Viimaste nädalate õppetöö on näidanud, et interdistsiplinaarsus pole ainult uhke sõna Kosmoseülikooli põhimõtetes. Kuu aja jooksul on ISU-s loenguid pidanud juba rohkem kui 20 erinevat õppejõudu. Teemasid on väga palju, liigitamine on mõnevõrra meelevaldne, kuid põhiliselt võib õppeained jaotada:
- Füüsika, orbiidid ja raketiteadus
- Süsteemitehnika – i k system engineering (sh satelliitide ehitus)
- Majandus ja juhtimine
- Õigusteadus
- Bioloogia ja meditsiin kosmose tingimustes
Rõhutakse iga ala rakenduslikule tähtsusele ja erinevate distsipliinide omavahelistele seostele.
Raketiteadus
Kõige huvitavam õppeaine on loomulikult raketiteadus. Lennukid lendavad kiirustega 700 – 2500 km/h, aga raketid suudavad saavutada kiirusi 7 – 12 km/s. Mida see arv siis tähendab? 10 km/s liikuv objekt jõuaks vähem kui 3 minutiga Tartust Strasbourgi – päris äge, ah;-)
Kuidas rakett edasi liigub? Põhimõte on väga lihtne, impulsi jäävuse seadus: m1*v1=m2*v2, et panna rakett mingis suunas liikuma tuleb vastassuunas mingit ainet välja paisata. Kiireks liikumiseks peab paisatav aine väljuma düüsidest võimalikult suure kiirusega. Põhiliseks parameetriks raketi võimekuse iseloomustamisel on eriimpulss (i k specific impulse), mis näitab kui palju tõukejõudu me ajaühikus düüsidest väljastatud massi ühiku kohta saame. Mida suurem eriimpulss, seda efektiivsem rakett. Osutub, et kasulik on väljutada võimalikult väikse molekulmassiga gaase.
Rakettmootori tehniliseks teostamiseks on vaja küll veel mitmeid probleeme ületada, aga midagi müstiliselt võimatut siin pole. Täpsemalt loe Wikipediast: http://en.wikipedia.org/wiki/Spacecraft_propulsion, Ariane 5 starti vaata siit: http://www.youtube.com/watch?v=rZnO3-G5RRc
Ehkki paljud õppejõud hoiatavad Wikipedia kasutamise eest teadustöödes, olen mina vastupidisel arvamusel. Idee tasuta ja vabalt täiendatavast entsüklopeediast on ju tegelikult suurepärane ning sisu on aasta-aastalt järjest paremaks läinud. Wiki põhjal saab ka korralikult viidatud töö kirjutada, seda enam, et Wikipedia enda viited on väga põhjalikud. Probleem ei ole allikas vaid selle kasutamise viisis. Raamatutest võib samamoodi kopi-pastet teha, tehniline teostus on lihtsalt mõnevõrra keerulisem.
Tagasi füüsika juure: Oletame, et meil on nüüd rakett millega saab suuri kiirusi saavutada. Millisel trajektooril ta lendama hakkab, millised mängureeglid annab meile füüsika?
Üks esimesi mehi, kes sel teemal arutles oli Isaac Newton. Hakates laskma kuule kahurist, mis on piisavalt kõrgel tornis, lendavad kuulid mõnda aega maapinna kohal ja potsatavad siis tagasi maha. Newton oletas, et kiirust järjest suurendades ei kuku kuul enam maha, vaid jääbki ümber maa tiirlema – orbiidile. Niimoodi saimegi endale sputniku.
Põhilised tööriistad on siin universaalne gravitatsiooni seadus: F=G*M*m/(r*r) ja kesktõuke kiirendus: a=(v*v)/R. G on universaalne gravitatsioonikonstant, M ja m kehade massid ning r kehade masskeskmete vahekaugus, R on ringtrajektoori raadius. Nende kahe väikse valemiga saab teha päris huvitavaid arvutusi, nt leida, kui suure kiirusega peab rakett lendama, et Maa gravitatsiooniväljast lahkuda (võrdsustades raketi kineetilise energia Maa raskusjõuga integreerituna Maa pinnalt kuni lõpmatuseni) või milline peab olema satelliidi kiirus, et püsida Maa orbiidil 500 km kõrgusel.
Orbiit ei pea olema tegelikult tingimata ringi kujuline. Osutub, et andes ringorbiidil lendamiseks vajalikust kiirusest suurema kiiruse, pole trajektoor mitte ringi vaid ellipsi kujuline (vt joon D juuresoleval pildil). Tugevalt elliptilist orbiiti (nn Molniya orbiit) kasutavad tänapäevani paljud Vene sidesatelliidid. Molniya orbiidil pole küll geostatsionaarse orbiidi võlu – satelliit on pidevalt samal kohal maapinna suhtes, kuid ülessaatmiseks kulub märgatavalt vähem kütust st raha. Trikk on iseenesest lihtne – ühel pool Maakera lennates on satelliidi kaugus maapinnast väga suur ja teisel pool väga väike, kiirusega on lood vastupidised. Mida kaugemal on satelliit Maast seda väiksem on tema kiirus (vt. Kepleri seadusi). Teenindatav ala asub loomulikult Maakera poolel, kus satelliidi kiirus on väga väike, sedasi on teda antennidega lihtne jälgida ja sideseanss võib kesta tunde, enne kui satelliit horisondi taha kaob.
Nii see orbitaalmehaanika käibki. Praktikas võetakse arvesse veel mitmeid tegureid nagu teiste taevakehade külgetõmbejõud, Maa ebatäiuslik kuju (pole päris kera), atmosfääri pidurdav efekt jm. Põhimõtted jäävad siiski samaks. Ärge uskuge inimesi, kes kosmosest rääkides rohkelt võõrsõnu kasutavad ja meeletule keerukusele viitavad, nad tahavad lihtsalt targad välja näha.
Kosmosetehnoloogia majanduslikust vaatevinklist
Teeme siin ISU interdistiplinaarse kombe kohaselt 180 kraadise pöörde ja suundume füüsikast majanduse radadele.
Tüüpiline koolipäev ISU-s: Prof. Nikolai Tolyarenko on oma orbiitide loenguga kõigest 10 minutit üle aja läinud. Mõned uudishimulikut tudengid esitavad talle veel küsimusi, kuid peagi ta lahkub ja auditooriumisse siseneb prof. Walter Peeters – soliidne ja tasakaalukas. Teemaks on “Space Financing”, ettekanne on perfektselt ette valmistatud, uus info ilmub järk-järgult, jutt on loogiline ja lihtsalt järgitav ning mahub ideaalselt ettenähtud ajagraafikusse – tase!
Kõige põnevam ja Eestit huvitavam info on alltoodud tabelis. Kujutatud on kosmosetööstuse tulud sektorite lõikes.
Turu maht on täna suurusjärgus 100 miljardit USD. Ülal räägitud raketiteadusest on küll tore aru saada, kuid majanduslikust aspektist on ülessaatmine küllastunud ja väike turg. Ka satelliitide tootmine on püsinud viimastel aastatel ühtlaselt samal tasemel. Osad eksperdid usuvad, et väikeste satelliitide tulek toob kaasa uue tõusu, kuid suurt hüpet ilmselt enam oodata pole.
Tõeliselt suur ja kasvav turg on satelliitide tugijaamade ja teenuste juures. Peamisteks märksõnadeks on telekommunikatsioon ja kaugseire satelliitide info oskuslik rakendamine. Heaks eeskujuks on siin Eestistki väiksem Luxemburg, kus tegutseb üks suuremaid satelliitside teenuseid pakkuvaid ettevõteid SES Astra.
Tugijaama ehitamiseks peaks Eesti päris soodne koht olema. Kaugseire baasjaamade asukohtade planeerimise põhimõte on lihtne – mida lähemal poolustele seda parem. Pildistavatele jt maapinda uurivatele satelliitidele meeldib polaarorbiit, sest sellel lennates on võimalik vaadelda tervet maapinda (pöörleb ju Maa aja jooksul fikseeritud tasandil asuva orbiidi alt läbi). Kogunud pardale suure hulga infot tuleb see kuidagi tarbijatele edastada, mida tihemini seda uhkem. Osutub, et kasulik on panna tugijaam võimalikult pooluse lähedale, sest üle pooluse lendab polaarorbiidil tiirlev satelliit igal tiirul, samas kui üle teatud ala ekvaatoril ainult paar korda päevas.
Rahastajate ülevaade: FFF, äri inglid ja riskikapitalistid
Prof. Peetersi rahastajaid käsitlev ettekanne on väga huvitav. Kes on need inimesed, kelle käest uute projektide tarbeks raha küsida? Mis neile meeldib? Mis on nende plaanid? Kus neile kohtuda meeldib?
Kõige alguses, kui veel midagi suurt ette näidata pole tuleks pöörduda seltskonna poole, keda kutsutakse lühendiga: FFF – founders, friends, family. Osad inimesed nimetavad neid ka fools, friends and family. Arvan, et nii see siiski pole. Millegi suure korda saatmiseks peab esmalt sellesse väga uskuma, kahtlemata on risk päris kõrge, kuid kes ei püüa, ei saavuta kindlasti midagi. Olen enda emale, Eesti riigile ja Skype-le minusse uskumise ja toetuse eest väga tänulik.
Hiljem konkreetse äriplaaniga võib pöörduda äri inglite (i k business angels – tegelikult pole nad mingid inglid pigem tõelised haid) ja riskikapitalistide poole. Äri inglid on reeglina väga rikkad inimesed, kes investeerivad isiklikest vahenditest. Paigutades projekti raha teavad nad juba ette, et 40% juhtudel kaotavad nad kõik, kuid nad ei hooli, sest mõnedel juhtudel on tootlikkus väga kõrge. See on see suur kala, mida riskikapitalistid ja äri inglid jahivad.
Hakates nendega kokkuleppeid sõlmima on kasulik ette teada, mis on nende motiivid. Sinu tegevusvaldkond neid tegelikult ei huvita, ehkki nad võivad väga viisakad ja asjast huvitatud näida. Plaan on lihtne: alguses omandatud 49% osalus (õiguslikel kaalutlustel 49%, et mitte võtta vastutust) pärast kasvu maha müüa, kui suurt edasiminekut enam ette näha pole. Projektide hindamise kriteerium on samuti lihtne: selge äriplaani olemasolu ja turu uuringu teostamine. Neid huvitab, kas sa oled turgu uurinud, kas sinu kauba või teenuse järgi on nõudlust. Ekstreemseid näiteid äriinglite edust:
- Apple – investeeritud summa: $ 91 000, välja võetud summa: $ 154 mil
- Lifeminders – investeeritud summa: $ 100 000, välja võetud summa: $ 3 mil
Selliseid kuldkalakesi leiab siiski harva. Nagu ütles üks teine Eesti mees: “Hurraa ei vii kuhugi, viib sihikindel tegevus.”
Head lugejad, minu kirjutiste kommenteerimine ei ole üldsegi keelatud, see on lausa lubatud. Tagasiside on väga teretulnud. Ilusat sügist!
Leave a Reply