You are here

Eesti rahvuslik kosmoseteadus 2025

Eesti kosmoseteaduse väljapaistvad saavutused on juba üle kahesaja aasta hoidnud meid maailma teaduskeskuste hulgas auväärsel kohal. Esmakordne tähe kauguse mõõtmine, esmakordne galaktika kauguse mõõtmine, Universumi struktuuri kirjeldamine, tumeaine avastamine – need Eesti astrofüüsikute tippsaavutused on avardanud inimkonna maailmapilti selle sõna kõige otsesemas tähenduses. Kuid millised võiksid olla meie rahvuslikule kosmoseteadusele sobilikud sihid ja eesmärgid tänapäeval ja tulevikus?

Koos avatud ühiskonna arenguga on ka teaduse roll ja vastutus ühiskonna ees aastate jooksul muutunud. Tunneme uhkust eestimaalaste silmapaistvate saavutuste üle nii kultuuris, spordis kui ka teaduses, kuid anname sealjuures endale üha rohkem aru, et iga saavutuse hinnaks on kasutatud ressursid – lugematud töötunnid ja maksumaksja raha, rääkimata inimlikust pingutusest ja eneseületamisest. Seepärast peame oma väikeses riigis hoolikalt valima, millises uurimissuunas oma piiratud võimaluste juures toome ühiskonnale suurimat kasu.

Kosmoseteadus ühiskonna teenistuses

Nagu kõigis teadusvaldkondades, jaguneb ka kosmoseuuringutest tulenev kasu üldiselt inimkonna maailmapilti avardavaks fundamentaalteaduseks ning ettevõtlust ja majanduslikku arengut toetavaks rakendusteaduseks. Rakendusteaduse edendamine on iga kõrgtehnoloogilise riigi jaoks iseenesestmõistetav, sest see tõstab riigi majanduse konkurentsivõimet. Samuti tunnetab iga arenenud ühiskond vastutust toetada oma võimaluse piires inimkonna maailmapildi laiendamisele suunatud fundamentaaluuringuid. Kosmoseteaduse valdkondadest toetavad majandusarengut otsesemalt kosmosetehnoloogia rakendused: kaugseire satelliitidelt, atmosfääriuuringud globaalsete kliimamuutuste ja ilma jälgimiseks, satelliitside ja -navigatsioon. Fundamentaalteaduse pool on tugevam astronoomias ja kosmoloogias, mis aitavad mõista Universumi ehitust. Kuid selline jaotus jääb siiski üsna meelevaldseks, sest nii rakendus- kui fundamentaalteadus on omavahel tihedalt seotud ja täiendavad teineteist. Näiteks uue põlvkonna tõhusamate kosmoseseadmete arendamine võimaldab kõike eelnimetatut.

Kosmosevaldkonna oluline eripära on aga veel inimkonna kaasasündinud huvi tähtede ja kosmoseavaruste vastu. Seepärast, nagu näitab veenvalt Ameerika Ühendriikide, Hiina, Venemaa ja teiste kosmoseriikide kogemus, toetab kodumaine kosmosetehnoloogia arendamine otseselt noorte huvi reaalainete õppimise vastu. Andekate noorte toomine reaalteaduse juurde on üks meie ühiskonna suur väljakutse. Kuigi vaid vähestest saavad astronaudid, on väga tähtis, et lapsed usuksid – ka kõige suuremaid avastusi ja keerukamaid seadmeid, isegi kosmoselaevu, saab teha meil Eestis, kui vaid selle nimel tõsiselt tööd teha.

Sobiv aeg investeeringuteks

Rahvusvaheline kosmoseteadus seisab just praegu murranguliste muutuste lävel. Üsna hiljuti, 21. juulil 2011, lõpetas Atlantise maandumisega oma viimase missiooni USA kosmosesüstikute programm. Rahvusvahelise kosmosejaama tulevik ning ka planeeritud Kuu- ja Marsi-lendude rahastus on ebakindlad olukorras, kus nii kosmosevaldkonna traditsioonilise liidri USA kui ka Euroopa Liidu liikmesmaade rahandused ägavad välislaenude koorma all. Ent ülikallite kosmosemissioonide ajastu lõpp on avamas uusi võimalusi innovaatilistele teadlastele ja ettevõtjatele, kes suudavad saavutada samal tasemel tulemusi palju väiksemate kulutustega.

27.–28. juulini 2011 Belgias Von Karmani instituudis toimunud kahepäevane väikesatelliitide arendamisele pühendatud QB50 seminar võiks esimesel pilgul tunduda teaduslikult kõrvalise tähtsusega. Kuid ürituse taust ja ettekanded olid mitmes mõttes revolutsioonilised.

Seminari finantseerija Euroopa Liit on otsustanud jõuliselt investeerida väikesatelliitide Maa orbiidile viimise tehnoloogiasse. Projekti QB50 käigus lennutatakse aastal 2014 kosmosesse korraga 50 paarikilost nanosatelliiti rohkem kui kolmekümnest riigist. „Konkurentsieelise saavutamiseks on Euroopal vaja sõltumatut ja rahaliselt soodsat võimalust väikesatelliitide ülesviimiseks,” konstateeris oma ettekandes instituudi direktor Jean-Marie Muylaert, „nii suudame riikidevahelises koostöös ellu viia hindamatu väärtusega teaduslikke uuringuid.” Satelliidid viiakse Maa orbiidile selleks spetsiaalselt kohandatud ballistilise raketiga Shtil 2.1 Venemaalt Murmanskist. Ka Eesti kosmoseteadlased on kutsutud osalema QB50 missioonis, mille ühe rakendusliku tulemusena saame esmakordselt mõõta kiiresti muutuva ionosfääri parameetreid samaaegselt ümber kogu maakera.

Kuid Euroopa Liidul on põhjust oma positsiooni pärast muretseda. Samal seminaril tutvustasid Ameerika teadlased NASA Amesi uurimiskeskusest ja Michigani ülikoolist lausa kahte rohkem kui viiekümnest satelliidist koosnevat nanosatelliitide gruppi, mis lähiaastatel kosmosesse lennutatakse. William Marshall NASA-st ei varjanud ka USA kaitseministeeriumi tõsist huvi nanosatelliitide võrgustike arendamise vastu. Võimaldavad ju sellised missioonid ühe kanderaketiga saata üles kogu maakera katva võrgustiku, mis muu hulgas võimaldab täita ka luurefunktsioone reaalajas. Loomulikult pole paarikilose nanosatelliidi võimekus sama mis kümnetonnisel luuresatelliidil, kuid võttes arvesse missioonide rohkem kui sajakordset hinnavahet, võib nanosatelliitide võrgustik olla teatud ülesannete lahendamiseks palju sobivam.

Koos QB50 võrgustiku tehiskaaslastega samal kanderaketil üles lastavad kaks päikesepurjedega varustatud satelliiti, satelliitide elektrodünaamilise pidurdamise kontseptsiooni testiv missioon ning planeeritav kahe nanosatelliidi põkkumine iseloomustavad suurepäraselt uue kosmoseajastu väljakutseid. Teisisõnu on praegu sobilik investeerida raha nii teaduslikku potentsiaali kui ka tehnoloogiatesse, mis võimaldavad väikese kuluga missioone, kiireid, kuid säästlikke planeetidevahelisi lende ning kosmoseprügi likvideerimist.

Ettenägeliku tegutsemise ja ka õnnelike juhuste tulemusena on Eesti kosmoseteadlased viimastel aastatel just neisse valdkondadesse põhjalikult panustanud. Eesti esimene satelliit ESTCube-1 kuulub just nimetatud nanosatelliitide klassi ning selle eesmärk on testida nii kiireteks planeetidevahelisteks lendudeks kui ka kosmoseprügi vähendamiseks sobiliku elektrilise päikesepurje ja plasmapiduri tehnoloogiaid.

Euroopa Liidu kosmoseprogrammid

Väikesatelliidid on siiski vaid üks tulevikutrend. Euroopa Liidu algatus GMES, mis mõeldud jälgima globaalset keskkonda ja turvalisust, püüab koondada Euroopa teadusasutuste, ettevõtete ja riigiasutuste pingutusi satelliidipiltide info töötlemisel ja kasutamisel põhineva ühtse võrgustiku loomiseks. Senini kokku üle 2,3 miljardi euro kasutanud programmi rahastatakse liikmesriikide, sealhulgas Eesti liikmemaksudest. Ilmselt on mõistlik oodata, et Eesti teadlaste ja ettevõtete ühiste pingutuste tulemusel suudetakse vähemalt meie panuse jagu raha riiki tagasi tuua. GMES-programmi tulevik on praegu Euroopa Komisjoni eelarvepoliitika vaidlusobjekt, kuid see ei vähenda kaugseire uuringute tähtsust pikemas perspektiivis. Satelliidipiltide lahutusvõime ja pildistamise sagedus kasvavad kiires tempos. See suund võimaldab üha uute rakenduste väljatöötamist. Eesti teadlaste ülesanne on aidata ka Eesti ettevõtjatel uusi võimalusi üsna kiiresti rakenduslikeks teenusteks arendada.

Euroopa Liidu teine suurem kosmoseprogramm on Galileo, millesse Euroopa Komisjon plaanib investeerida järgmise seitsme aasta jooksul seitse miljardit eurot. Ameeriklaste GPS-ile konkurentsi pakkuv satelliitide võrgustik võib avada uued võimalused mitmetele teaduspõhistele Eesti ettevõtetele.

Eesti ja Euroopa kosmoseagentuur

Eesti ja Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) vahel 10. novembril 2009 sõlmitud koostööleping lõi Eesti ettevõtjatele ja teadusasutustele enneolematu võimaluse osaleda Euroopa kosmosevaldkonna projektides.

Kümme kuud hiljem, 22. septembril 2010, lepiti kokku kaheteistkümnes projektis, mille kaudu reaalne koostöö toimub. Projektid on seotud satelliitkommunikatsiooni, kaugseire, astrofüüsika ja kosmosetehnoloogia valdkonnaga ning partnerid sellised ettevõtted nagu Regio OÜ, Skeleton Tehnologies OÜ, Vertex Estonia AS ja Estrotech OÜ. Teadusasutustest on esindatud Tartu observatoorium, Tallinna tehnikaülikool ja Tartu ülikool. Kuid kosmoseteaduse arendamisest rääkides võib ettevõtted teadusasutustega ühte ritta panna – täitjast sõltumata on kõik need rakenduslikud projektid väga kõrgtehnoloogilised ja teadusmahukad.

Euroopa Kosmoseagentuuri projektides osalemine maksab Eesti riigile ligikaudu miljon eurot aastas, aga peaaegu kogu see raha tuleb projektide kaudu Eesti majandusse tagasi.

Eesti kosmoseteadus 2011

Euroopa Liidu investeeringud Galileo programmi on suurusjärgult võrreldavad Eesti riigieelarvega. Kuid sellest võrdlusest ei pea laskma end heidutada. Eesti kosmoseteadust võiks võrrelda analoogiaga professionaalsete jalgratturite maailmast, kus sprinteri edukus sõltub paljuski klubikaaslaste panusest, kes veavad ta enne otsustavat pingutust oma tuules sobivale positsioonile. Ka Eesti kosmoseteadus on praegu just sellises sobivas lähtepunktis.

Nimetame mõned suurepärased eeldused:

Eesti osalus Euroopa Kosmoseagentuuri ja Euroopa Lõunaobservatooriumi töös on kantud Eesti teaduse infrastruktuuri teekaardile;

Eesti tudengisatelliidi programm toob igal aastal arvukalt entusiastlikke noori kosmoseteaduse juurde;

Eesti teadusasutused osalevad aktiivselt Euroopa kosmoseprogrammides;

Eesti kosmoseteadlased on rahvusvaheliselt tuntud ning osalevad paljudes koostööprojektides.

Üks kõige olulisem strateegiline arengueeldus on kindlasti olnud Eesti valitsuse otsus 2009. aastal sõlmida koostööleping Euroopa Kosmoseagentuuriga riigi majanduslikule kitsikusele vaatamata.

Tartu observatoorium on kandnud Eesti kosmoseteaduse keskuse rolli Tartu tähetorni sisulise järglasena juba kaks aastasada. Osalus arvukates Nõukogude kosmosemissioonides on nüüdseks ajalugu, kuid kõik märgid näitavad, et tulevik kujuneb veelgi põnevamaks. Tartu observatooriumi teadustöö põhisuunad on tänapäeval kosmoloogia, astronoomia, kaugseire, atmosfäärifüüsika ja kosmosetehnoloogia.

Euroopa Komisjoni ajakirja Research.eu selle aasta juuninumbris on avaldatud põhjalik ülevaade Tartu observatooriumi teadustööst, kus asutuse direktor Anu Reinart rõhutab kosmoseteaduse rolli ühiskonna vajaduste täitmisel nii fundamentaal- kui rakendusteaduse poolel. „Aastatel 2008–2011 Euroopa Liidu toetatud projekt EstSpacE on olulisel määral tõstnud meie võimekust rahvusvahelises koostöös kaasa lüüa,” nendib Anu Reinart, „tänavu kevadel lõppenud projekti tulemusena oleme nüüd osalemas kahes uues Euroopa Liidu rahastatud teadusprojektis kaugseire ja kosmosetehnoloogia valdkonnas.” Edukas rahvusvaheline koostöö kajastub ka teadusasutuse rahastuses. Aastal 2005 moodustas Eesti maksumaksja panus Tartu observatooriumi aastaeelarvest tervelt 94 protsenti. Tänaseks on Eesti riigi panus jäänud samaks, kuid Euroopa Liidu fondidest hangitud summad on lausa 25-kordselt suurenenud. Seega on juba üle poole (52 protsenti) 2011. aastal kosmoseteadusele kulutatud summast hangitud Euroopa Liidu fondidest.

Käesolev aasta on Eesti kosmoseteadusele kasulik veel seetõttu, et Euroopa Liidu struktuurifondide rahastuse toel algas Tartu observatooriumi peahoone ja laborikompleksi renoveerimine. 2012. aasta sügisel saavad observatooriumi arvukad külastajad näha Tõraveres juba igati nüüdisaegseid kosmosetehnoloogia laboreid.

Rahvuslik kosmoseteadus 2025

Tuleviku ennustamine kuulub ennekõike astroloogia valdkonda, teadlased on tulevikuplaanidest rääkides tavaliselt tagasihoidlikud. Kuid Tartu observatooriumi kosmoseteaduse strateegia, Eesti kosmosevaldkonna arengukava ning arutelud valdkonnas tegutsevate teadlastega võimaldavad siiski kirjeldada, milline võiks olla optimistlik nägemus Eesti kosmoseteadlaste panusest meie ühiskonna arengusse järgneval aastakümnel. Et 2025 on ilus ümmargune arv, siis võtame selle ennustuse sihtmärgiks.

Aastaks 2025 on Eesti kosmoseteadus kinnistanud oma rolli Eesti rahvusteadusena, sest meie kosmoseteadlased on pakkunud oma rahvale arvukalt võimalusi riigi teadussaavutuste üle uhkust tunda. Kui aastal 2012 viiakse Maa orbiidile esimene Eestis valmistatud satelliit, siis aastal 2022 lendab esimene samal tehnoloogial põhinev Euroopa kosmoselaev teistele planeetidele, võimaldades inimkonnale enneolematult kiiret ja odavat kosmilist transporti.

Eesti kosmoloogide pikaajaline Universumi struktuuri ja tumeaine uurimine koostöös CERN-i osakestefüüsikutega annab arvukalt uusi tulemusi ning aastal 2024 annavad eestlaste osalusel ettevalmistatud Euroopa Kosmoseagentuuri kosmoseteleskoobi EUCLID mõõtmised uue kinnituse meie teadlaste teooriatele.

Samal ajal on Eesti astronoomid panustanud meie Galaktika tähtede kolmemõõtmelise kaardi valmistamisse. Selleks osaletakse ESA kosmoseteleskoobi Gaia projektis. Struve korraldatud esimese tähe kauguse mõõtmine Tartus rohkem kui kakssada aastat tagasi on saanud endale järjekordse väärika jätku.

Eesti kosmoseteadlaste toetusel on Eesti ettevõtted arendanud välja arvukalt uusi teenuseid, mida müüakse üle kogu maailma. Metsa- ja autovargused on vajunud unustuse hõlma, sest omanikud saavad oma omandi seisundit jälgida peaaegu reaalajas. Põhjamaade jaoks on eriti olulised radarkaugseirel põhinevad teenused. Eesti infotehnoloogiafirmad on loonud ESA uue põlvkonna missioonide juhtimise tarkvara.

Eesti noored on oma avatud mõtlemise ja innovaatiliste ideedega eeskujuks kogu maailmale. Reaal- ja loodusteadused kuuluvad gümnaasiumilõpetajate lemmikvalikute hulka. Eesti tudengisatelliidi programmist on välja kasvanud arvukalt teadlasi-visionääre ning inspireerivaid juhte kõrgtehnoloogilistele ettevõtetele.

MART NOORMA (1973) on Tartu ülikooli dotsent, kosmose- ja militaartehnoloogiate töörühma juht ning Tartu observatooriumi erakorraline teadur. Lõpetanud 1991. aastal Tartu 3. keskkooli, jätkanud õpinguid Tartu ülikoolis füüsika erialal. Magistri- ning tehnikadoktorikraad pärinevad Helsingi tehnikaülikoolist ning huvi militaarvaldkonna vastu tööst USA rahvusliku standardite ja tehnoloogia instituudi (National Institute of Standards and Tehnology, NIST) militaarsuunitlusega projektides. Huvi kosmose vastu on kaasasündinud. Uurimisvaldkonnad on seotud optilise metroloogia ning kosmosetehnoloogiate arendamisega.

Ilmume ka e-ajakirjana: