toukokuu 2018

Mystinen pimeä aine saattaa olla osittain sähköistä

To, 05/31/2018 - 14:48 By Markus Hotakainen

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Kuva: CfA/M. Weiss

Onni on uusi kupu

To, 05/31/2018 - 10:54 By Toimitus
Metsähovin radioteleskoopin kupu. Kuva: Metsähovin radiotutkimusasema

Metsähovin radiotutkimusaseman maamerkki on suuren radioteleskoopin päällä oleva kupu. Nyt asema on saanut lähes miljoonan euron rahoituksen vanhan ja väsyneen kuvun uusimiseen.

Metsähovin radioteleskooppi on käytössä kellon ympäri vuoden jokaisena päivänä ja kupu suojaa sitä lumelta, tuulelta, sateelta ja auringon lämpösäteilyltä.

Valkoinen kupu on halkaisijaltaan noin 20 metriä ja se on radioaallonpituuksilla lähes näkymätön, joten teleskooppi pystyy tekemään havaintoja kuvun sisällä melkein kuin kupua ei olisikaan.

”Uusi kupu mahdollistaa tarkkojen mittausten tekemisen seuraavaksi 25 vuodeksi”, kertoo Metsähovin johtaja Joni Tammi Aalto-yliopiston tiedotteessa.

 

Radioteleskoopin suuntaus miljardien valovuosien päähän on niin tarkkaa, että pienetkin tuulenpuuskat häiritsisivät mittauksia. Myös Auringon lämpösäteily kuumentaisi herkkää vastaanotinta ja pahimmillaan jopa vaurioittaisi laitteistoa. Kuvun sisällä teleskooppi on jatkuvasti varjossa, jolloin sen voi suunnata kohti Aurinkoa huoletta, ja tämä mahdollistaa mm. Metsähovissa neljäkymmentä vuotta tehdyt aurinkohavainnot.

Talvella kuvun päälle satanut lumi sulatetaan lämmittämällä kuvun sisäilmaa kymmeniä asteita. Kuuma ilma nousee ylös ja sulattaa lumen, joka valuu vetenä alas maahan jättäen kuvun puhtaaksi.

Uutta kupua ei noin vain osteta kaupasta, sillä maailmassa on vain pari valmistajaa, jolta saadaan tarpeeksi laadukas kupu tilattua. Kupu pitää suunnitella siten, että sen muoto ei häiritse radiosignaalien kulkemista.

Tarkoitus on, että uusi kupu on käytössä ensi vuoden aikana.

*

Artikkeli on Aalto-yliopiston tiedote lähes sellaisenaan.

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

Ke, 05/30/2018 - 17:19 By Jari Mäkinen
Unity laskeutuu lentonsa jälkeen

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Uusi malli kertoo, mitä näemme mustan aukon ahmaistessa tähden

Ke, 05/30/2018 - 14:22 By Markus Hotakainen

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Kuva: Jane Lixin Dai

Kuuden kvarkin "tupla-baryoni" on teoriassa mahdollinen

Ti, 05/29/2018 - 12:59 By Markus Hotakainen

Aineen perusosaset eli protonit ja neutronit rakentuvat kolmesta tiukkaan pakkautuneesta kvarkista. Uudella simulaatiolla on todettu, että yhdessä hiukkasessa voi olla jopa kuusi kvarkkia.

Tutkimus tehtiin kvanttiväridynamiikkaan perustavalla simulaatiolla, jota pyöritettiin maailman tehokkaimpiin lukeutuvassa K-supertietokoneessa. Asialla olivat japanilaisen RIKEN-tutkimuskeskuksen ja useiden yliopistojen tutkijat.

Kyseessä ei siis ole varsinainen löytö, koska kuudesta kvarkista muodostuvaa "dibaryonia" ei ole havaittu. Sellaisia saattaa kuitenkin esiintyä äärimmäisissä olosuhteissa kuten neutronitähtien sisuksissa tai saattoi esiintyä hyvin varhaisessa maailmankaikkeudessa pian alkuräjähdyksen jälkeen.

Periaatteessa yksi dibaryoni tunnetaan jo entuudestaan: deuteroni eli deuteriumin, raskaan vedyn ydin, joka rakentuu kahdesta baryonista, protonista ja neutronista. Siltä pohjalta tutkijat ovat pohtineet, voisiko vastaavanlaisia tuplahiukkasia olla muitakin.

Supertietokoneella tehdyn simulaation perusteella teoriassa on mahdollista, että kaksi Omega-baryonia, kolmen outokvarkin muodostamaa hiukkasta, voi klikkiytyä äärioudoksi dibaryoniksi. Samalla saatiin viitteitä siitä, miten se olisi kenties mahdollista havaita hyvin suurella energialla tapahtuvissa hiukkastörmäyksissä.

"Olimme hyvin onnekkaita päästessämme tekemään laskelmat K-tietokoneella. Sen avulla pystyttiin laskemaan nopeasti valtaisa määrä muuttujia. Silti meiltä vei lähes kolme vuotta saada valmiiksi di-Omegaa koskevat tuloksemme", toteaa Shinya Gongyo RIKEN-tutkimuskeskuksesta.

"Tutkimus auttaa meitä ymmärtämään outojen baryonien eli hyperonien välisiä vuorovaikutuksia ja tavallisen aineen muuttumista äärimmäisissä olosuhteissa kuten neutronitähdissä niin kutsutuksi hyperoniaineeksi, joka rakentuu protoneista, neutroneista ja outokvarkeista muodostuneista hyperoneista, ja edelleen ylös-, alas- ja outokvarkeista rakentuvaksi kvarkkiaineeksi", pohtii Tetsuo Hatsuda niin ikään RIKEN-keskuksesta.

Tutkimuksesta kerrottiin RIKEN-tutkimuskeskuksen uutissivuilla ja se on julkaistu Physical Review Letters -tiedelehdessä.

Kuva: Keiko Murano

Suorana labrasta 22/2018: Miina Karjalainen vie merelle

Ma, 05/28/2018 - 10:10 By Toimitus

Suorana labrasta menee tällä viikolla kesäisiin merimaisemiin Kotkaan, missä sijaitsee merenkulun monitieteellinen tutkimuskeskus MeriKotka. Sieltä meille twiittailee Miina Karjalainen, eli @MKarjalai.

MeriKotka on jännittävä otus suomalaisessa tutkimusmaailmassa. Se on vuodesta 2005 alkaen toiminut merenkulun tutkimuskeskus, jonka pohjana on Helsingin yliopiston, Turun yliopiston, Aalto- yliopiston ja Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun yhteistyö. 

Nimensä mukaisesti Kotkassa sijaitseva laitos tutkii merenkulun turvallisuutta ja tekniikkaa, meriliikenteen ympäristövaikutuksia ja yleisesti merikuljetuksia ja satamatoimintoja.

Tämän viikon @suoranalabrasta-twiittaaja Miina Karjalainen toimii MeriKotkan koordinoimassa COMPLETE-hankkeessa, jossa pyritään pienentämään laivojen mukana kulkeutuvien vieraslajien leviämistä Itämerellä.

"Olen väitellyt vuonna 2006 sinilevien ekosysteemivaikutuksista Itämerellä", kertoo Miina. 

Väittelynsä jälkeen Miina asettui MeriKotkaan ja on toiminut siellä tutkimuskeskukseen hankekoordinaattorina, taloudenpitäjänä ja viestijänä.

"Hankesalkussa on ollut hankkeita laivasimulaattorikeskusten kehittämiseksi, meriliikenteen onnettomuuksien mallintamiseksi, luontoarvojen huomioimiseksi öljyonnettomuuksien yhteydessä, merialuesuunnitteluun vaadittavien aineistojen kokoamiseksi ja pienveneilyn kehittämiseksi kestävämpään suuntaan. Hankkeiden ja tehtävien kirjo on ollut laaja monitieteisessä tutkimusyhteisössä."

COMPLETE-hanke on vienyt Miinaa takaisin juurilleen, meribiologian pariin.

"Hankkeessa on mukana asiantuntijoita kaikista Itämeren maista, joten edellytykset yhteisten ratkaisujen löytämiseksi ovat hyvät. Vieraslajien saapumisen estämiseen ja parempaan hallintaan päästään vain yhteistyöllä ja harmonisoimalla toimintatapoja koko Itämeren alueella."

Pian alkaa kiihkeä avaruustappelu: Musk vastaan Bezos

Su, 05/27/2018 - 16:33 By Jari Mäkinen
Elon Musk ja Jeff Bezos

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

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

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

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

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

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

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

Raketit vertailussa

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


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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Kenties Blue Origin tulee aikanaan laukaisemaan rakettejaan sieltä.

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

Millainen on Woomera?

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

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

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

Kiinalaisluotain saapui Kuun luokse

Pe, 05/25/2018 - 17:51 By Jari Mäkinen
Kiinalaisen Chang’e 5-T1 -luotaimen ottama kuva.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Jäämme siis odottamaan uusia kuvia Kuun kääntöpuolelta!

*

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

Iceye: miljoonakaupalla lisää rahaa, enemmän satelliitteja taivaalle

Pe, 05/25/2018 - 15:20 By Jari Mäkinen
Helsingin ja Tallinnan välinen merialue Iceye X1:n kuvaamana

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Mitä se millennium-palkittu atomikerroskasvatusteknologia on?

Järjestyksessään jo kahdeksas Millennium-teknologiapalkinto annettiin tiistaina 22.5.2018. Sen sai suomalainen Tuomo Suntola, joka kehittämä atomikerroskasvatusteknologia on tieteen ja tekniikan varsinainen monitoimityökalu.


Periaate on hyvin yksinkertainen: on tyhjökammio, missä on pinta, jonka päälle halutaan kerrostaa erilaisia aineita. Aineita höyrystetään yksi kerrallaan kammion sisälle sopivissa olosuhteissa (paine ja lämpötila), jolloin niiden atomeita laskeutuu pinnalle ja muodostaa siihen molekyylikerroksen.

Pinta huuhdellaan eri aineiden höyryttämisen välillä ja kerrosten paksuutta voidaan höyrytyksen aikaa ja ainemäärää säätämällä. 

Kerrokset voivat olla joko koko pinnan tasaisesti kattavia, tai niihin voidaan saada aikaan muotoja laittamalla pinnan päälle esimerkiksi valottamalla filmin kaltainen kerros ainetta, joka estää kerroksen muodostumisen. Tämä laminaattikerros huuhdellaan höyrytyksen jälkeen pois, jolloin tuloksena on juuri halutun kaltainen kuvio pinnalla.

Kun tällaisia tarkasti suunniteltuja, eri aineista koostuvia kerroksia ladotaan päällekkäin monia, saadaan aikaan kolmiulotteinen nanokokoa oleva rakenne – kuten esimerkiksi mikropiiri tai valoa hohtava pinta.

Ensimmäinen ALD-tekniikan sovellus olikin elektroluminesenssinäyttö. Niissä lasilevyn päälle rakennettiin atomikerroskasvatuksella ensin läpinäkyvä johderivistö, sitten eristekerros ja sen jälkeen hohdemateriaalikerros, jonka päälle jälleen uusi eristekerros ja lopuksi vielä johdinrivistö. Elektroluminesenssinäytöt ovat erittäin luotettavia ja käteviä yhä edelleen.

Nyt palkittu Tuomo Suntola kehitti ensinnä ALD-teknologian ja ohutkalvojen valmistuslaitteiston 70-luvulla, ja sai niille kansainvälisen patenttisuojan. Tämä mahdollisti ohutkalvojen laajamittaisen teollisen valmistamisen.

ALD-teknologian taustalla olevaa tieteellistä perustutkimusta olivat tehneet myös silloisessa Neuvostoliitossa professorit Valentin B. Aleskovski ja Stanislav I. Koltsov.

”Kun puolijohdeteknologiassa ymmärrettiin ALD-teknologian merkitys 2000-luvun alussa, sen käyttö räjähti valtavaan kasvuun”, Tuomo Suntola toteaa TAF:n tiedotteessa.

Tekniikkaa käytetään runsaasti myös muihin tarkoituksiin ja etenkin ohutkalvojen hyödyntämisestä lääketieteellisissä instrumenteissa ja implanttien pinnoilla on saatu lupaavia tutkimustuloksia.

Startup-yrityksiä on syntynyt kaupallistamaan teknologiaa esimerkiksi sovelluksissa, jotka säätelevät lääkeaineiden vapautumista ihmiskehossa.

ALD-menetelmällä voidaan parantaa muun muassa aurinkokennojen, led-valojen ja sähköautojen litium-akkujen suorituskykyä ja sitä voidaan hyödyntää ympäristöystävällisissä pakkausmateriaaleissa. Menetelmää käytetään myös erilaisissa optiikan sovelluksissa. Arkipäivän käytössä ohutkalvot estävät metallin tummumista kellojen ja hopeakorujen pinnoitteissa.

ALD-kalvojen valmistukseen käytettävien laitteistojen ja kemikaalien maailmanlaajuiset markkinat ovat arviolta noin kaksi miljardia dollaria, ja ALD-teknologiaan nojaavan kuluttajaelektroniikan markkina-arvo yltää jo ainakin viiteensataan miljardiin dollariin.

Atomikerroskasvatusta VTT:n laboratoriossa. Kuva: VTT

Konkreettisimmin ALD on vaikuttanut mikroprosessoreiden ja muistikomponenttien tekemiseen. Elämämme onkin mullistunut koko ajan tehokkaampien älypuhelinten ja tietokoneiden ansiosta. Teknologian kehitys puolestaan on tehnyt mahdolliseksi monia nyt arkisia sovelluksia sosiaalisesta mediasta tekoälyyn.

Suntolan innovaatio on yksi keskeinen tekijä siinä, että kuuluisa Mooren laki on jatkunut aina tähän päivään saakka: mikropiirien teho on kaksinkertaistunut parin vuoden välein hintojen kuitenkin samalla laskiessa.

”ALD-menetelmä on malliesimerkki käyttäjälle piilossa olevasta teknologiasta, joka on kuitenkin välttämätöntä näkyvälle kehitykselle. ALD on demokratisoinut tietotekniikan omistamista ja sen myötä ihmiskunnan tiedonsaantia ja viestintämahdollisuuksia”, sanoo Millennium-teknologiapalkinnon kansainvälisen palkintolautakunnan puheenjohtaja, Aalto-yliopiston professori Päivi Törmä.

*

Juttu perustuu osittain Tekniikan Akatemian tiedotteeseen. Video on Tekniikan Akatemian YouTube-kanavalta.

Lisävalaistusta "pimeän puolen" galakseihin

To, 05/24/2018 - 14:48 By Markus Hotakainen

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Kuva: R. A. Marino / MUSE

Tähän ei pysty edes Ringo Starr – kvanttirumpu soi ja on soimatta yhtä aikaa

Ke, 05/23/2018 - 12:18 By Markus Hotakainen

Brittiläis-australialaisen tutkijaryhmän tulokset saavat huippurumpalitkin kalpenemaan kateudesta. Valosta tehty rumpukapula saa mikroskooppisen instrumentin värähtelemään samaan aikaan kuin se ei värähtele.

Tutkimus ei kuitenkaan liity musiikkiin vaan pyrkimyksiin ymmärtää klassisen fysiikan ja kvanttimaailman hämmentävää rajaa.

Kvanttimekaniikassa esimerkiksi "kappaleilla" havaitaan samanaikaisesti sekä hiukkasten että aaltojen ominaisuuksia, mutta makromaailmassa moiset kummallisuudet katoavat. Miksi?

Ehkä siksi, että ne eivät sittenkään katoa tyystin. Tuoreessa tutkimuksessa on onnistuttu saamaan aikaan kvanttikäyttäytymistä esineessä, joka on mahdollista nähdä paljain silmin – jos kohta juuri ja juuri.

"Tällaisten järjestelmien avulla on todennäköisesti mahdollista kehittää uutta kvanttitehostettua tekniikkaa, kuten huipputarkkoja ilmaisimia ja uudenlaisia muuntajia", arvelee tutkimusta johtanut Michael Vanner Lontoon Imperial Collegesta.

"Jännittävää on, että tarkastelemalla, miten kvanttisuperpositio toimii suuremmassa mittakaavassa, voimme myös testata kvanttimekaniikan äärimmäisiä rajoja."

Kun rumpua lyö kapulalla, rumpukalvo alkaa värähdellä, jolloin syntyy korvin kuultava ääni. Kvanttimaailmassa rumpu voi värähdellä ja pysyä paikallaan samanaikaisesti. Käytännössä moisen ristiriitaiselta kuulostavan ilmiön toteuttaminen ei kuitenkaan ole helppoa.

"Jotta pienessä rummussamme saa aikaan kvanttivärähtelyjä, tarvitsemme erikoisen rumpukapulan", toteaa tutkimukseen osallistunut Martin Ringbauer Queenslandin yliopistosta Australiasta.

Kvanttirummutuksessa käytettiin hyväksi viime vuosina nopeasti kehittynyttä kvantti-optomekaniikkaa: "rumpukapulana" lasersäde. Se oli kuitenkin helpommin sanottu kuin tehty.

Ringbauerin mukaan kokeessa sovellettiin optisesta kvanttilaskennasta lainattua kikkaa. "Muokkasimme rumpukapulan ominaisuuksia tekemällä mittauksia yksittäisistä valohiukkasista eli fotoneista. Sillä pääsimme kehittämään mekaanista versiota Schrödingerin kissasta eli rumpua, joka samanaikaisesti värähtelee ja on liikkumatta."

Koejärjestelyä häiritsivät lämpöliikkeen korostamat klassisen fysiikan ilmiöt, joten jatkotutkimuksessa on tarkoitus alentaa lämpötila lähelle absoluuttista nollapistettä, jolloin kvanttimekaniikka muuttuu hallitsevaksi.

Perimmäisenä tavoitteena on selvittää mahdollisia kvanttimekaniikan ennestään tuntemattomia ominaisuuksia ja kehittää kenties teoria, joka yhdistää kvanttimaailman ja gravitaation.

Kvanttirummusta kerrottiin Lontoon Imperial Collegen uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu New Journal of Physics -tiedelehdessä.

Kuva: Imperial College London

Etsintäkuululus: oletko nähnyt tätä jäärää? Ilmoita havaintosi heti!

Ke, 05/23/2018 - 11:29 By Toimitus
Aasianrunkojäärä. Kuva: Jaakko Mattila, Luomus

Suomen luonnossa liikkuu haitallisia vieraslajeja. Luonnonvarakeskus pyytääkin kaikkia ilmoittamaan havainnoistaan, jos eteen sattuu joku 37 listatusta lajista. Erityisesti havaintoja kaivataan jättipalsamista ja piisamista.

Otsikossakin mainittu aasianrunkojäärä on eräs listalla olevista lajeista. Se on vaarallinen lehtipuita vioittava kovakuoriainen, joka on kotoisin Kiinasta ja on levinnyt Aasiasta Pohjois-Amerikkaan ja Eurooppaan puisen pakkausmateriaalin välityksellä. Erityisen riskialtista on kivitavaran pakkausmateriaali, koska kivitavara on usein peräisin Kiinasta. 

Tämä kauniille suomalaisille koivikoille uhaksi oleva laji pyritään hävittämään Suomesta ja siksi aasianrunkojääriä havaittaessa tai epäiltäessä on tärkeää ottaa viipymättä yhteyttä Elintarviketurvallisuusvirasto Eviraan.

Kaikista vieraslajeista on tietoa vieraslajit.fi -sivustolla, missä voi myös tehdä ilmoituksen.

 

Tänä kesänä haittalajien tutkijat kiinnittävät erityistä huomiota jättipalsamaan ja kaukasianjättiputkeen sekä piisamiin ja supikoiraan, jotka esiintyvät nykyisin vakituisesti Suomessa.

"Niiden osalta selvitetään erityisesti niiden esiintymistä suojelualueiden ja muiden arvokkaiden luontokohteiden lähistöllä sekä tarvittavia hallintatoimia", kertoo erikoistutkija Erja Huusela-Veistola Luonnonvarakeskuksesta.

Nämä neljä lajia ovat mukana valtioneuvoston maaliskuussa 2018 hyväksymällä haitallisten vieraslajien listalla. Tällä myös EU:n haitallisiksi arvioimien vieraslajien listalla on 37 lajia, ja sitä on täydennetty 12 lajilla.

Luonnovarakeskuksen tutkimushanke tuottaa kahdelletoista vieraslajille hallintatoimenpide­suositukset; vastaavat, jotka on tehty 37 lajille. Suositusten avulla haitallisten vieraslajien torjunta ja leviämisen ehkäisy pyritään kohdentamaan kustannustehokkaasti kiireellisimpiin ja tärkeimpiin kohteisiin.

Sopivien hallintatoimenpiteiden suunnittelun kannalta on tärkeää, että haitallisten vieraslajien levinneisyystiedot ovat mahdollisimman tarkat ja ajantasaiset. Tämän vuoksi vieraslajihavaintojen keräämiseen tarvitaan kansalaisten apua.

​Jättipalsami. Kuva: Erja Huusela-Veistola.
​Jättipalsami. Kuva: Erja Huusela-Veistola.

Jättipalsami on kookkaana ja nopeasti kasvavana kasvina voimakas kilpailija, joka on viime aikoina runsastunut ja levinnyt monin paikoin. Esiintymien runsauden vuoksi torjunnan priorisointi on ensiarvoisen tärkeää ja sen suunnittelun lähtökohdaksi tarvitaan mahdollisimman tarkkoja tietoja lajin esiintymisestä.

Piisami puolestaan on taantunut huippuvuosistaan, ja tarkempaa kuvaa sen nykylevinneisyydestä tarvitaan mahdollisten hallintatoimien suunnittelussa.

Piisami. Kuva: Yhdysvaltain kala- ja villieläinvirasto

Jutun pohjana on Luonnonvarakeskuksen tiedote. Otsikkokuvassa on aasianrunkojäärä. Kuva: Jaakko Mattila, Luomus.

Sähköllä toimiva matkustajalentokone: uusin suunnitelma tulee Yhdysvalloista

Ti, 05/22/2018 - 12:15 By Jari Mäkinen
Zunum Aero 50

Lentämisen ikävin puoli on se, että lentokoneet tuottavat päästöjä ja suuri osa päästöistä suihkuaa moottoreista korkealle ilmakehässä, missä niistä on paljon harmia. Olisi hienoa, jos lentokoneet saisi toimimaan sähköllä! Suunnitelmia on, ja näistä uusin on amerikkalaisen lentokoneenvalmistaja Boeingin tukema Zunum Aero.

Lentoliikenteen sähköistämisessä on monia haasteita, mutta vähitellen uskottavia suunnitelmia pullahtelee esille. Pisimpään sähköisiä liikennelentokoneita tutkinut (ainakin julkisuudessa) Airbus, joka onkin tekemässä täysikokoista sähkötekniikkaa käyttävää liikennelentokonetta, E-Fan X -koekonetta.

Koneella aiotaan tutkia sitä, miten lentokoneeseen saadaan luotettava, voimakas sähkömoottori pyörittämään suihkumoottorin kaltaista puhallinta sekä tarpeeksi tehokkaat akut, jotka täyttävät ilmailun tiukat turvallisuusmääräykset. Koekoneena on neljällä pienellä suihkumoottorilla varustettu BAe 146 -liikennelentokone, jonka moottoreista yksi tai kaksi korvataan 2 MW:n (noin 2700 hevosvoimaa) sähköisellä puhallinmoottorilla.

Tämän hybridikoneen pitäisi lentää vuonna 2020.

Nyt julkistettu Zunum Aero -yhtiön Aeron lentokone on pienempi, mikä tekee sen kehittämisestä hieman suoraviivaisempaa. Ensimmäisenä tehtävään, pienimpään ZA10 -version mahtuu 12 matkustajaa ja sen voimanläheinä on kaksi 1 MW:n sähkömoottoria.

Koneessa on akut siivissä ja perässä siinä olisi moottorien välissä rungon sisälle asennettuna perinteisellä polttoaineella toimiva generaattori, joka voisi tarpeen vaatiessa tuottaa koneelle lentämiseen vaadittavaa sähköä.

Zunum kertoo, että koneen toimintasäde on noin 1100 km ja myöhemmin tulevan, otsikkokuvassa olevan suuremman version ZA50:n toimintasäde olisi noin 1600 km. Koneilla ei siis lennettäisi välilaskutta Suomesta Keski-Eurooppaan, mutta ne sopisivat hyvin kotimaan lennoille.

Yhtiön mukaan koneen (ZA10) käyttäminen on olennaisesti nykyisiä lentokoneita edullisempaa, vain noin 250 dollaria lentotuntia kohden. Tämä on 40-70 prosenttia nykytasosta.

Syy siihen, miksi yhtiö julkisti suunnitelmansa nyt, on eilen allekirjoitettu sopimus JetSuite -liikelentoyhtiön kanssa. JetSuite aikoo hankkia 100 näitä 12-paikkaisia sähkölentokoneita ja alkaa käyttämään niitä juuri Yhdysvaltain suurten kaupunkien lähistöllä liikematkustajien kuljettamiseen ja myöhemmin myös tavalliseen syöttöliikenteeseen.

Pienet liikesuihkukoneen kokoiset sähkölentokoneet eivät paljoa muuta kokonaiskuvaa, mutta pitemmällä tähtäimellä lähiliikenteen korvaaminen sähkölentokoneilla olisi erittäin suuri askel eteenpäin; suurin osa ilmailun tuottamista päästöistä syntyy juuri lyhyillä lentomatkoilla.

Zunum on yksi monista sähkölentämistä tutkivista yhtiöistä. Tämä Boeingin suojissa työtään tekevä yhtiö aikoo asentaa kehittämänsä sähköisen puhallinmoottorin sekä kaikki sen vaatimat systeemit johonkin nykyisin käytössä olevaan kaksimoottoriseen liikesuihkukoneeseen ja aloittaa sillä koelennot ensi vuonna. 

Ensimmäiset sarjatuotantokoneet valmistuisivat vuonna 2022. Kuten yleensä innokkailla start-upeilla, on ilmoitettu aikataulu hieman haasteellinen.

Suunta on sen sijaan selvä: sähköiset lentokoneet tulevat, ja niiden myötä uuden sukupolven ympäristöystävälliset lähiliikennekoneet alkavat yleistyä varmastikin 2020-luvun puolivälissä. 

Pitkänmatkanlentoja ei sen sijaan pysty tekemään sähköllä vielä pitkään aikaan, koska pitkillä lennoilla vaadittavat akut olisivat aivan liian painavia. Lisäksi isojen koneiden vaatimat moottoritehot ovat sellaisia, että lentokoneisiin sopivien sähkömoottorien valmistavat eivät uskalla vielä edes ajatellakaan sellaisia. Perinteiset kerosiinilla toimivat moottorit tulevat siis varmasti olemaan niiden voimanlähteinä vielä pitkään.

Asia erikseen ovat avaruuden kautta tehtävät kaukolennot. SpaceX:n johtaja Elon Musk julkisti viime viikolla kuvia Boring Company -yhtiönsä Los Angelesin alle poraamasta joukkoliikenteeseen sopivasta tunnelista ja mainitsi, että aikomuksena on tehdä tunneli myös tulevan BFR-raketin laukaisupaikalle. SpaceX aikoo aloittaa tällä raketillaan lennot paitsi avaruuteen, niin myös ympäri maailman. Näiden alusten käyttöönotto tekisi mannertenvälisestä lentämisestä paitsi nopeampaa, niin myös ympäristöystävällisempää.

Mutta se on jo oma juttunsa...

Joukossa turvallisuus tiivistyy – paitsi kirahveilla

Ti, 05/22/2018 - 11:46 By Markus Hotakainen

Yleisen käsityksen mukaan eläinten muodostamien ryhmien koko kasvaa, jos petoeläimet uhkaavat niitä. Suuremmissa laumoissa saaliiksi joutumisen riski on pienempi ja silmäpareja on enemmän tarkkailemassa mahdollisia saalistajia. Kirahvit eivät tästä käsityksestä piittaa.

Bristolin yliopiston tutkijat ovat selvittäneet Zoe Mullerin johdolla, että kirahvilaumojen kokoon ei vaikuta petoeläinten runsaus tai ylipäätään niiden muodostama uhka.

"Se oli yllätys ja osoittaa, kuinka vähän tiedämme kirahvien käyttäytymisen peruspiirteistäkin", Muller kommentoi.

Tutkimuksessa selvitettiin, miten kirahvien ryhmäytymiseen vaikuttivat erilaiset tekijät, kuten petoeläimet, elinympäristö ja yksilöiden käyttäytyminen.

Elinympäristöllä todettiin olevan jonkin verran vaikutusta, mutta keskeinen tekijä lauman koon määräytymisessä on aikuisten naaraiden käyttäytyminen: ne muodostavat pienempiä ryhmiä, kun niillä on vasoja huollettavanaan.

Aiemmin arveltiin, että naaraskirahvit kerääntyvät suuriin laumoihin huolehtiakseen yhteisvastuullisesti jälkikasvustaan. Tuore tutkimus osoittaa, että tilanne on todellisuudessa täsmälleen päinvastainen.

Kirahvi on vastikään määritelty vaarantuneeksi lajiksi, sillä niiden määrä on vähentynyt 40 prosentilla viimeisten kolmen vuosikymmenen kuluessa. Tällä hetkellä kirahveja arvioidaan olevan alle 98 000.

Tilanne voi kuitenkin olla vieläkin huolestuttavampi, sillä jotkut kirahvilajit saattavat olla aiemmin arveltua suuremmassa vaarassa kuolla sukupuuttoon.

"Kirahvien määrä vähenee joka puolella Afrikkaa ja tutkimuksemme kertoo, kuinka väärinymmärretty laji se on. Voimme säilyttää kirahvipopulaatiot tehokkaasti ainoastaan, jos ymmärrämme kunnolla niiden käyttäytymistä ja ekologiaa. Siinä olemme pääsemässä vasta alkuun", Muller arvioi.

Vallitseva harhaluulo on, että kirahveja on "kaikkialla" Afrikassa, vaikka viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että niiden populaatiot ovat hajallaan ja nopeasti hupenemassa.

Mullerin johtama tutkimus keskittyi itäisen Afrikan kirahveihin, mutta jatkossa on tarkoitus selvittää niiden käyttäytymistä myös maanosan muilla alueilla. Tulosten toivotaan antavan viitteitä siitä, miten kirahvien suojelua pitäisi edistää.

Tutkimuksesta kerrottiin Bristolin yliopiston uutissivuilla ja se on julkaistu Journal of Zoology -tiedelehdessä (maksullinen)

Kuva: Zoe Muller, University of Bristol 

Rahtialus vie jääkuutioita Kansainväliselle avaruusasemalle

Ma, 05/21/2018 - 18:24 By Jari Mäkinen
IceCubes

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

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

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

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

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

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

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

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

IceCubes-räkki

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

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

Myös yhteydenpito tutkimuslaitteen kanssa käy nyt aiempaa helpommin. 

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

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

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

Miten homma toimii?

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

Joka tapauksessa periaatteessa tutkimuslaitteen lähettäminen avaruusasemalle on nyt hyvin helppoa.

1. Ota yhteyttä

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

2. Toteuttamiskelpoisuus pohditaan

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

3. Kehitys

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

4. Testit

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

5. Laukaisu avaruuteen

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

6. Käyttö avaruusasemalla

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

7. Valmis!

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

Kuvat: Space Applications Services ja Jari Mäkinen.

Tässä on jo toinen tähtienvälinen asteroidivierailija – ja tämän Aurinkokunta kaappasi itselleen

Ma, 05/21/2018 - 16:25 By Jari Mäkinen
2015 BZ509. Kuva: C. Veillet / Large binocular telescope observatory

Muistatko vielä Oumuamuan, viime vuoden lopussa otsikoissa olleen tähtienvälisen vierailija-asteroidin? Nyt tähtitieteilijät ovat löytäneet toinen Aurinkokunnan ulkopuolelta tulleen vierailijan, mutta tämä ei ole menossa läpi. Se kiertää Aurinkoa omalaatuisella radallaan.

Oli aika selvää, että Oumuamua ei jää ainoaksi löydetyksi interstellaariseksi vierailijaksi; kun kaukaa tulleita kappaleita osataan nyt katsoa tarkemmin, niitä varmasti löytyy enemmänkin.

2015 BZ509 on sellainen, tosin se on nähtävästi ollut Aurinkokunnassa jo parin miljardin vuoden ajan.

Tähtitieteilijät löysivät tämän hyvin lähellä Jupiterin rataa Aurinkoa kiertävän asteroidin jo marraskuussa 2014. Se herätti heti huomiota, koska se kiertää Aurinkoa päinvastaiseen suuntaan kuin kaikki muut Aurinkokunnan planeetat, asteroidit, komeetat ja muut kappaleet.

Tai siis melkein kaikki muut: aiemminkin on havaittu muutamia tällaisia "väärään suuntaan" kiertäviä kappaleita, mutta ne ovat erittäin todennäköisesti joutuneet kummalliselle radalleen jouduttuaan esimerkiksi liian lähelle Jupiteria. Jättiläisplaneetta on vempauttanut ohittajansa ihan toisenlaiselle radalle, ja uusi rata on hurjimmillaan ollut alkuperäiseen verrattuna päinvastaiseen suuntaan kulkeva.

2015 BZ509 ei kuitenkaan ole sellainen. Tänään julkaistuissa tutkimuksessaan tähtitieteilijät Fathi Namouni ja Helena Morais kertovat tehneensä miljoona simulaatiota asteroidin radasta hieman erilaisin lähtöarvoin, ja niiden mukaan on erittäin todennäköistä, että kappale on tullut tänne Aurinkokunnan ulkopuolelta, mutta jäänyt nalkkiin.

Se on saattanut olla täällä jopa ihan Aurinkokunnan alkuajoista alkaen, eli se olisi osunut näille kulmille Linnunrataa noin 4500 miljoonaa vuotta sitten.

Koska planeetat olivat tuolloin vasta kehittymässä, ei Jupiter ole varmaankaan ollut osallisena kappaleen kaappaamisessa. Sen sijaan 2015 BZ509 on kenties ollut hitaassa liikkeessä tähtienvälisessä avaruudessa ja Aurinko olisi alkanut vetää sitä vähitellen sen lähestyessä enemmän puoleensa.

Lopulta se olisi jäänyt Aurinkoa kiertämään. 

2015 BZ509:n rata. Lähde: Wikipedia

2015 BZ509 kiertää Auringon 11,65 vuodessa, mikä on hyvin lähellä Jupiterin kiertoaikaa 11,86 vuotta, paitsi että suunta on päinvastainen ja asteroidin rata on hieman soikeampi.

Ranskantaitoisille asteroidista on hyvä tarina Ranskan kansallisen tutkimuskeskuksen CNRS:n nettisivuilla (Fathi Namouni on CNRS:n tutkija Nizzassa sijaitsevassa Rivieran observatoriossa).

Tutkijat kurkistivat tähtien kehtoon

Ma, 05/21/2018 - 11:33 By Markus Hotakainen

Orion A on tähtienvälinen molekyylipilvi, jossa syntyy kaiken aikaa uusia tähtiä. Tutkijat ovat koonneet radioalueen havainnoista toistaiseksi tarkimman kartan tähtien kehdosta.

Orionin tähdistön suunnassa olevalla molekyylipilvellä on mittaa kymmeniä valovuosia. Sen alueella on eri vaiheissa olevia "tähtitehtaita", myös tiheitä tähtijoukkoja, jollaisessa Auringon arvellaan syntyneen lähes viisi miljardia vuotta sitten.

"Kartta kuvaa laajalla skaalalla fysikaalisia ilmiöitä, jotka kertovat, miten tähdet syntyvät molekyylipilvissä ja toisaalta miten nuoret tähdet vaikuttavat pilveen, josta ne ovat tiivistyneet", toteaa Shuo Kong, tutkimusartikkelin pääkirjoittaja.

Kansainvälistä tutkimusta johtivat Yalen yliopiston tähtitieteen professori Héctor G. Arce, ALMA-observatorion tutkija John Carpenter ja Caltechin tähtitieteen professori Anneila Sargent.

Kartta muodostettiin sekä yksittäisellä radioteleskoopilla Nobeyaman radio-observatoriossa Japanissa että Kaliforniassa sijaitsevalla radioalueen interferometrilla tehdyistä havainnoista. Suuren datamäärän käsittelyssä oli keskeinen rooli Yalen tieteellisen laskennan keskuksella.

"Kartoituksessa on yhdistetty ainutkertaisella tavalla kahdella hyvin erilaisella teleskoopilla tehtyjä havaintoja", kertoo tutkimukseen osallistunut Jesse Feddersen.

CARMA-interferometrilla (Combined Array for Research in Millimeter Astronomy) pystyttiin tarkastelemaan yksittäisiä syntymässä olevia tähtiä ja Japanin 45-metrisellä antennilla saatiin kerättyä tietoa jättimäisen molekyylipilven muodosta ja kaasun liikkeistä sen sisällä (kuvan värit kuvastavat erilaisia nopeuksia).

Kartan avulla tutkivat pystyvät tarkentamaan tähtien syntymalleja, joita voidaan soveltaa myös muiden galaksien tutkimuksessa. Laajaa molekyylipilveä koskevat havainnot antavat tietoa hyvin erilaisista tähtien kehitysvaiheista ja synnyinseuduista.

Tutkimus on julkaistu The Astrophysical Journal Supplement -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: NSF/S. Kong, J. Feddersen, H. Arce & CARMA-NRO Orion Survey team

Suorana labrasta 21/2018: Minna Nurminen Nesteen laadunvalvontalaboratoriossa

Ma, 05/21/2018 - 09:57 By Jari Mäkinen
Suorana labrasta: Minna Nurminen

Suorana labrasta menee tällä toukokuisella viikolla Nesteeseen: Minna Nurminen (eli @MinnasiskoN) on kesätyössä Neste Naantalin tuotantolinja 5:n laadunvalvontalaboratoriossa ja raportoi tekemisistään siellä.

Minna on hieman erilainen tapaus verrattuna suurimpaan osaan @suoranalabrasta -twiittaajista, sillä hän on aikuisopiskelija. Hän hyppäsi insinööri- ja laboratoriomaailmaan hiusalan yrittäjästä, mutta on tyytyväinen: "tämä on ollut kiehtovaa ja mukaansatempaavaa –aikuisopiskelu on ollut aivan mahtavaa!"

Hän opiskelee parhaillaan Turun ammattikorkeakoulussa prosessi- ja materiaalitekniikan insinööriksi ja valmistuu loppuvuodesta.

"Opintoni sisälsivät prosessi- ja materiaalitekniikan lisäksi matemaattis-luonnontieteellisiä aineita, laboratorioanalytiikkaa sekä laadun- ja projektinhallintaa. Teoriatietoa pääsin soveltamaan useissa erilaisissa yritysprojekteissa."

Alalle Minna kertoo hakeutuneensa yksinkertaisesti siksi, että hän on ollut kiinnostunut kemiasta ja kemianteollisuudesta. "Kiinnostukseni kierto- ja biotaloutta kohtaan ovat lisääntyneet entisestään tiedon ja opintojeni myötä".

"Rakastan luonnossa liikkumista ja yksi lempipaikoistani juosta kotikaupungissani Turussa on kaunis Ruissalon saari. Ruissalon kaltaisten puhtaiden ja luonnoltaan monimuotoisten paikkojen säilyminen maailmanlaajuisesti on erittäin tärkeää. Haluankin olla tulevan ammattini myötä osana kehittämässä ympäristömme hyvinvoinnille tärkeitä seikkoja työskentelemällä kiertotalouden ja kemianteollisuuden parissa."

Minna on jo toista kesää hommissa Nesteen Naantalin tuotantolaitoksen laadunvalvontalaboratoriossa. Siellä hänen työnkuvaansa kuuluvat laboratoriolaitteiden kalibrointi- ja huoltotoimenpiteet sekä laadunvalvonnan analysointi.

"Nesteellä työskentely on loistava näköalapaikka kemianteollisuuteen ja yritykseen, jossa pääsee kehittymään laajasti myös ympäristö- ja työturvallisuusasioissa."

Lisäbonuksena on se, että Naantalissa paistaa sanonnan mukaan aina Aurinko!

Alla on viikon twiiteistä kooste ja kaikki aiemmat koosteet on Wakelet-palvelussa.

Kiina lähettää illalla tietoliikennesatelliitin kuualuksia varten

Su, 05/20/2018 - 12:30 By Jari Mäkinen
Kiinan kuulinkkisatelliitti

Jos kaikki sujuu suunnitelman mukaan, nousee raketti lentoon Kiinasta nyt keskiyöllä ja lähettää avaruuteen ainutlaatuisen laitteen: tietoliikennesatelliitin, jonka tehtävänä on välittää tietoja Maahan myöhemmin tänä vuonna Kuuhun laskeutuvalta kiinalaisalukselta. Luppoaikanaan satelliitti tekee tähtitieteellisiä havaintoja.

Vuonna 2013 Kiina lähetti Kuun pinnalle Chang'e 3 -laskeutujan ja sen mukana pienen, sympaattisen kuukulkijan, Yutun. 

Myöhemmin tänä vuonna – mahdollisesti jo heinäkuussa – kiinalaiset laukaisevat Kuuhun uuden samanlaisen kaksikon. Chang'e 4 on käytännössä edellisen lennon toisinto, paitsi että nyt laskeutumispaikka tulee olemaan haastavampi: alus koetetaan saada Kuun etelänavan luona olevaan kraatteriin, joka on halkaisijaltaan 180 kilometriä.

Tämä Von Kármán -kraatteri on kiinnostava, koska sen pohjalta on havaittu paljon rautaoksidia ja toriumia. Siellä saattaa olla myös vesijäätä. Kraatteri on todennäköisesti myös eräs vanhimmista Kuun pinnanmuodoista.

Ongelmana on kuitenkin se, että kraatteri sijaitsee Kuun takapuolella. Kuuhan kääntää koko ajan saman puolensa kohti Maata, koska Kuun pyöriminen on lukittunut vuorovesivoimien vuoksi. Laskeutuja ei voi siksi olla suoraan yhteydessä Maahan, joten radiolinkkiä varten tarvitaan erityinen tietoliikennesatelliitti, joka sijaitsee sellaisessa paikassa, mistä on suora linja niin Maahan kuin laskeutumisalueellekin Kuun pinnalla.

Queqiao -nimen saanut linkkisatelliitti ohjataan Maan ja Kuun systeemin niin sanottuun toiseen Lagrangen pisteeseen. Ranskalaismatemaatikko Joseph-Louis Lagrangen vuonna 1772 laskemat pisteet ovat kohtia, joissa taivaankappaleiden vetovoimat yhdessä keskipakoisvoiman kanssa saavat aikaan sen, että pisteessä oleva alus pysyy lähes paikallaan.

Maan ja Kuun Lagrangen piste 2 on noin 64 000 kilometriä Kuun takana Maasta katsottuna, ja koska Queqiao käytännössä kiertää avaruudessa tuota pistettä, pystyy se välittämään kätevästi signaaleita lennonjohdon ja Kuun takapuolella olevan laskeutujan välillä.

Queqiao laukaistaan matkaan Pitkä Marssi 4C -kantoraketilla Xichangin satelliittilaukaisukeskuksesta Sichuanin maakunnasta Kiinan keskiosissa. Laukaisu on tarkoitus tehdä maanantaina aamulla kello 5.28 paikallista aikaa, eli Suomen aikaa maanantain puolella klo 00.28.

Chang'e 3 Yutu-kulkijan kuvaamana.

Silkkimatoja Kuuhun!

Chang'e 3:n näköinen Chang'e 4 on kiinnostava lento monessakin mielessä. Ensinnäkin se on ensimmäinen laskeutuminen Kuun takapuolelle ja myös ensimmäinen erittäin kiinnostavalle eteläiselle napa-alueelle. Se on järjestyksessään 20. laskeutuminen Kuun pinnalle ja jo toinen Kiinan tekemä laskeutuminen Kuuhun.

Laskeutujan mukana on paljon jo huomiota herättänyt pieni kapseli, jonka sisällä on silkkimatoja. Tarkoituksena on tutkia niiden elämistä Kuun pinnan olosuhteissa – toisin tietysti ilmaa sisältävän kapselinsa sisällä.

Mukana on jälleen myös pieni kulkija, joka tulee kuvaamaan ja tutkimaan laskeutumisaluetta muutaman sadan metrin säteellä.

Chang'e 4 on myös tärkeä askel kohti seuraavaa kiinalaislaskeutumista Kuuhun: Chang'e 5 -lennon on tarkoitus tuoda ensi vuonna viisi kiloa painava näyte Kuusta Maahan. Lento on myös teknisesti erittäin haastava ja kiinnostava, joten se on tieteellisen merkityksensä lisäksi osoitus Kiinan avaruustekniikan korkeasta tasosta.

Lento on periaatteessa samanlainen kuin oli neuvostoliittolaisen Luna 24:n näytteenhakulento vuonna 1976.

Kiinan tarkoituksena on lähettää ihmisiä Kuuhun vuoteen 2030 mennessä.

Harakoiden siipien silta

Kiinan kuualukset on nimetty kansantarinoiden mukaan. Siinä missä Chang'e on kiinalaisten Kuun jumalatar ja Yutu oli "kuukaniini", on Queqiao "harakoiden silta" ja se viittaa paitsi tietoliikennesiltaan laskeutujan ja maa-aseman välillä, niin myös tarinaan: tietotoimisto Xinhuan mukaan harakat tekevät kuukalenterin seitsemännen kuukauden seitsemäntenä yönä siivillään sillan, jotta Taivaiden jumalattaren seitsemäs tytär, Zhi Nu, voisi kulkea taivaalla olevan Linnunradan ylitse tapaamaan aviomiestään.

Queqiaolla on myös konkreettinen yhteys Linnunrataan, sillä sen mukana on hollantilaisten Astronin tekemä radiotutkimuslaite, NCLE (Netherlands Chinese Low-Frequency Explorer). Työhön ovat Alankomaiden puolelta osallistuneet myös Dwingeloon radio-observatorio, Nijmegenin yliopisto ja Delftissä oleva avaruusyhtiö ISIS.

Laite (kuvassa yllä) havaitsee hyvin matalia radiotaajuuksia, joita ei voida ottaa vastaan Maassa, koska ilmakehä ei päästä kunnolla lävitseen alle 30 MHz taajuudeltaan olevia sähkömagneettisia aaltoja. Kiinnostavaa laitteessa on myös se, että se voi ottaa vastaan matalia taajuuksia hyvin laajalla aallonpituuskaistalla. Tähtitieteilijät saavat radiolaitteellaan muun muassa lisätietoja maailmankaikkeuden alkuajoista sekä aurinkotuulesta.

Samalla kuukyydillä lähtee matkaan myös kaksi pientä kiinalaista radiotutkimussatelliittia, Longjiang-1 ja Longjiang-2.

Queqiao ei ole ensimmäinen Kiinan lento kauas Kuun radan ulkopuolelle. Chang'e 5-T1 testasi Chang'e 5:n laskeutumiskapselin toimintaa lokakuussa 2014 tekemällä koukkauksen Kuun ympäri ja palaamalla sieltä kovaa vauhtia takaisin Maahan.

*

Kuvat: Kiinan avaruushallinto, Kiinan tiedeakatemia ja Radboud Radio Lab / ASTRON / Albert-Jan Boonstra

Jutussa ollutta laukaisuaikaa on täsmennetty illalla, kun lisätietoja tarkasta ajankohdasta saatiin.

Koppahattu-ukko Isambard oli teollisen vallankumouksen esi-isäinsinööri

La, 05/19/2018 - 12:28 By Jari Mäkinen
Brunel

Tänään huomio kiinnittyy Windsoriin, paikkakuntaan noin 40 km Lontoosta lähteen. Siellä Thames-joen ylitse kulkee kuuluisa silta, jonka suunnitteli teollisen vallankumouksen eräs päätekijöistä. Siksipä tänään(kin) kannattaa uhrata ajatus Isambard Kingdom Brunelille.

Windsorin linna, missä Harry ja Meghan vihitään nyt lauantaina, on nähtävästi maailman vanhin edelleen asuttu linna.

Sitä on rakennettu vuosisatojen varrella, mutta linnan perustan loi itse Vilhelm Valloittaja joskus 1000-luvun alussa. Sen jälkeen linna on nähnyt monta valtiasta ja ympäristönsä muuttumisen keskiajan feodaalisesta yhteiskunnasta imperiumin keskukseksi ja nykyiseen, hieman alakuloiseen brexit-valtioon.

Eräs syy siihen, miksi Britannia nousi 1800-luvulla kukoistukseensa oli eittämättä teollinen vallankumous, joka sai alkunsa Kanaalin pohjoispuolella.

Kun puhe kääntyy teolliseen vallankumoukseen, tulee mieleen ensinnä junat ja höyrykoneet, tehtaat, sillat, punatiiliset rakennukset, tunnelit, laivat ja paljon muuta. Niitä olivat keksimässä ja tekemässä esimerkiksi Thomas Newcomen, ensimmäisen höyrykoneen keksijä, ja sen käyttökelpoisen version kehittäjä James Watt. Junista kuuluisat isä ja poika Stephenson, kenties vielä Richard Trevithick ja Thomas Telford.

Sen sijaan täällä Suomessa harva muistaa Isambard Kingdom Brunelin, joka Brittein saarilla on kuitenkin kuuluisa. Tai itse asiassa Bruneleita oli kaksi, isä Marc Isambard ja poika Isambard Kingdom.

Puoliksi normanni

Marc Isambard BrunelIsä-Brunel, Marc Isambard Brunel syntyi Normadiassa, Ranskan pohjoisosassa, 25. huhtikuuta 1769. Perheellä oli siellä hyvänkokoinen tila, ja kuten tapana oli, piti perheen vanhimman poikalapsen jatkaa tilan pitämistä ja tyttäret naitettiin pois muihin hyviin perheisiin.

Marc Isambard ei kuitenkaan ollut vanhin poika, joten hänen kohtalonsa piti oleman kirkonmiehen ura. Hän menikin pappiskouluun Rouenissa, mutta ura kirkonmiehenä ei häntä viehättänyt. Sen sijaan hän piti matematiikasta, luonnontuntemuksesta, piirtämisestä, latinasta ja kreikasta, ja aina kun mahdollista, Marc Isambard pakeni luostarista läheiseen puusepänverstaaseen apupojaksi.

Viimein munkkikoulun johtaja sai Marc Isambardin isän suostumaan siihen, ettei pojasta tehtäisi pakolla pappia. Niinpä isä laittoi selvästi välkyn poikansa laivastoon.

Kun Marc Isambard kiersi laivoilla maailmaa, tuli Ranskassa vallankumous. Palatessaan takaisin kotiin, hän huomasi rojalistina ja suhteellisen rikkaana olevansa varsin hankalassa tilanteessa. Hän muutti Roueniin, missä kuninkaalla oli edelleen kannatusta, ja tutustui siellä englantilaiseen orpotyttöön, Sofia Kingdomiin, jonka hänen veljensä oli lähettänyt Ranskaan kieltä oppimaan.

Nuoret rakastuneet olivat kuitenkin ongelmissa: Marc Isambard oli rojalisti ja Sofia oli ulkomaalainen. Heidän oli siis parasta lähetä maasta, mutta kohtalo heitti heidät erilleen. Sofia palasi vuonna 1793 Englantiin ja Marc Isambard lähti Atlantin toiselle puolelle, missä hän toimi vähän aikaa jopa New Yorkin kaupungininsinöörinä.

Hän tutki myös erilaisia tunneleita ja teki suunnitelman Washingtoniin rakennettavaksi päätetystä kongressitalosta – hänen suunnitelmansa voitti kilpailun, mutta sitä ei rakennettu, koska se oli liian kallis. Oli siis vähällä, että Capitol-kukkulan ikoninen rakennus olisi ranskalais-brittiläistä tekoa.

Vuonna 1798 Marc Isambard tapasi New Yorkissa Englannin laivaston kenraalimajurin ja kertoi hänelle uusimmasta keksinnöstään: uudesta tavasta tehdä takiloita laivoihin. Niinpä laivasto kutsui hänet heti Englantiin ja lupasi suuren tilauksen. Brunel purjehti Britanniaan ja löysi itsensä pian suunnittelemasta tehdasta takiloiden tekemiseen.

Hän etsi myös käsiinsä Sofian, he menivät naimisiin, asettuivat Portsmouthiin takilatehtaan läheisyyteen ja pariskunnalle alkoi tulla lapsia. Tyttöjen jälkeen 9. huhtikuuta 1806 syntyi sitten ensimmäinen poika, ja hän sai nimen Isambard Kingdom Brunel.

Isambard, koska se oli suvun miesten perinteinen nimi, Kingdom, koska se oli äidin sukunimi ja sukunimeksi tietysti Brunel.

Isambard pääsi nuoresta alkaen seuraamaan isänsä työtä ja osallistumaan siihen, ja nyt isä ohjasi omaa poikaansa insinööriksi. Varsinaista insinöörikoulutusta ei kuitenkaan ollut, vaan oppia piti hakea eri puolilta; Isambard lähetettiin oppiin Ranskaan, mutta koska hän ei ollut Ranskan kansalainen, hän ei päässyt hyvään valtiolliseen kouluun, vaan joutui tyytymään erilaisiin yksityisiin kouluihin. Mikä tärkeintä, isän suhteilla nuori Brunel pääsi oppiin kuuluisan mittalaitteiden tekijän Brequet’n työpajaan.

Kun Isambard tuli takaisin Englantiin 1818, hän pääsi heti työhön isänsä apulaiseksi. Hän sai paljon vastuuta jo nuorena, ja sen nuori Brunel kantoi mielellään, sillä hän ei halunnut tulla vain insinööriksi, vaan suureksi insinööriksi.

Juna

Teollinen vallankumous pääsee vauhtiin

1800-luvun alussa teollinen vallankumous oli jo alkanut. Britannia oli maailman johtava maa liikennevälineissä, raskaassa teollisuudessa, tekstiiliteollisuudessa, laivanrakennuksessa, merenkulussa, majakoissa, tieteellisten instrumenttien tekemisessä ja kaikilla näillä aloilla. Britannia oli vakiinnuttanut asemansa johtavana suurvaltana, ja sen johdosta oli olemassa suuri kysyntä insinööritaidoille.

Insinöörejä ei kuitenkaan ollut riittävästi.

Suurin osa insinööreiksi itseään kutsuneista oli itse asiassa muurareita tai seppiä, ja vaikka monet heistä olivat sinällään päteviä, ei useimmilla ollut laajempaa luonnontieteellistä koulutusta. Monet heistä tulivat myös hyvin vaatimattomista oloista, mikä tuon ajan Britanniassa oli suuri ongelma, koska sosiaalisia rajoja ei paljon ylitetty.

Marc Brunel oli kuitenkin ranskalainen, koulutettu ja varakkaasta suvusta, joten hän oli aristokraattien kanssa kuin kotonaan, vaikka ei ollut aatelinen tai kuulunut ylempiin piireihin. Hän oli itse asiassa vähän snobi ja hakeutui ystäväksi aatelisten kanssa koettaen saada heiltä suoraan erilaisia suunnittelutöitä. Suurin onnenpotku oli pääsy Wellingtonin herttuan ystäväksi, mikä toi hänelle sopimuksen Thamesin alittavan tunnelin suunnittelusta ja rakentamisesta.

Poika-Brunel tuli isäänsä, mutta oli jo nuoresta alkaen ollut hienostoväen kanssa, joten hän tuli toimeen erinomaisesti yhteiskunnan kerman kanssa. Hän oli kuitenkin tarpeen vaatiessa myös työläinen ja rahvasta – hän tuli oikein hyvin toimeen kaikkien kanssa.

Hyvä esimerkki nuoren Brunelin sosiaalisista kyvyistä on hänen ensimmäinen kunnollinen oma työnsä, Bristolissa edelleen oleva Cliftonin riippusilta.

Sillasta järjestettiin kaksi suunnittelukilpailua, joista molempiin Brunel osallistui, ja lopulta kilpailu ratkesi siihen, kun Brunel onnistui saamaan kilpailun raadin keskustelemaan innokkaasti erilaisten siltavaihtoehtojen tyylikkyydestä hinnan sijaan. Ja silloin Brunelin (kallein ja komein) suunnitelma valittiin..

Clifton Suspension Bridge, Avon-joen ylittävä suuri riippusilta on edelleen kaunis näky. Silta on Bristolin kaupungin tunnusmerkki ja hyvä esimerkki siitä, kuinka kaunis silta ja kaunis maisema voivat sopia yhteen.

Samaan tapaan kun teollisen vallankumouksen alkuaikoina teknologiaa romantisoitiin ja tehtaille kirjoitettiin runoja, voi Cliftonin riippusillan olevan Brunelin oma taiteellinen lisäys nättiin jokimaisemaan. Siinä on kaksi puiden peittämää rantatörmää, molemmilla puolilla ensin paksumpi punatiilinen torni ja kummankin päällä tummempi tiilinen pieni torni, jonka yläosaista riippusillan vaijerit lähtevät. Ja itse siltataso on suora, jäntevä ja geometrisen kaunis.

Sääli vain, että silta valmistui vasta Brunelin kuoleman jälkeen.

Silta on vain yksi Brunelin työ Bristolissa, minne tuo silta avasi hänelle ovet. Sillan rakennutti paikallisten maanomistajien ja liikemiesten muodostama yhtiö, joka oli hyvin vaikutusvaltainen joukko ihmisiä. Brunel tutustui moniin ryhmän jäseniin ja joidenkin kanssa hän ystävystyi oikein hyvinkin. Kun sitten eteen tuli uusia rakennustöitä, niin he tunsivat nuoren innokkaan ja pätevän insinöörin, ja antoivat hänelle töitä.

Sellainen oli mm. Bristolin sataman uudistaminen 1831, ja sellainen oli myös kunnianhimoinen suunnitelma rautatiehanke Bristolista Lontooseen. Brunel, joka oli tuolloin vasta 28-vuotias, piti erittäin hyvän ja vangitsevan puheen rautatietä kaavaileville liikemiehille ja onnistui myymään heille ideansa uudenlaisesta, nopeasta junayhteydestä. Kun junat tuolloin puksuttivat vain noin 20 km/h, oli Brunelin mielessä yli 100 km/h kulkevat junat ja niille tehdyt erikoisvalmisteiset radat. Aikansa luotijunat.

Hän suunnitteli juniaan vetämään uudenlaisen tehokkaan veturin, mutta siitä tuli hänen loisteliaan uransa ensimmäinen suuri epäonnistuminen. Vaikka Brunel oli selvästi erinomainen rakennusinsinööri, ei hän ollut ihan omiaan liikennevälineiden suunnittelussa. Veturi oli teoriassa erinomainen, mutta käytännössä surkea.

Niinpä hän palkkasi avukseen vuonna 1838 nuoren insinöörin, Daniel Goodgen, joka pelasti Brunelin suunnitelman tekemällä pikajunaan tarvittavan tehokkaan hyvän veturin.

Brunelin pikarautatien nimeksi tuli Great Western, ja nykyisin samaa rataa kulkeva juna on saman niminen.

Aikanaan linja oli hurjasti edellä aikaansa, sillä Brunel teki rautatiestään leveämmän kuin raideväli oli muualla Britanniassa. Näin juna kulki tasaisemmin ja oli mukavampi. Raiteet tosin korvattiin jo 1800-luvun lopussa muualla käytössä olleella kapeammalla.

Great Western -linjan päätepysäkki Lontoossa oli Paddingtonin asema. Nykyisin se on edelleen eräs Lontoon päärautatieasemista.

Brunel oli huomattavasti edellä aikaansa myös siinä, että hän inhosi höyryvetureita. Ne olivat hänen mielestään hankalia, meluisia, painavia, likaisia ja savuttavia hirviöitä, joten hän halusi päästä niistä eroon.

Yksi ratkaisu oli höyrynpainejuna, joka kuuluu taas sarjaan keksintöjä, jotka periaatteessa toimivat, mutta käytännössä eivät. Ideana oli se, että raiteiden keskellä olisi pitkä höyryputki, jonka keskellä olisi mäntä, josta menisi suoraan ylöspäin kiinnike junaan. Höyryputken päällä olisi siis koko putken pituinen viilto, reikä, jonka läpi männän varsi kulkisi. Putkessa olisi sitten läppälaitteisto, joka sulkisi reiän muualla kuin tukivarren kohdalla.

Radan vieressä olisi määrävälein höyrykattiloita, joista johdettaisiin putkeen paineen alaista höyryä - joka puolestaan työntäisi mäntää eteenpäin putkessa ja veisi junaa eteenpäin.

Ilmanpainejunan rautatie

Kuten yllä oleva, suunnitelman mukaan myöhemmin tehty mallikappale näyttää, oli systeemi monimutkainen. Se kuitenkin rakennettiin aikanaan, ja se toimi – tosin huonosti.

Höyryn ohjaamisen tarvittavat venttiilit eivät toimineet hyvin, hyötysuhde oli huono ja putken päällä oleva läppäsysteemi oli aivan liian monimutkainen. Läpät oli tehty nahasta, joka tuppasi kuivumaan ja halkeilemaan, joten sitä piti koko ajan rasvata ihralla (kun öljyä siis ei ollut), kunnes rotat ihastuivat syömään rasvaista nahkaa ja juna jäi siihen. Tämä atmosfäärijuna – kuten Brunel sitä nimitti – oli jälleen erinomainen ideana, mutta käytännössä täysi floppi. Siitä tuli toinen hänen suurista epäonnistumisistaan.

Ja sitten laivoja!

Bristolin liikemiehet pyysivät Brunelia tekemään heille myös laivan. Siitä tuli ensimmäinen, varta vasten edestakaiseen Atlantin yli kulkevaan liikenteeseen suunniteltu höyrylaiva.

Vuonna 1838 valmistunut SS Great Western oli tammirunkoinen siipirataslaiva, valmistuessaan suurin matkustaja-alus maailmassa. Se osoittautui toimivaksi ja saman kaltaisia laivoja tehtiin sen jälkeen useita.

Laivalle haluttiin pian sisarlaiva, mutta Brunel ei kuitenkaan halunnut tehdä laivasta identtistä toista versiota, koska se käytti jo hänen mielestään vanhentumassa olevaa tekniikkaa. Brunel halusi metallirunkoisen aluksen, jota veisi eteenpäin siipirattaiden sijaan potkuri. Sellaisia oli jo olemassa, mutta ne eivät olleet kovin hyviä; rungot olivat painavia ja hankalia verrattuna puurakenteisiin, ja potkurien hyötysuhde oli pieni verrattuna jo tositoimissa koeteltuihin siipirattaisiin.

Brunelin pitikin vakuuttaa laivan tilaajat potkurin toimimisesta ja kehittää itse potkuritekniikkaa eteenpäin. Ensimmäisenä potkurin laivaan laittanut Francis Pettit Smith ei ollut innostunut ideansa jalostamisesta, joten Brunel sai puhutta laivastolta käyttöönsä pienen aluksen, höyrylaiva Rattlerin, ja Brunel innostui toden teolla kokeilemaan sen avulla erilaisia potkureita.

Brunelin päiväkirjoissa onkin paljon enemmän merkintöjä SS Ratterista kuin telakalla jo valmistuvasta Great Britainista; sen tekeminen oli enää tylsää rakentamista, kun taas potkuritestit olivat kiinnostavampia.

Potkuri ja metallirakenne tekivät Great Britainista ainutlaatuisen laivan, mutta vaikka alus oli aikaansa edellä ja erinomainen, se ei onnistunut kääntämään historian kulkua siinä mielessä, että Bristol jo häviämässä Liverpoolille kilpailussa suurimmasta satamasta Atlantin-liikenteessä.

Niinpä Great Britain laitettiin pian reitille Liverpoolista New Yorkiin ja samalla haudattiin Brunelin ajatus junaradan jatkamisesta laivalla Bristolista Atlantin taa piti hylätä.

William Talbot'n huhtikuussa 1844 ottama kuva Great Britainista on todennäköisesti ensimmäinen koskaan otettu valokuva laivasta.

Kapteenin lokikirja: SS Great Britainin neljäs matka Liverpoolista New Yorkiin

Great Britainin kapteenin lokikirja kertoo hyvin, millaista oli matkaaminen Atlantin yli 1800-luvun puolivälissä aikansa parhaalla aluksella.

7. heinäkuuta 1846.
Moottorit käynnistettiin aamulla 5.50 ja alus irtaantui laiturista 8.30. Kello 9.35 pääsimme avomerelle, 10.12 ohitimme majakkalaivat jıa 10.45 jätimme luotsin pois laivasta. Kymmeneltä säädimme moottorin täysille ja höyrysimme ulapalle.

8. heinäkuuta.
Aamulla nopeus on vähän yli 9 solmua ja illalla jo 12 solmua.

10. heinäkuuta.
Moottori sammutettiin huoltoa varten, päivällä nostettiin purjeet ja moottori sammutettiin uudelleen varaosien vaihtamista varten. Laiva jatkoi sen aikaa purjeilla ja illalla sekä purjeilla että moottorilla.

11.-14. heinäkuuta.
Laiva puksutti tasaisesti eteenpäin moottoreilla ja purjeillaan noin yhdeksän solmun nopeudella.

15. heinäkuuta.
Jouduimme sammuttamaan moottorit kello 3.40 voimansiirtoketjujen huoltoa varten. Nostimme purjeet ja moottoreiden jälleen käynnistyttyä jatkoimme täyttä vauhtia eteenpäin klo 9.25. Iltapäivällä klo 3.30 kolme suurta jäävuorta näkyvissä, ohitimme illalla klo 7 kaksi jäävuorta.

16. heinäkuuta.
Ilman lämpötila 13°C veden 9°C. Alus on täydessä sumussa, moottorit hiljaisella käynnillä, purjeet ovat ylhäällä. Kello 12.10 maata näkyvissä, oletettavasti Ball Head tai Cape Broyle. Sumua. Myöhemmin havaitsimme toisen laivan. Sumua. Eteenpäin hitaasti, pysähdys, moottoreilla hitaasti eteen noin 2 minuuttia, seis ja havainnointia. Päätimme mennä toisen laivan luo ja kysyä sieltä sijaintiamme.

17. heinäkuuta.
Sumu jatkuu. Kuljemme moottorilla ja täysillä purjeilla. Ohitamme ison amerikkalaisen laivan. Sumu häipyy hetkeksi illalla.

18. heinäkuuta.
Taas sumua, hyvin paksua sumua. Sammutamme moottorin huoltoa varten.

19. heinäkuuta.
Sumua iltaan saakka, mutta sitten sumu häipyy. Moottorit pysähdyksissä pari kertaa päivän aikana, mittasimme veden korkeutta useita kertoja päivän aikana.

20. heinäkuuta.
Taas sankkaa sumua. Nostimme kaikki purjeet aamupäivällä ja jatkamme moottorilla. Illalla 9.30 näkyviin tulee Neverpoints Lights ja Sandy Shoots Light kello 10.

21. heinäkuuta.
Nokka kohti Staten Islandia. Sammutamme illalla klo 5.15 moottorin huoltoa varten, voimansiirtoketjut ovat hyvin huonossa kunnossa. Sää hyvä koko päivän.

22. heinäkuuta.
Saavutaan New Yorkiin hyvässä säässä. Tarkastuksessa löysimme muutamia rikkoontuneita pintalevyjä nokassa ja laivan reunoissa, mutta laiva ei kuitenkaan vuoda juuri lainkaan. Laivan siivoaminen ja uuden hiilen lastaaminen aloitetaan heti.

Katse itään (ja taas uuteen laivaan)

SS Great Britain löi nopeusennätykset Englannin ja New Yorkin välillä, mutta syksyllä 1846 se ajoi Irlannissa rantaan ja jäi niin tukevasti kiinni, että se saatiin irti vasta seuraavana kesänä. Vaikka laiva ei ollut syypää kolariin ja vaikka laiva saatiin kunnostettua, meni sen omistajayhtiö konkurssiin.

Brunelille tämä tosin toi jälleen uuden mahdollisuuden, sillä nyt insinöörin mielessä oli visio yhä suuremmasta laivasta: mitä suurempi laiva olisi, sitä vähemmän suhteellisesti polttoaine ja moottori veisi sen tilavuudesta, jolloin tilaa olisi enemmän hyötykuormalle, matkustajille ja ennen kaikkea hyvin maksavien luksusluokan matkustajien hyteille.

Uudesta laivasta tulisi niin suuri, että siihen mahtuisi niin paljon hiiltä, että se voisi mennä ilman välipysähdystä Uuteen-Seelantiin, Intiaan tai Australiaan ja takaisin. Se ei olisi riippuvainen polttoaineesta matkan varrella, mikä tosin teki siitä hieman epätaloudellisen, sillä hiilen kuljettaminen koko matkan ajan ei ole kannattavaa. Tuolloin tosin ajateltiin, ettei Australiassa olisi tarpeeksi hiiltä tai puuta paluumatkaa varten, joten lähtiessä laivassa olisi hyvä olla polttoainetta koko menopaluumatkaa varten.


Brunel (toinen oikealta) Great Easternin työmaalla.

Ajatus riippumattomuudesta kuitenkin viehätti Brunelia jo sinällään ja aluksen "valtava" koko oli jatkuva inspiraation lähde hänelle. Hän teki suunnitelmat hyvin tarkasti ja nopeasti, ja vaikka hänellä oli varsin suuri työ saada rahoittajia laivalleen, se onnistui. Vuonna 1854 perustettiin Eastern Steam Navigation Company, joka tilasi lopulta laivan.

Itse asiassa he aikoivat tilata kaksi laivaa, jotta he voisivat hoitaa jatkuvaa liikennettä Aasian ja Britannian välillä, mutta he eivät päässeet yhtä laivaa pitemmälle, koska yhtiö hajosi ensimmäisen laivan tekemisen aikana kahdeksi yhtiöksi. Mutta Eastern Steam Navigation Company tilasi laivan ja nimitti Brunelin sen pääinsinööriksi.

Brunel puolestaan teki suunnitelmat ja valvoi rakentamista, mutta antoi itse laivan rakentamisen alihankkijan, kokeneen laivanrakentajan John Scott Russelin tehtäväksi.

Valitettavasti vain yhteistyöstä ei koskaan tullut sellaista kuin siitä piti tulla, koska Brunel halusi pitää kaikki langat käsissään. Russell oli perinteinen laivanrakentaja, joka osasi tehdä aluksia hyvin ja myös niellä omanarvontuntonsa, kun nousukasmainen julkkisinsinööri selitti koko ajan mitä tehdä. Ongelmaksi muodostuikin ennen kaikkea se, että Brunelin ote oli uudenlainen. Hän halusi organisoida koko rakennusprojektin, eli se oli systeemi, mihin tuotiin sisään työntekijöitä, metallilevyjä, niittejä ja muita tarvikkeita, ja tuloksena olisi valmis laiva.

Se oli todennäköisesti ainoa mahdollinen tapa tehdä niin suuri laiva, mutta kaikkea muuta kuin Russellin perinteinen käsityöläinen tapa tehdä laivoja. Brunel oli lisäksi hyvin tarkka käyttämänsä materiaalin laadusta ja hänellä oli omia tarkastajia metallintoimittajien luona varmistamassa, että tavara on hyvää ja vastaa lupauksia. Brunelin laaduntarkkailusysteemi oli aivan nykyaikainen ja hurjasti aikaansa edellä.

Russell, sen sijaan että olisi tehnyt toisella tavalla tai protestoinut, jatkoi laivan tekemistä omalla tavallaan. Hitaasti. Kun Brunel kehotti panemaan työhän vauhtia, oli Russellilla puolellaan viereisten telakoiden omistajat. He olivat osin mukana hankkeessa siitä syystä, että laiva oli niin suuri, ettei se mahtunut kokonaan Russelin telakalle, vaan sen perä ja nokka olivat naapurien puolella.

Syynä ei ollut pelkkä koko, vaan myös se, että Brunel oli halunnut kauaskatseisesti laivan tehtävän pitkittäin joen suuntaan. Jos se olisi tehty tavalliseen tapaan joen nähden poikittain, sen vesillelasku olisi tukkinut koko Thamesin liikenteen mahdollisesti jopa päiviksi. Ja voi olla, ettei se olisi voinut kääntyä joessa lainkaan. Hyvästä suunnittelusta huolimatta Great Easternin vesillelasku kesti päiväkausia.

 

Great Eastern oli erinomainen laiva ja edellä aikaansa. Siinä oli esimerkiksi moottoroitu ohjaussysteemi, kompassit, jotka on suojattu laivan rungon raudan magneettisuutta vastaan, ja uudenlaisia navigaatiolaitteita. Vastaavanlaisia laivoja ei tehty ennen kuin 1900-luvun alussa.

Taloudellisesti se oli kuitenkin katastrofi. Sen rakentaminen kestivät paljon suunniteltua pitempään ja tuli paljon laskettua kalliimmaksi (kuten melkein kaikki Brunelin hankkeet), eikä laiva lopulta päätynyt koskaan säännölliseen liikenteeseen Australian ja Britannian välillä.

Siitä tuli kuitenkin kuuluisa siksi, että sen avulla onnistuttiin laskemaan ensimmäisen kunnollisen lennätinkaapeli Atlantin poikki vuonna 1866.

Osasyy laivan epäsuosioon oli myös se, että muut laivanrakentajat halveksivat tätä uudenaikaista jättiläistä. Eräs kilpailija totesi, että ”lähettäkää se Brightoniin ja kaivakaa hiekkarantaan reikä, johon sen voisi ajaa. Laivasta voisi tulla hyvä huvittelulaituri, sen ruumaan voisi tehdä kylpylän, sen kannen alla voisi olla hotelli, ravintoloita, tanssisaleja. En keksi mitään muuta käyttöä sille, kuin huvittelukeskus.”

Ensimmäinen ja viimeinen suuri insinööri

Great Easternin tekeminen oli niin suuri ponnistus, että se vei osaltaan Brunelin ennenaikaiseen hautaan. Se univelka ja hermopaine mitä laivan tekeminen, markkinoiminen ja sen epäonnistumisen seuraaminen vaati, oli yhtä valtavaa kuin itse laiva.

Brunel eli tosin muutenkin epäterveellisesti, hän poltti sikareita ja nautti hyvästä ruoasta ja juomasta. Hän oli kuitenkin olemukseltaan heiveröinen, ja pitkän – ja vaarallisen – uransa aikana hän oli joutunut moniin onnettomuuksiin. Ei ollut sinänsä siis ihme, että hän kuoli vain 53-vuotiaana.

Päivä oli 15. syyskuuta 1859.

Noihin aikoihin tieteen ja tekniikan ammatit alkoivat erikoistua, ja niinpä Brunel oli eräs viimeisistä kaikkia eri insinööritaidon aloja hallinneita insinöörejä. Itse asiassa jo tuolloin ihan kaikkea ei nerokaan voinut hallita, sillä siinä missä Brunelin laivat olivat hyviä, olivat hänen junansa huonoja. Parhaimmillaan hän oli varmaankin siltojen suunnittelijana.

Tulevaisuudessa tilanne voi olla jälleen toinen, kun kaikkia tulevaisuuden ammatteja ei pystytä ennustamaan. Ei ole enää merkityksellistä kouluttautua tiettyä, hyvin rajallista alaa varten, vaan kerätä paljon perustietoa eri aloilta ja käyttää sitä hyväkseen. Yleisosaajat ovat tulossa taas, ja siksi kannattaa katsoa taaksepäin esimerkiksi juuri Bruneliin. Hän oli hyvin laaja-alainen, taiteellisesti luova ja teknisesti lahjakas, osasi markkinoida omaa osaamistaan ja henkilöään, ja ennen kaikkea hän osasi muuttaa ideansa toimiviksi laitteiksi.

Kuninkaallisia häitä katsoessa kannattaakin siis koettaa löytää kuvista jostain se Windsorissa oleva kaunis, Brunelin suunnittelema rautatiesilta.

Museoviikolla Lenin kohtaa ilmatorjunnan

Pe, 05/18/2018 - 16:41 By Jari Mäkinen
Museoviikon logo

Tänään perjantaina 18. toukokuuta on kansainvälinen museopäivä ja tämä koko viikko on Suomessa museoviikko. Se huipentuu huomenna lauantaina, jolloin monissa paikoissa vietetään museoiden yötä. Kannattaa mennä mukaan – ellei muuta niin siksi, että usein sisään pääsee ilmaiseksi!

Me Tiedetuubissa pidämme museoista. Niissä voi katsoa taaksepäin historiaan, ihmetellä menneiden aikojen asioita ja esineitä, mutta myös tähytä tulevaisuuteen ja miettiä, miten oikeastaan elämme nytkin historian keskellä. Kuinka antiikkisilta nyt modernit laitteet tuntuvatkaan varmasti muutaman vuosikymmenen kuluttua.

Eipä siis aikaakaan, kun nauramme esimerkiksi autoissa oleville polttomoottoreille, jotka toimivat sylinterien sisälle kahlituilla räjähdyksillä! Ainakin itse en voi olla enää käynnistämättä autoa ilman mielikuvaa ammoisista höyrykoneista.

Monissa museoissa katsotaankin suoraan tulevaisuuteen. 

Vuoden 2018 Kansainvälisen museopäivän teema on Hyperconnected museums: New approaches, new publics.

Kansainvälinen teema on myös Suomen Museoviikon pääteema tiivistettynä ytimekkäästi kahteen sanaan: Verkostot esille. Tämä näkyykin museoviikolla ja sen tapahtumissa. 

Yli 60 museota Ainolasta Ilmatorjuntamuseon kautta Lenin-museoon sekä merimuseoihin ovat mukana viettämässä museoviikkoa ja järjestävät sen tiimoilta näyttelyitä, opastuksia, kesänäyttelyiden avautumisia, luentotilaisuuksia, esitelmiä ja työpajoja.

Lista museoista ja kalenteri eri tapahtumista on osoitteessa museoviikko.fi.

Tieteellisteknisessä mielessä kiinnostavimpia ovat esimerkiksi Alvar Aalto -museo, Arkkitehtuurimuseo, Forssan Luonnonhistoriallinen museo, Ilmatorjuntamuseo, Jyväskylän yliopiston tiedemuseo, Viestikeskus Lokki Mikkelissä, Näyttelykeskus WeeGee (ja sen Futuro-näyttely!), Postimuseo, Päivälehden museo, Rauman merimuseo, Suomalaisen kirjan museo Pukstaavi, Suomen Ilmailumuseo, Suomen maatalousmuseo Sarka, Suomen merimuseo, Suomen Rautatiemuseo, Tekniikan museo ja Valvillan tehdasmuseo.

Muitakin museoita maassamme on, ja vaikka ne eivät erityisesti ole mukana Museoviikolla, kannattaa niissäkin käydä.

Katso myös Tiedetuubin tiedekiinnostavuuskarttaa!

Näin kesälomia suunnitellessa kannatta vilkaista myös Tiedetuubin tiedekiinnostavuuskarttaa, missä on yli sata kiinnostavaa kohdetta ympäri maailman. Ja lisää tulee koko ajan, kunhan kesäkausi pääsee taas käyntiin.

Oletko vieraillut jossain paikassa, jota ei ole kartalla ja joka kannattaisi ottaa mukaan? Mikäli haluat lähettää kuvia tai kertoa laajemmin jostain kohteesta, niin laita sähköpostia: toimitus@tiedetuubi.fi.

Outoa lasersäteilyä – onko Muurahaissumussa muukalaisia?

Pe, 05/18/2018 - 12:55 By Markus Hotakainen

Muurahaissumu on tähden kuolinkouristuksissa avaruuteen puhaltunut kaasupilvi. Uusien havaintojen mukaan tähtiruumiin rinnalla piileksii toinen tähti – alieneita ei löytynyt tälläkään kertaa.

Muurahaissumu eli Menzel 3 on eteläisellä taivaalla Kulmaviivoittimen tähdistön suunnassa noin 8 000 valovuoden etäisyydellä sijaitseva planetaarinen sumu. Se on syntynyt Auringon kokoluokkaa olevan tähden puhaltaessa uloimmat kerroksensa avaruuteen, jolloin jäljelle on jäänyt suunnilleen maapallon kokoinen valkoinen kääpiö.

Euroopan avaruusjärjestön Herschel-avaruusteleskoopilla tehtyjen infrapunahavaintojen perusteella Muurahaissumusta tulee lasersäteilyä. Vastaavanlaisia kohteita tunnetaan vain muutama, sillä avaruudessa lasersäteilyn synty edellyttää aivan tietynlaisia olosuhteita.

Mielenkiintoinen yhteensattuma on, että Muurahaissumun 1920-luvulla löytänyt ja luetteloinut Donald Menzel esitti aikoinaan, että tällaisissa kaasupilvissä voi esiintyä valon vahvistusta säteilyn stimuloidun emission avulla – eli lasersäteilyä. Silloin laseria ei ollut vielä saatu toimimaan laboratoriossakaan.

"Havaitsimme hyvin harvinaista laseremissiota, jonka selittyy vedyn rekombinaatiolla", kertoo tutkimusta johtanut Isabel Aleman.

Tällaista lasersäteilyä voi syntyä ainoastaan olosuhteissa, joissa tähden lähellä on hyvin tiheää kaasua. Havaintojen ja laskennallisten mallien vertailu osoittaa, että tiheyden on oltava noin 10 000 kertaa suurempi kuin yleensä planetaarisissa sumuissa ja myös Muurahaissumun ulommissa osissa.

Yleensä planetaarisen sumun keskellä olevan kuolleen tähden ympäristö on tyhjää täynnä. Ulospäin puhaltunut kaasu on karannut avaruuteen ja jos jotain on jäänyt jäljelle, valkoinen kääpiö on vetänyt sen gravitaatiollaan puoleensa.

"Ainoa mahdollisuus näin tiheän kaasun esiintymiselle lähellä tähteä on sitä ympäröivä kiekko. Olemmekin havainneet sumun keskellä tiheän kiekon, joka näkyy sen tason suunnasta. Asento selittää osaltaan lasersignaalin voimakkuuden Maasta katsottuna", selittää tutkimukseen osallistunut Albert Zijlstra.

"Kiekon olemassaolosta voidaan päätellä, että valkoisella kääpiöllä on tähtikumppani, sillä kaasun päätymistä sitä kiertävään kiekkoon on vaikea selittää ilman seuralaisen vaikutusta. Lasersäteilyn ansiosta voimme tarkastella ainutkertaisella tavalla planetaarisen sumun keskellä olevaa kuollutta tähteä ympäröivää kiekkoa."

Löydöstä kerrottiin Manchesterin yliopiston uutissivuilla ja tutkimus on ilmestynyt Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -tiedejulkaisussa (maksullinen).

Kuva: NASA/ESA/Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Karttaperhonen, osa I

To, 05/17/2018 - 19:34 By Markus Hotakainen

Yksi ja sama perhonen, kaksi erilaista sukupolvea. Karttaperhosen ulkonäkö riippuu siitä, milloin sen näkee lentelemässä.

Toukokuun aikainen lämpöaalto on hellinyt myös perhosia ja äkisti herännyt luonto on tarjonnut niille einestä. Suomen perhoslajiston myöhäisiä tulokkaita on karttaperhonen, joka tavattiin maassamme ensimmäisen kerran vasta 1970-luvun alkuvuosina.

Alkujaan keski- ja itäeurooppalainen laji pysyi harvinaisena vuosituhannen vaihteeseen saakka, mutta sittemmin karttaperhonen on ilmastonmuutoksen myötä yleistynyt eikä sen näkeminen ole etenkään eteläisessä ja itäisessä Suomessa enää mitenkään erikoista.

Erikoista on sen sijaan karttaperhosen kahden sukupolven välinen selkeä ero ulkonäössä.

Keväinen sukupolvi on liikkeellä juuri nyt eli toukokuun loppupuolella ja kesäkuussa. Kuvan yksilö on kuvattu Nuuksiossa tänään eli 17.5. Se muistuttaa jonkin verran herukkaperhosta, mutta on väreiltään kirkkaampi ja kooltaan pienempi.

Nimensä karttaperhonen on saanut siipien alapinnan kuvioinnista, joka muistuttaa huomattavasti perinteistä karttakuvaa. Tieteelliseltä nimeltään laji – nimenomaan kevätversio – on Araschnia levana f. levana.

Vuoden toinen, niin sanottu kesäsukupolvi, tunnetaan nimellä Araschnia levana f. prorsa. Sen siivet ovat voittopuolisesti tummanruskeat, joskus lähes mustat, kevätversiolle tyypillistä oranssia on vain siipien reunamilla. Valkoista sen sijaan kulkee siivissä leveänä raitana.

Tällaista saman vuoden aikana esiintyvien sukupolvien välistä eroa sanotaan sesonkidimorfismiksi.

Äkkiseltään karttaperhosen kesäsukupolven yksilö muistuttaa jonkin verran haapaperhosta, mutta koon puolesta niitä on mahdoton sekoittaa: karttaperhosen siipien kärkiväli on vain noin kolmannes haapaperhosen vastaavasta mitasta.

Karttaperhosen toinen sukupolvi lähtee lentoon heinäkuun puolenvälin tietämissä. Ajallisen ja ulkonäöllisen eron seurauksena sitä ei usein edes tunnisteta karttaperhoseksi – tai sitten keväistä sukupolvea luullaan joksikin "oudoksi" tulokaslajiksi.

Kuva: Markus Hotakainen

Suorana labrasta 20/2018: Scifest Joensuussa

To, 05/17/2018 - 15:54 By Toimitus
SciFest -logo

Suomen suurin tiedefestivaali SciFest on alkanut Joensuussa! Scifestin tiimi on tällä viikolla Suorana labrasta -hankkeen twiittaajana ja saamme nyt tunnelmia suoraan tapahtumasta! Tätä ennen twitter-viestit ovat näyttäneet jo kiihkeitä valmisteluja ja lopulta saamme myös tunnelmia sekä maisemia tapahtuman jälkeen. Taatusti erilainen @suoranalabrasta -viikko!

SciFest on Joensuun Tiedeseura ry:n ja Itä-Suomen yliopiston järjestämä tapahtuma, joita on pidetty jo vuodesta 2007 alkaen. Tämänvuotinen SciFest on järjestyksessään siis jo kahdestoista.

Festivaalipaikkana 17.-18.5.2018 on Joensuu Areena.

Teemana nyt on "Tiede kohtaa kulttuurin" ja se liittyy Euroopan kulttuuriperinnön juhlavuoteen. SciFest ei kuitenkaan keskity pelkästään tähän teemaan, vaan se tarjoaa kaikkea tieteeseen, tekniikkaan ja ympäristöön liittyvää toimintaa: työpajoja, kilpailuja, luentoja, vuorovaikutteisia näyttelyitä ja paljon muuta tieteeseen, ympäristöön ja teknologiaan liittyvää asiaa.

Tapahtuman pääkohderyhmänä ovat 11-16 vuotiaat koululaiset, toisen asteen opiskelijat ja opettajat. Osa tapahtuman toiminnoista on suunnattu kouluille, ja ne vaativat ennakkoilmoittautumisen ennen tapahtumaa. Vapaita paikkoja voi katsoa SciFestin nettisivuilla olevassa kalenterissa ja siellä on myös lisätietoja. 

Työpajoissa osallistujat pääsevät innostumaan ja oppimaan uutta tieteestä ja teknologiasta itse tekemällä ja kokeilemalla. 

Tarjontaa on silti kaikille päiväkoti-ikäisistä senioreihin saakka ja paikalle voi tulla tapahtumapäivänä ilman ilmoittautumisia. Tähtenä tänä vuonna on Esko Valtaoja.

SciFestin twittertili herää tällä viikolla eloon lähettämällä kuvia ja tunnelmia festivaaliin valmistautumisesta ja sitten tapahtuman aikaan seuraamalla menoa paikan päällä. Pääsemme näin mukaan avajaisia edeltävään paniikkiin sekä virtuaalisesti mukaan itse tapahtumaan.

Vihreä, myrkyllinen liskonveri voi olla ratkaisu malariaan

To, 05/17/2018 - 15:06 By Toimitus
Prasinohaema prehensicauda

Australian pohjoispuolella on Uusi-Guinea, vaikeakulkuinen pääosin viidakon peittämä saari, missä on monenlaisia, omituisia kasveja ja eläimiä. Eräs niistä on Prasinohaema prehensicauda, lisko, jolla on vihreää, myrkyllistä verta. Nyt siitä ollaan kehittämässä lääkettä ihmisille.

Yleensä ajattelemme, että veri on aina punaista. 

Näin onkin, paitsi jos olet lisko. Prasinohaema-lajiin kuuluvien kaivajaliskojen, eli skinkkien veri on paitsi vihreää, niin myös myrkyllistä. Vihreyden vereen tuova pigmentti nimeltään biliverdiini on varsin voimakas myrkky, ja vaikka liskoilla sitä on veressään 40 kertaa enemmän mikä ihmiselle olisi tappavaa, voivat liskot oikein hyvin.

Louisianan osavaltion yliopistossa (LSU, Louisiana Spate University) Yhdysvalloissa oleva tutkijaryhmä on analysoinut verinäytteitä 27 vihreäverisestä liskosta ja 92 niiden kanssa läheistä sukua olevasta, mutta punaverisestä liskosta. Nyt ryhmä koettaa kehittää sen avulla lääkettä malariaan ja muihin vastaaviin loistauteihin.

"Paitsi että näillä liskoilla on suurin biliverdiinipitoisuus veressään kaikkiin muihin eläimiin verrattuna, ovat ne kehittäneet jännittävän vastustuskyvyn verensä myrkyllisyydelle", selittää tutkijatohtori Zachary Rodriguez LSU:n yliopiston tiedotteessa.

"Jos voisimme ymmärtää mikä saa liskot vastustuskykyisiksi keltatautia vastaan, voisimme kenties kehittää välineitä moniin ihmisilläkin oleviin terveysongelmiin."

Rodriguez, ryhmää johtava professori Chris Austin ja muut ryhmän jäsenet ovatkin jäljittäneet vihreän veren kehityshistoriaa ja siksi he ovat tutkineet kaikkiaan 51 erilaista liskolajia Uudessa-Guineassa. Kuusi kaivajaliskoista oli vihreäverisiä ja näistä kaksi on ollut tuntemattomia aikaisemmin. 

Heidän mukaansa vihreäverisissä kaivajaliskoissa on selvästi neljä erilaista kehityslinjaa, ja samankaltaisia kehityslinjoja on havaittavissa niiden punaverisissä sukulaisissa.

Tutkimuksen mukaan vihreä veri kehittyi itsenäisesti eri liskolajeille, eli se näyttää olevan sopeutumisen tulosta.

Aikaisemmin on tiedetty, että normaalia suurempi pigmentin määrä veressä on yleensä ollut eläimille hyödyksi; se toimii kuin antioksidantti, joka auttaa suojautumaan useita sairauksia vastaan.

Vihreän veren pigmenttien toiminta on sen sijaan ollut arvoitus, mutta nyt tiedetään esimerkiksi se, että biliverdiini-pigmentin kanssa läheinen bilirubiini on malarialoisille myrkyllistä.

Tutkimusryhmän jäsen. Amerikan luonnonhistoriallisen museon professori Susan Perkins toteaakin, että vihreä veri saattaa olla avuksi, kun kehitetään lääkkeitä esimerkiksi malariaa vastaan. 

*

Tutkimusryhmän tekemä artikkeli "Multiple origins of green blood in New Guinea lizards" ilmestyi eilen Science Advances -julkaisussa. Kuvat: Chris Austin, LSU.

Elämälle tärkeää happea oli jo 500 miljoonan vuoden ikäisessä maailmankaikkeudessa

Ke, 05/16/2018 - 18:46 By Markus Hotakainen

Happi on tuntemamme elämän kannalta keskeinen alkuaine. Se on syntynyt tähtien sisuksissa jylläävissä fuusioreaktioissa – uuden tutkimuksen mukaan jo maailmankaikkeuden vauvaiästä alkaen.

Vetyä, heliumia ja litiumia lukuun ottamatta kaikki universumin alkuaineet – myös elämän kannalta keskeiset hiili, happi ja typpi – ovat tulosta tähtien ydinfuusiosta. Ikääntyvien tähtien räjähtäessä alkuaineet leviävät avaruuteen ja niiden määrä kasvaa tähtisukupolvesta toiseen.

ALMA-teleskoopilla (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) tehtyjen havaintojen perusteella happea on esiintynyt maailmankaikkeudessa jo 13,28 miljardia vuotta sitten eli vain 500 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Universumin ikä oli tuolloin ainoastaan neljä prosenttia nykyisestä.

Jotta nuoreen galaksiin, joka tunnetaan luettelotunnuksella MACS1149-JD1, olisi ennättänyt kertyä havaittava määrä happea, sen tähtien on täytynyt syttyä loistamaan jo paljon aikaisemmin, vain 250 miljoonan vuoden ikäisessä maailmankaikkeudessa.

"Oli jännittävää nähdä kaikkein kaukaisimman hapen signaali", kertoo tutkimusta johtanut Takuya Hashimoto Osaka Sangyo -yliopistosta.

"Äärimmäisen kaukainen ja äärimmäisen nuori galaksi osoittaa hämmästyttävää kemiallista kypsyyttä", ihmettelee puolestaan Wei Zheng, jonka johdolla määritettiin galaksin etäisyys Hubble-avaruusteleskoopin avulla.

Supernovaräjähdysten seurauksena tähtienväliseen avaruuteen levinnyt happi kuumeni ja ionisoitui massiivisten tähtien voimakkaassa säteilyssä, ja alkoi hohtaa infrapunasäteilyn aallonpituuksilla.

Yli 13 miljardissa vuodessa maailmankaikkeuden laajeneminen on venyttänyt hapen lähettämän säteilyn aallonpituutta niin paljon, että nykyisin se on havaittavissa ALMA-teleskoopin rekisteröimällä millimetrialueella.

Itse asiassa hapen ja sitä sisältävän nuoren galaksin etäisyys määritettiin nimenomaan aallonpituudessa tapahtuneen muutoksen perusteella. Havainto varmistettiin Euroopan eteläisen observatorion VLT-teleskoopilla ja lisätietoa galaksista saatiin infrapuna-alueella toimivalla Spitzer-avaruusteleskoopilla.

Sen lisäksi, että happea ei ole koskaan aiemmin havaittu näin etäältä, MACS1149-JD1 on myös kaukaisin galaksi, jonka etäisyys on onnistuttu määrittämään tarkasti.

Tutkijat arvelevat, että galaksin tähdet syntyivät 250 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Niiden voimakas säteily ja tähtituuli puhalsivat ylijääneen kaasun galaksista ulos, jolloin uusia tähtiä ei syntynyt pitkiin aikoihin.

Vasta noin 250 miljoonaa vuotta myöhemmin galaksiin oli kertynyt riittävästi kaasua uutta tähtisukupolvea varten. Uusien tähtien säteily puolestaan ionisoi edellisen sukupolven tuottaman hapen.

"Nyt tehdyn löydön ansiosta olemme päässeet tarkastelemaan tähtien kehityshistorian varhaisinta vaihetta", Hashimoto toteaa.

Tutkimuksesta kerrottiin NRAOn (National Radio Astronomy Observatory) uutissivulla ja se on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuvat: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / NASA/ESA Hubble Space Telescope / W. Zheng (JHU) / M. Postman (STScI) / the CLASH Team / Hashimoto et al. [otsikkokuva]; NRAO/AUI/NSF / S. Dagnello [taiteilijan näkemys]

Marsia kohti lentävä nanosatelliitti otti upean kuvan maapallosta

Ke, 05/16/2018 - 17:49 By Jari Mäkinen
Kuva maapallosta ja Kuusta MarCO-B:n oittamana

Maapallo on pieni planeettaa suuressa, tyhjässä ja kylmässä avaruudessa. Monet toki tietävät tämän, mutta sen näkeminen on aina yllättävää. Kohti Marsia lentävä pieni MarCO-luotain otti kuvan Maasta ja Kuusta, ja kuva on yksinkertaisuudessaan kaunis.

Kaksi ammoisen videonauhurin kokoista nanosatelliittia laukaistiin toukokuun 5. päivänä kohti Marsia. Ne lähetettiin matkaan Nasan InSight-laskeutujan kanssa samalla raketilla ja nyt ne lentävät lähes samanlaisella radalla laskeutujan kanssa kohti punaista planeettaa.

Ne olivat 9. toukokuuta jo miljoonan kilometrin päässä Maasta, jolloin toinen niistä, MarCO-B, nappasi tämän kuvan.

Kuvassa näkyy oikealla avattuna oleva antenni auringonvalossa ja vasemmalla luotaimen lämpösuojaa. Keskellä mustaa avaruutta on yksi selvä piste: maapallo.

Pienen pisteen luona, sen alapuolella vasemmalla on heikompi ja pienempi piste, Kuu.

Kuva tuo mieleen Voyager 1 -luotaimen vuonna 1990 ottaman kuvan, joka tunnetaan nyt nimellä "pale blue dot", eli "valju sininen piste".

Tuon kuvan teki tunnetuksi luotaimen tutkijaryhmään kuulunut Carl Sagan, joka myös ehdotti alun perin sen ottamista. Hän näytti sitä aina osoittamaan kuinka pieni ja vaatimaton oma planeettamme on – vaikka meistä se tuntuu niin suurelta. Meille Maa onkin toki tärkeä, mutta harva tulee ajatelleeksi, että se on itse asiassa kuin avaruusalus, jonka pinnalla elämme avaruudessa.

Siinä missä Voyager 1 otti kuvansa kaukoputkimaisella kamerallaan läpi noin kuuden tuhannen miljoonan kilometrin päästä, oli MarCO:n etäisyys "vain" miljoona kilometriä ja se käytti laajakulmalinssiä.

MarCO-luotaimet

MarCO-luotaimet (Mars Cube One) tekivät kuvan ottamista edeltävänä päivänä 8. toukokuuta ennätyksen, koska silloin niistä tuli kauimmaksi Maasta koskaan lähetetyt nanosatelliitit.

Ne perustuvat nykyisin hyvin suosittuun Cubesat-formaattiin ja ovat hyvin samanlaisia kuin esimerkiksi suomalainen Aalto-1 -satelliitti. MarCO:t ovat tosin kaksi kertaa suurempia, niin sanotusti kuuden yksikön cubesateja.

Tarkalleen ottaen MarCO:jen rungot ovat kooltaan 36,6 x 24,3 11,8 cm. Avaruudessa niiden kyljistä ponnahti auki aurinkopaneelit ja suuri levymäinen yhteydenpitoon käytettävä antenni.

Suurin osa nanosatelliiteista kiertää maapalloa alle 800 kilometrin korkeudessa. Nyt aikomuksena on testata niissä käytetyn tekniikan toimivuutta planeettainvälisessä avaruudessa. Koska keskenään samanlaiset MarCO:t eivät kierrä nyt maapalloa, vaan ovat matkalla kohti Marsia, niitä on satelliitti-sanan sijaan parempi kutsua luotaimiksi. 

Maa on tässä piirroksessa suhteettoman suuri: oikeasti Marsista katsottuna Maa on vain piste taivaalla.

InSight laskeutuu Marsiin, mutta MarCO:t lentävät Marsin ohi. Ne tarkkailevat laskeutujan asettumista Marsin pinnalle avaruudesta, mutta InSight ei luota niihin laskeutumisensa aikana – Marsia kiertävä Mars Reconnaissance Orbiter välittää tietoja Maahan. Jos pikkuiset luotaimet toimivat kuitenkin hyvin, voitaisiin tulevaisuudessa planeettaluotaimien kanssa lähettää tällaisia pieniä apuluotaimia, ja joissakin tapauksissa koko lento voitaisiin tehdä tällaisella pikkuluotaimella. Ne kun ovat edullisempia tehdä ja lähettää matkaan.

Seuraava MarCO-luotaimien merkkipaalu on myöhemmin tässä kuussa, kun ne tekevät ratakorjauksen. Vastaavaa ei ole koskaan aikaisemmin yritetty nanosatelliitilla.

Myös Suomessa on suunniteltu planeettalentoon sopivaa nanosatelliittia.

Reaktor Space Lab on tehnyt hahmotelman asteroidia tutkivasta laitteesta, joka perustuisi cubesat-formaattiin ja joka käyttäisi VTT:n kehittämää pientä hyperspektrikameraa asteroidin kuvaamiseen.

Tämä ASPECT-niminen laite olisi lentänyt Didymos -asteroidin luokse Euroopan avaruusjärjestön AIM-luotaimen (Asteroid Impact Mission) mukana. Valitettavasti AIM peruutettiin joulukuussa 2016, mutta sen idea elää edelleen ja myös suomalainen planeettatutkimuscubesat saattaa saada vielä uuden mahdollisuuden.

Huimalla vauhdilla kasvava musta aukko löytynyt

Ti, 05/15/2018 - 12:32 By Jari Mäkinen
Supermassiivinen musta aukko. Kuva: Hubble (ESA/NASA)

Australialaistutkijat ilmoittavat löytäneensä taivaalta ennätyksellisen nopeasti kasvavan mustan aukon. Se imaisee itseensä ympäröivästä avaruudesta noin oman Aurinkomme verran massaa kahden vuorokauden kuluessa, siis noin 363 miljoonaa miljoonaa miljoonaa miljoonaa miljoonaa kilogrammaa vuodessa.

Kvasaari nimeltä SMSS~J215728.21-360215.1 on itse asiassa supermassiivinen musta aukko, joka on noin 12 miljardin valovuoden päässä. Näemme siis sen sellaisena, kuin se oli 12 miljardia vuotta sitten – siis aikaan, jolloin maailmankaikkeus oli hyvin nuori.

Tuolloin musta aukko oli massaltaan 20 miljardia kertaa oman Aurinkomme verran ja se kasvoi prosentin verran miljoonassa vuodessa. 

Prosentti miljoonassa vuodessa ei kuulosta suurelta, mutta se on, kun kyse on näin massiivisesta taivaankappaleesta.

"Tämä musta aukko kasvaa niin nopeasti, että se loistaa tuhansia kertoja kirkkaammin kuin kokonainen galaksi", sanoo tutkimusryhmän vetäjä Christian Wolf Australian kansallisesta yliopistosta.

"Emme tiedä vielä miksi ja miten tämä musta aukko kasvoi näin suureksi niin aikaisin maailmankaikkeuden historiassa."

Musta aukko säteilee valtavasti, koska siihen putoava kaasu alkaa hohtaa kiihtyessään ja muun kaasun kanssa yhteen osuessaan. Aukon ympärillä on kerääntymäkiekko, joka on säteilyn lähde; itse musta aukko ei säteile valoa.

"Jos tämä monsteri olisi Linnunradan keskustassa, niin se olisi kymmenen kertaa täysikuuta kirkkaampi. Se olisi hyvin kirkas piste taivaalla ja sen loiste peittäisi alleen kaikkien muiden tähtien valon."

Tosin jos näin massiivinen musta aukko olisi Linnunradan keskellä, olisi meillä tukalat olot. Se säteilee valon lisäksi paljon ultraviolettisäteilyä sekä röntgensäteitä, jotka grillaisivat koko ajan maapalloa.

Kyseessä oleva musta aukko on kuitenkin erittäin kaukana, eikä siitä ole meille haittaa. Se on itse asiassa varsin heikkovaloinen, eikä sitä voi havaita ilman tehokasta kaukoputkea. Havainnot siitä tehtiin Australiassa Coonabarabranin luona olevassa Siding Spring -observatoriossa olevalla kaukoputkella, joka katsoo taivasta pääasiassa infrapunavalon alueella.

Kohde näkyy lähi-infrapunassa, koska sen valo on siirtynyt punaisen suuntaan liikkuessaan laajenevan maailmankaikkeuden halki vuosimiljardien kuluessa.

Wolfin ryhmä on etsinyt supermassiivisia mustia aukkoja jo jonkin aikaa, ja nyt tehty havainto pystyttiin varmistamaan viime kuussa julkistettujen Gaia-satelliitin tietojen avulla.

Löytö varmistettiin vielä Siding Springissä olevalla 2,3-metrisellä peilillä varustetulla teleskoopilla.

Supermassiiviset mustat aukot ovat kiinnostavia paitsi sinällään, niin myös siksi, että niiden avulla voidaan tutkia varhaista maailmankaikkeutta ja sen kehitystä.

*

Löydöstä kertova tutkimus ilmestyy pian Publications of the Astronomical Society of Australia (PASA) -julkaisussa: https://arxiv.org/abs/1805.04317

Otsikkokuvassa on supermassiivinen musta aukko Hubble-avaruusteleskoopin kuvaamana. Se näyttää samalta, mutta ei ole tutkimuksessa ollut kvasaari. Kuva: Hubble (ESA/NASA)

Superkuumaa vettä pikapikapikaa

Ti, 05/15/2018 - 12:05 By Markus Hotakainen

Näillä helteillä uimavedet lämpenevät nopeasti, mutta tutkijat ovat kehittäneet menetelmän, jolla vesi saadaan kuumennettua 100 000 celsiusasteeseen 0,000000000000075 sekunnissa.

Vajaan pikosekunnin kymmenyksen kestävä pikakuumennus tehtiin tehokkaalla röntgenlaserilla. LCLS-laitteisto (Linac Coherent Light Source) löytyy Yhdysvaltain Kansallisesta kiihdytinlaboratoriosta. Tutkijat kohdistivat lyhyitä, mutta hyvin voimakkaita laserpulsseja vesisuihkuun.

"Yleensä kun vettä kuumennetaan esimerkiksi mikroaalloilla, molekyylit alkavat vain liikkua yhä nopeammin. Käyttämämme kuumennusmenetelmä oli tyystin toisenlainen", selittää tutkimusta johtanut Carl Caleman.

"Energinen röntgensäteily iski elektronit irti vesimolekyyleistä, jolloin varausten tasapaino rikkoutui. Atomien välillä alkoi yhtäkkiä vaikuttaa voimakas hylkimisvoima, mikä sai ne liikehtimään hyvin rajusti."

Alle 0,000000000000075 sekunnissa veden olomuoto muuttui nesteestä plasmaksi. Sen tiheys oli kuitenkin edelleen sama kuin nestemäisen veden, sillä atomit eivät ehtineet lyhyessä hetkessä liikkua juuri mihinkään.

"Aineen ominaisuudet ovat samankaltaisia kuin Auringon ja Jupiterin plasmalla, mutta sen tiheys on alhaisempi. Silti sen lämpötila on korkeampi kuin Maan ytimen", toteaa tutkimukseen osallistunut Olof Jönsson.

Mittausten tarkoituksena oli varmistaa simulaatioiden antamat tulokset. Sen lisäksi tutkimuksella on käytännön sovelluksia. Röntgenlasereita käytetään eri aineiden atomirakenteen tutkimiseen, mutta jos ne ovat nestemäisessä olomuodossa, ongelmana on rakenteen tuhoutuminen silmänräpäyksessä – samaan tapaan kuin nyt tehdyssä kokeessa. Tutkimuksen toivotaan antavan osviittaa, miten atomirakennetta voidaan tutkia tuhoamatta näytettä.   

Pikakuumennuksesta kerrottiin DESY-tutkimuskeskuksen (Deutsches Elektronen-Synchrotron) uutissivuilla ja tutkimus on ilmestynyt Proceedings of the National Academy of Sciences -tiedejulkaisussa (maksullinen).

Kuva: Carl Caleman, DESY/Uppsala University

Avaruuskivi lentää läheltä huomenna

Ma, 05/14/2018 - 23:43 By Jari Mäkinen
2010 WC9 kuvattuna vuonna 2010. Kuva: Northolt Branch Observatories

Tiistain ja keskiviikon välisenä yönä Suomen aikaa ison liikennelentokoneen kokoinen asteroidi tulee hyvin lähelle maapalloa: etäisyyttä klo 01.05 yöllä on vain puolet Maan ja Kuun välisestä keskimääräisestä välimatkasta. Vaikka se tulee lähelle, ei siitä ole meille mitään haittaa – päinvastoin.

Kyseessä on asteroidi 2010 WC9, ja kuten nimi antaa ymmärtää, se löydettiin jo vuonna 2010.

Tarkalleen ottaen amerikkalainen taivasta koko ajan tarkkaileva Catalina Sky Survey äkkäsi sen taivaalta 30. marraskuuta 2010 ja siitä tehtiin havaintoja vajaan viikon ajan tuolloin. 2010 WC9 oli hyvin heikkovaloinen (magnitudi vain 21,8), joten se hävisi näkyvistä jo joulukuun 2010 alussa, mutta onneksi sen rata ehdittiin laskettua likimääräisesti.

Laskelmien mukaan se tuli uudelleen Maan lähelle nyt 14. toukokuuta 2018 tienoilla. Asteroidi tulikin näkyviin uudelleen viime viikolla, 8. toukokuuta, ja uudet havainnot auttoivat määrittämään sen radan varsin tarkasti.

 

Kun 2010 WC9 on lähimmillään Maata 15. ja 16. toukokuuta välisenä yönä klo 01.05 Suomen aikaa, on sen etäisyys meistä 203 000 kilometriä. Tämä hieman yli viisi kertaa kauempana kuin geostationaariset satelliitit ja likimain puolet Kuun etäisyydestä. 

Läheltä meitä vilistää kohtalaisen usein kappaleita, sillä näin läheltä tai lähempää kulkee tänä vuonna (nyt tiedossa olevien kappaleiden mukaan) 16 muutakin asteroidia. Ne ovat kuitenkin viime kuussa ohi lentänyttä 2018 GE3 -asteroidia lukuun ottamatta varsin pieniä, halkaisijaltaan muutamasta metristä pariinkymmeneen metriin. 

2010 WC9 on 2018 GE3:n tapaan arviolta satametrinen, noin 42 – 136 metriä. Todennäköisimmin se on juuri siitä puolivälistä, noin 70 metriä. 

Suuri haarukka arviossa johtuu siitä, että kappaleesta ei ole muuta tietoa kuin sen kirkkaus ja kun sen sekä etäisyyden perusteella arvioidaan kappaleen kokoa, on määräävä tekijä kappaleen pinnan kirkkaus. Tästä on olemassa erilaisia arvioita, jotka vaikuttavat siis suoraan arvioon kappaleen koosta.

Taivaanmekaniikan avulla sen sijaan on helppo laskea kappaleen nopeus: se viilettää ohilennon aikaan 46 1809 kilometrin tuntinopeudella. Lähimmillään ollessaan se on Etelämantereen päällä ja näkyy parhaiten eteläisestä Afrikasta ja Etelä-Amerikasta katsottuna.

Sen kirkkaus on parhaimmillaan noin +10 magnitudia, eli vaikka paljain silmin sitä ei voi nähdä, on se "helppo" kohde kaukoputkille. Sana helppo on sitaateissa siksi, että 2010 WC9 liikkuu hyvin nopeasti taivaalla; se viilettää Riikinkukon tähdistössä nopeimmillaan 0,22° minuutissa. Tämä tarkoittaa noin täydenkuun halkaisijan mittaista matkaa parissa minuutissa.

2010 WC9 kiertää Auringon noin 1,12 vuodessa (409 vrk) ja on radallaan lähimmillään Aurinkoa vain 0,78 Maan ja Auringon etäisyyden päässä siitä. Kauemmillaan matkaa Aurinkoon on 1,39 AU (siis Maan ja Auringon välinen matka, eli noin 150 miljoonaa kilometriä). Soikea rata on siis jotakuinkin hieman yli Venuksen radan ja vähän alle Marsin radan välissä.

Vaikka asteroidi tulee nyt näin lähelle, ei siitä ole näillä näkymin pienintäkään haittaa meille ainakaan 300 seuraavaan vuoteen. Ja vaikka tämä törmäisi Maahan, ei tuloksena olisi kuin paikallista tuhoa.

Lähiohitus on itse asiassa kiinnostava, koska jälleen kerran kohtalaisen kokoista asteroidia voidaan tutkia tarkasti Maan päällä ja kiertoradalla olevilla havaintolaitteilla. 

*

Otsikkokuvassa on 2010 WC9 kuvattuna vuoden 2010 ohilennon aikana. Kuva: Northolt Branch Observatories.

Bakteerit syövät Titanicin hylkyä

Ma, 05/14/2018 - 19:13 By Toimitus

BBC Earth kertoo kiinnostavassa artikkelissaan metallia syövistä bakteereista, jotka pistävät juuri nyt myös eeppisen Titanicin hylkyä pieniin poskiinsa*. Kenties jo 20 vuoden kuluttua hylky on tuhoutunut.

Titanic lepää nyt Atlantin valtameren pohjassa noin 3800 metrin syvyydessä. Siellä, pimeydessä ja suuressa vedenpaineessa, kaikki tapahtuu hitaasti. Myös ruostuminen.

Niinpä vuonna 1912 uponneesta Titanicista on vielä paljon jäljellä, kuten sille tehdyt sukellukset osoittavat.

Ruostetta ikävämpi tuhoaja on kuitenkin vuonna 1991 löydetty kummallinen metallinsyöjäbakteeri.

Tutkijat kanadalaisesta Halifaxissa sijaitsevasta Dalhousien yliopistosta toivat laboratorioon laivasta jääpuikolta näyttävän kokkareen. Yllättäen siinä oli elämää, mutta tutkijat eivät osanneet tunnistaa sitä täysin. 

Pikakelaus liki 20 vuotta eteenpäin: saman yliopiston tutkija Henrietta Mann ryhmineen määritteli vuonna 2010 syyllisenä olevan bakteerin. Se oli aivan uudenlainen, omituinen syvänmeren bakteeri, joten ei ollut sinänsä yllättävää, ettei sitä osattu aikanaan tunnistaa.

Mannin tutkimusryhmä antoi sille löytöpaikkaa kunnioittaen nimen Halomonas titanicae.

Bakteereista enemmän innostuneet voivat lukea siitä enemmän täältä.

Titanic kuvattuna Corkissa 11. huhtikuuta 1912. Kuvaaja tuntematon, via Cobh Heritage Centre.
Titanic kuvattuna Corkissa 11. huhtikuuta 1912. Kuvaaja tuntematon, via Cobh Heritage Centre.

 

Halomonas -bakteerit elävät hyvin muun muassa hyvin suolaisissa ympäristöissä. Tutkijoiden mukaan Halomonas titanicae selviää vedessä, jonka suolapitoisuus on 0,5 % – 25 % massasta, mutta potreimmin se voi silloin, kun suolapitoisuus on 2 – 8 prosenttia.

Bakteerit kiinnittyvät laivan rautaosiin ja muodostavat niihin juuri jääpuikon kaltaisia muodostelmia. Syynä muotoon on painovoima, joka valuttaa bakteereja hitaasti alaspäin samaan tapaan kuin vesipisarat putoavat alaspäin ja jäätyvät puikon pintaan. Meren pohjassa kaikki vain käy paljon hitaammin.

Titanicin hylyn ympäristön suolapitoisuutta ei tunneta hyvin, joten arvio ajasta, mikä kuluu koko 47 000 -tonnisen laivan murentamiseen, on varsin epävarma. Se saattaa olla vain 14 vuotta, tai yli 30 vuotta.

Joka tapauksessa bakteerit käyttävät hylyssä rautaa hyväkseen, joten vähitellen rauta siirtyy bakteerien elintoimintojen myötä meriveteen.

Laiva tulee siis taatusti kierrätetyksi.

* Varmuuden vuoksi todettakoon, että bakteereilla ei ole poskia. Ilmaisu on kuvainnollinen.

Miksi viime perjantainen Falcon 9 -raketin lento oli vallankumous – tässä kuusi yksinkertaista syytä

Ma, 05/14/2018 - 16:00 By Jari Mäkinen
Falcon 9 Block 5 nousee lentoon. Kuva: SpaceX

Avaruusyhtiö SpaceX laukaisi viime perjantaina Bangladeshin tilaaman tietoliikennesateliitin Maata kiertämään. Satelliitti ja laukaisu sinällään eivät olleet mitään erityistä, sillä kaikki kävi hyvin rutiininomaisesti, mutta lennossa oli monta seikkaa, jotka tekevät siitä hyvin tärkeän. Otsikossakin oleva sana "vallankumouksellinen" ei ole juurikaan liioittelua.

Uutisissa on kerrottu viime perjantain lennosta ja siitä, että kyseessä oli SpaceX -yhtiön Falcon 9 -kantoraketin uusi versio. Yhtiön johtajaperustaja Elon Musk hymisteli onnistuneen lennon jälkeen tyytyväisenä ja kertoi hieman yhtiön suunnitelmista tulevaisuudessa.

Suunnitelmat ovat hienoja ja pelottavia, riippuen siitä, keneltä kysytään. Jos kyse on satelliitteja avaruuteen laukaisevista yhtiöistä tai tahoista, jotka haluaisivat tulla mukaan avaruusliiketoimintaan, niin Muskin visiot ovat aivan upeita.

Jos taas asiaa kysytään nyt satelliitteja avaruuteen laukaisevilta kilpailijoilta, etenkin eurooppalaiselta Arianespacelta, niin vastauksena on pelokas ilme sekä selittelyä.

Tässä yksinkertaistettuna kuusi syytä, miksi Falcon 9:n lento oli tärkeä – ja miksi Eurooppa on pulassa.

Perjantain laukaisun ensimmäinen vaihe laskeutui suunnitellusti Atlantilla odottaneen lavetin päälle.

1. Tämä on oikeasti uudelleenkäytettävä raketti

SpaceX on osoittanut jo hienosti, miten Falcon 9 -kantorakettien ensimmäiset vaiheet saadaan palautettua takaisin alas niin kiinteälle maalle kuin merellä kelluvalle laskeutumisalustalle. 

Tähän mennessä näin on tehty 25 kertaa: 14 lentoa on tehty siten, että ensimmäinen vaihe on laskeutunut merellä olevalle lavetille, ja 11 ensimmäistä vaihetta on laskeutunut rannalle. Kahdeksan näistä palautetuista vaiheista on laukaisu uudelleen ja kaikki ovat toimineet hyvin. 

Perjantain lennolla oli käytössä uusi versio ensimmäisestä vaiheesta. Sen tekemisessä oli otettu huomioon raketteja puhdistettaessa ja uuteen lentoon valmistellessa tehtyjä havaintoja. Uuden ensimmäisen vaiheen rakettimoottorit on kiinnitetty eri tavalla, rakenteessa on muutoksia ja niiden pintamateriaalit kestävät paremmin kuumennusta, jonka kohteeksi vaiheet joutuvat alas palatessaan.

Parannusten ansiosta rakettivaiheet voidaan – ainakin suunnitelmien mukaan – lennättää uudelleen sata kertaa, ja kymmenen lentoa voidaan tehdä peräjälkeen vain hyvin pienin korjauksin. Periaatteessa vaihe tulee vain alas, se tarkastetaan ja voidaan käyttää saman tien uudelleen. Kymmenennen lennon jälkeen osia pitänee vaihtaa ja vaihe täytyy käydä tarkemmin läpi.

Musk lupasi, että vuoden kuluessa yhtiö aikoo lennättää saman ensimmäisen vaiheen uudelleen 24 tunnin sisällä. Tätä hän tosin uhosi tapahtuvaksi jo viime vuoden puolella, mutta aikataulu on viivästynyt; ajankohdan sijaan kannattaakin kiinnittää huomio siihen, että näin tulee varmasti käymään ja sen ansiosta rakettien lennätykset tulevat paljon edullisemmiksi ja helpommiksi.

Ensimmäisen vaiheen uudelleenkäyttämisen lisäksi SpaceX aikoo ottaa käyttöön myös uudelleenkäytettävät nokkakartiot ja raketin toiset vaiheet. Näiden talteen ottamisesta on tehty jo kokeita, mutta ne eivät ole vielä onnistuneet. Periaatteessa näin kuitenkin voidaan tehdä ja varmasti niin tukee käymään.

Toisen vaiheen uudelleenkäyttö on paljon vaikeampaa, koska se palaa takaisin suurella nopeudella kiertoradalta ja sen saaminen laskeutumaan siististi jaloilleen on hyvin hankalaa. SpaceX:n idea vaiheen palauttamisesta alas suurten, puhallettavien pallojen avulla on kuitenkin hyvä ja toimii teoriassa. 

Ainakin periaatteessa siis koko Falcon 9 voisi olla siis uudelleenkäytettävä.

2. Avaruuslaukaisun hinta romahtaa

Vaikka Falcon 9:stä voitaisiin kätevästi käyttää uudelleen ainoastaan sen ensimmäiset vaiheet, niin jo raketin nykyversiolla satelliitin laukaisun hinta avaruuteen tulee putoamaan olennaisesti. Ensimmäinen vaihe on raketin suurin ja kallein osa, joten jo niitä kierrättämällä hintaa voidaan laskea. 

Näyttää siltä, että aiemmin SpaceX:n mainostama 30 prosentin hinnan lasku on oikeasti suurempi. Nyt Musk puhuu vain 5-7 miljoonaa dollaria (noin 4-6 milj. euroa) maksavasta satelliittilaukaisusta, mikä on vain kymmenesosa nykyisestä hintatasosta. Vaikka tässä olisi hieman löysän puheen lisää, on suunta kohti olennaisia hinnanalennuksia.

Tämä tarkoittaa sitä, että yhä useammat voivat käyttää avaruutta hyväkseen, mikä lisää laukaisujen kysyntää, mikä osaltaan pudottaa hintoja edelleen. 

Sana vallankumous ei etenkään tässä mielessä ole yhtään liioittelua.

3. Kilpailijat ovat pulassa

SpaceX ei ole päässyt markkinajohtajaksi helpolla. Se on kehittänyt härkäpäisesti konkarien ja "viisaampien" neuvojen vastaisesti tekniikkaansa yli 14 vuoden ajan, eikä ole masentunut takaiskuista. 

Yhtiön kilpailijat ovat puolestaan lennättäneet perinteisiä kantorakettejaan aivan kuten ennen, ja vasta viime vuosina ne ovat alkaneet pohtia miten vastata SpaceX:n asettamaan haasteeseen.

Pahimmassa pulassa on eurooppalainen Arianespace, joka käyttää pääasiassa Ariane 5 -kantorakettia. Ariane on ollut kaupallisten satelliittilaukaisuiden työhevonen siitä alkaen, kun se tuli käyttöön 1990-luvun lopussa. Silloin Ariane 5 oli uusi raketti, joka oli 1960-luvulta peräisin olevia (edelleen käytössä olevia) amerikkalaisraketteja yksinkertaisempi, tehokkaampi ja edullisempi suhteessa laukaistavaan massaan.

Nyt tekeillä on uusi Ariane, numeroltaan kuusi. Se on vieläkin yksinkertaisempi ja sen koko on sopeutettu sopimaan paremmin nykyisin laukaistavien tietoliikennesatelliittien massoihin. Mutta se on edelleen kertakäyttöinen, perinteisen tyylinen raketti.

Raketista on tulossa muutama versio, joista pienimmän laukaisu maksaa arvioiden mukaan 75 miljoonaa euroa ja raskaimman 90 miljoonaa. Eroa on hieman verrattuna SpaceX:n lupaamaan, jotakuinkin saman kokoisen satelliitin laukaisevaan Falcon 9:ään ja sen noin viiteen miljoonaan euroon.

Euroopassa tutkitaan kyllä aktiivisesti erilaisia uudelleenkäytettäviä raketteja, mutta juuri nyt olemme kaukana takana kehityksessä. Ei ihme, että Arianespacen johtaja Stéphane Israël on taas nyt toukokuun puolivälissä kehottanut puolipaniikissa eurooppalaisia avaruusrahoituksesta vastaavia päättäjiä reagoimaan; Ariane-raketteja valmistava Airbus tekee jo itse omia suunnitelmiaan, mutta koska Ariane on poliittisvetoinen projekti, ei se pysty menemään itsekseen eteenpäin ilman, että nyt käynnissä oleva Ariane 6 -työ joutuisi hankaluuksiin. Vaikea ongelma.

Callisto. Kuva: CNES
Callisto on suunnitteilla oleva uudelleenkäytettävän raketin demoversio. Sen takana ovat Ranskan ja Saksan avaruushallinnot. Ensilentoa suunnitellaan vuodeksi 2020. Kuva: CNES.

5. Luotettavuus paranee

Nyt lentänyt Falcon 9:n versio on tehty täyttämään kaikki miehitettyjen avaruuslentojen turvallisuusmääräykset, koska tämän avulla SpaceX aikoo lennättää astronautteja kyytivää Dragon-alustaan avaruuteen.

Tämä tarkoittaa monia luotettavuutta parantavia muutoksia, mutta ennen kaikkea sitä, että raketin tulee kestää suurempia ulkoisia voimia laukaisun aikana ilman vaurioita ja sen systeemien pitää olla moninkertaisesti varmennettuja. Esimerkiksi rakenteet ovat nyt tehty siten, että ne kestävät 40 % enemmän voimia kuin laukaisun aikana odotetaan tapahtuvan.

Jo nyt Falcon 9 on ollut siinä mielessä kilpailijoitaan parempi, että se on voinut jatkaa lentoaan normaalisti, vaikka kaksikin sen moottoreista rikkoontuisi laukaisun aikana. 

Parempi luotettavuus on luonnollisesti hyvä uutinen myös satelliittien laukaisijoille. Satelliitteja vakuuttavat yhtiöt puolestaan joutuvat laskemaan vakuutushintojaan, mikä osaltaan vähentää kustannuksia. Vakuutukset eivät ole pakollisia, mutta lähes kaikki ottavat sellaisen.

Suunnitelmien mukaan ensimmäinen uuden Dargon-aluksen lento tapahtuu elokuussa, joskin on mahdollista, että tätä automaattisesti ilman matkustajia tehtävää lentoa tullaan lykkäämään. Astronautteja kyytiin otetaan vasta aikaisintaan loppuvuodesta; uuden Falcon 9:n täytyy lentää virheettömästi seitsemän kertaa ennen kuin ihmisiä uskalletaan laittaa sen nokkaan.

 

Kuvapari näyttää uuden (oikealla) ja vanhan (vasemmalla) Falcon 9:n olennaisimmat ulkoiset erot: uudelleensuunnitellut laskeutumisjalat ja hiilikuituinen osa ensimmäisen ja toisen vaiheen välissä.

6. SpaceX on pian alan valtias

SpaceX-yhtiöllä on nykyisin käytössään kolme laukaisualustaa, joista se pystyy tekemään laukaisuita jo nyt lähes samanaikaisesti. Kaksi näistä on Floridassa ja yksi Kaliforniassa, ja ne soveltuvat hyvin niin tietoliikenne- kuin tutkimussatelliittienkin laukaisuun. Kennedyn avaruuskeskuksessa oleva alusta sopii myös miehitetyille avaruuslennoille ja mistä tahansa voidaan laukaista rahteja pois maapalloltakin. 

Yhtiöllä on siis käytössään nyt yhtä monta laukaisualustaa kuin Euroopalla Kouroussa olevassa avaruuskeskuksessa ja enemmän kuin kilpailijoillaan.

Tähän mennessä tänä vuonna SpaceX on tehnyt yhdeksän lentoa ja viime vuonna se teki kaikkiaan 18 lentoa. Tänä vuonna se aikoo tehdä noin 30 lentoa.

Kun se alkaa vielä laukaisemaan rakettejaan tätäkin useamminkin, ensi vuonna mahdollisesti jo useita viikossa, tulee siitä pian alan ehdoton valtias. Kuka ostaisikaan kyytejä enää muilta, jos hinta on edullinen ja lentoja tehdään koko ajan?

Monopolitilanne on kuitenkin aina ongelmallinen, koska kilpailu tekee aina hyvää – ja jos Falcon 9:lle tapahtuu onnettomuus ja lennot joudutaan keskeyttämään, on tuloksena varsin suuri kaaos. Toivottavasti kilpailijat pääsevät samalle tasolle pian. 

Väläys tulevasta: BFR syrjäyttää Falcon 9:n

SpaceX laukaisi alkuvuodesta Falcon 9:n raskaan version ja sinkosi sillä näyttävästi Tesla -urheiluauton planeettainväliseen avaruuteen. Voi olla, että näitä lentoja ei pahemmin tulla enää tekemään, koska yhtiön valmisteilla oleva uusi, suuri raketti BFR (Big Falcon Rocket) tulee syrjäyttämään sen.

Musk on twiittaillut aina välillä kuvia BFR:n osista ja nähtävästi työt sen tekemiseksi ovat jo varsin pitkällä. Yhtiö on varannut niiden valmistamiseen paikan Kaliforniasta sopivasti Long Beachin sataman luota ja raketin prototyypin testaaminen alkaa ensi vuonna. Jos kaikki käy nyt suunnitellusti, ensimmäinen raketti lentäisi vuonna 2020.

BFR on kokonaan uudelleenkäytettävä ja se pystyy nostamaan 150 tonnia kerrallaan Maata kiertämään. Siitä onkin aikomus tehdä ensimmäinen todellinen avaruusrekka, jolla viedään rahtia kimppakyydillä avaruuteen. Nyt jokainen satelliitti lähetetään omalla raketillaan, tai parhaimmillaan kyydissä on kolme satelliittia – kun mukaan ei lasketa nanosatelliitteja, joita voidaan viedä jo satakuntakin kerralla. Vastaisuudessa isojenkin satelliittien kanssa tehdään juuri niin: BFR vie ne ylös ja sinkoaa siellä omille teilleen.

Falcon 9 Heavyä ei siis tarvita mihinkään, ja itse asiassa Falcon 9 jäänee pian myös eläkkeelle. Se saattaa olla antiikkinen jo viiden vuoden päästä (Ariane 6:sta ja muista tekeillä olevista uusvanhoista raketeista ei kannata edes puhua tässä yhteydessä).

Amazon-miljardööri Jeff Bezosin Blue Origin on tekemässä vastaavanlaista New Glenn -rakettia, jonka tehdas on jo harjakorkeudessa Floridassa Cape Canaveralissa.

Vaikka perinteisistä avaruusyhtiöistä ei näytäkään olevan vastaajiksi kilpailuun tässä uuden avaruusajan alussa, on tiedossa todella kiinnostavia aikoja. Ja perjantainen Falcon 9:n lento oli tässä yksi tärkeä välitavoite.

(Juttua on korjattu: satelliitti oli Bangladeshin tilaama, ei Indonesian, kuten tekstissä alun perin kirjoitettiin)

Epätavallinen helle voi tuoda rajuja ukkosia tullessaan

Ma, 05/14/2018 - 13:13 By Markus Hotakainen

Painostavan helteisenä päivänä taivaalle voi alkaa kasautua uhkaavan näköisiä pilviä. Ne kasvavat korkeutta ja tummuvat tummumistaan. Aurinko katoaa niiden taakse ja tuulenpuuskat alkavat riepottaa puita. Ukkonen tekee tuloaan.

Vilkkainta ukkosaikaa on kesä–heinäkuu. Toisinaan ukkosia esiintyy aikaisin keväällä ja viime päivien lämpöaalto voi hyvinkin tuoda niitä mukanaan.

Talvella ukkoset ovat hyvin harvinaisia, mutta joskus voi sankan lumipyryn keskellä räsähtää yksinäinen salama.

Ukkosia syntyy kahdella tavalla. Pitkien hellejaksojen aikana esiintyy usein lämpö- eli ilmamassaukkosia. Päivän kuluessa kohonneiden kumpupilvien korkeus kasvaa, kun maanpintaa lämmittävä auringon paahde synnyttää voimakkaita nousevia ilmavirtauksia. Lopulta pilvistä muodostuu ukkospilviä.

Tällaiset ukkoset ovat toisinaan rajuja, mutta yleensä melko lyhytaikaisia, sillä tyypillinen ukkospilvi puhkuu itsensä tyhjiin tunnissa tai parissa.

Lämpöukkosiin liittyy usein voimakkaita sadekuuroja, jotka itse asiassa edeltävät varsinaista ukonilmaa. Silloin voi hetkessä tulla taivaalta vettä saman verran kuin kuivana kesänä kokonaisen kuukauden aikana.

Rintamaukkoset liittyvät kylmän ja lämpimän ilman kohtaamisiin. Kylmä ilma on tiheämpää ja raskaampaa kuin lämmin ilma, joten se työntyy lämpimän ilman alle ja nostaa sitä ylöspäin.

Siinä missä lämpöukkoset ovat tyypillisesti iltapäivän ilmiöitä, rintamaukkosia voi esiintyä mihin vuorokauden aikaan tahansa. Ne ovat usein myös paljon laaja-alaisempia ja voimakkaampia.

Ukkospilven sisällä ylöspäin kohoavassa ilmassa on runsaasti kosteutta. Kun lämpötila korkeuden mukana laskee, kosteus tiivistyy ensin vedeksi ja muuttuu sitten lumeksi ja jääksi. Toisiinsa törmäilevät lumirakeet ja jääkiteet varautuvat sähköisesti.

Pilven yläosiin, jopa yli 10 kilometrin korkeuteen, kertyy jääkiteiden mukana positiivista sähkövarausta, kun pilven keskivaiheilla on lumirakeiden ylläpitämä negatiivinen varaus. Pilven alaosissa varaus on jälleen positiivinen.

Kun kertyneet varaukset alkavat purkautua salamointina, pilven ja maanpinnan välinen jännite voi nousta kymmeniin miljooniin voltteihin.

Muinaissuomalaisilla oli ukkosen äänimaailmalle oivallinen selitys. Ukko Ylijumala ajelee silloin pilvien päällä kärryillään, joista sinkoilevat kivenmurikat kolisevat toisiinsa kopsahdellessaan.

Todellisuudessa ukkosen jyrinän taustalla on sama ilmiö kuin pamauksessa, joka kuuluu suihkuhävittäjän murtaessa äänivallin eli ylittäessä äänen nopeuden.

Salaman iskiessä sen kulkureitillä oleva ilma kuumenee voimakkaasti – lämpötila voi hetkellisesti nousta jopa 30 000 asteeseen – ja samalla se laajenee hyvin nopeasti. Silloin syntyy iskuaalto, jonka nopeuden hidastuessa äänen nopeutta pienemmäksi kuuluu pamaus.

Salaman pituus voi olla useita kilometrejä, joten yksittäiset pamaukset puuroutuvat yleensä sekuntejakin kestäväksi yhtäjaksoiseksi, joskin vaihtelevaksi jyrinäksi.

Salamanisku ei todellisuudessa ole yksi ainoa välähdys vaan siinä on eri vaiheita. Ihmissilmä on liian hidas erottamaan niitä toisistaan, mutta erikoiskameroilla on saatu yksityiskohtaista tietoa salamaniskun etenemisestä.

Varsinaista pääsalamaa edeltää heikompi esisalama, joka tavallaan raivaa sille tietä. Esisalama saa yleensä alkunsa pilvestä, josta se hakeutuu alaspäin kohti maata.

Ilma johtaa sähköä huonosti, mutta esisalaman kuumentamana sen johtavuus paranee. Kun pilven ja maanpinnan välille on syntynyt hyvin sähköä johtava kanava, pääsalama iskee maasta ylöspäin.

Välähdys on niin nopea, ettei silmä pysy mukana, vaan tulkitsee salamaniskun tapahtuvan esisalaman suuntaan eli ylhäältä alaspäin.

Likikään aina salama ei kuitenkaan iske maahan saakka vaan pilvestä toiseen. Silloin varsinaista salamaa ei välttämättä edes näe, vaan se jää paksujen pilvien kätköihin.

Ukkosrintaman etäisyyden ja kulkusuunnan voi päätellä tarkkailemalla salamoinnin ja jyrinän välillä kuluvaa aikaa. Salaman välähtäessä syntyvä valo kulkee sekunnissa noin 300 000 kilometriä, mutta samassa ajassa ääni etenee vain runsaat 300 metriä. Kun salaman iskun ja sitä seuraavan jyrinän välillä kuluneiden sekuntien määrän jakaa kolmella, saa välähtäneen salaman etäisyyden kilometreissä.

Ankarassa ukkosmyrskyssä salamointi voi kuitenkin olla niin tiuhaa, että tiettyyn salamaan liittyvää jyrinää on mahdoton erottaa.

Loppukesästä, kun illat alkavat vähitellen hämärtyä, näkyy usein elosalamoita: horisontissa saattaa salamoida taajaankin, mutta mitään ääntä ei kuulu. Ukkonen on silloin niin etäällä, parinkymmenen kilometrin päässä, että ääni ei enää kanna kaukaisuudesta, mutta pimenevällä taivaalla salamoiden välähdykset näkyvät selvästi.

Aina ei erotu edes yksittäisiä salamoita, vaan taivaanrannan takaa kajastaa vain epämääräisiä välähdyksiä. Silloin puhutaan kalevantulista. Kaukaisia ukkosia on tietysti yhtä lailla sydänkesällä, mutta silloin taivas on keskellä yötäkin niin valoisa, että salamointia ei erota.

Ukkosta ei tarvitse pelätä, mutta sen kanssa ei pidä leikkiäkään. Varovaisuus on ukkosen jyrähtäessä aina paikallaan.

Ukonilmalla ei kannata mennä sateelta suojaan puun alle, koska salama voi iskeä puuhun ja kulkeutua siitä oksiston alla kyyristelevään ihmiseen.

Jos ukkonen yllättää, kannattaa hakeutua mahdollisimman matalalle paikalle, ei kuitenkaan keskelle peltoaukeaa. Salama iskee useimmiten korkeimpaan kohtaan – ja keskellä peltoa se on ihminen.

Kuvat: Markus Hotakainen

Massiivinen huhtikuun eTuubi on ilmestynyt – lukupaketti ladattavissa ilmaiseksi

Su, 05/13/2018 - 11:00 By Toimitus

eTuubi on Tiedetuubin kuukausijulkaisu, joka kokoaa yhteen kuukauden ajalta parhaat, luetuimmat tai muuten vain kiinnostavimmat artikkelit sekä ottaa mukaan poimintoja laajasta arkistostamme. Lisäksi mukana on aina yksi laajempi artikkeli. Huhtikuun eTuubi paisui varsin kookkaaksi: siinä on peräti 50 sivua!

Yhä useammat ovat sinut nettisivulta juttujen lukemisen kanssa, mutta monien mielestä – kuten meidän – pitempien tekstien kanssa on mukavampi heittäytyä soffalle ja lukea niitä lehden tyyliin tarjoiltuna. 

Tiedetuubin idea on kuitenkin toimia vain sähköisesti, joten teemme jutuistamme perinteisen tyylisesti luettavan koosteen: helposti ja mukavasti tabletilla luettavan pdf-lehden, eTuubin.

Lataa lehti laitteeseesi ja lue – yksinkertaista!

Huhtikuun eTuubissa on peräti 50 sivua, ja mukaan valittiin kyseiseltä kuukaudelta seuraavat jutut:

- Aivojen hitaat aallot kertovat tietoisuudesta
- Virtuaaliteleskooppi on maapalloa suurempi
- Pluton Kharon-kuuta nimiteltiin virallisesti
- Uuden rakettimoottorin toteutuminen lähestyy
- Tekoäly maalasi alastomia ihmisiä
- Kuusi lentävää autoa: Uskottavimmat konseptit
- Yökukkujille herääminen on vaarallista
- SpaceX aikoo laskeutua vappupallon avulla
- Kengurotta piileksi yli 30 vuotta
- Tumma suklaa toimii kuin laajaspektrinen lääke

Arkistosta olemme onkineet mukaan jutut puistossa piilottelevasta planetaariosta, Hobittien historiasta ja turhuuksien turhuudesta.

Klubiextrana tällä kerralla on tähtikartoittaja Gaia. Siitä kertovaa, huhtikuussa julkaistua juttua on laajennettu käsittämään tähtien kartoittamisen historiaa ja muuta asiaan liittyvää. Tarina vie Hipparkoksesta aina tulevaisuuden huimiin suunnitelmiin.

Periaatteessa eTuubi on tarkoitettu vain Tiedetuubin klubin jäsenille ja irtonumeroiden ostajille, mutta koska tätä varsin tuoretta tulokasta Tiedetuubin tarjonnassa ei tunneta vielä hyvin, on tämä kolmas ilmestynyt juttukooste avoin kaikille.

Sen voi ladata koneelleen yksinkertaisesti tästä linkistä: huhtikuun eTuubi.

Lehti on myös luettavissa issuu-palvelussa ja sen voi ladata myös Tiedetuubin puodista. Näissä molemmissa paikoissa lehdestä voi maksaa halutessaan myös sen nimellisen hinnan 4,95 euroa.

Video: Tällainen on Nasan suunnittelema Mars-helikopteri

Nasa ilmoitti lähettävänsä pienen helikopterin Marsiin kesällä 2020. Kyseessä on enemmänkin tekniikkaa testaava koe kuin varsinainen tieteellinen tutkimus, mutta jos laite toimii suunnitellusti, voisi vastaisuudessa Mars-tutkimus ottaa suuria harppauksia eteenpäin lentolaitteiden avulla.


Mars-helikopteri on pieni helikopteri, jonka runko on kooltaan berliininmunkin luokkaa, ja jonka massa on noin 1,8 kg.

Hankaluutena Marsissa lentävän kopterin suunnittelussa on se, että Marsin kaasukehän tiheys on hyvin pieni: pinnalla se on vain noin sadasosa vastaavasta täällä Maassa.

Kopterilla lentäminen Marsissa vastaa siis sitä, että samaa koetettaisiin täällä maapallolla noin 30 kilometrin korkeudessa. Tämä on hieman enemmän kuin helikopterien korkeusennätys 12440 m, jonka teki Jean Boulet kesäkuussa 1972 vuoristolentämiseen varustetulla Aérospatiale SA 315B Lama -helikopterilla.

Mikäli Nasan kopteritiimi onnistuu lennättämään kopteriaan Marsissa, saa se puolestaan kunnian ensimmäisestä toisen planeetan kaasukehässä tehdystä ilmaa raskaammasta lennosta.

Jotta pikkukopteri voisi toimia niin harvassa kaasussa, pitää kopterin olla pieni ja kevyt ja sen roottorien tulee olla epäsuhtaisen suuria ja pyöriä nopeasti. Kaksi vastakkaisiin suuntiin pyörivää roottoria vispaavatkin noin 3000 kierrosta minuutissa.

Tarkoituksena on nyt lähettää kopteri seuraavan suuren Mars-kulkijan mukana kesäkuussa 2020 kohti punaista planeettaa. Tämä toistaiseksi vain nimellä Mars 2020 -kulkija tunnettu laite on jotakuinkin samanlainen kuin nyt Marsissa oleva mopoauton kokoinen Curiosity. 

Kopteri on kiinni kulkijan alapuolella, sillä kunhan sopiva paikka lennättämiselle on löytynyt, kopteri pudotetaan Marsin pinnalle. Sen jälkeen kulkija rullaa sivuun sopivan etäisyyden päähän ja kopteri lähtee (lukuisten tarkistusten jälkeen) lentoon.

Koska sitä ei voida ohjata suoraan lennonjohdosta Maan ja Marsin välisen pitkän etäisyyden vuoksi, täytyy lennon olla täysin automaattinen.

Suunnitelmana on tässä vaiheessa käyttää aurinkopaneeleista virtansa saavaa kopteria kuukauden ajan ja tehdä sillä ainakin viisi koelentoa. Niillä lennetään muutamien satojen metrien päähän, jolloin lento kestäisi noin puolisentoista minuuttia.

Ensimmäisellä lennollaan kopteri vain nousee noin kolmen metrin korkeuteen ja pysyy siinä paikallaan puoli minuuttia.

Jos tekniikka toimii, olisivat lentolaitteet – joko pyöriväsiipiset tai lentokoneet – todella käteviä laitteita Marsin tutkimiseen. Niillä kun voitaisiin käydä tutkimassa läheltä ja tehdä mittauksia laajoilta alueilta varsin nopeasti. 

Helikopterit olisivat kaikkein parhaimpia, koska ne voisivat myös laskeutua melkein minne vain ja tutkia myös pintaa tarkemmin.

NASA ja Uber alkavat yhdessä tutkia lentotaksien käyttöä – turvallisuusviranomainen tiukkana

Pe, 05/11/2018 - 17:21 By Jari Mäkinen
Uberin lentolaitekonsepti. Kuva:Uber

Tälllä viikolla torstaina ja keskiviikkona (8. ja 9. toukokuuta) pidettiin Los Angelesissa Uber Elevate Summit -kokous, missä pohdittiin autonomisia lentolaitteita. Taksiyhtiö Uber kun aikoo laajentaa toimintaansa lentotakseihinkin heti kun mahdollista, ja oli kutsunut yli 700 asian parissa puuhaavaa henkilöä paikalle. Yhtiö julkisti myös tuoreimpia suunnitelmiaan.

Yleensä näitä laitteita kutsutaan lentäviksi autoiksi, mutta oikeastaan ne ovat paljon enemmän. Ne ovat autonomisia henkilökuljetukseen tarkoitettuja lentolaitteita, jotka tyypillisesti ovat sähkökäyttöisiä ja pystyvät lentämään satakunta kilometriä yhdellä latauksella.

Useat yritykset kehittävät tällaisia parhaillaan ja useiden ajatuksena on käyttää niitä nimen omaan lentotakseina; käyttäjien ei täydy olla lentäjiä, vaan tavallisia matkustajia, jotka tilaavat kyydin esimerkiksi kännykällä ja kopterimainen vempele porhaltaa itsekseen automaattisesti lentäen hetken päästä paikalle.

Laite voi nousta ja laskeutua tenniskentän puolikkaan kokoiselle alueelle, ja parhaimmillaan ne ovat lyhyillä, kymmenkunta kilometriä olevilla pyrähdyksillä. Kyytiin mahtuu yhden autollisen verran ihmisiä.

Uber on kenties pisimmällä näissä suunnitelmissa, ja sen (kenties hieman kunnianhimoinen) suunnitelma on aloittaa lentotaksitoiminta viiden vuoden sisällä. Kokeilut voisivat alkaa jo parin vuoden päästä, jolloin laitteet käyttäisivät erityisesti niiden liikennöintiin tarkoitettuja lentotaksiasemia.

Hahmotelmissaan Uber kaavailee aloittavansa luonnollisesti Yhdysvaltain suurkaupungeista, joissa voisi olla esimerkiksi pilvenpiirtäjien katoilla asemia, joilta lähtisi tai minne saapuisi jopa 200 kopteria tunnissa. Siis nousu tai laskeutuminen 24 sekunnin välein keskimäärin. 

Aluksi lentolaitteissa olisi lentäjät, mutta kunhan tekniikka osoittautuu tarpeeksi luotettavaksi ja automaattisten lentolaitteiden lupa-asiat saadaan sovittua, voisivat laitteet olla automaattisia.

Olemukseltaan laitteet ovat todennäköisesti kuin isokokoisia drooneja, jotka ovat jonkinlaisia lentokoneiden ja helikopterien risteytyksiä.

Ne lentäisivät tyypillisesti 300-600 metrin korkeudessa, ja toiveikkaiden kaavailuiden mukaan ne eivät tuota yhtään enempää meteliä kuin ohi ajava rekka.

Hahmotelma lentotaksiasemasta. Kuva: Nasa

"Ei joustoa turvallisuudessa"

Eräs kiinnostavimmista puheenvuoroista Uber Elevatessa oli Yhdysvaltain ilmailuhallinnon FAA:n virkaatekevän johtajan (presidentti Trump ei ole ennättänyt vielä nimittämään uutta) Dan Elwellin näkemys siitä, miten ala tulee kehittymään.

Vaikka suuri osa innokkaista nuorista insinööreistä ei välttämättä pidä hänen sanomastaan, oli se hyvä annos konkretiaa. Hän nimittäin totesi, että uudet lentolaitteet ovat lentäviä laitteita, ja ne tulee kelpuuttaa käyttöön ilmailussa käytettävien tiukkojen turvallisuuskriteerien mukaan.

Kun Uber haluaisi aloittaa liikenteen vuonna 2023, on mahdollista, että lakipuolen saaminen kuntoon ja aivan uudenlaisen lentolaitteen lentokelpuuttaminen ei onnistu tässä ajassa.

Perinteisillä lentokoneillakin tähän menee pitkään ja pelkästään koelennot kestävät minimissään vuoden päivät. Uudenlaisissa lentolaitteissa on monia asioita rakenteista automaattisten systeemien kautta sähkömoottoreihin, joita ei ole vielä käytetty ilmailussa.

"Haluan sanoa teille selvästi, että emme tule hyväksymään minkäänlaista turvallisuuskulttuurin heikkenemistä", Elwell totesi. 

"Jos siis toivotte, että voisitte aloittaa kaupallisen lentotoiminnan vuonna 2023", hän jatkoi osoittaen sanansa kanssaan keskustelleelle Uberin teknologiapäällikkö Jeff Holdenille, "niin en sano, että se on liian toiveikasta, mutta en menisi lupaamaan mitään." 

Uberin ajatuksena on käyttää lentolaitteilleen samoja kriteereitä, joita on käytetty jo esimerkiksi Suomeen pian Malmin Sähkölentoyhdistyksen käyttöön tulevan Pipistrel Alpha Electron hyväksymiseen, mutta konetta ei ole vielä hyväksytty Yhdysvalloissa.

Meneillään on selvästi murrosvaihe, missä perinteinen ilmailuala ja uusi tekniikka joutuvat nokatusten. On kuitenkin tärkeää, että ilmailun turvallisuuskulttuurista pidetään kiinni.

Kaaos ilmassa?

Lentolaitteiden tekniikan ohella suuri kysymys tulee olemaan lennonjohto. Ajatus suuresta määrästä auton kokoisia drooneja pörräämässä kuka minnekin ilmassa on kauhistus – ja tuloksena olisi varmasti onnettomuuksia, ellei mitään tehdä.

Kolari ilmassa kun ei ole vain kahden kauppa: romut putoaisivat alas asutulle alueelle ja kenties jonkun niskaan.

Uber Elevatessa Nasa ja Uber ilmoittivatkin käynnistävänsä yhteishankkeen, missä tutkitaan juuri tätä lennonohjauspuolta.

Nasa on mukana siten, että se on myös suuri ilmailutekniikan tutkimuslaitos; usein unohdetaan, että Nasa-lyhenteen ensimmäinen a-kirjain tulee sanasta "aviation", eli ilmailu.

Yhteistyön mukaan Uber toimittaa Nasalle suunnitelmansa kaupunkiliikenteestä lentotaksein ja Nasa simuloi ilmatilan käyttöä mahdollisimman realistisesti.

Nasa mallintaa myös törmäyksiä. Mitä tapahtuu, jos (siis kun) lentotaksit törmäävät toisiinsa kaupunkialueella?

Työ tullaan tekemään Nasan Dallasissa Fort Worthin lentoasemalla olevassa keskuksessa ja mallinnuksissa käytetäänkin esimerkkinä Dallasta. Siellä kun kaupunkialueen lisäksi on mukana kansainvälisen lentoaseman liikenne.

Tarkoituksena on kehittää lentotilan hallintajärjestelmä, jonka ohjauksessa kaikki ilmassa oleva liikenne voisi sujua turvallisesti. Tässä olennainen kysymys on se, miten uudet lentolaitteet – joita saattaa tulla tuhansia käyttöön nopeastikin – voidaan ottaa mukaan lennonjohtoon, vai pitäisikö niitä varten kehittää omansa ja varata niille omat, raskaasta liikenteestä erilliset alueensa.

Lisäksi simulaatioissa otetaan huomioon melu, mitä ilmaliikenne kokonaisuudessaan aiheuttaa. 

Nasa toimittaa luonnollisesti tuloksensa myös ilmailuviranomaisille, ja niiden perusteella uusien lentolaitteiden käyttöönotto saattaa tapahtua joustavastikin. Tai sitten ei.

Valtava aalto havaittu Etelämerellä

Pe, 05/11/2018 - 11:46 By Toimitus
Kartta, joka näyttää poijun sijainnin

Toukokuun 8. päivänä Uuden-Seelannin ilmatieteen laitoksen asentama yksinäinen mittauspoiju Etelämerellä sai todella kyytiä: siihen iski 23,8 metriä korkea aalto.

Merenkävijät kertovat aina tarinoita yksittäisistä, valtavista aalloista ja sellaisia on saatu muutamia jopa kuvattuakin.

Mutta näin suurta aaltoa ei ole toistaiseksi tullut eteen eteläisellä pallonpuolella. Tiistaina 8. toukokuuta Etelämerellä noin 600 kilometriä Uudesta-Seelannista etelään keskellä aavaa valtamerta oleva mittauspoiju rekisteröi suurimman koskaan mitatun aallonkorkeuden.

23,8 metriä on seitsenkerroksisen talon korkeus, ja jos sellainen olisi iskenyt laivaan, niin se olisi ollut varmasti pulassa.

Kaikkein suurimmat aallot on kuitenkin mitattu Pohjois-Atlantilla. Brittien merentutkimusalus rekisteröi helmikuussa 2000 Skotlannin länsipuolella useita 18,5 metriä korkeita aaltoja ja yksittäisiä, joiden korkeus oli jopa 29,1 metriä.

Todennäköisesti suuria aaltoja on enemmänkin ja kenties suurempiakin, mutta niistä on vaikea saada tietoa. Mittauspoijuja on varsin harvassa ja valtameret ovat suuria. 

Pientä vinkkiä asiasta on saatu satelliittihavaintojen avulla. Vuonna 2004 tutkijat kävivät läpi Envisat-satelliitin ko,men viikon aikana ottamia tutkakuvia maailman meriltä ja löysivät kymmenen yli 25-metristä aaltoa.

Nyt jättiaallon Etelämerellä havainnut poiju oli varsin uusi, sillä se asennettiin paikalleen vasta viime maaliskuussa.

Poijua laitetaan paikalleen
Kuva: MetOceanNZ

 

Poiju mittaa vain 20 minuuttia kolmen tunnin välein, joten suuria aaltoja on todennäköisesti tuolloin enemmänkin. Kenties jopa suurempiakin.

Alkuviikosta alueella oli hyvin voimakas, nopeasti kehittyvä matalapaine, joka puskee liikkuessaan alla meren pinnalla samaan suuntaan kulkevia aaltoja ikään kuin mukanaan. Matalapaine lisää niiden vauhtia ja voimaa, jolloin ne saattavat kehittyä näinkin suuriksi. 

Aallot jatkavat eteenpäin meren pinnalla, vaikka matalapaine heikkeneekin. Todennäköisesti tämäkin ennätysaalto rantautuu Pohjois-Amerikkaan voin viikon päästä.

Edellinen eteläisen pallonpuolen rekisteröity aallonkorkeusennätys on vuodelta 2012, jolloin australialainen poiju Tasmanian eteläpuolella kirjasi luvun 22,03 metriä.

Historiallinen kuva jättiaallosta
Kauppa-alus kohtaa jättiaallon vuoden 1940 tienoilla Atlantilla. Kuva: NOAA

 

Epävirallisesti suurin tiedossa oleva aalto havaittiin vuonna 1826, kun ranskalainen tutkimusmatkailija Jules Dumont d'Urville kertoo havainneensa 33 metriä korkeita aaltoja Intian valtamerellä. Häntä arvosteltiin jälkikäteen, sillä kukaan ei uskonut niin suuria aaltoja olevan olemassa – jopa tunnettu tutkija François Arago laski, että aalto ei voi olla suurempi kuin 9,1 metriä.

No, hän oli väärässä ja voi olla, että Dumont d'Urville oli oikeassa; jättiaaltoja on olemassa ja kunhan tämä uusiseelantilaispoijukin pääsee tekemään mittauksiaan pitemmän aikaa, voidaan sielläkin havaita yli 30-metrisiä jättiläisiä.

GPS-signaalissa oli selviä poikkeamia Syyrian sotilasiskujen aikaan

Ti, 05/08/2018 - 09:18 By Toimitus
Risteilyohjus. Kuva: Yhdysvaltain ilmavoimat

Suomalaistutkijat havaitsivat GPS-signaalissa muutoksia USA:n ja sen liittolaisten sotilasoperaation aikana. Se ei ole yllättävää, sillä GPS on alunperin Yhdysvaltain sotilaallinen järjestelmä ja erilaisia poikkeamia normaalista on havaittu aikaisemminkin sotatoimien aikaan.

Eräs Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksen perustehtävistä on koordinaatti- ja korkeusjärjestelmien luominen ja ylläpito Suomessa. Osana tätä toimintaa on seurata erilaisia tekniikoita, jotka tukevat paikannuspalveluita.

Nykyisin lukuisat yhteiskunnan infrastruktuurit ovat riippuvaisia satelliittipaikannuksen tuottamasta paikasta tai ajasta, joten sen toiminnan tarkkailu on tärkeää.

Niinpä suomalaistutkijatkin pitävät silmällä koko ajan GPS-signaalia.

Kun USA ja sen liittolaiset suorittivat sotilasoperaation Syyrian alueella 13. – 17. huhtikuuta, havaittiin suomalaisillakin mittalaitteilla GPS-signaalin voimakkuudessa olennaisia muutoksia.

Tuona ajankohtana  USA:n armeijan käyttämä salattu GPS L2 -signaali oli vahvempi, jolloin se toimii paremmin haastavissa ympäristöissä kuten kaupungeissa. 

Samalla avoimen normaalikäyttöön tarkoitetun siviilisignaalin voimakkuus heikkeni. Jos konfliktin aikaan tuntui siltä, että auton GPS toimi tavallista hitaammin, niin tässä on siihen selitys.

Nykyaikainen sodankäynti luottaa paljon satelliittipaikannukseen, sillä risteilyohjusten ja miehittämättömien lentolaitteiden lisäksi jopa lentokoneista pudotettavat pommit suuntaavat kohti maalejaan GPS:n avulla.

Sen vuoksi satelliittipaikannusta koetetaan sotatoimialueilla häiritä, tai kuten tässä tapauksessa, signaalin voimakkuutta tietoisesti nostettiin, jotta sen häirintä olisi hankalampaa ja jotta signaalia voitaisiin ottaa vastaan hankalammissa olosuhteissakin.

Signaalimuutokset havaittiin siis myös täällä Suomessa.

Voimitstunut signaali. Kuva: Octavian Andrei
Kuva: Octavian Andrei

”Signaalin voimistuminen on itse asiassa positiivinen asia. Tavoitteena oli parantaa sotilasvastaanottimien toimivuutta, mutta samalla myös ammattikäyttöisten vastaanottimien signaali parani. Tällaisia vastaanottimia käytetään esimerkiksi rakennustyömailla ja maanmittauksessa”, toteaa vanhempi tutkija Octavian Andrei.

Havainnot tehtiin Suomessa sijaitsevilla havaintoasemilla. Havaintoasemat muodostavat Maanmittauslaitoksen ylläpitämän valtakunnallisen FinnRef-verkon. Verkon tukiasemat on varustettu moderneilla paikannusvastaanottimilla, jotka pystyvät vastaanottamaan kaikkien paikannusjärjestelmien signaaleja.

”FinnRef-verkon avulla voimme monitoroida kaikkien paikannussatelliittien signaaleja. Monitorointi on välttämätöntä, koska signaalin laatu vaikuttaa suoraan paikannuksen laatuun ja luotettavuuteen”, kertoo Vertausjärjestelmät-tutkimusryhmän johtaja Hannu Koivula Maanmittauslaitoksen tiedotteessa (mihin tämä juttu perustuu).

Tutkijat puristivat antiainetta entistä pienempään tilaan

Ti, 05/08/2018 - 07:06 By Markus Hotakainen

Vaikka aine ja antiaine tuhoavat kohdatessaan toisensa, ne voivat muodostaa "epäneutraalia" plasmaa, joka koostuu sekä hiukkasista että antihiukkasista. Sitä on opittu käsittelemään uudella tavalla.

Kansainvälinen tutkijaryhmä on CERNissä eli Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksessa onnistunut puristamaan antiprotonien ja elektronien muodostaman hiukkaspilven 0,34 millimetrin läpimittaiseksi eli kymmenesosaan alkuperäisestä.

Uudessa tekniikassa käytetään hyväksi vinhasti pyörivää "plasmalinkoa", jossa keskihakuvoima saa aikaan tarvittavan puristusvoiman. Magneettisen loukun sähkökenttiä muutetaan siten, että hiukkaspilven pyörimisnopeus kasvaa kasvamistaan.

Prosessin alkuvaiheessa loukussa olevien antiprotonien määrä on alle 0,1 prosenttia elektronien määrästä, mutta pyörimisnopeuden kasvaessa elektronien määrää vähennetään, jolloin hiukkaspilvi saadaan ahdettua pienempään tilaan.

Tavoitteena ei ole pelkkä ennätysten rikkominen, vaan antiaineen ominaisuuksien tarkempi tutkimus. Tutkijat pyrkivät mittaamaan ensimmäistä kertaa suoraan gravitaation vaikutuksen antiaineeseen. Antivedyn putoamiskiihtyvyys Maan vetovoimakentässä on tarkoitus määrittää yhden prosentin tarkkuudella.

Tutkimuksesta kerrottiin tiedekustantamo Springerin uutissivuilla ja se on julkaistu European Physical Journal -tiedelehdessä.

Kuva: Springer

Tämä joukko on viemässä meitä Merkuriukseen

Ma, 05/07/2018 - 22:58 By Jari Mäkinen
BepiColombo-hankkeeseen osallistuvia suomalaisia

Merkuriukseen lähtevä eurooppalaisluotain BepiColombo on tällä hetkellä laukaisupaikallaan, missä sitä ollaan valmistelemassa loka-marraskuun vaihteessa tapahtuvaan laukaisuunsa. Hankkeeseen osallistuu myös koko joukko suomalaisia tutkijoita ja insinöörejä – he esittelivät hanketta ja töitään tänään Helsingissä.

BepiColombo on ehdottomasti kiinnostavin tulossa olevista planeettalennoista: tarkoituksena on lennättää kaksiosainen alus Merkuriukseen ja tutkia tätä Aurinkoa lähintä planeettaa, avaruutta sen luona sekä Aurinkoa monilla erilaisella mittalaitteella. Näistä yksi on kokonaan suomalainen ja toisessakin on paljon suomalaista osaamista.

Jotta luotain pääsisi suunnitelman mukaan perille, täytyy sen lähteä matkaan 5. lokakuuta – 29. marraskuuta välisenä aikana. Laukaisuaika on tiukka, koska pelkästään Maan ja Merkuriuksen ei tule olla radoillaan juuri sopivissa paikoissa, vaan myös Venuksen siinä välissä tulee olla juuri sopivasti. Pitkään kestävän lentonsa aikana luotain kun lentää kahdesti Venuksen ohitse, jotta sen vetovoiman avulla voidaan muuttaa lentorataa sopivasti.

Merkuriuksen luokse luotain saapuu lokakuussa 2021, mutta se ei jää vielä silloin kiertämään planeettaa. Sen sijaan se käyttää jälleen Merkuriuksen vetovoimaa hyväkseen ratamuutokseen – eikä vain kerran, vaan viisi kertaa uudelleen kesäkuun 2022 ja tammikuun 2025 välillä, jotta luotain voisi asettua lopulta radalle Merkuriuksen ympärillä joulukuussa 2025. 

Lentäminen sisemmäksi Aurinkokunnassa ja etenkin Merkuriuksen soikealle radalle on hankalaa!

Yhden luotaimen sijaan BepiColombossa on kaikkiaan neljä osaa. Varsinainen luotain, missä ovat tutkimuslaitteet ja joka jää kiertämään Merkuriusta, on nimeltään MPO (Mercury Planetary orbiter). Siinä on kaikkiaan 11 erilaista tutkimuslaitetta. Sen lisäksi Merkuriusta jää kiertämään toinen, pienempi tutkimusluotain, japanilaisten tekemä Mercury Magnetospheric Orbiter. Kuten nimi sanoo, keskittyy se tutkimaan Merkuriuksen magnetosfääriä ja sitä varten siinä on neljä tutkimuslaitetta.

Pitkän matkan läpi planeettainvälisen avaruuden kaksikkoa kyytii MTO, Mercury Transfer Module, missä on neljä voimakasta ionimoottoria ja niille sähkövirtaa tuottamassa kaksi pitkää aurinkopaneelia. Kun alus saapuu Merkuriukseen, tämä irtoaa pois – se on silloin tehtävänsä tehnyt. Samoin magnetosfääriluotainsa matkan aikana suojannut osa MOSIF hylätään tuolloin.

Sekä Bepi että MMO kiertävät Merkuriusta soikeilla radoilla napojen ympäri. Molemmat käyvät lähimmillään vain noin 400 kilometrin päässä Merkuriuksesta. Bepi pysyttelee suhteellisen lähellä planeettaa, mutta MMO:n rata ulottuu yli 11000 kilometrin päässä Merkuriuksesta, missä luotain havaitsee myös aurinkotuulta.

Jos kaikki käy suunnitellusti, asettuu MPO kiertämään Merkuriusta 14. maaliskuuta 2026 ja tekee tutkimuksiaan ainakin seuraavan vuoden kevääseen. Kaikissa suunnitelmissa on kuitenkin varauduttu siihen, että luotain toimii kevääseen 2028 saakka. Jos se on silloinkin vielä iskussa, ei sitä varmasti sammuteta, vaan sen annetaan toimia pitempäänkin.

BepiColombon MPO Kouroussa

BepiColombon planeettaluotainosa MPO perillä Kouroun avaruuskeskuksessa, mistä se laukaistaan lokakuussa avaruuteen Ariane 5 -kantoraketilla.


Lentonsa lopuksi luotain todennäköisesti ohjataan putoamaan Merkuriukseen, koska silloin tutkimuslaitteet pääsevät tekemään mittauksia ja ottamaan kuvia hyvinkin läheltä pintaa.

Merkuriuksen rakenteen, geologian ja koostumuksen, sen magneettikentän alkuperän ja lähiavaruuden tutkimisen lisäksi Bepi testataa  Einsteinin suhteellisuusteoriaa ja sen toivotaan tuovan myös lisätietoa yleisesti aurinkokunnan synnystä sekä kehityksestä.

Monet eksoplaneetat kiertävät tähtiään hyvin lähellä, joten Merkuriuksen tutkiminen auttaa ymmärtämään myös näitä muita tähtiä kuin Aurinkoa kiertäviä planeettoja.

MIXS ja SIXS

BepiColombo on suomalaisittain kiinnostava, koska Suomessa työskentelevät tutkijat osallistuvat lennon tieteellisten mittausten analysointiin ja sen mukana on suomalaista huipputeknologiaa. 

Tärkein kohde on luotaimessa oleva SIXS-mittalaite, joka on kokonaan tehty ja suunniteltu Suomessa, sekä sen kanssa yhdessä toimiva brittiläinen MIXS.

SIXS mittaa Auringosta saapuvaa röntgensäteilyä, elektroneja ja protoneja ja MIXS puolestaan näiden Merkuriuksen pinnalla synnyttämää röntgenfluoresenssia ja -sirontaa.

Havainnoista voidaan päätellä Merkuriuksen pinnan alkuainepitoisuuksia ja rakennetta, mikä auttaa selvittämään planeetan muodostumista ja kehitystä. Yhdessä BepiColombon muiden tiedelaitteiden kanssa näiden havaintojen avulla tutkitaan, miten Auringon hiukkassäteily tunkeutuu Merkuriuksen magneettikenttään ja miten Merkuriuksen magnetosfäärin dynaamiset prosessit puolestaan kiihdyttävät hiukkasia.

SIXSin rakennemalli on esillä Helsingin observatorion Avaruusmaa Suomi -näyttelyssä.


MIXS ja SIXS liittyvät läheisesti toisiinsa siten, että kun MIXS kuvaa Merkuriuksen pintaa hyvin tarkasti röntgensäteiden aallonpituusalueella, tarkkailee SIXS koko ajan Auringosta tulevan röntgensäteilyn määrää. Tämä auttaa säätämään MIXSin keräämiä tietoja oikeanlaiseksi. 

Lisäksi SIXS tekee mittauksia myös itsenäisesti mittauksia Auringosta. Sen toivotaan keräävän ensimmäiset pitkät aikasarjat Auringon purkauksista peräisin olevasta röntgen- ja hiukkassäteilystä lähellä Aurinkoa.

Pitkän matkan aikana BepiColombon mittalaitteet eivät ole toimettomina, vaan niillä pyritään tekemään havaintoja myös avaruudesta matkan varrella. Varsinkin Venuksen ja Merkuriuksen ohilentojen aikana tehdään mittauksia ja kuvia; näitä voidaan käyttää myös mittalaitteiden toiminnan testaamiseen ja kalibrointiin.

Helsingin yliopisto on päävastuussa Suomen osuudesta hankkeessa. SIXS-instrumentin päätutkija on dosentti Juhani Huovelin, ja professori Karri Muinonen on brittiläisen MIXS-instrumentin toinen päätutkija. Professori Rami Vainio Turun yliopistosta vastaa SIXS:in hiukkasilmaisimesta.

Helsingin yliopiston johtamassa ja Business Finlandin (viime vuoden loppuun saakka Tekes) rahoittamassa teknisessä projektissa on viisi päätason alihankkijaa, ja Ilmatieteen laitos vastaa projektipäällikön ja laadunvalvonnan työosuuksista.

Oxfords Instrument Technologies Oy ja turkulainen Aboa Space Research Oy (ASRO) ovat vastanneet SIXS-instrumentin teknisestä suunnittelusta ja rakentamisesta. 

TalviOja Consulting Oy on vastannut SIXS-instrumentin lämpösuunnittelusta ja -mallinnuksesta. Olosuhteet Merkuriuksen luona ovat hyvin hankalat, koska Auringon lisäksi laitteeseen tulee paljon lämpöä Merkuriuksen pinnasta.

RUAG Space Finland Oy (ent. Patria Aviation Oy) on valmistanut SIXS- ja MIXS-instrumenttien ohjaus- ja datankäsittely-yksikön ja Space System Finland Oy on kehittänyt ohjelmiston SIXS- ja MIXS -instrumenttien yhteiseen ohjaus- ja datankäsittely-yksikköön. 

Space Systems Finland on tehnyt myös suuren työn tarkistamalla koko BepiColombon tietokoneohjelmien laatua; tällaisissa hankkeissa, joissa ohjelmistojen pitää olla erittäin luotettavia, annetaan ne toisien yhtiöiden arvioitavaksi. Suomalaiset löysivät ohjelmistosta noin 250 pahaa bugia ja noin 500 hieman pienempää – joten työ ei ollut turhaa!

*

Juttu perustuu Helsingin yliopiston tiedotteeseen. Otsikkokuva kirjoittajan.

Suorana labrasta 19/2018: Petteri Karisto tutkii vehnän pahinta vihollista Zürichissä

Ma, 05/07/2018 - 20:30 By Toimitus
Petteri Karisto, ETH Zürich

Tällä viikolla Tiedetuubin Suorana labrasta -twitterhanke on jälleen ulkomailla – tiede kun on hyvin kansainvälistä. Twiittaajana on kasvitautitutkija Petteri Karisto, eli @APKaristo, joka on parhaillaan työssä Zürichissä, Sveitsissä.

Petteri valmistui ylioppilaaksi Lahden yhteiskoulusta vuonna 2010 ja lähti sen jälkeen saman tien opiskelemaan biologiaa Helsingin yliopistossa.

Valmistuttaan kandiksi hän otti työn alle matematiikan, mistä hän valmistui maisteriksi vuonna 2016. Sen jälkeen Petteri lähti perheineen Sveitsiin väitöskirjapaikan perässä ja on edelleen sillä matkalla.

"Teen väitöskirjaa ETH Zürichin kasvitautien tutkimusryhmässä", kertoo Petteri ja täsmentää heti, että ETH (eli Eidgenössische Technische Hochschule Zürich) on luonnontieteisiin ja tekniikkaan keskittyvä vanha ja perinteikäs tutkimuspainotteinen sveitsiläinen yliopisto.

Suomessa sitä ei kenties tunneta laajalti, mutta se on eräs maailman kuuluisimmista teknillisistä yliopistoista – joskin etenkin nykyisin se on levittäytynyt tutkimusaloiltaan aika tavalla perinteistä tekniikkaa laajemmalle.

"Meidän ryhmässämme on hieman yli 20 tutkijaa, joista useimmat tutkii Zymoseptoria tritici -sientä ja sen aiheuttamaa Septoria tritici blotch -tautia". 

Suomeksi tämä vehnän pahin tuholainen Euroopassa tunnetaan nimellä harmaalaikku.

"Minä tutkin harmaalaikun epidemiologiaa, eli sen yleisyyteen ja leviämiseen vaikuttavia tekijöitä. Tutkimus yhdistää laajasti erilaisia tekniikoita: peltokokeita, kasvihuonekokeita, labrakokeita ja matemaattista mallinnusta."

Petteri kertoo, että tällä viikolla on luvassa tapaamisia, peltoretki, artikkelin lähettäminen, toisen muokkaaminen ja muutakin, kuten yksinkertaisesti maisemia sekä ulkosuomalaiselämää ETH:ssa ja Zürichissä.

Alla viikon twiitit koosteena:

Evira: Alkuvuonna paljon salmonellaa ympäri Suomen

Ma, 05/07/2018 - 18:04 By Jarmo Korteniemi
Kuva: Stefan Berndtsson / Flickr

Salmonella tappoi epätavallisen paljon pikkulintuja vuoden 2018 kylmimpinä kuukausina, kerrotaan Evirasta. Huono hygienia ruokintapaikoilla näytteli merkittävää osaa epidemiassa.

Elintarviketurvallisuusvirasto Evira kertoo, että maamme pikkulintuja riivasi alkuvuonna 2018 salmonellaepidemia. Tautiin kuolleita eläimiä toimitettiin virastoon huomattavasti normaalia enemmän. Epidemian syynä olivat luultavimmin ruokintapaikat, joiden puhtaudesta ei oltu pidetty huolta.

Vuoden alusta maaliskuun puoliväliin mennessä Eviraan oli lähetetty noin 50 kuolleena löydettyä lintua, joilla oli salmonellabakteerin aiheuttama yleisinfektio. Määrä voi kuulostaa pieneltä, mutta tautiin kuolleista eläimistä kuitenkin vain murto-osa löydetään ja löydetyistäkin vain harva päätyy Eviraan asti. Salmonellasta kärsineitä eläimiä löytyi ympäri Suomen: Eteläisimmät tutkimuksiin päätyneet raadot olivat pääkaupunkiseudulta, pohjoisimmat Kittilästä.

Evirassa tutkittiin myös myytäviä linnunsiemenseoksia, mutta niistä salmonellaa ei löydetty.

Tauti leviää ruuansulatuskanavan kautta, minkä vuoksi ruokintapaikkojen hygienia on taudin säätelyssä avainasemassa. Paras keino ehkäistä salmonellaa ja muitakin lintujen tauteja on käyttää helposti puhdistettavia ruokinta-automaatteja, joissa linnut eivät pääse ulostamaan ruuan päälle. Maassa ruokailevien eläinten terveydestä voi huolehtia sijoittamalla automaatin alle vaikkapa verkolla suojatun astian, johon ulosteet ja siemenet putoavat eläinten ulottumattomiin. Lisätietoa talviruokinnasta löytyy vaikkapa Tringan sivuilta.

Salmonella saa pikkulinnut usein "kesymmän oloisiksi". Ne pörröttävät höyheniään eivätkä huonon vointinsa vuoksi pyrähdä lentoon yhtä helposti kuin terveet lajitoverinsa.

Pikkulinnut saavat tartunnan syötyään sairaiden yksilöiden ulosteella saastunutta ruokaa. Lisäksi tauti hyppää helposti lajirajojen yli, joten salmonellainen ruoka altistaa esimerkiksi jyrsijöitä ja jäniksiä. Pedot taas saavat tartunnan syötyään sairastuneen eläimen.

Eviraan tuoduista vuoden 2018 epidemiassa kuolleista eläimistä suurin osa (32) oli urpiaisia, mutta mukana oli myös 8 punatulkkua, talitiainen, tilhi, kaksi kanahaukkaa, varpushaukka ja viirupöllö. Lisäksi salmonella todettiin yhdellä kuolleella metsäjänikselläkin.

Linnuilla salmonella aiheuttaa aluksi kuolioisen kuputulehduksen, vaikeuttaen ja lopulta estäen normaalin nielemisen. Loppuvaiheessa infektio leviää koko elimistöön ja lintu kuolee. Toisaalta jotkut yksilöt kantavat tautia täysin oireettomasti ja erittävät ympäristöön koko ajan pieniä määriä bakteeria ulosteidensa mukana. Salmonellaa siis esiintyy koko ajan, mutta populaation tihentyessä tauti yltyy epidemiaksi.

Oivinta epidemia-aikaa on juuri alkuvuosi. Linnut kerääntyvät kovien pakkasten aikaan ruokintapaikoille ja eläinten kunto on muutoinkin huonoimmillaan. Eikä kovakaan pakkanen onnistu tappanaan salmonellabakteereita.

Salmonellaa aiheuttaa Salmonella enterica -bakteeri. Siitä on noin 2500 muunnosta, joista osa hyppii helposti eläinlajista toiseen. Pikkulintuja riivaava kanta (ns. Salmonella typhirium faagityyppi U277) on juuri tätä kastia, ja saattaa tarttua villieläinten lisäksi niin ihmisiin kuin koti- ja lemmikkieläimiinkin.

Pidetään siis ruokintapaikat puhtaina!

Kuva: Åsa Berndtsson / Flickr

Lähde: Eviran tiedote (PDF)

Kuvien urpiaiset eivät liity tapaukseen. (Stefan Berndtsson & Åsa Berndtsson / Flickr)

Video: Näin InSight -marslaskeutuja lähti matkaan sumun keskeltä

InSight-laskeutuja lähetettiin tänään kohti Marsia. Jos et ennättänyt katsomaan laukaisua päivällä tai olit pahassa paikassa, niin tässä voit katsoa laukaisun uudelleen!

Laukaisu tapahtui tänään 5. toukokuuta klo 14.05 Suomen aikaa ja kaikki sujui hyvin. 

Atlas-kantoraketti nousi matkaan Kaliforniasta Vandenbergin lentotukikohdasta ja suuntasi etelään. Maapallon kierrettyään se kiihdytti luotaimen planeettainväliseen lentoon vaadittavaan nopeuteen ja niin InSight ja kaksi pientä nanosatelliittia olivat matkalla punaiselle planeetalle.

Laskeutuja saapuu perille 26. marraskuuta ja alkaa pian sen jälkeen sondaamaan Marsin sisustaa seismometrillään ja pinnan alle porautuvalla myyrällään.

Jos haluat katsoa kokonaisuudessaan tallenteen Nasan tämänpäiväisestä laukaisulähetyksestä, niin sen ensimmäinen osa on täällä ja toinen osa täällä.

Linkki massiiviseen InSight-juttuumme on alla.

Avainsanat

10 tärkeintä asiaa, jotka tänään laukaistusta Mars-laskeutujasta on hyvä tietää

La, 05/05/2018 - 13:46 By Jari Mäkinen
InSight piirroksessa

InSight-laskeutuja lähetettiin tänään klo 14.05 Suomen aikaa Kaliforniasta avaruuteen ja edelleen kohti Marsia. Mitä tästä tuoreimmasta Mars-aluksesta tulisi tietää ja miksi se on kiinnostava? Tässä kymmenen helposti sulatettavaa tietopalaa!

Ensin kuitenkin hieman taustaa.

InSight on eräänlainen välilento Nasalle, sillä se on lento-ohjelmassa kahden kalliin ja monimutkaisen kulkijan välissä. Pienen henkilöauton kokoinen Curiosity laskeutui Marsiin vuonna 2012 ja seuraavana on vuorossa toistaiseksi vain nimellä "Mars 2020" tunnettu kulkija, joka on kuin Curiosity – mutta hieman toisenlaisilla tutkimuslaitteilla varustettu.

Edellinen Mars-lento Yhdysvalloista oli planeettaa kiertämään lähetetty MAVEN vuonna 2014 ja InSightin piti olla vuorossa jo vuonna 2016, mutta tuolloin sen laukaisua päätettiin lykätä, koska sen tutkimuslaitteessa havaittiin vikaa. 

InSight perustuu teknisesti vuonna 2008 Marsin pohjoisnavan tuntumaan laskeutuneen Phoenix-laskeutujaan. Sen mukaan päätettiin laittaa kulkijoista yli jääneitä kameroiden ja mittalaitteiden varakappaleita, joiden lisäksi tarvittiin tosin varsinaisia tutkimuslaitteitakin, ja niiden suhteen Nasa keksi hyvän idean: ne pyydettiin Euroopasta. Niinpä ranskalaiset tekivät (ja maksoivat) seismometrin ja saksalaiset vastasivat pääosin pinnan alle tunkeutuvat mittalaitemyyrän tekemisestä.

Näin Nasa pääsi varsin halvalla: lennon hinta on noin 545 miljoonaa euroa, tosin lennon lykkääminen vuodesta 2014 tähän kevääseen maksoi lisää noin 120 miljoonaa euroa.

Nyt kuitenkin lento päässee matkaan ja tiedossa on erittäin kiinnostava, mutta kenties ei kovin näyttävä tutkimuslento.

1. Miksi InSight on kiinnostava?

Eräs kiinnostavimmista avoimista kysymyksistä Marsin suhteen on sen sisäinen rakenne. Maapallon sisustaa voidaan tutkia kätevimmin seismometrillä, eli mittaamalla maanjäristyksien kulkua maapallon sisäosien läpi ja analysoimalla signaalien kulkua. Idea InSightissä on jotakuinkin sama, eli sen mukana on seismometri – hyvin herkkä sellainen.

Ongelmana Marsissa on kuitenkin se, että siellä ei ole tiettävästi maanjäristyksiä samaan tapaan kuin Maassa, koska siellä ei ole liikkuvia mannerlaattoja. Voi olla, että seismometri havaitsee kuitenkin joitain pieniä tärinöitä, jotka tulevat Marsin kuoren raksumisesta tai vähäisestä tulivuoritoiminnasta. Lisäksi Marsiin iskeytyvät meteorit lähettävät tärähdyksiä Marsin läpi ja kuorta pitkin.

Signaalien avulla voidaan siis hahmotella, millainen Marsin sisusta on. Tutkijat odottavat havaitsevansa parin Maan vuoden aikana useita kymmeniä järistyksiä.

Lisäksi laskeutujassa on mukana laite, joka junttaa mittalaitteita Marsin pinnan sisälle, kenties joka viiden metrin syvyyteen. Siellä se mittaa lämpötilaa ja tutkii olosuhteita; vaikka se ei ota näytettä syvältä, jo pelkästään marsperän kovuuden tutkiminen auttaa ymmärtämään paljon sitä, mitä pinnan alla on. Voi olla, että siellä on jäätä.

Otsikkokuvassa seismometri on laskeutujan edessä vasemmalla ja pinnanalaistutkimuslaite vasemmalla. Kummatkin nostetaan laskeutujan päältä pinnalle robottikäsivarrella.

2. Millainen InSight on?

Periaatteessa laskeutuja on hyvin yksinkertainen: se on noin puolitoista metriä halkaisijaltaan oleva, lähes ympyrän muotoinen levy, jonka alapuolella ovat laskeutumisjalat ja laskeutumisessa tarvittavat rakettimoottorit, ja päällä tutkimuslaitteet, robottikäsivarsi, kameramasto ja antennit, joiden avulla siihen ollaan yhteydessä. 

Sen sivuilla ovat lähes saman kokoiset, ympyrän muotoiset, kukan terälehtien tapaan avautuvat aurinkopanaalit. 

Nyt, kun InSight on nyt pakattuna raketin nokassa, ovat sen aurinkopaneelit taivutettuna kasaan ja koko paketti on Marsiin laskeutuessa suojaavan kapselin sisällä.

Itse laskeutujan massa on 358 kg, mutta se on vain noin puolet matkaan laukaistavasta massasta: kapseli, jonka sisällä laskeutuja on, ja sen alla oleva lämpökilpi, jonka tehtävänä on suojata laskeutujaa Marsin kaasukehään saavuttaessa, painavat yhdessä  189 kg, Avaruuden halki lentämisessä auttavan osan massa on 79 kg. Polttoainetta ja polttoainetankkien paineistamiseen vaadittavaa kaasua on 67 kg. Kokonaisuudessaan tämä paketti on massaltaan 694 kg.

Yllä olevassa piirroksessa näkyy myös oikealla olevan lämpökilven ja laskeutujan välissä oleva instrumenttiosa, eli tietokoneita ja laitteita, joita laskeutumisen aikana tarvitaan; paikka on valittu siksi, että tuossa kohdassa on tilaa. Kaikki on pakattu varsin tiiviisti!

Lisäksi matkaan lähtee kaksi pientä nanosatelliittia (joista myöhemmin enemmän tietoa), joiden massa on 13,5 kg, siis 27 kg yhteensä.

Kokonaisuudessaan Atlas-kantoraketti sysää siis kohti Marsia tällä laukaisulla 721 kg:n kuorman.

Kun InSight on laskeutuneena Marsin pinnalla, on sen korkeus 83-108 cm riippuen siitä, kuinka paljon joustamaan tarkoitettu laskeutumisjalusta painuu kasaan laskeutumisen voimasta. Laskeutujan lähes pyöreä keskusosa on halkaisijaltaan 1,56 metriä ja aurinkopaneelit avattuna kokonaisuus on kuusi metriä leveä.

Robottikäsivarren pituus on 2,4 metriä.

3. Miten InSight laukaistaan Marsiin?

Laskeutuja lähetetään kohti Marsia Atlas-kantoraketilla Kaliforniasta. Kyseessä on ensimmäinen Vandenbergin lentotukikohdasta tehtävä planeettaluotaimen lähetys, ja se johtuu siitä, että Floridassa, Cape Canaveralissa alkaa olla ruuhkaa – juuri nyt SpaceX valmistelee siellä raketin lähetystä ja planeettalennon – jonka lähtö saattaa lykkääntyä, mutta jonka täytyy päästä matkaan ajoissa – laittaminen mukaan laukaisulistaan olisi tehnyt sen ja muiden laukaisemisista hankalaa.

InSight on myös sen verran kevyt lasti, että se voidaan lähettää matkaan Kaliforniasta. Sieltä laukaistaan normaalisti satelliitteja maapallon napojen kautta kulkeville radoille, eikä sieltä voida käyttää hyväksi maapallon pyörimisliikettä. Kun raketti laukaistaan kohti itää, "auttaa" Maan pyöriminen osaltaan saavuttamaan tarvittavan ratanopeuden, mutta Kaliforniasta ei voida lähettää raketteja Yhdysvaltain mantereen päälle.

Tässä tapauksessa niin ei siis tarvitse tehdä, vaan jopa Atlas-kantoraketin kevytversio V401 riittää sysäämään InSightin Marsia kohden vievälle radalle.

Atlas lähtee lentämään hieman Los Angelesin yläpuolella rannikolla olevasta laukaisupaikasta etelään. Raketin ensimmäinen vaihe toimii hieman yli neljä minuuttia, minkä jälkeen se putoaa pois ja toinen vaihe aloittaa toimintansa. Se toimii ensin noin yhdeksän minuuttia, minkä jälkeen raketti on maapalloa kiertävällä radalla noin 185 kilometrin korkeudessa. 

Se on kuitenkin vasta välietappi: toinen vaihe syttyy pian uudelleen ja sysää laskeutujan kohti Mars-rataa. Tällöin laukaisusta on kulunut noin puolitoista tuntia.

InSight irtoaa omille teilleen ja toinen vaihe tekee pienen ratamuutoksen, jotta se ei vanhingossa osu laskeutujaan. 

Hetkeä myöhemmin pienet MarCO-nanosatelliitit irrotetaan ja toinen vaihe muuttaa jälleen rataansa.

Jos Atlas ei voi lähteä tänään matkaan, niin laukaisua voidaan yrittää uudelleen päivittäin kesäkuun 8. päivään saakka. Jokaisena päivänä sopiva laukaisuikkuna on noin kahden tunnin mittainen.

4. Kauanko matka kestää?

Mars on nyt 121 miljoonan kilometrin päässä Maasta, mutta InSight ei tule lentämään sinne suoraan. Maasta lähdettyään se on oikeastaan soikealla radalla Auringon ympärillä siten, että kun Mars kulkee eteenpäin radallaan, kohtaavat ne toisensa ensi marraskuun lopussa. 

Lentomatkaa on kaikkiaan noin 485 miljoonaa kilometriä. Planeettainvälisen lennon aikana rataa tarkkaillaan ja muutetaan tarpeen mukaan siten, että laskeutuminen Marsiin tapahtuu tarkalleen 26. marraskuuta 2018. Matka siis kestää noin kuusi ja puoli kuukautta.

Itse asiassa aika säädetään tarkasti siten, että laskeutumispaikalla on laskeutumisen aikaan iltapäivä parhaimmillaan; näin InSight voi laskeutua hyvissä olosuhteissa sään ja valaistuksen suhteen, ja se saa saman tien reippaasti sähköä aurinkopaneeleistaan, kun paneelit on saatu auki.

Marsissa laskeutumispaikalla ensi marraskuussa on talvi. InSight pääsee näin toimimaan mukavasti kevän koittaessa.

Phoenix laskeutuu

5. Kuinka InSight laskeutuu Marsiin?

Hyvin rauhallista planeettainvälistä lentoa seuraa hektinen toiminta, kun InSight syöksyy suin päin Marsiin ja laskeutuu sen pinnalle. Aikaa kaasukehään osumisesta siihen, kun InSight on pinnalla, kuluu vain seitsemän minuuttia.

Tapahtumat alkavat 47 minuuttia ennen laskeutumista, kun InSightin ja laskeutumislaitteiden lämmittimet laitetaan päälle. Pian laskeutujaa läpi avaruuden ohjannut pieni osa irrotetaan ja laskeutuja suojakapselinsa sisällä jatkaa yksin eteenpäin.

Se syöksyy suoraan planeetan kaasukehään ja alla oleva lämpökilpi suojaa sitä. Kaasun kitkakuumennus alkaa noin 126 kilometrin korkeudessa.

Laskuvarjo avautuu noin 12 kilometrin korkeudessa ja lämpökilpi irrotetaan noin 10 kilometrin korkeudessa. Nyt laskeutujan kamera pääsee näkemään hyvin alas Marsin pintaan. Laskuteline avautuu noin viiden kilometrin korkeudessa ja myös tutka alkaa nyt mitata tarkkaa korkeutta.

Noin 1100 metrin korkeudessa laskeutuja putoaa kapselistaan ja samalla se irtoaa laskuvarjosta; se on nyt vapaassa putoamisliikkeessä alaspäin 215 kilometrin tuntinopeudella.

12 pientä rakettimoottoria syttyy ja laskeutuja hidastaa putoamisnopeuttaan tutkan ohjaamana. Se tarkkailee laskeutumispaikkaansa ja osaa välttää siinä olevia mahdollisia vaarallisia kiviä.  Se myös kääntyy tässä lennon loppuvaiheessa siten, että sen tuleva työskentelyalue osoittaa etelään ja aurinkopaneelit levittäytyvät itä-länsi-suuntaan.

Laskeutuminen 50 metrin korkeudesta pinnalle tapahtuu noin puolessa minuutissa, siis kohtalaisen hitaasti ja rauhallisesti. InSight osuu pintaan lopulta reipasta kävelyvauhtia, 8,6 km/h.

InSight perustuu Phoenix-laskeutujaan ja siten laskeutuminenkin tapahtuu hyvin samaan, jo siis luotettavaksi osoittautuneeseen tapaan. Phoenixin laskeutumiseen verrattuna nyt nopeus, jolla InSight osuu Marsin kaasukehään on tosin hieman pienempi (5,5 km/s, kun Phoenixilla se oli 5,6 km/s) ja laskeutumispaikka on 1.5 kilometriä korkeammalla, eli kaasukehä ei ennätä hidastamaan laskeutumista niin paljoa kuin edellisellä kerralla.

InSight on myös hieman painavampi (608 kg vs. 573 kg).

6. Miten laskeutumispaikka on valittu?

InSigtin laskeutumispaikaksi on valittu laaja laavatasanko nimeltä Elysium Planitia, eli Elysiumtasanko. Se sijaitsee lähellä Marsin päiväntasaajaa, vain noin 4.5° sen pohjoispuolella.

Kuten yleensä laskeutumispaikkoja valitessa, on päätös tehty monen tekijän perusteella, joista tärkein on ollut se, että alue on turvallinen. Siellä ei ole rotkoja tai isoja kraattereita, jotka voisivat koitua laskeutujan kohtaloksi. Siellä ei ole myöskään paljon isoja kivenmurikoita tai muita vaaratekijöitä.

Alue, jonne laskeutuja koetetaan saada osumaan, on noin 130 km pitkä ja 27 km leveä soikio.

Paikka on myös sellainen, että siellä laskeutuja voi hyvin tehdä työtään ja se on tieteellisesti kiinnostava. Curiosity-kulkija ei ole kovin kaukana, mutta kuitenkin sen verran kaukana, että maisemat ovat erilaisia. 

Ennusteen mukaan laskeutumisen aikaan lämpötila laskeutumispaikalla on varsin miellyttävä, kenties jopa -8°C. Yöllä lämpötila laskee lähelle sataa pakkasastetta.

7. Kauanko InSight tekee työtään?

InSightin on suunniteltu toimivan vähintään yhden Marsin vuoden ajan, eli lähes kaksi vuotta Maan ajanlaskun mukaan. Viime aikoina Mars-alukset ovat kuitenkin toimineet paljon suunniteltua pitempään, joten on mahdollista, että myös InSight jatkaa toimiaan tämänkin jälkeen.

Phoenix toimi lopulta kaksi kuukautta laskettua pitempään, mutta sen laskeutumispaikka Marsin pohjoisnavan tuntumassa oli hyvin haastava. Lämpötila laski siellä nopeasti ja laskeutuja peittyi lopulta todennäköisesti yli metrin paksuiseen hiilidioksidijäähän.

InSigh on puolestaan päiväntasaajalla, missä lämpötilat ovat paljon mukavampia. Suurin ongelma saattaa olla pölyn kerääntyminen aurinkopaneelien päälle, sillä paikallaan oleva laskeutuja ei voi muuttaa asentoaa ja karistella pölyjä samaan tapaan kuin kulkijat.

8. Kuinka InSightin tutkimuslaitteet toimivat?

Nimi InSight tulee sanoista Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport, mikä kertoo lennon päätarkoituksen: Marsin sisustaa ja selvittää sen ytimen koko sekä mitata planeetan lämpötasapainoa.

Kuten jutun alussa mainittiinkin, on päätutkimuslaite seismometri. Itse asiassa siinä on kolme sellaista, yksi joka suuntaan. Ne ovat 22 cm halkaisijaltaan olevan puolipallon muotoisen tyhjiökammion sisällä. Laskeutujan robottikäsivarsi nostaa sen makaamaan laskeutumispaikan kamaralle.

Laitteessa on ulompi suojakuori sekä seismometrit sen sisällä, pinnan päälle laskettuina.

Seismometrin on tehnyt Ranskan kansallinen avaruustutkimuskeskus. 

Laskeutujassa on mukana myös saksalaistekoinen Marsin pinnan lämmönjohtavuutta mittaava laite, joka junttaa anturinsa viiden metrin syvyyteen pinnan alle. 40 cm pitkä ja lähes kolme senttiä leveä anturipää on yhdistetty laskeutujaan pitkällä johdolla, missä on myös lämpömittareita,

Lisäksi kyydissä on magnetometri, kameroita, säämittareita sekä italialaisten tekemä laserheijastin, jonka avulla tulevaisuudessa lasereilla varustetut kiertolaiset voivat mitata tarkasti korkeutta. Passiivinen heijastin toimii myös silloin, kun laskeutuja ei enää ole hengissä.

9. Millaisia ovat mukana lähtevät nanosatelliitit?

Kyydin kohti Marsia saa myös kaksi pientä MarCO-nimistä satelliittia, jotka perustuvat samaan cubesat-formaattiin, jollainen oli muun muassa Aalto-1 -satelliitti.

Tähän mennessä tällaisia ei ole kuitenkaan lähetetty planeettalennoille, joten kyseessä on historiallinen tapaus. Kiinnostavaa onkin nähdä miten nanosatelliittitekniikka toimii ulkoavaruudessa.

Nanosatelliitit nousevat avaruuteen ja lähtevät Marsin suuntaan siis samalla kyydillä, mutta lentävät sinne itsenäisesti. Niissä ei ole rakettimoottoreita, joten ne eivät jää kiertämään Marsia vaan suhahtavat sen ohitse planeettainväliseen avaruuteen.

Ne kuitenkin lentävät Marsin ohi jotakuinkin samaan aikaan kuin InSight laskeutuu, joten ne voivat osaltaan tarkkailla sitä, miten laskeutuminen sujuu. Varsinainen laskeutumisseuranta tosin tehdään Marsin kiertoradalla olevilla satelliiteilla.

10. Mitä kaikkea Marsissa on nyt?

Marsia tutkitaan parhaillaan monin erilaisin luotaimin. Sen pinnalla on toiminnassa kaksi kulkijaa, ydinkäyttöinen isompi Curiosity ja pienempi, jo vuodesta 2003 huristellut Opportunity. 

Kiertoradalla Marsin ympärillä on toiminnassa kolme Nasan satelliittia, konkari 2001 Mars Odyssey, jo yli kymmenvuotias Mars Reconnaissance Orbiter ja MAVEN, minkä lisäksi Euroopan avaruusjärjestön Mars Express on ollut toiminnassa jo vuodesta 2003 – ja voi siis edelleen hyvin – ja tuorein tulokas on niin ikään ESAn ExoMars-hankkeeseen kuuluva Trace Gas Orbiter. Se saapui Marsiin lokakuussa 2016.

Myös intialainen Mangalyaan on edelleen toiminnassa. Se saapui Marsia kiertämään vuonna 2014.

*

Jutun otsikkoa ja ingressiä on muutettu laukaisun jälkeen.

Tähtien sodan tiedettä – ei aivan puutaheinää!

Pe, 05/04/2018 - 19:01 By Jari Mäkinen
Tatooine. Kuva Tähtien sota -elokuvasta

Tänään toukokuun neljäntenä juhlitaan Tähtien sota -elokuvia, koska tämä päivä englanniksi, "May the fourth", tuo mieleen elokuvasta tutun toivotuksen "olkoon voima kanssasi" alkuperäkielellä, "May the force be with you". Siksi TGIF-hengessä kannattaa miettiä onko tiedeelokuvaklassikossa mitään oikeasti tieteellisesti kiinnostavaa.

Ensimmäinen ja alkuperäinen, monien mielestä edelleen paras Tähtien sota -elokuva sai ensi-iltansa 25. toukokuuta 1977. Silloin valkokankaille tulivat Luke SkywalkerHan Solo, prinsessa Leia, Darth WaderObi-Wan Kenobi, Yoda ja kaksi sympaattista robottia, R2D2 ja C-3PO.

Päinvastoin kuin toinen avaruusklassikko Star Trek, ei Tähtien sota flirttaillut paljoakaan tieteen ja tekniikan kanssa, vaan oli – ja on – vain avaruuteen ja meitä teknisesti edistykselliseempään tilanteeseen sijoittuva seikkailuelokuva, tai oikeastaan avaruussatu*. Kenties tieteellisintä elokuvan antia olisikin pohtia sitä, miksi 40 vuotta vanha tarina jaksaa edelleen kiinnostaa niin, että elokuvat ovat saamassa vieläkin uusia jaksoja.

Tuorein filmi oli viime joulukuussa esitykseen tullut Episodi VIII: Viimeinen jedi ja parhaillaan on valmistumassa peräti kaksi uutta trilogiaa, jotka perustuvat tarinaan.

Mutta on elokuvissa muutamia tieteellisessäkin mielessä kiinnostavia seikkoja.

Tatooine

Planeetta, jolla Luke Skywalker asui, on nimeltään Tatooine. Se on elokuvassa aavikkoplaneetta (ainakin tapahtumapaikalla) ja sillä on kaksi aurinkoa. 

Aikanaan kenties kaksi tähteä taivaalla tuntuivat hassulta, mutta nyt tiedetään, että tällaisia maailmoja voi olla olemassa. Niitä on jopa havaittu: ensimmäinen löydetty oli Kepler 16-b ja ainakin kuusi muuta vastaavaa tiedetään. 

Nimi Kepler tulee avaruusteleskoopista, joka on löytänyt nämäkin eksoplaneetat. Kepler on löytänyt lähes 1300 kaikista nykyisin tunnetuista hieman yli 3600 eksoplaneetasta.

Tosin mikään näistä Keplerin löytämistä planeetoista ei ole Tatooinen kaltainen pieni kiviplaneetta, vaan suuria kaasujättiläisiä. Pienten planeettojen havaitseminen on kuitenkin hankalaa, joten kenties näidenkin seuralaisina on myös pienempiä planeettoja.

Jännän Tatooinesta tekee se, että se kiertää kaksoistähteä, joka koostuu kahdesta toisiaan kiertävästä tähdestä. Tai tarkkaan ottaen tähdet kiertävät yhteisen massakeskipisteensä ympärillä, ja planeetat kiertävät sitten sitä kauempana. Tällainen kiertorata on kuitenkin epästabiili, ja on todennäköistä, ettei planeetta olisi paikallaan tasaisissa olosuhteissa niin kauaa, että elämä ennättäisi syntyä sen pinnalle.  

Itse asiassa pienen kiviplaneetan syntyminen kaksoistähtijärjestestelmässä on vaikeaa, sillä pienet planeetat tuppaavat törmäämään toisiinsa ajan myötä jo planeettojen syntyprosesson aikana. Tutkijat ovat kuitenkin tehneet simulaatioita mahdollisista kiertoradoista ja löytäneet ratoja, jotka voisivat olla myös pysyvämpiä. Jos tädet olisivat vielä pitkäikäisiä punaisia jättiläisiä, niin olosuhteetkin voisivat olla sellaisia, että kiviplaneetat olla rauhassa pitkänkin aikaa.

Hahmotelma Kepler 16-b -tähtijärjestelmästä.
Hahmotelma Kepler 16-b -tähtijärjestelmästä.

Yksi näistä tutkimuksista on jopa Tähtien sodan innoittama: Tennesseen valtionyliopiston tähtitieteilijän Matthew Muterspaughin ja Puolan tiedeakatemian tutkijan Maciej Konackin hanke TATOOINE (The Attempt To Observe Outer-planets In Non-single-stellar Environments) hahmotteli erilaisia kahden tähden planeettoja ja koetti löytää niitä taivaalta.

Niitä onkin siis löytynyt ja Konacki on todennut, että niitä löytyy varmasti vielä lisää – ja paljon erilaisia. Hänen mukaansa maailmankaikkeus on paljon jännittävämpi kuin Tähtien sota.

Toinen kiinnostava asia Tähtien sodassa on robottien käyttö. Elokuvassa on joka puolella erilaisia robotteja, ja on hyvinkin mahdollista, että tämä tulee toteutumaan täällä Maan pinnallakin hyvin pian. 

Robottien kehitys menee nyt eteenpäin kovaa vauhtia, ja voi helposti kuvitella, että jo muutaman vuoden kuluttua meillä olisi nyt ensimmäisiä, käyttökelpoisia kotiapulaisrobotteja. Siitä sitten vähän eteenpäin, voisi olla C-3PO:n ja R2D2:n kaltaisia laitteita – persoonallisuuksineen kaikkineen.

Mitä tulee ylivalonnopeudella lentämiseen, ei se nykytiedon mukaan ole valitettavasti mahdollista. Kenties tähän joku keksii joskus poikkeuksen, jonka avulla galaksissamme pääsisi liikkumaan nopeasti paikasta toiseen. Siitä on kuitenkin vaikea sanoa mitään muuta kuin sen, että tällä hetkellä se on täyttä mielikuvitusta. 

Sama pätee moneen muuhunkin asiaan elokuvissa – ja se on hyvä, sillä jos kaikki olisi tiukan tieteellistä ja varmasti mahdollista, olisi Star Wars todennäköisesti aika tylsä. Joka tapauksessa se olisi kovin erilainen.

May the 4th

Tarinan mukaan tämä toukokuun neljäs päivä muodostui Tähtien sodan päiväksi vuonna 1979, jolloin Margaret Thatcher nimitettiin Iso-Britannian pääministeriksi 4. toukokuuta.

Silloin konservatiivipuolue – mihin Thatcher kuului – laittoi kaksi vuotta aikaisemmin tulleen Tähtien sodan hengessä The London Evening News -sanomalehteen onnitteluilmoituksen, missä sanottiin "May the Fourth Be with You, Maggie. Congratulations".

 

 

Kuvat: Lucasfilm, Nasa ja OneNews

*Juttua on hieman muutettu lukijalta tulleen huomion perusteella. Alun perin kirjoitimme, että tarina sijoittuisi tulevaisuuteen, mutta näinhän ei ole, sillä tarina sijoittuu jopa alkutekstien mukaan menneisyyteen: "A long time ago in a galaxy far, far away..."

Uudenlainen kirurgin älyveitsi tunnistaa leikattavan kudoksen

Pe, 05/04/2018 - 15:45 By Toimitus

Syöpäkirurgiassa kasvain pyritään poistamaan kerralla ja mahdollisimman täydellisesti. Kasvaimen rajojen tunnistaminen silmämääräisesti ei kuitenkaan ole helppoa. Apuun tulee nyt uudenlainen älykäs kirurgin veitsi.

​Maailmassa arviolta joka viidennelle rinta- tai eturauhassyövän vuoksi leikatulle potilaalle jää kasvainkudosta leikkausalueen reunoille. Se vaikuttaa huomattavasti potilaan sairauden ennusteeseen ja edellyttää yleensä lisätoimia.

Rintasyövän tapauksessa se vaatii yleensä koko rinnan poistoa. Vastaavia haasteita on esimerkiksi infektoituneiden haavojen puhdistuksessa, joissa kudospoistoon ei ole mitään objektiivisia työkaluja. Leikkauksessa syntyvän savun analysointi auttaa parantaman tarkkuutta, selviää Anton Kontusen tutkimuksessa.

Tutkimusartikkeli ilmestyi juuri Annals of Biomedical Engineering -lehdessä.

Diatermiaa eli sähköveistä käytetään nykyisin valtaosassa kirurgisia toimenpiteitä. Veitsi leikkaa kudosta valokaarella, jolloin kudos höyrystyy ja sen sisältämät aineet haihtuvat kirjaimellisesti "savuna ilmaan".

Menetelmän haittapuoli on se, että savun sisältämät pienhiukkaset ovat terveydelle haitallisia. Savua imetäänkin leikkausalueelta erityisellä savuimurilla. Suomalaisideana on käyttää savua myös hyödyksi.

"Savun sisältämät pienhiukkaset ovat vain yksi savun komponentti", selittää väitöskirjaa Tampereen teknilllisessä yliopistossa tekevä Kontunen.

"Savukaasu sisältää myös pieniä haihtuvia molekyylejä, joiden perusteella käsiteltävästä kudoksesta saadaan hyvin tarkkaa tietoa."

Nyt julkaistussa tutkimuksessa leikattiin diatermiaa käyttäen kymmentä eri sian kudosta. Kudoksista haihtuva savukaasu analysoitiin differentiaalimobiliteettispektrometrilla.

"Kudokset erottuivat tilastollisilla luokittelumenetelmillä 95 prosentin varmuudella", Kontunen sanoo. 

Aiemmissa tutkimuksissa savukaasun sisältämiä molekyylejä on tutkittu massaspektrometrilla, joka on kallis molekyyleja tyhjiössä analysoiva laite.

Tampereella on tutkittu haihtuvia molekyylejä jo vuosien ajan ionimobiliteettispektrometrian keinoin. Menetelmä on sukua massaspektrometrialle, mutta ei vaadi tyhjiötä ja on siten huomattavasti halvempi ja toimintavarmempi. Ionimobiliteettispektrometreja on käytetty kymmeniä vuosia sovelluksissa, joissa toimintavarmuus on ensiarvoisen tärkeää.

Erittäin lupaavien tulosten myötä tutkimusta on sovellettu etenkin syöpähoidoissa.

"Olemme noin vuoden ajan analysoineet ihmisistä poistettuja syöpäkasvaimia ja näyttää siltä, että samankaltaiseen suorituskykyyn on mahdollista päästä myös niissä", kertoo kirurgian professori ja tutkimusryhmän johtaja Niku Oksala Tampereen yliopistosta.

"Uskon vahvasti, että tulevaisuudessa teknologia tulee auttamaan potilaita ja kirurgien päivittäistä työtä."

Tutkimus toteutettiin Tampereen yliopiston ja Tampereen teknillisen yliopiston yhteistyönä.

Lupaavien tulosten innoittamana aiheen ympärille on perustettu startup-yritys Olfactomics, joka kaupallistaa tekniikkaa.

*

Juttu perustuu Tampereen teknillisen yliopiston tiedotteeseen. Otsikkokuva on kuvakaappaus Olfactomicsin videolta.

Turussa kaivetaan taas ja ohikulkijatkin laitetaan lapiohommiin

To, 05/03/2018 - 20:09 By Toimitus

Turkulainen Aboa Vetus & Ars Nova -museo  jatkaa pihamaallaan viime kesänä aloitettuja arkeologisia tutkimuksia. Kaivauksiin ja arkeologiseen tutkimukseen liittyy tänä vuonna myös vapaaehtoistoimintaa.

Arkeologiassa päivän sana on osallistuttaminen. Eri puolella Suomea on viime vuosina tehty useita kaivauksia, joihin yleisö ja asiasta kiinnostuneet ovat päässeet mukaan hommiin. Tunnetuin näistä lienee Heurekan omilla kulmillaan Vantaan Jokiniemessä tehty kaivaus, missä löydettiin harvinaisia savi-idoleita.

Turussa pistetään kuitenkin paremmaksi ja siellä alkoi tänään kaivaus ihan keskellä kaupunkia. 

Aboa Vetus & Ars Nova -museon pihamaalla kaivettiin jo viime kesänä, mutta tänä vuonna kaivauksiin ja arkeologiseen tutkimukseen liittyy tänä vuonna uudenlaista vapaaehtoistoimintaa: tavoitteena on kehittää yleisön kanssa tehtävää arkeologiaa ja saada vapaaehtoisista koostuva ryhmä mukaan arkeologisen tutkimuksen koko kaareen – myös kaivausalueen ulkopuolella.

Yleisöarkeologian ytimenä on yhteisöllinen oppiminen. Kaivaus on arkeologien, museon ja yleisön yhteinen tutkimuskohde, jossa yleisö osallistuu samaan aikaan kuin tutkija.

Vapaaehtoisten on mahdollista osallistua arkeologisen kaivauksen lisäksi esimerkiksi taustatutkimukseen arkistossa, esinelöytöjen käsittelyyn kaivausten jälkitöissä ja viestintään museon verkkosivuilla ja sosiaalisessa mediassa.

Hankkeen yleisöarkeologi Elina Mattila (kuvassa alla) koordinoi toimintaa ja kouluttaa osallistujat tehtäviin. Kaivaus on museon ja yleisön yhteinen tutkimuskohde, jossa arkeologit ja yleisö ovat dialogissa keskenään.

Tutkimusprojektin kaikissa vaiheissa tarkastellaan sitä, mikä arkeologiassa kiinnostaa yleisöä ja millä tavoin yleisö voi ja haluaa osallistua arkeologiseen tutkimukseen ja arkeologisen kulttuuriperinnön elävänä pitämiseen. Hankkeen myötä löytyvät toimintatavat otetaan käyttöön ja yleisöarkeologiasta tulee osa museon pysyvää toimintaa. Samalla luodaan tila uudenlaiselle kansalaisvälittäjätoiminnalle arkeologian parissa.

Museo osallistuu kehittämishankkeellaan EU:n kulttuuriperintövuoteen, jonka teemana on osallisuus kulttuuriperintöön ja sen tarjoamiin voimavaroihin.

Yleisökaivaus tuo historian näkyväksi keskelle arkipäivää ja kaupunkitilaa

Aboa Vetus & Ars Novan kesän 2018 arkeologinen tutkimuskohde sijaitsee museon sisäpihalla, Itäisen Rantakadun ja Nunnankadun kulmauksessa.

Kaivausalueella on sijainnut vielä Turun palon 1827 aikaan niin sanottu Forsteenin kivitalo, joka oli nimetty 1700-luvun alussa tontin omistaneen Samuel Forsteenin mukaan. Vuoden 1835 kartassa rakennusta ei enää näy, joten se on luultavasti tuhoutunut Turun palossa ja purettu joitakin vuosia sen jälkeen.

Kaivausten tarkoituksena on saada rakennuksen jäänteet esille ja selvittää sen tarkempi rakentamisajankohta ja -vaiheet. Kaivaus on aiempien vuosien tapaan avoin yleisölle.

Kuka tahansa voi pistäytyä arkeologien juttusilla kaivausalueella, joka sijaitsee helposti saavutettavassa museoympäristössä. Kaivauksen etenemistä voi kesän aikana seurata myös museon verkkosivujen ja sosiaalisen median kautta. Hankkeen hastag on #laajennetaanturkua kaivausten nimen mukaan.

*

Otsikkokuvassa on Aboa Vetus & Ars Novan kesän 2018 kaivauksia johtava arkeologi Ilari Aalto. Kuva: Jari Nieminen.

Juttu perustuu museon lähettämään tiedotteeseen.

Arkeologisia löytöjä kesän 2017 kaivauksilta. Kuva: Jari Nieminen.

Yhdysvalloissa syöksynyt rahtikone oli kuuluisa Hurricane Hunter

Eilen Yhdysvaltain Geogian osavaltiossa tapahtui ikävä lento-onnettomuus, kun Hercules -rahtikone putosi alas ja sen yhdeksänhenkinen miehistö sai surmansa. Kyseessä oli romutukseen menossa ollut kuuluisa Hurricane Hunter, eli säähavaintokone, jolla lennettiin läpi hurjien pyörremyrskyjen.


Ilmailun tapahtumista raportoiva Lentoposti kertoo, että kyseessä oli Yhdysvaltain Puerto Ricon kansalliskaartin WC-130H -lentokone 65-0968, joka oli yksi vanhimmista käytössä olevista Hercules-koneista.

Tämä yli 60-vuotias kone oli matkalla romutukseen. Kansalliskaartilla on ollut Puerto Ricossa käytössään kaikkiaan viisi Herculesta, joista osa ei ole enää ollut lentokunnossa.

Yllä olevalla videolla näkyy, millaiseen ryskytykseen hurrikaanin läpi lentävä kone joutuu. Hercules on kuitenkin tehty rajua käyttöä varten, joten se ei ole tällaisista olosuhteista moksiskaan. Myöskään ikä ei sinällään ole lentokoneissa ongelma, sillä niitä huolletaan koko ajan ja osia uusitaan jatkuvasti.

Onnettomuuden syystä ei ole vielä tietoa, mutta kone on pitkän lentouransa aikana ollut pahemmissakin paikoissa.

Kuuluisia Hurrikaaninmetsästäjiä on USA:ssa useita.

Näiden vanhojen Hercules-koneiden rinnalle ovat tulleet koneen uudet versiot, C-130J:t, jotka tosin ovat säälaitteistojen asentamisen jälkeen ristitty virallisesti WC-130J:ksi (samaan tapaan kuin tuhoutunut kone oli WC-130H). Lisäksi käytetään Orion-merivalvontakoneesta tehtyä säätutkimusversiota ja erikoisvarusteltuja G-IV Gulfstream -liikesuihkukoneita.

WC-130H

Lentoja tekevät USA:n ilmavoimien 53. säätutkimuslentueen lisäksi Yhdysvaltain liittovaltion sää- ja valtamerentutkimusorganisaatio NOAA. Atlantin ja Meksikonlahden lisäksi tutkimuslentoja pyörremyrskyihin tehdään myös Havaijilta.

Vaikka satelliiteista pystytään näkemään sääilmiöitä jo erittäin hyvin, on edelleen tärkeää käydä paikan päällä pyörremyrskyn sisällä tekemässä tarkkoja mittauksia. Koneista myös pudotetaan sondeja, jota lähettävät tietoja pudotessaan.