Mitme aastakümne vältel jälgisid Maa elanikud, kuidas kõige arenenumad tehnoloogiad suunduvad teistesse maailmadesse – uurima Marssi, Kuud ning isegi kaugemaid Titani ja Pluuto soppe. Nüüd kordub aga teadusajaloos paradoksaalne, ent lootustandev muster: võõraste planeetide kaardistamiseks loodud tööriistad naasevad Maale, et aidata lahendada kõige maisemaid küsimusi.
Kus paiknevad strateegilised maavarad, millest sõltuvad energiajulgeolek, elektritranspordi areng ja kiirenev energiapööre? Vastust sellele otsib NASA ja United States Geological Survey ühisprojekt GEMx, mille keskmes on uusima põlvkonna spektraalskanner AVIRIS-5. See tehnoloogia, mis aitas avastada vee molekule Kuu pinnal, analüüsib nüüd 18 kilomeetri kõrguselt Ameerika Ühendriikide lääneosa kuivi alasid, otsides mineraale, mis võivad suunata riigi majanduse tulevikku.
Spektromeeter, mis näeb rohkem kui inimsilm
AVIRIS-5 töö põhineb Maalt peegelduva valguse analüüsil. Igal mineraalil ja kivil on oma iseloomulik „valguse signatuur“ – unikaalne spektrikõver, mis on usaldusväärne nagu sõrmejälg. Kuigi seade lendab tohutul kõrgusel, on selle täpsus muljetavaldav: ruumiline eraldusvõime võimaldab eristada objekte, mis on suuruselt 30 sentimeetrist kuni 10 meetrini. Nii saab nähtavaks ka väga väikesed geoloogilised struktuurid. Iga lennu käigus luuakse mahukad kolmemõõtmelised andmekogumid, milles iga piksel ei sisalda üksnes värvi, vaid terve spektriinfot.
Selline tehnoloogia sobib ideaalselt USA läänepoolsetele aladele – kuivadele ja hõredalt kaetud maastikele, kus pinnas paljastab lahkelt oma saladusi. Alates 2023. aastast on meeskond kogunud andmeid enam kui 950 000 ruutkilomeetri suuruselt alalt ning 2025. aasta alguseks on AVIRIS-5 veetnud õhus üle 200 lennutunni. Esimesed tulemused viitavad, et projektist võib saada USA tööstuse ja energeetika üks strateegilisi pöördekohti. Üks varajasi saavutusi oli molübeneid sisaldavate liitiummuldade avastamine endise California kaevanduse jäätmehunnikutest. See annab märku, et väärtuslikke tooraineid võib leiduda ka paikades, kus on aastakümneid arvatud, et „kõik on juba välja kaevatud“.
Liitium on üks ligikaudu 50 mineraalist, mida USGS peab riigi julgeoleku ja majanduse seisukohalt kriitiliseks. Nõudlus selle järele kasvab kiiremini kui kunagi varem – eelkõige elektrisõidukite akude ja energiasalvestite tõttu, mis muudavad põhjalikult globaalseid tooraineturge. GEMx on osa laiemast Earth MRI algatusest ning sellel on kaks põhieesmärki: leida uusi maavaravarusid ja hinnata ümber vanad, mahajäetud kaevandusalad, kus võivad peituda ressursid, millele varasemad põlvkonnad ei osanud mõeldagi. Projekti kolmas tugisammas on keskkonna seire ja reostusallikate, näiteks happeliste kaevandusveekogude, tuvastamine.
Teekond kosmosest Maa teenistusse
NASA spektromeetrite ajalugu ulatub 1970. aastateni ning nende sünnipaik on legendaarne NASA Jet Propulsion Laboratory, kus loodi instrumendid, mis on uurinud pea kõiki Päikesesüsteemi suuremaid kiviseid kehi. Üks silmapaistvamaid saavutusi oli vee molekulide avastamine Kuu pinnal 2009. aastal – tulemus, mis mõjutab siiani Artemis-programmi. Sarnased seadmed on uurinud Merkuuri, Marssi, Titanit, Pluutot ning peagi suunduvad need ka Jupiteri jääkuu Europa juurde.
AVIRIS-5 on selle arengu tipphetk. JPLi insenerid täiustavad seadet pidevalt, kasutades tipptasemel optilisi komponente ning ülimalt tumedaid materjale, nagu „must ränidioksiid“, mis vähendab hajusvalgust peaaegu nullini. See võimaldab saavutada mõõtetäpsuse, mida varem eeldati vaid laboritingimustes. Eelnevate põlvkondade samasugused seadmed on kaardistanud vulkaanipilvi, hinnanud 11. septembri terrorirünnakute kahjusid, kaardistanud liustikke ja lugenud lahti kõrbete mineraalset koostist.
Nüüd on tehnoloogial uus roll – aidata mõista meie koduplaneeti sama põhjalikult, nagu oleme tundma õppinud kaugeid maailmu. Tänu detailsele spektrianalüüsile saab maavarade otsinguid planeerida oluliselt täpsemalt: esimene valik tehakse õhust, mitte sadade geoloogide välitööde kaudu tohututel aladel. Alles seejärel jõuavad puurimismasinad maapinnale – ja ainult sinna, kus on tõenäoline leida väärtuslikke ressursse. Nii saab vähendada kulusid, kiirendada uuringuid ja piirata inimese mõju ökosüsteemidele.
GEMx lubadused ja tegelikkuse väljakutsed
Neljaks aastaks kavandatud GEMx on ere näide sellest, kuidas kosmosemissioonide tehnoloogiad saavad teenida väga maisi eesmärke. Selline Maa sügavuste kaardistamine on kvalitatiivne hüpe, mis aitab eristada tõeliselt perspektiivseid alasid nendest, kus kaevandamise keskkonna- ja majandusmõju oleks liialt suur. Samas on tehnoloogia vaid üks osa suurest puslest. Ka kõige täpsem analüüs ei garanteeri, et avastatud leiukohti hakatakse kasutama – järgmine samm toob fookusesse keerulised küsimused kohalike kogukondade, veevarude, looduskaitse ja regulatiivsete tingimuste kohta.
Juba lähiaastatel nihkub arutelu üha sagedamini küsimuselt „kas seal on mineraale?“ küsimusele „kas neid tasub välja kaevandada?“. AVIRIS-5 ja GEMx pakuvad siin tõenduspõhiseid andmeid, mida strateegiliste otsuste tegemisel sageli vajaka jääb.
Kui projekt õnnestub, saab USA palju enamat kui lihtsalt uue andmebaasi – luuakse pidevalt uuenev riigi maavarade kaardisüsteem, mis saab toetada energiapoliitikat, tööstust, kliima- ja veemajandust ning isegi metsapõlengute ennetust. On omamoodi paradoksaalne, et tehnoloogiad, mis aitasid meil mõista kaugeid maailmu, võivad nüüd määrata, kui targalt kasutame omaenda planeedi ressursse.
