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

Mooren laki 50 vuotta

Jari Mäkinen

“Puolijohteita sisältävien laitteiden komponenttien määrän jotakuinkin kaksinkertaistuu vuodessa”, kirjoitti suurelle yleisölle tuntematon Fairchild Semiconductor -yhtiön tutkimusjohtaja Gordon Moore 19. huhtikuuta 1965 julkaistussa amerikkalaisessa elektroniikka-alan ammattilehdessä Electronics Magazinessa.

Lehti oli kysynyt Moorelta hänen ennustustaan puolijohdeteollisuuden tulevaisuudesta, ja hän heitti ilmaan tuolloin sittemmin kuuluisaksi käyneen ennustuksensa. Tosin Moore tarkoitti alun perin transistoreja, vastuksia, diodeja ja kondensaattoreita sekä muita piirilevyillä olevia komponentteja. Nyttemmin Mooren lakia käytetään lähinnä puhuttaessa mikropiirien sisältämistä transistoreista.

Moore palasi nimeään kantaneeseen lakiin vuosikymmentä myöhemmin, vuonna 1975, jolloin hän samalla tarkensi osien tuplaantumisvauhtia: vuoden sijaan laitteet muuttuvat kaksi kertaa tiheämmiksi kahdessa vuodessa. 

Alkuvaiheessa tosin alkuperäinen luku oli lähempänä oikeaa, sillä vuonna 1965 Mooren yhtiö Fairchild oli markkinajohtaja mikropiirillään, missä oli 64 erillistä komponenttia. Vuonna 1975 tyypillinen luku oli 65000.

 

Kuva: Fairchildin prosessori 3708 vuodelta 1968 ja alla Intelin i7:n arkkitehtuuria.

Sittemmin laki on muuttunut osaltaan itse itseään toteuttavaksi, kun mikroprosessoreja valmistavat yhtiöt ovat pinnistelleen tuotekehitystään pysyäkseen lain tahdissa. Nyt monissa tietokoneissa olevassa Intel Core i7 -suorittimessa on 1,86 miljardia transistoria pakattuna noin 0,2 kuutiosenttimetrin kokoiselle alueelle.

Tämä elektronisten osien miniatyrisointi ja pakkaaminen yhä pienempään ja pienempään tilaan, ja tästä suoraan johtuva elektroniikan koko ajan kasvava suorituskyky ovat mullistaneet maailman 50 vuodessa. Internet, älypuhelimet, geenitekniikka, lääketiede, viihdeteollisuus, avaruustutkimus ja melkein kaikki arkisessa elämässämme käyttämä tekniikka on mennyt uusiksi.

Kun ajatellaan vielä globalisaatiota, yhteiskuntiemme muuttumista, työpaikkojen siirtymistä paikasta toiseen ja alalta uusille sekä uudenlaista rikollisuutta – elektroniikan huima kehitys on ollut tässä kaikessa katalysaattorina. 

Vaikka Mooren laki näyttääkin nyt vanhentuvan, kun piikiekoille ei saa enää pian enempää osia fysiikan lakien puitteissa (ainakaan tuntemiemme lakien), ei kehitys ole suinkaan loppumassa. Kenties pian käyttöön tulevat uudet tekniikat saavat omat lakinsa; miten esimerkiksi määrittäisi Mooren lain uuden version optiselle tietokoneelle?

The Washington Postin kolumnisti Robert J. Samuelson kirjoitti aiheesta erinomaisesti 19. huhtikuuta julkaistussa kirjoituksessaan (englanniksi).

Sähköllä ilmaan!

Jari Mäkinen

Mikä eniten harmittaa moottorilla toimivissa pienkoneissa? Moottori. Polttomoottori on kallis käyttää ja tuottaa pakokaasujen lisäksi enemmän tai vähemmän meteliä. Paitsi että sen polttoaineeseen menee paljon rahaa, niin sitä ja sen monia liikkuvia osia pitää huoltaa, ja sekin maksaa maltaita. Ja vaikka moottorit olisivat uusia ja hiljaisia, eivät ne ole silti mitään kuiskaajia taivaalla.

Yksi pätevä ratkaisu niin ääni- kuin kustannusongelmaan on sähkömoottori. Valitettavasti vain tarpeeksi tehokkaita moottoreita ei ole juuri ollut, ja lisäksi akkutekniikka ei ole vielä sillä tasolla, että koneella voisi lennellä yhtä kätevästi kuin perinteisellä moottorilla varustetulla koneella. Siksi sähkölentokoneita ei ole vielä saatavilla (paitsi lennokkeina).

Haave sähkölentämisestä kuitenkin elää, ja niinpä useat moottorien ja lentokoneiden valmistajat ovat testailleet viime aikoina sähkömoottoreita, mutta kehitys on ollut takkuista. Nyt kuitenkin Siemens antaa näille kokeille hyvän puhalluksen myötätuulta esittelemällä uudenlaisen, tehokkaan lentokoneisiin sopivan sähkömoottorin.

Moottori painaa vain 50 kiloa ja tuottaa 260 kW:n jatkuvaa tehoa. Kyseessä on moottorien ennätys teho-paino -suhteessa ja verrattuna aikaisempiin sähkömoottoreihin saadaan tästä tehoa irti viisinkertaisesti. Erityisesti lentokonekäyttöä varten suunniteltu moottori sopii siten ensimmäistä kertaa voimanlähteeksi ultakevyiden lisäksi normaalikokoisiinkin pienkoneisiin, joiden lentoonlähtömassat ovat jopa kaksi tonnia.

Vastaavantehoisen polttomoottorin massa on tyypillisesti lähes 200 kg, joten parannus on huomattava. Yksi tekijä massan säästämisessä on se, että sähkömoottori pyörii 2500 kierrosta minuutissa ja sen vääntö on erinomainen. Siksi moottori voi pyörittää potkuria suoraan ilman välissä olevaa, painavaa alennusvaihdetta. Tosin “säästyvä” massa menee pitkälti akkujen mukaan lastaamiseen. 

Yksinkertaiseen, kevyeen sähkömoottoriin suoraan kiinnitetty potkuri on myös perinteistä olennaisesti luotettavampi ja paljon vähemmän huoltoa vaativa ratkaisu. 

“Tämän uuden moottorin avulla voidaan nyt ensimmäistä kertaa tehdä sähkölentokoneita, joihin mahtuu neljä tai useampi henkilö mukaan”, sanoo Frank Anton, Siemensin teknologiakehitysyksikön eAircraft-ohjelman johtaja.

“Tavoitteenamme on tuottaa lähitulevaisuudessa sähköhybridimoottoreita, jotka soveltuisivat myös pieniin, 50-100 -paikkaisiin matkustajalentokoneisiin”.

Nyt esitellyn moottorin testit lentokoneissa alkavat vielä tänä vuonna ja Siemensin tutkijat kehittävät jo moottorista suurempitehoisia versioita.

Jo aiemmin kaksi vuotta sitten Siemens, Airbus ja Diamond Aircraft käyttivät DA36 E-Star 2 -moottoripurjehtijaan asennettua 60-kilowattista sähkömoottoria, mutta tuo voimanlähde oli huomattavasti nyt esiteltyä painavampi.

Arevan rakentamista EPR-ydinvoimaloista löydetty vaarallinen vika

Jari Mäkinen

Vuonna 2014 liki viiden miljardin euron tappion tehnyt ranskalainen ydinvoimayhtiö Areva on entistä suuremmissa vaikeuksissa: sen rakenteilla olevista uuden sukupolven tekniikkaa käyttävistä EPR-voimaloista on löytynyt suuri ja todennäköisesti hyvin kalliita korjaustoimia vaativa vika. Asiasta kertovat useat ranskalaismediat, mm. Le Monde.

Kyseessä on reaktoriytimen painekattilan teräs, mistä on havaittu liian suuria hiilipitoisuuksia. Hiili heikentää terästä ja tekee sen alttiiksi halkeamille. Hankalinta asiassa on se, että suurimmat hiilipitoisuudet on havaittu reaktorin alapuolella, missä kattilan tulisi olla kaikkein vahvin mahdollisen reaktoriytimen sulamisen vuoksi.

Olkiluodossa rakenteilla oleva ydinvoimala on eräs Arevan EPR-voimalatyömaista, mutta siinä on käytetty kiinalaisen teräsvalmistajan sijaan japanissa tehtyä terästä.  Kiinalaisterästä on sen sijaan käytetty kahdessa Kiinaan Taishaniin tekeillä olevassa ja alkuperäiseen, Ranskan Flamanvilleen tekeillä olevissa voimalassa. Siis suomalaisvoimalan Japanissa tehty teräs täyttää vaatimukset, mutta Kiinassa tehty ei.

Siitä, onko laatuongelmaan syynä Areva vai teräksen tuottaja, ei ole vielä tietoa.

Arevan – ja jo nyt pahasti myöhässä olevien rakennustyömaiden – kannalta tämä on erittäin ikävää, sillä painekattilat ovat voimalarakennuksen kaikkein sisimmässä ytimessä ja niiden vaihtaminen tarkoittaisi mahdollisesti koko voimalan purkamista ja uudelleen rakentamista.

EPRHavaitusta heikkolaatuisesta teräksestä tiedotettiin viime tiistaina. Vian löysi Ranskan ydinturvallisuusviranomainen ASN (Autorité de sûreté nucléaire), joka kertoi havainneensa Flamanvillen reaktorin kattilan teräsnäytteen kemiallisessa ja mekaanisessa testissä epänormaaliuksia, jotka johtuvat liian suuresta hiilen määrästä. Nyt itse painekattilaa on tutkittu ja siitä sekä kiinalaislaitosten kattiloista on lehtitietojen mukaan havaittu samoja heikkouksia.

On siis toistaiseksi epäselvää, tuleeko painekattilat purkaa kokonaan, vai riittääkö niiden jonkinasteinen korjaaminen. Areva ei ole toistaiseksi kommentoinut asiaa. ASN on varoittanut löydöstään myös muita maita, niiden joukossa Suomea.

Koska Olkiluodossa käytetty teräs on erilaista ja koska Suomessa laatuvalvonta on ollut nähtävästi tarkempaa, voi olla hyvinkin niin, että Areva voi lopulta kiittää suomalaisviranomaisia tiukkuudestaan: myöhästymiskustannukset ovat minimaalisia verrattuna siihen, jos voimalaitokset joudutaan käytännössä rakentamaan uudelleen.

Ranskan energia-asioista vastaava ministeri Segolene Royal on todennut Reutersin mukaan, että tarkempia tutkimuksia tehdään viimeistään lokakuussa, mutta ASN:n mukaan joitain testejä aletaan tekemään saman tien. Samalla suurimman osan Arevasta omistava hallitus tekee päätöksiä yhtiön tulevaisuudesta, ja voi olla, että raskaat tappiot ajavat Arevan konkurssiin – tai käytännössä uudelleensynnyttämiseen.

Alun perin Olkiluodon uuden EPR-voimala piti kytkeä verkkoon vuonna 2009 ja Flamanvillen ydinvoimalan oli tarkoitus käynnistyä vuonna 2012. Nykyisen kaavailun mukaan Olkiluoto 3 ei ole valmis ennen vuotta 2018 ja Flamanvillen avajaisia oli tarkoitus viettää   vuonna 2017. Nyt aikakin Flamanvillen rakennus viivästyy edelleen, ja mikäli rakennus täytyy tehdä uudelleen, on viivästyminen hyvin merkittävä.

Olkiluodon voimalan hinnaksi arvioitiin aluksi 3 miljardia euroa, mutta nyt hintalapussa on ainakin 9 miljardia. Voimalan tilannut Teollisuuden Voima ja Areva yhdessä partnerinsa Siemensin kanssa ovat oikeustaistelussa toisiaan vastaan miljardiluokan korvausvaatimuksista.

Mikä EPR?

Eurooppalainen painevesireaktori, eli European Pressurized Water Reactor, uuden sukupolven ydinreaktorityyppi, joka perustuu perinteiseen painevesireaktoriin. Sitä kutsutaan yleisesti kolmannen sukupolven ydinvoimalaksi. 

Sen ovat suunnitelleet ja kehittäneet pääasiassa Commissariat à l’Énergie Atomique Ranskassa ja Karlsruhen tutkimuskeskus Saksassa, ja sen markkinoinnista aluksi vastasi Arevan ja saksalaisen Siemensin kollaboraatio. Siemens on sittemmin luopunut ydinvoimalaliiketoiminnasta ja nyt hanke on ranskalaisen Arevan koltoilla.

Olkiluodon ydinvoimala oli tarkoitus olla maailman ensimmäinen EPR-reaktori ja se olisi maailman tehokkain ydinvoimalaitos; sen lämpöteho on 4 300 MW ja sähköteho 1 600 MW. 

Reaktoria on suunniteltu käytettävän kahden vuoden latausväleillä ja sen käyttöiäksi on määritetty 60 vuotta 90 % käyttöasteella. Polttoaineessa on tarkoitus saavuttaa aiempaa korkeampi palama ja sitä kautta parempi polttoainetaloudellisuus. Yhdessä korkean lämpötehon kanssa näiden ominaisuuksien odotetaan tekevän EPR:stä tekniseltä suorituskyvyltään vaikuttavan reaktorin. Parannukset suorituskyvyssä perustuvat toisaalta rikkaampaan ydinpolttoaineeseen, toisaalta reaktorisydämen suunnittelun yhteydessä laskettuihin odotuksiin.

Kuva yllä: Flamanvillen EPR:n ensimmäinen painekattila saapuu työmalle maaliskuussa 2014 (kuva: Flickr / GP Cherbourg)

Otsikkokuva: Olkiluoto 3:n työmaa (kuva: Flickr / BBC World Service)

Muut kuvat: Areva

Suomalainen amfibiolentokone teki ensilentonsa

Jari Mäkinen

Uusi suomalainen lentokone on syntynyt: kaksipaikkainen ATOL 650 LSA -amfibiolentokone nousi neitsytlennolleen eilen torstaina Rovaniemellä. Koneen suunnittelijan Markku Koivurovan ohjaamana tehty lento kesti 26 minuuttia.

Atol on uusvanha lentokone, sillä Koivurova suunnitteli sen jo noin 20 vuotta sitten. Alkuperäinen Atol Amfibio oli pitkälti puurakenteinen, sillä sen runko oli tehty ohuen vanerin ja PVC-vaahtolevyn yhdistelmästä. Nyt kone on täysin komposiittirakenteinen ja siten kevyempi, mutta uuden version muoto on pitkälti alkuperäisen, hyväksi ja luotettavaksi havaitun Atolin kaltainen. Uusi versio on tosin hieman suurempi ja moottori on siten tehokkaampi. Myös elektroniikka on vaihdettu nykyaikaiseksi.

Koekone OH-XNA:lla on tehty talven aikana useita testejä, koekäyttöjä ja rullauksia, joiden jälkeen koelennolle uskallettiin nyt kevään kynnyksellä. Lyhyen lennon aikana koneen tärkeimmät lento-ominaisuudet testattiin ja siten sillä mm. tehtiin jo sakkauskokeita. Kaikki sujui hyvin.

Tärkeä syy koelennon tekemiseen juuri nyt on se, että kone viedään nyt ensi viikolla Saksan Friedrichshafenissa alkaville Aero 2015 -yleisilmailumessuille. Atolin uusi versio esiteltiin messuilla viime vuonna ja koneen markkinoinnin kannalta ensilennon suorittaminen ennen messuja on merkittävä asia.  Aero-messut ovat kevyen ilmailun tärkein tapahtuma ainakin Euroopassa, kenties jopa koko maailmassa, ja siten koneen saaminen paikalle on tärkeää.

Atol sijoittuu yleisilmailukoneissa uuteen, kevyille harrastelentokoneille tarkoitettuun “Light Sport Aircraft”, eli LSA-luokkaan, joka sijoittuu vaatimuksiltaan ja massaltaan perinteisten pienkoneiden sekä hyvin kevyiden lentokoneiden väliin.

“Täällä Suomessa me emme voi kilpailla halvalla hinnalla, joten ainoa aseemme on laatu”, kertoi Koivurova 1990-luvulla alkuperäistä Atolia kirjoittajalle esitellessään. Laatu on myös nyt koneen keskeisin markkinointivaltti. Lisäksi kone on erityislaatuinen siksi, että se sopii luonnostaan lentämiseen niin vedestä, jäältä, lumelta ja kovalta maaltakin mitä erilaisimmissa olosuhteissa pohjoisen kylmyydestä etelän atollisaarten lämpöön.

Jo aikanaan kone oli hankalasti ultrakevyiden ja “oikeiden” lentokoneiden välissä, mikä silloisilla määräyksillä oli eräs unelman kaatumiseen vaikuttaneista syistä. Nyt uudella tekniikalla ja LSA-kategorialla aika saattaa olla otollinen Atolin uudelle tulemiselle.

Nyt koneen valmistamisesta vastaava Atol Avion Oy aikoo hakea koneen sarjatuotannon aloittamiseen vaadittavaa rahoitusta mm. joukkorahoituksella. Yhtiö on saanut toistaiseksi koneelle viisi tilausta, mutta odottaa toiveikkaasti lisää, sillä kiinnostus uudentyyppistä, kevyttä taittuvasiipistä amfibiokonetta kohtaan on ollut huomattavaa. 

Atol Aviation haluaisi nostaa Rovaniemellä olevan tuotantolinjansa kapasiteettia ja nousta ensimmäiseksi kansainvälisesti tärkeäksi suomalaiseksi lentokoneenvalmistajaksi – mihin sillä on täydet valmiudet.

Lisää Atolista voi lukea mm. Lentoposti.fi -sivustolta. Myös Tiedetuubi palaa vielä asiaan lähiaikoina.

Kuvat: Atol Aviation.

Onnea 40-vuotias Microsoft!

Microsoft vuonna 1978
Microsoft vuonna 1978
Jari Mäkinen

Edelleen maailman suurin ohjelmistoyhtiö Microsoft perustettiin tänään 40 vuotta sitten. Nyt yhtiössä on yli 125 000 työntekijää, se on maailman kolmanneksi arvokkain yhtiö ja sen käyttöjärjestelmä on liki 90% maailman tietokoneista, mutta vuonna 1975 se oli vain yksi monista elektroniikka- ja tietokoneyhtiöistä, joita Yhdysvalloissa perustettiin uuden ajan kynnyksellä.

Yhtiön perustivat kaksi yliopisto-opintonsa keskeyttänyttä nörttiä, Bill Gates ja Paul Allen. Gates toimi vuoteen 2000 yhtiön toimitusjohtajana, minkä jälkeen hän on jatkanut yhtiössä “neuvonantajana”. Hän, kunten Allenkin, ovat keskittyneet pääasiassa säätiöidensä ja yhtiöidensä kautta hyväntekeväisyyteen ja kiinnostavien start-upien rahoittamiseen. 

Gates on luvannut antaa 95% valtavasta omaisuudestaan pois hyväntekeväisyyteen ennen kuolemaansa, ja on jo rahoittanut pääosaa hankkeista hallinnoivaa Bill & Melinda Gates -säätiötä 28 miljardilla dollarilla.

Netissä on vuotanut julkisuuteen Gatesin Microsoftin työntekijöille lähettämä kirje, missä hän kertoo yhtiön perustamisesta ja kehottaa ylväästi Microsoftia ponnistelemaan edelleen ns. paremman elämän puolesta.

“Viekää teknologian voima kaikkien saataville, yhdistäkää ihmisiä keskenään ja tehkää henkilökohtainen tietojenkäsittely mahdolliseksi kaikkialla”, kirjoittaa Gates.

Vaikka yhtiö on viime aikoina rimpuillut tuotteissaan ja yrityksissään luoda uusia menestyksiä, on se osoittanut merkkejä piristymisestä uuden toimitusjohtaja Satya Nadellan aikana. Yhtiöllä on myös erityinen maine monien suomalaisten mielessä, koska sen huomassa makaavat nykyisin Nokian matkapuhelimet.

Gates on otsikkokuvana olevassa Microsoftin henkilökuntaa vuonna 1978 esittävässä potretissa alhaalla vasemmalla, Allen keskellä oikealla. (Kuva: Microsoft) Alla on esimerkki siitä, että yhtiön alkuaikoina koodaamiseen ei suhtauduttu täysin vakavamielisesti.

Turistipallo nousi stratosfääriin

Jari Mäkinen

Lähiavaruusturismi otti pienen askeleen eteenpäin viikko sitten sunnuntaina (8. maaliskuuta), kun World View -yhtiö testasi pallolentoaan ensimmäistä kertaa siinä muodossa, millä se aikoo lennättää turisteja pian yläilmakehään ihailemaan avaruudellisia maisemia.

Amerikkalaisyhtiö on kehittänyt matkustajille sopivan kondolin, joka nostetaan suurella ilmapallolla yli 30 kilometrin korkeuteen ja mistä se tulee alas laskuvarjolla. Systeemi käyttää suurta liitolaskuvarjoa, jota pystytään ohjaamaan, ja yhtiö rikkoi koelennoillaan viime kuussa tällaisilla varjoilla tehdyn korkeusennätyksen.

Tällä ensimmäisellä lennolla isoikkunaisen gondolin sisällä ei ollut ihmisiä, vaan opiskelijoiden, koululaisten ja opettajien Nasalle tekemiä koelaitteita. Ne tutkivat stratosfääristä muun muassa kosmisia säteitä ja mittasivat ilmakehän kaasuja. 

Euroopassa vastaavia opiskelijakokeita tehdään ESAn Bexus-ohjelmassa Kiirustasta laukaistavilla palloilla, mutta näiden koelaitteiden lennättämiseen käytetään yleensä erityistä niitä varten tehtyä gondolia. World Viewin käyttämä gondoli on kätevämpi, koska sen sisälle koelaitteet voidaan asentaa kuin laboratorioon. Lisäksi myöhemmillä lennoilla tutkija voi lentää niiden mukana.

Päätarkoituksena yhtiöllä on kuitenkin lennättää turisteja ihailemaan mustaa avaruutta ja kaarevaa maapallon pintaa korkeuksista. Valitettavasti painottomuutta lennoilla ei pääse kokemaan, mutta maisemat ovat varsin avaruudellisia!

Lento maksaa noin 71000 euroa ja matkaan pääsee ensi vuodesta alkaen.

Aurinkolentokone lähti lentämään ympäri maailman

Jari Mäkinen

Päivitys tiistaina 10.3. aamulla:

Kone lähti Muscatista matkaan kohti Ahmedabadia klo 6:35 paikallista aikaa (klo 8:35 Suomen aikaa). Lento kestää arviolta 16 tuntia ja se on Solar Impulse 2:n ensimmäinen valtameren yli ulottuva lento.

Lentoa voi seurata reaaliajassa täällä: www.solarimpulse.com

Alkuperäinen artikkeli maanantailta:

Sähköllä toimiva Solar Impulse 2 -lentokone lähti kauan valmistellulle maailmanympärilennolleen maanantaina aamulla Abu Dhabista kohti Omanissa sijaitsevaa Muscatia, mistä se jatkaa huomenna tiistaina Intiaan, Ahmedabadiin.

Koneen ohjaimissa tällä ensimmäisellä etapilla oli André Borschberg, ja koneen toinen ohjaaja, Bertrand Piccard, pääsee puikkoihin Omanissa. Koska kone on yksipaikkainen, projektin puuhamiehet ja koneen ohjaajat lentävät konetta vuorotellen koko maailmanympärilennon ajan. Tai pitää kait sanoa yrityksen lentää maailman ympäri, sillä vaikka konetta, sen tekniikkaa ja lentäjiä on valmisteltu huolellisesti tähän ensimmäiseen vain sähköllä tehtävään maailmanympärilentoon, voi se jäädä pelkäksi yritykseksi.

Kuva: André Borschberg (vasemmalla) ja Bertrand Piccard.

Koneella on edessään 35 000 kilometriä ja 25 lentopäivää, ja matkaan käytetään viisi kuukautta. Solar Impulse 2 pysähtyy 12 kertaa matkan aikana, ja kussakin pysähdyspaikassa järjestetään erilaisia tapahtumia liittyen (paitsi sponsoreihin, niin myös) puhtaaseen energiaan.

Suurin haaste lennon aikana on Tyynen valtameren ylilento, sillä sen aikana koneen täytyy pystyä toimimaan myös yöllä akkuihin varastoituneen sähkön avulla. Päivällä koneen päällä olevat aurinkopaneelit voivat tuottaa paitsi lentämiseen vaadittavan energian, niin myös ladata akkuja.

Lento päättyy lopulta Abu Dhabiin, mistä se tänään alkoikin.

Solar Impulse 2 lähti tänään matkaan klo 10 aamulla paikallista aikaa, siirtyi Omanin ilmatilaan myöhemmin noin 3600 metrin lentokorkeudessa ja saavutti iltapäivän lopussa Muscatin noin 5800 metrin korkeudessa lentäen. 

Sen jälkeen André Borschberg kierteli koneella ilmassa sopivaa säätä odotellen (illan tullessa tuulet heikkenevät) ja laskeutui 13-tuntisen lennon päätteeksi klo 20:13 paikallista aikaa Muscatin kansainväliselle lentokentälle. Huomenna (tiistaina) aamulla kone lähtee seuraavalle etapilleen klo 6 paikallista aikaa aamulla.

Kuva: Solar Impulse 2 laskeutumassa tänään Muscatiin.

Lue lisää reitistä ja lentokoneesta aiemmista jutuistamme:

- Sähkölentokoneen reitti julkistettiin
- Sähkölento maailman ympäri lähestyy

Parempaa ilmaa!

Anonyymi

Homeiden lisäksi myös rakennusmateriaaleista haihtuvat aineet pilaavat sisäilmaa. Päänsäryn ja muiden ärsytysoireiden syynä voivat olla esimerkiksi muovimaton päästöt. 

Ihmiset viettävät elämästään suuren osan sisätiloissa, joten ei ole aivan sama, millaista rakennusten sisäilma on ja millaisia aineita siellä leijailee. Ulkoilman saastuessa yhä enemmän on esimerkiksi tärkeää kehittää menetelmiä, joilla epäpuhtauksien kulkeutuminen sisään rakennuksiin voidaan estää.

Tunnetuin huolenaihe ovat kosteusvauriot ja niiden seurauksena syntyneet homeet, mutta kodeissa leijailee myös pienhiukkasia ja pölyä, jotka nekin aiheuttavat terveyshaittoja.

Sisäilmayhdistyksen toiminnanjohtajan Jorma Säterin mukaan asuntojen rakennusmateriaaleista, kuten muovimatoista ja eristeistä saattaa emittoitua sisäilmaan haihtuvia tai puolihaihtuvia orgaanisia yhdisteitä, jotka voivat aiheuttaa terveydellisiä haittoja.

"Haitat ovat pääsääntöisesti ärsytys- ja yleisoireita, kuten silmien tai kurkun ärsytystä, päänsärkyä, pahoinvointia ja väsymystä", hän kuvailee.

Kosteus pilaa hyvänkin materiaalin

Säterin mukaan haitallisia päästöjä aiheutuu etenkin silloin, kun rakennusmateriaalit pääsevät kastumaan kuljetuksen, rakentamisen tai vesivahingon yhteydessä. Tai esimerkiksi silloin, kun betonin päälle asennetaan muovimatto ennen kuin se on ehtinyt kuivua riittävästi.

Silloin esimerkiksi muovimatoissa saattaa tapahtua kemiallisia reaktioita, joiden seurauksena syntyy terveydellisiä haittoja aiheuttavia orgaanisia yhdisteitä. 

Hyvätkään rakennusmateriaalit eivät siis Säterin mukaan aina takaa hyvää sisäilmaa, vaan ne on myös muistettava asentaa oikein. Kosteus voi saada betonin, tasoitteen, liiman ja PVC-maton reagoimaan arvaamattomasti.

Tutkimustietoa vaikutuksista liian vähän

Muovimaton päästöjen terveysvaikutuksista on vain vähän tutkimustietoa ja sitä tulee lisää vain hiljalleen ja joskus tulokset ovat yllättäviä.

"Eräässä tutkimuksessa havaittiin uudentyyppisten betonilattiaan liimattujen muovimattojen tuottavan hajotessaan yhdeksän hiiliatomia sisältäviä alkoholeja, joiden terveyshaitoista ei vielä ole mitään tietoa", Valviran ylitarkastaja Pertti Metiäinen kertoo.

"Toisessa TTL:n tekemässä tutkimuksessa havaittiin uusien muovimattomateriaalien lähtevän hajoamaan jo niinkin alhaisessa kuin 75 prosentin suhteellisessa kosteudessa, mitä kukaan ei olisi ennakolta uskonut", hän jatkaa.

Metiäisen mukaan osa huoneilmasta tavatuista yhdisteistä on ns. indikaattoriyhdisteitä, joiden ei tiedetä itsessään aiheuttavan terveyshaittaa asunnoista mitatuilla pitoisuuksilla. Nämä yhdisteet kertovat kuitenkin siitä, että lattiarakenteissa tapahtuu hajoamista. 

"Indikaattoriyhdisteiden lisäksi hajoamisprosesseissa saattaa emittoitua paljon muitakin yhdisteitä, joiden pitoisuudet ovat niin vähäisiä, ettei niitä tai niiden yhdistelmää osata yhdistää oireisiin", hän sanoo.

Ongelmaselvittely on salapoliisin työtä

Jos henkilöllä menee nenä tukkoon hänen  tullessaan kotiin tai työpisteelleen, syy siihen voi Säterin mukaan olla hyvin moninainen. -Se voi johtua verhoista tulevista kemikaaleista, puutteellisesta ilmanvaihdosta, liian korkeasta lämpötilasta tai alhaisesta kosteudesta, hän pohtii.

Tehtäväkenttä on hyvin laaja. Itse oireista ei pystytä hänen mukaansa päättelemään ongelman aiheuttajaa, eikä yksi mittaustulos kerro vielä mitään. 

Tällaisessa tilanteessa on Säterin mukaan on lähdettävä pala palalta etsimään ongelman aiheuttajaa. Joskus oireiden syyn löytäminen vaatii jopa salapoliisin työtä.

Säteri toivoo, etteivät kuluttajat tilaisi itsenäisesti laboratoriotestejä.

"Palveluntarjoajat saattavat antaa liian optimistisia lupauksia siitä, mitä mittauksella voidaan saavuttaa tai mitä siitä voidaan päätellä."

Kuluttaja! Muista M-luokitus

Suomessa on käytössä vapaaehtoinen rakennusmateriaalien M-luokitus, jonka johdosta tilanne Suomessa on Säterin mukaan varsin hyvä Eurooppaan verrattuna.

"Suomessa asetetut kriteerit ovat tiukimmasta päästä", hän kertoo. 

"Eli siinä mielessä me voimme olla turvallisin mielin. Teollisuus on ollut hyvin mukana tässä ja meillä on jo yli 2000 turvalliseksi luokiteltua, M1-merkin saanutta tuotetta".

M-luokittelua varten materiaaleista testataan haihtuvat orgaaniset yhdisteet, formaldehydi, ammoniakki ja hiilivedyt, joissa on 6-16 hiiltä. Lisäksi varmistetaan, ettei haihtuvien yhdisteiden joukossa ole syöpävaarallisia aineita ja että tuotteesta ei tule häiritsevää hajua.

Vastaavia vapaaehtoisuuteen perustuvia järjestelmiä on Säterin mukaan muuallakin, kuten Saksassa ja Tanskassa, ja nyt EU:ssa on alettu tekemään työtä näiden luokitteluiden harmonisoimiseksi.

Suomalaiset rakennuttajat ovat hänen mukaansa hyvin tietoisia M1-luokan vaatimuksista, mutta kiire, säästäminen kustannuksissa sekä talviolosuhteet saattavat aiheuttaa laiminlyöntejä kosteudenhallinnassa.

"Vaikka rakennusliikkeet ovat parantaneet paljon toimintaansa 20 vuoden aikana, niin ongelmia ilmenee edelleen. Siitä syystä ympäristöministeriö on nyt lähtenyt tiukentamaan sääsuojauksen vaatimuksia ja uusia määräyksiä on luvassa."

Suomalainen osaaminen maailman huippua

Suomessa on onneksi herätty sisäilmaston ongelmiin on jo kolme vuosikymmentä sitten. Vuonna 1990 perustetussa Sisäilmayhdistyksessä on sekä henkilö- että yritysjäseniä.  Ruotsissa on myös vastaavanlainen yhdistys, mutta sen toiminta on Säterin mukaan vähäisempää.

Alan tärkein tapahtuma Suomessa on sisäilmastoseminaari, jota on järjestetty jo 30 vuotta. Tänä vuonna seminaari järjestetään maaliskuun 11. päivä Helsingin Messukeskuksen kongressialueella. 

Viime vuonna pidetyssä seminaarissa esiteltiin peräti 70 uutta sisäilmastoa koskevaa tutkimustulosta. Päivän puheenaiheita olivat mikrobien lisäksi esimerkiksi betonin emissiot, matalaenergiatalojen ftalaattipäästöt ja ilmanvaihdon merkitys.

Hiukkasfoorumin paneelikeskustelussa pohdittiin saastuneen ulkoilman vaikutuksia sisäilmaan. Esimerkkinä olivat Kiinan suurkaupungit.

Suomessa rakennusmateriaalien M1-luokitus on Säterin mukaan saanut valmistajat kehittämään tuotteistaan yhä vähäpäästöisempiä.

"Kotimaiset rakennusmateriaalit ovat siitä syystä varmasti laadultaan huippuluokkaa ja kelpaavat myytäväksi maailmalla."

Myös LVI-tekniikan, ilmastoinnin ja sen hallinnan osaaminen on Säterin mukaan Suomessa hyvin korkeatasoista. Etenkin pienhiukkasiin liittyvät suodattimet ja mittausmenetelmät ovat maailman huippua.

Nokkelammat lasit

Lasit testissä
Lasit testissä
Toimitus

Helsingin yliopiston ja Työterveyslaitoksen hankkeessa kehitetään päälle puettavaa järjestelmää, joka seuraa tarkasti käyttäjänsä katseen kohdistumista. Erityisesti tätä Nokkelammat lasit -nimen saanutta järjestelmää aiotaan hyödyntää esineiden internet -sovellusten tutkimuksessa, jotta saadaan parempaa tietoa siitä, miten ihminen toimii vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa. 

Tarkoituksena on, että kehitettävät lasit pystyvät myös seuraamaan käyttäjänsä tilaa, kuten aktiviteettia, väsymystä tai valppautta.

“Esineiden internetistä odotetaan internet-kehityksen seuraavaa aaltoa”, arvelee teemajohtaja Kai Puolamäki Työterveyslaitoksesta.

“Ihmisen toiminnan seuraaminen esineiden internetin (The Internet of Things, IoT) muodostamassa uudessa toimintaympäristössä tulee luomaan arvokasta tietoa siitä, miten vuorovaikutus ihmisen ja teknisen ympäristön välillä tulisi suunnitella ja toteuttaa”.

Hankkeessa kehitetyn ratkaisun avulla esineiden internetissä olevat älykkäät esineet tai laitteet saadaan reagoimaan katseeseen. Esimerkiksi kahvinkeitin voi mennä päälle, kun katse suunnataan siihen. Nokkelammat lasit seuraavat esimerkiksi käyttäjän aikomuksia, kognitiivista tilaa, aktiviteettia ja tarkkaavaisuuden suuntaamista ja välittävät keräämänsä tiedon esineiden internetissä oleville älykkäille laitteille. Tätä tietoa voidaan käyttää hyödyksi esimerkiksi työturvallisuuden parantamisessa, työn tutkimuksessa tai tutkittaessa laitteiden käyttäjäkokemuksen parantamista.

“Tarkoituksenamme on tutkia käyttäjän näkökulmasta millaista esineiden internetin käyttäminen on”, kertoo dosentti Jukka Häkkinen Helsingin yliopistosta. “Se on tärkeätä, sillä esineiden internetissä esineet viestivät paitsi keskenään myös käyttäjälle”.

Katseenseurantalaitteita voidaan hyödyntää esimerkiksi laitteiden ohjailussa

Nykyisin monet laitteet, kuten autot tai televisiot voivat olla yhteydessä verkkoon. Tulevaisuudessa IoT yleistyy niin, että arkisetkin esineet ovat verkossa. Jos kaikilla esineillä on internet-osoite ja sensoreita, ne voivat lähettää käyttäjälle valtavat määrät tietoa. Esimerkiksi kahvinkeittotilanteessa kahvinkeitin voi kertoa, että sähkö on juuri nyt kallista. Kahvipurkki kertoa, että kahvi on lopussa. Astiakaappi kertoa, että puhtaita kahvikuppeja ei ole, ja jääkaappi viestittää, että maito on mennyt vanhaksi.

Häkkisen mukaan kriittinen kysymys on ajankohta, eli milloin tieto voidaan antaa käyttäjälle, jotta aivot eivät ylikuormitu ja tieto ei häiritse toimintaa. Jos henkilö saa tehtävän aikana lisätietoa, opittu rutiini katkeaa ja henkilön täytyy pohtia tiedon merkitystä tehtävässä. Tämä kuormittaa käyttäjää. Kuormituksen minimoimiseksi täytyy tiedon antamisajankohta asettaa tarkasti.

“Katseenseurantalaite on uutta teknologiaa, se voidaan pukea päälle kuten silmälasit, ja käyttäjä voi toimia arkipäiväisessä ympäristössä”, Häkkinen toteaa.

“Tutkimme laitteella milloin tieto täytyy antaa ja missä muodossa, jotta käyttäjä pystyy toimimaan luontevasti esineiden internetissä. Eli jos keität kahvia, tiedämme silmänliikkeiden avulla tarkasti, missä kohdassa toimintaa olet ja milloin sinulle kannattaa kertoa, että poimi kahvimuki tiskikoneesta äläkä keittiön kaapista. Laitteessa olevien sensorien avulla voimme myös tarkkailla henkilön tilaa antamalla stressaantuneella tai ylikuormittuneelle henkilölle vähemmän tietoa.”

Psykologian alalla ei ole aikaisempaa tutkimusta käyttäjän toiminnan ja silmänliikkeiden perusteella saadun palautteen synkronoinnista.

“Ihmisen visuaalisen huomion kohteen tunnistamista voidaan hyödyntää moniin tarkoituksiin esimerkiksi tutkimuksessa, opetuksessa tai laitteiden ohjaamisessa”, jatkaa tutkimusinsinööri Kristian Lukander Työterveyslaitoksesta. 

“Esimerkiksi liikenteen turvallisuustutkimuksessa voidaan tutkia autonkuljettajan ajon aikaista ympäristön havainnointia tai kuluttajatutkimuksessa sitä, mihin henkilö kohdistaa katseensa pakkauksessa. Laseja voitaisiin käyttää myös erilaisten laitteiden ohjailuun”.

“Hankkeen tuloksena syntyvät Nokkelammat lasit julkaistaan open source -periaatteella vapaasti kaikkien saataville”, toteaa tutkija Miika Toivanen Työterveyslaitoksesta. 

Työterveyslaitoksen Aivot ja työ -tutkimuskeskus on jo julkaissut aiemman tutkimusprojektin tuotoksena syntyneen ensimmäisen version katseenseurantalaseista.

Kaksivuotisen hankkeen Nokkelammat lasit toteuttavat Työterveyslaitoksen Aivot ja työ -tutkimuskeskus ja Helsingin yliopiston Visuaalisen kognition tutkimusryhmä. Hanketta rahoittaa Suomen Akatemia.

"Lattalinssi" on värivirheetön

Kuva: Patrice Genevet, Federico Capasso, Francesco Aieta / Harvard SEAS
Markus Hotakainen

Erilaisissa optisissa laitteissa – esimerkiksi kaukoputkissa, kameroissa ja mikroskoopeissa – käytettävissä linsseissä on paha perusvika: kromaattinen aberraatio eli värivirhe.

Syynä ei ole huolimaton linssien hionta, vaan kyse on valon ominaisuudesta. Eri aallonpituudet eli värit taittuvat hieman eri tavalla sekä kulkiessaan ilmasta lasiin että linssin läpäistyään lasista takaisin ilmaan. Eri värit keskittyvät hieman eri polttopisteisiin, jolloin syntyvässä kuvassa kohteiden reunoilla näkyy sinistä ja punaista, pahimmillaan muidenkin värien kajastusta.

 

Kromaattista aberraatiota voi vähentää rakentamalla linssin erilaisista lasilaaduista, jotka taittavat valoa hieman toisistaan poikkeavalla tavalla, ja hiomalla elementit kuperiksi tai koveriksi siten, että niiden värivirheet kumoavat toisensa. Ratkaisu on kuitenkin työläs ja linssisysteemille kertyy sekä painoa että hintaa.

Kaukoputkissa ongelman voi välttää käyttämällä linssin sijasta koveraa, paraboloidin muotoista peiliä, jossa värivirhettä ei esiinny lainkaan. Peilipinta heijastaa kaikki aallonpituudet samaan polttopisteeseen. Useimmissa optisissa laitteissa peilistä ei kuitenkaan ole ratkaisuksi.

Nyt Harvardin yliopistossa on kehitetty linssi, joka ei ole kupera eikä kovera, vaan lätyskäinen, tasapaksu lasilevy. Hyvin ohuen "linssin" pinnalla on piistä koostuvia ulokkeita, "nanoantenneja", joiden ansiosta eri aallonpituudet eli valon eri värit keskittyvät kiltisti yhteen ja samaan polttopisteeseen.

 

Kuva: Patrice Genevet, Federico Capasso, Francesco Aieta / Harvard SEAS

Uudenlainen linssi ei vielä selviä kaikista mahdollisista aallonpituuksista eli valon koko spektristä, mutta nanotekniikkaan perustuva "akromaattinen metapinta" voidaan suunnitella siten, että esimerkiksi sininen, vihreä ja punainen osuvat yksiin.

Toistaiseksi hallittavien aallonpituuksien lukumäärä on juuri kolme, mutta Fererico Capasson johtaman tutkijaryhmän tekemien tietokonemallinnusten mukaan aallonpituuksien määrää on mahdollista kasvattaa.

Toisaalta useammista elementeistä kootut akromaattiset ja apokromaattiset linssitkään eivät tarkkaan ottaen ole värivirheettömiä kuin tietyillä aallonpituuksilla.

Ryhmä kehitti jo vuonna 2012 litteän linssin, joka taittoi vain yhtä aallonpituutta ja sitäkin heikosti, mutta nanoantennien materiaalin vaihto metallista puolijohteeksi paransi linssin taittotehoa. Yhdessä uuden rakenteen kanssa se myös lisäsi samaan polttopisteeseen keskittyvien aallonpituuksien määrää.

Yhdistämällä kaksi litteää linssiä voidaan esimerkiksi toteuttaa systeemi, jossa ensimmäinen akromaattinen metapinta taittaa ensin kolme aallonpituutta täsmälleen samaan suuntaan – eli käytännössä valikoi valosta kolme eri väriä – ja toinen metapinta keskittää ne tarkasti samaan polttopisteeseen. Näin saadaan aikaiseksi täysin värivirheetön kuva.

Litteään linssiin perustuvat optiset laitteet on mahdollista tehdä paljon pienemmiksi ja kevyemmiksi kuin perinteiset, useista linsseistä rakentuvat ratkaisut. Samalla ne "säästävät" valoa. Jos himmeästä kohteesta tuleva valo kulkee monen linssin läpi, huomattava osa siitä imeytyy linsseihin ja kohde näyttää entistä himmeämmältä. Ohuessa, litteässä linssissä hävikki on käytännössä olematon.

Uudenlaisesta linssistä kerrottiin Harvardin yliopiston tiedotteessa ja tutkimus julkaistiin Science-tiedelehdessä (maksullinen) 19. helmikuuta.

 

Sivutus

  • Edellinen sivu ‹‹
  • Sivu 31
  • Seuraava sivu ››
Tilaa aihepiirin Tekniikka 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
Information in English

Copyright © 2012-2026 Tiedetuubi - All rights reserved