Uusi avaruusteleskooppi on monessa suhteessa luonnollisesti parempi kuin kolme vuosikymmentä vanha Hubble, mutta sen kaikkein olennaisin uutuus on paljon Hubblen 2,5-metristä peiliä suurempi peili.

Sen halkaisija on peräti 6,5 metriä  ja pinta-alaa siinä on lähes seitsenkertaisesti verrattuna Hubbleen.

Näin suurta peiliä ei pystytä laukaisemaan kokonaisena avaruuteen, joten peili rakennetaan 18 kulmikkaasta elementistä, jotka kääntyvät mutkikkaan mekanismin ohjaamina tarkasti omille paikoilleen. Pääpeili on laukaisun aikaan pakattu tiiviiksi, monikerroksiseksi paketiksi, joka avautuu, liukuu paikoilleen ja napsahtaa millimetrin osien tarkkuudella oikeaan muotoonsa avaruudessa.

Liikkuvat osat tekevät luonnollisesti peilistä varsin monimutkaisen, koska paitsi että mekanismin täytyy olla erittäin toimintavarma, niin myös hyvin tarkka, koska peilin osat pitää saada millin osien tarkkuudella oikeille kohdilleen.

Peilien materiaali on kevyt ja kestävä, mutta hankalasti työstettävä beryllium-metalli.

JWST on kokonaisuudessaan nyt valmistumassa hyvää vauhtia ja pian sitä päästään testaamaan yhtenä systeeminä. Osia on testattu jo piinaavan hyvin yksin ja erikseen, jotta Hubblen kaltaisia virheitä ei nyt pääse tapahtumaan.

Jättiteleskooppi laukaistaan avaruuteen lokakuussa 2018 Ariane 5 -kantoraketilla – ellei testeissä tule eteen mitään yllättävää.

Kirjoitimme JWST:stä tarkemmin viime vuoden huhtikuussa Hubblen avaruusteleskoopin 25-vuotisjuhlien erikoispaketissamme.

Motelliketjun omistaja Robert Bigelow on puskenut eteenpäin ajatustaan puhallettavasta avaruusasemasta jo lähes kahden vuosikymmenen ajan. Hänen visiossaan tällainen avaruusasema olisi niin edullinen ja helppo lähettää avaruuteen, että sellaisia voitaisiin tehdä useita ja käyttää niin tutkimukseen kuin avaruusturistien tukikohdiksi avaruudessa. Motelliketju voisi laajentaa näin majoitustoimintaansa avaruuteen.

Ongelmana on ollut kuitenkin se, että yksityisten avaruusalusten tuleminen on kestänyt odotettua kauemmin. Pian näitä aluksia kuitenkin on, viimein, ja siten haaveet uusista avaruusasemista ovat taas täysin realistisia.

Mutta onko ajatus puhallettavasta, joustavaseinäisestä avaruusasemasta hyvä? Kestääkö sellainen avaruuden olosuhteita?

Tätä selvitetään parhaillaan avaruusasemalla, kun BEAM-niminen koelaite kokeilee miten homma toimii oikeasti. Dragon-avaruusrahtarin mukana laukaistu koeyksikkö, Bigelow Expandable Activity Module, on tarkoitus puhaltaa täyteen kokoonsa (4 x 3,2 metriä) toukokuussa ja pitää paikoillaan ainakin vuoden päivät. Tänä aika luukku BEAMin ja avaruusaseman on pääosin suljettu turvallisuussyistä, mutta astronautit käyvät välillä katsomassa miten koemoduuli jaksaa. Ja luonnollisesti siitä saadaan koko ajan mittaustietoja.

Ajatus puhallettavasta avaruusasemasta perustuu TransHab-nimiseen tekniikkaan, josta ajateltiin alun perin avaruusasemalle asuntomoduulia, mutta jota ei talousleikkausten vuoksi päätetty toteuttaa.

Puhallettava moduuli on järkevä siksi, että avaruuteen on turha laukaista tyhjää tilaa; suuri osa esimerkiksi asuinmoduulista olisi joka tapauksessa tyhjää tilaa – miehistön jäsenten hyttejä, yhteistä oleskelutilaa ja niin edelleen – joten jos moduulin seinät olisi tehty joustavasta, mutta kestävästä materiaalista ja kaikki tärkeimmät sisustusosat on pakattu keskelle, olisi suurenkin moduulin lähettäminen avaruuteen mahdollista. Täyteen mittaansa moduuli paisuisi vasta avaruudessa, kun sen sisälle pumpataan lopullinen ilmanpaine. 

Kun moduuli on täydessä koossaan, voitaisiin siihen asentaa väliseiniä ja keskellä olleet tavarat siirrellä lopullisille paikoilleen.

Seinämateriaalina on kevlaria kolme kertaa kestävämpi vectran, joka on seinässä useina kerroksina, ja tuloksena on kiinteää metalliseinää turvallisempi ja kestävämpi rakenne. Esimerkiksi mikrometeoreja vastaan joustava ulkoseinä on parempi suoja kuin kiinteä metallipanssari.

Bigelow on testannut periaatetta jo Genesis 1- ja 2-nimisillä miehittämättömillä aluksilla ja seuraavassa vaiheessa aikomus on rakentaa BA330 -niminen moduuli, joita yhdistelemällä saadaan aikaan kiertoradalla kokonainen avaruusasema. Moduuli toimii yksinäänkin pienenä asemana ja sitä voidaan käyttää lisätilana esimerkiksi Kuun ympäri lennettäessä. Tai siitä voitaisiin tehdä avaruusasemalle asennettava, normaaliin käyttöön soveltuva moduuli.

BA330-moduulin massa tämänhetkisten suunnitelmien mukaan on 20 000 kg ja sen koko 14 m x 6,7 m täyteen kokoonsa puhallettuna. Sisätilaa siinä olisi 330 m³ ja se sopisi kuuden ihmisen asumiseen ja työskentelyyn avaruudessa. Toiminta-aika voisi olla 20 vuotta. Näitä moduuleita toisiinsa yhdistämällä voitaisiin rakentaa helposti suurikokoinenkin avaruusasema.

Lontoon University Collegessa kehitetyllä uudella SRR-tekniikalla (Super-Resolution Restoration) kiertorataluotainten otoksista saadaan muodostettua kuvia, joiden tarkkuus vastaa parhaimmillaan Marsin pinnalla vaeltavien kulkijoiden välittämien kuvien erotuskykyä. Ja silloin Beaglen kokoiset ja paljon pienemmätkin yksityiskohdat tulevat esiin.

Vanhojen laskeutujien etsintää tärkeämpää on päästä tutkimaan Marsin pinnanmuotoja kattavasti. Vaikka kulkijat ovatkin taivaltaneet planeetan pinnalla yhteensä useita kymmeniä kilometrejä, niiden näkymät antavat vain rajallisen käsityksen pinnan yksityiskohdista.  

Kuva on siis täyttä tuubaa, joko tarkoituksella tehty hämäämään sekä klikkejä metsästämään, tai sitten sen on vain taideteos.

Joka tapauksessa tätä ja monia muita vastaavia kierrätetään internetin eri keskustelupalstoilla ja sivustoilla, ja varsin monet asiallisetkin sivustot menevät vipuun, ja julkaisevat tällaisia kuvia. 

Jos toimittajalla ei ole harmaatakaan aavistusta revontulista, niin kuvahan on upea. Itse asiassa monet toimittajat eivät taida välittääkään todenperäisyydestä, koska mm. Facebookissa olevan Amazing WIld Nature -sivun kommentit näyttävät miten monet lukijatkin suhtautuvat tällaiseen: "totta tai ei, kuva on upea".

No, kommentti sinällään pitää paikkansa, sillä kuva on varsin näyttävä. Se ei kuitenkaan ole todellinen pohjana olevaa maisemaa lukuun ottamatta.

Revontulissa ei ole koskaan valkoista väriä, koska revontulet syntyvät avaruudesta ilmakehän molekyyleihin osuvien varattujen hiukkasten virittäessä atomeja. Kun atomien elektronit palaavat takaisin viritystilastaan alemmalle energiatasolle, ne lähettävät fotoneita, eli valoa, jonka aallonpituus riippuu kaasuatomeista, johon hiukkanen törmää, ja niiden energiatiloista. Vihreä väri syntyy yksiatomisesta hapesta (valon aallonpituus 557,7 nm) ja punainen molekylaarisesta hapesta (630,0 nm). Sininen väri syntyy typestä.

Valkoinen valo on puolestaan valoa, missä on paljon eri väristä valoa, joten valkoisen revontulen syntyminen vaatisi paljon erilaisia atomeita ja viritystiloja.

Revontulet toki saa näyttämään valokuvissa valkoisilta ylivalottamalla, säätämällä värejä, tai käyttämällä mustavalkofilmiä tai -asetuksia.

Kuvan revontulikaaret ovat myös ns. päin prinkkalaa, sillä oikeasti kaaret eivät ole tuollaisia, eivät näy noin eikä mutkaisia ja suoria kaaria voi olla päällekkäin.

Lieneekin parasta olla analysoimatta kuvaa enempää, koska se saa aikaan vain verenpainetta....

Sen sijaan kannattaa katsoa oikeita revontulia, sillä todellinen maailma komeampaa kuin päivän kuvan kaltaiset tekeleet. Tästä hyvä esimerkki on toinen viime päivinä netissä kiertänyt revontulijuttu: NASAn julkaisema suurtarkkuusvideo revontulista Kansainväliseltä avaruusasemalta nähtynä.

Video on alla (se kannattaa avata koko kuvaruudun kokoiseksi).

P-POD on Cubesat-periaatteen aikanaan kehittäneen Kalifornian osavaltion polyteknisen yliopiston, eli California Polytechnic State Universityn, CalPolyn, suunnittelema lukitus- ja irrotusjärjestelmä, jonka avulla voidaan laukaista kerralla avaruuteen kolme Cubesat-yksikköä. Nimi P-POD tulee sanoista Pico-Satellite Orbital Deployer.

Cubesatit voivat olla myös suurempia kuin perusyksikkö, noin kymmenen senttiä kanttiinsa oleva kuutio, ja esimerkiksi Aalto-yliopiston Aalto-1 -satelliitti on kooltaan kolme kuutiota ja sen laukaisu yksinään vaatii yhden kokonaisen P-PODin. 

Kuvassa CalPolyn alihankkijana toimivan Tyvak-yhtiön edustaja Fabio Nichele on juuri kiinnittänyt P-PODin etupintaan pientä alumiiniteippipalan, joka toimii avaruudessa hyvänä Auringon valon heijastajana. Näin voimakas Auringon porotus ei pääse kuumentamaan metallipintaa liikaa P-PODin lyhyen, mutta tärkeän toiminta-ajan kuluessa. 

Satelliitit vapautetaan Sentinel-1B:n irrottamisen jälkeen, kun Sojuz-kantoraketin lentoonlähdöstä on kulunut kaksi tuntia, 48 minuuttia ja 11 sekuntia. Juuri sitä ennen raketin ylin vaihe Fregat on tehnyt ratamuutoksen siten, että satelliitit eivät joudu Sentinelin luokse, vaan sinkoutuvat kiertämään Maata soikealla radalla, jonka matalin kohta on noin 453 km ja korkein 665 km. 

Vaikka laukaistavat satelliitit OUFTI-1, e-st@r-II ja AAUSAT4 ovat pieniä ja vaatimattomia, ovat ne virallisestikin täysimittaisia satelliitteja, jotka vaativat omat radiolupansa ja ne kirjataan laukaisijamaansa "avaruusalusrekisteriin". Laukaisusta vastaava Arianespace puolestaan kohteli satelliittejaan Kouroussa kaitsineita opiskelijoita aivan kuten muita asiakkaitaan. Yhtiön listauksessakin satelliitit lasketaan 52., 53. ja 54. eurooppalaiskantoraketilla laukaistaviksi ESAn satelliiteiksi.

Satelliitteja esitellään tarkemmin tänään julkaistussa lennosta ja sen kyytiläisistä kertovassa artikkelissa.

Laukaisu oli tarkoitus tehdä jo viime yönä, mutta sääolosuhteet Kouroun avaruuskeskuksessa ja ennen kaikkea tuulet raketin reitillä yläilmakehässä eivät olleet suotuisia, joten kantoriaketin tankkaustakaan ei päätetty aloittaa. Samalla raketti ja satelliitit asetettiin odottamaan uutta yritystä vuorokautta myöhemmin, siis ensi yönä klo 00:02:13 Suomen aikaa.

Jo 14. eurooppalainen Sojuz-lento

Lennon päähyötykuormana on Sentinel-1B -tutkasatelliitti, mutta koska Sojuz kykenee kuljettamaan avaruuteen painavammankin lastin ja raketissa oli tilaakin lisämatkustajille, on mukana koko joukko pienempiä satelliitteja erityiseen kimppakyytiadapteriin liitettyinä: ranskalainen Microscope matkaa Sentinelin alla ja kolme cubesatia omassa lähetystelineessään sivulla.

Mukana piti olla myös norjalainen NORSAT-1, mutta se jouduttiin jättämään harmittavasti matkasta jo satelliitin oltua valmiina raketiin asennettavaksi. Telinettä, josta norjalaissatelliitti piti singota avaruuteen, oli modifioitu maaliskuussa, mutta simulaatiot sen kestävyydestä eivät valmistuneet ajoissa. Vaikka teline olisi erittäin todennäköisesti kestänyt, ei laukaisusta vastaava Arianespace halunnut ottaa riksiä. Tämä tiukkuus on eräs syy siihen, miksi yhtiön laukaisut ovat sujuneet niin luotettavasti ja ongelmitta. 

Vaikka Arianespace onkin vastuussa laukaisusta, on Sojuz-kantoraketin kokoaminen, lentokuntoon saattamisen ja laukaisu Kouroussa käytännössä kokonaan venäläisten vastuulla. Sitä varten laukaisun aikaan paikalla on yli 200 henkilöä, jotka valmistelevat raketin ja hoitavat sen taivaalle. 

Lähtövalmistelut sujuvat tropiikin keskellä täsmälleen samaan tapaan kuin esimerkiksi Baikonurissa, paitsi että Kouroun tilat ovat modernimpia ja hyötykuorma asennetaan raketin nokkaan vasta laukaisualustalla kantoraketin ollessa jo siellä pystyasennossa. Raketti kuljetetaan rautatietä pitkin kokoonpanohallista laukaisualustalle vaakatasossa ja nostetaan vasta siellä pystyyn.

Tämä menettely, sekä rakettia suojaava umpinainen, laukaisun aikaan sivulle rullattava suojahalli ovat osoitautuneet niin hyviksi, että Venäjän uudessa laukaisukeskuksessa Vostoshnissa käytetään samaa systeemiä.

Nyt illalla tehtävän laukaisun, numeroltaan VS14, raketti kuljetettiin laukaisupaikalle tiistaina 19. huhtikuuta, ja valmiiksi jo nokkakartion sisälle asennetut satelliitit liitettiin sen nokkaan keskiviikkona. 

Viime päivinä raketin ja sen satelliittien toimintakuntoisuus on varmistettu useaan kertaan, minkä lisäksi laukaisua sekä satelliittien ensi toimia avaruudessa on harjoiteltu niin Kouroussa kuin Euroopan puolellakin.

Silloin tällöin kuulee väitettävän, että Maalla olisi useita kuita. Lähialueilta kun löytyy asteroideja, jotka vaikuttavat tavalla tai toisella olevan planeettamme kiertolaisia. Kuuluisin esimerkki on Cruithneksi nimetty omituinen järkäle, jota myös usein kutsutaan "toiseksi kuuksemme".

Kaikkein tuorein huhu koskee paljon pienempää kappaletta, joka kiertäisikin Maan sijasta Kuuta. NASA on kyllä suunnitellut vielä joskus hilaavansa Kuun kiertoradalle asteroidin, mutta tämä veijari odottaa siellä jo ihan luonnostaan.

Vai odottaako?

Hevosenkengät ja troijalaiset nuijapäät

Muutama asteroidi kiertelee avaruudessa "munuais-" ja "hevosenkenkäradoilla", aivan Maan seutuvilla.

Kun tällaista asteroidia seurataan riittävän pitkään maakeskisestä näkövinkkelistä, sen rata näyttää piirtävän taivaalle munuaisen ääriviivojen muotoista kuviota (oikealla). Joillain asteroideilla kuvio tosin näyttää enemmän ellipsiltä tai linnunmunalta.

Oli kuvio mikä tahansa, se näyttää lisäksi liukuvan avaruudessa. Jos kappale löytyy aluksi aivan planeetan edestä, se kulkee hieman Maata nopeammin ja siirtyy siksi vuosien mittaan eteenpän, hivuttautuen Auringon taakse ja ottaen lopuksi Maan kiinni lähes kierroksella. Tämän jälkeen se hidastaa ja palaa samaa tietä takaisin, kiihdyttääkseen lopuksi uudelleen. Hevosenkenkänimitys tulee juuri tästä Auringon takana toistuvasti tehdystä U-mutkasta.

Kuvia klikkaamalla voi katsella asiaa havainnollistavia animaatioita.

Ylivoimaisesti suurin hevosenkenkäradalla oleva kappale on viisikilometrinen 3753 Cruithne, jolta edestakaisen U:n  kierto vie 770 vuotta. Cruithne tunnistettiin jo vuonna 1986, sittemmin vastaavanlaisia mutta pienempiä asteroideja on löydetty kourallinen lisää.

Hevosenkenkäradoilla on myös sukulaisia, nuijapääratoja. Sellaisia pitkin kulkevat troijalaisiksi kutsutut asteroidit.

Troijalaisetkin käyttävät samaa rataa planeetan kanssa, mutta pysyvät kiinteästi joko sen edessä tai takana. (Tarkalleen ottaen ne liikkuvat Lagrangen pisteiden L4 ja L5 ympärillä, piirtäen vuosien saatossa avaruuteen nuijapään muotoisia kuvioita.) Maalta on löydetty vasta yksi troijalaisseuralainen L4-pisteessä. Alla video sen liikkeistä.

Vaikka Maa selvästi säänteleekin näiden asteroidien liikkeitä, ne eivät missään mielessä ole kuita. Ne kun eivät ikinä kierrä planeetan ympäri.

Juuri nyt on kuitenkin otollinen hetki etsiä taivaalta planeetta, jota legendan mukaan edes Johannes Kepler ei koskaan nähnyt. Ja Kepler sentään selvitti planeettojen kiertoliikkeen salat.

Merkurius oli kauimpana Auringon itäpuolella eilen, 18. huhtikuuta, ja se näkyy iltataivaalla auringonlaskun jälkeen. Planeetta laskee horisontin taakse pari tuntia myöhemmin kuin Aurinko, joten taivaan hiljalleen tummuessa se vajoaa yhä alemmas. 

Etsintään kannattaa käyttää kiikaria, sillä paljain silmin Merkuriusta ei ole ihan helppo nähdä, jos taivas on vielä vaalea. Kun planeetan saa kiikarin näkökenttään, sen löytää melko helposti kyllä ilman optisia apuvälineitäkin.

Kovin monta päivää Merkurius ei ole tarjolla, sillä se kiertyy radallaan melkoisella vauhdilla Maan ja Auringon väliin, ja laskee ilta illalta aikaisemmin. Muutaman päivän ajan kannattaa kuitenkin käväistä illalla ulkosalla vilkaisemassa, josko taivas olisi pilvetön ja pääsisi näkemään Aurinkokunnan pienimmän planeetan. Kuva on tältä illalta.

Röntgenkuvat otettiin Chandra-avaruusteleskoopilla, joka on tutkinut avaruuden röntgenkohteita jo vuodesta 1999. Vuonna 2013 se suuntasi suurenergisen katseensa kahteen komeettaan.

C/2012 S1 eli ISON ja C/2011 S4 eli PanSTARRS kulkivat tuolloin suhteellisen läheltä Maata, vaikka etäisyyttä olikin ISONin tapauksessa yli 140 miljoonaa ja PanSTARRSin kohdalla reilut 200 miljoonaa kilometriä. Kumpikin komeetta oli tulossa Oortin pilvestä, joka on kaukana Pluton radan takana sijaitseva "komeettavarasto".

Kuviin on yhdistetty näkyvän valon alueella otetut kuvat itse komeetoista sekä taustataivaasta ja Chandran nappaamat otokset röntgenalueella. Optisella alueella ISON on väriltään selvästi vihreä, sillä sen ytimestä suihkusi myrkyllistä syaania. PanSTARRS on puolestaan kellertävä suuren pölymäärän takia.

Röntgenkuvissa komeetat näyttävät hyvin erilaisilta. Syynä on sekä erot aurinkotuulessa että komeettoja ympäröivissä kaasukehissä. ISON-komeetalla oli havaintojen perusteella ympärillään tiheä kaasupilvi, joka erottuu röntgenalueella kaarevana alueena. PanSTARRSin röntgensäteily on utumaisempaa, mikä kertoo – komeetan optisen alueen värin ohella – runsaasta pölyn määrästä.

Komeettojen röntgensäteily syntyy, kun aurinkotuulen "raskaat" alkuaineet kuten hiili- ja happiatomit törmäävät komeetasta irronneisiin atomeihin. Kolarissa atomit vaihtavat elektroneja, ja kun elektronit siirtyvät alemmille energiatasoille, ne lähettävät röntgensäteilyä.

Chandralla tehtyjen röntgenhavaintojen perusteella pystyttiin tekemään arvioita aurinkotuulen raskaampien atomien runsauksista ja ne sopivat hyvin yhteen muilla havaintolaitteilla aiemmin tehtyjen määritysten kanssa. 

Uusista kuvista kerrottiin Chandran uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu Astrophysical Journal -tiedelehdessä.

Kuvat: NASA/CXC/University of CT/B. Snios et al [röntgen]; DSS, Damian Peach [näkyvä valo]

Pilkun kohdalla kaasu – tai plasma, jos tarkkoja ollaan – on 1 500 astetta ympäristöään viileämpää. Lämpötilan paikallinen lasku noin 4 000 celsiusasteeseen johtuu Auringon magneettikentästä. 

Pilkun kohdalla kentän voimaviivat läpäisevät "pinnan", jolloin pystysuorat virtaukset hidastuvat. Ne kuljettavat kuuman plasman mukana pinnalle energiaa, jonka havaitsemme valona ja lämpönä. Kun virtauksen vauhti hiipuu, pinnalle noussut plasma ehtii jäähtyä tavallista enemmän ennen kuin lähtee taas vajoamaan syvyyksiin.

Isojen auringonpilkkujen ja -pilkkuryhmien yhteydessä esiintyy usein flare-purkauksia, jotka aiheuttavat koronan massapurkauksia, valtavia avaruuteen sinkoutuvia hiukkaspilviä. Kun sellainen osuu Maan magneettikenttään, voi seurauksena olla kirkkaita revontulia.

Kuva: SDO/HMI