Kun tähtitaivaalla nyt selvästi näkyvää Marsia katsoo, se on selvästi punainen. Punainen väri tulee Marsin pinnalla olevan pölyn rautapitoisuudesta: kun rauta on reagoinut nestemäisen veden tai ilman veden ja hapen kanssa, on tuloksena ollut punaista ruostetta. 

Siis ihan samaan tapaan kuin täällä Maan pinnalla.

Miljardien vuosien aikana rautaoksidipitoinen pinta-aines on jauhautunut pölyksi ja tuuli on levittänyt sitä ympäri planeettaa. Vaikka nykyisin Marsin kaasukehä on varsin ohut eikä siellä näytä olevan vapaana virtaavaa vettä, punaista pölyä syntyy koko ajan lisää ja se leviää.

Tänään julkistettu tutkimus pohtii tarkemmin Marsin ruosteen tarkkaa koostumusta. Tämä avaa uusia näkökulmia siihen, millainen on ollut Marsin ilmasto ja olosuhteet pinnanna. Lopulta kyse on myös siitä, onko Mars ollut joskus elinkelpoinen.

Nythän se ei ole – ensimmäiset Marsin ihmisasukkaat, milloin he ehtivätkään paikalle, joutuvat elämään pinnan alla suojassa säteilyltä ja tiristämään hyvin hapanta vettä syvällä pinnan alla olevasta jäästä.

Avaruusluotainten tekemien havaintojen perusteella on päätelty, että suurin osa rautaoksidista on hematiiittia, joka muodostui pinnan jo ollessa varsin kuiva Marsin varhaisen hyvin kostean kauden jälkeen. Hematiitti olisi muodostunut miljardien vuosien aikana lähinnä kaasukehässä olleen veden ja hapen avustuksella.

Marsin pinta-aineesta rautaa on peräti noin 13 %.

Nyt kuitenkin uudet laboratoriotutkimukset viittaavat siihen, että hematiitin sijaan pääsyyllinen punaisuuteen ovatkin hydratoituneet rautaoksidikiteet eli ferrihydriitti eli Fe³⁺₁₀O₁₄(OH)_2.

Ferrihydriitti muodostuu tyypillisesti viileän veden läsnäollessa, joten sen on täytynyt syntyä silloin, kun Marsissa oli vettä vielä pinnalla.

“Yritimme luoda laboratoriossa Marsin pölyä eri rautaoksidien avulla", sanoo tutkimuksen johtaja Adomas Valantinas, Brownin yliopiston tutkijatohtori Yhdysvalloissa, joka aloitti työnsä Bernin yliopistossa Sveitsissä Euroopan avaruusjärjestön Trace Gas Orbiter (TGO) -luotaimen lähettämiä tietoja tutkien.

"Havaitsimme, että ferrihydriitti sekoitettuna basalttiin vastaa parhaiten avaruusalusten Marsilla näkemiä mineraaleja."

Keinotekoista Marsin pölyä.

Marsin pölyn jäljennöksen tekemisessä haastavaa oli saada aikaan tarpeeksi hienojakoista ainetta. Lopulta tutkijat saivat aikaan pölyä, jonka hiukkaskoko on noin 1/100 ihmisen hiuksen paksuudesta. 

Sen jälkeen he analysoivat näytteitään samoilla tekniikoilla kuin kiertoradalla olevat avaruusalukset, kuten Marsia kiertävä TGO. Se tekee Marsin pinnasta spektrihavaintoja, joiden perusteella saadaan pinta-aineesta sen ainesosien "sormenjäkiä".

Keinotekoisen Mars-pölyn "sormenjäljet" olivat samanlaisia.

Ferrihydriitin (vas) ja hematiitin (oik) spektrikäyrät Marsin pinnalla ja kiertoradalta tehtyjen havaintojen sekä laboratoriokokeiden perusteella. 

Muutkin ovat ehdottaneet jo aikaisemmin, että ferrihydriittiä saattaisi olla Marsin pölyssä, mutta Adomas tutkimusryhmineen on ensimmäinen, joka on pystynyt yhdistämään laboratoriokokeet ja Marsia kiertävän luotaimen tekemät havainnot toisiinsa.

*

Tutkimusartikkeli Nature Communications -julkaisussa: Detection of ferrihydrite in Martian red dust records ancient cold and wet conditions on Mars

Juttu perustuu Euroopan avaruusjärjestön tiedotteeseen.

Viime aikoina taivaalla on tapahtunut paljon muutakin kuin kaunis planeettojen asettuminen jonoon ja revontulinäytelmiä. SpaceX on hilannut uusia Starlink-satelliitteja avaruuteen häkellyttävällä tahdilla. 

Laukaisuita on ollut tähän mennessä 14 eli keskiarvona melkein kaksi viikossa. Lisäksi Falcon 9:t ovat vieneet taivaalle muita satelliitteja ja pari kuulaskeutujaakin, joten SpaceX:n tahti on ollut hurja.

Yhdessä laukaisussa on kyydissä 21 tai 23 Starlink-satelliittia. Näin ollen uusia satelliitteja jo noin 7000-satelliittiseen konstellaatioon on tullut tänä vuonna lähes 300.

Samaan aikaan yhtiö hilaa alas kiertoradalta vanhempia satelliittejaan, joissa on suunnitteluvirhe. Se saattaa saada satelliitin sammumaan, joten yhtiö tuo ne alas tuhoutumaan ilmakehässä niin kauan kuin satelliitit ovat vielä toimintakuntoisia.

SpaceX kertoi nyt helmikuun 12. päivä julkaisemassaan tiedotteessa, että satelliitit ovat ensimmäisiä ensimmäisen sukupolven satelliitteja. Ne laukaistiin avaruuteen vuosina 2019 ja 2020, eikä niitä varmaankaan kukaan jää kaipaamaan, sillä niissä ei ole kirkkautta vähentävää visiiriä ja uudet satelliitit ovat paljon kyvykkäämpiä kuin nämä metusalemit.

Satelliittien rataa pudotetaan vähitellen kuuden kuukauden aikana.

SpaceX:n mukaan Starlink-palvelut eivät kärsi tästä. Tiedote kertoo, että “SpaceX kykenee valmistamaan 55 satelliittia viikolla ja laukaisemaan niitä avaruuteen yli 200 kuukaudessa.”

Uuden sukupolven Starlink-satelliitteja juuri ennen niiden vapauttamista avaruuteen. Kuva: SpaceX.

Paitsi Starlink-satelliittien suuri määrä, niin myös hajonneiden satelliittien ja näiden alas ohjattavien satelliittien määrä saa jälleen ajattelemaan avaruuden lennonjohtosysteemiä. Lähiohitusten määrä on lisääntynyt ja törmäysriski kasvaa koko ajan.

Olisi hyvä, jos yhden yhtiön sijaan olisi kansainvälinen organisaatio, jonka tehtävänä olisi paitsi tarkkailla satelliittien ratoja, niin myös jakaa kiertoratoja ja koordinoida radalta toiselle siirtyviä ja alas pudotettavia satelliitteja.

Nykyisessä maailmantilanteessa tällaisen saaminen on kylläkin hankalaa.

Toinen riski, joka putoavista satelliiteista tulee, on niiden tippuminen asutuille alueille tai esimerkiksi lentokoneiden päälle. Starlink-satelliitit, kuten suurin osa muistakin satelliiteista, tuhoutuvat lähes kokonaan ilmakehän tulisessa syleilyssä, mutta eivät aina täysin: pieniä palasia satelliittien tukevatekoisimmista osista putoaa joskus alas Maan pinnalle saakka.

Kun satelliitteja putoaa nyt useammin ja useammin, muodostavat nämä pikku palaset yhä suuremman riskin. Usein lentoliikennettä varoitetaan jo putoavien satelliittien vaara-alueella, mutta ei läheskään aina.

Juuri tämän jutun julkaisun jälkeen SpaceX:n Falcon 9 -raketin osia putosi Puolaan. Onneksi tämä hiilikuituinen tankki ei pudonnut lentokoneen päälle. Kuvakaappaus BBC:n sivuilta.

Pitkällä tähtäimellä tämä ei ole kestävää, vaan jossain vaiheessa avaruuteen täytyy perustaa jonkinlaisia kierrätyskeskuksia vanhentuneille satelliiteille. Toivottavasti Starshipit (ja muut isokokoiset, uudelleenkäytettävät raketit?) voisivat rahdata niitä sieltä alas hävitettäväksi.

No, tähän on vielä aikaa. Nyt tärkeintä on vähentää avaruusromun määrää tuomalla satelliitteja ja rakettien ylimpiä osia alas ilmakehässä tuhoutumaan heti, kun niitä ei tarvita.

Jos ne jäävät kiertämään Maata avaruusromuna, niin tuloksena voi olla myös yhden ison romunpalan lisäksi paljon pientä romua. Ajan myötä sammuneetkin satelliitit saattavat räjähtää, kun jatkuva lämpeneminen ja kylmeneminen sekä muut avaruudessa olemisen rasitukset vaikuttavat niihin.

Tässä puolen vuoden aikana on tapahtunut kolme tällaista suuren avaruusromun hajoamista palasiksi.

Ensimmäinen oli 6. syyskuuta 2024, kun Atlas V -raketin Centaur (raketin ylin vaihe) hajosi ainakin kymmeneen osaan. Raketti oli vienyt GOES-17 -satelliitin avaruuteen vuonna 2018 ja ylin vaihe oli jäänyt sen jälkeen hyvin soikealle radalle, jonka ylin piste oli 34 949 km ja alin 7622 km. Satelliitti suuntasi geostationaariradalle, ja siksi ylimmän vaiheen rata ylettyi melkein sinne.

Tällaiselle radalle menevät raketit eivät yleensä pysty tulemaan takaisin ilmakehään ja tuhoutumaan siinä, joten ne niin sanotusti passivoidaan. Polttoaineet päästetään ulos ja akkujen varaus puretaan. Systeemit sammutetaan siten, että rakettivaiheesta ei olisi haittaa myöhemmin.

Centaur-rakettivaihe. Kuva: ULA.

Mutta Centaurien kanssa on ollut vaikeuksia aikaisemminkin. Samanlaisia tapauksia oli vuonna 2018 ja 2019, jolloin Centaurin passivointi ei ole nähtävästi onnistunut halutusti, ja ne ovat räjähtäneet. Toivottavasti Vulcan-raketeissa käytettävien uusien Centaur-rakettivaiheiden luotettavuus tässä suhteessa on parempi.

Toinenkin tapaus liittyy raketin ylimpään vaiheeseen. Blue Origin -yhtiön uusi New Glenn teki ensilentonsa tammikuun 16. päivänä, ja vaikka raketin ensimmäinen vaihe ei onnistunut palaamaan takaisin Atlantilla olleen lavetin päälle, sen toinen vaihe jatkoi suunnitellusti avaruuteen ja lentoa voi pitää onnistuneena. Jos mukana olisi ollut satelliitti, se olisi päässyt avaruuteen.

Satelliitin sijaan kyydissä oli Blue Ring -niminen laite, eräänlainen pieni avaruushinaaja, joka voi viedä siinä olevia satelliitteja oikeille radoilleen ja myöhemmin myös siirtää sekä huoltaa avaruudessa jo olevia satelliitteja. Tätä ei irrotettu rakettivaiheesta tällä kerralla, koska nyt testattiin lähinnä tietoliikennettä Blue Ringin ja lennonjohdon välillä.

Blue Ring avaruudessa piirtäjän hahmottelemana. Tällä kerralla laitetta ei irrotettu raketin ylimmästä vaiheesta. Kuva: Blue Origin.

Laukaisun jälkeen ylin vaihe inaktivoitiin, mutta nähtävästi ei kunnolla, sillä helmikuun 10. päivänä se rähähti.

Vaihe oli myös varsin soikealla radalla maapallon ympärillä; korkein piste 19300 km ja matalin 2400 km. Se on sen verran kaukana, että palaset pysyvät avaruudessa harminamme tuhansia vuosia.

Ja näiden välissä, lokakuun 19. päivänä 2024 Intelsat 33E -tietoliikennesatelliitti hajosi palasiksi geostationaariradalla. Tuolla radalla, jolla yksi kierros ympäri maapallon kestää yhden vuorokauden ja siksi siellä olevat satelliitit näyttävät pysyvän paikallaan taivaalla, on paljon sää-, tietoliikenne ja muita satelliitteja, joten romun syntyminen sinne on varsin ikävää.

Kyseessä on Boeing-yhtiön rakentama satelliitti, jonka kanssa samanlainen Intelsat 29E koki myös kovia vuonna 2019. Se menetti asennonsäätökykynsä todennäköisesti työntövoimajärjestelmässä olleen vian vuoksi, ja nytkin kaikki viittaa siihen, että ratahallintaan tarkoitettu rakettimoottori ja siihen liittyvät systeemit olisivat saaneet aikaan uudemmankin Intelsatin hajoamisen osiin. Siis räjähdyksen.

Piirros Intelsat 33E -satelliitista. Kuva: Boeing.

Kokonaisuudessa parin satelliitin hajoaminen ei ole iso asia, sillä arvioiden mukaan maapalloa kiertää noin 29 000 avaruusromukappaletta, jotka ovat kooltaan yli 10 cm. Sentin tai yli olevia on noin 670 000 ja millimetriä suurempia yli 170 miljoonaa.

Nämä tapaukset vievät kuitenkin lähemmäksi tilannetta, missä romua tulee yhä lisää ja romunpalaset törmäilevät toisiinsa saaden mahdollisesti aikaan ikävän ketjureaktion. Niin sanotussa Kesslerin syndroomassa lähiavaruus muuttuisi niin vaaralliseksi, että sen käyttö ei onnistuisi enää turvallisesti.

Yksi uhka lisää tähän synkistelyn täyttämään aikaamme…

*

Otsikkokuvassa on Grok2-tekoälyn luoma kuva hypoteettisen satelliitin hajoamisesta avaruudessa.

Teksti on julkaistu myös Ursan blogina.

Juttuun on lisätty kuva ja tieto Puolaan keskiviikkona 19.2. pudonneesta avaruusromun palasesta.

Hiilidioksidin talteenotto ilmasta luvaava tapa paitsi tuottaa hiilidioksidia monenlaiseen käyttöön, niin myös vähentää ilmassa olevan hiilidioksidin määrää. Hiilidioksidin muuttaminen kemiallisella prosessilla polttoaineeksi on sekin kiinnostava tapa tehdä synteettistä polttoainetta ja vähentää esimerkiksi lentämisen hiilidioksidijalanjälkeä.

Temppu vaatii paljon energiaa, ja laajamittaisesta toiminnasta ollaan vielä hyvin kaukana. Tämän teknologian varaan ei siis kannata vielä laittaa muuta kuin toiveita tulevaisuuden teollisen mittakaavan toiminnasta.

Tampereella on otettu kuitenkin kiinnostava askel kohti hiilidioksidilla tuotetun lentopolttioaineen kaupallista valmistamista.

Kaksi suomalaisyhtiötä, lappeenrantalainen Soletair Power ja tamperelainen Liquid Sun ovat käynnistäneen yhteishankkeen, jolla tutkitaan synteettisen lentopolttoaineen (eSAF) valmistamista rakennusten ilmanvaihtojärjestelmistä talteen otetulla hiilidioksidilla.

Yhteistyö alkoi marraskuussa 2024, kun Soletair Power toimitti ilmasta talteenotettua hiilidioksidia (CO₂) Liquid Sunille tutkimus- ja kehitystyöhön.

Liquid Sun hyödyntää ja testaa toimitettua hiilidioksidia teollisessa eSAF-demonstraatiossaan Tampereella. Yhtiö käyttää ns. matalalämpöelektrolyysiteknologiaa, joka on energiatehokkaampaa kuin perinteiset elektrolyysitekniikat. Suurin ero vanhaan ovat katalyytit, jotka alentavat reaktion aktivoitumisenergiaa ja parantavat tehokkuutta. Tyypillisiä katalyyttejä ovat platina ja muut jalometallit. Niiden haittapuolia ovat korkea hinta ja kestävyys. 

”Tämä on meille todellinen virstanpylväs", iloitsee Liquid Sunin toimitusjohtaja Pasi Keinänen yhtiön lähettämässä tiedotteessa. 

"Tietääkseni kyseessä on yksi ensimmäisistä kokeiluista Suomessa – ja mahdollisesti koko Pohjoismaissa – jossa ilmakehästä talteenotettua CO₂:ta hyödynnetään eSAF-raaka-aineen kehitystyössä. Kehittämämme teknologia ei ainoastaan vauhdita e-polttoaineiden kaupallisen mittakaavan tuotantoa, vaan luo Suomelle mahdollisuuden nousta maailman johtavien e-polttoainetuottajien joukkoon."

Soletair Power on puolestaan erikoistunut Direct Air Capture (DAC) -teknologiaan, joka mahdollistaa hiilidioksidin talteenoton suoraan ilmasta esimerkiksi rakennusten ilmanvaihtojärjestelmien kautta. 

”Hiilidioksidin talteenotto on vasta ensimmäinen askel – sen hyödyntäminen on aivan yhtä tärkeää. Liquid Sunin kanssa tehtävä yhteistyö osoittaa iloksemme toteen sen, miten Soletair Powerin DAC-teknologia voi edistää kestävän lentopolttoaineen tuotantoa”, kertoo Soletair Powerin toimitusjohtaja Petri Laakso samaisessa tiedotteessa.

Vaikka matkaa kestävien polttoaineiden laajamittaiseen tuotantoon on vielä paljon,  osoittaa Soletair Powerin ja Liquid Sunin hanke sen, että ilmasta talteenotetun hiilidioksihin hyödyntäminen tässä on mahdollista. 

Ja että suomalaisyhtiöt ovat vahvasti mukana teknologian kehittämisessä.

*

Artikkeli perustuu suurelta osin tiedotteeseen ja kuvat ovat osa sen mukana tullutta materiaalia.

Tänään päättynyt Slush-tapahtuma toi mukanaan ilmoitukset kahdesta uudesta suomalaisesta tietotekniikan kuluttajatuotteesta, joihin jotkut asettavat suuria toivoja, mutta jotka kuitenkin vaikuttavat varsin valjuilta. Sekä Nokia että Jolla esittelivät tablettitietokoneet, Nokia tiistaina ja Jolla tänään keskiviikkona.

Nokia N1 on yhtiön ensimmäinen kuluttajatuote sen jälkeen kun puhelimet myytiin Microsoftille, joka pudotti puolestaan juuri nyt syksyllä tulleista uusista laitteista Nokia-nimen kokonaan pois. Eroa Microsoftiin tekee myös laitteen käyttöjärjestelmä, sillä Nokia-tabletti käyttää Android 5.0 Lollipop -käyttöjärjestelmää ja Nokian omaa Z-käynnistysohjelmaa sen kanssa.

Sisältä löytyy 2,3GHz:n Intel Atom -suoritin, PowerVR-grafiikkaprosessori, 2GB:n RAM, 32 GB käyttömuistia, 8 megapikselin kamera takana ja 5-megapikselinen kamera edessä. Yhteydet ulkomaailmaan hoituvat Bluetooth 4.0:n ja 802.11a/b/g/n/ac:n avulla. Näyttö on 7,9-tuumainen korkearesoluutionäyttö.