kuu

Kun Kuu täytti taivaan

La, 03/21/2020 - 11:50 Jarmo Korteniemi
Muinainen ja nykyinen Kuu. (Jarmo Korteniemi)

Mitä sanoisit, jos taivaan poikki kiitäisi jättimäinen, Aurinkoa paljon suuremmalta näyttävä ja paikoin punaisena hohtava pallo? 4,5 miljardia vuotta sitten tuo oli meillä aivan tavallinen näky.

Yötaivaalla mollottavaa täysikuuta on vaikea olla huomaamatta. Erityisen valtavalta se näyttää ollessaan matalalla, koska silloin silmä suhteuttaa sen horisontissa näkyviin tuttuihin asioihin. Mutta syntyaikoinaan Kuu näytti kerrassaan jättimäiseltä.

Kun ojennat kätesi suoraksi, täysikuun läpimitta vastaa noin puolta pystyyn nostetun pikkurillin leveyttä. Kuun syntyessä se kuitenkin näkyi koko nyrkin levyisenä.

Kuu syntyi aivan Maan viereen runsaat 4,5 miljardia vuotta sitten. Etäisyyttä sinne oli tuolloin vaivaiset 25 000–30 000 kilometriä, eli vähemmän kuin maapallon oma ympärysmitta.

Jos maanpinnalla olisi tuolloin tepastellut joku satunnainen matkailija, hänen näkemänsä Kuu olisi peittänyt taivaasta yli 200 kertaa nykyistä laajemman alueen. Leveyttä komeudella olisi ollut 15 kertaa nykykuun verran. Kaiken kukkuraksi naapuripallon varjossa oleva puoli olisi hohtanut punaisena. Sen pinta oli kauttaaltaan sulaa magmamerta.

Nykyisen ja muinaisen kuun näennäiset läpimitat. (Jarmo Korteniemi)

Kuu sai alkunsa suuressa törmäyksessä, kun hieman pienempi (tai ehkä useampi pienempi) protoplaneetta törmäsi Maahan. Kiertoradallemme sinkoutui heittelettä, josta osa tiivistyi nopeasti Kuuksi. Mallinnusten perusteella prosessi oli nopea, ja kesti enimmilläänkin vain satakunta vuotta.

Kuu myös liikkui aluksi taivaalla todella vinhaan. Alussa se kiersi Maan kerran 12 tunnissa. Maan vuorokausi taas kesti vaivaiset 5 tuntia.

Sivujuonne: Totuuden nimessä todettakoon, että myös Maan pinta oli Kuun syntytörmäyksen vuoksi vielä sula. Satunnaisella matkailijalla olisi siis luultavasti ollut varsin tuskaiset oltavat tälläkin pallolla. Ja todellisuudessa hän ei ehkä olisi nähnyt yhtään mitään, koska kaasukehämme saattoi hyvinkin olla tuolloin läpinäkymätön.

Mitä sitten tapahtui?

Kuun ensimmäisen sadan miljoonan vuoden aikana ehti tapahtua paljon. Kuun pinta jäähtyi ja kiinteytyi. Vuorovesivoimien ansiosta se myös lukkiutui näyttämään saman puolen Maata kohden.

Vuorovesivoimat myös loitonsivat Kuuta hyvin nopeasti. Alkuvaiheessa vauhtia oli reippaasti yli 20 cm vuodessa. 600 miljoonassa vuodessa se oli siirtynyt jo 140 000 kilometrin päähän Maasta.

Aikojen saatossa etääntymisen vuosivauhti on vaihdellut 0,15 ja 30 sentin välillä. Tällä hetkellä se on noin 3,8 cm per vuosi ja hiipuu hiljalleen. Arvioiden mukaan kestää kuitenkin vielä noin 50 miljardia vuotta ennen kuin etääntyminen pysähtyy—mikäli siis Aurinko ei onnistu hotkaisemaan Maata ja Kuuta sitä ennen.

PS. Joku saattaa kysyä kuinka tuollainen mitätön loittonemisvauhti voidaan edes tietää. Kuuhunhan on tällä hetkellä matkaa yli 384 400 kilometriä, eikä muutaman sentin heiton luulisi tuntuvan missään! Selitys on lasermittaus: Maasta ammutaan laserpulssi, joka heijastuu Kuusta ja saapuu takaisin Maahan. Kun vuotuinen etäisyysvaihtelu vähennetään laskuista, jäljelle jää Kuun etääntyminen. Lähes käsittämättömän tarkka mittaus on mahdollista kolmen Apollo-lennon ja kahden miehittämättömän Lunohod-kulkijan Kuuhun jättämien heijastimien vuoksi.

Kuun vaiheita sekä nousu- ja laskuaikoja voi tutkiskella vaikkapa Tähtitieteellinen yhdistys Ursan tähtikartan avulla.

Teksti on tehty yhteistyössä Tiedekeskus Tietomaan kanssa. Kirjoittaja on planetologi.

Kiinnostaako Kuu? Nyt juttuja on vaikka kuinka tarjolla

Ke, 07/17/2019 - 14:14 Jari Mäkinen
He valloittivat Kuun -podcastien tunnus (Kuva: YLE Kuvapalvelu)

Tiedetuubi on ollut viime kuukausina hiljainen, ja syynä on pääsiassa olleet tapahtumat 50 vuotta sitten. Apollo 11 -lennon ja ensimmäisen kuuhunlaskeutumisen vuoksi kirjoittaja oli varsin kiireinen Yleisradiolle tehdyn ohjelmakokonaisuuden kanssa.

Alla olevien linkkien avulla voi uppoutua totaalisesti Apollo-aikaan. Tarjolla on useita artikkeleita, Tiedeykkösen erikoisohjelmia sekä kuusiosainen podcast-sarja. Listauksen lopuksi on myös muutamia muita, aiheeseen liittyviä kiinnostavia netissä olevia lähteitä.

Jari Mäkinen (Kuva: YLE Kuvapalvelu)

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

Israelin kuulaskeutuja saapui Kuuta kiertämään

To, 04/04/2019 - 12:06 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.

Unohtuiko maaliskuinen superkuu?

To, 03/21/2019 - 07:34 Markus Hotakainen
Täysikuu

Viime yönä Kuu kumotti yötaivaalla taas täytenä. Samalla illanvirkut saivat ihastella superkuuta. Tällä kertaa media tuntui unohtaneen spektaakkelin kokonaan.

Superkuu valaisee öistä maisemaa, kun täysikuu sattuu ajanhetkeen, jolloin kiertolaisemme on lähimpänä Maata. Keskimäärin Kuun etäisyys Maasta on 384 400 kilometriä, mutta se vaihtelee 356 500 ja 406 700 kilometrin välillä. Vaihtelua on siis yli 50 000 kilometriä.

Vaihteleva etäisyys vaikuttaa sekä Kuun kirkkauteen että näennäiseen kokoon. Superkuu on vajaan kolmanneksen kirkkaampi ja 14 prosenttia suurempi kuin ratansa etäisimmässä pisteessä kärvistelevä Kuu.

Kai huomasitte? Ei se mitään, moista eroa on käytännössä mahdoton huomata paljain silmin – miten Kuuta voisi vertailla itsensä kanssa? Kuun kirkkauteen vaikuttaa sen korkeus taivaalla – lähellä horisonttia se on himmeämpi kuten Aurinkokin – ja myös koko näyttää vaihtelevan korkeuden mukana.

Jälkimmäinen ominaisuus on näköharha, mutta taivaanrannan takaa kohotessaan Kuu näyttää aina paljon suuremmalta kuin keskitaivaalla loistaessaan.

Superkuuhumpuukin soisikin unohtuvan pelkästään jo siitä syystä, että koko käsite on peräisin astrologeilta.

Harvinaiset taivaanilmiöt ovat toki kiinnostavia, vaikka eivät merkittäviä olisikaan. Superkuun erikoislaatuisuutta kuvaa se, että viimeöinen superkuu oli vuoden viimeinen. Tosin superkuuta saattoi ihailla myös kuluvan vuoden tammi- ja helmikuussa.

Kuva: Markus Hotakainen

Tagit

Suomi tunkee mukaan huimalle tutkimusmatkalle Kuuhun Apollo 17 -lennon laskeutumispaikkaa katsomaan

Noin vuoden kuluttua laukaistaan matkaan ensimmäinen eurooppalainen kuulaskeutuja – jos kaikki käy hyvin. Saksalainen PTScientists on tekemässä Alina-nimistä laskeutujaa ja siihen kahta pientä kulkijaa, jotka saattavat kantaa mukanaan suomalaistekoisia magneettikenttämittareita.

 

Hankkeen taustalla on vuonna 2007 julkistettu Google Lunar X-Prize -kilpailu, jonka tarkoituksena oli innostaa ryhmiä ympäri maailman lähettämään laskeutuja Kuuhun, lähettämään sieltä suoraa videokuvaa ja liikkumaan pinnalla jollakin tavalla vähintään 500 metriä.

Saksalainen avaruusharrastajaryhmä Part-Time Scientists ilmoittautui mukaan vuonna 2009, mutta valitettavasti se – kuten kaikki muutkin kisassa olleet 31 ryhmää – ei onnistunut lähettämään laitettaan matkaan ajoissa. Vaikka määräaikaa venytettiin vuodesta 2015 ensin vuoden 2018 loppuun ja sitten kevääseen 2018, vain viisi ryhmää oli lopulta mukana loppupeleissä vakavasti. Kukaan ei saanut siis 30 miljoonan dollarin palkintoa, mutta osa tiimeistä päätti jatkaa sponsorirahoituksen turvin. Yksi näistä oli nimensä PTScientistiksi muuttanut ja yhtiömuotoiseksi muuttunut saksalaistiimi.

Lopulta viime vuonna X Prize -säätiö päätti jatkaa kuukilpailua, mutta ilman palkintorahaa – luvassa ensimmäiselle on siis ainakin kunniaa.

Saksalaiset ovat Mission to the Moon -hankkeessan varsin pitkällä, sillä 1250-kiloista Vodafonen punaista laskeutujaa sekä sen kahta Audin rinkuloita nokassaan kantavaa kulkijaa ollaan jo valmistamassa.

Nähtävästi kuitenkin israelilainen SpaceIL ennättää ensin Kuun pinnalle, sillä sen Beresheet-laskeutuja on jo kuljetettu laukaisupaikalle Cape Canaveraliin, Floridaan, mistä se on tarkoitus lähettää matkaan Falcon 9 -kantoraketilla nyt helmikuussa. Laskeutuja on olennaisesti saksalaista pienempi ja kevyempi, eikä se tule liikkumaan pinnalla. Sen elinikä on myös todennäköisesti varsin lyhyt, vain pari Maan vuorokautta.

Israelilainen laskeutuja
Mission to the Moon

Ylhäällä: SpaceIL:n Beresheet. Alhaalla ALINA ja yksi sen kulkijoista.

ALINA ja 2 x ALQ

Noin kaksi metriä leveän ja korkean laskeutujan nimi on Autonomous Landing and Navigation Module, eli ALINA. Sen massa laukaisun aikaan on 1250 kg ja ilman polttoainetta noin 320 kg. Tarkoituksena on tehdä sillä tarkka laskeutuminen viimeisen miehitetyn kuulennon, Apollo 17:n laskeutumispaikan luokse (noin 3-5 km siitä) ja käydä tutkimassa sitä kuukulkijoiden avulla. Periaatteessa kuka vain voisi mennä tonkimaan Apollojen laskeutumispaikkoja, mutta koska kyseessä on historiallisesti tärkeä paikka, tehdään se yhteistyössä Nasan kanssa. Myös Nasa on kiinnostunut näkemään miltä astronauttien käyttämä kuuauto ja laskeutumispaikka näyttävät.

Kuukulkijat on brändätty Audin mukaan Kuu-Quattroiksi (Audi Lunar Quattro, eli ALQ) ja Audi vastaa myös niiden tekemisestä. Nelipyöräiset laitteet saavat virtaa aurinkopaneeleista, voivat kulkea 3,6 kilometrin tuntinopeudella ja ne on varustettu kahdella kameralla.

Suomalaiset ovat tiiviisti mukana kulkijoiden matkassa, sillä paitsi että niihin ehdotetaan tehtäväksi suomalaisia magneettikenttätutkimuslaitteita, ne ovat yhteydessä laskeutujaan Nokian matkapuhelinverkon välityksellä: sponsorina oleva matkapuhelinoperaattori Vodafone aikoo luoda Kuuhun Nokian avulla verkon, joka toimisi tietolinkkinä. Kyseessä on jännä ajatus, sillä aiemmin tietoyhteydet on tehty monimutkaisin erikoisradioverkoin, mutta nyt tarkoitus on käyttää "vain" avaruuskelpoista 4G-verkkoa.

4G on itse asiassa huima parannus aiempiin tekniikoihin ja se riittää välittämään tietoja sekä kuvia hienosti.

Se soveltuu myös hyvin ehdotettujen magneettikenttämittarien käyttöön, sillä ideana on pudottaa kulkijoista pinnalle pieniä mittareita, jotka saisivat sähköä aurinkopaneeleista sekä välittäisivät mittaustietoja laskeutujaan kuten matkapuhelimesta lähetetään tietoja nettiin. Jos tämä toimii, voidaan (Nokian) matkapuhelinverkkoja käyttää myöhemminkin avaruudessa, jolloin kustannukset pienenevät olennaisesti ja tiedonsiirtokapasiteetti kasvaa huomattavasti.

Tarkoituksena on lähettää ALINA ja kulkijat matkaan ensi vuoden alussa israelilaisten tapaan SpaceX -yhtiön Falcon 9 -kantoraketilla Floridasta. Matkaa Kuuhun tehdään pari kuukautta, sillä hidas meno kuluttaa vähän polttoainetta. Koska laskeutujassa ja kulkijoissa ei ole lämmitystä, ne todennäköisesti hiipuvat ensimmäisen Kuun yön aikana. Näin ollen niiden elinikä on 14 vuorokautta sekä sen päälle se aika, jonka ne pystyvät pinnistelemään kylmässä akkujensa voimin.

Jatkoa on luvassa

Viime viikolla (21. tammikuuta) PTScientists, Arianespace ja Euroopan avaruusjärjestö ilmoittivat sopineensa suunnitelmasta, jonka mukaan Arianespace laukaisee Ariane 6 -raketilla 2020-luvun alussa ALINAan perustuvan laskeutujan Kuuhun tutkimaan sen mahdollisia mineraali- ja metallivarantoja tulevaisuuden kaivostoimintaa silmällä pitäen.

Kuuhanke on siis tuottamassa yhtiölle jo ainakin yhden maksullisen lennon Kuuhun. Lisäksi PTScientists aikoo toimia vastaisuudessa kuuluotaimien kuljetusyhtiönä, eli se aikoo lähettää Kuuhun laskeutujia, myydä niistä tilaa tutkimuslaitteille, sekä tarjota kyytejä myös Kuuta kiertävälle radalle.

Myöskään saksalaisten tarjous suomalaisen tutkimuslaitteiston lähettimeen Kuuhunb ALINAn kyydissä ei ole luonnollisestikaan pelkkää hyväntekeväisyyttä, vaan siitä pitää maksaa. Hintaa, mistä keskustellaan, ei ole julkistettu, mutta se lienee tällä ensilennolla huomattavasti alle suorien kustannusten. Aalto-yliopistolle ja Suomelle se olisi kuitenkin hyvä sijoitus myös tulevaisuuteen, sillä Kuu on muodostumassa pian kiinnostavaksi (ja taloudellisesti kannattavaksi) temmellyskentäksi...

Yö tappoi kiinalaisten kuuelämän – "puuvillanidut ovat nyt kuolleita"

To, 01/17/2019 - 20:54 Jari Mäkinen
Puuvillaa kuussa

Kiinan Chang'e-4 -kuulaskeutuja on nyt pimeydessä: yö sen laskeutumispaikalla alkoi 13. tammikuuta, ja jos se ja Yutu-2 -kulkija selviävät hyytävästä kylmyydestä, aloittavat ne työt uudelleen aamun koittaessa 28. tammikuuta. Alkanut yö koitui jo itämään alkaneen puuvillan kohtaloksi.

Laskeutumispaikka Kuun Maahan näkymättömällä puolella on nyt pimeydessä: pariviikkoinen yö von Kármán -kraatterilla Kuun eteläisellä pallonpuolella etelänapa-Aitkenin altaalla alkoi 13. tammikuuta illalla Suomen aikaa.

Tähän mennessä Chang'e-4 laskeutuja ja sen päältä omille teilleen huristellut Yutu-2 -kulkija ovat paitsi alkaneet toimia hyvin, niin myös tehneet ensimmäisiä havaintojaan ja lähettäneet kuvia toisistaan sekä laskeutumispaikasta. Alku on sujunut siis hyvin – melkeinpä paremmin, kuin uskallettiin odottaa.

Myös laskeutujan mukana olleessa pienessä kapselissa olevat puuvillansiemenet alkoivat itää, joten Kuussa oli vähän aikaa elämää.

Nyt tämä elämä on kuitenkin kuollutta, koska yön lämpötila on tappanut idut. Ekosysteemiä ei oltu lämmitetty, joten lämpötilan laskeminen on saanut sen pakastumaan. Lämpötila ituja sisältäneessä kapselissa on laskenut alle -50°C:n, joten projektipäällikkö Liu Hanlongin mukaan koe on nyt ohitse.

Lennon ja laskeutumisen aikana pieni, massaltaan 2,6-kiloinen ilmalla täytetty, ulkomaailmasta eristetty kapseli oli kuivana, ja sen sisusta ikään kuin herätettiin henkiin Kuuhun laskeutumisen jälkeen vapauttamalla sinne vähän vettä.

Puuvillan lisäksi mukana oli rapsin, perunan ja lituruohon siemeniä sekä banaanikärpäsiä sekä hiivaa. Liu Hanlongin mukaan näistä vain puuvilla näytti elonmerkkejä Kuussa, eli vaikka puuvillan osalta tulos oli rohkaiseva, oli muiden suhteen lopputulos vähemmän mieltä ylentävä.

Alun perin mukaan piti laittaa myös kiinalaisille tärkeitä silkkitoukkia, mutta ne vaihdettiin viime hetkellä banaanikärpäsiin. Kriteerinä lajien valintaan oli paitsi tieteellinen kiinnostavuus, niin myös lajien koko sekä vaikeiden olosuhteiden kestävyys. Niiden tuli sietää lennon aikana suuria lämpötilaeroja ja säteilyä.

Pikku ekosysteemissä oli ikkuna, jonka kautta sinne paistoi Aurinko myös Kuun pinnalla. Tarkoituksena oli tutkia miten esimerkiksi fotosynteesi toimii Kuun paljon Maata kirkkaammassa päivänpaisteessa. Kaksi kameraa kuvasi kapselin sisustaa koko kokeen kestoajan, eli kaikkiaan 212,75 tuntia.

Aivan täysin ohitse koe ei kuitenkaan ole vielä, sillä kunhan päivä koittaa ja lämpötila alkaa jälleen nousta kapselin sisällä, alkaa siellä taas tapahtua: oletettavasti sen sisällä olevat idut, siemenet ja toukat alkavat mädäntyä. Tätä on myös kiinnostavaa seurata!

Yutu-2 Chang'e-4:n kuvaamana. Kuva: CNSA/CLEP

Yutu-2, eli Kuukaniini-2 otti ensimmäiset askeleensa – tai siis rullauksensa – Kuun pinnalla ja jatkaa toimiaan (toivottavasti) 28. tammikuuta.

Kiinan kuukulkijan päivätorkut ovat ohitse

To, 01/10/2019 - 11:51 Jari Mäkinen
Jadekani2 kraatterilla

Hiljaisuus Kiinan kuulaskeutumisen ympärillä toivottavasti päättyy tänään, kun suunniteltu tauko Chang'e-4:n ja Yutu-2:n toiminnassa päättyy tänään. Kulkija otti noin viikon kestäneet torkut välttääkseen Auringon liiallista kuumennusta.

Kuun Maahan näkymätön "pimeä puoli" on kaikkea muuta kuin pimeä juuri nyt, koska Aurinko paistaa sinne todella hyvin. Kuu pyörii hitaasti akselinsa ympäri, kerran noin kuukaudessa (tarkalleen 27 vuorokaudessa), joten päivä ja yö kestävät siellä kumpikin noin kaksi viikkoa (13 Maan vuorokautta).

Kiinalaiset valitsivat laskeutujalleen laskeutumisajan 3. tammikuuta juuri tämä mielessään: Chang'e-4 laskeutui pinnalle Kuun "aamupäivällä", eli kun Aurinko oli jo hyvin näkyvissä laskeutumispaikalta ja laskeutuja pystyi saamaan hyvin energiaa aurinkopaneeleillaan heti laskeutumisen jälkeen. Laskeutujalla olisi näin myös aikaa lähes kaksi viikkoa ennen kuin yö tulee – ja yö on aina pieni riski, koska silloin lämpötila laskee noin -170°C:n tienoille.

Kuun etelänavalla lämpötila saattaa olla jopa noin -240°C keskiyöllä, mutta vaikka laskeutuja ja kulkija ovat Kuun eteläisellä pallonpuolella suuren kraatterin sisällä, ei näin alas todennäköisesti mennä laskeutumispaikalla.

Jos yön aikana vaarana on jäätyminen ja matalan lämpötilan aiheuttamat ongelmat, ovat nyt keskipäivän aikaan hankaluudet juuri päinvastaisia. Lämpötila on noin 130°C, mihin lisäksi täytyy laskea sähkölaitteiden tuottama lämpö: varmuuden vuoksi kulkija ja laskeutuja laitettiinkin viettämään nyt vähän aikaa hiljaiseloa, jotta kuumuus niiden sisällä ei nousisi liian suureksi.

Tauko päättyy siis tänään ja pian odotettavissa Kuusta on jälleen uusia kuvia ja tietoja!

Maa ja Kuu linkkisatelliitti Queqiaon näkemänä. Koska Chang'e-4 ei voi olla suoraan yhteydessä Maahan, kiertävät viestit Kuun "takapuolella" ns. Langrangen pisteen ympärillä olevan satelliitin kautta.

Minne Kuun pinnalla on laskeuduttu tähän mennessä?

To, 01/03/2019 - 23:54 Toimitus
Kuvan pohja: APSI /  Tiedetuubi / Jarmo Korteniemi

Ennen kiinalaista Chang'e-4 -alusta on vain 20 lentoa laskeutunut Kuun pinnalle. Kartta näyttää milloin ja minne!

Sitten kevään 1966 on Kuuhun laskeutunut kuusi miehitettyä lentoa, neljä kulkijaa ja 11 paikallaan pysynyttä laskeutujaa. Ennen kuin Kiina alkoi tutkia naapuriamme uudelleen laskeutujin vuonna 2013 (ja nyt 2019), oli edellisestä laskeutumisesta ennättänyt jo kulua 37 vuotta.

Olikin jo korkea aika palata Kuuhun!

Kiertoradalta Kuuta on tutkittu tässä välissäkin, ja 2000-luvulla jälleen hieman aktiivisemmin. Paitsi että Kiinan edellinen laskeutuja Chang'e-3 on edelleen toimintakuntoinen (tosin vain sen taivasta ultraviolettialueella kuvaava kaukoputki on enää kunnossa), on Kuuta kiertämässä edelleen kolme toimintakuntoista luotainta: amerikkalaiset Artemis P1, Artemis P2 sekä Lunar Reconnaissance Orbiter, sekä kiinalaiset Chang'e 5-T1, Queqiao ja Longjiang-2.

Viimeisistä Chang'e 5-T1 on Kiinan tulevaan näytteenhakulentoon liittyvä testialus, Queqiao Chang'e-4:n linkkiluotain ja Longjiang-2 pieni Queqiaon mukana Kuuhun liftannut satelliitti. Sen kumppanina ollut Longjiang-1 ei onnistunut asettumaan Kuuta kiertävälle radalle.

Mutta minne laskeutujat ovat laskeutuneet?

Kuva: APSI / Tiedetuubi / Jarmo Korteniemi.

Kuvaa saa käyttää lähteen mainitsemalla; tarkemmat tekijänoikeustiedot ovat täällä. Korkearesoluutioisempi versio löytyy Arktisen planeettatutkimusinstituutin APSIn kuvagalleriasta. Siellä on myös englanninkielinen versio.

Alla olevassa kartassa ovat mukana myös ihmisten tekemät kappaleet, jotka ovat pudonneet, törmäytetty tai muuten vain päätyneet Kuun pinnalle.

Kuva: APSI / Tiedetuubi / Jarmo Korteniemi.


Kuusipyöräinen kulkija hivuttautui Kuun pinnalle kiinalaislaskeutujan päältä

To, 01/03/2019 - 22:29 Jari Mäkinen
Yutu-2 Kuun pinnalla. Kuva: CLEP/CNSA

Viime yöllä Suomen aikaan Kuun pinnalle laskeutunut kiinalainen Chang'e-4 on käynyt heti toimiin. Sen päällä Kuuhun matkannut pieni kulkija laskeutui tänään iltapäivällä pinnalle ja aloittaa omat työnsä Von Kármán -kraatterin tutkimisessa.

Chang'e-4 on pitkälti samanlainen kuin oli kiinalainen, Kuun Maahan näkyvälle puolelle vuonna 2013 laskeutunut Chang'e-3. Samaan tapaan nelosen mukana on kulkija, joka on nimetty kolmosen kulkijan perinteitä jatkaen Yutu-2:ksi.

Yutu tarkoittaa "Jadekaniinia", kiinalaisissa kansantarinoissa olevaa kania, joka asuu Kuussa.

Pieni – kooltaan farmariauton tavaratilaan helposti mahtuva – kulkija rullasi erityisiä ramppeja pitkin alas Kuun pinnalle klo 16.22 Suomen aikaa, eli noin 12 tuntia sen jälkeen, kun Chang'e-4 laskeutui Kuuhun.

Yutu-2 oli laskeutumisen aikana Chang'e-4:n päällä. Sieltä se laskeutui pinnalle pitkien ramppien avulla.

Kaksikko on nyt siis noin 180 km halkaisijaltaan olevan Von Kármán -kraatterin sisällä, joka puolestaan sijaitsee Kuun Etelänapa-Aitken -törmäysaltaan sisällä. Allas on sinällään myös kraatteri, halkaisijaltaan noin 2500 km ja syvyydeltään jopa 13 km. Mount Everest siis mahtuisi hienosti altaan sisään.

Tiedetuubin toimituksen jäsen, planeettatutkija Jarmo Korteniemi toteaa, että paikka on erittäin kiinnostava geologisesti.

"Kraatteriin on lentänyt materiaalia alueen pohjoispuolella olevista suurista törmäyskraattereista, joten sieltä saa kivan läpileikkauksen laajemmin koko alueen pinnanalaisista materiaaleista. Lisäksi se on täyttynyt laavoilla, jotka ovat varmasti aivan erilaisia koostumukseltaan kuin laavat ovat Kuun Maahan näkyvällä puolella."

"Siellä on siis kaikenlaista kiinnostavaa, mitä muualta Kuusta ei löydy. Siellä saattaa jopa päästä jotenkin käsiksi Kuun pinnan alla olevaan vaippaan. Oikeastaan ainoa jännä asia, mitä siellä ei ole, ovat tulivuorijäänteet."

Chang'e-4 ja Yutu-2 tulevat kumpikin paitsi kuvaamaan, niin myös tutkimaan useilla erilaisilla mittalaitteilla Kuun pinnan olemusta sekä sen alla olevia kerroksia.

Yutu-kulkija analysoi tarkasti myös pinnan koostumusta näkyvän valon ja lähi-infrapunavalon alueella toimivan spektrometrin avulla. Siinä on myös eräänlainen tutkalaitteisto, joka voi "nähdä" jopa satojen metrien syvyyteen pinnan alle.

Yutu-2 Kuun pinnalla. Kuva: CLEP/CNSA

Kuvat: CLEP/CNSA