehittävät stratosfäärissä liikkuvia ja olevia ilma-aluksia.
Sotilaat ovat tunkemassa siis tutkijoiden leikkikentälle stratosfääriin. Mutta niin ovat myös turistit. Useampikin yhtiö kehittelee gondoleita, joita voitaisiin nostaa avaruuden rajamaille ja jotka palaisivat alas laskuvarjoilla. Lähes avaruudelliset turistit voisivat ihailla kaunista kotiplaneettaamme shampanjaa nauttien.
