marraskuu 2017

Jos olet Slushissa ja tunnet omituista hytinää, saattaa syynä olla 5G

To, 11/30/2017 - 07:37 Jari Mäkinen
Kuva Slush 2016:sta

Uutta, huippunopeaa 5G-mobiiliverkkoa on kehitetty hyvin voimakkaasti Oulussa, ja niinpä ei ole yllättävää, että Oulu vie Slushiin aidon 5G:n kansainvälisen teknologiayleisön elettäväksi ja koettavaksi.

Tänään Helsingissä alkaa tämän vuoden Slush. Tapahtumaa on hieman hankala määritellä, sillä se on toki alun perin start-up -yrityksille ja sijoittajille tarkoitettu deittipäivä, mutta joka on kasvanut varsin massiiviseksi teknologiaa ja tulevaisuutta kartoittavaksi hypetapahtumaksi.

Joka tapauksessa Suomeen tulee sen ansiosta noin 20 000 henkilöä keskellä harmainta syystalvea. Vaikka Suomi on toki näyttävästi mukana, eivät kävijät tule tänne niinkään Suomen takia, vaan toistensa ja tapahtuman itsensä vuoksi.

Silti Slush on ainutlaatuisen upea tilaisuus monille suomalaisyirtyksille ja -tutkimuslaitoksille esitellä tekemisiään suoraan kautta koko maailman tulleille teknopäättäjille, -kayttäjille ja -tekijöille. Kaikki suomalaisyliopistot ovatkin mukana, mutta Oulusta on tällä kerralla mukana myös jotain muuta: pitkälti oululaisten kehittämä uusi, nopea 5G-mobiiliverkko kaikkine mahdollisuuksineen.

Oulun osastolla voikin päästä kokemaan sen, miten 5G.n vauhti tuo lisää puhtia virtuaali- ja lisätyn todellisuuteen. Demossa näytetään 5G:n sallimaa etäläsnäolon mahdollisuutta sekä vuorovaikusta ympäröivän maailman kanssa sensoreiden avulla.

”Toteutamme elämyksellisen virtuaalitodellisuuden, jossa Slush-yleisö pääsee kurkistamaan tulevaisuuteen myös livenä 360°-näkymällä virtuaalilaseilla ja tableteilla. Ja mikä tärkeintä, näkemään siellä oman teknologiansa ja liiketoimintansa mahdollisuudet”, kertoo Oulun 5G-testiverkon ohjelmajohtaja Olli Liinamaa.

Oulusta mukana olevat yritykset rakentavat modernin elämyksen puettavan älyn, mobiilisensoreiden ja älykalvoille heijastettavien sisältöjen ympärille. 
 
”Slushista on lyhyt matka Ouluun, missä on tällä hetkellä ainoa avoin 5G-testiverkko 5GTN, johon toivotamme yritykset tervetulleiksi 5G-co-creationin ytimeen kehittämään langatonta teknologiaa maailmanluokan tutkimuksen keinoin”, Liinamaa kutsuu. 

Slushissa annetaan esimakua uudesta 5GTN-Yhteisö-palveluympäristöstä, joka avataan yrityksille lähiaikoina. Palvelun avautumista voi seurata 5GTN-verkkosivuilla.  

5G-elämyksen rakentavat Oulun yliopiston CWC-tutkimuskeskus, Business Oulu ja oululaisfirmat yhteiständilleen halliin 7. 

Jutun pohjana on Oulun yliopiston tiedote.

Uusi Vätsärin meteoriitti - mistä ja kuinka sitä kannattaa lähteä etsimään?

Ke, 11/29/2017 - 16:27 Jarmo Korteniemi
Kuva: Jarmo Korteniemi (aineisto: Maanmittauslaitos)

Inarissa on nyt tarjolla uunituoreita avaruuskiviä, ja kukapa ei sellaista haluaisi löytää? Tutustutaan kuitenkin ensin paikkaan, josta niitä meteoriitteja kannattaa lähteä etsimään. Alueella on muutamia erikoisuuksia, jotka kannattaa ottaa retkelle lähtiessä huomioon.

Poikkeuksellisen kirkas tulipallo herätti huomiota ympäri Pohjoiskalottia 16.11. Ursan tulipallotyöryhmän analyysien mukaan kiviä satoi Inarijärven itäpuolelle Vätsärin erämaahan.

Putoamisalue on 20x30 kilometrinen ellipsi (otsikkokuvassa). Kiven palaset ovat voineet tuuppaantua sivuun alkuperäiseltä radaltaan sekä tuulten että emokappaleen hajotessa saatujen sivuttaisnopeuksien vuoksi.

Todella suuret palaset hidastuvat (ja muuttavat suuntaansa) yleensä vähiten. Siksi sellaisia kannattaa periaatteessa etsiä putoamisellipsin etäpäästä (tässä tapauksessa koillisesta, läheltä Norjan rajaa). Pienempiä paloja on kuitenkin lukumäärällisesti enemmän.

Varma jaottelu tuo ei missään nimessä ole. Ursan tulipallotyöryhmäläiset arvelevat, että meteoriitteja putosi maahan asti muutamia kymmeniä kiloja, eli kaikki ovat hyvin saattaneet olla pienehköjä ja alttiita tuulen riepottelulle.

Ensin hyvät uutiset

Alueelle pääsee suhteellisen helposti. Autollakin.

Satunnaisen meteoriitinmetsästäjän kannattaa lähestyä aluetta etelästä, Nellimin kautta. Putoamisellipsin pohjoisosaan suoraan tähtääville helpoin kävelyreitti lähtee kuitenkin Norjan puolelta (lähes vihoviimeiseltä tieltä mitä siitä maasta löytyy). Ensimmäinen vaihtoehto vaatii Ivalosta 65 km ajomatkan, toinen 330 km.

Kolmas vaihtoehto on tietysti hankkiutua suoraan meteoriittiellipsin sydämeen venekyydillä.

Vätsärin erämaa-alueella saa liikkua vapaasti jokamiehenoikeuksien puitteissa. Tulien teonkin Metsähallitus on mahdollistanut - vastuullisesti ja metsäpalovaroitusta noudattaen, tietysti. Alueelle saa myös ostettua kalastus- ja metsästyslupia, jos ei halua kantaa reissueväitä mukanaan.

Talvi ei ole meteoriittijahdille otollista aikaa. Lumien ja jäiden lähtöä täytyy tuolla vartoa yleensä toukokuun puoliväliin. Keväällä kannattaa varautua kelirikkoon.

Parhaimpaankin kulkuaikaan seutu on meteoriitin metsästäjälle kuitenkin vähintään haasteellinen. Maasto on vaihtelevaa, ja satunnainen kivi kätkeytyy sinne helposti.

Inarinjärvi peittää putoamisalueen läntisen osan (30 %). Loppualuekin on satojen repaleisten järvien, lampien ja jokien sekä purojen vallassa (10 %).

Vedestä kiviä on mahdotonta löytää, mutta vesistöt tarjoavat hyvän kulkuväylän esimerkiksi kanootilla. Kuivalla maalla meno voi olla nimittäin tuskaista.

Seudun järvien välissä kiemurtelee lähes joka paikassa joko soita (10 % alueesta) tai louhikoita pitkinä mattoina (10 %). Loppu (40 %) on metsäistä maastoa. Osa metsänpohjastakin tosin on vaikeakulkuista kivikkoa tai upottavaa suota.

Kannattaakin suunnata korkeammalle, jos vain mäet eivät haittaa. Putoamisellipsin alueen nyppylät ovat kaikki koillis-lounas -suuntaisia drumliineja, jäätikön uurtamia rakenteita. Niistä suurin, Nammivaara, on 130-metrinen ympäröivään maastoon nähden ja parin kilometrin pituinen. Alueen pohjoiskolkassa luikertelee pari hiekkaharjuakin.

Bonusongelma

Meteoriitteja voisi periaatteessa etsiä tarkalla metallinpaljastimella, sillä useimmissa avaruudesta tulevissa kivissä on huomattavan paljon rautaa ja nikkeliä. Vätsärin alueella kannattaa kuitenkin varautua lukuisiin vääriin hälytyksiin.

Vätsärissä esiintyy luonnostaan paljon metalleja. Eritoten juuri nikkeliä, paikoin rautaakin.

Alueen alla olevassa kalliossa kulkee "Inarin-Allaretch(ens)kin intruusio" kohti Kuolan niemimaata. Se on nikkeli- ja kuparirikas jäänne muinaisesta suuresta tulivuoresta. Maan sisältä puskenut magma jähmettyi vuoren alle vajaat kaksi miljardia vuotta sitten ja on sittemmin hioutunut näkyviin eroosion vaikutuksesta.

Viimeisimpänä jäätikkö on kuljettanut malmilohkareita ja murentanut niitä pienemmiksi. Siksipä metallinpaljastin voi laulaa seudulla epätavallisen paljon.

Ja, vaikkei malmilohkareita joka paikassa lojuisikaan, vaatii erikoisen avaruuskiven löytäminen ehkäpä Suomen kivikkoisimmalla seudulla sekä hermoja että tuuria.

Kymmenien tai satojen pikkukivien etsiminen alueelta ei tule olemaan helppoa. Meteoriitinmetsästys on Suomessa yleensäkin kuin neulan etsimistä heinäsuovasta, Vätsärissä se on kertaluokkaa hankalampaa. Se, joka tuon meteoriitin keksi heittää juuri tuonne, omasi kyllä varsin pirullisen huumorintajun.

Mitä sitten kannattaa tehdä?

Mitä enemmän alueella liikkuu ja pitää silmänsä auki, sitä todennäköisemmin onnistuu löytämään meteoriitin. Todennäköisyys on pieni, mutta suurempi kuin lottoamisessa. Luulisi ainakin.

Paras keino löytää Vätsärin meteoriitin palanen on siis mennä alueelle heti lähivuosina. Varman tunnistuksen mahdollistava sulamiskuori kun voi hävitä ankarissa oloissa hyvinkin pian. Sen jälkeen satunnaisen kiven erottaminen malmilohkareesta on sattuman kauppaa. Ja voi kivi vuosien saatossa hävitä louhikon uumeniinkin.

Lue tarkemmin aiemmasta jutustamme: Miten tunnistan meteoriitin?

Muistutan vielä lopuksi, että Vätsäriin ei kannata lähteä ilman riittävää retkeilykokemusta ja kunnon varusteita. Lisätietoa Luontoon.fi -sivustolta.

Jutun teossa on käytetty Geologian tutkimuskeskuksen tarjoamia Hakku- ja FMD/FODD-palveluita.

Kuvat: Jarmo Korteniemi (aineistot: MML & GTK)

Vanha maasturirahtikone muuttuu tulevaisuuden sähkölentokoneeksi

Ti, 11/28/2017 - 23:24 Jari Mäkinen
eFan-X -lentokone, missä on yksi sähkömoottori ja kolme perinteistä suihkumoottoria

Sähkömoottorilla varustetut pienkoneet ovat jo ilmassa, ja ellei lentoajan lyhyyttä oteta huomioon, ovat ne osoittautuneet oikein käteviksi. Seuraavaksi sähkö tulee suurempiin koneisiin: Airbus, Siemens ja Rolls-Royce tekevät sähköisen matkustajalentokoneen koeversion vuoteen 2020 mennessä.

E-Fan X -koekone perustuu brittitekoiseen BAe 146 -lentokoneeseen, joka sopii käyttöön erinomaisesti. Tässä alun perin Iso-Britannian armeijan pieneksi, Land-Roverin ja sen miehistön lennättämiseen tarkoitetuksi kuljetuskoneeksi suunnitellussa laitteessa on neljä pientä suihkumoottoria, joten niistä yksi on helppo korvata sähkömoottorin käyttämällä puhallinmoottorilla. 

Jos uusi moottori osoittautuu luotettavaksi ja toimivaksi, voidaan toinenkin suihkumoottori vaihtaa sähköiseen – ja edelleen kaksi perinteistä moottoria takaa matkan jatkumisen, mikäli jotain yllättävää tapahtuu.

Tarkkaan ottaen kyse on sähköisestä hybridilentokoneesta, sillä sähkömoottorin lisäksi koneessa on siis perinteisiä suihkumoottoreita.

Tämä on todennäköisesti myös arkisen sähkölentämisen ensimmäinen vaihe, koska esimerkiksi nousun aikaan tai erityisissä lentotilanteissa tarvittava työntövoima saadaan tehokkaammista kerosiinilla toimivista suihkumoottoreista. Vähemmän puhtia vaativa matkalento onnistunee pelkästään sähkövoimin.

Sähköistäminen ei ole helppoa

Lentokoneen muuttaminen sähköiseksi on paljon vaikeampaa kuin esimerkiksi auton, koska tarvittava teho on suurempi ja akkujen paino on ilmailussa maaliikennettä olennaisempi asia.

Liikenneilmailussa myös luotettavuus täytyy pystyä todentamaan erittäin hyvin, joten sähköisillä lentokonesysteemeillä on edessään paljon testilentotunteja ennen kuin ne hyväksytään matkustajalentojen käyttöön.

Toistaiseksi myös tarpeeksi tehokkaan ja kevyen sähkömoottorin tekeminen on ollut hankalaa.

Koekoneessa käytetään Siemensin kehittämää kahden megawatin moottoria sekä yhtiön tekemää moottorihallinta- sekä voimansyöttöelektroniikkaa. Airbus ja Siemens ovat kehittäneet ilmailun sähkösysteemejä vuodesta 2016 alkaen yhteisessä E-Aircraft Systems House -hankkeessaan.

Sähkömoottori asennetaan siis ensi vaiheessa perinteiseen tapaan toimivan suihkumoottorin sisään siten, että moottorin ytimenä oleva kaasuturbiini korvataan sähkömoottorilla. 

Nykyisinhän suihkumoottorien olennaisin osa on moottorin edessä oleva suuri turbiini, puhallin, jota käytetään kaasuturbiinilla. Vain pieni osa työntövoimasta tulee moottorista taaksepäin syöksyvästä pakokaasusta, loput saa aikaan ilmaa erikoisen potkurin tapaan puhaltava turbiini, siis puhallin.

Sähkösuihkumoottoria ei ulkoisesti nopeasti katsottuna voi juurikaan erottaa perinteisestä, sillä vain voimanlähde moottorin sisällä vaihtuu.

Sähkömoottorin lisäksi uudenlainen moottori vaatii sovelletun puhaltimen ja sitä käyttävän voimansiirron. Tässä mukaan tulee suihkumoottorivalmistaja Rolls-Royce.

Airbusin tehtävänä yhteistyössä on laittaa lentokoneen systeemit kasaan ja kehittää menetelmät, miten moottoreita käytetään lennon aikana. Airbus myös tekee akut.

Koekoneen toivotaan lentävän vuonna 2020 ja sen avulla tullaan testaamaan tekniikkaa varsin perusteellisesti. 

Euroopan komission Flightpath 2050 -vision tavoitteena on vähentää tuohon vuoteen mennessä ilmailun tuottamia hiilidioksidipäästöjä 75 %, typen oksidien päästöjä 90 % ja melua 65 %. Ilman uutta tekniikkaa tämä ei ole mahdollista.

Pitkät lentomatkat, tarvittavat suuret työntövoimat ja lentokoneiden massan pitäminen mahdollisimman pienenä tekevät kerosiinista vielä pitkään merkittävimmän ilmailun polttoaineen, mutta etenkin lyhyillä lentomatkoilla sähköiset hybridiratkaisut ja sen jälkeen täyssähköiset moottorit voisivat olla käytännöllisiä.

Perinteinen kuva murtui: silmän tappi- ja sauvasolut toimivat yhdessä

Ti, 11/28/2017 - 21:17 Toimitus

Kirkkaassa valossa näkemisen on yleisesti uskottu olevan tappisolujen ja hämärässä näkemisen sauvasolujen vastuulla. Miten sitten on mahdollista, että ihmiset, joilla ei ole toimivia tappisoluja, pystyvät kohtuullisen hyvin toimimaan näköaistin varassa päivänvalossakin?

Aalto-yliopiston, Tübingenin yliopiston ja Manchesterin yliopiston tutkijat osoittavat tuoreessa Nature Communications -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa, että sauvasolujen synnyttämiä signaaleita voidaankin mitata sekä verkkokalvolta että aivoista paitsi hämärässä myös hyvin kirkkaassa valossa.

Tietyillä valojen kirkkausasteilla signaalit jopa voimistuvat valon kirkastuessa, kun niiden on tähän asti ajateltu saturoituvan kirkkaassa valossa kokonaan.

”Tutkimustulos kyseenalaistaa perinteisen jaon, jonka mukaan sauvasoluilla olisi merkitystä vain hämärässä", sanoo Aalto-yliopiston professori Petri Ala-Laurila.

"Itse asiassa sauvasoluilla on merkitystä aivan kaikissa tutkimissamme olosuhteissa ja niiden toimintakyky paranee pitkään jatkuvissa kirkkaammissa valaistusolosuhteissa. Toki on syytä edelleen muistaa, että tappisolut vastaavat pääosin näkemisestä kirkkaassa valossa ja sauvojen kontribuutio on erittäin pieni, mutta silti mitattavissa."

Ala-Laurila uskoo, että tulokset voivat parhaimmillaan myös auttaa löytämään uusia hoitomuotoja monokromaateille, eli potilaille, joilla ei ole toimivia tappisoluja.

”Kun sauva- ja tappisolujen toimintaa aletaan ymmärtää paremmin, voidaan myös pureutua silmäsairauksien syntymekanismeihin. Elinympäristöissämme on paljon kirkkaita valoja, joissa näkemisen on perinteisesti kuviteltu nojautuvan puhtaasti tappisoluihin. Sauvanäköä tehostamalla voisi löytää mielenkiintoisia uusia hoitomuotoja."

Tutkimusta varten rakennettu matemaattinen malli huomioi uusimman tiedon siitä, miten sauvasolut sopeutuvat eri kirkkausasteisiin.

Tutkimus suoritettiin Thomas Münchin (Tübingenin yliopisto) ja Rob Lucaksen(Manchesterin yliopisto), tutkimusryhmissä hiirillä, joilta on geneettisellä muuntelulla poistettu tappisolut. Aalto-yliopiston professori Petri Ala-Laurila osallistui tulosten matemaattiseen mallintamiseen.

Tulokset julkaistiin Nature Communications –tiedejulkaisussa. Linkki julkaisuun (nature.com)

*

Juttu on lähes suoraan Aalto-yliopiston tiedote.

Suorana labrasta tällä viikolla: Joakim Riikonen ja nanomateriaalit

Ti, 11/28/2017 - 09:36 Jari Mäkinen

Viime viikolla Pariisi, tällä viikolla Kuopio! Tiedossa kiinnostava viikko nanomateriaalien ja Joakim Riikosen seurassa Itä-Suomen yliopistossa.

Joakim (eli Twitterissä @JoakimRii) toimii yliopistotutkijana Itä-Suomen yliopiston Sovelletun fysiikan laitoksella Kuopiossa.

Hänen tutkimuksensa keskittyy erityisesti äärimmäisen pieniä rakenteita sisältäviin nanohuokoisiin materiaaleihin ja niiden monimuotoisiin sovelluksiin. Tutkimuksissa selvitetään muun muassa miten näitä materiaaleja voidaan hyödyntää tehostamaan lääkeaineiden vaikutusta, keräämään arvokkaita metalleja tai puhdistamaan jätevesiä.

Jälkimmäiseen liittyen Joakim on mukana myös  -tiimissä, mikä osallistui taannoiseen Helsinki Challenge -kilpailuun ja pääsi hienosti semifinaaliin. Tiimin esittelyvideo on alla.

Joakimin viikon twiitit ovat tässä alla Storify-koosteena.

Lapin tulipallon rata selvitetty - pudotteli meteoriitteja vaikeaan paikkaan

Ke, 11/22/2017 - 13:52 Jarmo Korteniemi
Kuva Jarmo Moilanen / Google / Ursa

Oulun eteläpuolella asti näkyneen kirkkaan tulipallon rata on saatu määritettyä. Ursan mukaan kappale tuli asteroidivyöhykkeeltä ja pudotteli meteoriitteja Inarinjärven itäpuolelle.

Poikkeuksellisen kirkas tulipallo herätti torstaina (16.11. klo 18.40) huomiota niin Suomessa, Pohjois-Ruotsissa ja -Norjassa sekä Kuolan niemimaalla. Kappaleen lentoradan mallinnus on nyt valmistunut.

Ennen törmäystään murikka oli elliptisellä radalla, jonka sisin piste hieman Maan radan sisäpuolella ja uloin piste oli asteroidivyöhykkeellä 2,7 kertaa kauempana Auringosta kuin Maa.

Mikäli sen palasia (meteoriitteja) päästään aikanaan analysoimaan, on näytteiden mahdollisen alkuperäseudun tietäminen tärkeää — siitäkin huolimatta, että kappale on toki voinut päätyä lopulliselle törmäyskurssilleen useidenkin törmäysten tuuppimana.

Ilmakehään meteoroidi saapui noin 13 kilometriä sekunnissa Lapin yllä, lentäen kohti koillista. Kirkas ja laajalti huomiota herättänyt tulipallovaihe alkoi Ivalon lounaispuolella 91 kilometrin korkeudella ja sammui vasta 20 kilometrissä Inarinjärven yllä. Hieman alle 10 sekuntia kestäneen tulipallovaiheen aikana kivi hajosi osiin, mikä erottui näyttävinä, jopa sokaisevan kirkkaina välähdyksinä.

Tulipallon kirkkaus ei johdu kitkasta. Loisteen syynä on paine, jonka ilmakehään vauhdilla tunkeutuva meteoroidi aiheuttaa kaasussa. Kaasu tiivistyy, kuumenee ja hohtaa kiven edessä ja ympärillä. Kaasu vastavuoroisesti lämmittää ja sulattaa myös kiven pintaa.

Kappaleen liike ilmakehässä sai aikaan voimakkaan paineaallon, minkä lähellä olleet ihmiset kuulivat rajuna räjähdyksenkaltaisena pamauksena. Jarmo Moilanen tulipallotyöryhmästä kuvailee tapausta: "Paineaalto oli niinkin voimakas, että se sai ikkunat ja talot tärähtämään ja eräät havaitsijat tunsivat sen kehossaan. Pamauksen jälkeen on kuulunut jyrinää. Nämä ovat tyypillisiä ääni-ilmiöitä suurten ja syvälle ilmakehään tunkeutuvien tulipallojen yhteydessä."

Meteoriitteja kaukana erämaassa

Tulipallovaiheesta selvinneiden palasten arvellaan pudonneen Vätsärin erämaahan Inarinjärven itäpäässä. Putoamisalueeksi arvioidaan noin 60 neliökilometriä, sillä tuulet niin stratos- kuin troposfäärissäkin ovat voineet siirtää kiviä vapaaputoamisen aikana jonkin verran sivuun alkuperäiseltä lentoreitiltä.

Vätsäri on Suomen syrjäisin kolkka. Seutu on vaikeakulkuista kivikoiden, repaleisten järvien, soisten rantojen ja kumpuilevien vaarojen sekamelskaa. Tulipallotyöryhmän väki kävi seudulla hiihtämällä, ja totesi etsimisen olevan talven aikana vähintäänkin haastavaa.

Mallinnusta johtanut matemaatikko Esko Lyytinen arvioi pinnalle päätyneen "jopa kymmeniä kiloja meteoriitin kappaleita". Suurin osa kappaleista on varsin pieniä.

Suurin osa emokappaleesta tuhoutui ilmalennon aikana, mutta sen arvellaan olleen muutamasatakiloinen ja alle metrinen. Alkuperäistä kokoa on kuitenkin vaikea määrittää ilman näytteitä materiaalista.

Meteoriitiksi sanotaan ainoastaan kiveä, joka on saapunut avaruudesta ja sulanut ilmakehässä pinnaltaan. Avaruudessa kappale oli meteoroidi. Meteori tai kansanomaisemmin tähdenlento on ilmalennon aikana näkyvä kirkas ilmiö. Tulipallo tai bolidi taas on erityisen kirkas meteori.

Meteoriittien koostumus jaetaan tyypillisesti kolmeen päätyyppiin: rautaisiin, kivisiin ja näiden sekoitukseen eli kivirautaisiin. Nimistä huolimatta lähes kaikissa meteoriiteissa on riittävästi rautaa, jotta ne reagoivat magneettiin. Ja myös rautaiset meteoriitit ovat kiviä.

Juttu pohjautuu suurelta osin Tähtitieteellinen yhdistys Ursan tiedotteeseen.

Otsikkokuva: Jarmo Moilanen / Google / Ursa

Tähtienvälisiä matkalaisia on lähempänäkin

Ti, 11/21/2017 - 14:22 Jarmo Korteniemi
Kuva: Hubble / ESA / NASA

Vastikään löydetty pitkä asteroidimainen 'Oumuamua on lyhyellä vierailulla Aurinkokunnassamme. Tutkijat arvioivat nyt, että lähettyviltämme saattaa koko ajan viuhua useita muitakin vastaavia kappaleita, vaikkei niitä olekaan vielä havaittu. Muutakin tähtienvälistä tavaraa läheltämme kyllä löytyy.

400-metrinen tähtienvälinen matkalainen 'Oumuamua on pikavisiitillä Aurinkokunnassa. Kappale löydettiin runsas kuukausi sen jälkeen, kun se oli ohittanut Auringon hyvin läheltä. Huimalla nopeudellaan se poistuu Aurinkokunnan sisäosista vuodessa ja Auringon vaikutuspiiristä muutamassa tuhannessa vuodessa.

Tutkijat arvelevat, ettei 'Oumuamua ole mikään outo ja ihmeellinen poikkeus, vaan se ensimmäinen havaittu kappale aiemmin tyystin huomaamattomasta ryhmästä.

Laskelmien mukaan vastaavan kokoinen järkäle saattaa hyvinkin kulkea Aurinkokunnan sisäosien läpi noin kerran vuodessa. Ne ovat tähän asti jääneet huomaamatta tummuutensa ja nopean ohituksensa vuoksi. Nykylaitteistojen tarkkuus ja kattavuus alkaa kuitenkin olla riittävän hyvä, että sellaisia tulee jäämään havaintohaaviin vielä (lähi)tulevaisuudessakin.

Hieman pienempiä, sadan tai parinsadan metrin levyisiä tähtienvälisiä kulkijoita taas saattaa viuhua ympärillämme aivan alituiseen.

Laskelmia tukevien havaintojen tilasto on tosin vielä varsin köykäinen. Siinä kun on vain yksi tietue, 1I/'Oumuamua.

Törmäysvaara

Tarkoittaako tähtienvälisten kappaleiden löytyminen sitä, että ne nostavat myös törmäyksen riskiä ihan täällä meilläkin? Täytyykö niistäkin olla huolissaan, kaikkien tuhansien "oman takapihan" tavallisten asteroidien ja komeettojen lisäksi?

Yksinkertainen vastaus on sekä kyllä että ei. Mikään ei estä yksittäisen tähtienvälisen kappaleen päätymistä törmäyskurssille. Mutta niiden populaatio on kuitenkin niin harva, ettei se nosta törmäyksen tilastollista todennäköisyyttä kuin hyvin niukasti.

Tapahtuneista törmäyksistäkin voi päätellä jotain. Maassahan törmäyskraatterit tuhoutuvat nopeasti, mutta muilla kiviplaneetoilla ja kuissa jäljet näkyvät hyvin. Mikä tärkeintä, nykyiset mallit selittävät nähdyt kraatterimäärät erittäin hyvin. Jos interstellaariset törmääjät todella olisivat merkittävä osa törmääjäpopulaatiota, niiden synnyttämät kraatterit aiheuttaisivat ongelman. Kraattereita olisi enemmän ja ne olisivat osaksi havaittua suurempia. Huomattavasti suuremman nopeutensa vuoksi tähtienväliset kappaleet nimittäin toisivat muassaan suuremman kineettisen energian ( E = ½·m·v2 ) ja aiheuttaisivat siksi monin verroin enemmän tuhoa paikallisiin asteroideihin verrattuna. Siksi malleihin olisi pitänyt tähän asti tehdä toistaiseksi selittämättömiä korjauksia – mutta sellaisia ei ole juuri tarvittu.

Avaruudesta pudonneita pienempiäkin kiviä (eli meteoriitteja) on tutkittu kymmeniä tuhansia, eikä niiden joukosta ole löytynyt ainuttakaan tähtienvälisen kulkijan palasta. Sellaisen voisi erottaa oman Aurinkokuntamme tuotoksista kemiallisesti. Toisen tähden kiertolainen omaisi erilaiset rakennusaineiden isotooppisuhteet, ja mineraalikoostumuskin saattaisi olla himpun verran toisenlainen, sillä saatavilla olevien aineiden kirjo olisi voinut olla erilainen.

(Sivuhuomautus: Joidenkin meteoriittien rakenteesta kyllä löytyy tähtienvälisiä hitusia ja jyväsiä. Niihin tallettunut aines on kuitenkin sitä samaa tähtienvälistä pölypilveä mistä itsekin olemme rakentuneet. Nuo osuvammin ns. "presolaariset jyväset" nimittäin syntyivät ennen Aurinkoa ja kertovat siksi ikinomasta historiastamme.)

Jotain ihan oikeasti tähtienvälistä materiaakin olemme kuitenkin jo onnistuneet keräämään. Stardust-luotain keräsi 2000-luvulla avaruuslennollaan pölyhiukkasia ja toi niitä analysoitavaksi Maahan. Osa niistä oli tullut jostain Aurinkokunnan ulkopuolelta.

Mutta ei kosmista tavaraa kannata kuitenkaan lähteä aina turhan kaukaa hakemaan. Toiset tutkimukset ovat nimittäin osoittaneet, että Maan ilmakehään tippuvista mikrometeoriiteista selvä osa on todella kotoisin hyvin kaukaa tähtienvälisestä avaruudesta. Ja tuota "eksottista tavaraa" voi hyvinkin löytää ihan mistä vain, vaikkapa omalta takapihalta.

Lähteet: Love ja kumpp. (Icarus 1994),Westphal ja kumpp. (Science 2014), Genge ja kumpp. (Geology 2017), Meech ja kumpp. (Nature 2017)

Otsikkokuva: Hubble / ESA / NASA

Aurinkokuntamme läpi porhaltaa juuri nyt tähtienvälinen lähettiläs

Ti, 11/21/2017 - 08:36 Jarmo Korteniemi
Kuva: ESO/M. Kornmesser

400-metrinen ja taiteilijan kuvassa lähes virtaviivaisen avaruusaluksen muotoinen kappale on juuri kulkemassa Aurinkokunnan läpi. Tutkijoiden mukaan kyse on asteroidimaisesta kohteesta, joka on puhdistunut kaikesta pölystä ja jäästä tähtienvälisessä avaruudessa.

Tasan kuukausi sitten tutkijat havaitsivat oudon kohteen Maan lähettyvillä mutta planeettojen tason yläpuolella. Aluksi se vaikutti nopealta asteroidilta tai ehkä sammuneelta komeettaytimeltä.

Radan tarkentuessa varmistui, että kyse oli jostain täysin uudentyyppisestä. Jostain, joka oli tullut tähtienvälisestä avaruudesta, ja oli jo palaamassa kovaa vauhtia sinne takaisin.

Se oli jo ehtinyt tehdä Auringon lähiohituksen syyskuun 9. päivä huimalla lähes 90 km/s nopeudella, ja vieläpä selvästi Merkuriuksen radan sisäpuolelta (noin 0,25 AU:n etäisyydeltä). Maan se taas oli ohittanut lokakuun puolessavälissä 25 miljoonan kilometrin etäisyydeltä.

Kohteelle annettiin havaijinkielinen nimi 'Oumuamua, joka tarkoittaa jotakuinkin "kaikkein ensimmäistä tiedustelijaa". Se löydettiin alunperin havaijilaisella Pan-STARRS 1 -teleskoopilla.

Euroopan eteläisen observatorion VLT-antennilla 'Oumuamuasta saatiin pian enemmän selville. Kappale on tummanpunainen, vähintäänkin 400 metrin pituinen ja ehkäpä vain vaivaisen 40 metrin levyinen. Pinta vaikutti olevan puhdasta kiveä tai metallia. Muoto on hyvin erikoinen, ainakin oman naapurustomme perusteella.

Kappaleen koko ja muoto saatiin selville harvinaisen voimakkaista kirkkausvaihteluista, jotka noudattavat tarkasti kappaleen 7,3 tunnin pyörimisaikaa. Tutkijat kertovat havainnoistaan tuoreessa Nature-artikkelissa.

Vaikka 'Oumuamuan muotoon ja kuvaukseen sopivia avaruusaluksia löytyykin tieteistarinoista vaikka kuinka monta, lienee kyse kuitenkin aivan luonnon muovaamasta järkäleestä.

Toisin kuin kaikilla tunnetuilla Aurinkokunnan kappaleilla, 'Oumuamualla ei näytä olevan pinnallaan minkäänlaista pölyä tai jäätä. Tämä käy ilmi sen spektristä. Värin ja pölyttömyyden tulkitaan johtuvan miljoonia vuosia jatkuneesta voimakkaasta kosmisten säteiden pommituksesta.

Alustavien laskujen mukaan järkäle on saapunut Aurinkokuntaan planeettojen kiertotason yläpuolelta jotakuinkin Vega-tähden suunnalta. 'Oumuamua ei kuitenkaan ole kotoisin Vegan kiertoradalta, sillä sen ollessa 300 000 vuotta sitten Vegan nykyetäisyydellä (runsaat 25 valovuotta), oli itse tähti ominaisliikkeensä vuoksi vielä aivan muualla. Tutkijat päättelevätkin, että 'Oumuamua on hyvinkin saattanut kiertää ympäri Linnunrataa täysin yksin satojen miljoonien vuosien ajan – ennen tätä pikavisiittiään Aurinkokunnassamme.

Tällä hetkellä järkäle kulkee kohti Pegasuksen tähdistöä hieman alle 40 km/s nopeudella. Noin sadan vuoden kuluttua se on ennättänyt 500–600 AU:n etäisyydelle Auringosta. Jahka 'Oumuamua viimein pääsee tähtienväliseen avaruuteen, se loittonee Auringosta enää "vain" 26 km/s.

Tutkijat jatkavat 'Oumuamuan seuraamista niin pitkälle kuin se vain näkyy, jotta radan yksityiskohtia saataisiin tarkennettua.

Alla video kappaleen lennosta Aurinkokunnassa (artikkeli jatkuu videon alla):

Kannattaa kuitenkin muistaa, ettei 'Oumuamua ole mitenkään ainutlaatuinen kappale. Tähtienvälisiä matkaajia on muitakin. Niitä löytyy paljon lähempää kuin saattaa ensialkuun arvatakaan.

Useita nimiä

'Oumuamua tunnetaan myös nimellä " 1I " (yksi-ii, yksi-interstellar) tai " 1I / 'Oumuamua". Se on ensimmäinen kappale Kansainvälinen tähtitieteellisen unionin IAU:n juuri lanseeraamassa "interstellar"-kategoriassa, joka on varattu selvästi tähtienvälisestä avaruudesta tuleville ja sinne saman tien sinkoutuville kohteille. Alkuperäinen asteroidiin viittaava nimi A/2017 U1 on siis historiaa.

'Oumuamuan nimen alussa oleva heittomerkki kuvaa peräkkäisten vokaalien väliin jäävästä paussista. Meillä moisia taukoja ei tarvitsisi erikseen merkitä, sillä ne tulevat luonnostaan, esimerkiksi lyhyt tauko o- ja a-kirjainten välissä sanottaessa "outo alieni".

Suomessa 'Oumuamuasta kertoi ensimmäisenä Tähdet ja Avaruus.

Lähde: ESO, Meech ja kumpp. (Nature, 2017)

Otsikkokuva: ESO/M. Kornmesser

Tällä viikolla Suorana labrasta on neurotiedettä Pariisista: Tommi Himberg

Ma, 11/20/2017 - 11:24 Jari Mäkinen

Viime viikolla Suorana labrasta vieraili Lyonissa kielitieteellisessä kokouksessa, mutta nyt ollaan koko viikko Pariisissa. Lääketieteelliseen tekniikkaan ja neurotieteisiin meidät vie Tommi Himberg, eli @tijh.

Tommi Himberg on tutkijatohtori Aalto-yliopiston Neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitoksella. Hänen erikoisalansa on sosiaalinen neurotiede ja erityisesti yhdessä tanssivat, musisoivat tai keskenään keskustelevat ihmiset sekä heihän vuorovaikutuksensa.

Juuri nyt marraskuussa Tommi on vierailevana professorina Pariisin 8. yliopistossa, tutkimassa ryhmäliikeimprovisaatiota ja sen vaikutuksia, joten luvassa lienee myös kansainvälisyyttä ja hieman laajemmin tutkimuksen tekemiseen muissa maissa liittyviä twiittejä.

Tommi toimii myös Nuorten tiedeakatemian puheenjohtajana, joten kenties hän vilauttaa mukaan myös tiedepolitiikkaa...

Tutkijoilla uutta tietoa suuren tulivuoren oikuttelusta Islannissa

La, 11/18/2017 - 20:05 Jarmo Korteniemi
Kuva: Flightradar

Lauantaina tehty mittauslento antoi tärkeitä lisävihjeitä Islannin tuoreimmasta tulivuoriuhkasta. Tutkijat ovat nyt varsin varmoja, ettei purkausta ole vielä käynnissä. Tilanne on kuitenkin yhä vaarallinen ja vaatii seurantaa.

Tutkijat ovat nyt saaneet paremman käsityksen Öræfajökull-tulivuoren yllä havaituista muutoksista. Vuoren lakea peittävässä jäätikössä havaittiin perjantaina yllättävä laaja painanne, joka viittaa tuliperäiseen toimintaan jään alla. Islannin yliopiston tulivuoritutkijat lensivät alueella lauantain aikana.

Mittausten mukaan painanteen halkaisija on tällä hetkellä noin 800 metriä ja syvyys keskellä 21–25 metriä. Uusia halkeamia on syntynyt etenkin rakenteen pohjois- ja itäosiin. Mittaukset tehtiin koneeseen asennettua tutkaa käyttäen.

Alueelta on siis sulanut jäätä vähintään miljoona tai kenties muutamia miljoonia kuutiometrejä. Minimissäänkin sulavesiä on siis kertynyt ainakin 30 000 suuren säiliöautollisen verran (á 34 000 litraa) tai kolmanneksen enemmän kuin kaikki suomalaiset käyttävät vettä päivittäin (n. 140 litraa/asukas/vrk).

Poliisit päivystivät ainakin perjantain ja lauantain välisen yön maastossa vuoren kupeessa, pitäen silmällä vuorelta mereen johtavaa Kvía-jokea. Kvían virtaaman on huomattu lisääntyneen huomattavasti sulavesien vuoksi, ja viranomaiset epäilivät tilanteen pahentuvan pian entisestään. Saaren ympäri kulkeva ja paljon käytetty rantatie ylittää Kvían kriittisessä paikassa.

Professori Magnús Tumi Guðmundsson Islannin yliopistolta kuvailee tilannetta Islannin yleisradiolle: "Vesi näyttää syöksyvän suoraan [jää]painanteesta alaspäin. Tämä viittaa siihen, ettei kyse ole mistään varsinaisesta purkauksesta vaan hyvin nopeasta ja voimakkaasta lämpenemisestä. Paljon tässä on jäätä sulanut lyhyessä ajassa. Paikkaa täytyy pitää tarkasti silmällä."

Guðmundssonin mukaan painanne ei vielä ole riittävän suuri, jotta sulavedet voisivat alkaa kerääntymään sinne. Tilanne voi kuitenkin muuttua, mikäli sulaminen jatkuu pitkään nykyisellään tai jopa kiihtyy. Jos vuoren huipulle jossain vaiheessa todella syntyy sulavesijärvi, on vain ajan kysymys, milloin sen jäiset reunat antavat periksi ja tapahtuu mahdollisesti hyvinkin tuhoisa jäätikkötulva.

Viranomaiset ovat valmiita lähettämään alueen kaikkiin puhelimiin automatisoituja sms-viestejä, jos tilanne sitä vaatii. Alueella liikkuvia on myös kehoitettu tarkkailemaan ympäristöä normaalia tarkemmin tulvien varalta. Vaikka jäätikkötulvia sattuukin aika ajoin hieman lännempänä, eivät mahdollisella vaaravyöhykkeellä asuvat ole aiemmin juuri joutuneet varautumaan niihin kotonaan.

Tutkijat kävivät lennolla tarkastamassa myös vuosina 2014-2015 näyttävästi purkautuneen Bárðarbunga-vuoren tilanteen. Siellä ei havaittu merkittäviä muutoksia. Tarkoitus on lentää paluumatkalla vielä outoa hiljaiseloa vuosia viettäneen Katla-vuoren huipun jäätikkönkin yli ja tehdä sielläkin mittauksia.

Tiedetuubi jatkaa tilanteen seuraamista.

Korjaus 18.11. klo 22.00: Pilkkuvirhe korjattu tilavuuslaskuissa. Toimittajan laskemassa arviossa oletetaan, että painanne on symmetrinen ja että jäätä on sulanut painanteen pohjaa myötäilevän pyörähdysellipsoidin kalotin verran.
Päivitys 18.11. klo 23.30: Lisätty tieto automaattiviesteistä.

 

Lähteet: Islannin yleisradion artikkelit 18.11. klo 15.22, klo 18.39 ja klo 21.21 (Islannin aikaa)
Otsikkokuva: Flightradar

Islannin korkein tulivuori heräämässä viimein eloon

La, 11/18/2017 - 05:04 Jarmo Korteniemi
Kuva: Theo Crazzolara / Flickr

Islannin suurimman tulivuoren jääpeitteeseen on juuri muodostunut laaja painauma. Lähes 300 vuotta uinunut jättiläinen voi olla jälleen aktivoitumassa.

Islannin korkeimman tulivuoren laelle on yllättäen ilmestynyt halkaisijaltaan noin kilometrinen painauma. Asiasta kertoi Islannin väestönsuojeluvirasto myöhään perjantai-iltana. Vuoren tila on julistettu epävarmaksi.

Enintään viikon aikana syntynyt painauma sijaitsee keskellä Öræfajökull-vuoren jään peittämää kalderaa.

Piirre löydettiin aluksi 17.11. otetusta satelliittikuvasta (alla) ja sen olemassaolo käytiin varmistamassa tarkistuslennolla. Rannikkovartioston on tarkoitus lennättää tutkijoita vuorelle lauantaiaamuna. Heidän on määrä ottaa näytteitä paikan päällä ja perehtyä tilanteeseen näin tarkemmin.

Vuori sijaitsee aivan Islannin etelärannikolla. Se on yksi monista tulivuorista suuren Vatnajökull-jäätikön alla. Vain muutamia vuosia sitten jäätikön pohjoislaidan tuntumassa sattui suurin laavapurkaus yli 200 vuoteen.

Öræfajökullin yllättävä painauma kertoo kalderan kohonneesta geotermisestä lämmöstä, joka on ilmeisesti sulattanut vuoren päällä lepäävää jäätikköä merkittävästi. Vuoren juurelta mereen johtavassa sulavesiuomassa havaittiin kohonneita rikkipitoisuuksia jo aiemmin tällä viikolla.

Öræfajökullin alueella on myös viimeisen vuoden aikana alkanut tapahtua yhä enemmän maanjäristyksiä. Tahti on kiihtynyt erityisesti elokuusta lähtien.

Vaikka kauan uinuneen vuoren aktiivisuus onkin siis selvästi kohonnut, eivät tutkijat usko uuden purkauksen olevan heti nurkan takana. Toisaalta Öræfajökull saattaa myös käyttäytyä odottamattomasti.

Varotoimena vuoren hälytystaso nostettiin keltaiselle, ja sen toimintaa seurataan tarkasti. Väestönsuojeluvirasto julisti vuoren tilan "epävarmaksi", ja mahdollisti näin viranomaisten normaalia tehokkaamman yhteistyön.

Viimeisestä purkauksesta 289 vuotta

Öræfajökull on paitsi Islannin korkein (2110 m) tulivuori, myös tilavuudeltaan niistä suurin. Sen purkaukset ovat myös usein räjähtäviä, johtuen magman laadusta. Vuori syöksee pinnalle usein epätavallisen jähmeää (piirikasta) laavatyyppiä, joka vangitsee sisäänsä painetta kasvattavia kaasuja. Yleensä Islannin tulivuoret tuottavat paljon juoksevampaa basalttista laavaa, jossa kaasut voivat liikkua vapaammin.

Öræfajökull on purkautunut vain kahdesti Islannin asuttamisen jälkeen. Purkaus vuonna 1362 oli räjähtävin, mitä koko saarella on tapahtunut historiallisena aikana. Vuoren lähiseutu tuhoutui täysin ja nimettiin nimettiin Öræfiksi, joka tarkoitti alunperin "ei-ole-satamaa" mutta tarkoittaa nykyisin myös "joutomaata". Seutu pystyttiin asuttamaan uudelleen vasta 40 vuoden kuluttua purkauksesta. Toisen kerran vuori purkautui vuosina 1727–28, synnyttäen samoilla seuduilla tuhoisia sulavesitulvia.

Päivitys 18.11.2017: Tutkijoiden tekemän mittauslennon alustavista tuloksista on nyt lisätietoa!

Tiedetuubi seuraa tilanteen kehittymistä.

Lähteet: Islannin ilmatieteen laitos, Islannin väestönsuojeluvirasto, Islannin yleisradio

Otsikkokuva: Theo Crazzolara; Satelliittikuva: Islannin yliopisto

Jyväskylässä saadaan avaruuselektroniikka sekaisin hiukkascocktaileilla

Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen kiihdytinlaboratoriossa tehdään tutkimusta sekä valmistetaan cocktaileja – hiukkassekoituksia, joiden tarkoituksena on jäljitellä mahdollisimman tarkasti avaruudessa olevaa säteilyä.

Avaruuteen lähetettäviä laitteita testataan monin tavoin, jotta voidaan olla varmoja siitä, että ne kestävät avaruuden vaativia olosuhteita ja laukaisun rasitukset. Satelliitteja ja niiden osia ravistetaan, täristetään, altistetaan korkeille ja matalille lämpötiloille, kuritetaan sähkömagneettisilla häiriöillä sekä laitetaan tyhjiökammioihin. Niitä myös ammutaan hiukkasilla.

Jyväskylän kiihdytinlaboratorio on yksi kolmesta Euroopan avaruusjärjestö ESA:n tukemasta säteilytestauspaikasta. Sen lisäksi testausta tehdään Belgiassa ja Sveitsissä, mutta jokaisella testipaikalla on oma erikoisuutensa: suomalaisilla se on suurienergiset hiukkaset sekä elektronit. Näiden vuoksi Jyväskylään tullaan myös kauempaa, sillä testejä Keski-Suomessa käyvät tekemässä myös amerikkalaiset ja japanilaiset.

 

Säteilyasema

Tutkimusaseman johtajana toimii sen myös perustanut Ari Virtanen.

“Kun tämä Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen kiihdytinlaboratorio otettiin käyttöön vuonna 1995, kaavailimme sille heti alusta alkaen myös soveltavaa tutkimusta ja haimme jopa kaupallisia sovelluksia.”

Avaruuslaitteiden säteilytestaus oli yksi Virtasen ajatuksista. Hän kävi tutkimassa alaa Yhdysvalloissa ja eurooppalaisissa testausta tekevissä keskuksissa, ja alkoi puuhata Jyväskylään omaa säteilytysasemaa.

“Otimme yhteyttä moniin testejä tekeviin yhtiöihin ja tutkimuslaitoksiin, ja lopulta vuonna 1998 Daimler-Benz Aerospace Saksasta saatiin kiinnostumaan meistä. Rakensimme heille räätälöidyn koejärjestelyn, ja he olivat tyytyväisiä.”

“Siitä se sitten alkoi”, hymyilee Virtanen selvästikin yhä tyytyväisenä.

JUY_Radlab_piiri_testattavanaKuva: Elektroniikkapiiri laitetaan testiaseman sisälle telineeseen. Kuvassa testattavaksi tulevan piirin liittimet, joiden kautta piiri kytketään testilaitteistoon ja ohjaamoon.

ESA tulee mukaan

Heti alkuvaiheessa Jyväskylästä oltiin yhteydessä myös Euroopan avaruusjärjestöön, mutta tarjous ei tuolloin herättänyt vastakaikua. Suomi oli 1990-luvulla vielä varsin tuntematon uusi jäsenmaa Euroopan avaruuspiireissä.

“Aloin käydä tuolloin aktiivisesti alan konferensseissa, ja Daimler-Benz Aerospacen referenssin avulla sain kerrottua meistä hieman aiempaa paremmin”, jatkaa Virtanen.

“Lopulta myös ESA kiinnostui, he tulivat testaamaan meidät ja totesivat, että tosiaan tiedämme mitä teemme. Tämän pohjalta teimme vuonna 2003 sopimuksen ESA:n kanssa siitä, että tänne tehdään heidän vaatimuksensa täyttävä koeasema. Se otettiin käyttöön täällä juhlallisesti toukokuussa 2005.”

“Nykyisin täällä käy noin 20 yritystä vuosittain tekemässä testejä ja tästä tulee ihan kohtuullisesti tuloja laboratoriolle. Noin 20 prosenttia ajasta, kun kiihdytin on päällä, käytetään testaamiseen.”

JUY_Radlab_elektronit
Kuva: Elektronitestausasema on samanlainen kuin sairaaloissa, mutta testikappaleet saadaan siihen helpommin ja laitteen toimintaa voidaan muuttaa tarpeen mukaan.

Cocktailkiihdytin

Säteilytestaamisessa olennaista on luoda kiihdyttimellä sen kaltaiset olosuhteet, joihin testattava laite joutuu avaruudessa. Säteily-ympäristö puolestaan riippuu siitä, mihin laite on menossa: onko kyseessä matala kiertorata, keskikorkea vai lähteekö laite tutkimaan kaukaisempaa kohdetta.

“Laitteiden odotetaan tyypillisesti toimivan avaruudessa useita vuosia, ja me laskemme kuinka paljon ja millaista säteilyä se tulee saamaan tuona aikana. Se sitten tuplataan tai triplataan, ja annetaan laitteelle sen verran hiukkasia. Jos se kestää sen, niin todennäköisesti se kestää avaruudessa.”

Tarkalleen ottaen kokeissa ei tehdä täsmälleen samanlaista säteilyä kuin avaruudessa on, vaan säteilyä, joka vaikuttaa testilaitteeseen samalla tavalla. Esimerkiksi hyvin nopeasti kulkevia suurienergisiä hiukkasia jäljitellään raskaammilla, mutta hitaammin tulevilla ioneilla, atomiytimillä, joista on otettu osa elektroneista pois.

Valitsemalla ionit ominaisuuksiensa mukaan oikein, eli tekemällä niistä sopivan cocktailin, voidaan testattavaan laitteeseen kohdistaa juuri haluttu säteilyvaikutus.

“Kun sähköinen laite alkaa kärsiä säteilystä, ilmenee se ensin toimintahäiriöinä. Esimerkiksi muistipiireissä osa biteistä kääntyy toisinpäin ja informaatio korruptoituu, mutta kun muistiin kirjoitetaan uudelleen, pysyvää vikaa ei havaita. Kun näitä virheitä alkaa tulla, niitä alkaa syntyä aika nopeasti lisää, kun säteilyn määrää nostetaan. Sitten jossain vaiheessa tulee taso, missä virheiden määrä ei enää lisäänny.”

Testauksessa haetaan nämä kaksi säteilytyksen tasoa: milloin virheitä alkaa tulla ja milloin niiden määrä saturoituu, eli niiden määrä ei enää lisäänny säteilymäärän kasvaessa. Kun laitetta säteilytetään oikein kunnolla, se saattaa myös hajota pysyvästi. Piiriin voi tulla oikosulkuja, jolloin se ei enää toimi kunnolla, vaikka säteily lakkaisikin.

“Säteilyvirheet ovat kuitenkin leikkiä todennäköisyyksien kanssa”, Virtanen muistuttaa ja jatkaa: “Voi olla, että vaikka laitetta on testattu kuinka paljon, niin siihen osuu heti avaruudessa joku sopiva kosminen hiukkanen, joka saa aikaan vakavan virheen. Testaamalla laitteet kunnolla voidaan järjestelmät kuitenkin tehdä sellaisiksi, että ne kestävät säteilyä mahdollisimman hyvin.”

Saisiko olla myös elektroneja?

Suurin osa avaruudessa olevasta hiukkassäteilystä on protoneita, neutroneita ja hieman raskaampia atomiytimiä. Mutta siellä on muutakin: elektroneja.

Jyväskylän kannalta ne nousivat huomioon ESA:n Juice-luotaimen myötä. Juice tulee lentämään Jupiterin ympärille itse jättiläisplaneettaa, mutta ennen kaikkea sen jäisiä kuita, tutkimaan. Jupiterin ympärillä on hyvin paljon elektronisäteilyä, joten Juicen kaikki laitteet pitää tehdä kestämään sitä – ja siksi myös testata elektroneilla.

Tätä varten Virtanen keksi pyytää yliopiston käyttöön käytöstä poistettavana olleen syöpähoitolaitteen. Alkuperäisessä käytössään laitteella kohdistetaan potilaaseen elektroneja sekä gammasäteilyä, jota synnytetään elektronien avulla.

“Saimme laitteen ilmaiseksi, koska se oli menossa tuhottavaksi. Laboratorioinsinöörimme Heikki Kettunen muokkasi sitä hieman käyttöömme sopivaksi ja rakensimme siihen testiaseman mittausvarustuksen, ja saimme näin elektronimittausaseman hyvin edullisesti!”

Testaus alkoi viime vuonna ja Jyväskylässä on käynyt jo useita sitä käyttäneitä asiakkaita.

“Oli aika yllättävää huomata, että elektronimittaamista ei tehdä maailmalla paljoakaan, eivätkä käytössä olevat laitteet ole tarkoitukseen sopivia. Periaatteessa testausta voisi tehdä missä tahansa syöpähoitoa antavassa suuremmassa sairaalassa, mutta siellä potilaat ovat luonnollisesti etusijalla. Kyse on myös siitä, että me tiedämme, miten testaus suoritetaan. Voimme tehdä sen standardoidulla tavalla ja tarjota samassa paketissa muita testauksia.”

JUY_Radlab_ionilahdeKuva: Hiukkascocktail tuotetaan ionilähteessä, mistä se johdetaan testiasemaan. Matkalla hiukkasia valikoidaan ja kiihdytetään. Kuvassa on asennettavana oleva uusi ionilähde, joka on lähes kaksinkertainen teholtaan verrattuna nykyiseen.

Seuraava askel: kaupallinen testaaja

Nykyisin asiakkaan edustajat saapuvat Jyväskylään laitteet mukanaan testausta varten ja viipyvät siellä testistä riippuen pari päivää. Kiihdytinlaboratorio tarjoaa heille “vain” sopivat hiukkaset ja testiaseman, minkä sisälle laite voidaan laittaa ja mistä saadaan mittaustietoa ulos.

“Toki avustamme heitä koko ajan mittauksissa, mutta suurimmassa osassa tapauksista voisimme hyvin tehdä mittaukset myös itse. Voimme tarjota koko säteilymittauksen palveluja, jolloin asiakas lähettäisi meille laitteen ja ohjeet siitä, millaisia testejä sille halutaan tehdä. He säästäisivät paljon rahaa ja me voisimme tehdä testit joustavammin oman aikataulumme mukaan.”

Virtasen mukaan tämä on kuitenkin jo niin erikoistunutta kaupallista toimintaa, että sitä varten pitäisi perustaa erityinen yritys. Tämä RADLABiksi kutsuttu yritys toimisi luonnollisesti läheisessä yhteistyössä yliopiston kanssa.

“Yritykselle on varattu tilatkin ja tarkoitus on tehdä muutamia pilottitestejä ennen toiminnan varsinaista aloittamista. Samalla koko tämä testausliiketoiminta siirtyisi sitten tämän uuden yrityksen tehtäväksi.”

Testauksen lisäksi yritys voisi olla tuotteistamassa säteilynkestäviä tekniikoita. Laboratorio on ollut mukana EU-hankkeessa, missä on kehitetty säteilykestävää muistipiiriä. Se on herättänyt jo suurta kiinnostusta, ja mikäli rahoitus järjestyy, voisi RADLAB tuoda piirin myyntiin.

JUY_Radlab_Ari_ja_Arto

Sen tiimoilta Ari Virtanen (kuvassa oikealla) katsoo kuitenkin jo nuorempiin: hänen varamiehinään häärivät Heikki Kettunen ja Arto Javanainen (kuvassa vasemmalla) saanevat säteilytestauksen johdettavakseen Virtasen jäädessä pian eläkkeelle.

“Aika pitkälle tämä vuonna 1965 pesulan kellariin perustettu kiihdytinlaboratorio on päässyt!”

Jutun on kirjoittanut Tiedetuubin Jari Mäkinen Tekesin tilauksesta ja se on julkaistu ensin spacefinland.fi -svustolla.

Tätä on odotettu: lantatietoa kaikille

Ti, 11/14/2017 - 20:14 Toimitus

Ei haittaa, vaikka et ole tullut aktiivisesti ajatelleeksi lantaa. Tutkijat ovat nimittäin sitä pohtineet, ja pian tietoa lannasta tarkennetaan ja yhtenäistetään Itämeren suojelukomission jäsenmaiden yhteisen hankkeen avulla.

Kotieläinten lanta on merkittävin ravinteikas sivuvirta Suomessa ja koko Itämeren alueella. 

Ravinteiden kierrätystä kehitetään niin kiertotalouden edistämiseksi kuin vesistö- ja ilmapäästöjen vähentämiseksi. Kansainvälisestä yhteistyöstä on hyötyä arvokkaiden ravinteiden hyödyntämisessä ja päästöjen vähentämisessä.

Lannan hyötykäytön tehostamiseksi täytyy viranomaisilla ja muilla toimijoilla olla käytössään täsmällinen tieto lannan määristä ja ominaisuuksista. Tietoa lannasta tarvitaan esimerkiksi kansallisten ja kansainvälisten velvoitteiden tasapuolisessa taakanjaossa.

Nykyisellään yhtenäistä ohjeistusta kansallisen lantatiedon keruulle ei ole olemassa. Lokakuussa 2017 käynnistyneessä kansainvälisessä MANURE STANDARDS -hankkeessa tietovajetta paikataan. Hankkeessa luodaan yhteiset ohjeet lantatiedon keruulle kaikkiin Itämeren valtioihin.

Normilannasta tietoa moneen käyttöön

Suomessa lantatietoa tuotetaan kahdella tavalla: tilakohtaisista lantanäytteistä tehtävillä analyyseillä sekä Suomen normilanta -järjestelmän avulla. Viimeksi mainittu on Luonnonvarakeskuksen (Luke) ja Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) yhteinen työkalu kattavan lantatiedon tuottamiseen.

Suomen normilanta -järjestelmä tuottaa lantatiedot päätöksenteon tarpeisiin. Se laskee Suomen kotieläintuotannon lantojen määrän ja ominaisuudet eläinryhmittäin ja lantatyypeittäin.

Tieto saadaan eritetylle sonnalle ja virtsalle sekä eläinsuojasta poistetulle ja peltoon levitettävälle lannalle eläinpaikkaa tai tarkasteltavaa aluetta kohti. Tuotetun lannan määrän lisäksi tuloksena ovat lannan kuiva-aineen, orgaanisen aineen, kokonais- ja liukoisen typen, kokonaisfosforin sekä kokonaiskaliumin määrät ja pitoisuudet.

Normilanta-järjestelmästä saatavia tietoja käytetään jo ilman epäpuhtauksien päästöinventaarioissa ja käyttöä ollaan laajentamassa esimerkiksi ravinnetaseiden laskentaan.

Normilanta tuottaa lantatiedon myös Suomen biomassavarannot kartalle kokoavaan Biomassa-atlakseen sekä Ravinnelaskuriin, ensi vuonna julkaistavaan alueellisten ravinnekiertojen suunnittelun viranomaistyökaluun.

MANURE STANDARDS harmonisoi Itämeren alueen lantatiedot

Itämeren alueella lantatiedon keruun menetelmiä on nykyisellään lähes yhtä monta kuin maitakin. Ongelman ratkaisemiseksi Itämeren suojelukomission (HELCOM) jäsenmaat ovat asettaneet  tavoitteeksi luoda kansalliset lannan ravinnesisältöjen standardit ja yhteiset ohjeet niiden käytölle. Tätä tavoitetta toteuttamaan käynnistettiin MANURE STANDARDS -hanke.

Hankkeessa kehitetään ohjeet lantatiedon keruuseen lanta-analyyseillä ja lannankäsittelykyselyillä. Lisäksi luodaan yhteinen pohja lantalaskennalle. Näiden tuottaman uuden lantatiedon vaikutuksia arvioidaan ravinnekiertojen tehokkuuden, päästöjen ja tilojen talouden kannalta. Lisäksi laaditaan suunnitelma ohjeiden käyttöönottamiseksi Itämeren maissa.

MANURE STANDARDS -hankkeen koordinaattorina toimii Luonnonvarakeskus ja partnereita on kaikista Itämeren alueen yhdeksästä maasta. Työhön osallistuu kunkin osallistujamaan virallisesta lantatiedosta vastaavia tahoja, HELCOM sekä tuottaja- ja neuvontajärjestöjä.

Suomesta hankkeessa on Luken lisäksi mukana SYKE ja Maa- ja metsätaloustuottajien keskusliitto MTK ry. Kaksivuotinen hanke saa rahoituksensa EU:n Itämeriohjelmasta.  

Teksti on lähes suoraan Suomen ympäristökeskuksen tiedotteesta.

Mitä nämä ovat: äärimmäisen kirkkaita räjähdyksiä kaukaisissa galakseissa?

Ma, 11/13/2017 - 18:59 Jari Mäkinen

Suomalaistähtitieteilijä Erkki Kankareen johtama kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt koko joukon uudenlaisia äärimmäisen kirkkaita räjähdyksiä etäisistä galakseista. Kyseessä voivat olla kirkkaimmat koskaan havaitut supernovaräjähdykset.

Belfastissa Queen's University:ssä työskentelevän tutkijatohtori Erkki Kankareen johtama tutkijaryhmä on julkaissut juuri Nature Astronomy -lehdessä jännittävän tutkimuksen, jonka avainroolissa on Havaijilla sijaitsevalla teleskoopilla löydetty äärimmäisen kirkas supernova.

Robottiteleskooppi Pan-STARRS1 havaitsee koko ajan tähtitaivasta etsien sieltä asteroideja, komeettoja ja kaikenlaisia muita normaalista poikkeavia ilmiöitä – kuten supernovia eli massiivisten tähtien räjähdyksiä.

Yksi näistä räjähdyksistä on saanut nimen PS1-10adi ja se kiinnitti Kankareen tutkimusryhmän huomion. Tämä supernova tapahtui galaksissa, joka on yli kolmen miljardin valovuoden etäisyydellä Maasta. Se on erittäin mielenkiintoinen muun muassa kirkkautensa ja emogalaksin ydinalueelle sijoittumisensa vuoksi. Kohdetta on seurattu useita vuosia.

”Kohteen säteilemä kokonaisenergia on tuhatkertainen verrattuna normaaleihin supernovaräjähdyksiin", kertoo Kankare Suomen Akatemian lähettämässä tiedotteessa. 

"Kohteen emogalaksi on myös aktiivinen niin sanottu Seyfert-galaksi, jonka ytimessä on noin kymmenen miljoonan Auringon massainen supermassiivinen musta aukko. Kohteen spektroskooppiset ominaisuudet, sekä hidas ja tasainen kirkkauden evoluutio osoittivat kuitenkin, että kyseessä ei ole normaali aktiivisen galaksin supermassiiviseen mustaan aukkoon liittyvä purkaus."

Tarkalleen ottaen PS1-10adi:n laskennallinen energia oli 2,3 x 1045 Joulea. Vertailun vuoksi voi mainita, että LIGO-gravitaatioaaltohavainnossa tapahtuneessa kahden massiivisen mustan aukon törmäyksen tuottama energia oli noin 5,4 × 1047 Joulea.

Toistaiseksi ainoastaan aktiiviset galaksiytimet (ns. AGN:t) ovat ainoa tunnettu luonnollinen ilmiö. jonka tiedetään tuottavat tällaisia energioita. Aktiiviset galaksiytimet ovat galaksien keskustoissa olevia alueita, missä oletettavasti jättisuuren mustan aukon ympärillä kiihtyvä kaasu säteilee erittäin voimakkaasti.

Voi olla, että nyt tehdyllä havainnolla ja aktiivisilla galaksiytimillä on jotain yhteistä, kuten tutkimusryhmässä mukana ollut professori Seppo Mattila kollegoineen arvelee toisessa tutkimuksessa.

Mistä oikein on kyse?

Havaintoanalyysin pohjalta tutkijaryhmä päätyi kahteen eri vaihtoehtoon PS1-10adi:sta ja vastaavista kohteista.

Jos kyseessä on yksi kaikkien aikojen kirkkaimmista supernovaräjähdyksistä, se on lähtöisin äärimmäisen massiivisesta tähdestä, jonka massa on vähintään useita kymmeniä tai jopa satoja Auringon massoja. Kyseessä voi myös olla tähden hajoaminen galaksiytimen supermassiivisen mustan aukon aiheuttamien vuorovesivoimien vaikutuksesta. Molemmissa tapauksissa havainnot viittaavat siihen, että kohteessa räjähdysmäisesti laajeneva materiaali törmäsi ympäröivässä avaruudessa olevaan tiheään kaasuun.

"Mikäli kyse on mustan aukon hajottamasta tähdestä, havainnot kertovat jotain uutta tällaisten kohteiden mekanismista", kiteyttää Kankare.

Tutkimuksessa esiteltiin myös viisi muuta löydettyä kohdetta, joilla on samankaltaiset ominaisuudet.

”Tulevat havainnot uusista samankaltaisista kohteista mahdollistavat näiden erittäin suurienergisten räjähdysten paremman ymmärtämisen. Kohteiden valtavan kirkkauden ansiosta niitä voidaan myös käyttää tulevaisuudessa työkaluina luotaamaan galaksien ominaisuuksia kaukaisessa maailmankaikkeudessa”, kertoo Turun yliopistossa oleva Mattila.

Suuri osa jatkohavainnoista tehtiin 2,56 metrin yhteispohjoismaisella NOT-teleskoopilla La Palmalla, Kanarian saarilla. 

Suomesta tutkimuksessa ovat mukana myös tohtori Tuomas Kangas sekä tohtorikoulutettavat Jussi Harmanen ja Thomas Reynolds Turun yliopiston fysiikan ja tähtitieteen laitoksen Tuorlan observatoriosta.

Jutun pohjana on Suomen Akatemian lähettämä tiedote.

Suorana labrasta on tällä viikolla kielentutkimusta – Kirsi Sandbergin mukana Tampereella ja Ranskassa

Ma, 11/13/2017 - 10:42 Jari Mäkinen

Tällä viikolla @suoranalabrasta -twiittaaja on väitöskirjatutkija Kirsi Sandberg (eli @Sndbrg_K) Tampereen yliopistosta, viestintätieteiden tiedekunnasta.

Kirsi on työskennellyt tänä syksynä kasvatustieteiden tiedekunnassa suomen kielen ja kirjallisuuden yliopisto-opettajana.

Hän opettaa pääasiassa luokanopettajaopiskelijoita, mutta tehtäviini kuuluu monenlaista muutakin.

"Työskentely tulevien opettajien kanssa on antoisaa ja opettavaista – työ myös lomittuu hyvin tiiviisti tutkimusaiheeseeni. Palaankin tammikuussa tutkijankammioon täynnä ideoita ja inspiraatiota!"

Kirsin väitöskirjatutkimus on suomen kielen alalta: hän tutkii kirjoittamista ja kirjoitustaidon kehittymistä kielentutkimuksen menetelmin.

"Tarkastelen työssäni eri-ikäisten kirjoittajien käyttämiä syntaktisia rakenteita ja sitä, miten ja millaisissa funktioissa rakenteita käytetään tekstissä. Keskityn ajan, paikan ja tilan ilmauksiin, mikä käytännössä tarkoittaa erityyppisiä ajan, paikan ja tilan adverbiaaleja sekä tiettyjä suomen kielen syntaktisia lausetyyppejä."

"Lauseiden rakentuminen, sanajärjestys ja kirjoittaminen ovat kiehtoneet minua koko opintojeni ajan. Kirjoitin graduni lasten ja nuorten äidinkielen hallintaa kartoittavassa tutkimushankkeessa ja pääsin väitöstutkimuksessani jatkamaan samasta aiheesta. Tutkimukseni ensimmäisessä osassa tarkastelin alakouluikäisten kieltä isosta korpusaineistosta ja tänä vuonna olen siirtynyt nuorten ja aikuisten kirjoittamien tekstien analysointiin."

Koska lasten ja nuorten luku- ja kirjoitustaidoista käydään parhaillaan vilkasta julkista keskustelua, on Kirsi iloinen siitä, että voi olla kiinni ajassa.

"Kielen, erityisesti luku- ja kirjoitustaidon merkitys tasa-arvoisessa ja demokraattisessa yhteiskunnassa näkyy vahvasti tutkimusintresseissäni. Tampereen yliopistossa yhteiskunnalliset kysymykset ovat keskiössä, ja oppiaineellamme onkin pitkät perinteet sosiolingvistiikassa."

Kirsi on mukana Kieli yhteiskunnassa -tutkimusohjelmassa, ja hän julkaisi juuri kollegoidensa kanssa artikkelin kieleen ja yhteiskunnalliseen eriarvoistumiseen liittyen.

"Toivon, että tulevaisuudessa työni tulokset tukisivat ja olisivat sovellettavissa kirjoittamisen opetuksen ja arvioinnin kehittämistyössä."

Alkamassa oleva viikko ei ole ihan tavallinen työviikko, sillä pääsemme twiittien välityksellä mukaan tutkijan työhuoneen ja yliopiston käytävien lisäksi kokousrumbaan. Kirsi osallistuu loppuviikosta European Literacy Network -verkoston tapaamiseen Ranskassa ja alkuviikko menee puolestaan viime perjantaina ja lauantaina Turussa olleen AFinLan syyssymposiumin jälkipuinnissa; sieltä saatu palaute ja uudet ajatukset on kirjoitettava puhtaaksi.

"Meneillään on artikkelikäsikirjoituksen viimeiset muokkaukset ja kokoomateoksen johdannon luonnostelua. Olen mukana järjestämässä ensi kesäkuussa Tampereella järjestettäviä Kirjoittamisen tutkimuksen päiviä, ja konferenssin ensimmäinen kiertokirje pitäisi myös saada liikkeelle ensi viikon aikana."

Ja tämän kaiken lisäksi Kirsi on siis luvannut twiittailla tekemisistään tämän viikon ajan.

Tervetuloa hieman aikaisemmista poikkeavalle "laboratoriomatkalle"!

Finnarp 2017 -retkikunta matkalla kohti Etelämannerta

Su, 11/12/2017 - 10:19 Jari Mäkinen

Suomen tämänvuotinen Etelämanner-retkikunta Finnarp 2017 lähti matkaan 4. marraskuuta ja on nyt odottamassa jatkolentoa Etelämantereelle Kapkaupungissa. Lumimyrsky Antarktiksella viivyttää matkantekoa.

Ensimmäiset Etelämantereen kesäkauden huoltolennot lähtivät matkaan marraskuun alussa, ja niin myös suomalaisretkikunta lähti matkaan kohti Aboa -tutkimusasemaa.

Retkikunta viettää Suomen Etelämantereella kaksi kuukautta, minä aikana tehdään geologisia tutkimuksia sekä kerätään automaattisten mittalaitteiden ympäri vuoden keräämää tietoa. Aboalla ja sen ympäristössä on mm. sääasemia, maan- ja jään järistyksiä mittaava seismometri, geodeettiasia tutkimuksia tukeva GPS-asema sekä lumen ja jään fysikaalisia ominaisuuksia mittaavia asemia.

Lento eteläisten merien ylitse on aina matkan suurimpia yksittäisiä epävarmuustekijöitä, sillä lentokenttiä Etelämantereella on kovin vähän ja olosuhteet ovat vaativia. Siksi sopivaa säätä niin matkan varrella kuin määränpäässäkin saatetaan joutua odottelemaan pitkänkin aikaa. 

Tällä kerralla sää Novo Runwayllä, tärkeimmällä huoltolentojen käyttämällä kiitoradalla Etelä-Afrikan kohdalla olevassa osassa Etelämannerta, on ollut huono. Lentokenttä on ollut pitkään lumimyrskyn kourissa ja jäätikkökiitorata on peittynyt lumeen. Jo edeltävät lennot ovat olleet odottamassa vuoroaan, joten suomalaisetkin joutuvat nyt odottamaan muiden retkikuntien tapaan myrskyn laantumista, kiitoradan putsausta lumesta ja lentotoiminnan aloittamista.

Kuten Finnarp 2017 -retkikunnan raportissa kerrotaan, ovat suomalaiset käyttäneet odotusaikaansa tehokkaasti. 

Kuningatar Maudin Maan lentoyhteistyöverkosto DROMLAN järjesti Table Top -etsintä- ja pelastusharjoituksen Kapkaupungin meripelastuskeskuksessa. Tarkasti suunnitellussa harjoituksessa käytiin läpi kaksi esimerkkitapausta siitä, millaiseen tilanteeseen Etelämantereella voidaan joutua ja pohdittiin, miten nykyisillä resursseilla tilanteesta voidaan selvitä.

Myös Etelämantereelle menossa oleva rahti on tarkastettu; tavaraa Aboalle viedään tällä kerralla niin lentorahtina kuin myös merikuljetuksina. Suurimpia kappaleita, joilla ei ole kiire, ei kannata lennättää.

Retkikunta käyttää nytkin venäläistä Iljushin-rahtikonetta, joka on tässä viime vuonna otetussa kuvassa Novo Runwayllä.

Vulkaanisten superpurkausten kaasut yksi tutkimusaihe

Tämän vuoden retkikuntaan kuuluu yhdeksän henkeä: retkikunnan johtaja, varajohtaja, kokki, konemestari, sähkömies ja lääkäri sekä kaksi tutkijaa.

Aikaisempien vuosien tapaan asemalla tehdään tutkimusten lisäksi myös erilaisia korjaustöitä. Tänä vuonna suurimmat huoltotyöt keskittyvät jätekuljetuksiin ja aseman tutkimustoiminnan edellytysten parantamiseen. Asemalle asennetaan kaksi uutta monitoimikonttia tutkijoiden majoitus- ja työtiloiksi. Samalla huolletaan Aboan ympärivuotiset mittausjärjestelmät.

Eräs tärkeimmistä tutkimusaiheista on vulkaanisten superpurkausten kaasut.  

Noin 180 miljoonaa vuotta sitten valtava, nk. Karoon vulkaaninen superpurkaus aiheutti globaalin ympäristökatastrofin ja käynnisti Pangean repeämisen nykyisiksi mantereiksi. Tutkimusasema Aboa on perustettu Karoon laavakerrostuman päälle. Purkautuvista magmoista vapautui ilmakehään megatonneittain rikkidioksidia ja muita kaasuja. Magmojen kaasukoostumusta ei tunneta tarkasti.

"Muinaisten laavakivien sisältämät, magmakammiossa muodostuneet kiteet ovat geologinen aikakapseli. Niiden sisälle on jäänyt vangiksi pieni määrä magman kaasuja, joita retken aikana on tarkoitus tutkia", kertoo Helsingin yliopiston tutkija Arto Luttinen.

Luonnontieteellisen keskusmuseon geologinen VALVE-projekti (Volatiles and Large Volcanic Eruptions) tutkii Karoon magmapurkauksen alkuperää ja ympäristövaikutuksia kiteiden kaasupitoisuuksien ja muiden geokemiallisten mittausten avulla. Keskeisimmät yhteistyötahot ovat Carnegie Institution for Science, Woods Hole Oceanigraphic Institution ja Helsingin yliopiston Geotieteiden ja maantieteen laitos.

Retkikunta vierailee Aboalla vuosittain

Suomen Etelämanner-tutkimusasema Aboa sijaitsee Kuningatar Maudin maalla noin 130 kilometrin päässä rannikolta ja noin 5000 kilometrin päässä Etelä-Afrikan Kapkaupungista. Tutkimusasema on rakennettu etelän kesän 1988/1989 aikana. Oman tutkimusaseman rakentamisen jälkeen Suomesta on tehty tutkimusmatkoja Etelämantereelle säännöllisesti. Tutkimusaiheet ovat liittyneet mm. ilmatieteisiin, geologiaan ja geofysiikkaan.  

Ilmatieteenlaitoksessa toimiva Suomen Etelämanner-logistiikka FINNARP ylläpitää tutkimusasema Aboaa ja järjestää Suomen Etelämanner-tutkimusohjelman hankkeiden kenttätyöt.  Tutkimusmatkoilla tehdään vuosittain noin kahden kuukauden ajan marras- ja helmikuun välisenä aikana, jolloin Etelämantereella on kesä, lämpötilan pysytellessä 0–20 pakkasasteen välillä. Etelämantereen kesälle on tyypillistä jatkuva valo ja voimakas auringon säteily sekä ankarat lumimyrskyt.

Aboa tarjoaa hyvät työ- ja asuintilat 12 hengen retkikunnille. Tilapäisesti asemalle mahtuu majoittumaan 18 henkilöä. 

"Retkikunnan työ on vaativaa Etelämantereella", kertoo retkikunnan johtaja Mika Kalakoski kertoo arjesta Aboan tutkimusasemalla. 

"Työskentely Etelämantereella kaukana muusta maailmasta on vaativaa ja ennakkovalmistelut ovat onnistumisen kannalta ratkaisevassa asemassa. Erityisesti henkilöstön valintaan ja valmentautumiseen kiinnitetään paljon huomiota. "Etelämantereella ei näy televisio, eikä siellä toimi internet tai puhelin. Satelliittijärjestelmän välityksellä voi lähettää ja vastaanottaa sähköpostiviestejä, mutta sekin on hidasta. Vettä suihkuihin ja juomavedeksi saadaan läheiseltä jäätiköltä tai lunta sulattamalla."

Juttu perustuu Ilmatieteen laitoksen tiedotteeseen ja retkikuntaraporttiin. Kuvat: Priit Tisler.

Hyvästi betoni, tässä tulee betoni

La, 11/11/2017 - 09:53 Toimitus
3D-tulostettu talo

Betoni on yllättävän suuri hiilidioksidien päästön lähde. Lisäksi perinteinen betoni on aika hankala materiaali muutenkin. Siksi se kannattaa keksiä uudelleen.

Lappeenrannan kaupunki ja Lappeenrannan teknillinen yliopisto (Lappeenranta University of Technology, LUT) kumppaneineen ovat saaneet merkittävän rahoituksen EU:lta betonin korvaavan rakennusmateriaalin ja uudenlaisen kaupunkikuvan kehittämiseen. Urban infra revolution -hankkeen kokonaiskustannukset ovat 4,2 miljoonaa euroa, josta EAKR:n Urban Innovation Action (UIA) -ohjelma rahoittaa 80 prosenttia eli 3,4 miljoonaa euroa, loppu tulee hankkeeseen osallistuvilta organisaatioilta.

Kyseessä on Suomen mittakaavassa merkittävä kiertotalouteen liittyvä kolmevuotinen hanke, jossa metsä- ja kaivosteollisuuden sivuvirtoja yhdistämällä kehitellään uusi kestävän kehityksen mukainen materiaali. Sen on tarkoitus korvata rakennusteollisuudessa betonia, sillä sementtiteollisuus aiheuttaa seitsemän prosenttia maailman hiilidioksidipäästöistä. Tavoitteena on myös kehittää täysin uudenlainen tapa rakentaa. Parhaimmassa tapauksessa kehitystyön myötä syntyvä materiaali ja menetelmät soveltuisivat muuallekin maailman kaupunkeihin, jolloin niistä tulisi osa uutta, urbaania kaupunkiarkkitehtuuria.

"Teknologisten ratkaisujen lisäksi tutkimme hiilidioksidipäästöjen vähentämistä ja uusia liiketoimintamalleja", kertoo LUT:n Re-source-tutkimusalustan johtaja Mari Kallioinen.

"Lisäksi hankkeen aikana kehitetään uuden materiaalin 3D-printtausta paikan päällä rakentamisessa."

"Uusi tavoiteltava tuote on komposiittimateriaali, jota voidaan vahvistaa esimerkiksi biokuiduilla", kertoo Apila Groupin toimitusjohtaja, FT Mervi Matilainen.

"Komposiitista valmistetut tuotteet ovat pitkäikäisiä, ja ne voidaan kierrättää turvallisesti vielä käytön jälkeenkin. Sivuvirrat, joita hyödynnetään, ovat tuhka, viherlipeäsakka, rikastushiekka sekä rakennus- ja kuitujäte." 

"Betonin ja uuden materiaalin 3D-tulostuksen myötä voidaan ehkä vapautua rakentamisen kaavamaisesta muotokielestä ja tehdä kaarevia ja myös funktionaalisia muotoja", sanovat asiantuntijat Terhi Jantunen ja Eeva Pihlajaniemi Lappeenrannan kaupungilta.

"Uudesta materiaalista voisi syntyä vaikkapa entistä esteettisempiä meluvalleja, puiston penkkejä ja skeittiramppeja. Tämän vuoksi hankkeessamme on mukana muotoiluyrityksiä." 

Mukana merkittävä yritysverkosto 

Hanke polkaistaan käyntiin marraskuun alussa 2017, ja se kestää 31.10.2020 asti. Lappeenrannan kaupungin ja LUT:n lisäksi hankkeessa ovat mukana Saimaan ammattikorkeakoulu, Imatran seudun kehitysyhtiö (Kehy), Metsäliitto, Apila Group, Outotec, Nordkalk, FIMAtec, UPM, Total Design ja Design Reform.

Lappeenrannan kaupunki on hankkeen vetäjä. LUT:stä mukana on viisi tutkimusryhmää, jotka kuuluvat poikkitieteelliseen Re-source-tutkimusalustaan. LUT tutkii sekä materiaali- ja valmistustekniikoiden kehitystä että liiketoimintamalleja ja tekee lisäksi kestävyystarkasteluja.

Apila Group ja Outotec tekevät materiaalikehitystä, metsäteollisuuden yritykset toimittavat materiaalia, kuten myös Nordkalk, josta tulee rikastushiekkaa materiaalin työstöön. FIMAtec toteuttaa 3D-tulostusten pilotoinnit. Saimaan ammattikorkeakoulu toteuttaa rakennetun ympäristön moniulotteista informaatiota sisältäviä tietomalleja. Mallinnusta hyödyntämällä tuodaan hankkeen tuloksia näkyväksi sekä hankkeessa mukana olevien design-yritysten muotoilu- ja kaupunkisuunnitteluosaaminen suunnittelijoiden ja kaupunkilaisten käyttöön.

Suomi 100 -satelliitti myöhästymässä ensi vuoden alkuun

Pe, 11/10/2017 - 09:42 Toimitus

Suomen satavuotisjuhlien satelliitti, Suomi 100 -satelliitti on näillä näkymin viivästymässä vuoden 2018 alkupuolelle. Syitä on kaksi: siihen sovelletaan yllättäen tulossa olevaa uutta avaruuslakia ja intialaisten rakettilaukaisut ovat myöhässä.

Valtioneuvosto esitti lokakuun lopulla hyväksyttäväksi maamme ensimmäistä, Aalto1- ja Aalto-2-satelliittien laukaisujen vauhdittamaa avaruuslakia. Kansainvälisestikin edistyksellinen laki huomioi kasvavan suomalaisen avaruusliiketoiminnan, ja se koskee myös Aalto-1:n ja Aalto-2:n sekä loppuvuodesta laukaistavaksi suunnitellun Suomi 100-satelliitin kaltaisia nanosatelliitteja.

Laki ei ole vielä voimassa, mutta sitä noudatetaan jo Suomi 100 -satelliitin kohdalla. Vaikka satelliitti toimitetaan Alankomaissa sijaitsevalle laukaisuvälittäjälle, päätyy se lopulta Euroopan ulkopuolelle ja ulos maapallolta. Lain mukaan tämä tarkoittaa, että ennen laukaistavaksi luovuttamista satelliitille tulee tehdä erityinen vientilupa, mitä ei vaadittu aiemmilta satelliiteilta. Jo lähtövalmiina Aalto-yliopistossa odottavalta Suomi 100 –satelliitilta vaaditaan myös tarkennettu riskianalyysi.

Uuden lain lisäksi Suomi 100 -satelliitin avaruusmatkaa viivästyttää sen laukaisuun käytettävälle intialaiselle PSLV-kantoraketille elokuisella lennolla tapahtuneen vian selvitystyö ja siitä johtuva hidastunut laukaisuaikataulu.

”Satelliittilaukaisujen aikataulut riippuvat aina monista eri tekijöistä. Alun perin Suomi 100 -satelliitille suunniteltu lento on siirretty ensi vuoden maaliskuuhun”, kertoo satelliittiprojektin vastuullinen johtaja, professori Esa Kallio Aalto-yliopistosta.

Satelliitti oli saamassa jo paikan aiemmalta, nyt joulukuuksi suunnitellulta lennolta. Lisäselvitykset ja lupa-asiat aiheuttavat kuitenkin sen, että juhlavuoden lopun kohokohdaksi suunniteltu satelliitin laukaisu siirtyy vuoden 2018 puolelle.

Avaruudessa Suomi 100 -satelliitti tutkii avaruussäätä erityisellä radiomittalaitteella sekä kuvaa kamerallaan maapalloa, lähiavaruuden ilmiöitä ja Suomea. Satelliitin tietokoneohjelmistosta huolehtii projektin toinen vastuuorganisaatio, Ilmatieteen laitos, jolla on pitkäaikainen kokemus avaruustutkimuslaitteiden valmistuksessa. Satelliitti testaa myös ensimmäistä kertaa avaruudessa Aalto-yliopistossa kehitettyä, 3D-tulostettua muovirakennetta.

Suomi 100 -satelliitin avaruusnäyttely avautuu 21. marraskuuta

Vaikka Suomi 100 -satelliitin laukaisu onkin viivästymässä, lähtee syys–lokakuussa Suomea kiertäneen Avaruusrekan kävijöiden rakentama ”satelliitti” omalle matkalleen 21. marraskuuta – sään niin salliessa. Toiminnallisesti oikeaa satelliittia vastaava laite nousee kaasupallolla noin 30 kilometrin korkeuteen ja lähettää arviolta kolmetuntisen matkansa aikana tietoja Aalto-yliopiston satelliittimaa-asemalle. Matka oli määrä tehdä heti Avaruusrekan kiertueen päätyttyä, mutta epäsuotuisat tuuliolosuhteet estivät pallon lennon.

Avaruusrekan näyttely avataan samana päivänä näyttelykeskus WeeGeessä Espoossa. Ensi vuoden huhtikuuhun saakka avoinna oleva näyttely kertoo paitsi Suomi 100 -satelliitista, myös laajemmin suomalaisista satelliiteista ja avaruustutkimuksesta.

Juttu on Aalto-yliopiston tiedote, jota Suomi 100 -hankkeessa mukana oleva Tiedetuubin toimittaja Jari Mäkinen on ollut myös tekemässä.

Kierros Kuun ympärillä

"Kuu on harmaa – tai täysin väritön – ja näyttää siltä, kuin se olisi pelkkää betonia", totesi Apollo 8 -lennon astronautti James Lovell vuonna 1968. Lennon kolmehenkinen miehistö olivat ensimmäiset ihmiset, jotka pääsivät katsomaan Kuun pintaa läheltä.

"Pinta näyttää kuin hiekkakasalta, missä lapseni ovat olleet temmeltämässä pitkän aikaa", jatkoi samalla lennolla ollut William Anders

"Pinta on täysin rösöistä ja rikkoutunutta, vain töyssyjä ja reikiä."

Monet muutkin Apollo-lentojen astronautit ovat kuvailleet monin eri sanamuodoin sitä, kuinka omituinen ja harmaan väritön Kuun pinta on. Nyt kuitenkin tämän voi helposti katsoa myös itse hyppäämällä Lunar Reconnaissance Orbiter -luotaimen kyytiin.

Seán Doran on tehnyt luotaimen kameran ottamista kuvista hienon videon, joka näyttää yhden kierroksen Kuun ympäri. Video näyttää hyvin, kuinka Kuulla on kaksi selvästi erilaista puolta ja kuinka sen pinnan aines, niin sanottu regoliitti, on todella harmaata.

Itse asiassa yksi syy siihen, miksi Kuu näyttää hyvin harmaalta, on sen varsin pieni heijastuvuus: keskimäärin Kuun pinta heijastaa vain noin 12% siihen osuvasta valosta.

 

 

 

Tosin Kuun tapauksessa tässä on suuria vaihteluita, koska suoraan valon suunnasta katsottaessa pinta heijastaa jopa hyvin voimakkaasti valoa takaisinpäin: Kuun pinta on hyvin rosoista, joten valon tullessa sivulta on siinä paljon pieniä varjoalueita, mikä ilmakehän tasoittavan vaikutuksen puuttuessa tarkoittaa sitä, että maisemassa on paljon pieniä mustia alueita. 

Kun valo tulee pintaan kohtisuoraan, ei näitä mustia alueita ole, vaan koko pinta näyttää valaistulta. Tämän niin sanotun oppositioilmiön vuoksi myös täysikuu näyttää paljon kirkkaammalta kuin Kuu olisi muutoin.

Video: Seán Doran, alkuoperäiset kuvat: NASA / LROC

PS. Doran on koostanut muitakin kauniita videoita. Niitä voi katsoa mm. hänen Twitter-tililtään @_TheSeaning

Avainsanat

Suorana labrasta tulee taas: uuden kauden aloittaa Petteri Vainikka

Ma, 11/06/2017 - 08:35 Jari Mäkinen

Vuonna 2015 täällä Tiedetuubissa ja Twitterissä tilillä @suoranalabrasta pyörinyt hanke alkaa uudelleen – kiitos Tiedonjulkistamisen neuvottelukunnan tuen. Tämän uuden kauden aloittaa Turun yliopistossa (toivottavasti) vuoden sisään maisteriksi valmistuva Petteri Vainikka, eli @Bdrs_W.

Petteri on 26-vuotias kemian opiskelija, joka on kemian opintojen ohella suorittanut myös kandidaatin tutkinnon geologiasta. 

"Erikoistun laskennalliseen kemiaan ja pyrin tutkimaan laskennallisten menetelmien avulla kaikkea fotosynteesin ja syvällä maan kuoressa tapahtuvien magmaattisten prosessien välillä."

Hän oli kesät 2015 ja 2016 Glasgow'ssa, Strathclyden yliopistossa David Palmerin ryhmässä, jossa hän tutki DNA-hopeananopartikkelisysteemejä ja teoreettisia malleja liukenemisen vapaaenergian laskemiselle.

Viime kesän Petteri oli puolestaan Groningenissa, Alankomaissa, missä aiheena oli Light Harvesting Complex II:n monomeerien ja trimeerien dynamiikkaa erilaisissa kaksoislipidikerroksissa. Viikon kuluessa toivottavasti käy ilmi, mitä tämä oikein tarkoittaa, sillä "projekti on yhä käynnissä, ja sen tarkoituksena on mallintaa fotosynteesiin liittyvät energiankuljetusprosessit".

Ensi tammikuussa Petteri on puolestaan menossa Oxfordin yliopistoon, missä alkaa uusi projekti. "Sen aiheena on endohedraalisten kompleksien kvanttimekaaninen mallinnus."

"Tämän viikon ajan työskentelen pääosin Turun yliopiston kemian laitoksen ja Modenan yliopiston yhteisprojektin parissa. Mallinnan molekyylidynamiikan keinoin syväeutektisia liuottimia (eng. deep eutectic solvent), joiden avulla koitetaan luoda nontoksisia ja ympäristöystävällisiä vaihtoehtoja ionisille liuottimille, joita käytetään mm. akkuteknologiassa, aurinkokennoissa ja lääketeollisuudessa."

Petteri ei luopaa kuvia värikkäistä liuoksista tai hienoista reaktioista, koska työ on pääasiassa teoreettista, mutta ihan ilman silmäkarkkia ei hän aio meitä jättää: "Voin kuitenkin tarjota CGI-grafiikkaan pohjautuvia kuvia atomi- ja molekyylitason prosesseista, jotka ohjaavat ympärillä pyörivää maailmaamme."

Twiitit ovat luettavissa tilillä @suoranalabrasta ja tässä alla. Kaikki aikaisemmat twiittaukset ovat luettavissa Tiedetuubin Storify -sivulla.

Tanssi tohtoritutkintosi

Tieteestä kertomiseen on monia tapoja, mutta yksi varsin vähän käytetty keino on tanssi. 

Siihen on syynsä: monimutkaisten tieteellisten asioiden selittäminen tanssin keinoin on hankalaa. Mahdotonta se ei kuitenkaan ole, ja vuosittain järjestettävä "Tanssi tohtoritutkintosi" -kilpailu pyrkii osaltaan innostamaan tutkijoita tiedottamaan tiedetuloksistaan tanssien.

Tuloksena on usein varsin väkinäistä elehtimistä, mutta kuten tämänvuotisen kilpailun voittajateokset osoittavat, voi teoksilla olla jopa ihan taiteellista arvoa.

Tanssi tohtoritutkintosi, eli Dance Your Ph.D. on Yhdysvaltain tieteenedistämisseura AAAS:n Science-lehden tukema puolileikillinen tempaus, missä joka vuosi kehotetaan tutkijoita ja tutkijaryhmiä tekemään tanssiesityksiä. Nämä arvioidaan ja voittajat saavat paitsi muutaman tonnin rahaa, niin myös mainetta ympäri maailman. 

Tämänvuotiset – järjestyksessään jo kymmenennen  kilpailun – voittajat julkistettiin tänään. Pääpalkinnon vei Kalifornian yliopiston Santa Barbaran kampuksella topologiaa tutkiva Nancy Scherich. Hänen teoksensa on yllä.

Vaikka kyseessä on hyvin yhdysvaltalaispainotteinen tempaus, on osallistujia ympäri maailman. Esimerkiksi tämänvuotisen yleisöpalkinnon voitti brasilialainen Natália Oliveira. Kaikkiaan teoksia saatiin kisaan tänä vuonna 53 tutkijalta.

Kaikki videot ovat katsottavissa kilpailun kotisivuilla.

Tiedetuubi piti luonnollisesti peukkuja suomalaisille Kai Ruusuvuorelle, joka tanssi väitöskirjansa Modelling the role of charge in atmospheric particle formation using quantum chemical methods, sekä Tiina Nevanlaidalle ja hänen teokselleen Neuronal Ceroid Lipofuscinosis CLN8 - from gene to protein.