Avaruustoiminta

Avaruustoiminta on yleisnimitys ihmisen toiminnalle avaruudessa, joksi yleensä määritellään kaikki yli 100 kilometrin etäisyydellä Maa-planeetasta oleva.

Lähes avaruustoiminnan alusta 1950-luvulta saakka Neuvostoliitto ja Yhdysvallat ovat suorittaneet miehitettyjä lentoja. 2000-luvulle tultaessa myös Kiina aloitti miehitetyt lennot. Intia vaikuttaa olevan seuraava. Länsi-Eurooppa ja Japani ovat olleet mukana miehitetyissä lennoissa, mutta käyttäen muiden kalustoa.

Monella maalla on oma avaruusjärjestö, joka koordinoi avaruusalusten kehitystoimintaa ja avaruustutkimusta. Merkittävä poikkeus oli Neuvostoliitto, jolla ei ollut avaruusjärjestöä aikana, jona se laukaisi avaruuteen yli 2 500 avaruusalusta muun maailman, lähinnä Yhdysvaltojen, laukaistessa noin 1 000.

Pienemmät maat toteuttavat avaruustoimintaansa kansainvälisten avaruusorganisaatioiden kautta. Tällöin avaruustoimintaa harjoittava maa ei välttämättä koskaan rakenna omaa satelliittia tai laukaisulaitteistoa vaan toimittaa kansainvälisiin hankkeisiin joitakin laitteita, ohjelmistoja tms. 1990-luvulta lähtien ensin monet Länsi-Euroopan maat, kuten Tanska ja Belgia, ja sitten monet Afrikan, Aasian ja Etelä-Amerikan maat ovat alkaneet laukaisemaan omia satelliitteja.

Maanpäällisistä observatorioista tehtävää avaruustutkimusta ei lasketa avaruustoimintaan kuuluvaksi vaan tähtitieteeseen. Avaruudessa suoritettavaa tieteellistä tutkimusta kutsutaan avaruustähtitieteeksi. Satelliittikaukokartoituksessa ja -tietoliikenteessä suurin osa toiminnasta on avaruusalusten mahdollistamaa palveluliiketoimintaa tai soveltavaa tutkimusta eikä niinkään avaruustutkimusta.

Käsitteet 
Avaruustoiminta on 1990-luvulla käyttöön otettu sateenkaaritermi, jolla pyritään kuvaamaan sitä, että tieteellisen avaruustutkimuksen lisäksi avaruuteen liittyy muun muassa sotilaallista ja kaupallista käyttöä (esimerkiksi satelliittitietoliikenne). Samaa toimintaa kutsuttiin 1950- ja 1960-luvuilla avaruuden valloitukseksi, joka termi liittyi kylmään sotaan ja sen puitteissa avaruuskilpaan. Avaruuden valloitus-termin käyttö hiipui 1970-luvun alusta alkaen sekä mediassa että julkisesti rahoitetussa avaruustoiminnassa. Avaruustoiminnasta suurin osa on edelleen verovaroin rahoitettua. Useille alan yrityksille avaruusjärjestöt ovat suurimmat asiakkaat.

Historia

Rakettitekniikan kehitys 
1890-luvulla venäläinen Konstantin Tsiolkovski oli julkaissut tiedelehdissä avaruustekniikan perusteoriat. 1920-luvun alussa hän ja hieman myöhemmin Romanian saksalaisiin kuuluva Hermann Oberth julkaisivat teoriat kirjoina. 1920-luvulla yhdysvaltalainen Robert Goddard teki ensimmäiset nesteajoainetta käyttävän raketin lentokokeet. Ruutirakettien historia yltää ainakin 1200-luvun Kiinaan, ja länsimaissa niiden sotilaallinen käyttö oli yleistä 1700-luvun puolivälistä 1800-luvun alkuun, jolloin tykistön kehitys ajoi niistä ohi. 

Avaruustoiminnan juuret juontavat toisen maailmansodan aikaiseen asekehittelyyn. Saksa laukaisi 3. marraskuuta 1942 V2-ohjuksen kehittämiseen kuuluneen V2-A4:n. Sen on väitetty nousseen 80 km:n korkeuteen. Sodan loppuessa Yhdysvallat, Neuvostoliitto ja Yhdistynyt kuningaskunta tavoittelivat sodan hävinneen Saksan rakettitekniikan osaamista. Yhdysvallat onnistui tässä parhaiten Operaatio Paperclipin kautta ja sai Wernher von Braunin suunnittelutiimistä merkittävän tuen 1950-luvun lopulla varhaisen NASAn Redstone-, Mercury- ja 1960-luvun Apollo-ohjelmiinsa. Neuvostoliitto käytti saksalaisia insinöörejään lähinnä valmistusteknisten kysymysten konsultointiin ja venäläiset insinöörit kuten Sergei Koroljov suunnittelivat omat rakettinsa ja avaruusaluksensa omin voimin. Ranska ja Italia osasivat käyttää Saksan insinöörejä omiin tarpeisiinsa, mutta Englanti lähinnä muutamien V-2-koelaukaisujen tarpeisiin. White Sandsista 24. helmikuuta 1949 laukaistu amerikkalainen Bumper-5-raketti kohosi 393 km:n korkeuteen. Bumper-raketteja laukaistiin myöhemmin myös Cape Canaveralista. Rakettien jatkokehittely liittyi mannertenvälisten ohjusten rakentamiseen, jota tehtiin kaikissa ydinasemaissa kansallisin voimin.

Toisen maailmansodan jälkeen yhdysvaltalaiset ja neuvostoliittolaiset insinöörit kehittivät 1950-luvun alkuun mennessä R-7, Thor (Delta), Atlas-ohjukset pääosin ilman saksalaisten insinöörien tukea. Näistä ohjuksista tuli vuosikymmeniksi avaruustoiminnan selkäranka, kantoraketit.

Satelliitti avaruuteen 
Avaruustoiminta lasketaan alkaneeksi 4. lokakuuta 1957, kun Neuvostoliiton miehittämätön Sputnik 1- satelliitti laukaistiin avaruuteen. R-7-raketilla laukaistu Sputnik 1 painoi noin 83 kg ja se lensi noin 250 km:n korkeudella. Satelliitissa oli 20 ja 40 MHz radiolähettimet, joiden lähettämää satelliitin telemetriasignaalin moduloimaa signaalia voitiin kuunnella kolmen viikon ajan ympäri Maata, kunnes satelliitin pattereista loppui virta. Sputnik paloi ilmakehässä 4. tammikuuta 1958, jolloin Neuvostoliitto oli jo toimittanut miehitettyjen lentojen kokeisiin liittyvän Sputnik 2-satelliitin taivaalle.

Neuvostoliiton onnistuminen ajoi Yhdysvallat lisäämään panostustaan avaruustoimintaan. Sputnikista syttynyt kylmän sodan hengessä käyty avaruuskilpa leimasi koko avaruustoiminnan alkuvaihetta. Neuvostoliitto laukaisi Sputnik 2:n 3. marraskuuta 1957. Mukana ollut Laika-koira oli ensimmäinen eläin avaruudessa. Yhdysvallat laukaisi ensimmäisen onnistuneen satelliittinsa, noin 2 kg painaneen Explorer 1-satelliitin 1. helmikuuta 1958. Explorer oli itse asiassa kuitenkin vain pieni määrä mittalaitteita kantoraketin ylimmässä vaiheessa eikä nykyisenkaltainen itsenäinen satelliitti.

Miehitetyt lennot 

12. huhtikuuta 1961 laukaistu Neuvostoliiton Vostok 1 vei ihmisen ensimmäistä kertaa avaruuteen ja kiertoradalle. Avaruusalus kiersi tunnin ja 48 minuuttia kestäneen lennon aikana kerran Maan ympäri. Ensimmäisen avaruuslentäjän Juri Gagarinin lento aloitti miehitettyjen avaruuslentojen aikakauden. Yhdysvallat laukaisi 5. toukokuuta Freedom 7-avaruusaluksen ja Alan Shepardin avaruuteen mutta se ei kiertänyt Maata. Vasta Yhdysvaltain 20. helmikuuta 1962 laukaistu kolmas avaruusalus Friendship 7 ja John Glenn kiersivät Maan.

Ihminen Kuuhun 

18. maaliskuuta 1965 Aleksei Leonov suoritti ensimmäisenä ihmisenä avaruuskävelyn. Jälleen Yhdysvallat oli hivenen myöhässä, sillä pari kuukautta myöhemmin 3. kesäkuuta Edward White suoritti ensimmäisen yhdysvaltalaisen tekemän avaruuskävelyn. Yhdysvaltalaiset Gemini 7 ja Gemini 6 avaruusalukset suorittivat ensimmäisen miehitettyjen avaruusalusten kohtaamisen 15. joulukuuta 1965. Alukset olivat muutaman metrin päässä toisistaan useiden kierrosten ajan. Gemini 8 suoritti ensimmäisen telakoitumisen 16. maaliskuuta 1966.

Neuvostoliiton 2. tammikuuta 1959 laukaisema Luna 1 saavutti ensimmäisenä luotaimena Kuun läheisyyden 34 tunnin lennon jälkeen. 12. syyskuuta 1959 lähetetty Luna 2 oli ensimmäinen Kuuhun osunut luotain. Neuvostoliiton 31. tammikuuta 1966 laukaisema Luna 9 laskeutui 3. helmikuuta ensimmäisenä luotaimena pehmeästi Kuuhun.

Neuvostoliitto tavoitteli kosmonauttien lähettämistä Kuuhun (katso Neuvostoliiton kuuohjelma), mutta suuren kantoraketin (N1) kehittämisen epäonnistumisen jälkeen hanke lopetettiin. Tähän saakka avaruuskilpaa johtanut Neuvostoliitto menetti johtoasemansa Yhdysvalloille, jonka Apollo-hanke oli nimenomaan tähdätty tähän propagandavoittoon. Apollo-ohjelman tavoite oli tehdä miehitetty lento Kuuhun. 16. heinäkuuta 1969 laukaistu Apollo 11 saavutti tavoitteen, kun 21. heinäkuuta klo 2.56 Neil Armstrong astui Kuun pinnalle ja lausui kuuluisuutta saaneen lauseen "That's one small step for (a) man, one giant leap for mankind." ("Tämä on pieni askel ihmiselle, suuri harppaus ihmiskunnalle."). Apollo-ohjelman lopettamisen (1975) jälkeen Yhdysvallat luopui miehitetyistä avaruuslennoista, kunnes avaruussukkula oli saatu käyttöön vuonna 1981.

Ihminen maan kiertoradalla 
1970-luvulla Neuvostoliitto aloitti lennättämään Saljut-avaruusasemia, jotka mahdollistivat kosmonauttien viikon tai kahden pituisen työskentelyn maan kiertoradalla. Mir-avaruusasema 1980-luvun alusta 2000-luvun alkuun mahdollisti yli vuoden pituisen oleskelun avaruudessa ja useamman kosmonautin yhteistoiminnan avaruusasemalla.

1980-luvun alussa Yhdysvallat aloitti avaruussukkulalennot, joka mahdollisti usean astronautin oleskelun maan kiertoradalla noin kahden viikon ajan. Osassa sukkulalennoista oli 1990-luvun lopulle asti mukana Euroopan avaruusjärjestön Spacelab-laboratorio.

NASAn johtaman ISS-avaruusaseman kehitys oli hidasta, kunnes suunnitelma muunnettiin venäläisen Mir-2-suunnitelman versioksi ja suurin osa avaruusaseman moduleista tilattiin Venäjältä.

Planeettaluotaimia ja tiedesatelliitteja 
Neuvostoliiton Venukseen 12. helmikuuta 1961 lähettämä Venera 1 oli ensimmäinen toiselle planeetalle lähetetty luotain mutta se epäonnistui. Ensimmäinen onnistunut planeettaluotain oli Yhdysvaltojen 27. elokuuta 1962 laukaisema Venus-luotain Mariner 2. Venera 3 törmäsi ensimmäisenä luotaimena toiselle planeetalle, Venukselle, 1. maaliskuuta 1966. 1971 Venukseen laukaistu Venera 7 laskeutui ensimmäisenä luotaimena pehmeästi ja toimintakuntoisena toiselle planeetalle. Venera 9 lähetti ensimmäiset kuvat toisen planeetan, Venuksen, pinnasta.

Yhdysvaltojen Mariner 10 lensi toistaiseksi ainoana luotaimena Merkuriuksen ohi vuonna 1974. 1965 laukaistu Mariner 4 ohitti ensimmäisenä luotaimen Marsin. Ensimmäisenä Marsiin laskeutui Neuvostoliiton Mars 3 luotain mutta ensimmäisenä kuvia lähetti Yhdysvaltojen Viking 1 laskeutuja vuonna 1976. Ensimmäinen onnistunut kulkija toisella planeetalla oli Mars Pathfinder -laskeutujaan kuulunut Sojourner vuonna 1997.

Maata kiertävissä tiedesatelliiteissa ei esiintynyt suurvaltapoliittista kilpailua. Yhdysvallat toteutti näistä tiedesatelliiteista useimmat, Neuvostoliiton avaruustiede likimain päättyi 1980-luvun loppuun. Venäjä on vasta 2010-luvulla palaamassa avaruustieteen satelliittien laukaisuihin. Tällä saralla Euroopan avaruusjärjestö on noussut merkittäväksi tekijäksi. Kiina ja Intia ovat vasta 2000-luvulla kiinnostuneet avaruustieteestä (katso Kiinan avaruustoiminta, ISRO), aiemmin tietoliikenne- ja kaukokartoitus olivat niiden päätavoitteita.

Kaukokartoitus 
Suurin osa satelliiteista on sotilaallisia kaukokartoitussatelliitteja eli vakoilusatelliitteja. Myös tieteellistä ja sään havainnoinnissa operatiivisia kaukokartoitussatelliitteja on tehty. Tällä alalla on tehty myös ns. kaupallisia satelliitteja, mutta asiakas on pääsääntöisesti asevoimat eli kyse on pääosin vain tiedustelusatelliitin rahoitusmallista.

Kylmän sodan loppupuolisko 
Avaruuskilvan ja avaruustoiminnan alkukauden päätepisteenä voidaan pitää Yhdysvaltojen onnistunutta kuulentoa vuonna 1969, jossa Yhdysvallat voitti propagandataistelun. Tämän jälkeen ja jo 1950-luvulta lähtien avaruusasema, avaruussukkula, pysyvä Kuuasema ja miehitetty Mars-lento ovat olleet tavoitteita, mutta joiden toteuttamista ei ole tuettu poliittisesti samalla voimalla kuin Apollo-ohjelmaa Yhdysvalloissa.

Heinäkuussa 1975 Apollo- ja Sojuz-alukset telakoituivat toisiinsa erillisen telakointimoduulin avulla Maan kiertoradalla ensimmäisessä Neuvostoliiton ja Yhdysvaltojen välisessä yhteislennossa. Neuvostoliitolla oli lukuisia muita avaruusasemia, viimeisin niistä Mir. Yhdysvalloilla puolestaan oli Spacelab.

Yhdysvallat aloitti pitkään pohjustetun avaruussukkulaohjelmansa muodollisesti 5. tammikuuta 1972 ja ensimmäinen sukkula laukaistiin 12. huhtikuuta 1981. Yhdysvaltain ilmavoimien osallistuminen ohjelmaan kiristi uudelleen asevarustelua ja Neuvostoliitto vastasi omalla Buran sukkulalla ja Energija-kantoraketilla. Länsi-Euroopassa oli Saksan, Englannin ja Ranskan omat sukkulakaavailut, joista Ranskan Hermès pääsi pisimmälle ESAssa, mutta hanke keskeytettiin ilman prototyypin rakentamista 1990-luvun alussa. 

1980-luvun alussa Yhdysvallat alkoi kehittää mannertenvälisten ohjusten torjumiseen tarkoitettua avaruuteen sijoitettavaa ohjuspuolustusjärjestelmää Strategic Defense Initiativea. Se kiristi asekilpailua edelleen sillä toteutuessaan se horjuttaisi kauhun tasapainoa. Asekilpa ja kylmä sota päättyi Neuvostoliiton ja Itäblokin hajoamiseen vuonna 1989. Maanpäällistä ohjuspuolustusta ei pidetä avaruustoimintana.

Kylmän sodan jälkeen 

1990-luvulla ja 2000-kymmenluvulla avaruustoiminnan keskiöön on noussut kansainvälinen yhteistyö, josta Kansainvälinen avaruusasema on selkein esimerkki. Rahoittajina on nyt sekä Venäjä että Yhdysvallat ja niiden lisäksi Japani, Euroopan avaruusjärjestö ESA, Kanada, Italia ja Brasilia. Edelleen Kiina, Intia ja islamilaiset maat on jätetty yhteistyön ulkopuolelle. 2000-luvulla Kiina ja Intia ovat vihjanneet aikeistaan rakentaa omat avaruusasemansa. Näistä Kiinan tavoite eteni käytäntöön 2011, kun Tiangong 1 laukaistiin kiertoradalle. 

2000-luvulla NASA korvaa avaruussukkulansa Orion-aluksella ja Venäjä korvaa Sojuz-avaruusaluksen Kliper-aluksella. Kumpikaan uusista miehitetyistä aluksista ei ole siivellinen alus, mutta kuitenkin ohjattava toisin kuin ballistiset kapselit.

Kuulento palasi 2000-luvun alussa NASAn suunnitelmiin, koska NASAn pääkohde Mars on katsottu liian riskialttiiksi, vaikeaksi ja kalliiksi. Miehitetty lento Kuuhun kehittäisi vastaavaa teknologiaa ja voitaisiin toteuttaa 2020-luvulla. Myös Intia ja Kiina ovat tuoneet julki aikeensa toteuttaa oma miehitetty lento Kuuhun. 

2000-luvulla pääavaruustoimijat ovat Yhdysvallat (Yhdysvaltain ilmavoimat suurimpana ja NASA), Venäjän avaruusjärjestö, Euroopan avaruusjärjestö (joka lähenee Euroopan komissiota, joka voinee antaa sille aikanaan samanlaisen roolin kuin NASAlla on Yhdysvalloissa) ja Japanin JAXA. Näiden lisäksi voimakkaasti toimintaansa ovat kasvattaneet Kiina ja Intia. Japanilla ja ESAlla ja Ukrainalla on valmiudet lähettää satelliitteja kiertoradoille. Yhdysvalloilla, Venäjällä, Kiinalla, Intialla ja Japanilla on myös suunnitelmia tehdä miehittämättömiä ja miehitettyjä lentoja Kuuhun tai sen kiertoradalle.

Näiden lisäksi esimerkiksi Iran, Malesia, Nigeria, Brasilia, Argentiina, Koreat, Vietnam ja Thaimaa ovat hakeneet autonomisempaa asemaa omassa avaruustoiminnassa – ne joko rakentavat omia satelliitteja tai ostavat omia eivätkä enää vain osta tietoliikenne- ja kaukokartoituspalveluita länsimaisilta yrityksiltä. Monet näitä pienemmät tai köyhemmät maat ovat pyrkineet opettelemaan avaruusalusten rakentamista, esim. Viro, Algeria ja Norja ovat toteuttaneet tai vuoteen 2011 mennessä toteuttamassa mikrosatelliitin tai nanosatelliitin. Etenkin CubeSat-rakennussarjasatelliitit (1 kg, 10 cm x 10 cm x 10 cm kuutio) ovat saaneet vuoden 2000 jälkeen suuren suosion.

Avaruustoiminta 2000-luvulla

Arviot avaruustoiminnan kehittymisestä 
Avaruudessa on tällä hetkellä noin 800 toimivaa satelliittia, joista noin puolet on Yhdysvaltain valtion ja yhdysvaltalaisten yritysten omistamia. Yhdysvaltalainen Teal-konsulttiyhtiö on vuoden 2009 alussa julkistanut arvion, jonka mukaan 2009–2028 eli 20 vuoden aikana laukaistaan 2033 satelliittia.. Arvio on oikeaa suuruusluokkaa, koska viimeiset kolmekymmentä vuotta satelliitteja on laukaistu avaruuteen noin sata vuodessa. Avaruuteen on laukaistu 7000 avaruusalusta. Tämä on luonut avaruusromu-ongelman matalilla kiertoradoilla.

Kesäkuussa 2011 yhdysvaltalainen konsultti arvioi, että vuoteen 2025 mennessä (15 vuodessa) laukaistaan 1600 satelliittia tai muuta avaruusalusta. Tämä merkitsisi 110–120 laukaisua vuodessa – koska luvussa on mukana mm. Cubesatit, skenaario on ainakin länsimaisten avaruusteollisuusyritysten liikevaihdon suhteen pikemminkin laskeva kuin nouseva. Liikevaihto olisi 250 miljardia dollaria 15 vuodessa eli noin 155 miljoonaa dollaria per satelliitti. Raportti arvioi tietoliikennesatelliitteja jälleen rakennettavan liian paljon kuten 1960-luvun lopun jälkeen on jokaisena vuosikymmenenä on tehty.

2000-luvun alussa arvioitiin, että koko maailman julkisen sektorin ja yksityisen sektorin avaruustoiminnan suuruus olisi rahassa mitattuna vuosittain noin 100 miljardia euroa. Vuonna 2009 vastaava arvio on 120–180 miljardia dollaria. Tästä luvusta noin puolet on eri avaruusjärjestöjen ja eri asevoimien avaruustoimintaa. Vuoden 2010 alussa esitettiin englantilainen arvio, jonka mukaan globaali avaruusteollisuus on kasvattanut liikevaihtoaan 9%/vuodessa kymmenen vuoden ajan.. Vaikka satelliittien rakentamisen osuus kokonaisavaruustoiminnasta on murto-osa, 9 %:n vuosikasvu ei sovi länsimaiden avaruusbudjetteihin ja tietoliikennesatelliittien tilausvolyymeihin.

Julkisen sektorin avaruustoiminta 
Vuonna 2008 Euroconsultin arvion mukaan julkisen sektorin avaruuspanostus oli 62 miljardia dollaria, joka on suurempi luku kuin koskaan ennen. Merkittävä osa tästä johtuu Venäjän, Intian ja Kiinan sekä Aasian, Etelä-Amerikan ja Afrikan panostusten kirjaamisesta tilastoihin, jotka pitkään seurasivat vain EU:n ja Yhdysvaltain suhteellisen stagnanttia tilannetta. Dollarin vaihtokurssin lasku on saattanut vaikuttaa EU-alueen panostusten dollarimääräiseen kasvuun euromääräisten panostusten kasvaessa paljon vähemmän. Vuonna 2008 sotilaallisen avaruustoiminnan arvioitiin olleen vain 29 miljardia dollaria, joka ei juuri kata kuin Yhdysvaltain sotilaallisen avaruustoiminnan. Eri valtiot ovat tilanneet siviili- tai sotilaskaukokartoitussatelliitteja 6,7 miljardilla dollarilla ja tietoliikennesatelliitteja 6,6 miljardilla dollarilla. Paikannussatelliitteihin arvioidaan vuonna 2008 panostetun 2,6 miljardia dollaria. Miehitettyjen avaruuslentojen panostus oli vuonna 2008 11,7 miljardia dollaria avaruussukkulalentojen kattaessa valtaosan tästä summasta.

Dollari on 2000-luvulla devalvoitunut voimakkaasti, mikä aikaansaa tilastoihin nousuja muille maille. Avaruustoiminta on pääosin eri maiden julkisella rahoituksella toteutettua ja kilpailu on yleensä rajoitettu vain ko. maan yrityksille. Sisämarkkinalla ei valuutan arvon vaihtelu ole kovin merkityksellistä.

Kaupallinen avaruustoiminta 

Kaupallinen avaruustoiminta koostuu mm. satelliittien ja kantorakettien valmistuksesta. Usein satelliittien tilaaja on jokin valtio ja rakettien valmistuksessa valtioiden tilaukset ovat vielä suuremmassa roolissa. Lisäksi koska varsinkin rakettitekniikka on varsin pitkälti myös sotatekniikka koskee avaruuslaitteita merkittävä määrä sääntely ja vientirajoituksia.

2005 tilattiin yhteensä 20 tietoliikennesatelliittia seitsemältä niitä valmistavalta yhtiötä. Vuonna 2006 laukaistiin 107 satelliittia. Myös mikrosatelliittien määrä oli kasvussa – yksi kantoraketti voi laukaista 10–20 satelliittia, joiden toiminta-aika ja toimintakyky ovat kuitenkin alhaisia isompiin satelliitteihin verrattuina. Vuonna 2006 laukaistujen satelliittien arvo oli 9,4 miljardia dollaria. Loppu liikevaihdosta tai muusta avaruustoiminnan volyymistä tulee satelliittien tuottaman hyödyn lisäarvosta maan päällä, josta valtaosa on satelliittitelevisioyhtiöiden ja merkittävä osa tietoliikenneyhtiöiden (puhelut ja Internet) liikevaihtoa.

Toisinaan puhutaan myös avaruussegmentin liikevaihdosta ja maasegmentin liikevaihdosta. Esimerkiksi satelliittipaikannuksessa avaruussegmentti on valtioiden ylläpitämää ja kaupallinen osuus on satelliittien tilaus avaruusteollisuudelta. Paikannuspäätelaitteiden tuotanto ja myynti on kymmenien miljardien eurojen liiketoimintaa, mutta harva päätelaitevalmistaja mieltää itseään avaruusalan yritykseksi. Satelliittitietoliikenteen antennien myynnissä jopa loppukäyttäjä mieltää satelliittitekniikan osuuden – antenni on suunnattava taivaalle kohti satelliittia.

Usein tuotoiksi lasketaan nk. välillisiä hyötyjä eli esimerkiksi tarkkojen satelliittimittausten ansiosta tarkempien sääennusteiden avulla laskennallisesti arvioituja hyötyjä tai vähempiä menetyksiä.

Vuoden 2008 laman alun jälkeen yhä suurempi määrä kaupallisista tietoliikennesatelliiteista on rahoitettu isojen maiden (Yhdysvallat, Ranska jne.) vientiluotoilla  tai siten, että valtio tilaa entistä suuremmilla summilla kaukokartoitussatelliittien kuva-aineistoa, joka näyttää kaupalliselta palvelutoiminnalta, mutta myös subventioilta. Vuonna 2010 tietoliikenneyritykset tilasivat 26 satelliittijärjestelmää, johon kuuluvat Iridium Nextin (81 satelliittia) tilaus Thales Alenia Space -yhtiöltä ja Globalstarin tilaukset. Molemmat ovat Ranskan julkisen sektorin luototuksen (Coface) aikaansaamia. Yhdysvaltain Export-Import Bank of the United States mahdollistaa vastaavasti mm. Amazonas 3-tietoliikennesatelliitin rakentamisen espanjalaiselle Hispasat-operaattorille.

Kantorakettien markkinatilanne vuonna 2005 

Vuonna 2005 tehtiin yhteensä 53 satelliittilaukaisua, joissa oli käytössä neljä ukrainalaista, viisi EU:n, kuusi aasialaista, 12 yhdysvaltalaista ja 25 venäläistä kantorakettia. 

Vuonna 2008 tehtiin 67 laukaisua, joista 75 % teki Venäjä, Ukraina ja Aasia. Tässä on tapahtunut merkittävä muutos 1990-luvun lopun tilanteeseen, jolloin kylmän sodan aikaiset ostorajoitukset olivat voimassa länsimaissa ja toisaalta Aasian avaruustoiminta oli vielä pienehköä ja rajoittui kansalliseen toimintaan.

Keväällä 2012 Venäjä ilmaisi aikeensa vetäytyä Ukrainan Dnepr-rakettiohjelmasta ja päättää myös Kazakstanin kanssa yhteisen avaruusohjelmansa. Kyse voi olla taktisista kiistoista, mutta Baikonurista Venäjä on valmis luopumaan, kun sen korvaava avaruuskeskus on rakennettu Venäjän federaation alueelle (joka vie vielä vuosia). Ukrainan Dnepr-raketti voi olla nouseva kilpailija piensatelliitimarkkinoilla ja koska se perustuu suurelta osin venäläisiin osiin, Venäjän on suhteellisen helppoa poistaa kilpailija markkinoilta.

Avaruustoiminnan lajit ja alan toimijat 
Avaruustoiminta voidaan toimijan mukaan jakaa institutionaaliseen ja kaupalliseen toimintaan. Toisaalta toiminnan laadun mukaan voidaan avaruustoiminta jakaa sotilaalliseen, tieteelliseen ja kaupalliseen toimintaan.

Julkisen sektorin siviiliavaruustoiminta 

Institutionaalinen siviiliavaruustoiminta on tyypillisesti kansallisen tai kansainvälisen avaruusjärjestön toteuttamaa ja kattaa seuraavat toiminnot:
 Uusien kantorakettien kehittäminen on paljolti ollut sotilaallisten ohjusten muuntamista kantoraketeiksi (Sojuz, Atlas II, Delta II, Dnepr jne.) ja osin sekä siviili- että sotilasohjusteollisuuden ylläpitoa (Yhdysvaltain EEV-kantoraketit 1990-luvulla, Venäjän Angara, ESAn Vega jne.). Rakettien tuotekehitys vie tyypillisesti länsimaissa useita miljardeja euroja 10–15 vuoden aikana ja raketin tuotantovaihe kestää 15–20 vuotta. Tuotantovaiheen aikana rakennetaan tyypillisesti muutama kymmenen 100–200 miljoonan euron hintaista rakettia. Rakettien tuotanto ei täysin kaupallisena toteutuksena ole tuottanut sijoitetulle pääomalla tuottoa ja siksi toiminta on ollut valtion subventoimaa kehitysvaiheessa ja tuotantovaiheessa (valtion satelliittien laukaisut usein pääasiakas raketeille).
 Miehitetyt avaruuslennot ovat NASAn, Venäjän avaruusjärjestön ja ESAn suurimpia toiminta-alueita: ks. muun muassa Avaruussukkula ja ISS-avaruusasema ja niiden edeltäjät. Kustannukset ovat tyypillisesti länsimaissa kymmeniä miljardeja euroja 20–30 vuoden aikana. Suoria taloudellisia tuottoja ei ole esiintynyt, vain välillisiä. Vuonna 2010 sekä Yhdysvallat että EU pohtivat miehitettyjen lentojensa tulevaisuutta.
 avaruustutkimus: maan lähiavaruuden tutkimus, auringontutkimus, planeettatutkimus, satelliittiastronomia, kosmologia, eksoplaneettojen kartoitus, astrobiologia. Tämä tutkimus voidaan luokitella myös mittausten aallonpituuden perusteella.
 tieteellinen maan kaukokartoitus – EU:n GMES-hanke on vuonna 2010 suurimpia maailmassa tällä sektorilla.
 kansallisten ja ylikansallisten avaruusorganisaatioiden toiminta avaruustoimintaa hallinnoivina ja rahoittavina tahoina. Osa avaruushallinnoista on myös merkittäviä avaruusteknologian kehityskeskuksia, satelliittien operaattoreita jne.

Laukaisukeskukset ylläpidetään valtioiden budjeteista
 Baikonurin kosmodromi entisessä Neuvostoliitossa, nykyisessä Kazakstanissa, on Venäjän avaruusjärjestön käytössä.
 Guyanan avaruuskeskus Etelä-Amerikassa (Ranskan hallussa oleva alue) on Euroopan avaruusjärjestön käytössä, se tunnetaan myös paikannimellä Kourou.
 Kennedyn avaruuskeskus Yhdysvalloissa on NASAn osuus Cape Canaveralin avaruuskeskuksesta, josta loppu kuuluu Yhdysvaltain ilmavoimille.
 Plesetskin kosmodromi Venäjällä
 Kiinalla on kolme satelliittien laukaisukeskusta; Jiuquan, Xichanag ja Taiyan.
 Ukrainalais-yhdysvaltalaisella Sea Launch-yhtiöllä on laukaisuasema Tyynellä valtamerellä. Se on entinen porauslautta.

Kustannus- ja aikatauluongelmien hallinnan vaikeus 
Institutionaaliset avaruusohjelmat ovat usein maksaneet huomattavasti enemmän kuin alun perin on budjetoitu, esim. Apollo, Hubble, Avaruussukkula. 1970-luvun alussa Nixonin hallinto keskeytti NASAn aikeet Apollo-ohjelman jatkamiseksi kuulennoista ja Apollo-Sojuz-yhteislennosta eteenpäin, mutta kompensaationa NASA sai luvan aloittaa Avaruussukkulan toteutuksen. Sen kehitys kesti aiottua kauemmin, projektin vuosikustannus piti rajoittaa, jottei se olisi estänyt NASAaa tekemästä muutakin. ESA keskeytti 1995 Hermes-sukkulansa kehittelyn alkuvaiheeseen ja rajoitti mm. avaruustiedelentoihin panostettavaa rahoitusta.

Vuonna 2010 Yhdysvalloissa NOAAn ja Yhdysvaltain puolustusministeriö yhteinen NPOESS-sääsatelliittiohjelma keskeytettiin. Yhteistyön piti alentaa kuluja, mutta kun näin ei käynyt, Nortgrop-Grummanin urakka keskeytettiin. Pian sen jälkeen Bushin hallinnon aloittama Constellation kuu-ohjelma keskeytettiin – kulut olivat olleet 9 miljardia dollaria ja tuloksina rakettimoottorien koepolttoja. Ohjelma oli jäänyt vuosia aikataulustaan jälkeen.

Yhdysvaltain ilmavoimien Boeingilta tilaama WGS-tietoliikennesatelliitti maksaa vuoden 2010 alun arvion mukaan 25 % enemmän kuin sen piti. 15 % kustannusylitys pitää Nunn-McCurdy-lain mukaan ilmoittaa Kongressille ja 25 % kustannusylitys vaatii avaruusohjelman rahoituksen uudelleenhyväksymisen Kongressissa.

Euroopassa Galileon neljä ensimmäistä paikannussatelliittia maksoivat likimain kaksin verroin suunnitellun summan. Pääsarjan tuotanto siirrettiinkin vuoden 2010 alussa Astrium GmbH-yhtiöltä OHB-yhtiölle. Yhdysvaltojen ilmavoimille Boeingin toteuttama GPS 2F-versio on maksanut enemmän ja oli maaliskuussa 2010 myöhässä aikataulustaan. GPS III:n toteuttajaksi onkin valittu Lockheed Martin.

Alan inflaatiota 2000-luvulla kuvaa Yhdysvaltain ilmavoimien tilaama system AEHF-tietoliikennesatelliitti. Kolmannen satelliitin valmistuksen hinta oli 939 miljoonaa dollaria, kun puolustusministeriö perui T-sat-ohjelman, joka oli jatkoa AEHF-satelliittiohjelmalle. Neljännen satelliitin hinta nousi kahteen miljardiin dollariin. Hinnanmääräytymisperiaate näyttää olevan yhtiöiden rahantarve, jos tuloja ei saavu uusien kehitysohjelmien muodossa, olemassa olevien ohjelmien satelliittien hintoja nostetaan. Alan mieltäminen strategiseksi turvallisuusalaksi mahdollistaa poliittisen päätöksentekijöiden ajamisen tilauspakkoon, koska yritysten tulojen vähentäminen ajaa tehtaat alas nopeasti. Pahempi kustannusylitys liittyy NASAn JWST-teleskooppiin – Northrop-Grumman laskuttaa sen toteuttamista 1,8 miljardin dollarin sijasta yli 6,5 miljardia dollaria.

Sotilaallinen avaruustoiminta 

Sotilaallinen avaruustoiminta kattaa vakoilusatelliitit, ohjushyökkäysten ennakkovaroitussatelliitit (esimerkiksi DSP-satelliitit) ja esimerkiksi Strategic Defense Initiative-aloitteen. Sen lisäksi sotilaalliseen avaruustoimintaan kuuluu suuri määrä tietoliikennesatelliitteja (esimerkiksi USAFin UHF-alueen satelliitit) ja sääsatelliitteja (esimerkiksi USAFin DMSP-ohjelma). Vuoden 2010 aikana Yhdysvaltain presidentti keskeytti USAFin, NOAAn ja NASAn yhteisen NPOESS-sääsatelliittiohjelman kustannusylitusten vuoksi. Sukkulan poistuminen vuonna 2011 pienentää piilotettua sotilaallista avaruusohjelmaa, sukkuloiden ohjaajat olivat pääsääntöisesti asevoimilta lainassa olevia NASA-astronautteja. Yhdysvaltain ilmavoimilla ei ole – ainakaan julkisesti – merkittäviä satelliitteja kehittäviä ohjelmia – DSP:n korvaavat SBIRSit ovat tulossa laukaisuvaiheeseen, AEHF-tietoliikennesatelliitti on tuotannossa ja sen kustannukset ovat kasvaneet kymmeniä prosentteja. 

Arvioidaan, että 2/3 avaruudessa toimivista satelliiteista on sotilaallisia. 1957–1992 Neuvostoliitto laukaisi noin 2000 sotilaallista avaruusalusta ja Yhdysvallat on laukaissut noin 1000 sotilaallista avaruusalusta. Euroopassa lähinnä Ranska, Englanti ja NATO ovat laukaisseet sotilaallisia satelliitteja. Muita sotilassatelliittimaita ovat ainakin Kiina ja Israel. Avaruusalukset ovat pääosin tiedustelusatelliitteja, mutta sotilaallisisia tietoliikennesatelliittejakin on kiertoradalla satoja kappaleita. Vuonna 2010 Yhdysvaltain laivasto on tilaamassa 543 miljoonalla dollarilla kaupallisilta tietoliikennesatelliittiyhtiöitä vuodet 2015–2019 kattavan satelliittitietoliikennepalvelun, joka tekee julkisen sektorin toiminnasta näennäisesti kaupallista. Kilpailun voitti Intelsatin konsortio, jossa on mukana myös SES, EADS Astriumin Paradigm ja Loral Space.

Vuoden 2006 jälkipuolella Yhdysvaltain asevoimat syyttivät sisäisessä julkaisussaan Kiinaa siitä, että se sokaisee laserilla Yhdysvaltain tiedustelusatelliitteja. (http://www.military.com/features/0,15240,116694,00.html) Sama syytös on esitetty 1980-luvulla, jolloin Neuvostoliittoa syytettiin DPS-satelliittien häirinnästä laser-säteellä (todennäköinen syy oli se, että DPS:n ilmaisimiin tuli liikaa IR-säteilyä Siperian suuresta metsäpalosta?)

Yhdysvaltain ilmavoimat ovat vuonna 2010–2011 kokeneet 300 % inflaation kaupallisten tietoliikennesatelliittioperaattoreiden hintapyynnöissä sen jälkeen, kun se itse väheni omien satelliittien toteutusta lähinnä niiden hyvin suurien kustannuylitysten vuoksi.

Kaupallinen avaruustoiminta 

Kaupallista avaruustoimintaa on yrityksissä tapahtuva toiminta:
satelliittien suunnittelu ja valmistus on selkeimmin mitattava osa liiketoimintaa, koska valtaosa niistä tehdään yrityksissä. Tämä tekee satelliittien valmistuksesta kaupallista toimintaa. Kuitenkin vuodesta 1957 alkaen laukaistuista noin 7 000 satelliitista suurin osa on tehty sotilaallisiin tarkoituksiin tai tieteelliseen tutkimukseen. Vain noin 20 % laukaistuista satelliiteista on ollut kaupallisia teitoliikennesatelliitteja. Muu osa perustuu valtioiden verovaroin joko yksin tai eri kansainvälisten organisaatioiden kautta luomaan ja ylläpidettyyn markkinaan. Tieteellinen ja sotilaallinen kilpailu oli vuodet 1957–1991 osa Yhdysvaltain ja Neuvostoliiton välisestä mittelöstä, jossa Ranska, Saksa, Italia, Englanti, Intia ja Kiina pyrkivät osoittamaan oman kykenevyytensä.
Satelliittitietoliikenne ja tietoliikennesatelliitit ovat likimain ainoa avaruustoiminnan osa-alue, jolla on kaupallisia ja maksavia asiakkaita. Tietoliikennesatelliittienkin lopullinen käyttäjä oli Yhdysvaltoja lukuun ottamatta 1980-luvulle asti valtiollinen televisioyhtiö tai puhelinlaitos, jotka toteuttivat ostonsa alueellisten monopolien (INTELSAT, EUTELSAT jne.) kautta. 1990-luvun jälkipuolella uskottiin tämän toiminnan tulevan täysin kaupalliseksi ja laajenevan voimakkaasti liittyen tietoliikennealan hypeen Yhdysvalloissa ja EU-alueella. Pääosa tietoliikenteestä on TV-kuvan ja puheluiden (ml. Internet) välitystä.
Satelliittitelevisiolinkkejä tarjoavat yritykset ovat 1990-luvulla keskittyneet. Suurimmat ovat SES Astra EU:ssa ja Viacom Yhdysvalloissa. TV-lähetysten digitalisointi voi muuttaa niiden markkinaosuutta. Yleinen oletus on, että maanpäällisten lähetysten, muun muassa kaapelitelevision, osuus kasvaa ja satelliittivastaanotto ei kasva. Englannissa satelliittitelevision nk. penetraatio on Euroopan korkeimpia – Englannissa satelliittitelevisiota tukee muun muassa Rupert Murdochin mediaimperiumin voimavarat. Myös toiminnan alku Englannissa oli Euroopan ensimmäisiä 1970-luvun lopussa. Myös Italian Silvio Berlusconin media-imperiumiin kuuluu satelliittitelevisiolähetyksiä.
Satelliittipuhelimet olivat suuri lupaus 1990-luvun jälkipuolella, mutta suurimmatkin hankkeet ovat olleet epäonnistumisia. Iridium (yritys) ja Globalstar jatkavat edelleen toimintaansa. Supventio esimerkkinä Italian laivaston merisotilaat saavat soittaa (itselleen) ilmaiseksi Globalstar-järjestelmän kautta.
Navigaatiosatelliittien (mm. GPS, GLONASS, Galileo) päätelaitteiden ja karttasovellutusten markkinat lasketaan yleensä mukaan arvioitaessa liiketoiminnan laajuutta.
kaukokartoitussatelliitit ovat miltei täysin verovaroin kustannettuja, mutta niiden dataa jalostavat jossakin määrin myös yksityiset yritykset.
Kantorakettien, esimerkiksi Ariane 5, Delta II, Pitkä Marssi, Proton ja Sojuz, suunnittelu ja valmistus ja niiden käyttö. Niiden käyttöön liittyvät verovaroin ylläpidetyt avaruuskeskukset. Kantoraketin myyntihinta on muutamasta miljoonasta eurosta muutamaan sataan miljoonaan euroon. Tämän alan myynti on suoraan verrannollinen laukaistujen satelliittien määrään. Kylmän sodan loppu notkautti myyntiä 1990-luvun alusta alkaen. Vapaassa kilpailussa olevien tietoliikennesatelliittien laukaisujen tilausmäärä putosi vuoden 2000 tienoilla – avaruuteen oli 1990-luvun lopussa laukaistu niin monta tietoliikennesatelliittia, että tiedonvälityksen ylikapasiteetti vähensi tulevien laukaisujen määrää. Näin on käynyt 1960-luvun lopusta alkean noin 10 vuoden välein.
satelliittien maa-asemien valmistus. Toimintaan voidaan lukea myös yksityishenkilöiden, taloyhtiöiden jne. hankkimat satelliittivastaanottimet ja niiden antennit. Näitä valmistetaan paikallisesti likimain jokaisessa maassa.
 Venäläiset ovat onnistuneet 1990-luvulta lähtien osin kaupallistamaan miehitetyt avaruuslennot, ensin avaruusturismin (luokkaa 20 miljoonaa dollaria per matka) ja sitten Avaruusukkulan poistumisen aikaansaaman monopoliaseman ansiosta yksi istuinpaikka Sojuz-avaruusaluksessa maksaa NASAlle 65 miljoonaa dollaria vuonna 2011.

Ympäristöongelmat 
Vuoden 2010 syksyllä nousi julkisuudessa ensi kertaa esiin se, että esim. avaruusturismi voi aikaansaada merkittävää rasitusta yläilmakehälle ja mahdollisesti koko ilmastolle. Aiemmin mm. Avaruussukkulan käyttöönoton kohdalla ympäristövaikutukset on systemaattisesti todettu avaruushallintojen toimesta pieniksi, vaikka esim. vetyä hapessa polttava rakettimoottori luo yläilmakehään merkittäviä määriä typpihappoja ja muita reaktiivisia kemikaaleja.

Helmikuun alussa 2011 Yhdysvaltain ympäristöviranomainen (EPA) aloittaa tutkimuksen, mikä vaikutus raketeilla on veden perkloraattipitoituuteen. Aiemmin on Yhdysvalloissa arvioitu, että 1% juomavedestä voi sisältää liikaa perkloraattia. Tämä voi aiheuttaa esim. kilpirauhassairauksia jopa 17 miljoonalle yhdysvaltalaiselle. Kiinteäajoainerakettien lisäksi perkloraattia tulee ympäristöön lannoitteista ja ilotulitteista.

Katso myös 

 avaruuslainsäädäntö, joka on sukua ilmailun lainsäädännölle
 Avaruustekniikan opetus Suomessa
 Suomen avaruustoiminta
 Luettelo avaruusjärjestöistä
 Miehitetyt avaruuslennot
 Miehittämätön avaruustoiminta

Lähteet

Kirjallisuutta

Aiheesta muualla 

 Tähdet ja avaruus -lehden kotisivut – Ursan jäsenlehti: tähtitieteen ja avaruustutkimuksen uutisia
 Tekniikka ja talous-lehden Avaruusosio 
 Tiede.fi:n rakettilaukaisujen seuranta 
 avaruuslennot.fi – miehitettyjen avaruuslentojen sivusto suomeksi
 avaruus.info – Tekesin Suomen avaruustoiminnan tietopalvelu
 Euroopan avaruusjärjestön suomenkieliset sivut
 SpaceRef.com – avaruustoiminnan uutisia 
 Mark Waden kirjoittama Encyclopedia Astronautica 
 Jonathan's Space Report – luettelot laukaistuista satelliiteista 
 Avaruustoiminta seitsemänä lyhytelokuvana
 Yle Elävä arkisto: Avaruuden valloitus alkoi 1950-luvulla

Seulonnan keskeiset artikkelit