maaliskuu 2019

Auringossa on käynnissä jatkuva kisa

Ke, 03/27/2019 - 07:52 Markus Hotakainen
Protuberanssi (roihupurkaus) Hinode-satelliitin kuvaamana

Auringon ”pinnalta” kohoaa protuberansseja, kymmenien- tai jopa satojentuhansien kilometrien korkeuteen kurkottavia plasmakielekkeitä. Atomit ja ionit käyvät niissä kaiken aikaa kiivasta kilpajuoksua. Ionit ovat alati voitolla

Kaasumaisesta olemuksestaan huolimatta Auringon aine ei ole kaasua vaan plasmaa, aineen ”neljättä” olomuotoa. Hiukkastörmäysten ja voimakkaan säteilyn vaikutuksesta atomit ovat menettäneet elektroneja, jolloin ne ovat muuttuneet sähköisesti neutraaleista sähköisesti varatuiksi.

Neutraalit atomit eivät piittaa magneettikentästä, mutta ioneihin se vaikuttaa niiden sähkövarauksen ansiosta. Jopa Auringon kaasukehän hurjassa myllerryksessä on sopivat olosuhteet, jotta siinä voi esiintyä varauksettomia atomeja ja sähköisesti varattuja ioneja yhtä aikaa.

Tutkijat ovat onnistuneet tarkastelemaan yksityiskohtaisesti tällaista osittain ionisoitunutta plasmaa Auringon ainevirtauksissa. Havainnot paljastavat, että strontiumionit kiitävät protuberansseissa 22 prosenttia suuremmalla nopeudella kuin neutraalit natriumatomit.

Protuberanssi

Atomit kuitenkin kirivät sinnikkäästi, sillä ionien vauhti hidastuu: 16 tuntia myöhemmin niiden nopeus oli enää 11 prosenttia suurempi kuin atomien.

”Ilmeisesti strontiumionit antavat neutraaleille natriumatomeille vetoapua”, arvelee kansainvälistä tutkimusta johtanut Eberhard Wiehr Göttingenin yliopistosta.

Se saattaa johtua kasvaneesta hiukkastiheydestä, joka kasvattaa törmäysten todennäköisyyttä. ”Lisäksi protuberanssin virtauksissa on saattanut tapahtua muutoksia 16 tunnin aikana”, Wiehr lisää.

Nopeammat ionit liikkuvat magneettikentän värähtelyjen tahdissa. Sen ansiosta protuberanssi pääsee kohoamaan korkealle, vaikka gravitaatio kiskoo plasmaa kaiken aikaa takaisin Auringon ”pinnalle”. Kentässä esiintyvät vaihtelut johtuvat virtauksista syvemmällä Auringon sisuksissa. Varatut ionit seuraavat orjallisesti magneettikentän vaihteluita, mutta atomit pysyvät mukana vain ionien törmäysten välityksellä.

Tutkimuksesta kerrottiin Göttingenin yliopiston uutissivuilla ja se on julkaistu Astrophysical Journal -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuvat: Tenerife Observatory (otsikkokuva) ja Hinode JAXA/NASA

Video: Tänään oli bileet painottomuudessa – mukana myös jalkapalloa ja julkkiskokki

Tutkijoiden ja astronauttien lennättämiseen normaalisti käytetty painottomuuslentokone oli tänään hieman erikoisella lennolla: mukana oli juhlijoita, julkkiksia ja erilaisia ennätysyrittäjiä

Rahalla saa kaikenlaista. Sillä voi esimerkiksi vuokrata Airbus A310 Zero-G -lentokoneen, jonka sisälle voi järjestää maailman omituisimmat kemut.

Tänään Frankfurtista tehty lento oli itse asiassa jo toinen tällainen erikoislento. Ensimmäinen painottomuusklubi pidettiin viime vuonna, ja kuten silloinkin, oli kone lastattu nyt kovasti maksaneen lipun ostaneilla matkustajista ja julkkiksilla, jotka tekivät tai koittivat tehdä "ensimmäistä kertaa avaruudessa" jotain.

Tämä tietysti on aikamoista liioittelua, sillä kone ei ollut avaruudessa, ja monia näistä jutuista on tehty aikaisemminkin – ei kenties ihan samaan tapaan, mutta käytännössä kyllä.

Nyt painottomuuslennolla mm. tehtiin ensimmäinen rankkari painottomuudessa. Potkusta vastasi jalkapallojoukkue Eintrach Frankfurtin pelaajat, mm. Sebastien Haller.

Samalla lennolla oli myös levynjulkistustilaisuus, ainakin Saksassa maailmankuulu julkkiskokki Tim Mälzer tekemässä ruokaa (kuulemma erityistä salaattikastiketta), oikeasti maailmankuulun Jamiroquain Jay Kay jammailemassa ja DJ Timmy Trumptet soittamassa yllättäen trumpettia.

Rankkari painottomuudessa

Heidän seuranaan oli koko joukko muotiväkeä, julkkiksia ja sosiaalisen media edustajia, jotka ovat täyttäneet osaltaan internetiä hakusanalla #WORLDCLUBDOME.

World Club Dome on tapahtumajärjestäjä BigCityBeatsin vuotuinen megajuhla, joka pidetään kesällä. Tämä lento on itse asiassa tapahtuman markkinointia, ja tapaus myös itsessään. Vastaava lento tehtiin jo viime vuonna, jolloin oli myös mukana noin 50 henkilöä.

Lennon hyödyllisyydestä voi olla montaa mieltä, mutta näin kerätty raha auttaa ylläpitämään tutkimuskonetta, ja se lisäksi laajentaa osaltaan avaruustietoisuutta julkkisten pariin. Sen takia mukana lennolla oli myös Euroopan avaruusjärjestö, joka odottaa saavansa tästä PR-hyötyä (ja nähtävästi on saanutkin).

Tänään olleella lennollaan kone nousi matkaan Frankfurtista ja kävi Bretagnen luona Atlantin päällä tekemässä paraabeleita. Painottomuus koneessa saadaan aikaan siten, että se tekee "hyppäyksiä" noin 5000 metrin ja 8000 metrin välillä siten, että lennon aikana kone on vähän aikaa vapaassa heittoliikkeessä. Silloin sen moottorit ovat lähes tyhjäkäynnillä ja niillä kompensoidaan van koneen ilmanvastus.

Kyse on vähän samasta asiasta kuin joskus tiellä sopivalla nopeudella oikean muotoisen töyssyn yli ajaessa mahanpohjassa muljahtaa. Koneella lennetään töyssyn muotoista rataa siten, että yksi muljahdus – siis painottomuus – kestää hieman yli 20 sekuntia. Kun näitä tehdään useita, saadaan yhden lennon aikana kerättyä yhteensä kymmenisen minuuttia painottomuutta.

Tämän päivän lentoon voi eläytyä mm. Flightradar24 -sivustolla: koneen lennon jännin vaihe on tässä.

Ahvenanmaalta löytyi 5000 vuotta vanha ohranjyvä – tutkijoiden käsitys pohjoisen muinaisis­ta elinkeinoista meni uusiksi

Pe, 03/22/2019 - 07:48 Toimitus
Tutkijat selvittivät tuhansia vuosia vanhojen ohranjyvien iän radiohiiliajoituksen avulla.

Uudet löydöt paljastavat, että metsästäjä-keräilijät omaksuivat maanviljelyn Ahvenmaalla ja Itä-Ruotsissa jo 5000 vuotta sitten. 

Kivikauden kuoppakeraamisen kulttuurin edustajia on aiempien tutkimusten perusteella kutsuttu kovan linjan hylkeenpyytäjiksi tai jopa Itämeren inuiiteiksi.

Nyt tutkijat ovat löytäneet tämän kulttuurin asuinpaikoilta ohran- ja vehnänjyviä, joiden perusteella voidaan päätellä kuoppakeraamisen kulttuurin omaksuneen pienimuotoista maanviljelyä.

Helsingin yliopiston arkeologian tieteenalan ja kemian osaston sekä ruotsalaisten arkeologian alan toimijoiden (Arkeologerna ja Arkeologikonsult) yhteistyössä tekemässä tutkimuksessa havaittiin, että kuoppakeraamisilta asuinpaikoilta Ahvenanmaalta ja nykyisen Tukholman seudulta löytyy ohran ja vehnän jyviä.

Viljanjyvien ajoitus varmistettiin radiohiilimenetelmän avulla.

Tulosten perusteella viljat ajoittuvat kuoppakeraamisen kulttuurin ajalle eli ovat noin 5300–4300 vuotta vanhoja. Viljanjyvien lisäksi asuinpaikoilta löytyviin kasvinjäänteisiin kuului muun muassa pähkinänkuoria, omenan siemeniä, mukulaleinikin juurimukuloita ja ruusunmarjoja.

Tutkimuksen perusteella vaikuttaa siltä, että kuoppakeraamiseen kulttuuriin omaksuttiin pienimuotoista viljelyä, joka opittiin suppilopikarikulttuurin maanviljelijöiltä. Suppilopikarikulttuuri oli levittäytynyt Skandinaviaan manner-Euroopasta.

Myös muu arkeologinen esineistö osoittaa näiden kulttuurien olleen tiiviissä kontakteissa toistensa kanssa.

"Ahvenanmaalta löytyneet jyvät ovat osoitus siitä, että kuoppakeraaminen kulttuuri levitti maanviljelyä paikkoihin, joissa sitä ei oltu aiemmin harjoitettu", sanoo Helsingin yliopiston arkeologian tohtorikoulutettava Santeri Vanhanen.

Valmistettiinko viljasta jopa olutta?

Ahvenmaalta löytynyt 5000 vuotta vanha ohranjyvä on vanhin Suomen alueelta koskaan löytynyt viljanjyvä. Tutkijat löysivät Ahvenanmaalta myös muutama sata vuotta nuorempia ohran- ja vehnänjyviä, jotka ovat leipä- tai pölkkyvehnää.

– Selvitimme myös yhden Raaseporista löydetyn ohranjyvän ajoituksen. Tämä ja muut manner-Suomen varhaisimmat jyvät ajoittuvat noin 3500 vuoden taakse, joten nykytiedon mukaan niitä ilmaantuu vasta 1500 vuotta myöhemmin kuin Ahvenmaalla, Santeri Vanhanen sanoo.

Aiemmissa tutkimuksissa on hyvin harvoin pystytty osoittamaan, että metsästäjä-keräilijäväestö olisi omaksunut maanviljelyn historiallisena aikana, saati sitten kivikaudella. Muinais-DNA-tutkimukset ovat viime vuosina osoittaneet, että maanviljely levisi Eurooppaan lähes poikkeuksetta muuttavan väestön mukana.

– Pidämme mahdollisena, että tämä pääosin merelliseen pyyntiin erikoistunut väestö jatkoi kasvien viljelyä, koska sillä oli yhteisölle sosiaalista merkitystä.

Kuoppakeraamisilta kohteilta löytyy välillä myös paljon sian luita, vaikka sika ei ollut merkittävä osa päivittäistä ravintoa. Esimerkiksi yhdestä gotlantilaisesta haudasta on löytynyt yli kolmenkymmenen sian luita.

– Kuoppakeraamikot saattoivat harjoittaa rituaalisia pitoja, joissa he söivät sikoja ja viljatuotteita. Ei ole mahdotonta, että viljoista olisi jopa pantu olutta, mutta tästä meillä ei vielä ole todisteita, Santeri Vanhanen sanoo.

Viljan jyvien ikä selvitetään radio hiiliajoituksen avulla

Tutkimuksen pääasiallinen menetelmä on makrofossiilitutkimus, jonka avulla tutkitaan arkeologisilla kohteilla säilyneitä kasvinjäänteitä. Tässä tutkimuksessa arkeologisista kohteista otettiin maanäytteitä, joista erotettiin kasvinjäänteet kellutusmenetelmän avulla. Nämä kasvinjäänteet ovat hiiltyneitä, eli jyvät ja siemenet ovat muuttuneet hiileksi joutuessaan kosketuksiin tulen kanssa.

Kasvinjäänteet voidaan tunnistaa tarkastelemalla niitä mikroskoopin avulla ja vertaamalla niitä moderneihin kasvinosiin. Yksittäisten viljanjyvien ajoitus voidaan saada selville radiohiiliajoituksen avulla, jossa tarkastellaan radioaktiivisen hiili 14 -isotoopin hajoamista. Tällöin tuhansia vuosia vanhojen jyvien ikä voidaan saada selville muutaman sadan vuoden tarkkuudella.

Taustaa: Itä­me­ren inuiit­tien kult­tuu­ri syn­tyi met­säs­tä­jä-ke­räi­li­jöi­den ja maan­vil­je­li­jöi­den koh­da­tes­sa

Maanviljelys levittäytyi eteläisen Skandinavian alueelle nopeasti noin 6000 vuotta sitten kesälämpötilojen ollessa nykyistä korkeampia. Ruotsissa tämä varhainen viljelykulttuuri ulottui suunnilleen Tukholman korkeudelle, mutta se ei saapunut lainkaan Manner-Suomeen eikä edes Ahvenanmaalle. Manner-Suomesta tai Ahvenanmaalta ei tunneta näin varhaisia viljanjyviä tai kotieläinten luita.

Uusimmat muinais-DNA-tutkimukset osoittavat, että maanviljelyä harjoittanut suppilopikarikulttuuri levittäytyi Skandinaviaan manner-Euroopasta saapuneen väestön mukana. Se toi mukanaan tavan valmistaa saviastioita ja kivikirveitä sekä viljellä maata ja pitää kotieläimiä.

Kesälämpötilat alkoivat laskea samaan aikaan kun suppilopikarikulttuurin maanviljelijät olivat asettuneet Tukholman seuduille. Täällä he kohtasivat metsästäjä-keräilijöitä, joista osa oli Suomesta tai Baltiasta peräisin olevia kampakeraamikkoja. Väestöjen vuorovaikutuksen seurauksena syntyi eri kulttuurien piirteitä yhdistävä kuoppakeraaminen kulttuuri noin 5300 vuotta sitten.

Kuoppakeraaminen väestö levittäytyi Skandinavian rannikoille ja Ahvenmaalle noin 5300–4300 vuotta sitten. He rakensivat yksinkertaisia majoja veden äärelle ja pysyivät ainakin osan vuodesta paikoillaan.

Kulttuurin asuinpaikoilta ja hautausmailta löytyneissä esineissä kuvataan usein eläimiä ja joskus myös shamaanien kaltaisia hahmoja. Kuoppakeraamikkojen uskomusmaailmaa voidaan pitää metsästäjä-keräilijäkansoille tyypilliseen tapaan animistisena.

Asuinpaikoilla säilyneiden eläinten luiden, ihmisten luurangoista tehtyjen mittausten ja keramiikan kemiallisen koostumuksen perusteella tämä väestö sai lähes kaiken ravintonsa mereltä pyytämistään kaloista, hylkeistä ja linnuista. Tätä väestöä on kutsuttu kovan linjan hylkeenpyytäjiksi tai jopa Itämeren inuiiteiksi.


Tutkimus julkaistiin 20. maaliskuuta 2019 Scientific Reports -tiedelehdessä. Tutkimusartikkeli Maritime Hunter-Gatherers Adopt Cultivation at the Farming Extreme of Northern Europe 5000 Years Ago on vapaasti luettavissa lehden verkkosivuilla.

Tämä juttu on Helsingin yliopiston tiedotuksen julkaisema ja julkaistu tässä sellaisenaan. Sen ovat kirjoittaneet Santeri Vanhanen (arkeologia, Helsingin yliopisto ja Arkeologerna), Volker Heyd (arkeologia, Helsingin yliopisto), Marianna Kemell (kemian osasto, Helsingin yliopisto), Håkan Ranheden (Arkeologerna, Statens historiska museer, Ruotsi), Niclas Björck (Arkeologerna, Statens historiska museer, Ruotsi) ja Stefan Gustafsson (Arkeologikonsult, Ruotsi).

Otsikkokuva on Santeri Vanhasen, Volker Heydin ja Marianna Kemellin. Kuvankäsittelyn on tehnyt Tero Juutilainen.

Unohtuiko maaliskuinen superkuu?

To, 03/21/2019 - 07:34 Markus Hotakainen
Täysikuu

Viime yönä Kuu kumotti yötaivaalla taas täytenä. Samalla illanvirkut saivat ihastella superkuuta. Tällä kertaa media tuntui unohtaneen spektaakkelin kokonaan.

Superkuu valaisee öistä maisemaa, kun täysikuu sattuu ajanhetkeen, jolloin kiertolaisemme on lähimpänä Maata. Keskimäärin Kuun etäisyys Maasta on 384 400 kilometriä, mutta se vaihtelee 356 500 ja 406 700 kilometrin välillä. Vaihtelua on siis yli 50 000 kilometriä.

Vaihteleva etäisyys vaikuttaa sekä Kuun kirkkauteen että näennäiseen kokoon. Superkuu on vajaan kolmanneksen kirkkaampi ja 14 prosenttia suurempi kuin ratansa etäisimmässä pisteessä kärvistelevä Kuu.

Kai huomasitte? Ei se mitään, moista eroa on käytännössä mahdoton huomata paljain silmin – miten Kuuta voisi vertailla itsensä kanssa? Kuun kirkkauteen vaikuttaa sen korkeus taivaalla – lähellä horisonttia se on himmeämpi kuten Aurinkokin – ja myös koko näyttää vaihtelevan korkeuden mukana.

Jälkimmäinen ominaisuus on näköharha, mutta taivaanrannan takaa kohotessaan Kuu näyttää aina paljon suuremmalta kuin keskitaivaalla loistaessaan.

Superkuuhumpuukin soisikin unohtuvan pelkästään jo siitä syystä, että koko käsite on peräisin astrologeilta.

Harvinaiset taivaanilmiöt ovat toki kiinnostavia, vaikka eivät merkittäviä olisikaan. Superkuun erikoislaatuisuutta kuvaa se, että viimeöinen superkuu oli vuoden viimeinen. Tosin superkuuta saattoi ihailla myös kuluvan vuoden tammi- ja helmikuussa.

Kuva: Markus Hotakainen

Tagit

Pelkkä valo voi kumota gravitaation

Ke, 03/20/2019 - 11:32 Markus Hotakainen
Kappaleita levitoimassa

Toistaiseksi ajatus on vielä teorian asteella, mutta tutkijat ovat luottavaisia, että tekniikkaa voidaan soveltaa jopa tähtienvälisten luotainten vauhdittamiseen

Caltechissa (California Institute of Technology) on suunniteltu nanopinnoite, jonka ansiosta esineitä voidaan leijuttaa ja liikutella ilmassa pelkän valon avulla.

Jo 1980-luvulla kehitettiin optiset pinsetit, joilla voidaan käsitellä hyvin pieniä hiukkasia tai vaikka viruksia. Niiden toiminta perustuu tarkkaan kohdistetun lasersäteen säteilypaineeseen. Pinsettien kehittäjä Arthur Ashkin sai keksinnöstään fysiikan Nobel-palkinnon vuonna 2018.

Optisilla pinseteillä pystytään kuitenkin siirtelemään ainoastaan hyvin pieniä kohteita ja ne toimivat vain hyvin lyhyillä etäisyyksillä. Caltechissa kehitetyn tekniikan avulla esineiden koko voi olla mikrometreistä jopa metreihin.

Keskeinen tekijä uudessa tekniikassa on nanopinnoite, joka vuorovaikuttaa valon kanssa siten, että esine pysyy tiukasti valonsäteessä, vaikka jokin tekijä häiritsisi sitä. Silloin ei enää tarvita tarkkaan kohdistettua lasersädettä ja valonlähde voi olla miljoonien kilometrien päässä.

”Olemme kehittäneet menetelmän, jolla voidaan leijuttaa makroskooppisia kappaleita”, toteaa tutkimusta johtanut Harry Atwater.

”Mielenkiintoinen sovellus on käyttää tekniikkaa uuden sukupolven avaruusluotainten vauhdittamiseen. Käytännön toteutukseen on vielä pitkä matka, mutta olemme parhaillaan kehittämässä periaatteen testaamista.”

Teoriassa avaruusluotaimessa voitaisiin käyttää uudenlaista nanopinnoitetta ja antaa sille vauhtia Maassa sijaitsevalla laserlähteellä. Koska luotaimen ei tarvitsisi kuljettaa mukanaan polttoainetta, sillä olisi mahdollista päästä hyvin suuriin, jopa relativistisiin nopeuksiin – eli huomattavaan osaan valon nopeudesta – ja matkata toisiin tähtiin.

Aurinko- tai valopurjetta on kaavailtu aiemminkin ultrakevyiden luotainten ”voimanlähteeksi” ja esimerkiksi Stephen Hawkingin ja Juri Milnerin vuonna 2016 käynnistämässä Breakthrough Starshot -projektissa tavoitteena on lähettää valopurjeen vauhdittamana tuhat muutaman gramman painoista StarChip-luotainta kohti Proxima Centauria. Huippunopeus olisi peräti 20 prosenttia valon nopeudesta eli noin 60 000 kilometriä sekunnissa.

Uudenlaisen nanopinnoitteen mahdollistamasta valoleijunnasta kerrottiin Caltechin uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu
Nature Photonics -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Ognjen Ilic & Harry Atwater

Einstein oli taas oikeassa: aika-avaruus on symmetrinen

Ti, 03/19/2019 - 15:52 Markus Hotakainen
Valon nopeuden mittaamista eri suunnissa

Albert Einsteinin suppean suhteellisuusteorian peruslähtökohtia on, että  valon nopeus on aina ja kaikkialla sekä kaikissa suunnissa sama. Kvanttigravitaatiota koskevien teoreettisten mallien mukaan on kuitenkin mahdollista, että hiukkasmaailmassa nopeusrajoitusta ei noudatetakaan niin orjallisesti.

Toistaiseksi kvanttiylinopeuksista ei ole päästy sakottamaan, sillä kokeissa ei ole havaittu minkäänlaisia eroja. Saksalaisessa PTB-tutkimuslaitoksessa (Physikalisch-Technische Bundesanstalt) on aika-avaruuden symmetriaa testattu optisilla ytterbium-atomikelloilla, joilla tarkkuus saatiin kasvatettua sata kertaa aiempia kokeita suuremmaksi.

Kahden ytterbiumkellon välinen mittavirhe kasvaa miljardissa vuodessa korkeintaan sekunniksi, joten niiden avulla oli mahdollista mitata äärimmäisen pieniä poikkeamia ytterbiumionien elektronien liikkeessä. Kokeessa elektronit liikkuivat aika-avaruuden suhteen eri suuntiin. Ellei aika-avaruus olisi symmetrinen, elektronien nopeuksissa pitäisi näkyä pieni ero.

Ensimmäinen valon nopeuden vakioisuuteen liittyvä merkittävä koe tehtiin jo vuonna 1887, kun Albert Michelson ja Edward Morley yrittivät mitata avaruuden täyttävän eetterin vaikutuksen valon kulkuun. Tuolloin oletettiin, että valo ja kaikki muukin sähkömagneettinen säteily vaatii edetäkseen väliaineen samaan tapaan kuin ääni. Koetulos oli yllätys: valon nopeus on sama kaikissa suunnissa eikä mitään eetteriä ole olemassa. Koetulos oli yksi Einsteinin lähtökohdista hänen kehitellessään suhteellisuusteoriaansa.

Hendrik Lorentzin mukaan Lorentzin symmetriaksi kutsuttu aika-avaruuden ominaisuus on siitä lähtien ollut toistuvien kokeiden kohteena. Pitääkö se todella paikkansa aina ja kaikkialla, ja liikkuvatko myös kvanttimaailman hiukkaset täsmälleen samalla nopeudella kaikkiin suuntiin?

Tuoreimmassa kokeessa käytettyjen kellojen tarkkuus perustuu yksittäisten ytterbiumionien värähtelytaajuuteen. Ionien perustilassa elektronien aaltofunktio on pallosymmetrinen, mutta virittyneessä tilassa se on pitkänomainen eli elektronit liikkuvat pääosin tietyssä suunnassa. Elektronien liikesuuntaa voidaan hallita kellon sisäisen magneettikentän avulla, joten sijoittamalla kellot toistensa suhteen sopivaan asentoon elektronit saadaan liikkumaan toisiaan vastaan kohtisuoriin suuntiin.

Kellot oli asennettu laboratoriossa kiinteälle alustalle, joka pyöri Maan mukana tähtien suhteen yhden kierroksen 23,9345 tunnissa. Jos elektronien nopeudet olisivat riippuvaisia niiden kulkusuunnasta, kahden kellon näyttämissä ajoissa olisi pitänyt näkyä jaksottainen vaihtelu, joka vastaisi Maan pyörimisliikettä. Teknisten virhelähteiden eliminoimiseksi ytterbiumkelloja vertailtiin yli tuhannen tunnin eli lähes puolentoista kuukauden ajan.

Mittaustarkkuuden rajoissa kellojen avulla mitatuissa elektronien nopeuksissa ei kuitenkaan havaittu minkäänlaista vaihtelua. Ytterbiumionien värähtelytaajuuksien eron ylärajaksi todettiin 3 x 1018, mikä osoitti kellojen olevan oletettuakin tarkempia. Aikaero kasvaisi sekunnin mittaiseksi vasta kymmenessä miljardissa vuodessa.

Lorentzin symmetria pätee ja Albert Einsteinin todettiin jälleen kerran olleen oikeassa.

Symmetriakokeesta kerrottiin PTB-laitoksen kotisivuilla ja tutkimus on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

Japanilainen sääsatelliitti kuvasi joulukuisen jättimeteorin

Ma, 03/18/2019 - 17:34 admin
Kamtšatkan meteori Himawarin kuvaamana

Juuri nyt Teksasissa meneillään olevassa planeettatutkijakokouksessa kerrottiin viime joulukuussa Maahan törmänneestä suuresta kappaleesta. Nyt sen törmäyksestä on löytynyt kuva: japanilainen sääsatelliitti Himawari sattui ottamaan kuvansa juuri oikeaan aikaan.

18. joulukuuta 2018, siis noin kolme kuukautta sitten, iskeytyi suurehko avaruudesta tullut kappale Maan ilmakehään. Sen suhteellinen nopeus maapallon suhteen oli 32 km/s,eli huimat 115 200 km/h, ja se osui noin seitsemän asteen kaltevuuskulmassa Beringin meren kohdalle.

Tapauksesta kertoi Nasan mahdollisesti Maata uhkaavia pienkappaleita tutkivan ohjelman johtaja Kelly Fast sunnuntaina pidetyssä lehdistötilaisuudessa.

Kappale räjähti Fastin mukaan noin 25,6 kilometrin korkeudessa Kamtšatkan niemimaan päällä noin kymmenen Hiroshiman ydinpommin voimalla.

Se havaittiin kyllä saman tien ohjuksia ja ydinräjäytyksiä valvovilla laitteilla, mutta koska räjähdys tapahtui korkealla ja hyvin harvaan asutulla alueella, ei siitä tullut suurta uutistapausta.

Tilanne oli siis päinvastainen kuin kuusi vuotta sitten, jolloin Tšeljabinskin päällä räjähti samankaltainen kappale. Se näkyi, tuntui ja kuului laajalti suurkaupungin alueella, ja siitä kiertää netissäkin paljon huimia kuvia ja videoita (niistä on hyvä kooste tässä).

Vaikka Maan päältä ei joulukuun törmäystä tiettävästi havaittu, löytyi meteorin aiheuttama kaasuvana juuri sopivaan aikaan kuvansa ottaneen japanilaisen Hinawari-sääsatelliitin kuvasta – kun sitä osattiin oikein etsiä. Kuvassa meteorin ilmakehän läpi syöksyessään synnyttämä pilvi näkyy oranssina viiruna. Isokokoinen versio kuvasta on täällä.

Tämä törmäys oli todennäköisesti toiseksi suurin kosminen törmäys 30 vuoteen. Vain Tšeljabinskin tapaus oli tätä suurempi. Arvion mukaan tässä joulukuisessa räjähdyksessä vapautui "vain" noin 40% energiasta, jonka Tšeljabinskin törmääjä sai aikaan räjähtäessään palasiksi.

Tällaisia törmäyksiä tapahtuu vain pari kertaa vuosisadassa. Suurempia kappaleita pystytään nykyisin havaitsemaan varsin hyvin, mutta näiden viimeaikaisten törmääjien kaltaisia kappaleita on vaikea löytää ennalta.

Joka tapauksessa niiden törmäysten estämiseksi on käytännössä mahdotonta tehdä mitään nykytekniikalla – eikä helposti kuviteltavissa olevallakaan. Niinpä avaruusjärjestöt keskittyvät parantamaan laitteistojaan, joilla pyritään löytämään ennalta kohti Maata tulevia kappaleita.

Jos esimerkiksi Tšeljabinskissa olisi tiedetty tulevasta törmäyksestä vähänkin etukäteen, olisi asukkaita ennätetty evakuoimaan tai ainakin kehottaa pysymään poissa ikkunoiden äärestä törmäyksen tapahtuessa. Suurin osa henkilövahingoista syntyi siitä, kun kummallisen äänen alettua ja etenkin väläyksen jälkeen ihmiset menivät ikkunan ääreen: pienellä viiveellä saapunut paineaalto rikkoi silloin ikkunan ja sinkosi lasinpalat päin ihmisiä.

Kuuntele avaruuden uhkia käsittelevä Tiedeykkönen

 

Tämän jutun kirjoittaja teki 8.2.2019 lähetetyn Tiedeykkösen ohjelman Avaruusturvallisuudesta, eli erilaisista avaruudesta Maahan kohdistuvista uhista sekä siitä, miten niitä vastaan voidaan varautua.

Haastateltavana ohjelmassa on Euroopan avaruusjärjestön Space Safety -osastossa työssä oleva Juha-Pekka Luntama. Jutussa kerrotaan myös kosmisista törmäyksistä; Nasan ohella myös ESA tutkii niitä.

Kuuntele ohjelma Yle Areenassa.

Tiedetuubissa tehdään remppaa

La, 03/16/2019 - 10:14 Toimitus
Remonttikuva

Tiedetuubin julkaisusysteemi on päivitetty uudempaan ja siihen tehdään vielä muutoksia sekä parannuksia normaalin toiminnan ohessa. Pyydämme anteeksi pieniä käyttökatkoksia!

Onnea WWW! CERN juhlii 30-vuotiasta webbiä (video)

Tänään 12. maaliskuuta pidettiin aamupäivällä Euroopan hiukkastutkimuskeskus CERNissä kiinnostava tilaisuus: CERNissä kehitetty World Wide Web täytti 30 vuotta. Juhlaseminaarissa muisteltiin vanhoja ja katsottiin tulevaisuuteen.

 

Tarkkaa päivämäärää webin keksimiselle on mahdotonta sanoa, mutta Tim Berners-Lee, nykyisin Sir Tim, kirjoitti maaliskuussa 1989 CERNin IT-hallinnolle ehdotuksen tietojenkäsittelyn uudistamisesta. Tylsän byrokraattisen dokumentin nimi oli "Information Management: A Proposal" ja sen ansiosta käynnistettiin projekti, joka synnytti maailmanlaajuisen World Wide Webin. Se oli toiminnassa vuonna 1991.

"Ideana oli systeemi, missä kaikki tieto kaikissa tietokoneissa kaikkialla voisi olla linkitettynä", totesi Berners-Lee alkuperäisestä ideastaan.

Information Management: A Proposal

CERN oli luonteva paikka tällaisen ajatuksen syntymiseen, sillä hiukkastutkimuksessa syntyi paljon sähköisessä muodossa olevaa dataa (ja syntyy nykyisin vielä enemmän), tutkijat liikkuvat ympäri maailman, käyttävät tietokoneitaan eri paikoissa ja heillä on tarve käyttää tietoja ja olla yhteydessä koko ajan.

Webin 30-vuotiasta historiaa juhlistetaan CERNissä ja muualla tänä vuonna eri tapahtumin ja muun muassa CERNin tekemällä juhlasivustolla. Juhlallisuudet alkoivat tänään Genevessä CERNissä pidetyllä tilaisuudella, missä oli paikalla puhumassa suuri joukko työtä aikanaan tehneistä tutkijoista ja insinööreistä.

Tarjolla oli tiedon lisäksi muun muassa jättisuuria kakkuja, joista yhdestä kuvan nappasi CERNin tiedotttaja Arnaud Marsollier.

PS. Webbi ja netti eivät ole sama asia: internet kehitettiin jo paljon aikaisemmin, ja WWW on vain eräs – tosin tunnetuin – sähköisistä palveluista, joita internet välittää.

Avainsanat

Revontulihälytys – AR2734 röyhtäisi kohti meitä

Ma, 03/11/2019 - 22:15 Jari Mäkinen
Revontulia Tromssassa 3.3.2019

Aurinko on parhaillaan varsin rauhallinen, lähes pilkuton, mutta sen pinnalla on silti pieni, mutta yllättävän aktiivinen pilkkuryhmä nimeltä AR2734. Se purkautunut ja Maata kohden sinkoutunut varattujen hiukkasten pilvi saanee aikaan revontulia lähipäivinä.

Mitään hurjaa näytelmää ei todennäköisesti ole tulossa, mutta revontulten todennäköisyys on selvästi koholla ja yllätyksiä saattaa tulla. Myös eteläisessä Suomessa kannattaa olla varuillaan kauniiden taivasmaisemien varalta.

AR2734 purkautui ensimmäisen kerran 8. maaliskuuta, ja tästä tullut koronan massapurkaus menee hyvin läheltä ja kenties osittain osuu maapalloon koska tahansa. Se saattaa saada aikaan revontulia jo tänään, mahdollisesti myös parina seuraavana iltana ja yönä.

Amerikkalaisen NOAAn ennuste lupaa 55% todennäköisyyttä kohtalaiselle G1-luokan geomagneettiselle myrskylle.

Myös Ilmatieteen laitoksen Avaruussääennuste sanoo, että "koronan massapurkauksen odotetaan saavuttavan Maan tänään tai huomenaamulla. On mahdollista, että osuma synnyttää lieviä geomagneettisia myrskyjä. Tämän vuoksi revontulten todennäköisyys on kohtalainen. Ennusteeseen liittyy epävarmuuksia tarkan saapumisajankohdan sekä vaikutuksen voimakkuuden suhteen."

Auringon aktiivisuusalue AR2734 SDO:n kuvaamana

AR2734 (yllä SDO-luotaimen kuvaamana) purkautui uudelleen eilen 10.3. ja tästä ulos avaruuteen singahtanut pilvi saanee aikaan hieman kohonnutta revontuliaktiivisuutta myös lähipäivinä.

Ilmatieteen laitos toteaa tiedotteessaan kuitenkin, ettei avaruussäähän merkittävästi vaikuttavia muita tekijöitä esiinny tällä hetkellä, "joten massapurkauksen mentyä ohi avaruussää palaa takaisin tavanomaiseen tilaan."

Kannattaa muistaa, että Lapissa ja muualla pohjoisessa revontulia näkyy yleensä myös silloin, kun avaruussäätilanne on yleisesti ottaen rauhallinen. Esimerkiksi otsikkokuvassa on Norjan Tromssassa toissa viikonloppuna näkyneitä upeita revontulia.

Dragon 2 palasi Maahan – koelento onnistui erinomaisesti

Ma, 03/11/2019 - 10:47 Jari Mäkinen
Dragon 2 laskuvarjojen varassa

Automaattisesti lentänyt, mutta jo seuraavalla lennollaan astronautteja mukanaan kuljettava SpaceX -yhtiön Dragon 2 -avaruusalus palasi hetki sitten takaisin Maahan koelennoltaan.

Dragon loiskahti Atlantin valtamereen täsmälleen suunniteltuun aikaan, eli klo 15.45 Suomen aikaa.

Ennen laskeutumista tänään astronautit sulkivat luukut aluksen ja Dragonin välillä eilen illalla klo 19.25 Suomen aikaa (kaikki jutussa olevat ajat ovat Suomen aikaa), ja alus irtosi telakointiportista tänään aamulla klo 9.31.

Sen jälkeen alus etääntyi avaruusasemasta ja klo 14.48 Dragonin alaosa, sen huoltomoduuli irrotettiin. Tämän jälkeen alus hidasti ratanopeuttaan maahanpaluuta varten omilla, aluksen sivulla olevilla rakettimoottoreilla, jotka toimivat 15 minuuttia ja 25 sekuntia. Tämän polton seurauksena alus alkoi pudota hyvin jyrkästi alaspäin ja saapui pian ilmakehän yläosiin.

Aluksen huoltomoduuli jäi vielä kiertämään Maata, mutta se putoaa alas ja tuhoutuu ilmakehän kitkakuumennuksessa kokonaan myöhemmin. Se ei jää siis avaruusromuksi taivaalle.

Maahanpaluun kriittisin vaihe alkoi klo 15.33, kun ilmanvastus kuumensi aluksen alaosaa ja yhteys siihen meni poikki vähäksi aikaa alusta ympäröineen kuuman plasman vuoksi. Ensimmäiset laskuvarjot avautuivat klo 15.41 ja ne vetivät auki neljä varsinaista päävarjoa. Nämä punavalkoiset varjot hidastivat putoamisnopeutta ja alus osui rauhallisesti Atlantin aaltoihin klo 15.45.

Dragon 2 meressä
Kapselia nostetaan merestä laivaan

Dragonin laskeutumispaikka oli noin 320 km koilliseen Cape Kennedystä Atlantin valtameressä. SpaceX oli lähettänyt paikalle aluksen, jonka tehtävänä on poimia alus kyytiinsä ja missä on jo tilat myös myöhemmillä lennoilla palaaville astronauteille. Heille voidaan tehdä aluksella myös ensimmäinen lääkärintarkastus.

Välittömästi laskeutumisen tapahduttua aluksen luokse kiirehti kaksi pikavenettä, joiden mukana oli sukeltajia, jotka irrottivat ensimmäisenä laskuvarjot aluksesta ja tarkistivat, että se pysyi pinnalla.

Laskeutumisessa oli monessa mielessä historiallista havinaa, sillä paitsi että kyseessä oli ensimmäinen uuden ajan avaruusaluksen koelento ja siten ensimmäinen sellaisen laskeutuminen. oli kyseessä myös ensimmäinen amerikkalaisen, astronauttien kuljettamiseen tarkoitetun aluksen laskeutuminen mereen sitten Apollo-alusten.

Apolloihin liittyen kiinnostava asia on myös se, että tätä ennen edellinen kerta, kun miehitetty alus loiskahti Atlanttiin, oli Apollo 9, joka oli lennossa juuri nyt 50 vuotta sitten. Se palasi Maahan 13. maaliskuuta 1969.

Lisäksi Dragon 2 oli ensimmäinen amerikkalainen automaattisesti avaruusasemaan telakoitunut alus. Tätä ennen vain venäläiset Sojuz- ja Progress-alukset sekä eurooppalainen ATV-avaruusrahtari ovat telakoituneen automaattisesti – toki siten, että ihmiset ovat valvoneet telakoinnin sujumista.

Dragon 2 kiinnitettynä avaruusasemaan

Tämän jälkeen SpaceX ja Nasa käyvät tarkasti läpi lennon aikana kerätyt tiedot ja päättävät seuraavasta lennosta, jolloin mukana on myös kaksi astronauttia. Tietoja lennolta saatiin myös Ripley-nimiseltä nukelta, joka oli erilaisten sensorien kanssa avaruuspuvussa aluksen istuimessa.

Ennen miehitettyä lentoa on kuitenkin vuorossa jännittävä koelento, missä nyt Maahan palannut alus laukaistaan Falcon 9 -kantoraketilla uudelleen lentoon. Avaruuteen nousemisen sijaan aluksella tehdään testi, missä se irtoaa raketista kesken lennon ja laskeutuu sen jälkeen alas laskuvarjojen varassa. Näin testataan aluksen toimiminen hätätilanteessa; jos rakettiin tulee kesken lennon toimintahäiriö, pitää astronauttien voida irrota siitä ja pystyä palaamaan takaisin turvallisesti (vaikka ei kovin mukavasti).

Jos kesäkuuksi suunniteltu koe sujuu hyvin, on miehitetty lento vuorossa heinäkuussa. Douglas Hurley ja Robert Behnken tekevät silloin Dragonilla kaksiviikkoisen koelennon, jonka jälkeen vasta alus otetaan virallisesti käyttöön. Ensimmäinen "tavallinen" miehistölento asemalle voi tapahtua siten jo tämän vuoden lopussa.

Sisäkuva Dragonista avaruudessa

Video: Vuoden 2018 sää yhdessä videossa

Jo perinteiseen tapaan sääsatelliittien keräämät kuvat on laitettu yhteen ja niistä on koottu koko edellisen vuoden säätila.

 

Vuosi 2018 oli tilastoidun historian neljänneksi kuumin ja se piti sisällään ennätyksellisen paljon omituisia sään ääri-ilmiöitä myrskyistä kuivuuksiin sekä tulviin.

Tarkkaan katsottuna myrskyt sekä muut ilmiöt näkyvät hyvin tässä videossa, mihin on käytetty kuvia, jotka on otettu eurooppalaisen Eumetsatin, Yhdysvaltain NOAA:n sekä Kiinan ja Japanin sääsatelliiteista. Geostationaariradalla olevien satelliittien lisäksi materiaalia on otettu Maata napojen kautta kiertävän Metopilta.

Videolla kertojana on Eumetsatin koulutuspäällikkö Mark Higgins.

Teknisesti video on parempilaatuinen (4K) kuin satelliiteilta saatavat kuvat ovat, mihin on päästy yhdistämällä tietoja MeteoFrancen tietokantaan, joka on puolestaan laitettu Nasan tekemän erittäin tarkan maapallon pintakartan päälle, missä näkyvät myös vuodenaikojen vaihtelut.

Näillä näkymin vuodesta 2019 on tulossa todennäköisesti mittaushistorian kuumin vuosi, koska juuri alkanut El Niño -ilmiö kiihdyttää edelleen ihmisten aikaansaamaa maailmanlaajuista lämpiämistä. Jo alkuvuosi on ollut erittäin lämmin; säätilan pomppiminen useissa paikoissa hyvin kylmän ja ennätyksellisen kuuman välillä on yksi tästä kertova oire.

Avainsanat

Dragon 2 saapui avaruusasemalle – koelento on sujunut kuin unelma

Su, 03/03/2019 - 12:54 Jari Mäkinen
Dragon 2 lähestyy avaruusasemaa

SpaceX:n Dragon 2 -avaruusalus on saapunut Kansainväliselle avaruusasemalle. Kyseessä on merkittävä askel kohti sitä, että uuden sukupolven avaruusalukset tulevat viimein käyttöön.

Eilen laukaistu Dragon 2 on toiminut avaruudessa moitteetta. Sen 27 tuntia kestänyt kipuaminen korkeammalle kiertoradalle päättyi juuri, kun alus kiinnittyi Kansainvälisen avaruusaseman Harmony-moduulissa olevaan telakointiporttiin.

Dragon 2:n telakoitumisportti on aluksen nokassa, ja sitä laukaisun aikana suojannut kartio oli kauniisti käännettynä sivuun.

Kyseessä on uuden aluksen testilento, ja matkan aikana on tehty lukuisia kokeita sen systeemeille. Eräs tärkeimmistä tehtävistä oli avaruusasemalle saapuminen.

Dragon 2 on jo usean vuoden ajan käytössä olleen Dragon-rahtialuksen uusi versio, joka pystyy kuljettamaan myös astronautteja. Toinen olennainen ero on aluksen tapa telakoitua avaruusasemaan: siinä missä aikaisempi Dragon saapui vain aseman luokse ja astronautit kiinnittivät sen asemaan robottikäsivarrella, lähestyy ja kiinnittyy Dragon 2 itse automaattisesti.

Samaan kohtaan asemaa telakoituivat aikanaan myös avaruussukkulat, mutta telakointiportti on vaihdettu uuteen. Portissa ja sen ympärillä on myös laitteita, jotka auttavat alusta telakoitumisessa; lisäksi Dragon 2 käyttää lähestymisessään apuna lasereita, lämpökameroita ja GPS-paikantimia.

Lähestyminen ja telakoituminem tapahtuvat asemalla olevien avaruuslentäjien valvovan silmän alla. Jos jokin menee pieleen, he voivat keskeyttää lähestymisen ja komentaa aluksen siirtymään turvallisen matkan päähän. Tätä mahdollisuutta myös testattiin lähestymisen aikana ja siksi alus pysähtyi kesken lähestymisensä sekä peruutti odottamaan noin 180 metrin päähän.

Nähtävästi tänään kaikki sujui suunnitellusti, sillä Dragon 2 saapui aseman luokse sunnuntaina aamupäivällä ja oli kilometrin päässä siitä klo 11.26 Suomen aikaa. Hieman tämän jälkeen astronautti David Saint-Jacques ilmoitti näkevänsä aluksen myös silmin.

Sen jälkeen alus lähestyi uudelleen asemaa, odotti noin 20 metrin päässä, sitten lennonjohto päätti odottaa auringonlaskua (jotta sen valo ei haittaa lähestymislaitteita), ja lopulta klo 12.51 Suomen aikaa Dragon 2 telakoitui asemaan.

Astronautit Dragonin sisällä

Kunhan liitos aseman ja Dragonin välillä oli tarkistettu, avattiin niiden välissä oleva luukku klo 15.07 Suomen aikaa. Astronautit Anne McClain ja Saint-Jacques siirtyivät sitten varovasti aluksen sisälle kaasunaamarit kasvojensa suojana siltä varalta, että aluksen sisällä olisi ollut joitain mahdollisesti irti päässeitä kappaleita tai ilma olisi ollut huonolaatuista.

Näin ei ollut, mutta he ottivat näytteitä aluksen sisäilmasta tarkempia tutkimuksia varten.

Olisi hauska tietää olisiko Dragonin sisällä uuden auton tuoksua – ja testaavatko astronautit jossain vaiheessa aluksen istuimia (todennäköisesti).

Nyt Dragonin toimintaa tarkkaillaan, kun se on osana avaruusasemaa. Aluksen sisällä on myös avaruusasemalle vietävää rahtia, jota astronautit purkavat.

Paluumatkalleen uusi alus lähtee perjantaina, jolloin on edessä seuraava jännittävä lennon vaihe: syöksyminen läpi ilmakehän kitkakuumennuksen liekkien, leijuminen laskuvarjojen varassa alaspäin ja molskahdus Atlantin aaltoihin lähelle paikkaa, mistä matka alkoi eilen lauantaina.

Dragon 2 laukaistiin onnistuneesti - uusi aika avaruuslennoissa häämöttää

La, 03/02/2019 - 10:08 Jari Mäkinen
Crew Dragon telakoitumassa avaruusasemaan

SpaceX -yhtiö laukaisi juuri onnistuneesti matkaan ensimmäisen miehitettyihin lentoihin soveltuvan aluksensa. Nyt vielä ilman astronautteja lentävä alus telakoituu avaruusasemaan huomenna sunnuntaina.

Laukaisu näyttää olleen täydellinen: Falcon 9 nousi lentoon klo 9.49 Suomen aikaa Floridan yötaivaalle ja kun laukaisusta oli kulunut noin 11 minuuttia, eli kello 10 Suomen aikaa, oli Dragon 2 -kapseli kiertämässä Maata. Hieman sitä ennen kantoraketin ensimmäinen vaihe oli laskeutunut takaisin myrskyävällä Atlantilla olevan lavetin päälle.

Nyt SpaceX:n ja Nasan tiimit pääsevät kunnolla lennon varsinaisen tehtävän kimppuun: aluksen testaamiseen avaruudessa. Sen moottoreita käytetään, sitä käännellään ja kieputellaan, ja ennen kaikkea, sen kaikkia toimia seurataan tarkasti.

Ellei mitään ihmeellistä ilmene, telakoituu Dragon 2 Kansainväliseen avaruusasemaan noin klo 13 Suomen aikaa huomenna sunnuntaina.

Telakoituminen on lennon seuraava todella jännä vaihe, koska tällä kerralla alus kiinnittyy aseman telakointiporttiin itsekseen, automaattisesti. Tähän saakka miehittämättömät, asemalle rahtia kuljettaneet Dragon-alukset ovat tulleet aseman luokse, minkä jälkeen astronautit ovat kiinnittäneet ne asemaan robottikäsivarrella.

Koska kyseessä on koelento, tehdään tämä ensimmäinen telakoituminen hyvin varovasti ja rauhallisesti.

Dargon 2 lähtee lentoon

Dragon 2 nousi matkaan lähes täsmälleen 50 vuotta sen jälkeen, kun Apollo 9 -lento nousi lentoon samalta laukaisualustalta testaamaan ensimmäisen kerran kuumoduulia Maan kiertoradalla.

Tämä koelento kestää suunnitelman mukaan kuusi vuorokautta. Dragon 2 viettää avaruusasemalla viisi vuorokautta ja lähtee paluumatkalleen perjantaina 8. maaliskuuta. Aikataulun mukaan laskeutuminen mereen Floridan rannikon tuntumaan tapahtuu perjantaina klo 15.45 Suomen aikaa.

Tarkemmin lennosta ja aluksesta kerrotaan eilen julkaistussa jutussamme (linkki alla).

Ensimmäinen USA:n uusista avaruusaluksista tekee koelentonsa lauantaina – kaikki valmiina Dragon 2:n lentoon!

Pe, 03/01/2019 - 23:53 Jari Mäkinen
Dragon2 laukaisualustalla miehistösilta paikallaan

Tätä on odotettu. Ensimmäisten uuden sukupolven miehitettyjen avaruusalusten lennot ovat viivästyneet ja viivästyneet, mutta huomenna viimein on tarkoitus tehdä ensimmäinen koelennoista. Vuorossa on SpaceX-yhtiön Dragon 2 -avaruusalus, joka on tällä koelennollaan ilman astronautteja.

Jos kaikki sujuu nyt suunnitelman mukaan, nousee alusta kuljettava Falcon 9 -kantoraketti lentoon nyt lauantaina 2. maaliskuuta klo 9.49 Suomen aikaa. Dragon 2 aloittaa kiertoradalle päästyään hieman yli vuorokauden kestävän matkan kohti Kansainvälistä avaruusasemaa, jonka luokse se saapuu sunnuntaina puolenpäivän aikaan ja se telakoituu asemaan noin klo 13 Suomen aikaa.

Kaikkiaan tämä nimellä Demo-1 tunnettu lento kestää kuusi vuorokautta ja sen aikana alus tekee juuri sellaisen lennon, kuin sen on tarkoitus tehdä vastaisuudessa astronauttien kanssa. Ainoastaan perillä olo avaruusasemalla on tulevaisuudessa pitempi, kuukausien mittainen, kun nyt Dragon 2 lähtee paluumatkalleen ensi viikon perjantaina 8. maaliskuuta. Aikataulun mukaan laskeutuminen mereen Floridan rannikon tuntumaan tapahtuu perjantaina klo 15.45 Suomen aikaa.

Tällä hetkellä (laukaisua edeltävänä iltana) kaikki näyttää hyvältä. Nasan ja SpaceX-yhtiön edustajat totesivat viime keskiviikkona virallisesti aluksen olevan nyt valmis lentoon ja Falcon 9 -raketti on ollut torstaista alkaen pystyssä Cape Kennedyn avaruuskeskuksen laukaisualustalla 39A.

Kyseessä on historiallinen laukaisualusta, jolta suurin osa Apollo-lennoista ja avaruussukkuloista lähtivät matkaan. Nyt SpaceX on vuokrannut alustan omaan käyttöönsä, ja Falcon 9:n lisäksi viime vuonna tehty Falcon Heavyn laukaisu tapahtui tältä alustalta.

Verrattuna aikaisempaan on alusta nyt hyvin yksinkertainen; suurten metallihäkkyröiden sijaan rakettia pitää pystyssä vain kevytrakenteinen torni, josta raketin nokassa olevaan alukseen kulkee putki. Tätä pitkin astronautit pääsevät alukseen. Se käännetään luonnollisesti sivuun laukaisua ennen.

Vaikka ihmisiä ei ole nyt kyydissä, on aluksen sisällä oikean avaruuspuvun sisällä ihmisnukke. Ripleyksi kutsuttu mannekiini on täynnä mittalaitteita ja sen avulla on tarkoitus todentaa se, että myös ihmiset pystyvät lentämään aluksella.

Nukke numeltä Riplay Dragon2:n sisällä.
Astronautit Bob Behnken ja Doug Hurley ovat kyydissä seuraavalla lennolla.

Jos koelento sujuu nyt hyvin, tekevät Bob Behnken ja Doug Hurley aluksella kaksi viikkoa kestävän koelennon ensi heinäkuussa.

Dragon 2:n laukaisun myötä historian siivet havisevat Cape Kennedyssä. Kyseessä on ensimmäinen täysin lentokuntoinen miehitetty avaruusalus, joka lähtee matkaan Yhdysvalloista sen jälkeen, kun sukkulalennot päättyivät vuonna 2011. Vuonna 2014 tehty Orion-aluksen koelento tehtiin puolivalmiilla kapselilla, minkä lisäksi alus teki vain hyppäyksen avaruuteen jäämättä kiertoradalle.

Kyseessä on myös ensimmäinen täysin uuden sukupolven miehitetty avaruusalus koko maailmassa sitten kiinalaisten Shenzhou-alusten (joiden nykyversio tosin perustuu pitkälti venäläiseen Sojuziin.

SpaceX:n lisäksi Nasa on tilannut miehistönkuljetuspalveluita Boeingilta, joka valmistautuu myös aluksensa koelentoon. Näillä näkymin CST-100 Starliner tekee samankaltaisen miehittämättömän koelennon huhtikuussa ja jos se sujuu hyvin, on ensilento astronauttien kanssa vuorossa elokuussa. Kumpikin alus tulisi normaaliin käyttöön tämän vuoden lopussa.

Koska alukset ovat parisen vuotta myöhässä alun perin suunnitellusta aikataulusta, ovat amerikkalaisastronautit lentäneet avaruusasemalle nyt Sojuz-aluksilla Nasan ostamilla paikoilla. Näillä näkymin amerikkalaiset voivat siis hoitaa jo ensi vuonna omien voimin omien astronauttiensa kuljetukset. On todennäköistä, että myös eurooppalaiset astronautit tulevat käyttämään uusia amerikkalaisaluksia.

Se, että venäläisillä ei ole enää ainoaa avaruusasemalle ihmisiä kuljettavaa alusta, tulee pahentamaan edelleen Venäjän avaruusohjelman taloustilannetta ja sillä voi olla suuriakin seurauksia maan kykyyn osallistua avaruustoimintaan. Suuri osa tuloista kun on saatu muiden maiden avaruuslentäjien kyytimisestä.

Uusien alusten suurin ero Sojuz-aluksiin on yleisen moderniuden lisäksi alusten pitkäikäisyys, uudelleenkäytettävyys ja niiden kapasiteetti: ne pystyvät kuljettamaan kerralla jopa seitsemän henkilöä ja pysymään asemalla seitsemän kuukautta. Ne voidaan käyttää uudelleen kenties jopa kymmenen kertaa, mikä tekee niiden lennättämisestä varsin edullista.

Sekä Boeing että SpaceX ovat kertoneet tarjoavansa aluksilla myös turistilentoja ja niiden avulla voisi suunnitelluista avaruushotelleistakin tulla viimein totta.

Animaatiosta napattu kuva Dragon 2:n laukaisusta.

Kaikkineen aluksen massa lentoonlähdössä on 9,5 tonnia, mistä 3,3 tonnia voi olla avaruusasemalle vietävää hyötykuormaa (mukaan luettuna astronautit). Takaisin Maahan alus voi tuoda 2,5 tonnia rahtia, mikä on olennainen parannus nykytilanteeseen, koska Sojuziin mahtuu vain pari pientä laatikkoa.

Dragon 2 on 8,1 metriä korkea ja 3,7 metriä halkaisijaltaan. Sen sisällä on noin 10 kuutiometriä paineistettua tilaa.

Virgin Galactic on jälleen yhtä lentoa lähempänä rutiinilentojen alkamista avaruuteen (video)

Virgin Galactic -yhtiön avaruuslentokone VSS Unity teki tuoreimman lentonsa viime viikolla 22. helmikuuta. Kuten edellisellä lennollaan, alus nousi nytkin amerikkalaisen määritelmän mukaan avaruuteen, eli yli 80 kilometrin korkeuteen.

 

Mukana lennolla oli kahden lentäjän (Dave Mackay ja Michael Masucci) lisäksi myös matkustaja: yhtiön "astronauttikouluttaja" Beth Moses pääsi kokemaan kyytiä ja testaamaan matkustamoa. Tämä onkin tarpeen, sillä hänen vastuullaan myöhemmin on asiakkaiden valmentaminen lentoa varten.

Muutamia minuutteja kestäneen painottomuuden aikana hän leijui matkustamossa vapaasti samaan tapaan kuin matkustajat tulevat tekemään lennoillaan. Mukana oli myös Nasan painottomuuskokeita; turistien lisäksi myös tutkijat tulevat käyttämään aikanaan konetta.

Aluksen kyydissä olleesta kolmikosta Mosesilla oli eniten kokemusta painottomuudesta, sillä hän on toiminut astronauttikouluttajana Nasassa ja ollut mukana sadoilla painottomuuslennoilla.

Virgin Galactic näyttääkin nyt etenevän varsin hyvin kohti rutiininomaisten lentojen alkua. Ellei takaiskuja tapahdu, pääsevät ensimmäiset lipuistaan maksaneet asiakkaat kyytiin jo syksyllä. Todennäköisesti jo sitä ennen esimerkiksi Virgin-yhtiöiden johtaja, hankkeeseen paljon rahaa sijoittanut Richard Branson käynee koittamassa miltä meno maistuu. Tämä on myös hyvää mainosta yhtiölle.

Nyt lennon huippukohta oli 89,9 km, eli pari kilometriä korkeammalla kuin edellisellä lennollaan. Lentäjät kiihdyttivät VSS Unityn myös hieman suurempaan nopeuteen, 3,04 -kertaiseen äänen nopeuteen.

Nopeus ja korkeus riippuvat toisistaan, sillä suurimman osan lentoajasta alus on vapaassa heittoliikkeessä paraabelin muotoisella radalla, ja sen huippukohta nousee sitä korkeammaksi, mitä suurempi on aluksen nopeus aluksi. Lentohan tapahtuu siten, että SpaceShip2 nousee ilmaan WhiteKnight2 -lentokoneen mahan alla ja vapautuu omille teilleen noin 15 kilometrin korkeudessa.

Siellä alus sytyttää rakettimoottorinsa ja kääntää nokan kohti taivasta. Rakettimoottori työntää alusta ylöspäin ja kiihdyttää sitä aina siihen saakka, kun polttoaineita riittää. Sen jälkeen matka jatkuu ylöspäin, mutta nyt koko ajan hidastuen samaan tapaan kuin kivi, joka heitetään ilmaan: vähän ajan kuluttua vauhti loppuu ja alus alkaa pudota alaspäin.

Siinä missä kivi tulee alas asti ja kopsahtaa pian pintaan, liitää SpaceShip2 alas lentokoneena ja laskeutuu pehmeästi kiitoradalle. Koska alus putoaa lähes tyhjästä avaruudesta ilmakehään suurella nopeudella, joka vastaa noin 2,7 -kertaista äänen nopeutta, sen pinta kuumenee ilmanvastuksen vuoksi. Ilmanvastus myös jarruttaa putoamista varsin voimakkaasti; matkustajat tuntevat olevansa noin kolme kertaa painavampia.

SpaceShip2:n lennot eivät ole siis aivan "oikeita" avaruuslentoja, koska ne ovat vain hyppäyksiä juuri ja juuri avaruuden puolelle. Tarkalleen ottaen nämä kaksi lentoa eivät ole myöskään käyneet avaruudessa, sillä sen kansainvälisesti määritelty raja on 100 km. Raja ei ole kuitenkaan selvä ja olosuhteet niin 80 kilometrissä kuin 20 km korkeammallakin ovat ihmisen kannalta täysin avaruudelliset: aluksen ulkopuolella käytännössä tyhjiö, Aurinko porottaa polttavasti ja maapallo näkyy jo lähes samaan tapaan kuin Kansainväliseltä avaruusasemalta otetuissa kuvissa.

Lyhytkin hyppäyslento 80 kilometrin korkeuteen on siten teknisesti haastava, aluksen pitää olla oikea avaruusalus ja lentoon tulee suhtautua kuten avaruuslentoon – siksi Virgin Galactic eteneekin koelennoissaan nyt hyvin rauhallisesti ja turvallisesti.

Suurimmat erot "oikeisiin" avaruuslentoihin ovat lennon kesto (vain minuutteja) ja pienempi nopeus, jolla alus saapuu ilmakehään (2 Mach vs. noin 25 Mach).

rakettimoottori toimii

Pientä kilpailua ilmassa

Virgin Galacticin ohella Blue Origin -yhtiö on etenemässä kovaa vauhtia kohti rutiinilentoja avaruuteen. Amazon-miljardööri Jeff Besozin perustama Blue Origin testaa parhaillaan New Shepard -nimistä rakettia ja sen mukana olevaa kapselia, joiden avulla matkustajat (ja tutkijat) voivat tehdä samanlaisia hyppäyksiä avaruuden puolelle.

New Shepard on kuitenkin raketti, joten se nousee lentoon pystysuoraan. Kapseli laskeutuu alas laskuvarjojen varassa. Näillä lennoilla päästään korkeammalle kuin SpaceShip2:lla (ainakaan nyt aluksi), ja kapselista on paremmat näkymät ulkopuolelle, koska siinä on suuret ikkunat.

Seuraava Blue Originin tekemä lento saattaa tapahtua melkein koska tahansa ja hekin saattavat päästä tositoimiin asiakkaiden kanssa vielä syksyllä.