Päivitys 3. toukokuuta: Ensimmäiset painottomuuskupilliset avaruusespressoa nautittiin tänään. Maku on kuulemma erinomainen! Video (italiaksi) tapahtumasta on täällä.

Alkuperäinen juttumme huhtikuun 15. päivältä:

Eräs eilisillan onnistuneen laukaisun jälkeen avaruusasemalle matkaavan Cygnus-avaruusrahtarin kuljetettavista laitteista on italialaistekoinen espressokone – ensimmäinen laatuaan avaruudessa.

Tällä haavaa avaruusasemalla juotava kahvi on pakastekuivattua murukahvia, ja vaikka se saattaakin laihaan litkuun tottuneita amerikkalaisia viehättää, eivät hyvästä kahvista nauttivat voi pitää sitä erityisenä.

Eräs näistä kahvin ystävistä oli italialaisastronautti Luca Parmitano, joka kertoi puolivuotisen lentonsa jälkeen vuonna 2013 kaivanneensa Maasta oikeastaan vain hyvää espressoa. Nyt asemalla oleva toinen italialainen, Samantha Christoforetti, on valitellut samaa.

Samantha saa kuitenkin kunnian toimia tämän ensimmäisen avaruuskäyttöön suunnitellun espressokoneen käyttäjänä ja avaruusespresson maistajana. 

Koneen on tehnyt Torinossa majaansa pitävä avaruusruokiin ja -tekniikkaan erikoistunut yhtiö Argotec yhdessä Lavazza-kahviyhtiön kanssa.

Jos jo maanpäällisissä kahvikoneissa joskus paineen ja kahvin jauhatuksen kanssa on ongelmia, niin avaruusespressokeittimen kehittämisessä on ollut varsin suuria hankaluuksia. Näistä olennaisin on turvamääräysten pitkä lista; laitteen sisällä on suuri paine ja kuumaa vettä, joten se on pitänyt tehdä erittäin luotettavaksi ja moninkertaisesti varmennetuksi.

Niinpä esimerkiksi laite kestää 400 barin sisäisen paineen ja sen massa on 20 kiloa. Laitetta testattiin vuoden päivät ja se oli itse asiassa valmis menemään avaruuteen jo Lucan lennolle vuonna 2013, mutta lähtö lykkääntyi lisätestien vuoksi.

Tuorein päitys perjantaina 1.5. klo 15:
Kantoraketin ylin vaihe on pudonnut Maan ilmakehään ja tuhoutunut. Progress M-27M -alus putoaa puolestaan viimeisten arvioiden mukaan toukokuun 10. päivä, plus miinus kolme päivää. Siis 7.-13.5. Todennäköisyys sille, että sen ilmakehän kitkakuumennuksesta mahdollisesti selviäviä osia putoaa asutuille alueille, on hyvin pieni – mutta on todennäköistä, että aluksesta putoaa kappaleita Maan pinnalle saakka. Paitsi että alukseen on pakattu täysi lasti rahtia, ovat myös sen polttoainetankit täynnä. Näin ollen on myös mahdollista, että polttoaineena käytettävää myrkyllistä hydratsiinia ja hapettimena käytettävää typpitetroksidia vapautuu ilmaan putoamispaikan luona.

Päivitys keskiviikkona 29.4. klo 21:30 Suomen aikaa: 
Lennonjohto ei ole saanut päivän aikana yhteyttä Progress-rahtialukseen sen ollessa venäläisten maa-asemien näkyvyysalueella. On käynyt myös ilmi, että aluksen rata on hieman erilainen kuin sen piti olla – mahdollisesti Progressin ja Sojuz-kantoraketin kolmannen vaiheen irtoamisessa toisistaan on tapahtunut jotain, joka on saanut aluksen pyörimään. Viimeisin arvio pyörimisnopeudesta on viisi kierrosta sekunnissa. 

Kansainväliselle avaruusasemalle tiistaina laukaistu, miehittämätön venäläinen Progress-rahtialus on vakavissa vaikeuksissa. Heti avaruuteen pääsemisensä jälkeen se näytti irtaantuneen normaalisti kantorakettinsa ylimmästä vaiheesta, avasi aurinkopaneelinsa ja tietoliikenneantenninsa. Sen jälkeen komentoyhteys alukseen kuitenkin muuttui katkonaiseksi, jolloin lentorata muutettiin välittömästi "nopeasta" kuusi tuntia kestävästä lennosta avaruusasemalle aiempaan, kaksi ja puoli vuorokautta kestävään rataan. Näin lennonjohdolla oli aikaa ratkaista ongelma yhteydenpidossa.

Moskovan luona oleva lennonjohto voi olla yhteydessä alukseen vain silloin, kun se kulkee Venäjän alueella olevien seuranta-antennien kuuluvuusalueella. Kolmannella kierroksellaan Venäjän maa-asemien ylitse Progressin kamerasta saatu kuva sekä satunnaiset telemetriatiedot osoittivat, että alus pyörii avaruudessa varsin nopeasti, aluksi tahdiksi arvioitiin 20 kierrosta minuutissa, mutta tuoreimmat havainnot aluksen heijastaman valon vaihtelusta sanovat vauhdiksi noin 12 kierrosta minuutissa – vauhti on saattanut siis hidastua, mikä antaa lievää toivoa hallinnan saamisesta, mikäli yhteyden puuttuminen johtuu pyörimisestä. 

Amazon-yhtiön perustajan Jeff Bezosin avaruusyhtiö Blue Origin on tullut tätä ennen tunnetuksi lähinnä hyvistä, mutta enemmän tai vähemmän epäonnistuneista yrityksistään kehittää New Shepard -niminen uudelleenkäytettävä raketti ja sen voimin hyppäyslennolle turisteja avaruuden puolelle vievä kapseli.

Tosin yhtiö on kehittänyt rakettiaan ja alustaan pääasiassa salassa suurella Teksasissa olevalla tilalla, ja siksi tietoja hankkeesta on tihkunut vain tipoittain. Ja siksi myös yhtiön ensimmäinen, täysimittainen koelento nyt keskiviikkona tehtiin salassa.

Lento onnistui lähes täydellisesti ja yhtiö – ja samalla avaruusturismi laajemmin – otti suuren askeleen eteenpäin.

Raketilla lähiavaruuteen

New Shepard on nestemäisellä vedyllä ja hapella toimiva uudelleenkäytettävä pieni kantoraketti, joka on suunniteltu lennättämään vähintään kolme henkilöä ainakin sadan kilometrin korkeuteen kapselilla, joka palaa takaisin Maahan laskuvarjojen varassa.

Lennollaan kapseli on vapaassa heittoliikkeessä neljästä viiteen minuuttia, jonka ajan sen sisällä vallitsee painottomuus.

Yhtiön tarkoituksena on lennättää kapseleissaan paitsi turisteja, niin myös tutkijoita mittalaitteineen. Myös muilla avaruusturismia suunnittelevilla yhtiöillä, kuten Virgin Galacticilla ja Xcor Aerospacella, tiedelennot ovat tärkeä markkina-alue.

Mikäli Blue Originin lennot sujuvat yhtä hyvin jatkossa, se saattaa päästä kaupalliseen toimintaan jo ensi vuonna ja mahdollisesti jopa ennen Virgin Galacticia; Virginin SpaceShip2:n koelennot viimesyksyisen onnettomuuden jälkeen eivät ole päässeet vielä vauhtiin ja sillä kestää vielä todennäköisesti vuoden päivät päästä eteenpäin koelento-ohjelmassaan.

Päivitys perjantaina aamulla:

MESSENGER-luotain törmäsi Merkuriuksen pintaan odotetusti – ja täysin hallitusti suunnitelman mukaan – eilen torstaina illalla klo 22:26 Suomen aikaa. Törmäys tapahtui Maasta katsottuna piilossa planeetan kääntöpuolella, joten lennonjohto julisti luotaimen lennon virallisesti päättyneeksi vasta 22:40, jolloin se olisi tullut jälleen kuuluviin, mikäli se ei olisikana törmännyt pintaan, vaan jatkanut lentoaan kiertoradalla Merkuriuksen ympärillä. 

Viimeinen kuva luotaimelta saatiin ennen kuin se siirtyi radallaan Merkuriuksen taakse klo 18:15 Suomen aikaa; Deep Space Networkin Madridissa, Espanjassa, sijaitsevan antennin kautta saatu kuva on yllä ja sen tarkkuus on 2,1 metriä pikseliltä. 

Alla on alkuperäinen juttumme keskiviikolta.

Merkuriusta kiertävä MESSENGER-luotain hiljenee huomenna. Se ohjattiin kuudella ratamuutoksella syöksymään hallitusti kohti planeettaansa ja arvioiden mukaan se syöksyy sen pintaan huomenna torstaina 30.4.

Laskelmien mukaan luotain törmää 14 076 kilometrin tuntinopeudella ja se synnyttää Merkuriuksen rokonarpiseen pintaan 16 metriä halkaisijaltaan oleva kraatterin.

Luotaimen tutkimusmatka Aurinkoa lähimmän planeetan ympärillä vuodesta 2011 alkaen, jolloin sen toivottiin toimivan yhden Maan vuoden ajan. Sen jälkeen lentoa pidennetty kaksi kertaa, koska luotain toimi hyvin ja sen lentoa pystyttiin pidentämään myös ratamuutoksissa tarvittavan polttoaineen loppumisen jälkeen kikalla: polttoainetankkien paineistamiseen käytettyä heliumia oli vielä jäljellä, joten sen avulla pystyttiin ohjaamaan myös alusta suihkuttamalla sitä rakettimoottoreista. Ohjausteho on tällöin vain murto-osa normaalista, mutta silti parempi kuin ei mitään.

Noin 500 kiloa laukaisun aikaan painaneesta luotaimesta yli puolet oli polttoainetta.

Viimeinen kuudesta ratamuutoksesta tehtiin 25.4. ja sen avulla rataa nostettiin sen verran ylemmäs, että luotain pysyi kiertoradallaan vielä viiden päivän ajan.

Viimeisten kierrosten aikana luotaimella on lennetty hyvin lähellä Merkuriuksen pintaa – niin lähellä kuin on mahdollista turvamarginaalejakin rikkoen. Koska MESSENGER on joka tapauksessa tuhoutumassa, voitiin sillä ottaa riskejä. 

Sen rata oli lähimmillään vain kahdeksan kilometrin korkeudessa ja siitä pystyttiin tekemään erittäin tarkkoja havaintoja Merkuriuksen pinnasta. Alla on eräs näistä: se otettiin viime sunnuntaina 26.4. ja sen resoluutio on 6,7 metriä/pikseli; kuvan leveys etualalla on siis vain noin seitsemän kilometriä – siis vain hieman vähemmän kuin luotaimen korkeus oli Merkuriuksen pinnasta!

New Horizons -luotain on välittänyt jälleen uusia kuvia Plutosta. Enää kääpiöplaneetta ei ole suttuinen valopiste, vaan sen pinnalla erottuu tummia ja vaaleita alueita.

Tuoreet kuvat on otettu pari viikkoa sitten runsaan 110 miljoonan kilometrin etäisyydeltä. Kuvaamiseen käytettiin LORRI-instrumenttia (Long-Range Reconnaissance Imager), joka on käytännössä ccd-kameralla varustettu 20-senttinen kaukoputki.

Kehyksen sisällä on kolme kertaa suurennettu kuva Plutosta. Pinnan kirkkain kohta on napaseuduilla, mikä viittaisi jäästä tai lumesta muodostuneeseen napalakkiin.

Kuvassa näkyy myös Pluton suurin kuu Charon. Kymmenesosasekunnin mittainen valotusaika oli liian lyhyt, jotta neljä muuta kuuta erottuisi kuvassa.

Kevään ja kesän kuluessa kuvien erotuskyky paranee vielä huimasti, kun luotaimen ja kääpiöplaneetan välinen etäisyys kutistuu.

"Voimme vain kuvitella, millaisia yllätyksiä meitä on odottamassa, kun New Horizons ohittaa Pluton 12 500 kilometrin etäisyydeltä ensi kesänä", hehkuttaa Hal Weaver, yksi lennon tutkijoista.

Kuva: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Kenties ensimmäisen idean avaruusteleskoopista esitti tähtitieteilijä Lyman Spitzer vuonna 1946, siis jo ennen avaruusajan alkamista. Hän haaveili ilmakehän yläpuolella olevasta observatoriosta, missä ilman väreily ei haittaisi havaintoja ja päästäisiin havaitsemaan myös ultravioletti- ja infrapunasäteilyä, joita ilmakehä imee hyvin tehokkaasti.

Vuonna 1962 Yhdysvaltain kansallisen tiedeakatemian raportti suositteli avaruusteleskoopin kehittämistä osana avaruusohjelmaa, mutta tuolloin jo alkanut kilpajuoksu Kuuhun vei suurimman osan rahasta ja energiasta, joten hanke jäi muiden jalkoihin.

Avaruusteleskooppi ei kuitenkaan jäänyt kokonaan unholaan, vaan NASA pyysi Douglas-yhtiötä hahmottelemaan avaruusasemaa, jonka olennainen osa olisi ollut avaruusteleskooppi. Hanke oli nimeltään MORL, eli Manned Orbital Research Laboratory, ja se olisi perustunut kahdessa osassa avaruuteen laukaistusta avaruuslaboratoriosta ja Gemini-aluksin sitä käyttämään ja ylläpitämään lähetettävistä astronauteista.

Suunnitelmassa mukana ollut teleskooppi oli neljä metriä halkaisijaltaan ja 15 metriä pitkä. Koska elektroniset kamerat eivät olleet vielä kovin hyviä, astronautit olisivat käyneet vaihtamassa teleskoopin kameroihin välillä uudet filmit ja tuoneet otetut kuvat alas Maahan.

MORL-teleskooppi on otsikkokuvana.

Vaikka NOT kykenee toisinaan erittäin korkealaatuisiin kuviin, on Hubblella etulyöntiasema, koska se sijaitsee ilmakehän ulkopuolella. Sen 2,4-metrinen peili pystyy näkemään erittäin tarkasti ja keräämään paremmin valoa kuin maanpäälliset havaintolaitteet – siksi se on muodostunut jo klassikoksi tähtitieteen historiassa.

Teleskooppi nimettiin aikanaan Linnunradan ulkopuolisten galaksien löytäjän ja avaruuden laajenemisen (Hubblen laki) keksineen Edwin Hubblen mukaan.

Hubblen avaruusteleskoopin rahoittamiseen ovat osallistuneet NASA ja Euroopan avaruusjärjestö, ja myös useat suomalaiset tähtitieteilijät ovat päässeet tekemään sillä havaintoja.

Sen käyttöiäksi suunniteltiin alun perin 15 vuotta, eli se on tänään tullut toimineeksi jo 15 vuotta kaavailtua pidempään.

Viimeisen, vuonna 2009 tapahtuneen huoltolennon jälkeen arvioitiin, että Hubble saattaisi olla käytössä jopa vuoteen 2020 saakka, mutta nyt sen toivotaan pysyvän kunnossa vielä vuosia tästä eteenpäin. Rahoitusta teleskoopin käyttämiseen on syksyyn 2021 saakka, jolloin sen seuraajan, pahasti myöhästyneen James Webb -avaruusteleskoopin (JWST) pitäisi päästä lopulta matkaan.

Kun tämän jutun ensimmäinen versio kirjoitettiin viisi vuotta sitten, oletettiin Hubblen toiminnan päättyvän nyt 2020 ja JWST:n laukaisun tapahtuvan vuonna 2021.

Hubble on saatu pysymään toiminnassa, mutta koko ajan kriittisiin systeemeihin tulevan vian todennäköisyys kasvaa. 

Suuri infrapunasilmä

Vaikka uutta avaruusteleskooppia kutsutaan Hubblen seuraajaksi, on niillä melkeinpä enemmän eroavaisuuksia kuin samanlaisuuksia. Molemmat ovat avaruudessa olevia suurella peilillä varustettuja havaintolaitteita, mutta siihen yhtäläisyydet melkeinpä jäävätkin. JWST on suurempi ja aivan eri näköinen, se lähetetään kauemmaksi ja kaiken lisäksi se katsoo ulos avaruuteen eri aallonpituusalueella.

​Aluksi lyhenteellä NGST (New Generation Space Telescope) tunnettu suunnitelma muuttui viralliseksi hankkeeksi vuonna 2002, jolloin sille annettiin myös nimi: James Webb -avaruusteleskooppi 1960-luvulla toimineen NASAn pääjohtajan mukaan. Mukana laitetta tekemässä ovat samat tahot kuin Hubbleakin, eli NASAn ohella Euroopan avaruusjärjestö ESA, jotka ovat päärahoittajia, ja lisäksi Kanadan avaruusvirasto CSA osallistuu pienemmällä osuudella.

Uusi teleskooppi on tyypiltään peiliteleskooppi, kuten kaikki uudet suurkaukoputket niin avaruudessa kuin Maan päälläkin ovat, eli suuri kovera pääpeili kerää taivaalta tulevaa valoa ja kohdistaa valonsäteet pienempien peilien avulla havaintolaitteisiin.

Ne puolestaan tuottavat joko kuvia tai tutkivat eri tavoilla saapuvaa valoa ja sen jakautumista eri aallonpituuksiin. Jotta laitteiden tuottamissa havainnoissa olisi mahdollisimman vähän kohinaa, jäähdytetään ne hyvin kylmiksi: sisälämpötila on vain seitsemän astetta absoluuttisen nollapisteen yläpuolella.

Niin peili kuin havaintolaitteetkin suunnitellaan toimimaan parhaiten infrapunasäteilyn aallonpituudella, koska maapallon ilmakehä suodattaa tehokkaasti lämpösäteilyä, eikä maanpäällisillä teleskoopeilla pystytä tekemään hyvin infrapunahavaintoja. Avaruudessa oleva teleskooppi on siten tuplasti hyödyllinen.

Avaruusteleskooppi Hubble vietiin sukkulalla avaruuteen vuonna 1990, mutta sen suunnittelu aloitettiin jo 70-luvun puolella samoihin aikoihin avaruussukkulan suunnittelun kanssa.

Niinpä teleskooppi suunniteltiin alusta alkaen sukkulalla kiertoradalle vietäväksi ja avaruudessa huollettavaksi – ja tälle ominaisuudelle oli käyttöä heti laukaisun jälkeen, kun kävi ilmi, että Hubblen 2,4-metrinen pääpeili oli hiottu väärin ja sen kuvan korjaamiseen tarvittiin erityisiä korjauslinssejä.

Ne asennettiin teleskooppiin ensimmäisellä huoltolennolla vuonna 1993, minkä jälkeen Hubble on tuottanut toinen toistaan upeampia kuvia avaruuden ihmeistä. 

Sen jälkeen sukkulat nousivat neljä kertaa Hubble korjaamaan ja huoltamaan. Viimeisin lento oli vuonna 2009, jolloin oli tehty jo päätös avaruussukkuloiden siirtämisestä eläkkeelle. Niinpä viimeisin lento jää viimeiseksi: lento suunniteltiin antamaan avaruusteleskoopille eväät koko loppuelämää varten, ja mikäli siihen tulee vakava vika vaikka huomenna, ei sitä kyetä enää korjaamaan. 

Mutta kuten Hubblen pitkä historia on jo osoittanut, on teleskooppi luonteeltaan sitkeä taistelija ja se on pystynyt jatkamaan mullistavia havaintojaan uskomattomienkin vikojen jälkeen.

25 vuoden aikana Hubble-avaruusteleskoopilla on tehty tukuittain löytöjä, mutta jotkut niistä ovat olleet käänteentekeviä, jopa mullistavia. Tässä on lista viidestä huippuhavainnosta.

1. Protoplanetaariset kiekot  Hubble löysi Orionin kaasusumusta pieniä, tummia pilvekkeitä, joille annettiin nimeksi "protoplanetary disk" eli proplyd. Ne osoittautuivat syntymässä olevia tähtiä ympäröiviksi ainekiekoiksi, joissa on muodostumassa myös planeettoja. Kiekkojen löytyminen muutti käsityksiä planeettajärjestelmien yleisyydestä ja sittemmin eksoplaneettoja on löytynyt muilla havaintolaitteilla yhä kiihtyvään tahtiin.

2. Linnunradan ja Andromedan galaksin törmäys  Vertailemalla vuosien väliajoin Hubblella otettuja kuvia Andromedan galaksin tähdistä tutkijat pystyivät määrittämään tarkasti niiden liikkeen kauempana olevien kvasaarien suhteen. Kävi ilmi, että kotigalaksimme ja Andromeda ovat lähestymässä toisiaan ja kolaroivat ennen pitkää näyttävästi. Huoleen ei ole syytä, sillä törmäys ajoittuu miljardien vuosien päähän.

3. Nuori universumi  Hubblen sijainti Maata kiertävällä radalla mahdollistaa pitkät valotusajat. Vuosien varrella otettujen, kymmeniä tunteja valotettujen "Deep Field" -kuvien perusteella on pystytty tutkimaan hyvin varhaista maailmankaikkeutta, aikaa, jolloin ensimmäiset galaksit olivat juuri muodostuneet. Universumi oli silloin hyvin toisenlainen paikka: se oli paljon tiheämpi ja tähtiä syntyi noin 30 kertaa tiuhempaan tahtiin kuin nykyisin.

4. Maailmankaikkeuden mittakaava  Tekemällä Hubblella havaintoja eri etäisyyksillä sijaitsevien galaksien liikkeistä tähtitieteilijät ovat pystyneet määrittämään tarkasti maailmankaikkeuden nykyisen laajenemisvauhdin eli Hubblen vakion arvon. Siitä puolestaan voidaan laskea universumin ikä, joka Hubblen havaintojen perusteella on 13,7 miljardia vuotta.

5. Ganymedeen meri  Hubblen tuoreisiin löytöihin kuuluu Jupiterin ja koko Aurinkokunnan suurimman kuun Ganymedeen pinnan alla piileskelevän meren olemassaolon varmistaminen. Merta uumoiltiin jo aiemmin, mutta Hubblella onnistuttiin tekemään havaintoja ultraviolettialueella näkyvistä revontulista, joita esiintyy Ganymedeen lähistöllä. Revontulet kertovat magneettikentän ominaisuuksista ja ne puolestaan riippuvat kuun sisäosien rakenteesta. Joka siis on vetinen.

Kuva: NASA/ESA/G. Bacon (STScI)