huhtikuu 2019

Kaksirunkoinen jättiläiskone Stratolaunch teki ensilentonsa, mutta saattaa jäädä toimettomaksi (video)

Kahdesta Boeing 747 Jumbo Jetistä rakennettu satelliittilaukaisulentokone Stratolaunch teki eilen ensilentonsa Mojavessa. Kovasti viivästynyt ensilento antaa osaltaan viitteitä siitä, että koneen tuleva käyttö saattaa jäädä varsin vähäiseksi. 

Ensilennollaan kone lensi 2,5 tunnin ajan ja nousi hieman yli viiden kilometrin korkeuteen. Koelentäjät testasivat sen lento-ominaisuuksia ja ohjattavuutta eri nopeuksilla. Tämän jälkeen koelento-ohjelma etenee siten, että koneella lennetään korkeammalla ja kovempaa, ja sillä tehdään monenlaista testejä, jotka kertovat sen käyttäytymisestä hätätilanteissa.

Kun koneesta itsestään on saatu tarpeeksi kokemusta, otetaan testeihin mukaan kaksoisrungon keskelle siiven alle ripustettava raketti.

Stratolaunch on eräs edesmenneen Microsoft-miljardööri Paul Allenin tukemista yrityksistä. Hanke käynnistettiin vuonna 2010, jolloin yhtiö hankki kaksi käytettyä Boeing 747-400 JumboJet -matkustajakonetta, joiden osia käytettiin Burt Rutanin tekemän suunnitelman mukaan maailman suurimman lentokoneen rakentamiseen.

Sen massa lentoonlähdössä voi olla 540 tonnia ja tästä 230 tonnia voi olla rahtia – siis esimerkiksi lentovalmis raketti, joka laukaistaisiin korkealta ilmakehästä ylös avaruuteen satelliitti tai useampi satelliitti mukanaan.

Periaate olisi siis sama kuin SpaceShip2 -avaruusturismialuksella, paitsi että raketti kiihdyttäisi tässä kiertoradalla pysymiseen vaadittavaan vauhtiin.

Kun laukaisu tehdään ilmasta, päästään matkaan paitsi vähän korkeammalta, niin myös – siihen liittyen – voidaan ohittaa laukaisussa kokonaan ilmakehän tiheimpien osien läpi lentäminen.

Piirros lentokoneesta raketti mukanaan
Strolaunch lennossa

Kuten yllä oleva piirros näyttää, on kaksirunkoisen koneen keskellä tilaa raketille. Ohjaamo on oikeanpuoleisessa rungossa.

Alun perin tarkoituksena oli käyttää SpaceX:n kehittämää rakettia, mutta vuonna 2012 Stratolaunch ilmoitti jatkavansa raketin tekemistä yhdessä Orbital ATK -yhtiön kanssa. Yhden raketin sijaan tuolloin oli suunnitelmissa useampi, eri kokoinen raketti.

Suurin näistä hahmotelmista oli Pegasus II, nykyiseen ilmasta laukaistavaan Pegasus-rakettiin perustuva laite, jonka avulla olisi voitu lähettää jopa kuusitonnisia kuormia matalalle kiertoradalle.

Tämä hanke haudattiin paria vuotta myöhemmin, ja vuonna 2016 ajateltiin, että lentokoneen alle mahtuisi pari tavallista Pegasusta.

Samanaikaisesti Stratolaunch on kehittänyt omaa rakettiaan, mutta yhtiö ilmoitti tämän vuoden alussa keskeyttäneensä tämän suunnittelun.

Itse asiassa myös työt lentokoneen kanssa ovat hidastuneet viime vuosina. Alun perin koneen oli tarkoitus nousta ilmaan vuonna 2016, mutta sitä on lykätty koko ajan eteenpäin. Kun kone viime vuonna teki jo rullauskokeita, näytti siltä, että ensilento olisi tapahtunut jo syksyllä.

Paul Allenin kuoltua lokakuussa 2018 hänen investointirahastonsa on leikannut runsaasti Stratolaunchin rahoitusta, mikä on näkynyt työtahdin hidastumisena.

Nykyisenlaisen Pegasus-raketin laukaisuun kone on liian suuri, joten ilman uutta, isompaa sitä varten tehtyä rakettia voi lopulta käydä niin, että kone jää lopulta pelkäksi historian kuriositeetiksi.

Israelilaislaskeutuja epäonnistui ja törmäsi Kuuhun – mutta lisää aluksia on tulossa paljon

Israelilainen Beresheet -laskeutuja epäonnistui laskeutumisessaan Kuun pinnalle tänään illalla. Sen laskeutuminen alkoi hyvin, mutta noin kahdeksan kilometrin korkeudessa sen asentoa havaitsevat laitteet alkoivat temppuilla, sitten yhteys menetettiin hetkeksi ja lopulta sen rakettimoottori lakkasi toimimasta. Alus törmäsi suurella nopeudella Kuun pintaan, kuten alla oleva viimeinen telemetriatieto näyttää.

Näyttöruutu

 

Tänä vuonna tulee kuluneeksi 50 vuotta ihmisen ensimmäisestä laskeutumisesta Kuuhun. Neil Armstrong ja Buzz Aldrin saapastelivat Kuun harmaalla pinnalla heinäkuussa 1969, ja koska tätä saavutusta kannattaa tosiaan muistella (taas kerran), juhlitaan tänä vuonna kuulentoja olan takaa.

Tosin automaattisten luotainten puolella on tapahtunut viime aikoina paljon ja tapahtumia on lähiaikoina tulossa vielä paljon lisää. Kiina, Japani ja Intia ovat lähettäneet luotaimiaan Kuuta kiertämään ja jopa sen pinnalle. Tuorein tulokas on israelilainen laskeutuja Beresheet, joka saapui Kuuta kiertävälle radalle viime viikolla ja se yritti laskeutumista nyt 11.4. illalla klo 22.05 Suomen aikaa alkaen.

Laskeutumista seurattiin myös Tel Avivin lentokentällä, kuten alla oleva Facebookista napattu kuva osoittaa.

Laskeutumista seurataan myös Tel Avivin lentokentällä

Beresheet oli kunnianhimoinen hanke: se oli pienen mopoauton kokoinen laite, jonka massa laukaisun aikaan oli 585 kg. Suuri osa tästä oli polttoainetta, sillä laskeutujan massa ilman polttoainetta on noin 150 kg.

Sen leveys oli noin kaksi metriä ja korkeus 1,5 metriä. Laskuteline avattuna sen leveys oli 2,3 metriä. 

Kuun pinnalla sen odotetttiin toimivan vain pari päivää (Maan vuorokautta), koska sitä ei oltu suunniteltu kestämään korkeaa lämpötilaa pitkään. Beresheet teki kuitenkin historiaa olemalla ensimmäinen yksityinen Kuuta kiertävälle radalle päässyt avaruusalus.

Toinen sellainen seuraa näillä näkymin ensi vuonna, kun saksalaisen PT Scientistin kuukulkija on tarkoitus saada Kuun pinnalle huristelemaan. Tämä ALINA-kulkija on saanut paljon sponsoreita ja sen tekijät suunnittelevat jo muitakin, myöhemmin tehtäviä lentoja Kuuhun.

Kumpikin on peruja Google Lunar X Prize -kilpailusta, joka julkistettiin vuonna 2007. Sen tarkoituksena oli antaa 30 miljoonan dollarin palkkio ryhmälle, joka onnistuu saamaan laskeutujan Kuun pinnalle, kulkemaan siellä 500 metriä ja lähettämään Maahan korkearesoluutioisia kuvia ja videota.

Alun perin tiimien piti saada laskeutujansa Kuuhun vuoden 2012 loppuun mennessä, mutta mikään kiinnostuksestaan ilmoittaneista ryhmistä ei onnistunut tässä. Takarajaa venytettiin siksi eteenpäin, kunnes viime vuonna kilpailu päätettiin lopettaa tuloksettomana.

Samaan aikaan kuitenkin kahdeksan ryhmää oli tekemässä jo laskeutujiaan, ja niillä (melkein kaikilla) oli varsin hyvä rahoitus hankkeelleen. Niinpä X Prize päätti sittenkin jatkaa kilpailua, mutta ei luvannut enää palkkiota voittajalle.

Pisimmällä oli Beresheetin tekemisestä vastannut SpaceIL -ryhmä ja saksalainen PT Scientists. Lisäksi mukana on edelleen kaksi amerikkalaista ryhmää, Moon Express ja Astrobotic Technology, jotka saanevat laitteensa matkaan myös ensi vuonna.

Myös perinteiset avaruusjärjestöt ovat edelleen mukana menossa. Itse asiassa Aasiassa on käynnissä eräänlainen avaruuskilpailu, koska Kiinan lisäksi Intia, Japani ja Korea ovat lähettämässä kuualuksia.

Kiina on pisimmällä, ja juuri parhaillaan heidän Chang’e-4 -laskeutujansa on toiminnassa Kuun pinnalla.

Chang’e-4 laskeutui Kuun kääntöpuolelle, siis täältä maapallolta katsottuna takapuolelle tammikuun alussa, ja se on toiminut siellä sen jälkeen nähtävästi oikein hyvin. Se on juuri aloittanut jälleen työnsä oltuaan jo kolmannen pariviikkoisen yön ajan horroksessa. Samoin sen vierellä jo noin 160 metrin matkan kulkenut Yutu-4 -kulkija on aloittamassa jälleen hommia. Kulkija on toiminut jo pitempään kuin sen uskallettiin toivoa.

Koska kaksikko on Kuun kääntöpuolella, on Kuun luona kiinalainen linkkisatelliitti Queqiao, joka välittää signaaleita laskeutuja, kulkijan ja Maassa olevan lennonjohdon välillä. Se, että Kiina pystyy operoimaan Chang’e-4:ää linkin kautta näinkin hyvin, on suuri askel eteenpäin.

Toinen suuri askel on luvassa loppuvuonna, kun Chang’e-5 -laskeutujan on tarkoitus käydä hakemassa näyte Kuun pinnalta ja tuoda se maanpäällisissä laboratorioissa tutkittavaksi. Näin Kiinasta tulisi kolmas maa Yhdysvaltojen ja Venäjän (Neuvostoliiton) jälkeen, joka onnistuisi tässä.

Myös Kiinan edellinen laskeutuja on edelleen toiminnassa: Chang’e-3 on ollut vuodesta 2013 alkaen Kuussa, ja vaikka sen käyttö on varsin vähäistä, on se kuulemma edelleen hengissä ja tekee havaintoja.

Kiinalla on suuret suunnitelman Kuun suhteen jatkossakin, aina taikonauttien lähettämiseen Kuun pinnalle. Tämä tuskin kuitenkaan tapahtuu ennen 2030-lukua.

Seuraava kuulento lähtee matkaan Intiasta, kun Chandrayaan-2 -alus on aikomus laukaista nyt huhtikuun lopussa kohti Kuuta. Kyseessä on kiertolainen ja laskeutuja, jonka mukana on myös pieni kulkija. Intia siis pyrkii tekemään saman, minkä Kiina teki jo viisi vuotta sitten Chang’e-3 -laskeutujallaan.

Aiemmin ”vain” Kuuta kiertämään luotaimen lähettänyt Japani aikoo myös lähettää laskeutujan ja kulkijan Kuuhun, mutta vasta vuonna 2021.

Korea tulee askeleen verran perässä, sillä se yrittänee vuoden 2020 lopussa lähettää kiertolaisen Kuun ympärille.

Myös Venäjällä on kuusuunnitelmia, sillä maa on jo vuosikaupalla rakentanut Luna 25 -laskeutujaa, jonka toivotaan pääsevän viimein matkaan vuoden 2021 keväällä. Sitä seuraa suunnitelman mukaan koko joukko muita kuualuksia ja Venäjä haluaa lähettää myös miehitetyn aluksen Kuun ympäri vuonna 2025. Tähän kannattaa tosin suhtautua hieman varauksin, koska tuolla lennolla käytettäväksi suunnitellun uuden avaruusaluksen tekeminen ei ole päässyt vielä vauhtiin ja venäläiset ovat uhitelleet tekevänsä miehitettyjä kuulentoja jo monta kertaa aikaisemmin. Tiettävästi elokuvaohjaaja James Cameron oli ostanut jo lipun Kuun ympäri, mutta tästä Sojuz-aluksen erikoisversiolla tehtävästä lennosta ei ole puhuttu enää mitään useaan vuoteen.

Yhdysvalloilla ja kaikilla muilla kansainväliseen avaruusasemahankkeeseen osallistuvilla mailla – Eurooppa mukaan lukien – on suuria suunnitelmia Kuun suhteen, mutta ne liittyvät miehitettyihin avaruuslentoihin. Niiden yhteydessä käytetään myös automaattisia luotaimia, ja muun muassa ensi vuodeksi suunnitellun Orion-aluksen ensimmäinen koelennon aikana on aikomus viedä 13 pientä nanosatelliittia Kuuta tutkimaan ja tekniikkaa testaamaan.

Laajempana tarkoituksena on rakentaa seuraava avaruusasema Kuuta kiertävälle radalle, missä sitä voitaisiin käyttää hieman samaan tapaan kuin Maan ympärillä nyt olevaa avaruusasemaa. Samalla se voisi toimia jo oikeasti ponnahduslautana niin Kuun pinnalla tehtävälle tutkimukselle kuin myös lennoille kohti Marsia. Siitä tulee hankkeen nimikin, Gateway, ”porraskäytävä”.

Mutta miksi nyt?

Mikä tekee Kuusta nyt yllättäen niin jännän, että näin monet maat haluavat sinne. Todennäköisesti asiaan vaikuttaa moni tekijä, joista tärkein on nyt meneillään oleva avaruusvallankumous. Satelliittien lähettäminen avaruuteen on edullisempaa ja helpompaa kuin koskaan, ja lisäksi satelliittien sekä luotaimien tekeminen on edullisempaa sekä yksinkertaisempaa.

Jopa yksityiset yrittäjät voivat tehdä kuulaskeutujan sponsorirahoilla.

Avaruuslentäminen on vaikeaa, mutta ei niin vaikeaa, etteikö melkein kuka tahansa asiaan paneutuva voisi sitä hallita; lentoratoja on helppo laskea vaikka tällä tietokoneella, jolla tätä tekstiä kirjoitan.

Aasian maiden oma avaruuskilpailu vaikuttaa myös asiaan, mutta sitä auttaa myös se, että kuualusten tekeminen ei ole enää niin kallista, kuin se oli aikanaan. Yhden moottoritiesillan hinnalla voi lähettää luotaimen Kuuhun – etenkin kun maalla on jo omia kantoraketteja, joilla homma onnistuu.

Hyvin todennäköisesti tämä on vain alkua, sillä koko avaruustoiminta on suuressa mullistuksessa ja se vaikuttaa suoraan myös lähivuosien kuulentoihin. Kun SpaceX:n, Blue Originin ja muiden uudet, suuret kantoraketit tulevat käyttöön, romahtaa avaruuteen menemisen hinta, ja sen jälkeen kuuliikenteenkin määrä kasvaa olennaisesti.

Voi hyvinkin olla, että kun viralliset astronautit tekevät ensilentojaan pienellä Orion-aluksella Kuun luokse, menee SpaceX:n avaruusalus ohitse shampanjaa nauttivien kuuturistien kanssa.

Starship Kuussa

Juttu julkaistiin Ursan blogina tiistaina.

Avainsanat

Algoritmi näytti meille mustan aukon

Ke, 04/10/2019 - 20:25 By Jari Mäkinen
M87:n musta aukko

Hetki sitten julkistettiin ensimmäinen kuva mustasta aukosta. Tai tarkkaan ottaen kuvassa on aukon ympärillä oleva kerääntymäkiekko, jonka keskellä on musta alue – se on musta aukko, eikä sitä voi oikeastaan nähdä. Mullistava, mutta odotettu havainto tehtiin eri puolilla maapalloa olevien radioteleskooppien signaaleita yhdistämällä.

Kyseessä on M87 -galaksissa oleva supermassiivinen musta aukko, joka on noin 55 miljoonan kilometrin päässä Maasta.

Ei siis mitään paniikkia - etenkin kun lähempänäkin, jopa omassa Linnunradassammekin on erittäin todennäköisesti myös suuria mustia aukkoja. Tämä aukko on vain juuri sopivan suuri ja sen ympärillä oleva, kuumasta kaasusta muodostuva kerääntymäkiekko on sellaisessa asennossa, että voimme nähdä sen lähes suoraan yläpuolelta. Se on myös suhteellisen lähellä – vaikka silti kaukana Linnunradan ulkopuolella.

Vertailun vuoksi: meitä lähin täysikokoinen galaksi on 2,5 miljoonan valovuoden päässä oleva Andromeda.

Itse musta aukko on täysin pimeä kappale, josta valo ei pysty pakenemaan. Siksi mustan aukon kuvaamisella tarkoitetaankin sen ympäröivää säteilyä vasten näkyvän varjon kuvaamista.

Yleinen suhteellisuusteoria ennustaa varjon olevan noin 2,5 kertaa suurempi halkaisijaltaan kuin itse mustan aukon tapahtumahorisontti, joka M87:n tapauksessa on noin 40 miljardia kilometriä. Musta aukko on massaltaan 6,5 miljardia Auringon massaa, ja nyt julkaistu havainto siitä tehtiin jo pari vuotta sitten.

Syy, miksi asia on nyt ajankohtainen, on The Astrophysical Journal Letters-lehden erityisnumero, missä on peräti kuusi aiheesta kertovaa artikkelia.

M87

M87-galaksi.


Havainti on tehty "tapahtumahorisonttiteleskoopilla", eli eri puolilla maapalloa olevien radioteleskooppien havaintoja yhdistävällä yhteenliittymällä. Englanniksi tämän nimi on Event Horizon Telescope, eli ETH.

Nimi tulee siitä, että mustaa aukkoa ympäröivää rajaa, jonka takaa pakeneminen on mahdotonta, kutsutaan tapahtumahorisontiksi.

Kun kaukana toisistaan olevien teleskooppien signaaleita yhdistetään, on tuloksena havainto, joka on tarkkuudeltaan samanlainen kuin teleskooppien välimatkan kokoisella yhdellä isolla teleskoopilla. 

Teleskooppien signaaleita yhdistetään monimutkaisella tekniikalla, missä kaikkiaan kahdeksan teleskooppia on toiminut yhdessä. Teleskoopit sijaitsevat hyvin korkeilla paikoilla: Havaijin ja Meksikon tulivuorilla, Arizonan ja Espanjan Sierra Nevadan vuoristoissa, Chilen Atacaman autiomaassa ja Etelämantereella.

Kyseessä on ns. pitkäkantainterferometriatekniikka (very long baseline interferometry VLBI), joka vastaa lähes maapallon kokoista radioteleskooppia. Havaintoja tehtiin 1,3 mm:n aallonpituudella ja havaintojen tarkkuus on noin 20 mikrokaarisekuntia.

Tämä vastaa sitä, että pariisilaisesta kahvilasta pystyttäisiin lukemaan New Yorkissa olevaa sanomalehteä.

Kahdeksan mukana ollutta teleskooppia ovat ALMA, APEX, IRAM 30-metre Telescope, James Clerk Maxwell Telescope, Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano, Submillimeter Array, Submillimeter Telescope, ja South Pole Telescope [6]. Teleskoopeista saatu raakadata, jota on petatavuittain, yhdistettiin radiotähtitieteen Max Planck instituutin ja MIT:n Haystackin observatorion supertietokoneilla.

EHT:n rakentaminen ja tänään julkistetut havainnot ovat vuosikymmenten työn huipentuma. Kolmetoista kumppanuusinstituuttia ovat yhdessä muodostaneet EHT:n hyödyntämällä olemassa olevaa infrastruktuuria ja useiden eri laitosten tukea.

Katie Bowman

Olennaista kuvan tekemisessä oli algoritmi, jolla havainnoista saatiin muodostettua kuva. Radioteleskoopit sinällään eivät ota kuvia, vaan se on muodostettu "keinotekoisesti" signaainkäsittelyn avulla. Tämä on jälleen yksi esimerkki siitä, että tietokoneavusteinen nykytekniikka on aivan erinomaista ja suorituskykyistä, mutta etääntynyt yhä kauemmaksi perinteisestä kaukoputkeen katsomisesta.

Toinen esimerkki tällaisesta on gravitaatioaaltojen havaitseminen, mikä vaatii huimaa laskentaa, mutta perustuu täysin luonnonlakeihin. 

Itse asiassa se, että tämäkin havainto on juuri tällainen, vahvistaa edelleen esimerkiksi Einsteinin yleistä suhteellisuusteoriaa, koska kerääntymäkiekko ja musta aukko sen keskellä ovat juuri odotetun kaltaisia.

Kuvan muodostaneen algoritmin pääkehittäjä on Massachusettsin teknologiainstituutissa, MIT:ssä havainnon tekoaikaan työskennellyt Katie Bouman (kuvassa ylhäällä).

Kaikkiaan hankkeessa on ollut mukana yli 200 tutkijaa, yksi myös Suomesta: Tuomas Savolainen Aalto-yliopiston Metsähovin radiotutkimusasemalta.

"Kuvan muodostaminen datasta oli tehtävä äärimmäisen huolellisesti. Vaikka prosessi tuntui välillä tuskastuttavan hitaalta, juuri menetelmien kattava testaus ja analyysien riippumattomat tarkistukset ovat edellytys luotettavalle tulokselle”, kertoo Savolainen Aalto-yliopiston tiedotteessa.

Metsähovin radiotutkimusasema kuuluu Aalto-yliopistoon.

"Huolellisuus totisesti kannatti. Olemme Metsähovissa tutkineet aktiivisia galakseja jo vuosikymmenten ajan ja nyt meillä vihdoin on suora todiste siitä, että niiden voimanlähde todella on supermassiivinen musta aukko.”

Metsähovissa on kehitetty paljon radioteleskooppien interferometriaan liittyvää tekniikkaan ja osaamista. Periaatteena on se, että toisiinsa fyysisesti liittymättömien teleskooppien havainnot yhdistetään ajastamalla ne erittäin tarkasti yhteen. Tähän tarvitaan äärimmäisen tarkka aikasignaali, joka saadaan vetymaser -atomikelloista.

Nyt kyseessä olevat havainnot mustasta aukosta tehtiin 1,3 mm:n aallonpituudella vuonna 2017.

Jokainen EHT:n teleskooppi tuotti valtavan määrän dataa (noin 350 teratavua päivittäin), joka tallennettiin erittäin tehokkaille helium-täytteisille kovalevyille. Tämä data syötettiin aivan erityisiin supertietokoneisiin, korrelaattoreihin, Max Planckin radiotähtitieteen instituutissa ja MIT:n Haystackin observatoriolla ja yhdistettiin.  

Sitten data muunnettiin kuvaksi yhteistyöverkoston valmistamia edistyneitä työkaluja käyttäen. Olennaisin näistä oli Boumanin kehittämä algoritmi.

M87 päältä

Kuvassa taitelijan näkemys valon liikkeestä mustan aukon läheisyydessä. Kuvassa näkyvä varjo on seurausta gravitaation aiheuttamasta valon taipumisesta sekä valon katoamisesta tapahtumahorisonttiin. Kuva: Nicolle R. Fuller/NSF
 


Pieni koko, valtava massa

Mustat aukot ovat poikkeuksellisia kosmisia kohteita: massaltaan valtavia, mutta kooltaan hyvin pieniä. Mustat aukot vaikuttavat ympäristöönsä taivuttaen aika-avaruutta ja kuumentaen niiden ympärillä olevaa ainetta.

"Jos musta aukko on kirkkaasti säteilevän kaasukiekon ympäröimä, oletamme aukon muodostavan varjon kaltaisen tumman alueen. Tämä on Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian ennustama ilmiö, jota emme ole koskaan aikaisemmin nähneet", EHT:n tiedeneuvoston puheenjohtaja Heino Falcke Hollannista Radboudin yliopistosta kertoo.

"Tämä varjo on seurausta gravitaation aiheuttamasta valon taipumisesta sekä valon katoamisesta tapahtumahorisonttiin."

Useat eri kalibrointi- ja kuvantamismenetelmät paljastivat rengasmaisen rakenteen, jossa on tumma keskusalue eli mustan aukon varjo. Tulos pysyi samana useissa riippumattomissa havainnoissa.

"Kun olimme varmoja, että olemme saaneet kuvattua varjon, pystyimme vertaamaan tulosta tarkkoihin tietokonemalleihin, jotka sisältävät taipuneen avaruuden, ylikuumentuneen aineen ja voimakkaiden magneettikenttien fysiikkaa. Havainnoista saatu kuva vastaa hyvin meidän teoreettista käsitystämme", kertoo Paul T.P. Ho, EHT:n hallituksen jäsen ja East Asian Observatoryn johtaja.

"Se tekee meidät luottavaisiksi havaintojemme tulkinnasta, mukaan lukien arviomme mustan aukon massasta."

Juttu perustuu osittain Aalto-yliopiston tiedotteeseen. Lisätietoja saa myös ESO:n tiedotteesta, missä on myös lisää kuvia. Kuvat: ETH, Nicolle R. Fuller/NSF ja Katie Bowman.

 

Israelin kuulaskeutuja saapui Kuuta kiertämään

To, 04/04/2019 - 12:06 By Jari Mäkinen
Piirros Beresheet-laskeutujasta Kuussa. Kuva: SpaceIL

Helmikuun 22. päivänä avaruuteen laukaistu israelilainen kuulaskeutuja Beresheet on saapumassa viimein perille Kuuhun. Pinnalle se laskeutuu tämänhetkisen suunnitelman mukaan viikon kuluttua, eli 11. huhtikuuta.

(Juttua on päivitetty onnistuneen Kuun kiertoradalle saapumismanöveerin jälkeen)

Beresheetin matka on taittunut hitaasti, mutta aivan suunnitelman mukaisesti.

Se lähetettiin matkaan geostationaariselle kiertoradalle suunnatun tietoliikennesatelliitin oheishyötykuormana Falcon 9 -kantoraketilla, joka vei sen ensin niin sanotulle siirtoradalle kohti 36 000 kilometrin etäisyydellä olevaa geostationaarista kiertorataa.

Käytännössä tuo rata oli hyvin soikea kiertorata Maan ympärillä, jolta Jehudissa, Israelissa oleva lennonjohto komensi laskeutujan kipuamaan neljällä rakettimoottorin poltolla korkeammalle – vieläkin soikeammalle – kiertoradalle.

Viime vaiheessa sen radan Maata läheisin kohta oli 1700 kilometrin korkeudessa ja kaukaisin 400 000 kilometrin päässä, eli Kuun kiertoradan etäisyydellä.

Beresheetin kiertoradat. Kuva: SpaceIL
Beresheetin ottama kuva maapallosta. Kuva: SpaceIL

Matkallaan kohti Kuuta laskeutuja on ottanut kuvia maapallosta. Kuvakenttään on tungettu myös Israelia mainostava kyltti – laskeutujan julkisuusmerkitys on suuri.


Tänään 4.4.2019 klo 17.15 Suomen aikaa alkanut rakettimoottorin poltto oli lennon kannalta erittäin tärkeä, koska sen tarkoituksena oli vempauttaa alus Maata kiertävältä radalta Kuuta kiertävälle, varsin soikealle radalle. 

Aluksen moottori toimi kuuden minuutin ajan, ja sen jälkeen laskeutuja oli kiertämässä Kuuta radalla, jonka läheisin piste on 500 kilometrin päässä Kuusta ja kaukaisin 10 000 kilometrin päässä.

Nyt noin viikon ajan Beresheetin rataa muutetaan vähitellen vähemmän soikeaksi, lähemmäksi ympyrää, jolta se pystyy paremmin laskeutumaan Kuun pinnalle.

Tämä tapahtuu näillä näkymin 11. huhtikuuta.

Kuun pinnalla laskeutuja toiminee vain kahden (Maan) vuorokauden ajan, koska siinä ei ole pinnalla toimivaa lämmönhallintalaitteistoa ja on todennäköistä, että se ylikuumenee pian. Lyhyen toiminta-aikansa kuluessa se ottaa kuvia ja videota sekä tekee magneettikenttämittauksia.

Laskeutujassa on myös laserheijastimet, joiden avulla Kuun etäisyyttä Maasta voidaan mitata hyvin tarkasti. Ne eivät vaadi sähkövirtaa, sillä ne toimivat kuin peilit – ne vain ovat siellä ja heijastavat.

Beresheet puhdastilassa ennen laukaisua. Kuva: IAI.

Beresheet on ensimmäinen matkaan päässeistä Google Lunar X Prize -kilpailun tiimeistä.

Kilpailu julkistettiin vuonna 2007 ja sen tarkoituksena oli antaa 30 miljoonan dollarin palkkio ryhmälle, joka onnistuu saamaan laskeutujan Kuun pinnalle, kulkemaan siellä 500 metriä ja lähettämään Maahan korkearesoluutioisia kuvia ja videota.

Alun perin tiimien piti saada laskeutujansa Kuuhun vuoden 2012 loppuun mennessä, mutta mikään kiinnostuksestaan ilmoittaneista ryhmistä ei onnistunut tässä. Takarajaa venytettiin siksi eteenpäin, kunnes viime vuonna kilpailu päätettiin lopettaa tuloksettomana.

Samaan aikaan kuitenkin kahdeksan ryhmää oli tekemässä jo laskeutujiaan, ja niillä (melkein kaikilla) oli varsin hyvä rahoitus hankkeelleen. Pisimmällä oli Beresheetin tekemisestä vastannut SpaceIL -ryhmä ja saksalainen PT Scientists. 

Niinpä X Prize päätti sittenkin jatkaa kilpailua, mutta ei luvannut enää palkkiota voittajalle. Alkuperäiset kriteerit palkinnollekin voitiin siten unohtaa, etenkin kun Beresheet ei kulje Kuun pinnalla, mutta saanee sinne aluksensa ensimmäisenä.

Beresheet on pienen mopoauton kokoinen laite, jonka massa laukaisun aikaan oli 585 kg. Suuri osa tästä oli polttoainetta, sillä laskeutujan massa ilman polttoainetta on noin 150 kg.

Sen leveys on noin kaksi metriä ja korkeus 1,5 metriä.

Jos avaruushankkeet ovat yleensä patrioottisia, on Beresheet profiloitunut erittäin vahvasti Israeliin ja sen mainostamiseen. Suuri osa rahoituksesta on tullut Israelin valtiolta ja sen avaruus- sekä ilmailuteollisuudelta. Olennainen osa hankkeen toteutumiseen vaikuttaneesta rahoituksesta tuli amerikkalaiselta liikemieheltä Sheldon Adelsonilta, jonka lisäksi israelilainen miljardööri Morris Kahn on tukenut hanketta taloudellisesti.

Tiimin jäsenet ovat pääosin opiskelijoita ja vapaaehtoisia.

Laskeutumispaikka Mare Serenitatis.

Beresheetin laskeutumispaikka on Mare Serenitatis, eli Tyyneydenmeri. Sinne ovat aiemmin laskeutuneet Neuvostoliiton Luna 21, joka oli automaattinen luotain, sekä viimeinen Apollo-lennoista, Apollo 17.

Intia tuhosi satelliittinsa – suuri määrä avaruusromua tuli lisää

Ke, 04/03/2019 - 11:12 By Jari Mäkinen
Intian satelliittituhoamisen simulaatio

Luulisi, että historiasta osattaisiin ottaa oppia – mutta selvästikään näin ei ole. Intia tuhosi 27. maaliskuuta oman satelliittinsa ohjuksella ja sai aikaan suuren määrän avaruusromua. Mikä pahinta, tuloksena syntyi myös Kansainvälistä avaruusasemaa ja sen astronautteja mahdollisesti uhkaavia palasia.

Intiasta tuli näin neljäs maa, joka on osoittanut pystyvänsä tuhoamaan Maan pinnalta laukaistulla ohjuksella kiertoradalla olevan satelliitin.

Ennen intialaisia vastaavan tempun ovat tehneet Yhdysvallat, Venäjä ja Kiina.

Ongelmalliseksi satelliittien tuhoamisen tekee se, että tuloksena syntyy paljon avaruusromua, joka saattaa haitata muita satelliitteja. Joka tapauksessa syntyneet isommat ja pienet satelliittiromut saavat aikaan harmaita hiuksia satelliittioperaattoreille, jotka joutuvat tekemään useammin väistöliikkeitä.

Lisäksi jo nyt ihmisen aikaan saamaa avaruusromua on taivaalla aivan liikaa. Uuden romun syntymistä koetetaan hillitä monin mahdollisin keinoin ja jo olemassa olevan romun siivoamista suunnitellaan.

Se, että Intia tietoisesti sai aikaan lisää romua, on tyhmää ja itsekästä. Ei ihme, että monet kehottavat mm. nanosatelliittien laukaisijoita boikotoimaan intialaisia kantoraketteja. Ne ovat suosittuja pikkusatelliittien lähettäjiä; muun muassa Suomen ensimmäinen satelliitti Aalto-1 laukaistiin intialaisraketilla avaruuteen.

Intian antisatelliittiohjus

Intia on kehittänyt satelliittituhoamistekniikkaa jo pitkään ja sen antisatelliittiohjuksella on tehty tätä ennen koelentoja jo vuodesta 2006 alkaen.

Tekniikka on perustuu yksinkertaisesti siihen, että raketti osuu satelliittiin ja tuhoaa sen törmäyksen voimalla. Se ei siis räjäytä satelliittia, sillä törmäys suurella nopeudella jo riittää tuhoamiseen.

Viimeviikkoinen testi tehtiin Intian koillisosassa olevasta rakettilaukaisukeskuksesta laukaistulla raketilla, ja sen kohteena oli "matalalla kiertoradalla" ollut intialainen satelliitti.

Intian ohjus nousee matkaan

Kohdetta ei ole virallisesti tarkennettu, mutta ratatietojen perusteella se oli todennäköisesti tammikuussa laukaistu 720-kiloinen Microsat-R. Se kiersi Maata hieman soikealla radalla, jonka matalin kohta oli 262 kilometrin korkeudessa ja korkein piste 280 kilometrissä.

Intialaisten mukaan kohde oli valittu siten, että suurin osa syntyneestä avaruusromusta putoaa alas Maan ilmakehään ja tuhoutuu siinä nopeasti. Intia toteaa suurimman osan kappaleista putoavan alas 45 vuorokaudessa.

Tämä varmastikin pitää paikkansa, mutta osa törmäyksessä syntyneistä kappaleista sinkoutui ylemmäs. 

Nasan pääjohtaja Jim Bridenstine totesi eilen, että kaikkiaan noin 24 kappaletta on nyt radoilla, jotka aiheuttavat vaaraa hieman yli 400 kilometrin korkeudessa kiertävälle Kansainväliselle avaruusasemalle. 

Kaikkiaan törmäyksessä arvioidaan syntyneen noin 450 pientä, yli sentin kokoista kappaletta, ja näistä 60 on niin kookkaita, että niiden liikettä pystytään seuraamaan. Alle 10-senttiset kappaleet ovat juuri vaarallisimpia, koska ne saavat aikaan törmätessään mahdollisesti suurta tuhoa, mutta niitä ei pystytä havaitsemaan ennalta. Niihin ei voi siis varautua.

Analytical Graphics -yhtiön tekemä simulaatio Intian satelliittituhoamisesta.