Skip to header Skip to main navigation Hyppää pääsisältöön Skip to footer

Main navigation

  • Etusivu
  • Aihealueet
    • Avaruus
    • Tiede
    • Tekniikka
    • Luonto ja ympäristö
    • Terveys ja lääketiede
    • Ihmiset
    • Taide
    • Paikkoja
    • Arvioita
  • Videot ja podcastit
  • Uusimmat jutut listana
  • Jutturuletti
  • Tiedekiinnostavuuskartta
Tiedetuubi

Gaian tankit täynnä

Gaia valmis tankkaukseen!
Gaia valmis tankkaukseen!
Gaiaa tankataan
ESA-blogi

Marraskuun lopussa ESAn tähtikartoittajasatelliitti Gaia oli jo lähes valmis laukaisuun, jonka pitäisi nykysuunnitelman mukaan tapahtua 19. joulukuuta Kouroun avaruuskeskuksesta Ranskan Guayanasta, Etelä-Amerikasta päiväntasaajan luota Atlantin rannikolta klo 11:12 Suomen aikaa.

Olennaisin Gaialle itselle tapahtunut asia viime päivinä oli sen tankkaus. Laukaisun aikaan sillä on tankeissaan 296 kg polttoainetta, mistä suurin osa käytetään matkalla havaintopaikalle Lagrangen pisteeseen numero 2 noin 1,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta sekä asettumiselle oikealle paikalle siellä. 

Sen jälkeen aluksen isoja rakettimoottoreita käytetään vain suuriin radan- tai asennonmuutoksiin, sillä satelliitin rutiininomaisesta asennonsäädöstä pidetään huolta pienemmillä kylmää kaasua suihkuttavilla mikrorakettimoottoreilla.

Gaian asennonsäätö on periaatteessa helppoa, sillä sen ei täydy monien teleskooppien tapaan osoittaa tarkasti tiettyyn kohtaan taivaalla, vaan se pyörii hitaasti akselinsa ympäri – nopeus on neljä kierrosta vuorokaudessa. Verkkainen vauhti kääntää sitä koko ajan uuteen kohtaan taivasta ja pitää samalla sen hyrräilmiön avulla suunnassaan.

Voimakkaiden rakettimoottorien polttoaineena käytetään hydratsiinia, luotettavaa ja toimintavarmaa, mutta valitettavasti ihmisille hyvin myrkyllistä nestettä. Siksi Gaian tankkaaminen tehtiin hyvin varovasti ja erityisesti tankkaukseen varustellussa rakennuksessa. Sitä varten Gaia piti siirtää erityisessä, hyvin puhtaassa kuljetuslaatikossa Kouroun avaruuskeskuksessa rakennuksesta toiseen, niin sanotusta S1B-hallista S5-rakennukseen.

Suuri säiliö, missä käytännössä laukaisuvalmis Gaia siirrettiin hallista toiseen, oli kuin pieni puhdastila. Siinä on oma ilmastointilaitteistonsa, mikä pitää sen sisäilman oikeassa lämpötilassa, kosteudeltaan sopivana ja mahdollisimman pölyttömänä.

Gaian käyttöön laatikko oli hieman suuri, sillä se on suunniteltu suurimpia Ariane 5:n kyytiin mahtuvia satelliitteja varten. Tällainen on muun muassa suuri ATV-rahtialus. Sama kuljetuslaatikko on palvellut aikaisemmin myös sellaisia kuuluisia avaruusaluksia kuin Herschel, Planck ja Envisat.

Kuljetus hallista toiseen eteni varovasti vauhdikkaimmillaan vain 10-20 kilometrin tuntinopeudella kuorma-auton vetämänä. Vajaan kilometrin matkaan kului hieman vajaa tunti.

Aivan ilman ongelmia ei operaatio kuitenkaan sujunut: kun Gaia oli saatu tankkaushallin ilmalukkoon, huomattiin, että lintu oli lentänyt avoimesta ovesta sisälle. Se piti hätistää pois ja tila puhdistaa uudelleen, ennen kuin kallisarvoinen satelliitti nostettiin pois kuljetuslaatikostaan.

Sen jälkeen Gaia kiinnitettiin erityiseen tankkaustelineeseen, minkä päällä sen tankit täytettiin polttoaineella maanantaina 2. joulukuuta.

Gaiaa tankataan

Tämän jälkeen Gaia on siirretty kantoraketin nokkaan kiinnitettäväksi. Ensin se liitetään sovittimeen, mikä myöhemmin  kiinnitetään kantoraketin ylimpään (neljänteen) vaiheeseen, joka tunnetaan nimellä Fregat. Sitten Gaian ympärille kiinnitetään raketin nokkakartio. Lopulta koko nokkapaketti nostetaan laukaisualustalla odottavan Sojuz-kantoraketin nokkaan.

Seuraamme tästä alkaen tiiviimmin Gaian laukaisuvalmisteluja, laukaisua 19. joulukuuta ja sen jälkeen satelliitin matkaa kohti havaintopaikkaansa. Gaian tieteellinen johtaja on suomalinen Timo Prusti ja Helsingin yliopiston tutkijat osallistuvat aktiivisesti lennon tieteelliseen toimintaan.

Tarina Gaian logon taustalla

Gaia-piirros
Gaia-piirros
ESA-blogi

Satelliitteja avaruuteen kuljettavien kantorakettien kyljessä on lähes aina satelliitin logo tai jokin siihen liittyvä kuva. Niinpä ESAn Gaia-satelliittia varten piti myös suunnitella sellainen.

Periaatteessa sen tekeminen oli helppoa, sillä kaikki halusivat siihen olennaiset asiat tästä tähtitaivasta kartoittavasta tekeskoopista: tähtiä, maapallon, Gaian itsensä ja jumalatar Gaian ja luonnollisesti Gaia-nimen kirjoitettuna. Mutta lisäksi siihen piti saada jotenkin ilmennettyä ihmiskunnan kiinnostus maailmankaikkeutta kohtaan.

Lopulta, monien eri puolelta Eurooppaa olevien projektiin osallistuvien ihmisten syöttämien ideoiden ja ehdotusten jälkeen lopullinen kuva valmistui. Siinä jumalatar Gaia onkin pieni tyttö, joka katsoo ylös tähtiin.

Sen jälkeen kun kuva oli hyväksytty, piti se yksinkertaisesti paikaa 3,5 x 3,5 metriä kooltaan olevalle tarralle, joka kiinnitettiin huolella Sojuz-kantoraketin nokkakartioon.

Nimi "GAIA" oli alun perin lyhenne sanoista Global Astrometric Interferometer for Astrophysics, koska aikomuksena oli laukaista satelliitin mukana vain yksi tähtitaivasta tarkkaileva interferometri. Se korvaantui myöhemmin nykysenkaltaisella havaintolaitteella, joka on huomattavasti monipuolisempi ja parempi, mutta alkuperäinen nimi haluttiin säilyttää.

Yksi syy nimen säilyttämiseen on se, että Gaia on myös kreikkalaisen mytologian jumalatar: itse asiassa alkujumala, joka on useiden jumalten ja titaanien äiti. Hesiodos kertoo teoksessaan Jumalten synty, kuinka Kaaoksen jälkeen syntyi runsaspovinen Gaia. Gaia synnytti itsestään kolme lasta, joiden kunkin kanssa hän sai jälkikasvua: Uranoksen (taivas) kanssa Gaia sai mm. 12 titaania, 3 satakätistä sekä 3 kyklooppia, Pontoksen (meri) kanssa Gaia sai lapsia, joista tuli meren jumalia kun taas Gaian ja Tartaroksen (manala) liitosta puolestaan syntyi Tyfon ja Ekhidna.

Muut keskittyivät empatiaan, Valtaoja rakensi maailmankaikkeuden

Kuva: Joonas Salo Photography
Kuva: Joonas Salo Photography
Jarmo Korteniemi

TEDx-tapahtuma laajeni 4. joulukuuta Suomessa ensimmäistä kertaa pääkaupungin ulkopuolelle, Turkuun ja tarkemmin sen Logomo-tapahtumakeskukseen. Kyseessä oli normaaliin TEDx-tapaan vapaaehtoisvoimin järjestetty tapahtuma, joka pohjautuu alkuperäisen TED-konferenssin ideaan: koota yhteen vetävästi esiintyviä eri alojen asiantuntijoita, joilla on kiinnostavaa sanottavaa teknologian, viihteen ja designin aluilta (TED tulee sanoista technology, entertainment ja design).

Turun TEDx-tapahtumassa oli 12 esitystä (joista 9 kpl löytyy YouTubesta). Niiden aiheet pyörivät pääasiassa lähellä ihmistä: esityksissä tavoiteltiin maailmaan lisää empatiaa ja kommunikaatiota. Se edistää yritysten toimintaa, lisää yksilöiden hyvinvointia, parantaa jaksamista, poistaa konflikteja. Niin työelämässä kuin kotosallakin. Kannattaa uskaltaa yrittää, uskaltaa munata itsensä, ja uskaltaa yrittää uudelleen. Muuten ei voi onnistua. Ja niin edelleen.

Yksi puheista oli kuitenkin poikkeus.

Maailmankaikkeus ilmiönä

Suomen tunnetuin tieteentekijä, Esko Valtaoja, kattoi puheessaan aikalailla kaiken sen, mitä alkuräjähdyksen ja TEDx-tapahtuman välillä on sattunut ja tapahtunut. Koska aihe on jokseenkin laaja, havainnollistavan Lego(TM)-leikin sallittiin venähtävän lähes neljä minuuttia yliajalle. TED-konseptin mukaan kun puheet saisivat olla vain 18-minuuttisia.

Valtaoja kansantajuisti vaikeasti ymmärrettäviä asioita. Kaikilla skaaloilla.

Kaikki syntyi tyhjästä ilmestyneessä alkuräjähdyksessä. Puf.

Sen jälkeen olimme kaikki hetken yhtä ainoaa, kuumaa, laajentuvaa kvarkkipuuroa. Kvarkithan ovat tämän hetken tiedon mukaan jakamattomia alkeishiukkasia, eli sitä, mistä kaikki aine rakentuu. (Jossain vaiheessa voi toki tulla hetki jolloin löydetään osaset joista kvarkitkin muodostuvat. Näin kävi atomeillekin, joiden kreikasta tuleva nimi tarkoittaa "jakamatonta".)

Laajentuessaan maailmankaikkeus jäähtyi, ja kvarkit alkoivat takertua toisiinsa pareittain tai kolmestaan. Muodostui protoneja, neutroneja, atomeja, ja ajan kuluessa yhä vain monimutkaisempia molekyylejä. Syntyneet kaasun ja pölyn ihentymät luhistuivat lopulta tähdiksi ikioman massansa ajamina.

Miksi näin sitten tapahtui? Yksinkertainen vastaus: koska luonnonlait, koska gravitaatio ja muut perusvoimat. Koska termodynamiikka. Koska maailma nyt vain sattuu olemaan tällainen. Jos se olisi erilainen, me eläisimme toisten lakien alaisuudessa, ja ihmettelisimme tismalleen samaa asiaa niiden kanssa (jos osaisimme). Ne kaikki vain ovat. "Miksi"-ongelmaan jutun lopussa.

Tähtien ympärille jäi ylijäämätavaran kiekkoja. Pölyä ja toisiinsa törmäileviä murkuloita. Planeettojen muodostumista voi verrata oivasti roskan kertymiseen. Sillä sitähän me olemme, ydinjätettä ammoin kuolleista tähdistä.

"Jättäkääpä viikkosiivous tekemättä, sanotaan vaikka 10 miljoonaksi vuodeksi, niin teillä on Maapallon kokoinen villakoira", kiteytti Valtaoja.

Elämästä Valtaoja muistuttaa, että ensiksi syntyi Eeva, meidän kaikkien kantaäiti. Itsensä kopioiva molekyyli.

"Aatamit ilmestyivät maisemiin vasta noin 2 miljardia vuotta myöhemmin. Sillä tavalla meillä yleensäkin urokset saa houkuteltua esiin - huhuilla että 'olisi seksiä tarjolla'."

Loppu on historiaa. Erittäin pitkän ajan kuluessa tapahtuneen luonnonvalinnan ansiosta olemme tässä.

Valtaojan perusviesti on, että maailmankaikkeuden historia tunnetaan pääpiirteissään. Siinä ei oikeastaan tarvita ulkopuolisia vaikuttajia, koska luonnonlait ovat vieneet vääjäämättä tähän suuntaan.

Mutta miksi näin kävi?

Mitä tuota historiaa "ennen" tapahtui? Mitä meidän universumimme "ulkopuolella" on? Se jää arvailujen varaan. Mattia ja Teppoa mukaillen: emme voi nähdä rajan taa.

"Yksi vaihtoehto on, että Jumala napsautti metafyysisiä sormiaan ja teki maailman tällaiseksi, automaattisesti toimivaksi, ettei tarvi joka välissä kääriä hihojaan. Tai sitten olemme vain yksi osa multiversumista."

Tai sitten jotain ihan muuta. Nämä lienevät asioita, joihin tiede ei pysty antamaan vastausta. Sen ei oikeastaan ole tarkoituskaan. Tieteen metodit kun toimivat vain tuntemassamme maailmankaikkeudessa.

Oli perimmäinen syy mikä tahansa, maailma on sekä lainalaisuuksiensa että äärettömän monimuotoisuutensa takia erittäin mielenkiintoinen. Sitä kannattaa tutkia, ja siitä kannattaa iloita. Sen monimutkaisuutta kannattaa ihastella.

Ja samalla kannattaa muistaa ne kanssatallaajat. Ne muut monimutkaiset molekyylit, jotka ihmettelevät sitä samaa maailmaa.


Turun TEDx-tapahtuman esitykset löytyvät YouTubesta:

  • Turussa pidetyt puheet (9 kpl)

  • Rap-mummo Eilan tarttuva ja kantaaottava laulu
  • Candy Changin yhteisöllisyyttä edistävä idea
  • Derek Sivers muistuttaa menestyksekkään idean seuraajien olevan ainakin yhtä tärkeitä kuin sen kehittäjä

Juttua on päivitetty myöhemmin käyttöön saadulla Valtaojan kuvalla, ja lisätty linkit YouTubesta löytyviin esityksiin.

Kysymyksiä ja vastauksia ISONista

ISON lauantaina 30.11. iltapäivällä
ISON lauantaina 30.11. iltapäivällä
Jari Mäkinen

Komeettana vielä viime viikolla tunnettu ISON on tällä hetkellä nähtävästi enemmänkin kasa soraa ja pölyä, jonka ympärillä on avaruuteen vähitellen leviävää kaasua. Auringon säteilyllään ja painovoimallaan palasiksi möyhentämä ISON etääntyy vauhdikkaasti Auringosta ja sen rippeet seuraavat tarkalleen alkuperin laskettua rataa, paitsi että yhden komeettaytimen sijaan radalla kiitää ylöspäin Auringosta katsottuna diffuusi täplä, jolta voi vielä erottaa kaksi pyrstöä.

Onko ISON vielä komeetta?

Kysymykseen voi vastata toisella kysymyksellä: mikä on komeetan ja asteroidin ero?

Jos asteroidi on enemmän kiinteä kivimäinen kappale ja komeetassa on mukana myös jäätä ja pölyä, mistä sille muodostuu pyrstö, niin siinä tapauksessa ISON oli jotain siltä väliltä ja nyt enemmänkin asteroidi.

Nähtävästi siinä ei ole jäljellä enää paljoakaan pyrstönmuodostusainetta, joten nyt näkyvä kaksoispyrstömäinen usva hiipuu vähitellen ja komeetta himmenee näkymättömiin (ainakin harrastajalaitteilta). Komeetta on siis muuttumassa tai jo muuttunut asteroidiksi – tai kasaksi kiviä, jotka vähitellen leviävät laajemmalle alueelle samaan tapaan kuin kourallinen santaa ilmaan heitettäessä muuttuu pian santasateeksi.

ISONia kuvataan ja mitataan parhaillaan sekä lähiaikoina hyvin innokkaasti, koska se on erinomaisen kiinnostava tapaus. Jo nyt ISON-havainnot muodostavat erään parhaimmista ja aukottomimmista komeetasta tehdyistä havaintotietokannoista. Emme ole koskaan päässeet seuraamaan vastaavaa näin hyvin ja läheltä.

Tietojen – tuhansien ja tuhansien kuvien sekä mittausten – analysointi vie vuosia. Toistaiseksi kaikki on käynyt hyvin nopeasti: komeetta tuli, hajosi silmiemme edessä ja etääntyy nyt aivan erilaisena kuin alaspäin Aurinkokunnassa syöksyessään. Emme ole ennättäneet muuta kuin keräämään tietoja ja tukitsemaan niitä pikaisesti liki reaaliajassa.

Tällä haavaa ex-komeetta ISON on vielä liian lähellä Aurinkoa, jotta sitä voitaisiin havaita suurilla kaukoputkilla, joten emme vielä tiedä millainen sen ydin on. Vasta joulukuun puolivälissä saadaan tarkempia kuvia komeetasta tai sen rippeistä.

Näkyykö ISON vielä paljain silmin?

Tuoreimpien SOHO-aurinkoteleskoopin LASCO-instrumentin havaintojen mukaan ISONin kirkkaus on noin 5 magnitudia, mikä tarkoittaa sitä, että ainakaan tällaisenaan se ei olisi näkyvissä paljain silmin.

ISONista ei siis voi odottaa enää upeaa näkyä.

Kaukoputkella ja kiikareilla sen saanee kyllä näkyviin, mutta ilman valokuvaamista näky ei liene kovinkaan hääppöinen. Tosin ISON on ollut tähän saakka yllätyksiä täynnä, joten kenties sillä on varastossaan vielä yksi yllätys ja himmenemisen sijaan se alkaisikin kirkastua ... mutta tuskin.

Oikealla on LASCOn kuvista tehty animaatio, mikä näyttää hyvin komeetan vääjäämättömän himmenemisen.

Jos ISON on nyt kasa kiviä, voisiko siitä olla vaaraa maapallolle?

Ei. ISONin jäänteet jatkavat eteenpäin komeetan radalla, sillä vaikka yhden kappaleen sijaan kyseessä olisi koko joukko pienempiä kappaleita, pysyvät ne samalla radalla Auringon ympärillä.

Näistä ei koidu Maalle mitään haittaa, vaan ne kiitävät poispäin Aurinkokunnan ulko-osia kohden. Ensi vuoden alussa maapallo kulkee ISONin radan läpi ja osa sen jälkeen jättämästä kaasusta ja pölystä varmasti törmää Maahan, mutta ne saavat aikaan vain muutamia ylimääräisiä tähdenlentoja taivaalle.

Maa kulkee aina silloin tällöin komeettojen ratojen läpi ja silloin näemme taivaalla tähdenlentoparven, kun tavallista enemmän pieniä hitusia törmää ilmakehään ja palaa siinä. Tapahtumat ovat niin huomaamattomia, että vain tähtiharrastajat ovat niistä illoissaan.

Kannattaako ISOA enää seurata?

Ehdottomasti! Vaikka siitä ei tule upeaa komeettaa taivaalle ja se vaikuttaa pannukakulta, on tapaus erittäin kiinnostava. Tiedetuubi jatkaa siksi ISONin seuraamista, mutta koska uutisia tulee tämän jälkeen hieman harvemmin, emme päivitä tilannetta enää niin usein kuin lähipäivinä.

ISON stereona

Viime aikoina hienoimmat kuvat (kuten otsikkokuvamme) ovat tulleet ESAn ja NASAn yhteisestä SOHO-aurinkotutkimussatelliitista, mutta yllä olevat kuvasarjat on otettu NASAn STEREO-luotaimilla ja niiden Cor-2 -koronagrafeilla. Vasemmalla on ISONin ohilento STEREO-A -satelliitin ja oikealla STEREO-B satelliitin näkökulmasta. Kuvat: NRL/NASA

Huom: Animaatiot ovat suuria ja niiden lataantuminen saattaa kestää parikin minuuttia!

ISON etääntyy Auringosta

Markus Hotakainen

...ja samalla sen kirkkaus pienenee. Oheisessa Tiedetuubin kokoamassa kuvasarjassa näkyy komeetan kehittyminen seitsemän tunnin aikana. SOHO-luotaimen LASCO/C3-instrumentti on ottanut ensimmäisen kuvan (vasemmanpuoleisin) 29.11. kello 18.30 (Suomen aikaa) ja viimeinen ruutu on kuvattu 30.11. kello 1.30.

Komeetta liikkuu selvästi tähtien suhteen – kuten odottaa sopiikin – ja samalla se näyttää himmenevän. Pyrstöt pysyvät jokseenkin ennallaan, mutta valkoisena valoläikkänä näkyvä komeetan pää hiipuu hitaasti. 

Ahkerimmin tietoja päivittävä Sky&Telescope-lehden sivusto kertoo komeettaekspertti John Bortlen vertaavan ISONia vuonna 1962 näkyneeseen toiseen auringonhipojaan, komeetta Seki-Linesiin. ISONin tavoin se katosi juuri perihelin eli Auringon lähimmän ohituksen aikaan, vaikka siitä odotettiin selvästi kaikkia planeettoja kirkkaampaa kohdetta. 

ISONin kaksiosainen, viuhkaa muistuttava pyrstö on ulkomuodoltaan samantapainen kuin "jälleensyntyneen" Seki-Linesin pyrstö periheliohituksen jälkeen, jolloin sen todettiin koostuvan hyvin erikokoisista pölyhiukkasista. Bortlen mukaan ISONille saattaa vielä kehittyä kohtuullisesti erottuva pyrstö, mutta hänen omien sanojensa mukaan kyseessä on toistaiseksi iso "jos".  

Sorakasa avaruudessa?

Markus Hotakainen

ISON ei kadonnut kokonaan periheliohituksen aikana, mutta se ei tarkoita, etteikö komeetan ydin olisi silti voinut hajota kokonaan. Vaikka Auringon pintaa hiponeesta komeetasta ei olisi jäänyt jäljelle kuin pölypilvi, se jatkaisi matkaansa samalla radalla, jota komeetta olisi ehjänä säilyessäänkin seurannut – juuri niin kuin tuoreiden kuvien perusteella näyttää tapahtuvan.

Tällä hetkellä Auringon takaa näkyviin kiertynyt komeetta näyttää erehdyttävästi – niin, komeetalta, mutta mitä kirkkaana täplänä näkyvän kohteen kohdalla tarkkaan ottaen on, pysyy edelleen arvoituksena.

Juuri nyt ISONiin liittyy paljon kysymyksiä, joihin ei ole vielä vastausta. Onko pölypilvi niin tiheä, että se pysyy kasassa riittävän pitkään, jotta se ehtii tulla näkyviin aamu- tai iltahämärissä? Tai jos pölypilven keskellä on isompia ytimen kappaleita, kuinka paljon ja millaiseen tahtiin ne syöksevät avaruuteen lisää pölyä?

Lähipäivinä ISON – tai sen jäänne – nousee taivaalla kaiken aikaa korkeammalle samalla kun sen etäisyys Auringosta kasvaa. Vaikuttaa epätodennäköiseltä, että se näkyisi taivaalla kovin kummoisesti, mutta ISON on yllättänyt tutkijat jo moneen kertaan, joten kukaan tuskin uskaltaa sanoa varmuudella, mitä on odotettavissa. 

Schrödingerin komeetta

Markus Hotakainen

Hiukkasfysiikan kuuluisaan ajatuskokeeseen viittaavan lempinimen on antanut Karl Battams, joka toteaa NASAn ISON-sivuilla, että "luettepa tässä blogipostauksessa mitä tahansa, voitte vapaasti olettaa sen olevan täysin pielessä ja totuuden olevan jotain aivan päinvastaista kuin väitän".

Lausunto kuvaa hyvin tutkijoiden hämmennystä, kun ISONin jäänteet ilmestyivät Auringon takaa eilisiltaisen (Suomen aikaa) periheliohituksen jälkeen. Komeetan kohtalosta on erilaisia teorioita. 

Mahdollisesti "komeetta", joka nyt näkyy SOHO-luotaimen kuvissa, on pelkästään ISONin pyrstö, jonka pöly hajaantuu hitaasti avaruuteen. Ydin on voinut myös hajota pienemmiksi kappaleiksi, jotka syytävät edelleen pölyä – samaan tapaan kuin komeetta Shoemaker-Levy 9 parikymmentä vuotta sitten. Tai sitten komeetalla on taskussaan vielä jokin muu yllätys, jota tutkijat eivät osaa odottaakaan. 

Merkittävän kokoista ydintä ISONilla ei kuitenkaan enää ole, koska kuvissa ei erotu voimakasta keskittymää, joka viittaisi sellaisen olemassaoloon, kerrotaan Sky&Telescope-lehden komeettasivuilla Lowell-observatorion Matthew Knightin todenneen. 

 

ISON leikki kohtalollaan, ydin saattoi selvitä

Auringon vaikutukset lähellä
Auringon vaikutukset lähellä
Jari Mäkinen

Kuten nyt tiedetään, ISON ei selvinnyt kokonaisena likiliippauksestaan Auringon ohitse – mutta se ei sinällään ollut yllätys.

Toki toivoimme, että se olisi pullahtanut näkyviin Auringon takaa upeana komeettana, joka olisi komistuttanut joulukuun taivasta, mutta kovin monet aiemmat aurinkohipojat ovat osoittaneet, että ohilento oli kohtalon kanssa leikkimistä. Emme tietäneet millainen ISONin ydin oli, mutta nyt tiedämme hieman enemmän.

Tuoreimmat tiedot (perjantaina aamulla) kertovat, että komeetan ydin, tai osia siitä, olisi saattanut selvitä ohituksesta, mutta Auringon polte olisi kuorinut siitä kaiken höyrystyvän pois päältä. ISONista ei tule suurta komeettaa taivalle, mutta se tosiaan saattaa osoittautua erittäin kiinnostavaksi!

Olosuhteet Auringon lähellä

Lähimpänä Aurinkoa ollessaan ISONin ja kuuman tähden pinnan välinen etäisyys oli noin 1 200 000 km. Nopeutta ISONilla oli silloin huimat 1 351 848,96 km/h (375 kilometriä sekunnissa).

Aurinko kuumensi sitä voimakkaasti, mutta niin se oli tehnyt jo aiemmin: mitä lähemmäksi ISON tuli Aurinkoa, sitä enemmän Aurinko korvensi sitä. Siitä olivat merkkinä paitsi komea pyrstö, niin myös monet vaihtelut komeetan ytimessä ennen Auringon lähelle saapumista.

Ydin todennäköisesti oli alkanut jo hajota osiin, jolloin lähellä Aurinkoa kuumuus käytännössä höyrysti sen. Otsikkokuvanamme on kaavio olosuhteista Auringon luona. Asteikkona on etäisyys Auringon pinnasta Auringon säteinä ja ISONin lähietäisyys on sininen katkoviiva keskellä.

Ensimmäinen palkki kertoo sen, miten nestemäinen kappale ja kiinteä kappale käyttäytyvät Auringon lähellä. Kyseessä on ns. Rochen raja, joka ilmaisee sen, että täysin kiinteä kappale hajoaa osiksi palkin alaosan etäisyydellä ja täysin nestemäinen (jäätä sisältänyt) kappale höyrystyy palkin yläosassa.

Jos kappale on kiinteän ja nestemäisen sekoitusta, se on jossain välissä. ISON oli nähtävästi juuri siinä välissä. Höyrystyminen ilmoittaa kuinka voimakkaasti Auringon säteily kuumentaa kappaletta ja sulamispalkki viittaa siihen, missä alle 1 mikronin kokoiset mikrometeoroidit höyrystyvät Auringon lähellä. Näkyvyys ilmaisee ennen ohilentoa tehdyn arvion siitä miten hyvin komeetasta irtoavien pikkukappaleiden ja pölyn oletettiin näkyvän ultraviolettivalossa.

Olennaisimmat ja yksiselitteisimmät ovat palkeista ensimmäinen ja toinen: ISON oli enemmän vetinen ja Aurinko poltti sitä kuumasti. Ja voi siis olla, että sen kivinen ydin on nyt kiitämässä poispäin Auringosta radallaan, mutta emme vielä ole nähneet sitä kunnolla. Kun pyrstö on poissa, pyrstötähteä on vaikea nähdä.

Jo Merkurius on kova paikka

Auringon kova polte on ongelma jo aurinkokunnan sisimmän planeetan Merkuriuksen luona ja sinne lentäviä luotaimia on jouduttu varustamaan erityisesti Auringon lämmitystä vastaan. Auringosta tuleva lämpövuo on Merkuriuksen etäisyydellä yli kymmenen kertaa suurempi kuin Maan etäisyydellä. Sen vuoksi Merkuriusta kiertävän luotaimen Auringon puoleinen kylki kärventyy noin 360 asteen kuumuudessa.

Eikä varjopuolella ole välttämättä paljoa viileämpää, sillä Merkuriuksen pinta hohtaa lämpöään avaruuteen myös voimakkaasti. Auringon säteilemä energia neliömetrille on noin 15 kilowattia. Lämpöhallinta onkin ollut eräs suurimmista ongelmista BepiColombo-nimisen luotaimen tekemisessä. Kyseessä on Euroopan avauusjärjestön vuonna 2015 laukaistava luotain Merkuriukseen ja sen kanssa tekee työtä mm. suomalainen Harri Laakso.

“Bepin tekeminen osoittautui työn kuluessa paljon vaativammaksi kuin alun perin oletettiin. Merkurius on hyvin vaativa ympäristö, emmekä ole koskaan aikaisemmin Euroopassa tehneet sellaiset vaatimukset täyttävää avaruuslaitetta.”

“Bepi tulee kiertämään Merkuriusta radalla, joka vie sen hyvin lähelle planeetan pintaa, ja silloin planeetan pinnasta hohkaa alukseen yksi kolmasosa Auringon lämpövuosta lisää", kertoo Laakso.

"Lisähaitta on se, että nämä kaksi lämpövuota tulevat eri suunnista; luotain halutaan pitää koko ajan sellaisessa asennossa, että sen tutkimuslaitteet osoittavat suoraan alaspäin kohti Merkuriuksen pintaa, jolloin lopulta vain yksi luotaimen kuudesta ulkopinnasta voidaan pitää koko ajan varjon puolella. Sinne asennetaan lämmönsäteilin, mihin lämpöä johdetaan erityisillä lämpöputkilla kaikkialta aluksen sisältä, jolloin lopulta voimme pitää mittalaitteet, elektroniikan ja luotaimen sisuskalut jotakuinkin huoneenlämmössä, maksimissaan 40°C:n lämpötilassa. Tämän suunnittelu on ollut haastavaa.”

“Vielä olennaisempi viivytys tuli aurinkopaneeleista. Aioimme käyttää aluksi luotaimessa uudenlaisia yhdistepuolijohdeaurinkokennoja, mutta niiden lämmönkestävyys osoittautui luvattua huonommaksi. Emme voineetkaan käyttää niitä, joten jouduimme suunnittelemaan aurinkopaneelit uusiksi ja se vaikutti moneen muuhunkin asiaan.”

Siinä missä luotaimen runko voidaan suojata hyvin erilaisilla keraamisilla materiaaleilla tai muunlaisilla eristeillä, on aurinkopaneelien tehtävänä osoittaa Aurinkoon. Silloin ne kuumenevat, ja vaikka voimakkaan Auringon paisteen ansiosta paneelit voivat olla pienet ja käytännössä niiden pinta voi olla suurelta osin peilimäinen, silti ne joutuvat suuren lämpörasituksen kohteeksi.

Voimakas Auringon säteily myös heikentää nopeasti paneelien hyötysuhdetta, joten paneelien pitää olla hieman suuremmat kuin teoreettisesti niiden tulisi olla. BepiColombossa käytetään nyt perinteisiä Galliumarsenidi-kennoja, jotka on erikoispinnoittamisen lisäksi käännetty vinoon V-asentoon, eli ne eivät osoita suoraan kohti Aurinkoa.

Paneeleita ja muita BepiColombossa käytettäviä tekniikoita on testattu erilaisissa koepenkeissä koko projektin ajan, mutta vuoden 2011 lopussa ESTECissä alkanut testikampanja oli ensimmäinen, missä koko luotain lopullisessa muodossaan altistettiin todellisille avaruuden olosuhteille. Siksi ESTECin suuri avaruussimulaattori piti virittää uudelleen vastaamaan Merkuriuksen olosuhteita: simulaattorin “Aurinko” muutettiin tehokkaammaksi, jolloin tyhjökammion seinien jäähdytystä piti puolestaan tehostaa. Sekin vaati omat temppunsa...

Vaikka rahaa on palanut ja aikaa on mennyt suunniteltua enemmän, on tästä kaikesta hyötyä vastaisuudessa. ESA on suunnittelemassa luotainta, joka menisi tutkimaan Aurinkoa hyvin läheltä, ja silloin BepiColombon testatut tekniikat ja niiden kanssa kerätyt kokemukset tulevat tarpeeseen.

Luotain Auringon lähelle

ESA ja NASA ovat suunnitelleet jo pitkään yhdessä ja erikseen myös luotaimia, jotka lentäisivät mahdollisesti vain kolmen Auringon säteen päähän Auringosta ja tekisivät siellä mittauksia.

Lopulta vuoden 2012 alussa projekti nytkähti eteenpäin ja Solar Orbiter -niminen ESAn tekemä luotain on tarkoitus laukaista tammikuussa 2017 Nasan rahoittamalla raketilla matkalle kohti Aurinkoa. Luotaimen tehtävänä on mitata heliosfääriä ja aurinkotuulta sekä luonnollisesti kuvata Aurinkoa hyvin läheltä, paljon Merkuriuksen rataa lähempää.

Suunnitelman mukaan luotain uskaltautuu vain 30 Auringon halkaisijan päähän siitä, noin 0,28 AU:n etäisyydelle.

Seitsenvuotiseksi kaavaillun lennon päätteeksi se todennäköisesti ohjataan vieläkin lähemmäksi ja syöstään lopulta Aurinkoon. Se siis pysyttelisi aluksi "turvallisen" matkan päässä, mutta kokisi lopulta ISONin kohtalon: Aurinko höyrystäisi sen.

Tällaisen luotaimen tekeminen on hyvin vaikeaa, sillä lämpötila Auringon lähellä on korkea, yhteydenpito alukseen vaikeaa ja valoa aurinkopanee- leille jopa liikaa. Suunnitelmissa aluksen alla onkin paksu lämpösuoja ja aurinkopaneelit ovat käytännössä peilipintaisia. BepiColombon kanssa kohdatut hankaluudet koituvat nyt hyödyksi, sillä samaa tekniikkaa voidaan käyttää vielä parannettuna aurinkoluotaimessa.

Piirustuspöydällä muotoutuu vieläkin hurjempia aurinkoluotaimia, tosin tässä vaiheessa vasta ideatasolla. Eräs suunnitelma muistuttaa Tähtien sodasta tutun Darth Vaderin kypärää, sillä luotaimen tulee kestää erittäin korkeaa lämpötilaa ja sen on oltava muutenkin erinomaisen tukevaa tekoa.

Luotain tekisi itsemurhalennon Aurinkoon eli se olisi kuin Solar Orbiter, mutta lähestyisi ensin Aurinkoa vain noin neljän säteen etäisyydelle ja siitä sen annettaisiin sitten laskeutua yhä lähemmäs aurinkokuntamme keskustan tulisyöveriä. Sen viimeiset tiedot tulisivat olemaan erityisen kiinnostavia – ne vastaisivat tilannetta, missä ISON oli eilen illalla.

Huhuu ISON, missä olet?

Toimitus

ISON ei selvinnyt kokonaisena, kauniina komeettana Auringon lähiohituksestaan – se on nyt hyvin selvää.

Yllä oleva STEREO-satelliitin ottama kuva näyttää paikkaa, missä ISONin olisi pitänyt olla, mutta kohdassa ei näy mitään. Ei edes hitusia.

Mitä vuosisadan komeetalle siis on tapahtunut?

Se on todennäköisesti kadonnut, siis oletettavasti kaasuuntunut ja rikkoontunut hyvin pieniksi palasiksi Auringon voimakkaassa paahteessa ja painovoiman puserruksessa. Itse asiassa jo ennen kaikkein lähimpänä Aurinkoa olemistaan.

"Oletamme, että se on hajonnut osiin ja kaasuuntunut ennen periheliä", sanoo Solar Dynamics Observatory -aurinkotutkimussatelliitin projektipäällikkö Dean Pesnell.

"Emme nähneet ISONia lainkaan SDO:n kuvissa".

Myös ESAn SOHO-luotaimen tutkijat vahvistavat, että heidän havainnoissaan ISON on hiipunut hyvin vaatimattomaksi. Siitä hyvin todennäköisesti on jäljellä pieniä rippeitä, mutta ne eivät muodosta ainakaan toistaiseksi näyttävää pyrstöä.

Näin ollen ISONista ei tule joulukuun taivaan koristusta, ei liioin täydenkuun kirkkaudella päivätaivaallakin loistavaa vuosisadan pyrstötähteä. SOHO-luotaimen tuoreissa kuvissa komeetan kirkkain kohta on venähtänyt pitkulaiseksi vanaksi. Se muistuttaa jonkin verran keväällä 1993 löytynyttä komeettaa Shoemaker-Levy 9 (mustavalkoisessa pikkukuvassa pian löytymisensä jälkeen).

Shoemaker-Levy 9 osoittautui sittemmin parinkymmenen pirstaleen muodostamaksi "helminauhakomeetaksi", joka iskeytyi heinäkuussa 1994 Jupiterin kaasukehään. 


Vaikka kuulostaa tylsältä, saattaa ISON olla tämän jälkeenkin eräs kiinnostavimmista viimeaikaisista komeetoista, sillä tutkijoita ihmetyttää jo se, miten komeetta on saattanut höyrystyä näin totaalisesti.

Sitä ja sen mahdollisia jäänteitä tullaan seuraamaan lähiaikoina hyvin tiiviisti, sillä se saattaa opettaa paljon uutta Aurinkokuntamme pienkappaleista.

Komeettojen ja asteroidien välinen raja on kaikkea muuta kuin selvä, sillä nähtävästi olennaisin niitä erottava tekijä on jään ja veden määrä: asteroidit ovat kivisempiä ja komeetat jäisempiä, ja monet kappaleet ovat siinä välillä. Osa komeettaytimistä on hyvinkin jääpitoisia – niin sanottuja likaisia lumipalloja – ja hyvin lähelle Aurinkoa tullessaan ne saattavat yksinkertaisesti höyrystyä planeettainväliseen avaruuteen.

Samalla ISON, vaikka se saattaa tuntua nyt pannukakulta, on erinomainen esinäytös ensi vuodelle, kun Rosetta-komeettaluotain asettuu kiertämään Churyumov-Gerasimenko -pyrstötähteä, seuraa sitä sen matkalla kohti Aurinkoa ja lähettää komeetan ytimen pinnalle laskeutujan.

Vuodesta 2014 on joka tapauksessa tulossa suuri komeettavuosi!

Piirros ESAn Rosetta-luotaimesta ja sen Philae-nimisestä laskeutujasta lähestymässä kohdekomeettaansa ensi vuonna.

ISON lienee ex-komeetta

Markus Hotakainen

Parhaillaan käynnissä olevassa NASA Hangout: Comet ISON LIVE -nettilähetyksessä Karl Battams totesi olevansa hyvin epäileväinen ISON-komeetan selviämisen suhteen.

SOHO-luotaimen LASCO/C2-kameran kuvissa, joissa komeetta näkyy vielä kokonaan ennen katoamistaan Aurinkoa peittävän maskin taakse, sen pää kapenee lähes olemattomiin toisin kuin aikaisemmissa otoksissa, joissa se näytti valotäplältä. SDO-aurinkosatelliitin (Solar Dynamics Observatory) kuvissa komeetta ei näy, mutta se ei tutkijoiden mukaan välttämättä tarkoita, että se olisi jo hävinnyt olemattomiin.

Satelliitin kameroita ei ole suunniteltu komeettojen kuvaamiseen, vaan Auringon kirkkaan pinnan ilmiöiden tarkkailuun.

 

Sivutus

  • Edellinen sivu ‹‹
  • Sivu 139
  • Seuraava sivu ››
Tilaa aihepiirin Avaruus RSS-syöte

AIHEALUEET

Avaruus ja ilmailu
Tiede ja tekniikka
Luonto ja ympäristö
Lääketiede ja terveys
Ihmiset ja paikat
Kirjat, elokuvat ja taide

ERIKOISTA

Tiedekiinnostavuuskartta
Jutturuletti
Suorana labrasta
eTuubi
Videot

TIEDETUUBI

Tiedetuubin esittely
Toimitus
Tiedetuubi ja tekoäly
Yhteistyökumppanit
Mediakortti
Tietosuojaseloste / Privacy prolicy
Information in English

Copyright © 2012-2026 Tiedetuubi - All rights reserved