heinäkuu 2017

Tässä se on: ensimmäinen suomalaissatelliitin ottama kuva

Ma, 07/24/2017 - 09:23 Jari Mäkinen

Tätä on odotettu: Aalto-1:n ottama kuva on tullut hitaasti maa-asemalle, mutta nyt se on otettu vastaan ja käsitelty. Historian ensimmäisessä suomalaissatelliitista otetussa kuvassa näkyy Tanskan ja Norjan rannikkoa. Satelliitti muutenkin toimii erinomaisesti.

Juhannusaattoaamuna Intiasta laukaistun Aalto-1-satelliitin ensimmäinen kuukausi avaruudessa on sujunut suunnitelmien mukaan.

”Olemme käyneet läpi enemmistön satelliitin järjestelmistä ja todenneet laitteet toimiviksi”, iloitsee satelliittiprojektia vetävä professori Jaan Praks.

Vaikka kuvien ottaminen on vain osa satellitin tehtävää, oli ensimmäisen kuvan ottaminen suuri merkkipaalu, joka näyttää konkreettisesti miten satelliitti toimii. Tarkalleen ottaen kuvan otti VTT:n kehittämän spektrikameran apukamera. Se kuvaa samaan suuntaan kuin spektrikamera mutta hieman laajemmalla kuvakulmalla, jolloin sen ottamia kuvia voidaan hyödyntää myös spektrikuvien analysoinnissa.

Kuva otettiin, kun Aalto-1 oli Norjan päällä noin 500 km korkeudessa. Kuvassa näkyy Tanskan rannikkoa ja pala Norjan rannikkoa.

”Ensimmäisen kuvan perusteella järjestelmä toimii suunnitellusti. Varsinaista spektrikameraa kokeillaan vielä tällä viikolla”, sanoo tutkija Antti Näsilä VTT:ltä.

Toisin kuin perinteinen, kolmea perusväriä mittaava peruskamera, spektrikamera pystyy mittamaan kymmeniä vapaasti valittavia värikanavia. Tästä syystä sitä voidaan hyödyntää esimerkiksi metsätyyppien, leväesiintymien ja kasvillisuuden kartoittamisessa sekä vaikka geologisessa tutkimuksessa.

Aalto-1-satelliitissa on mukana myös Helsingin yliopiston ja Turun yliopiston yhteinen säteilyilmaisin sekä Ilmatieteen laitoksen plasmajarru. Jarrun tehtävänä on aikanaan tuoda satelliitti takaisin ilmakehään, jossa se palaa poroksi eikä jää avaruusromuksi kiertoradalle.

”Plasmajarrua ei luonnollisesti ole vielä testattu, mutta olemme jo mitanneet säteilyilmaisimella Etelä-Atlantin anomaliaksi kutsuttua säteilyvyöhykettä”, kertoo satelliitin operointia johtava Otaniemen maa-aseman päällikkö Petri Niemelä.

Vuosi mittauksia

Praks korostaa, että vaikka tekniikan toimivuus on osoitettu, itse satelliitin missio on vasta alussa. Dataa ja kuvia on tarkoitus kerätä useiden kuukausien tai kokonaisen vuoden ajan. Työlistalla on myös satelliitin asennon vakauttaminen.

”Tähän asti olemme antaneet satelliitin pyöriä hitaasti, koska se on hyvä lämpöhallinnan kannalta. Sisälämpötila on koko ajan pysytellyt hienosti nollan ja 25 celsiusasteen välillä sen mukaan, onko satelliitti kulkenut varjossa vai valossa.”

Satelliitin matka kiertoradalla näkyy hyvin sen systeemien lämpötilaa esittävissä käyrissä: varjopuolella ollessaan lämpötila putoaa ja Auringon paistaessa se nousee. 

Aalto-yliopiston ja Suomen kannalta avaruusnäkymät ovat valoisat. Tämän vuoden aikana avaruuteen on lähdössä usean startupin piensatelliitteja sekä kolmas aaltolainen eli Suomi 100 -satelliitti.

”Ja Aalto-1-satelliitin ansiosta Suomella on nyt mahdollisuus rekisteröidä ensimmäinen oma avaruuslaitteensa kansainväliseen YK:n rekisteriin”, toteaa Praks.

Juttu perustuu Aalto-yliopiston tiedotteeseen.

Video: Porin torilta stratosfääriin

Viime torstaina tapahtui Porissa jotain hieman omituisempaa: Otaniemessä tekeillä olevan Suomi 100 -satelliitin puusta tehty mallikappale lähti lennolle stratosfääriin.

Heliumpallo nosti laitteen noin 30 kilometrin korkeuteen, kunnes – suunnitellusti – pallo pamahti, kun hyvin harvaksi käynyt ilma oli saanut sen paisumaan usean metrin kokoiseksi. Puusatelliitti putosi alas laskuvarjon varassa ja päätyi keikkumaan Pohjanmaalle sähköjohtoon, mistä sen pelastaminen vaati voimalinjojen raivaamiseen käytetyn nosturiauton kutsumisen paikalle.

Mutta lopulta "puusatelliitti" ja sen sisältämät kuvat sekä tiedot saatiin talteen, ja niistä voitiin tehdä mm. yllä oleva video.

Koko tarina ja lisää kuvia on Suomi 100 -satelliitin nettisivuilla.

*

Pallolennon suunnittelusta ja lennätyksestä vastasi Tiedetuubin Jari Mäkinen, joka on mukana myös Suomi 100 -satelliittihankkeessa sekä toteuttaa siihen kuuluvan Avaruusrekan kiertueen syksyllä 2017.

Kahvi pidentää ikää ja vähentää riskiä saada kroonisia tauteja

Ti, 07/11/2017 - 21:27 Jarmo Korteniemi

Kahvinjuonti on varsin terveellistä. Näin kertoo kaksi uutta laajaa tutkimusta, joissa tarkasteltiin yli 700 000 ihmisen elämää ja kuolemaa. Parhaiten pärjännee parilla-kolmella kupilla päivässä.

Puolen miljoonan eurooppalaisen elämää seuranneessa tutkimuksessa huomattiin, että kahvinjuonti korreloi pienemmän kuolleisuuden kanssa.

Tutkimuksesta ei kuitenkaan käy ilmi, onko pienemmässä kuolleisuudessa kyse juuri kahvin nauttimisesta, vai korreloiko kahvin käyttö kenties muutoin hyödyllisten elintapojen kanssa.

Kahvinjuojien veriarvot olivat tilastollisesti hieman kahvista kieltäytyviä paremmat. Myös maksat olivat terveempiä ja glukoosin käsittely parempaa.

Tutkimuksessa oli mukana 521 330 ihmistä kymmenestä eri valtiosta Euroopassa. Mukana olleista kansoista eniten joivat tanskalaiset (0,9 litraa per päivä) ja vähiten italialaiset (0,092 litraa per päivä). Tutkittujen ikähaitari oli 35-vuotiaista ylöspäin.

Tutkimuksen lopuksi, eli keskimäärin runsaan 16 vuoden jälkeen, 41 693 vastanneista oli menehtynyt.

Suurimmat kahvinkuluttajat olivat hieman todennäköisemmin hengissä kuin ne, jotka eivät käytä kahvia ollenkaan. Tulos oli sama, vaikka tutkittavien joukosta poistettiin ensimmäisen kahdeksan vuoden aikana menehtyneet. Kansallisuuskaan ei vaikuttanut tuloksiin.

Kahvin nauttiminen näytti vähentävän erityisesti tappavien ruuansulatuselinten ongelmien riskiä. Tai oikeammin kahvinjuojat kuolivat epätodennäköisemmin ruuansulatuselinten ongelmiin, sillä varmaa syy-yhteyttä kahvin ja pienemmän kuolleisuuden välille on hyvin vaikea todistaa.

Naisilla ero näkyi myös, kun kuolinsyy löytyi verenkiertoelimistä tai aivoverenkierrosta. Munasarjasyövän todennäköisyys kuolinsyynä taas oli kahvia juovilla naisilla hiukan normaalia korkeampi.

On todennäköistä, että terveysvaikutuksen syynä ovat jotkin kahvin ainesosat tai niiden yhdistelmät. Mitkä, se jää tulevaisuuden tutkimusten selvitettäväksi. Kahvin erilaiset käsittelytavat muuttavat kuitenkin ainesuhteita, joten jää nähtäväksi, onko kaikkein terveellisintä väkevä espresso, sivettikissakahvi, vai jokin aivan muu kahvilaatu.

Toisessa samankaltaisessa tutkimuksessa selvisi, että päivittäisen kahvikupposen juominen pienensi kuolemanriskiä 12 prosentilla ja kolmen kupin peräti 18 prosentilla. (Tai oikeammin kahvinjuonti korreloi pienemmän kuolemanriskin kanssa.) Tällä kertaa kahvinjuontitottumuksia tiedusteltiin 185 855 amerikkalaiselta, jotka olivat iältään 45 - 75 -vuotiaita. Heistä menehtyi 16 vuoden tarkastelujakson aikana 58 397, eli vajaa kolmannes, ja jälleen kahvin käyttäjät olivat hieman todennäköisemmin elossa. Tässäkään tutkimuksessa kahvinjuonnin hyödyt eivät vaikuttaneet riippuvan etnisestä alkuperästä. Silläkään, oliko kahvi kofeiinitonta vai ei, ei ollut merkitystä.

Kummassakin tutkimuksessa ihmisiltä kysyttiin kahvinjuonnin tapoja ilmeisesti vain kertaalleen. Elintavat ovat siis voineet tutkimusaikana muuttua, mutta näin laajoissa tutkimuksissa tämän uskotaan olevan marginaalista.

Analyyseissä otettiin kuitenkin huomioon monia muitakin tutkittujen ilmoittamia elintapoja, kuten tupakointi ja ruokailutottumukset. Aineisto normalisoitiin näiden jo tunnettujen riskitekijöiden suhteen ennen kahvinkäytön vaikutuksen analysointia.

Aiemmissa tutkimuksissa on käynyt ilmi, että kahvinjuonti korreloi pienemmän riskin kanssa saada esimerkiksi suoliston syöpiä, 2-tyypin diabetes, Parkinsonin tauti, maksa- ja munuaissairauksia, tai muita kroonisia sairauksia.

Tämänkaltaisista tilastollisista joukkotutkimuksista ei voi päätellä, että kahvin runsas juonti pidentäisi yksittäisen ihmisen elinikää tai estäisi kroonisten sairauksien puhkeamista. Kahvin voi kuitenkin jo olettaa olevan kohtuudella käytettynä terveelliseen ruokavalion yksi osa.

Kahvin kannattaa antaa kuitenkin jäähtyä ennen nauttimista. Kuumien juomien nauttiminen nimittäin vaikuttaa lisäävän ruokatorven syövän riskiä.

Lähteet: Gunter ja kumpp. 2017Setiawan ja kumpp. 2017, MedicalExpress1, MedicalExpress2

Video: Tällainen on BepiColombo, uusi Merkurius-luotain. Kävimme katsomassa sitä.

Euroopan avaruusjärjestön uusin superluotain, Merkuriukseen lähetettävä BepiColombo esiteltiin torstaina 6. heinäkuuta lehdistölle.

Tämä oli viimeinen kerta, kun se oli nähtävissä kokonaisena ennen kuin se kasataan ensi vuonna laukaisua varten Kouroun avaruuskeskuksessa. Matkaan luotain lähetetään lokakuussa 2018 ja se saapuu perille vuonna 2025.

Merkuriuksesta ja BepiColombon lennosta sinne kerrotaan enemmän jutussa BepiColombo on kuin lento pizzauuniin.

BepiColombo on kuin avaruuslento pizzauuniin

Pe, 07/07/2017 - 10:20 Jari Mäkinen
BepiColombo saapumassa Merkuriusta kiertämään

Euroopan avaruusjärjestön seuraava kunnianhimoinen planeettalento on BepiColombo, jonka kohteena on pätsimäisen kuuma Merkurius. Luotain esiteltiin viime viikolla Hollannissa, ja siksi lento on nyt tulossa ajankohtaiseksi. Katso myös puhdastilassa luotaimen luona tehty videomme aiheesta!

Aurinkokuntamme sisintä planeettaa, Merkuriusta, on käyty tutkimassa vain kahdella luotaimella aikaisemmin. Äkkiseltään katsottuna planeetta näyttää Kuulta – paitsi harmaalta, kraatteriselta ulkonäöltään, on se myös jotakuinkin Kuun kokoinen.

Kaukoputkella tai muilla maanpäällisillä tutkimuslaitteitta ei Merkuriusta voi juurikaan kuvata, koska se on aina hyvin lähellä Aurinkoa Maasta katsottuna. SIksi ainoa tapa saada siitä selvyyttä on mennä paikan päälle.

Merkuriuksen tutkiminen on kuitenkin paljon hankalampaa kuin Kuun tai muiden lähiplaneettojen jahtaaminen avaruusluotaimin.

Tärkeimpiä syitä on kaksi: Merkuriusta kiertämään on hankala mennä ja olosuhteet lähellä Aurinkoa ovat kirjaimellisesti helvetilliset. Auringon paahde kuumentaa aluksen pintaa siellä parhaimmillaan (tai siis pahimmillaan) jopa 430°C:n lämpötilaan, minkä lisäksi Merkuriuksen pinta hohtaa myös pizzauunin kuumuudella.

​Jos Aurinkoa katsoisi Merkuriuksesta, olisi se keskimäärin 2,5 kertaa suurempi kuin Maassa. Sen kirkkaus olisi puolestaan 6,5 kertaa suurempi.

Lennon vaikeus johtuu puolestaan siitä, että lentäminen "alaspäin" aurinkokunnassa vaatii omat temppunsa ja Merkuriuksen tapauksessa ongelmana on myös sen soikea kiertorata. Radan korkein piste vääntyy koko ajan vähän eteenpäin Auringon vetovoiman vuoksi, joten planeettaa kiertämään saapuvan luotaimen rataa pitää koko ajan säätää sen mukaisesti

Ensimmäisenä Merkuriusta tutki amerikkalainen Mariner 10 maaliskuussa 1974. Sen lento osoitti konkreettisesti myös Merkuriukseen menemisen vaikeuden, sillä 1970-luvun tekniikalla pystyttiin tekemään vain ohilentoja. Maaliskuun 1974 jälkeen se teki toisen ohilennon saman vuoden syyskuussa ja kolmannen maaliskuussa 1975, jolloin se lensi vain 327 kilometrin korkeudelta planeetan pinnasta. 

Mariner 10 kuvasi noin 45% Merkuriuksen rokonarpisesta pinnasta. Se havaitsi heikon magneettikentän ja löysi planeetan ympäriltä hyvin ohuen kaasukehän, joka koostui lähinnä heliumista.

Seuraavia luotaimen ottamia lähikuvia jouduttiin odottamaan vuoteen 2008, jolloin Nasan Messenger-luotain suhahti Merkuriuksen ohi. Sen jälkeen luotain teki kaksi ohilentoa lisää ja sääti kiertorataansa siten, että se pääsi lopulta asettumaan kiertoradalle Merkuriuksen ympärillä vuonna 2011.

Massiivisella lämpökilvellä varustettu Messenger onnistui kuvaamaan jo noin 90 % Merkuriuksen pinnasta jo ohilentojensa aikana, mikä auttoi tutkijoita etsimään kaikkein kiinnostavimpia kohteita jo ennen varsinaisen tutkimisen alkamista. Planeettaa kiertäessään luotaimen rataa muutettiin useampaan kertaan, jotta se pystyi paitsi kuvaamaan ja mittaamaan planeetan pintaa mahdollisimman tarkasti, niin myös tutkimaan avaruutta sen ympärillä eri puolilta ja etäisyyksiltä.

Lähimmillään luotain kävi Merkuriusta tammikuussa 2012, jolloin se kävi ratansa lähimmässä osassa vain noin 200 kilometrin päässä pinnasta. Tosin lentonsa lopuksi luotain pääsi vieläkin lähemmäksi, sillä Messenger ohjattiin osumaan planeetan pintaan lentonsa lopuksi huhtikuussa 2015. Se luonnollisesti lähetti tietojaan loppuun saakka.

Merkuriuksen pintaa väärävärikuvana MESSENGERin kuvaamana.
Merkuriuksen pintaa väärävärikuvana.

Merkurius on hyvin omituinen minihelvetti

Etenkin käsittelemättömissä, ilman värikorostusta olevissa kuvissa Merkurius näyttää varsin tylsältä, mutta silti se on hyvin kiinnostava, mutta koska sen avulla voidaan ymmärtää paremmin yleisesti lähellä Aurinkoa olevia kiviplaneettoja.

Pääosin Messenger vahvisti aiempia oletuksia siitä, että sen koostumuksessa raudan suhde silikaatteihin (siis kiveen) on varsin suuri ja että sillä on heikko magneettikenttä. 

Magneettikentän olemassaolo on erityisen kiinnostavaa, koska periaatteessa planeetta on liian pieni siihen, että sillä olisi magneettikentän synnyttävä sulasta nikkelistä ja raudasta muodostunut hyvin suurikokoinen ydin. Se muodostaa todennäköisesti joka kaksi kolmannesta planeetan massasta ja sen säde voisi olla jopa 1900 km. Siten kivikuoren paksuus olisi vain viitisensataa kilometriä.

Erään teorian mukaan Merkuriukseen olisi törmännyt joskus Aurinkokunnan alkuaikoina jokin suuri kappale, joka olisi singonnut suuren osan pinta-aineesta pois. Toinen teoria ehdottaa, että nuori Aurinko olisi ollut kuumempi ja se olisi yksinkertaisesti höyrystänyt pinnasta paljon ainetta avaruuteen.

Messengerin lähettämissä yli sadassa tuhannessa kuvassa näkyy kuunharmaata pintaa kraattereineen, tasankoineen, laavavirtoineen ja satoja kilometrejä pitkine halkeamineen. Merkurius on selvästi ollut ainakin aikaisemmin aktiivinen, mutta suurelta osin pinnanmuodot on selitettävissä siten, että planeetta on jäähtynyt ja kutistunut syntynsä jälkeen. 

Suurin Merkuriuksen pinnanmuoto on halkaisijaltaan noin 1500 km oleva Caloriksen allas. Se on törmäyskraatteri, jonka reunalla olevat vuoret ovat noin kaksi kilometriä korkeita. Isku on aikanaan ollut niin voimakas, että planeetan pinnalla täsmälleen toisella puolella on sokkiaaltojen aikaansaamia ruhjeita.

Vaikka Merkuriuksessa on hyvin kuumaa, on sen napa-alueilla paikkoja, minne Aurinko ei paista (tällä hetkellä) lainkaan. Siellä, esimerkiksi syvällä kraattereissa, saattaa olla jäätynyttä vettä. Messenger löysi pohjoisnavan luota merkkejä jäästä, kuten myös yksinkertaisista orgaanisista yhdisteistä.

BepiColombo näyttää vähän omituiselta, suurelta alasimelta. Sen mukana matkaan lähtevä magnetosfääriluotain on puolestaan kuin täytekakku, jonka päällä koristeena on antenni.

BepiColombo jatkaa Messengerin työtä 

Jos alkuperäiset suunnitelmat olisivat toteutuneet, olisi BepiColombo lähtenyt matkaan lähes saman tien Messengerin jälkeen. Mutta luotaimen eteen kerääntyi paljon teknisiä ongelmia, ennen kaikkea siksi, että lento on hyvin kunnianhimoinen. 

Amerikkalaiset tekivät luotaimensa varsin suoraviivaisesti piilottamalla sen kookkaan lämpösuojakilven taakse, mikä haittasi olennaisesti Merkuriuksen tutkimista. Euroluotain sen sijaan käyttää monia aivan uusia tekniikoita, joiden kehittäminen osoittautui varsin haastavaksi.

Lentoa alettiin suunnitella jo 1990-luvun lopulla ja 2000-luvun alussa hanke laitettiin ehdolle ESAn Cosmic Vision -tutkimusohjelman erääksi ns. lippulaivalennoksi. Se olisi siis Rosetta-komeettaluotaimen kaltainen kallis ja kunnianhimoinen lento, johon panostettaisiin runsaasti aikaa ja rahaa.

Virallisesti lento hyväksyttiin helmikuussa 2007, jolloin päätettiin myös toteuttaa lento yhdessä Japanin avaruustutkimusvirasto JAXAn kanssa: euroluotaimen kanssa Merkuriusta lähtisi tutkimaan samalla kyydillä pienempi japanilainen ennen kaikkea magneettikentän mittaamiseen erikoistunut alus.

Lento sai omalaatuisen nimen BepiColombo italialaiselta matemaatikolta Giuseppe "Bepi" Colombolta, joka keksi ja laski Mariner 10 -lennon omalaatuisen ohilentoradan.

Rata oli merkittävä myös siksi, että se käytti ensimmäisenä planeettojen ohilentoja luotaimen nopeuden ja lentoradan muuttamiseen rakettimoottorin polttojen sijaan. Mariner 10 ei olisi kyennyt tutkimaan Merkuriusta niin hyvin ilman Bepiksi kutsutun italialaisen ideaa, ja painovoimalinkousta on käytetty sen jälkeen lukuisten luotaimen lentoa avustamaan.

Alkuperäisen aikataulun mukaan laukaisu olisi tapahtunut jo vuonna 2011, mutta nyt se on lokakuussa 2018. 

Tekniset ongelmat on nyt ratkaistu, ja vain luotaimen viimeisissä testeissä tai sen laukaisuvalmisteluissa tapahtuvat onnettomuudet voivat enää lykätä lentoa. Tai jos kantoraketille tapahtuu onnettomuus ennen laukaisua.

Luotaimen varsinainen lentomalli on joka tapauksessa nyt valmis ja se on parhaillaan ESAn teknisessä keskuksessa ESTECissä, Hollannissa.

Kyseessä on itse asiassa kolmikko, joka näyttää omituiselta päällekkäin kasattujen palasten tornilta.

Varsinainen BepiColombo-luotain on vähän alasimen näköinen laatikkomainen laite, joka on viitisen metriä pitkä suurimmalta pinnaltaan. Sen yksi kylki on kuin metallinvärinen sälekaihdin: se on aina varjopuolella oleva lämpösäteilin, joka hohkaa luotaimen sisältä lämpöä ulos avaruuteen. 

BepiColombossa ei ole Messengerin käyttämää lämpökilpeä, vaan se luottaa vaaleaan lämpösuojaan pinnallaan sekä näppärästi suunniteltuun lämmönhallintasysteemiin, joka vie ylimääräisen kuumuuden lämpösäteilimeen. Lämpösuojaus on ollut yksi suurimmista syypäistä viivytykseen; esimerkiksi vaalean kangasmaisen lämpösuojapinnoitteen mustata ompeleet piti tehdä uudestaan, kun saumoista valuikin liikaa lämpöä läpi.

Yllättävä lisäviivästys tuli puolestaan lautasantennista, jonka kautta luotain on yhteydessä Maahan. Sen muoto muuttui liikaa tietyissä tilanteissa, joissa sen toinen puoli oli varjossa ja toinen Auringon paahteessa. Kun antennin lautasmuoto muuttui liikaa, ei tieto enää kulkenutkaan. Siis antennia suojaamaan piti kehittää erityinen valkoinen maali.

Verrattuna Messengeriin joutuu BepiColombon vielä suuremman lämpörasituksen kohteeksi, koska sen kiertorata tulee olemaan lähempänä pintaa. 

Toinen murheenkryyni on ollut aurinkopaneeli, joka toistaiseksi täytyy vielä kuvitella ESTECin hallissa olevaan luotaimeen kiinni. Alun perin käytettäväksi suunnitellut yhdistepuolijohdeaurinkokennot osoittautuivatkin lämmönkestävyydeltään luvattua huonommaksi, joten aurinkopaneelin lisäksi osa alijärjestelmiä piti suunnitella uudelleen.

Koska aurinkopaneelin pitää osoittaa kohti Aurinkoa, on sen suojaaminen ylimääräiseltä lämmöltä hankalaa. Siksi pintaan on asennettu kennojen lisäksi peiliä ja paneelit käännetään osoittamaan hyvin pienessä kulmassa Aurinkoon: se voi olla jopa 80° poispäin Auringosta.

Varsinaisen alasinmaisen luotaimen (josta käytetään myös lyhennenimeä MPO, Mercury Planetary Orbiter) kanssa Merkuriusta tulee kiertämään pienempi japanilainen magneettikenttää mittaava satelliitti, joka vapautetaan omille teilleen Merkuriuksen luona.

Tämä japanilaisten tekemä MMO-nimellä (Mercury Magnetospheric Orbiter) tunnettu alus on kuin aurinkopaneeleilla ja hopeapaperilla päällystetty täytekakku, jonka keskellä sojottaa antenni kuin yksittäinen kynttilä kakussa.

Ja lisäksi on viitisen metriä pitkä toiselta pinnaltaan kaareva laatikko MTM (Mercury Transfer Module), jonka tehtävänä on kuljettaa kaksi kiertolaista planeettainvälisen avaruuden halki Merkuriukseen. Siinä on omat aurinkopaneelit ja neljä voimakasta ionimoottoria. 

Oikeastaan lisäksi osiin tulee laskea vielä aurinkosuoja, metallinen tötterömäinen visiiri, joka tulee suojaamaan luotaimia Auringon paahteelta matkan aikana. 

Jos BepiColombon kehittämiseen on mennyt suunniteltua enemmän aikaa ja rahaa, on tästä ollut jo nyt hyötyä ESAn Aurinkoa tutkivan Solar Orbiter -luotaimen suunnittelun kannalta. Suurin osa ongelmista on liittynyt juuri siihen, että Euroopassa ei ole aikaisemmin tehty yhtä lämpöteknisesti haastavaa avaruusalusta.

Luotaimessa on neljä voimakasta ionimoottoria, jotka vievät BepiColombon mutkikasta rataa pitkin Merkuriukseen.

Lähelle on pitkä matka

Matkassa mitattuna ei Merkurius ole usein paljoakaan kauempana kuin esimerkiksi Mars keskimäärin, mutta sinne meneminen on paljon Marsia vaikeampaa.

Hieman yli neljä tonnia laukaisun aikaan painavalta BepiColombolta matkaan kuluu seitsemän vuotta ja pari kuukautta; Messengeriltä kului noin kahdeksan. Lyhempään matka-aikaan päästään tehokkailla ionimoottoreilla ja näppärällä lentoradalla.

Ensin luotain saapuu noin vuoden kuluttua laukaisunsa jälkeen Maan lähelle ja nappaa käyttää maapalloa ratamuutokseen kohti Venusta. Kaksi 225 vuorokauden välein toistuvaa Venuksen ohilentoa muuttavat soikean radan Aurinkoa lähintä kohtaa pistettä Merkuriuksen etäisyydelle. 

Sitten tehdään kuusi Merkuriuksen ohilentoa, joilla luotaimen nopeus saadaan hidastettua 1,75 kilometriin sekunnissa. Alkunopeus oli 3,36 km/s.

Lopulta luotain vempautetaan joulukuussa 2025 kiertämään Merkuriusta neljällä pitkällä ionimoottoreiden jarrutuspoltolla siten, että lopulta kohdeplaneetta oikeastaan nappaa luotaimen kiertoradalleen.

Aluksi luotain kiertää Merkuriusta hyvin soikealla kiertoradalla, jonka lähin piste on 450 kilometrin korkeudessa ja kaukaisin 175 000 kilometrin päässä planeetasta.

Japanilaisluotain irrotetaan, ja se jää kiertämään itsekseen Merkuriusta.

Sen jälkeen BepiColombo muuttaa rataansa vähemmän soikeaksi siten, että lopulta sen on radalla, joka kulkee planeetan napojen kautta ja vaihtelee korkeudeltaan 400:n ja 1500:n kilometrin välillä.

Pari kuukautta kestävän mittalaitteiden ja kameroiden tarkistuksen jälkeen luotain aloitta ainakin vuoden ajaksi suunnitellun tutkimusrupeamansa. Tosin yleensä avaruuslaitteet kestävät nykyisin minimivaatimuksia pitempään, joten jo nyt lennon arvellaan ja toivotan kestävän vähintään vuoteen 2027.

Ja jos luotain on niin hyvä kuin nyt oletetaan, saattaa se jatkaa tutkimuksiaan tuon jälkeenkin.

Euroopassa virtasi taannoin jopa kaksi kertaa Amazonia suurempi joki

To, 07/06/2017 - 18:13 Jarmo Korteniemi
Kuva: James St. John / Flickr

Euroopassa virtasi aikoinaan jättimäinen joki, joka keräsi vettä Britannian ja Venäjän väliseltä alueelta. Joki hallitsi mannerjäätikön eteläpuolista Eurooppaa.

Jääkausi oli muutosten ja mullistusten aikaa koko Euroopassa, myös kaukana itse jäätiköistä. Eräs huimimmista esimerkeistä oli jättimäinen Le fleuve Manche tai Channel River, suomeksi käännettynä Kanaalijoki.

Atlanttiin laskevan jättijoen suu sijaitsi maakaistaleella Ranskan Bretagnen länsipuolella, nykyisen Englannin kanaalin suun tienoilla. Pisimmillään sinne virtasi vettä ainakin 2500 kilometrin päästä idästä.

Joki oli tiettävästi suurin, mitä Euraasiassa on ikinä virrannut.

Tuore ja kattava mallinnus osoittaa Le fleuve Manchen valuma-alueen olleen suunnilleen saman kokoinen kuin nykyisellä Mississippillä Pohjois-Amerikassa. Kaikki vedet aina Britanniasta Länsi-Venäjälle ja Lapista Alpeille virtasivat mereen samaa uomaa pitkin.

Mallinnus vastaa hyvin geologisia havaintoja. Tutkimuksessa perehdyttiin eritoten siihen, millaisia vaikutuksia jäätikön vetäytymisellä ja sulamisvesillä aikoinaan oli. Tuloksista saadaan myös osviittaa siitä, mitä nykyisten jäätiköiden sulaessa saattaa joskus vielä tapahtua. Mallia on jo käytetty hyväksi käytännössä muillakin aloilla, esimerkiksi jättimäisten metaanipurkausten tulkinnassa.

Joen valuma-alue (H. Patton / CAGE)
Le fleuve Manchen mallinnettu valuma-alue. (H. Patton / CAGE)

Jääkauden tärkein joki

Mannerjää oli laajimmillaan noin 22 700 vuotta sitten. Pohjois-Eurooppaa peitti tuolloin laaja jäätikkö, joka ulottui Brittein saarilta 4500 kilometrin matkan aina kauas Huippuvuorten itäpuolelle.

Jäätikkö ei ollut paikallaan, vaan aina liikkeessä. Jää virtasi koko ajan keskeltä kohti reunoja. Etenkin kesäisin se suli pääasiassa pinnaltaan, mutta myös reunoilta. Massan tasapainoa ylläpiti talvinen lumisade, joka riitti kompensoimaan sulaneen osuuden. Uusi lumi pakkaantui vuosien saatossa jäätikköjääksi.

Jäätikkö itse virtasi ja vietti Lapin perukoilta asti kohti etelää, joten sulavedetkin kulkivat samaan suuntaan. Vedet purkautuivat jäätikön reunalla tasangolle ja päätyivät idästä länteen virranneeseen Le fleuve Mancheen.

Joki lieni erittäin tärkeä Golf-virran säätelijä läpi koko jääkauden. Sen Atlanttiin päästämä kylmä ja suolaton vesi piti huolta, ettei merivirta onnistunut lämmittämään seutua kuten nykyisin.

Tutkijoiden mukaan arviot joen virtaamasta vaihtelevat, mutta määrä saattoi huippuaikoina olla jopa kaksi kertaa Amazonin vertainen.

Osa jäätikön hävikistä tapahtui muualla kuin pinnalla. Sekä pohjoisessa että lännessä jää valui mereen ja muodosti kelluvia jäähyllyjä. Siellä jää hupeni sekä meriveden sulattamana että jäävuorten lohkeillessa hyllyn reunoilta. Samankaltainen prosessi syö nykyisinkin sekä Grönlannin että Antarktiksen jäätiköitä.

Jääkauden lopulla jäätä poistui lähes kymmenen kertaa vauhdikkaammin kuin nykyisin Grönlannin ja Antarktiksen jäätiköillä. Hyvä esimerkki kuinka voi ehkä käydä, jos ylitämme lähiaikoina jonkin kriittisen kynnyksen.

Lopulta joki vain hävisi

Jäätikön sulaminen kiihtyi, ja alkoi lopulta myös vetäytyä. Vauhdikkaimmillaan hävikki oli 15 000–13 000 vuotta sitten.

Mannerjäätikkö pieneni tuolloin 750 kuutiokilometrillä vuodessa. Samalla tahdilla Islannin tai Huippuvuorten kaikki nykyjäätiköt häviäisivät kokonaan alle viidessä vuodessa, Euraasian massiivisin jäätikkö, Novaja Zemljan Severny, saattaisi sinnitellä pari vuotta niitä pidempään.

Hetkittäin mannerjäätikön sulamistahti saattoi nousta jopa 3000 kuutiokilometriin vuodessa. Erään 400–500 vuotta kestäneen sulamispulssin aikana sulamisvedet nostivat merenpintaa 2,5 metrillä.

Kuva: H. Patton / CAGE
11 730 vuotta sitten Kanaalijoen virtaus oli vain murto-osa huippuajoista.

Jäätikön vetäytyessä Le fleuve Manchen merkitys pieneni. 12 500 vuotta sitten virtaus oli vain viidennekseen entisestä. Sekä Itämeren että Vienanmeren alueelle muodostuneet suuret jääjärvet pidättivät merkittävän osan joen aiemmista lähteistä. Samalla Le fleuve Manchen suurimmista sivuhaaroista kehittyi itsenäisiä jokia.

Merenpinta nousi viimein oin 10 000 vuotta sitten tasolle, jossa Englannin kanaali pääsi tulvimaan ja Brittein saaret erkanivat mantereesta. Kanaalijoki siis lyheni kummastakin päästä, ja lopulta katosi. Maailman sen ympärillä muuttui liiaksi.

Merenpinta nousi jääkauden loppuvaiheessa yhteensä noin 120 metrillä. Euroopan mannerjäätikön sulamisen osuus tästä oli noin 20 metriä.

Euroopan mannerjäätikön massa oli suurimmillaan noin kolme kertaa Grönlannin nykyjäätikköä suurempi. Se oli jääkauden aikaan planeetan kolmanneksi suurin, Pohjois-Amerikan ja Etelämantereen jäätiköiden jälkeen. Huippuaikana jäätä oli planeetalla yli 2,5 kertaa enemmän kuin nykyisin.

Lähde: Eurekalert, Patton ja kumpp. (2016), Patton ja kumpp. (2017), Lambeck ja kumpp. (2014)

Otsikkokuvassa Lena-joen suistoa Pohjois-Venäjällä. (James St. John / Flickr)

Video: Suuri tietoliikennesatelliitti hajonnut osiin

Jotain omituista tapahtui 17. kesäkuuta Maata noin 36 000 kilometrin korkeudessa olevalla geostationaarisella kiertoradalla.

Suurin osa tietoliikennesatelliiteista on tällä radalla, koska siellä kiertoaika Maan ympäri on täsmälleen sama kuin maapallon pyörähdysaika, joten siellä oleva satelliitti näyttää pysyvän paikallaan taivaalla täältä alhaalta katsottaessa.

Eräs suurimmista tietoliikennesatelliittioperaattoreista on Luxemburgissa päämajaansa pitävä SES, jolla on yli 50 satelliittia hallittavanaan (myös muualla kuin geostationaarisella radalla).

Yhdelle näistä tapahtui toistaiseksi tuntematon onnettomuus kesäkuun 17. päivänä: yhteys Yhdysvaltoja ja Meksikoa palvelevaan AMC-9 -satelliittiin menetettiin, sen havaittiin pyörivän ja siirtyvän pois paikaltaan, minkä lisäksi se näytti hajonneen osiin. Yllä oleva video on kuvattu heti tapauksen jälkeen, ja se näyttää selvästi miten epänormaalisti pyörivästä satelliitista (sen vilkkuu) irtaantuu osia.

Satelliitti perustuu hyvin luotettavaan ja yleisesti käytössä olevaan Alcatel-yhtiön Spacebus-3000 -pohjaan, joka on käytössä yli 30 tietoliikennesatelliitissa.

Syy tapahtumaan ei ole vielä selvillä, mutta päävaihtoehtoja on kaksi: joko satelliittiin on törmännyt jokin kappale, luonnollinen tai avaruusromun palanen, tai sitten sen polttoainesäiliö on pamahtanut.

Aivan raato satelliitti ei kuitenkaan ole, sillä SES kertoi saaneensa viime viikonloppuna yhteyden satelliittiin. Vaikka sitä tuskin enää saadaan käyttökuntoon, on mahdollista, että se saadaan näin hivutettua turvalliselle etäisyydelle geostationaariradasta. Irronneille ainakin kahdelle kappaleille ei luonnollisestikaan voi tehdä mitään, joskin tämänhetkisen arvion mukaan niistä ei ole ainakaan välitöntä vaaraa muille satelliiteille.

SES-yhtiölle tapaus on merkittävä taloudellisesti ja operationaalisesti, sillä se joutuu nyt korvaamaan kapasiteetin muilla satelliiteillaan siihen saakka, kunnes taivaalle saadaan tämän satelliitin korvaaja.

SES10

Video: 20 vuotta Marsissa

Eilen 20 vuotta sitten, heinäkuun 4. päivä vuonna 1997, alkoi uusi aika Mars-tutkimuksessa.

Silloin Nasan Pathfinder-laskeutuja putosi onnistuneesti punaisen planeetan pinnalle ja aloitti siellä toiminnan. Sen mukana oli myös Sojourner-niminen pieni kulkija, joka testasi myöhemmissä Mars-kulkijoissa käytettyjä tekniikoita ja oli yksinkertaisesti kovin söpö.

Tämän jälkeen ihmiskunta – tässä tapauksessa Nasa – on ollut Marsissa koko ajan. Sen koommin ei ole ollut yhtään päivää, jolloin meillä ei olisi ollut luotainta aktiivisesti tutkimassa tätä meille rakasta planeettaa.

Pathfinder oli myös nimensä mukaisesti tiennäyttäjä, sillä esimerkiksi sen testaamaa ilmatyynytekniikkaa on käytetty monta kertaa myöhemmin. Kahdessa vuosikymmenessä laskeutumiset Marsiin ovat tulleet jo lähes rutiininomaisiksi.

Yllä oleva video kertoo menneistä kahdesta vuosikymmenestä hyvin Nasan tyyliin. Siinä on kaikki upeat lennot ja luotaimet, joista osa toimii yhä edelleen, mutta se unohtaa epäonnistumiset sekä muut Marsia tutkineet. Nasan lisäksi Euroopan avaruusjärjestö on ollut hyvin aktiivinen, ja sillä on edelleen kaksi luotainta Marsia kiertämässä: Mars Express saapui sinne jo vuonna 2003 ja toinen luotain, ExoMars-hankkeen  TGO-luotain viime vuonna. Lisäksi Intialla on luotain Marsia kiertävällä radalla.

Videon puolueellisuuden antaa kuitenkin mielellään anteeksi, sillä Nasa sekä etenkin sen Jet Propulsion Laboratory on ollut – ja on – Mars-tutkimuksen ehdottomasti johtava taho, ja amerikkalaisluotaimet -sekä kulkijat lähettävät tänäänkin Marsista niin paljon uutta tietoa, että 20 vuotta sitten Pathfinderin kuvia katsoneet tutkijat saisivat huimauskohtauksen!

Avainsanat