Avaruus | Tiedetuubi

Markus Hotakainen

Painottomuuden tai tarkemmin sanottuna mikrogravitaation on todettu heikentävän avaruuslentäjien näkökykyä. Kaikilla niin ei tapahdu ja nyt on löytynyt yksi asiaan vaikuttava tekijä.

SANS-oireyhtymä (spaceflight-associated neuro-ocular syndrome) saa aikaan silmässä näkökykyyn vaikuttavia rakenteellisia muutoksia, kuten turvotusta ja verisuoniston poimuttumista silmän takaosassa.

Maan vetovoimassa ihmisen oma paino aiheuttaa painetta kehon eri puolilla, mikä puolestaan vaikuttaa esimerkiksi verenpaineeseen. Jos elopaino on isompi, on syntyvä painekin luonnollisesti suurempi.

Painottomuudessa samanlaista painetta ei esiinny, jolloin kehon eri osissa ja elimissä voi tapahtua merkittäviäkin muutoksia. Tutkijoiden mukaan nämä muutokset näyttävät olevan sitä isompia mitä suurempi muutos paineessa tapahtuu.

Toisin sanoen painavammilla astro- ja kosmonauteilla fysiologiset muutokset ovat suurempia.

Tutkimusta varten kerättiin tietoja astronauteista, jotka olivat avaruusasemalla pitkiä aikoja, keskimäärin 165 vuorokautta. Pituuden, painon ja muiden kehon mittojen lisäksi tarkasteltiin silmissä tapahtuneita muutoksia.

Tulosten perusteella yksikään naisastronautti ei kärsinyt SANS-oireyhtymästä. Sukupuoli ei kuitenkaan selitä ilmiötä kokonaan, sillä miehillä havaittiin selvä riippuvuus kehon koon ja painon sekä SANS-oireiden välillä: mitä kookkaampi ja painavampi astronautti, sitä todennäköisemmin pitkäaikainen oleskelu painottomassa tilassa aiheutti silmissä muutoksia, jotka vaikuttivat näkökykyyn.

Tutkimuksella on merkitystä paitsi avaruusasemalle tehtävien lentojen myös tulevien Mars- ja mahdollisten asteroidilentojen kannalta, sillä niiden aikana matkalaiset ovat väistämättä pitkiä aikoja painottomuudessa – ellei aluksiin kehitetä keinotekoista gravitaatiota pyörimisliikkeen avulla.

Tutkimuksesta kerrottiin American Physiological Societyn uutissivuilla ja se on julkaistu American Journal of Physiology -tiedelehdessä.

Kuva: NASA

Video: SpaceShip2:n rakettilento reaaliajassa

Kerroimme keskiviikkona SpaceShip2:n tuoreimmasta lennosta. Tässä on siitä kaunis video.

admin

01.06.2018

VSS Unity teki tiistaina illalla Suomen aikaa Kaliforniassa, Mojaven autiomaan päällä koelennon, jonka aikana sen rakettimoottori käynnistettiin. Moottori ei toiminut vielä täyttä aikaa, vaan sen annettiin toimia vain 31 sekunnin ajan.

Poltto kiihdytti aluksen 1,9 -kertaiseen äänen nopeuteen ja sysäsi laajaan heittoliikkeeseen ylöspäin. Unity nousi 34,9 kilometrin korkeuteen, eli komeasti stratosfäärin puolelle korkeuksiin, jonne yleensä noustaan vain erikoisvalmisteisin ilmapalloin.

Yllä oleva video näyttää tuon lennon. Lennon alusta ja lopusta on vain palasia, mutta koko rakettimoottorin toiminta ja sen jälkeen ollut lento ylös ja alas on videolla reaaliajassa teleskoopin läpi kuvattuna – paljain silmin alus oli vain piste taivaalla.

Lopullisilla avaruuteen saakka yltävillä lennoilla periaate on sama: SpaceShip2 pudottautuu kantoaluksensa alta omille teilleen ja käynnistää moottorinsa, jonka toimiessa se kääntyy lentämään lähes suoraan ylöspäin. Moottorin sammuttua alus jatkaa lentoaan ylöspäin aivan kuten taivaalle heitetty kivi jatkaisi, ja moottorin sammumisen sekä ilmanvastuksen hidastavan vaikutuksen välissä olevana aikana vallitsee aluksessa käytännössä painoton tila – tarkalleen ottaen vapaa pudotusliike, mikropainovoima.

Näillä lennoilla heittoliikkeen "painottomuusosa" kestää kuutisen minuuttia. Sen aikana matkustajat voivat leijua vapaasti aluksen sisällä ja tuntea olonsa hyvin astronautillisiksi; myös maisemat aluksen ulkopuolella ovat etenkin siellä noin sadan kilometrin korkeudessa upeat, sillä taivas on lähes yhtä musta kuin avaruudessa ja maapallon pinta kaartuu jo selvästi.

Koelennot etenevät nyt nähtävästi hyvin, mutta varsinaisten avaruusturistilentojen alkaminen tämän vuoden lopussa (tai pikemmin ensi vuoden alussa) vaatii sitä, että kaikki sujuu jatkossakin erinomaisesti. Unity saattaa lentää jo seuraavalla koelennollaan avaruuteen, mutta ilmailuviranomaiset vaativat vielä monia lentoja ja testejä ennen kuin koneen annetaan lennättää maksavia matkustajia.

Video on koottu kahdesta Virgin Galacticin julkaisemasta videosta.

Suosituimmat tänään

Tällainen oli Espanjan täydellinen auringonpimennys

Tuhat satelliittia pään päällä

Jutturuletti

Tässä on koronavirus, joka tulee pian taas kiusaksemme

Auringonpimennysmatka Egyptiin 2027

Markus Hotakainen

Suurin osa maailmankaikkeuden materiasta on pimeää ainetta, jonka olemuksesta on vain arvailuja. Uuden mallin mukaan osalla sen hiukkasista saattaa olla heikko sähkövaraus.

Julian Munoz Harvardin yliopistosta ja Avi Loeb Harvard-Smithsonianin astrofysiikan keskuksesta ovat pohtineet mahdollisuutta, että osa pimeän aineen hiukkasista voisi vuorovaikuttaa tavallisen aineen kanssa sähkömagneettisen voiman välityksellä.

Helmikuussa EDGES-projektissa (Experiment to Detect the Global EoR [Epoch of Reionization] Signature) havaittiin universumin ensimmäisen sukupolven tähdistä signaaleja, jotka viittaavat pimeän aineen ja tavallisen aineen vuorovaikutukseen.

Likikään kaikkia tutkijoita havainnot eivät ole vakuuttaneet, mutta Munoz ja Loeb lähtivät etsimään teoreettista selitystä mahdolliselle vuorovaikutukselle.

"Tutkimuksemme perusteella pystymme muodostamaan kuvan perusfysiikasta tulkittiinpa EDGES-projektin tulokset miten tahansa", Loeb arvioi. "Pimeän aineen luonne on yksi tieteen suurimmista mysteereistä, joten meidän täytyy käyttää hyväksi kaikki mahdollinen uusi tieto sen selvittämiseksi."

Vallitsevan käsityksen mukaan ensimmäisten tähtien ultraviolettisäteily vuorovaikutti tähtienvälisen kylmän vetykaasun atomien kanssa, minkä ansiosta ne pystyivät absorboimaan kosmista mikroaaltotaustasäteilyä.

Alle 200 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen tapahtuneen absorption olisi pitänyt heikentää taustasäteilyn voimakkuutta. EDGES-projektin tutkijoiden mukaan he ovat havainneet teorian mukaisen heikkenemisen, mutta vetykaasun lämpötila näyttäisi olleen ainoastaan puolet oletetusta.

"Jos EDGES-projektissa on havaittu vetykaasun olleen tuolloin oletettua kylmempää, mikä voisi selittää sen? Yksi mahdollisuus on, että vety on jäähtynyt pimeän aineen vaikutuksesta", Munoz pohtii.

Taustasäteilyn absorption aikoihin tavallisen aineen vapaat elektronit ja protonit liikkuivat alhaisimmalla mahdollisella nopeudella, mutta myöhemmin ensimmäisten mustien aukkojen röntgensäteily kiihdytti niiden liikettä. Varattujen hiukkasten sironta on voimakkainta alhaisilla nopeuksilla, joten tavallisen aineen ja pimeän aineen – mikäli osalla sen hiukkasista on sähkövaraus – vuorovaikutus olisi silloin ollut suurimmillaan.

Se olisi saanut vetykaasun jäähtymään, koska pimeä aine on kylmää. Se selittäisi EDGES-projektin havainnot.

"On mahdollista, että pimeän aineen hiukkasilla on pikkuruinen sähkövaraus – noin miljoonasosa elektronin varauksesta – joka saa aikaan kosmisen aamunkoiton ajoilta saapuvan signaalin. Niin pieniä varauksia on mahdoton havaita suoraan edes tehokkaimmilla hiukkaskiihdyttimillä", Loeb sanoo.

Pienikin määrä heikosti varattuja pimeän aineen hiukkasia selittäisi EDGES-projektin havainnot ja toisaalta se ei vielä aiheuttaisi ristiriitaa muiden havaintojen kanssa. Jos suuri osa pimeän aineen hiukkasista olisi varattuja, ne eivät olisi päässeet Linnunradan kiekon tasoon, missä havaintojen perusteella on suuret määrät pimeää ainetta.

Kosmisesta taustasäteilystä tehtyjen havaintojen perusteella tiedetään, että protonit ja elektronit muodostivat varhaisessa maailmankaikkeudessa atomeja. Vain pieni osa varatuista hiukkasista jäi vapaaksi.

Munozin ja Loebin mukaan on mahdollista, että pimeä aine käyttäytyi samalla tavalla. EDGES-projekti ja muut vastaavat tutkimushankkeet saattavat olla ainoa keino tehdä havaintoja sähköisesti varatuista hiukkasista, sillä suurin osa pimeästä aineesta on varauksetonta.

Tutkimuksesta kerrottiin Harvard-Smithsonianin astrofysiikan keskuksen uutissivuilla ja se on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: CfA/M. Weiss

Jari Mäkinen

Avaruusturistialus SpaceShip2 teki eilen jo toisen koelentonsa, jonka aikana se sytytti rakettimoottorinsa ja nousi korkealle. Aivan avaruuteen saakka sillä ei vielä uskallettu lentää, mutta kenties seuraava koelento on jo historiallinen. Ensimmäiset avaruusturistien pomppauslennot alkavat pian, tosin Virgin Galactic -yhtiön kilpailija Blue Origin saattaa ennättää ensin omalla kapselillaan.

Blue Origin -yhtiö teki tuoreimman koelentonsa New Shepard -raketillaan ja sen nokassa lentävällä avaruusturistilentoihin sopivalla kapselilla huhtikuun 29. päivänä. Se oli jo toinen lopullisen kaltaisen kapselin koelento, ja seuraavalla koelennollaan yhtiö saattaa rynnistää jo yli sadan kilometrin korkeuteen – siis virallisesti avaruuden puolelle.

Eilen, kuukautta kilpailijansa edellisestä koelennosta, oli vuorossa Virgin Galactic ja sen SpaceShip2 -avaruusalusta tekevä The Spaceship Company. VSS Unity -avaruuslentokone nouse lentoon Mojaven lentoasemalta ja teki toisen koelentonsa, jonka aikana se sytytti rakettimoottorinsa.

Tätä ennen alus on tehnyt 12 koelentoa, joista 11 pelkkänä liitokoneena: alus on noussut WhiteKnight2 -lentokoneen kuljettamana noin 15 kilometrin korkeuteen ja liitänyt sieltä alas eri systeemejään testaten.

Eilisen koelennon aikana aluksen moottorin annettiin toimia 31 sekunnin ajan. Poltto kiihdytti aluksen 1,9 -kertaiseen äänen nopeuteen ja sysäsi laajaan heittoliikkeeseen ylöspäin. Unity nousi 34,9 kilometrin korkeuteen, eli komeasti stratosfäärin puolelle korkeuksiin, jonne yleensä noustaan vain erikoisvalmisteisin ilmapalloin.

Sieltä alus putosi alaspäin, taivutti pyrstönsä vakauttamaan lentoa tiheämpään ilmakehään saavuttaessa, suoristi pyrstönsä ja liiti takaisin Mojaven kiitoradalle.

Tätä edeltäneellä koelennollaan huhtikuun 5. päivänä alus saavutti Mach 1,87:n nopeuden ja 25,7 kilometrin korkeuden.

Yhtiö etenee nyt kohti avaruuslentoa varovasti, sillä aluksen koelennoissa oli parivuotinen tauko lokakuussa 2014 tapahtuneen onnettomuuden vuoksi. Tuolloin VSS Enterprise hajosi koelennollaan ja toinen sen kahdesta pilotista menehtyi. Toinen loukkaantui vakavasti. Vaikka syynä näyttää olleen inhimillinen virhe, tehtiin tuolloin valmistumassa jo olleeseen, nyt koelentoja tekevään Unityyn monia muutoksia.

Tällä eilisellä koelennolla haluttiin testata aluksen käyttäytymistä yliääninopeudessa ja aluksen massatasapaino oli nyt hyvin lähellä sellaista, millainen se tulee olemaan myöhemmin kaupallisilla turistilennoilla.

Pilotteina tällä kerralla olivat Dave Mackay ja Mark Stucky, jotka lensivät alusta myös sen edellisellä koelennolla. Emoalus VMS Even ohjaimissa olivat Frederick Sturckow ja Nicola Pecile. Molemmat ovat myös tulevia avaruusaluksen ohjaajia; Sturckow on tosin jo konkari avaruusmatkaamisessa, sillä hän lentänyt ennen Virginin ohjaajakaartiin liittymistään neljä kertaa avaruussukkulalla kiertoradalle.

Sekä Virgin Galactic että Blue Origin etenevät siis nyt kohti avaruuslentoa lähes samaa tahtia.

Kumpikin niistä haluaa varmasti kerätä kunnian ensimmäisen kaupallisen avaruusturistilennon tekemisestä, mutta kumpikin tietää hyvin, että uusi onnettomuus tässä vaiheessa paitsi lykkää niiden omia avaruuslentohaaveita tulevaisuuteen, niin myös vaikuttaa koko orastavaan avaruusturismiin.

Ellei mitään yllättävää tapahdu, tehdään aluksilla ensimmäiset lennot avaruuden puolelle nyt kesällä ja turistit pääsevät matkaan kenties jo tämän vuoden lopussa. Todennäköisemmin ensi vuoden alussa.

Mutta lasketaanko tätäkin lentoa Mojavessa seurannut Virgin Galacticin Sir Richard Branson turistiksi vai yhtiönsä henkilökunnaksi, on sitten toinen asia. Joka tapauksessa hän ennätti jo innokkaana kehumaan, että pääsee lentämään avaruuteen jo hyvinkin pian...

Markus Hotakainen

Liian lähelle supermassiivista mustaa aukkoa joutuva tähti hajoaa vuorovesivoimien vaikutuksesta ja saa aikaan voimakkaan välähdyksen. Teoreetikot ovat nyt selvittäneet, miksi sama ilmiö näyttää eri galakseissa niin erilaiselta.

Tähden silpoutumista kutsutaan vuorovesihajoamiseksi (tidal disruption event eli TDE). Mustan aukon valtaisa gravitaatio kohdistuu lähelle ajautuneen tähden eri osiin erilaisilla voimakkuuksilla, jolloin tähti repeytyy hajalle.

"Kutakuinkin vasta kuluneen vuosikymmenen aikana olemme pystyneet erottamaan TDE-tapaukset muista galaktisista ilmiöistä. Uusi malli antaa meille perusteet ymmärtää näitä harvinaisia tapahtumia", kertoo Enrico Ramirez-Ruiz, joka toimii professorina sekä Kalifornian yliopistossa (Santa Cruz) että Kööpenhaminan yliopistossa.

Useimpien galaksien keskellä piileksivä musta aukko elelee hissuksiin eikä ime ainetta sisuksiinsa. Siksi niiden lähettyviltä ei myöskään tule säteilyä. TDE-tapaukset ovat harvinaisia, sillä tyypillisessä galaksissa sellainen tapahtuu vain noin 10 000 vuoden välein. Jos mustaan aukkoon kuitenkin päätyy tähti, se "ylensyö" ja lähettää voimakasta säteilyä.

"On mielenkiintoista nähdä, miten aine kulkeutuu mustaan aukkoon äärimmäisissä olosuhteissa", toteaa tutkimusta johtanut apulaisprofessori Jane Lixin Dai.

"Mustan aukon ahmiessa tähden kaasua vapautuu suuri määrä säteilyä. Kun havaitsemme tuota säteilyä, se auttaa meitä ymmärtämään fysiikkaa ja määrittämään mustan aukon ominaisuuksia. Siksi TDE-tapausten metsästys on äärimmäisen kiinnostavaa."

Vaikka kaikki tapaukset noudattavat oletettavasti samanlaista fysiikkaa, toistaiseksi havaituissa parissa tusinassa kohteessa niiden ominaisuuksissa on todettu esiintyvän suuria vaihteluja.

Jotkut lähettävät pääasiassa röntgensäteilyä, joistakin puolestaan tulee enimmäkseen näkyvää valoa ja ultraviolettisäteilyä. Teoreettisesti tällaista vaihtelua on ollut hankala ymmärtää ja sen pohjalta on ollut vaikea laatia yhtenäistä mallia.

Uuden mallin mukaan eroavaisuudet selittyvät havaintosuunnalla. Galaksit ovat Maahan nähden sattumanvaraisissa asennoissa, jolloin tarkastelemme TDE-tapauksia aina eri kulmista.

"Se on kuin harso, joka peittää osan pedosta", Ramirez-Ruiz havainnollistaa. "Joistakin kulmista näemme sen kokonaan, mutta muista suunnista näemme verhotun pedon. Se on aina samanlainen, mutta havaintomme siitä ovat erilaisia."

Dai yhdisti kollegoidensa kanssa mallissa yleistä suhteellisuusteoriaa, magneettikenttiä, säteilyä ja kaasun hydrodynamiikkaa. Se kertoo, mitä tähtitieteilijät voivat odottaa näkevänsä, kun TDE-tapauksia tarkastellaan eri suunnista, ja selittää, miten erilaiset ilmiöt liittyvät samanlaisiin tapahtumiin.

Tulevien kartoitushankkeiden toivotaan antavan paljon uutta havaintoaineistoa TDE-tapauksista, mikä helpottaa niiden tutkimusta.

"Muutaman vuoden kuluttua havaitsemme satoja, ellei tuhansia TDE-tapauksia. Ne muodostavat suuren määrän 'laboratorioita', joissa voimme testata mallia ja yrittää ymmärtää sen avulla paremmin mustia aukkoja", Dai arvioi.

Tutkimuksesta kerrottiin Kalifornian yliopiston (Santa Cruz) uutissivuilla ja se on julkaistu The Astrophysical Journal Letters -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Jane Lixin Dai

Jari Mäkinen

Tästä tulee jännää: Jeff Bezos vastaan Elon Musk. Onko tässä uuden avauuskilpailun taistelupari?

SpaceX -yhtiön perustaja Elon Musk on paistatellut viime vuodet otsikoissa. Mitä tahansa hän tekeekin (ja twiittaakin) SpaceX:n tulevaisuudensuunnitelmista, Tesla-sähköautoista, Hyperloopista, tunneleista, liekinheittimistä tai lehdistön laatua tarkkailevasta Pravda-palvelusta nousee heti puheisiin ja meemeiksi netissä.

Eikä ihme, sillä hän paitsi puhuu, niin myös tekee: käytännössä kaikki, mitä hän on vihjaillut aluksi, on muuttunut lopulta todeksi – tosin aikataulu on yleensä ollut varsin joustava.

Hänen vanavedessään on nyt tulossa Amazon-nettikaupan perustanut Jeff Bezos. Bezos on perustanut Blue Origin -nimisen avaruusyhtiön, joka on kehittänyt uudelleenkäytettävän New Shepard -raketin ja sen nokassa pomppauslennoille avaruuden puolelle sopivan kapselin avaruusturistilentoja varten.

Hänen yhtiönsä on kehittämässä myös New Glenn -nimistä kiertoradalle saakka kurottavaa rakettia, josta on tulossa jotakuinkin yhtä iso ja voimakas kuin SpaceX:n tekeillä olevasta Big Falcon Rocket -raketista.

Siinä missä SpaceX on rakentamassa uusille raketeilleen tehdasta Kaliforniaan, on Bezosin rakettitehdas on harjakorkeudessaan Cape Canaveralissa, Floridassa.

Ei ole vaikeaa arvata, että näiden kahden yhtiön välille on kehittymässä lähiaikojen jännittävin taistelu – uuden ajan avaruuskilpailu, sillä uudet markkinat avaruudessa ovat valtavan suuret ja ensimmäisenä ehtivä kerää suuren potin.

Kuinka suuria raketit ovat? Kuvassa ylinnä on nyt lentävä SpaceX:n Falcon 9 ja sen alapuolella New Glennin kaksi versiota, kaksivaiheinen ja kolmivaiheinen. Suurempi näistä on 99 metriä pitkä (tai korkea). Niiden alapuolella on Nasan tekeillä oleva Space Launch System, joka on kertakäyttöinen ja perustuu avaruussukkulan sekä ammoisten Apollo-lentojen tekniikkaan. Alimpana on SpaceX:n Big Falcon Rocket. Siinä missä New Glenn voi nostaa matalalle kiertoradalle 45 tonnia, kykenee BFR laukaisemaan 150 tonnia.

Kumpikin yhtiö on tiedotuspolitiikassaan varsin samanlaisia: tulevista tekemisistä ei paljoa puhuta. Samalla kummallakin on takanaan jo vakuuttava historia, joskin Blue Origin on ollut tähän mennessä altavastaajana kahdessa olennaisessa asiassa.

Ensinnäkin New Shepard -raketti on varsin pieni. Se soveltuu ainoastaan suborbitaalilentoihin, eli vain sinkoamaan kapselinsa noin sadan kilometrin korkeuteen. Raketin ja ihmisten kuljettamiseen soveltuvan kapselin tekemissä on ollut pieniä vastoinkäymisiä, mutta jos uutta tehdessä sellaisia ei olisi, olisi tilanne oikeastaan huolestuttava. Nyt kaikki näyttää hyvältä ja Blue Origin saattaa ennättää aloittamaan kaupalliset avaruusturistilennot ennen Virgin Galacticia jo tänä vuonna.

Toiseksi yhtiö ei ole lentänyt vielä kertaakaan avaruuteen. Sen suuri New Glenn -raketti on vain puhetta, vaikkakin New Shepard antaa hyvän pohjan puheille. Jos pieni raketti toimii, niin miksi suurempi ei toimisi?

Raketin koelentoa suunnitellaan vuodeksi 2020 ja jo seitsemän sen laukaisua on myyty.

SpaceX ei ole kertonut paljoakaan Big Falcon Rocketistaan, mutta Elon Musk on kuvaillut sitä monissa eri yhteyksissä. Hän kaavailee raketistaan laitetta, jolla voidaan perustaa siirtokunta Marsiin ja joka mullistaisi paitsi liikenteen avaruuteen, niin myös mannertenvälisen lentämisen paikasta toiseen maapallon pinnalla.

Musk kertoi Mars-suunnitelmastaan ja BFR-raketista ensimmäisen kerran Kansainvälisen astronauttisen unionin IAF:n kokouksessa vuonna 2016 ja täsmensi sitä uudelleen viime vuonna samassa kerran vuodessa jossain päin maapalloa olevassa kokouksessa. Vuoden aikana raketti oli hieman muuttunut, mutta periaate oli pysynyt hyvin samana. Kyseessä on kokonaan uudelleenkäytettävä raketti, jonka ensimmäinen vaihe laskeutuu nykyisten Falcon 9 -rakettien tapaan alas ja toinen vaihe on itse asiassa avaruuslentokone, joka pystyy laskeutumaan rakettimoottoriensa avulla pystysuoraan alas lentonsa jälkeen.

Avaruusalus voisi lentää myös muille taivaankappaleille, ja koska se ei tarvitse ilmakehää lentääkseen, pystyy se laskeutumaan myös Kuuhun tai Marsiin.

Tänä vuonna IAF:n kokous pidetään syyskuun lopussa Bremenissä, Saksassa, ja tällä kerralla sen pääpuhujaksi on pyydetty Muskin sijaan Bezosia.

Hieman vinkkiä tulevasta saatiin kuitenkin viime viikolla Australian Sydneyssä olleessa satelliittifoorumissa, missä Blue Originin kaupallinen johtaja Ted McFarland kertoi – osin varmasti paikallista yleisöä miellyttääkseen – Australian olevan olennaisessa osassa yhtiönsä suunnitelmissa.

Blue Origin on ottanut yhteyttä vastaperustettuun Australian avaruushallintoon, koska "Australiassa on paljon kykyjä" ja "paljon tilaa".

Etenkin jälkimmäinen saattaa viitata siihen, että Australiassa tehtiin 1960- ja 70-luvuilla rakettikokeita Woomeran suurella koealueella, joka sopi siihen oikein mainiosti. Kyseessä on edelleen maailman suurin koealue, ja sitä on koetettu markkinoida myös kaupallisten avaruusyhtiöiden käyttöön useita kertoja.

Kenties Blue Origin tulee aikanaan laukaisemaan rakettejaan sieltä.

(Lisäys 26. toukokuuta: Bezos kertoi Los Angelesissa pidetyssä avaruuskokouksessa (Space Development Conference) tähtäävänsä alkuvaiheessa ennen kaikkea Kuuhun. Hänen mukaansa Blue Origin olisi mielellään yhteistyössä kuulentojen suhteen Nasan tai ESAn kanssa, mutta on valmis aloittamaan lennot Kuuhun myös yksinään. Yhtiö ja Bezos ovat jo aikaisemmin ehdottaneet kuulaskeutujan tekemistä ja nyt Bezos heittelee jo ajatusta kuuasemasta sekä teollisesta toiminnasta Kuussa.)

Millainen on Woomera?

Aloitamme Tiedetuubissa niin sanottujen immersiivisten artikkelien julkaisun, ja ensimmäisenä on vuorossa raportti Woomerasta. Kyseessä on siis Australiassa oleva suuri koealue, jota käytettiin aikanaan monien sotilaallisten, tutkimuksellisten ja tieteellisten rakettien laukaisuun. Siellä tehdään myös edelleen paljon autiota tilaa vaativia testejä muun muassa miehittämättömillä lentolaitteilla.

Mutta millainen paikka on ja mikä on sen tarina? Siitä enemmän alla olevassa jutussa, jota voi lukea myös suoraan Tiedetuubin Pageflow-palvelussa.

Otsikkokuvat: OnInnovation(vas) ja flickr/Geri Druckman.

Kiinalaisen Chang’e 5-T1 -luotaimen ottama kuva.

Jari Mäkinen

Kiinalaisten Queqiao -luotain on saapunut Kuun luokse tänään ja jatkaa nyt kohti asemapaikkaansa Kuun kääntöpuolella. Se tulee välittämään siellä ollessaan tietoja myöhemmin laukaistavan, Kuun etelänavan tuntumaan laskeutuvan Chang'e 4:n ja lennonjohdon välillä.

Otsikkokuvana oleva kuva ei ole Queqiaon ottama, mutta pian se saattaa lähettää samanlaisia. Kuvan otti Chang’e 5-T1 vuonna 2014, kun Kiina testasi kykyään tehdä tällainen, varsin vaativa lento Kuun luokse ja takaisin.

Viime sunnuntain ja maanantain välisenä yönä (Suomen aikaa) laukaisu Queqiao on lentänyt kuluneen viikon ajan kohti Kuuta ja ohitti sen tänään noin 110 kilometrin korkeudelta matkallaan kohti Maan ja Kuun painovoimasysteemin niin sanottua Lagrangen pistettä 2.

Piste sijaitsee noin 64 000 kilometriä Kuun takana Maasta katsottuna ja Kuusta mitattuna.

Luotaimen tehtävänä on toimia myöhemmin (joulukuussa?) laukaistavan Chang'e 4 -laskeutujan ja maa-aseman välisenä tietolinkkinä, ja paikka on kerrassaan mainio tätä varten. Luotain kun ei ole paikallaan L2-pisteessä, vaan kiertää sitä, ja voi siksi olla käytännössä koko ajan suorassa yhteydessä Kuun etelänavan tuntumassa Kuun Maahan näkymättömällä puolella olevaan laskeutujaan ja Maahan.

Tiedonvälitystä varten luotaimessa on 4,2 metriä halkaisijaltaan oleva suuri lautasantenni.

Aikanaan 1960-luvulla Nasa suunnitteli jo tiedonvälitusluotainta lähetettäväksi L2-pisteeseen, koska tuolloin toivottiin jonkun Apollo-aluksista laskeutuvan myös Kuun "takapuolelle". Kuuhan kääntää koko ajan saman puolen kohti Maata, ja olisi ollut erittäin kiinnostavaa laskeutua myös toiselle puolelle. Tätä ei kuitenkaan koskaan tehty – ei Apollo-lentoa Kuun toiselle puolelle, eikä L2-luotainta.

Queqiaossa on kaksi kameraa, joiden toivotaan ottavan vastaisuudessa myös kauniita kuvia Kuun takaa. Näitä maisemia ei nähdä siis koskaan Maasta, mutta ne on kyllä kartoitettu jo hyvin monien Kuuta kiertäneiden luotainten avulla.

Ensimmäisenä Kuun kääntöpuolen kuvasi neuvostoliittolainen Luna 3 lokakuussa 1959. Siksi monet siellä olevat kohteet on nimetty Neuvostoliitossa.

Otsikkokuvassa olevassa kuvassa selvimmin näkyvä musta täplä on Moskovan meri. Sen alapuolella, melkein reunassa on Tsiolkovski-kraatteri.

Aivan kaikkea ei kuitenkaan nimetty neuvostovenäläisittäin, sillä Tsiolkovskin oikealla puolella oleva selvä musta kohta on Jules Verne -kraatteri.

Olemukseltaan Kuun kääntöpuoli on aivan erilainen, sillä siellä ei ole toiselta puolelta tuttuja suuria merialueita. Sinne laskeutuminen ja sen parempi tutkimus auttaa osaltaan selvittämään syytä kahden puolen suuriin eroihin.

Hyvän yleiskatsauksen Kuun kääntöpuoleen saa esim. USGS:n kuukartasta.

Chang'e-5 T1 oli vuonna 2014 tehty koelento, jonka tärkein tarkoitus oli testata maahanpaluukapselia, jonka avulla ensi vuonna Chang'e-5 -laskeutuja voisi palauttaa Kuun pinnalta ottamansa näytteen Maahan. Kapseli kiersi Kuun ja palasi takaisin Maahan, ja matkallaan se otti Kuvia – kuten otsikkokuvana olevan.

Nyt lennossa olevan Queqiaon matkan etenemisestä ei ole kerrottu mitään julkisesti, mutta se ei ole uutta. Kiinalaiset panttaavat tietoja ja kertovat yleensä vasta jälkikäteen mitä on tapahtunut – jos edes silloinkaan. On siis mahdollista, että Queqiao ei enää edes toimi, mutta todennäköisti (ja toivottavasti) lento jatkuu normaalisti.

Jäämme siis odottamaan uusia kuvia Kuun kääntöpuolelta!

*

Juttua on korjattu Chang'e 4:n laukaisuajan suhteen: laskeutujan oletettu laukaisuaika on joulukuu 2018.

Helsingin ja Tallinnan välinen merialue Iceye X1:n kuvaamana

Jari Mäkinen

Suomalainen avaruusalan tulokas Iceye on saanut liki 30 miljoonaa euroa lisää rahoitusta ja aikoo laukaista yhdeksän satelliittia avaruuteen vuoden 2019 loppuun mennessä.

Iceye on suomalainen start-up -yritys, joka on kehittänyt maailman pienimmän tutkasatelliitin. Sen ensimmäinen, kokeellinen satelliitti Iceye X1 laukaistiin avaruuteen tämän vuoden alussa ja se on tuottanut paitsi upeita kuvia, niin myös todistanut tekniikan toiminnan sekä tällaisten tutkakuvien käyttökelpoisuuden.

Onnistuneen laukaisun ja toimivan satelliitin operoinnin lisäksi yhtiöllä on ollut jo tänä vuonna myötätuulta, koska se sopi Euroopan avaruusjärjestön kanssa maaliskuussa yhteistyöstä. Yhtiö validoi satelliittiensa lähettämää tietoa sopivaksi Copernicus-ohjelmaan ja saa sitä kautta paitsi tuloja, niin myös tukea teknisellä puolella.

"Sopimus osoittaa että ESAssa on otettu tosissaan myös New Space -puoli, mikä on tosi mahtavaa", totesi yhtiön toinen perustaja Pekka Laurila ESA-sopimuksesta maaliskuussa.

"Hienoa että Eurooppa edelleen pitää kiinni varsinkin SAR-puolella kärkipaikasta niin pienten kun isojenkin satelliittien puolella."

Nyt saatu lisärahoitus tulee kuitenkin Yhdysvalloista, sillä 34 miljoonan dollarin potti on pääosin peräisin Piilaaksossa päätoimistoaan pitäviltä True Ventures ja Draper Network VC -sijoitusyhtiöiltä. Nämä ovat tukeneet yhtiötä jo aikaisemminkin, kuten myös kaksi muuta nyt julkistettuun rahoituskierrokseen osallistuvaa Seraphim Capital ja Space Angels. Uusia rahoittajia ovat OTB, Tesi, Draper Esprit ja Promus Ventures.

Tähän mennessä Iceye on saanut kasaan jo yli 45 miljoonaa euroa.

Nyt yhtiö pystyy takaamaan uusien satelliittien tekemisen ja niiden laukaisun avaruuteen, sekä voi kehittää edelleen satelliittien lähettämien tietojen käsittelyä sekä jakamista.

Iceye aikoo laukaista vielä tänä vuonna avaruuteen kaksi satelliittia ja tähtäimessä on yhteensä yhdeksän uutta satelliittia ensi vuoden loppuun mennessä.

Otsikkokuvassa on Helsingin ja Tallinnan välinen merialue Iceye X1:n kuvaamana. Meriliikenne ja laivanvarustajat ovatkin satelliittien ottamien kuvien tärkein asiakasryhmä.

Iceyestä on tulossa kovaa vauhtia eräs Euroopan johtavista satelliittioperaattoreista ja se on jo nyt tutkasatelliittitekniikan edelläkävijä koko maailmassa. Suomi on saanut siitä uuden kiintotähden.

Markus Hotakainen

Galaksien kehityksessä arvellaan olevan vaihe, jolloin niiden kaasusta ei vielä synny juurikaan tähtiä. Nyt näistä pimeistä galakseista on saatu lisää tietoa.

Jos galaksissa ei ole tähtiä, se ei ihmeemmin säteile. Siksi pimeiden galaksien tutkimus ja ylipäätään löytäminen on hankalaa. Tutkijat ovat tehneet havaintoja kuudesta lupaavasta kandidaatista, joiden toivotaan tuovan lisävalaistusta galaksien kehityksen hämäriin varhaisvaiheisiin.

Arvoituksena on edelleen, miten syntymässä olevan galaksin kaasu muuttuu tähdiksi. Teoreettiset mallit viittaavat siihen, että kaasua kerääntyy ensin suuret määrät yhteen ja tähtien "tuotanto" käynnistyy vasta jonkin ajan kuluttua. Havaintoihin pohjaavia todisteita tästä ei kuitenkaan vielä ole.

Zürichin teknillisen yliopiston professoreiden Raffaella Anna Marinon ja Sebastiano Cantalupon johtama ryhmä on käyttänyt pimeiden galaksien etsinnässä hyväksi kvasaarien lähettämää voimakasta ultraviolettisäteilyä. Se saa aikaan galaksien vetypilvissä fluoresenssia, jonka synnyttämä säteily – ja samalla koko galaksi – on mahdollista havaita.

Samaa konstia on käytetty aikaisemminkin, mutta Marinon ja Cantalupon ryhmä teki etsintöjä kauempana maailmankaikkeudessa sijaitsevien kvasaarien lähettyvillä kuin kertaakaan aiemmin.

Vetykaasun fluoresenssin seurauksena vapautuvan säteilyn aallonpituus on ultraviolettialueella ja siksi se imeytyy tehokkaasti Maan ilmakehään. Hyvin kaukaisista kohteista tulevan säteilyn aallonpituus on kuitenkin venynyt punasiirtymän ansiosta niin paljon, että se pääsee maanpinnalla sijaiseviin havaintolaitteisiin saakka.

Tutkijat tekivät havaintoja kuudesta eri alueesta 10 tunnin ajan kustakin. He löysivät kaikkiaan 200 kohdetta, joista tuli oletuksen mukaista Lyman-alfa-säteilyä. Tarkempi spektritutkimus karsi alustavan listan kuuteen kohteeseen, jotka kaikkein todennäköisimmin ovat pimeitä galakseja.

Kuvassa vasemmalla on yhden mahdollisen pimeän galaksin spektri, keskellä kaasun lähettämä säteily ja oikealla tähtien säteily; punaisella rinkulalla merkityn pimeän galaksin kohdalla tähtiä ei näyttäisi olevan.

Havaintoihin käytettiin VLT-teleskoopin MUSE-instrumenttia (Multi Unit Spectroscopic Explorer), jolla pystytään tekemään laajakaistaisia spektrimittauksia hyvin kaukana sijaitsevista kohteista.

Tutkimuksesta kerrottiin ETH Zurichin uutissivuilla ja se on julkaistu The Astrophysical Journal -tiedelehdessä.

Kuva: R. A. Marino / MUSE

Jari Mäkinen

Cygnus-rahtialus laukaistiin tänään kohti Kansainvälistä avaruusasemaa. Mukana on paljon ruokaa, tarvikkeita ja varaosia aseman miehistölle, mutta myös uudenlainen systeemi mikropainovoimatutkimukseen. IceCubes lainaa nanosatelliiteista tuttua konseptia ja tarjoaa mahdollisuuden tehdä tutkimusta avaruusasemalla paljon aikaisempaa edullisemmin ja kätevämmin.

Painottomuus on jännää. Kun painovoima ei ole kahlitsemassa, voidaan valmistaa jättikokoisia kiteitä, tehdä yllättäviä molekyylejä sekä sekoittaa toisiinsa nesteitä tavalla, mikä täällä Maan pinnalla ei ole mahdollista.

Painottomuudessa voidaan tehdä kummallista, vaahtomaista metallia, joka on kevyttä ja kestävää. Siellä voidaan myös valmistaa nykyistä paljon parempaa valokuitua.

Mutta miksi näin ei tehdä, jos kaikki on avaruudessa paljon paremmin kuin täällä Maan päällä?

Vastaus on yksinkertainen: koska avaruuteen meneminen on kallista ja siellä teollista tuotantoa edeltävän tutkimuksen tekeminen on myös varsin kallista. Toisin sanoen alku on aina vaikeaa, mutta lopussa kiitos seisoo.

Nyt avaruusjärjestöt ovat kuitenkin tehneet monia toimia, joilla tutkimus avaruudessa olisi edullisempaa. Nasa on käynnistänyt useita hankkeita, joilla esimerkiksi tehdään juuri nyt valokuidun valmistustestejä Kansainvälisellä avaruusasemalla.

Euroopan avaruusjärjestö puolestaan on kehittänyt yhdessä avaruusalalla olevien yritysten kanssa erilaisia konsepteja, joilla tieteellisten ja teknisten kokeiden tekeminen olisi aiempaa kätevämpää sekä halvempaa.

Yksi näistä on IceCubes. ESAn kumppanina tässä on belgialainen Space Applications Services -yhtiö.

IceCubes perustuu suosittuun CubeSat-konseptiin. Samaa tekniikkaa käyttäviä, samoja 10 x 10 cm moduuleja yhdistäviä laitteita voidaan nyt käyttää avaruusaseman sisällä olevien tutkimuslaitteiden tekemiseen. Kun aikaisemmin avaruusasemalla olleet tutkimuslaitteet tehtiin yksittäistapauksina ja monimutkaisten kelpuutusten kautta, voidaan nyt niitä tehdä standardoituja osia käyttäen.

Nyt Cygnus-rahtialuksen kyydissä avaruusasemalle menevä IceCubes on laitteisto, joka asennetaan Columbus-tutkimusmoduulissa olevaan räkkiin. Se on käytännössä lavetti, jonka päälle näitä standardoituja tutkimuslaitteita voidaan laittaa niin paljon, kuin tilaa lavetilla on.

Myös yhteydenpito tutkimuslaitteen kanssa käy nyt aiempaa helpommin.

IceCubesissa on keskitetty ohjaus- ja tiedonvälityslaitteisto, jonka kautta tutkijat voivat olla yhteydessä siihen etäyhteydellä suoraan työhuoneistaan – tai vaikkapa kotisohvaltaan.

Kontrasti aiempaan on taas suuri, sillä perinteisesti avaruusasemalla oleviin tutkimuslaitteisiin ja niitä käyttäviin astronautteihin on oltu yhteydessä erityisistä yhteystiloista, joita on ollut muutamissa paikoissa ympäri Euroopan. Ne puolestaan olivat yhteydessä ESAn Münchenin luona olevaan Columbus-laboratorion yhteyskeskukseen. Kaikki on käynyt varsin kankeasti ja joka mutkassa kustannuksia lisäävästi.

IceCubes-räkin keskustietokone tekeillä Space Applications -yhtiössä, Belgiassa.

Miten homma toimii?

Hanke on virallisesti osa ESAn miehitettyjen avaruuslentojen ohjelmaa, mihin Suomi ei osallistu. Toisaalta IceCubes on kaupallinen hanke, joten periaatteessa mikä tahansa ESAn jäsenmaassa oleva tutkimusryhmä voi käyttää sitä. Olisi jännää tietää miten käytännössä asia sujuisi suomalaisten halukkaiden kohdalla.

Joka tapauksessa periaatteessa tutkimuslaitteen lähettäminen avaruusasemalle on nyt hyvin helppoa.

1. Ota yhteyttä

Kerro IceCubesille millainen koelaite on mielessäsi. Voit tehdä sen jopa helposti tällä lomakkeella.

2. Toteuttamiskelpoisuus pohditaan

IceCubes pohtii ideaa ja katsoo, onko sen toteuttaminen mahdollista. Kun aikaisemmin periaatteena oli se, että kaikki omituinen oli kiellettyä, on nyt suhtautuminen päinvastaista: jos tutkimus on vaikea, niin nyt mietitään kieltämisen sijaan miten sen tekeminen olisi mahdollista. Mutta tietysti turvakriteerit avaruusasemalla ovat tiukat, ja joitain asioita – kuten tulta tai räjähdyksiä – käyttäviä tutkimuksia on hyvin hankalaa toteuttaa.

3. Kehitys

Tutkimuslaite tehdään yksinkertaisesti CubeSat-formaatin mukaisesti, eli se voi olla yksi tai useampi 10 x 10 x 10 cm kooltaan oleva kuutio. Sähköä se saa IceCubes-räkistä ja sen kautta siihen voidaan olla myös yhteydessä. Jos laite vaatii astronauttien käsittelyä, esimerkiksi näytteiden vaihtamista käsin, niin laitteen tekeminen on hieman vaativampaa. Tavoitteena on saada mahdollisimman automaattisia laitteita, joten ne vain asennetaan ja sitten niitä voidaan käyttää etäyhteydellä.

4. Testit

Kaikki avaruusasemalle menevät laitteet pitää testata huolellisesti. Niin IceCubes-koelaitteetkin, mutta nyt se hoituu aiempaa helpommin.

5. Laukaisu avaruuteen

Avaruusasemalle kuljetetaan rahtia neljällä erilaisella aluksella: amerikkalaisilla Cygnus- ja Dragon-aluksilla, venäläisellä Progressilla sekä japanilaisella HTV-rahtarilla. Laitteelle pitää saada järjestettyä tilaa joltain huoltolennolta. Kun aikaisemmin koelaitteen tekijän piti olla yhteydessä moneen eri tahoon, hoituu nyt laukaisun sopiminen ja varsinainen avaruusasemalle lähettäminen helposti.

6. Käyttö avaruusasemalla

Kun tutkimuslaite saapuu avaruusasemalle, kiinnittää joku asemalla olevista astronauteista sen IceCubes-räkkiin. Tutkimuksesta riippuen sitä voidaan käyttää pitkän aikaa tai vain lyhyen aikaa, ja silloin tutkijat voivat olla siihen suoraan yhteydessä Belgiassa olevan keskuksen kautta. Siellä ei täydy olla paikalla, vaan käyttäminen onnistuu internetin välityksellä mistä vain.

7. Valmis!

Kun tutkimuslaite on toiminut ja koe on saatu päätökseen, välitetään tiedot siitä tutkimusryhmälle. Jos laite ja/tai sen sisällä olevat näytteet pitää saada takaisin Maahan, niin se onnistuu Dragon-aluksien avulla; kun aiemmin tavaran saaminen takaisin oli vaikeaa, on nyt se tullut paljon helpommaksi. Edullisinta on kuitenkin edelleen tehdä koejärjestely sellaiseksi, että sen tiedot välitetään alas, mutta laite itse voidaan pakata johonkin rahtialukseen, joka tuhoutuu ilmakehään pudotessaan.

Kuvat: Space Applications Services ja Jari Mäkinen.

Tilaa aihepiirin Avaruus RSS-syöte

Yllättävä tulos: paino vaikuttaa astronauttien näkökykyyn

Video: SpaceShip2:n rakettilento reaaliajassa

Tällainen oli Espanjan täydellinen auringonpimennys

Tuhat satelliittia pään päällä

Jutturuletti

Tässä on koronavirus, joka tulee pian taas kiusaksemme

Auringonpimennysmatka Egyptiin 2027

Mystinen pimeä aine saattaa olla osittain sähköistä

SpaceShip2 teki eilen uuden onnistuneen lennon – ennättääkö avaruuteen ennen kapselia?

Uusi malli kertoo, mitä näemme mustan aukon ahmaistessa tähden

Pian alkaa kiihkeä avaruustappelu: Musk vastaan Bezos

Millainen on Woomera?

Kiinalaisluotain saapui Kuun luokse

Iceye: miljoonakaupalla lisää rahaa, enemmän satelliitteja taivaalle

Lisävalaistusta "pimeän puolen" galakseihin

Rahtialus vie jääkuutioita Kansainväliselle avaruusasemalle

Miten homma toimii?

AIHEALUEET

ERIKOISTA

TIEDETUUBI