Lentoliikennettä pidetään kaikissa tilastoissa yhtenä turvallisimmista matkustusmuodoista. Viimeaikaiset onnettomuudet, kuten lento MH370 Kuala Lumpurista Pekingiin, joka katosi jäljettömiin Intian valtameren yllä 8. maaliskuuta 2014 ja MH17 Amsterdamista Kuala Lumpuriin, joka ammuttiin alas 17. heinäkuuta 2014, ovat osoittaneet, että mustien laatikoiden tutkimiselle on jatkuva tarve.

Musta laatikko onkin oranssi

Monet ovat kuulleet puhuttavan arvoituksellisesta ”mustasta laatikosta (black box)” sekä sen merkityksestä. Kuinka paljon todella tiedämme tämän elintärkeän laitteen toiminnasta? Useimmat tuskin tietävät, että laite koostuu kahdesta eri laitteesta ja että ”laatikko” on mustan sijaan tosiasiassa oranssin värinen. Oranssi väri auttaa laitteen havaitsemisessa muiden tuhoutuneen lentokoneen hylyn kappaleiden seasta.

Laatikon kahdesta osasta toisen tarkoituksena on nauhoittaa ohjaamon äänet. Ohjaamossa sijaitseva mikrofoni tallentaa miehistön keskustelun sekä muut taustaäänet, mikä helpottaa onnettomuuteen johtaneiden syiden tutkintaa. Äänet nauhoitetaan analogisesti ja muutetaan sen jälkeen digitaalimuotoon. Äänitys tapahtuu jatkuvana virtana vanhan nauhoituksen päälle, minkä takia vain kahta viimeisintä tuntia ohjaamon äänistä voidaan analysoida.

Mustan laatikon toista osaa kutsutaan lentotietotallentimeksi (Flight Data Acquistion Unit), joka rekisteröi lentokoneen tärkeimmät toiminnot. Tallennin tallentaa nämä tiedot vähintään viimeisen 25 tunnin ajalta. Dataa kerätään eri antureilta, jolloin voidaan selvittää miksei lento päässyt turvallisesti määränpäähänsä. Lukuisilta eri antureilta saatavan datan avulla voidaan lennon viimeiset vaiheet selvittää hyvin tarkasti. Anturit tallentavat muun muassa koneen korkeuden, lentonopeuden, suunnan ja monia eri moottoriarvoja.

Paikantamissignaalit

Tutkijat käyttävät dataa ymmärtääkseen mahdollisimman paljon lennon kulusta ennen onnettomuutta. Kun laitteen virransyöttö katkeaa, laatikon sisäinen virtalähde käynnistää paikannuslähettimen. Se lähettää signaaleja, joiden avulla tutkijat voivat etsiä kadonnutta laatikkoa ja lentokonetta.

Laitteen jämäkkä rakenne

Musta laatikko on pitkäaikaisen tuotekehityksen tulos ja sitä on koeteltu lukuisissa perusteellisissa testeissä. Itse laitetta ympäröi painava titaanista tai ruostumattomasta teräksestä valmistettu kaksoiskuori. Tämän ansiosta laatikko kestää enimmillään jopa 1100 celsiusasteen lämmön ja alimmillaan 55 asteen pakkaslukemat.

Tämä vastaa CAE ED-112 –standardia, joka edellyttää myös sitä, että laite kestää jopa 3400 G-voiman iskun. Normaali painovoima vastaa yhtä G-voimaa. Muistipiirit, joiden on selvittävä mm. koneen maahansyöksystä, ovat usein onnettomuuden jäljiltä ainoita ehjiä osia.

Mustassa laatikossa käytettiin aluksi magneettijuovia tietojen tallentamiseen. Sittemmin on siirrytty magneettinauhoihin ja myöhemmin nekin korvattiin SSD-muisteilla, jotka ovat yhä käytössä.

One size doesn’t fit all – yksi koko ei sovi kaikille

 Maailmassa on vain kourallinen mustien laatikoiden valmistajia. Mustat laatikot suunnitellaan ja valmistetaan aina konetyypeittäin. Esimerkiksi Airbusissa ei käytetä samaa tallennusmenetelmää ja tallenninliitäntää kuin bisnesjetissä. Tämä ei helpota tietojen tutkimista, koska jokaisella valmistajalla on oma tapansa tietojen tallentamiseen ja salaamiseen.

SSD:n haasteet

Tallentimessa käytettävät SSD-muistit ovat samankaltaisia kuin nykypäivän kannettavissa, joita käytetään perinteisten kiintolevyjen ohella. Kiintolevyihin verrattuna SSD:t ovat huomattavasti nopeampia, hiljaisempia ja niissä on pyörivien levyjen sijaan flash-muistipiirit. Näin ollen SSD:ssä ei ole liikkuvia osia, jotka ovat herkkiä fyysisille vaurioille.

Nämä tekevät kuitenkin tietojen palauttamisesta haastavampaa. Muistipiirien pieni koko, nopeus ja liikkuvien osien puuttuminen merkitsee sitä, että SSD:t rakennetaan fyysisesti hyvin kompakteiksi. Muistipiirit on yleensä kiinteästi juotettu piirilevyyn, jossa on runsaasti muitakin komponentteja. Tämä tarkoittaa, että vianetsintä ja korjaaminen on huomattavasti monimutkaisempaa kuin siirrettävässä kiintolevyssä, minkä vuoksi vain kokeneet asiantuntijat voivat käsitellä mustia laatikoita. Lento-onnettomuuksien tapauksessa tämä on erityisen tärkeää, sillä aineelliset vahingot ovat usein valtavia ja laitteiden sisältämät tiedot ovat erittäin tärkeitä johtolankoja onnettomuustutkijoille.

Tietojen palauttaminen mustasta laatikosta

Vaikka mustat laatikot on pyritty rakentamaan mahdollisimman kestäviksi, voivat nekin vaurioitua onnettomuuksissa. Kun näin tapahtuu, tarvitaan tietojen palautukseen SSD:ltä ammattilaisten tukea. Musta laatikko on tällöin purettava erityisessä insinööritason laboratoriossa, jossa piirikortti (PCB) sekä muistipiiri irrotetaan varovasti ja liitetään erityiseen lukulaitteeseen. Sen jälkeen lentodataa voidaan analysoida laitteen valmistajan ohjelmiston avulla.

Vain koulutetut asiantuntijat, jotka ymmärtävät johtopäätöstensä seuraukset, voivat suorittaa tätä monimutkaista työtä ja käsitellä laitteen sisältämiä arkaluonteisia tietoja. Tutkimusten tuloksia tullaan todennäköisesti käyttämään niin ikään oikeusprosessissa sekä syyttäjän että puolustuksen tahoilta. Tällöin todistusaineiston virheellisyyteen ei ole varaa.

Tekniikan kehityksen trendit

Laitevalmistajat jatkavat mustien laatikoiden kehitystyötä, jonka pohjalta on esitetty useita parannusehdotuksia. Yksi niistä olisi lentokoneiden mahdollisuus lähettää lentoarvoja suoraan satelliittien välityksellä. Nykyinen infrastruktuuri ei kuitenkaan vielä mahdollista tätä. On tehtävä mittavia investointeja ennen kuin pelkästään Iso-Britannian 1300 ja Yhdysvaltojen 2400 päivittäisen lennon tietoja voitaisiin toimittaa tällä tavalla.

Toinen parannusehdotus on, että jokaisella mustalla laatikolla olisi oma uniikki konekohtainen signaalinsa. Näin etsintä- ja pelastustyöt kävisivät nopeammin, kun väärät signaalit eivät häiritsisi onnettomuuskoneen paikantamista.

Vaikka tekniikka kehittyy, tulee tarve lento-onnettomuuksien tutkinnan asiantuntemukselle aina säilymään. Ihmiset tulevat aina vaatimaan todellisten onnettomuuteen johtaneiden syiden selvittämistä.