Sel sügisel Tartu ülikooli külalisprofessorina alustav Soome meteoroloogia instituudi juhtivteadur Pekka Janhunen ütleb, et sattus kosmosetemaatikat uurima täiesti juhuslikult.

«Võib vast isegi öelda, et triivisin kogemata kosmosesse,» muigab elektrilise päikesepurje leiutaja oma teadlasekarjäärile mõeldes. Keskkoolis õppides hakkas Janhuneni huvitama füüsika ning just seda ta ka ülikooli õppima läks. Enda sõnul tegeles mees teoreetilise teadustööga, uurides näiteks virmalisi ja nende tekkepõhjuseid.

Siis pakuti talle aga suvetööd kosmoseuuringute uurimisrühmas ning üsna pea ärkas Janhunenis sügavam huvi maailmaruumi vastu. Üks asi viis teiseni ning nüüdseks on teadlane seotud väga praktilise kosmoseteadusega, tema leiutatud elektrilise päikesepurje katsed tudengisatelliidi EstCube-1 pardal peaksid algama üsna pea, kui viimased tarkvaratäiendused tehtud saavad.

Janhunen arutleb, et järele mõeldes on tee huvi tekkest purje leiutamiseni üsna loogiline, ja jutustab, kuidas ta umbes kümme aastat tagasi Euroopa kosmoseagentuuri projektis koos teiste teadlastega uuris 1980. aastatel välja pakutud ideed, kuidas spetsiaalse purjega päikesetuule abil kosmosesüstikule suur kiirendus anda.

«Ameeriklased pakkusid välja variandi, kuidas luua kosmoses kunstlikult purjena toimiv väli, mida päikesetuul edasi lükkaks. Meie uurimistulemused näitasid, et kuigi idee toimib teoorias, oleks päriselus vaja ülijuhte, mis kogu konstruktsiooni koos hoiaks. Piisavalt võimsaid juhte aga veel olemas ei ole.»

Kuidas kosmoses purjetada?

See aga andis teadlasele tõuke välja uurida, kuidas ikkagi päikesetuule kasutamise probleemi lahendada. Kui füüsiline purjelaadne asi kosmoses ei toimi, siis ehk saaks kasutada elektrivälja? 2004. aastal kirjutas Janhunen esimese teoreetilise teadusartikli kalavõrku meenutavast kahedimensioonilisest purjest, kuid leidis, et ka seda oleks kosmoses liialt keeruline avada ja tervena hoida.

2006. aastal leidis teadlane, et on ka teine moodus. «Paljud teadussatelliidid kasutavad liikumiseks traatide süsteemi, mis toimib. Teoreetiliselt saaks sama tehnoloogiat kasutada ka suurte kosmosesõidukite juures – traadid peaks olema ainult pikemad, õhemad ja neid peaks olema rohkem, lisaks tuleks lahendada küsimus, kuidas pöörlemise ajal kogu süsteem stabiilsena hoida,» seletab Janhunen.

Sellest ajast saadik on huvi elektrilise päikesepurje vastu kasvanud ja projektiga tegeleb praeguseks üheksa instituuti viiest riigist: Soomest, Eestist, Rootsist, Saksamaalt ja Itaaliast. Tartu ülikooli tudengisatelliit EstCube-1 on suure kosmoseprojekti alamprojekt, veel on valmimas mitu teist sarnast satelliiti. Eestlaste satelliidist kolm korda suurem on valmimas näiteks Soomes Aalto ülikoolis.

Janhunenil on eriti hea meel koostööd TÜ-ga jätkata külalisprofessorina. Ühistes teadusprojektides ja õppetöö tegemisel on ta osalenud tegelikult juba viis aastat ning üliõpilaste kohta jätkub tal ainult häid sõnu.

«Eesti tudengid avaldavad mulle väga suurt muljet. EstCube-1 projekt on väga silmapaistev. Esiteks on see üks esimesi tudengiprojekte nii suure teaduspotentsiaaliga. Teiseks on tudengite loodud kogu satelliidi juhtimisteooria, elektroonika, sidesüsteemid, tarkvara ja mehaanika. Tavaliselt ostetakse mingid osad ja süsteemid lisaks ning õpitakse neid kokku panema, aga selles projektis ehitasid absoluutselt kõik osad Eestis tudengid.»

Kolmanda asjana kiidab Janhunen tudengite võimet suure koormuse all head tööd teha. Kui veel eelmise aasta suvel arvasid projektis osalejad, et satelliidi üleslennutamiseni on palju aega, siis augustis pakkusid sponsorid võimalust satelliit tasuta kosmosesse lennutada umbes viis kuud plaanitust varem.

Kuigi see tekitas ajanappuse, mis võiks tähendada ka lohakamat tööd, on satelliit orbiidil ja töötab suurepäraselt. Janhuneni sõnul on EstCube-1 ka selles mõttes eriline, sest tavaliselt tuleb kosmoseprojektidele peaaegu alati ajapikendust anda.

«Praegu on jäänud teha veel mõned tarkvaratööd ja programmid satelliidile edastada ning siis saame purje katsetustega alustada,» on teadlane põnevil. Kui puri kosmoses õigesti avaneb, on tegu esimese elektrilise päikesepurje efekti mõõtmisega maailmas. Mõõtmistulemused aitavad välja arvutada, kui suurt jõudu avaldab ümbritsev ioniseeritud plasma satelliidi 10 meetri pikkusele alumiiniumtraadi süsteemile.

Sada korda kiirem päikesetuul

Janhunen seletab, et praegu on tudengisatelliit Maa magnetväljas ja liigub kiirusel umbes 7,5 kilomeetrit sekundis. Päikesetuult sellises keskkonnas ei ole, aga ka kosmoseplasma aitab päikesepurjel aparaadi kiirust suurendada.

«Päikesetuul on igal pool maailmaruumis, välja arvatud Maa orbiidil, kus magnetväli selle liikumist takistab. Aga kui me jõuaksime päikesetuulde, suurendaks see iga kosmosesõiduki kiirust 400–800 kilomeetrini sekundis.»

Päikesetuule eelis on see, et tegu on lõppematu kiirendiga, mis on pea kõikjal kosmoses ega vaja mingeid mahuteid. Seni on kõik kosmosesüstikud vajanud liikumiseks tohutul hulgal kütust, mis suurendab nende massi, mis omakorda tähendab suuremat kütusekulu. Seetõttu ongi kosmoseekspeditsioonid väga kallid.

«Kui sõita Marsile proove koguma, tähendab see, et kaasa tuleb võtta piisavalt kütust, et esiteks kohale jõuda ja teiseks ka sealt tagasi Maale saada,» toob Janhunen näiteks. Juhul, kui elektriline päikesepuri tõepoolest niimoodi töötab, nagu loodetakse, vähendaks see nii kosmose uurimisele kuluvat aega kui ka raha – viimast umbes kahe kolmandiku võrra, arvab soomlane.

Janhunen õigustab enda töö läbi tutvustamist sellega, et kuulub teadlaste enamiku hulka, kelle eesmärk on avalikkust teaduse arenemisest teavitada ja enda isik tagaplaanile jätta. «Muidugi on teadlaste hulgas silmapaistvaid persoone, kelle elu muude osadega inimesed kursis on, aga mina eelistan rääkida tööst. Näiteks elektrilise päikesepurje projektiga töötab ligi 50 inimest, nii on ainult õiglane rääkida asjast endast, keskenduda arenevale projektile,» räägib mees.

Uudishimu hoiab teadustöö põneva

Janhuneni arvates peaks teadusega tegelema motiveeritud ja uudishimulikud inimesed, kellele meeldib küsimusi küsida. Tuleb mõelda, et kui ise sellega ei tegele, ei tee seda keegi ja võib-olla jääb midagi väga tähtsat avastamata.

«Maailmas toimub kogu aeg midagi ja sellega tuleb end kursis hoida, asju uurida,» ütleb ta. Kui noore tudengi motivatsioon on lihtsalt saada kuulsaks ja palju raha teenida, reisida ja huvitavate inimestega kohtuda, siis teadlasekarjääri Janhunen ei soovita.

«Teadlane peab olema väga kannatlik, vastasel juhul võib see töö väga igav tunduda. Suured asjad ei juhtu enamasti üleöö või isegi nädalate, kuudega, vaid võtavad aega aastaid. Ja tihtipeale ei piisa ühe inimese pingutustest, vaid tuleb teha koostööd ja olla põhjusega uhke ka väikese panuse üle millegi suure saavutamisel.»

Üliõpilastel, kellega Janhunen Soomes ja Eestis kokku on puutunud, näeb ta helget tulevikku. «Nad on palju targemad kui mina nende vanuselt. Huvitav on vaadata, kuidas kogemusteta noored nii kiiresti uusi asju õpivad ja ülesandeid lahendavad. Ja nad on millegipärast loomulikud meeskonnatöötajad – seda ei tule neile eraldi õpetada, nad lihtsalt võtavad midagi ette ja teevad selle koos ära!»

Seda enam on Janhunen põnevil, mida toovad aastad külalisõppejõuna Tartus. Projekt EstCube-1 läheb edasi ja selle suur eesmärk võikski olla planeetidevaheliste lendude tehnoloogia loomine. Teadlase sõnul on plaan järgmiste tudengisatelliidi missioonidega pääseda Maa magnetvälja mõjuulatusest eemale ja seal uusi katseid teha.

«Meil ei ole veel väga konkreetseid plaane, aga ma usun, et kosmoses on käimas väike revolutsioon,» muigab Janhunen ja toob võrdluseks 1980. aastate arvutirevolutsiooni. «Arvutid olid tervete tubade suurused hirmkallid masinad ja ühtäkki olid olemas väikesed personaalarvutid, mida said kõik kasutada. Kümme aastat tagasi ei oleks kõne allagi tulnud Eesti-suuruses riigis kosmoseprojekti kallal töötada, aga nüüd on meil olemas täiesti töötav tudengisatelliit. Kes teab, mida tulevik veel tuua võib.»