Video: Phil Bailey on puolisuomalainen, joka tuntee InSight-laskeutujan robottikäden

Video: Phil Bailey on puolisuomalainen, joka tuntee InSight-laskeutujan robottikäden

Phil Bailey selittää selvällä suomenkielellä, miten InSight-laskeutuja tulee käyttämään robottikättään. Hän on hyvä esimerkki siitä, miten avaruuslentojen pariin saattaa päätyä, vaikka opiskelee ihan jotain muuta kuin avaruusalaa.

06.07.2018

InSight on Nasan seuraava Mars-laskeutuja. Se on nyt matkalla kohti punaista planeettaa ja saapuu sinne marraskuussa. Laskeutumisensa jälkeen se ottaa pian käyttöön robottikäsivartensa, jonka avulla laitetaan Marsin pinnalle laskeutujan vierelle seismometri sekä lämpövuomittari, ja lisäksi kädellä tehdään paljon tutkimuksia.

Käden toiminnasta vastaa osaltaan suomalaissukuinen robotiikkainsinööri Phil Bailey, joka kertoo videolla työstään Jet Propulsion Laboratoryssä Pasadenassa, Kaliforniassa.

Erityisesti hänen vastuullaan on WTS, joka näyttää se myös hieman hauskalta: se on kuin puolipallomainnen kupoli, jolla on hame. Se on suoja, joka lasketaan Marsin pinnalle laitettavan seismometrin päälle, jotta Marsin kaasukehän tuulet ja muut ulkoiset häiriöt eivät vaikuta mittauksiaan tekevään seismometriin.

InSight llaskeutuu marraskuun 26. päivänä rakettimoottorien hidastamana Marsin päiväntasaajan seutuville Elysium-tasangolle ja toimii siellä toivottavasti yhden Marsin vuoden ajan, siis noin kaksi Maan vuotta. Laskeutuja on käytännössä parimetrinen lavetti, jossa on kolme noin metrin pitkuista jalkaa ja kaksi pyöreää aurinkopaneelia, jotka avautuvat laskeutumisen jälkeen lavetin sivuille samaan tapaan kuin kukat avaavat terälehtiään.

Teknisesti InSight on hyvin samanlainen kuin vuonna 2009 Marsiin laskeutunut Phoenix-niminen laskeutuja. Tuo lento, laskeutuminen ja toiminta Marsissa sujuivat hyvin, joten toiveet ovat nytkin korkealla.

Laskeutuja on vähän kuin edullinen välilento Nasan Mars-tutkimusohjelmassa. Sen kyydissä onkin aikaisemmista laskeutujista ja kulkijoistra yli jääneitä kameroiden ja mittalaitteiden varakappaleita, ja lisäksi tärkeimmät tutkimuslaitteet pyydettiin Euroopasta.

Kuten nimi InSight antaa ymmärtää, on laskeutujan tärkein tehtävä nyt katsoa Marsin sisälle. Siksi sen päätutkimuslaite on ranskalainen seismometri, ja sillä on itse asiassa aika pitkä historia jo takanaan. Laitteen projektipäällikkö Ranskan kansallisessa avaruuskeskuksessa CNESissä on Philippe Laudet. Hän kertoi Tiedeykkösessä olleessa kirjoittajan tekemässä ohjelmassa seismometristä näin:

"Seismologiaa on käytetty Maan sisustan ymmärtämiseen 1900-luvun alusta. Ensimmäisen kerran seisminen aalto havaittiin vuonna 1889, kun Saksassa havaittiin Japanissa olleen maanjäristyksen tärinää. Sen jälkeen aika pian ymmärrettiin, että voimme havaita toisella puolella olevia maanjäristyksiä seismometrillä ja että järistyksistä tulee erilaisia aaltoja, ja niiden kulkuaikojen avulla voidaan määrittää maapallon sisustan rakenne."

"Kun vuonna 1969 Apollo-astronautit menivät Kuuhun, he veivät sinne seismometrejä. Niitä vietiin Apollo-lennoilla kaikkiaan viisi ja ne muodostivat pienen verkoston, jonka avulla pystyttiin nyt ymmärtämään millainen on Kuun sisusta. Vaikka nyt tiedämmekin aika hyvin millainen on Kuun sisusta, se ei ole hyvä esimerkki toisesta planeetasta, koska Kuun syntyhistoria on niin erilainen. Siksi jo pitkään tutkijat ovat ehdottaneet seismometrin lähettämistä Marsiin."

"1970-luvulla Viking-laskeutujissa oli yksinkertaiset seismometrit, mutta niistä vain toinen toimi ja sekin oli kiinni laskeutujan rungossa, joten se ei saanut kovin luotettavia signaaleita. Nimittäin Marsissa olevat tuulet heiluttelivat laskautujaa sen verran, että varsinaiset signaalit jäivät tämän varjoon – voisi sanoa, että tuo seismometri toimi lopulta sääasemana. Sillä saatiin kuitenkin 15 signaalia, jotka todennäköisesti olivat mars-järistyksiä. Tästä kuitenkin opittiin se, että seismometri pitää laittaa tiukasti kiinni pintaan ja eristää tuulelta."

"Meillä täällä Ranskassa on tutkija Philippe Lognonné, joka oli tehnyt seismometrin venäläiseen Mars 95 -luotaimeen, joka valitettavasti syöksyi alas Maahan lähes välittömästi laukaisun jälkeen. Seismometri ei siis päässy Marsiin, mutta ranskassa ei annettu tämän lopettaa seismometrin kehittämistä. Etsimme uutta kumppania ja keskustelimme useammankin maan kanssa, Kiinan, Japanin, Yhdysvaltojen ja Venäjänkin kanssa mahdollisuuksista lennättää seismometri Marsiin, ja ihan viime vaiheessa olimme jo pohtimassa versiota, joka olisi mennyt Japanissa suunnitellun laskeutunan mukana Kuuhun. Se kuitenkin peruttiin, koska Fukushiman ydinonnettomuuden vuoksi japanilaiset leikkasivat avaruusohjelman rahoitusta ja kuulaskeutuja oli eräs ensimmäisistä peruutetuista hankkeista."

Olimme tämän jälkeen jo jäädyttämässä koko projektia, kun sitten Nasan planeettalennoista vastaava keskus Jet Propulsion Laboratory ehdotti tehtäväksi lentoa, jonka päähyötykuormana olisi tämä meidän seismometrimme. Tunsimme hyvin sikäläisiä tutkijoita, ja he olivat laskeneet, että oman amerikkalaisen seismometrin tekeminen maksaisi paljon ja siihen menisi aikaa, joten he ehdottivat käytettäväksi meidän laitettamme. Vuonna 2011 Nasa päätti sitten antaa rahaa kolmelle uudelle tutkimuslennolle, ja tämä oli yksi valituista. Meille tämä oli erinomainen yhteistyö, sillä heillä ei ole seismometriä, mutta he tietävät miten mennä Marsiin ja meillä on seismometri, mutta ei lentoa Marsiin."

Laskeutuja rakenteilla Denverissä Lockheed Martin -yhtiössä.


Hankkeen nimi on siis InSight, eli Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport. Suomeksi tämä on jotakuinkin Eli "sisäsoien tutkiminen käyttäen seismometriä, geodesiaa ja lämpökuljetusta". Samalla nimi tarkoittaa lyhyesti "katso sisälle".

Geodesia tässä tarkoittaa sitä, että laskeutujan paikkaa seurataan erittäin tarkasti ja siinä tapahtuvan mahdolliset liikkeet kertovat siitä, että mahdollisesti Marsissakin on jonkinlaisia mannerlaattoja, jotka liikkuvat. Nykytiedon mukaan laattoja ei ole, mutta tästä kohta lisää.

Lämpökuljetus puolestaan tulee siitä, että kyydissä on saksalaisten tekemä laite, joka pystyy mittaamaan sitä, miten lämpö kulkee pinnan alla noin viiden metrin syvyydellä. Siitä voi päätellä paljon mm. siitä, onko pinnan alla jäätä. Laite on itse asiassa pieni puikula, joka nakuttaa itsensä vähä vähältä alemmas pinnan alle ja lähettää siihen kiinnitettyä piuhaa pitkin mittaustietoja.

Ja päätutkimuslaite on siis tämä ranskalaisten tekemä seismometri, joka on itse sasiassa kolmesta seismometristä - yksi joka suuntaan - koostuva instrumenttipaketti. Se on 22 cm halkaisijaltaan olevan puolipallon muotoisen tyhjiökammion sisällä ja se on toisen puolipallon sisällä. Näin Marsin tuulet eivät pääse nyt sitä heiluttelemaan. Ja jotta se saisi mahdollisimman hyvin signaalinsa pinnalta, nostetaan se laskeutujan robottikäsivarrella makaamaan maahan laskeutujan viereen.

Piirros näyttää seismometrin ja sen tuulisuojan. WTS, eli wind and thermal shield suojaa sisällään olevaa SEIS-laitteistoa. Kuva: IPGP/David Ducros


"Laskeutuja avaa aurinkopaneelinsa heti laskeutumisensa jälkeen, jos siis kaikki sujuu suunnitellusti ja laskeudumme Marsiin 26. marraskuuta. 28. marraskuuta alkaen 10. joulukuuta saakka otamme runsaasti kuvia laskeutujan luota ja päätämme niiden perusteella paikan, mihin laskemme seismometrin.

"Paikan pitää olla mahdollisimman tasainen, eikä siinä saa olla liian suuria kiviä. Sen jälkeen robottikäsivarsi ottaa kiinni seismometristä ja nostaa sen alas pinnalle sopivaan aikaan. Oletamme, että tämä tapahtuu 4. tammikuuta mennessä, koska nykyisen suunnitelman mukaan silloin aloitetaan saksalaisen mittalaitteen asentaminen."

"Tammikuun lopusta alkaen aloitamme kummankin mittalaitteen käyttämisen, ja koska lämpövuomittalaite porautuu alaspäin pienten iskujen avulla, pystymme kuuntelemaan seismometrillä näitä iskuja, joiden aika ja voimakkuus tunnetaan hyvin. Näin pystymme alustavasti kalibroimaan laitettamme. Ja aina kun naapurimme ei metelöi nakutuksillaan, kuuntelemme Marsia – mikä on tietysti suurin osa ajasta. Laitteen kalibrointi ja käyttöönotto jatkuu maaliskuun loppuun saakka, jolloin suuri osa tiimistämme on Kaliforniassa, mutta sen jälkeen tulemme kotiin ja jatkamme työtä täällä."

"Kyse ei ole ainostaan siitä, että saamme tietoja seismometriltä ja jaamme tietoja eteenpäin, vaan myös siitä, että yhdistämme näitä tietoja muihin luotaimen tekemiin havaintoihin – ennen kaikkea säätietoihin, koska lämpötilan ja paineen vaihtelulla, kuten magneettikentällä, saattaa olla vaikutusta seismometrin mittauksiin. Havaintojen käsitteluystä tekee hieman haastavan työn se, ettemme tiedä ihan täsmälleen mitä tulemme havaitsemaan."

"Tilanne on vähän sama kuin Kuun tapauksessa ennen kuin seismometrit vietiin sinne. Sieltä havaittiin paljon signaaleita, jotka olivat tietysti erilaisia kuin Maassa. Osin näiden perusteella on tehty paljon mallinnuksia siitä, millaisia ovat Marsin järistykset, ja teoreettisesti suurimmat voisivat olla luokkaa 4,5 - 5 magnitudia. Näitä parin vuoden aikana voisi olla muutamia, mutta voi olla kymmeniäkin, laskelmasta riippuen. Pienempien määrää on vaikea edes arvioida, koska periaatteessa laite on niin herkkä, että se havaitsee myös meteorien törmöykset Marsin pintaan planeetan toiselta puolelta. Kuten Maassa, tulee sielläkin varmasti ensin niin sanottu P-aalto ja sitten S-aalto, joista voidaan laskea tärinän etäisyys arviolta 10% tarkkuudella. Koska seismometri mittaa tärinöitä kolmessa suunnassa, voidaan tärähdyksen tulosuuntakin saada selville varsin hyvin. Kun kyseessä on voimakas järähdys, voi seismometri havaita varmaankin ensin suoran signaalin, sitten toiselta puolelta Marsin ytimen ympäri tulleen aallon, ja lopulta sigaalin sen kuljettua kerran planeetan ympäri. Marsin tapauksessa tähän kuluu hieman alle kaksi tuntia."

"Mitä tulee järistysten alkuperään, niin todennäköisesti pääosa niistä tulee lämpöliikkeestä: päivällä Marsin pinta lämpenee ja yöllä viilenee, ja koska kaasukehä on ohut, ovat lämpötilaerot suuria. Päivällä voi olla kymmenen astetta ja yöllä -150 astetta. Toinen järistyksiä aiheuttava tekijä on Phobos-kuun aikaansaamat vuorovesivoimat, ja lisäksi oletamme, että Marsin sydän on kuumaa metallia ja sieltä saattaa nousta laavaa ylemmäs, niin sen liikkeet saattavat myös saada aikaan järistyksiä. Ja sitten ovat meteoriitit: koska seismometri pystyy havaitsemaan niiden törmöyksiä, voidaan nyt ensimmäistä kertaa laskea paljonko Marsiin törmää kappaleita."

"Lisäksi voimme tehdä oheismittauksia kaasukehästä. Tiedetään, että Marsissa on pölypyörteitä, Dusts Devils, kuten niitä kutsutaan, ja pystymme todennäköisesti havaitsemaan niitä, kun ne menevät ohitse. Voimme siis varmaankin tehdä seismometrillä myös mittauksia, jotka kiinnostavan Marsin kaasukehän ja säätilan tutkijoita. Voi myös olla, ettei niitä tule lainkaan laskeutujan luokse - emme tiedä!"

Philippe Laudet, SEIS-seismometrin projektipäällikkö Ranskan kansallisessa avaruustutkimuskeskuksessa CNESissä. Kuva: CNES / D. Jamet

Massiivinen myrsky jatkuu Marsissa – luotain kiertoradalta lähetti paljon kertovan kuvan

Mars kuvattuna kiertoradalta 2. heinäkuuta
Mars kuvattuna kiertoradalta 2. heinäkuuta
Opportunityn virtatilanne kaaviona

Toukokuussa alkanut suuri pölymyrsky jatkuu Marsissa. Kuten yllä oleva Mars Express -luotaimen ottama kuva näyttää, on sumumainen verho peittänyt lähes koko planeetan.

Myrskyt eivät ole harvinaisia Marsissa, mutta näin sakeaa pölymyrskyä ei ole nähty aikoihin. Laajemmat myrskyt nousevat yleensä Marsin eteläisen pallonpuolen kesän aikaan ja kestävät muutaman viikon ajan. Noin kerran kolmessa Marsin vuodessa, niin noin kerran viidessä ja puolessa Maan vuodessa, myrskyt ovat hieman voimakkaampia ja saattavat kattaa koko planeetan.

Tuulen voimakkuus pinnalla ei ole kovin suuri, koska Marsin kaasukehä on pinnalla vain noin sadasosa maapallon ilmakehän tiheydestä, eikä tuulen nopeuskaan ylitä sataa kilometriä tunnissa. Eli maanpäällisten pyörremyrskyjen äreyteen eivät Marsin myrskyt pääse. Silti ne nostavat ilmaan paljon pölyä, joka muuttaa Marsin ilmeen totaalisesti.

Tästä hyvä esimerkki on Euroopan avaruusjärjestön Mars Express -luotaimen laajakulmaisen visuaalisen tarkkailukameran 2. heinäkuuta ottama kuva. Siinä ainoastaan suurimmat pinnanmuodot ja korkea Olympus Mons -tulivuori erottuvat punertavan pölymössön keskeltä.

Tämä myrsky alkoi toukokuun 30. päivänä ja 20. kesäkuuta se oli laajentunut koko planeetan kattavaksi. Sen jälkeen hiipumista ei juuri ole ollut havaittavissa, vaan myllerrys vain jatkuu.

Tämä on ikävä asia Marsissa olevan Opportunity -kulkijan kannalta. Se vaipui 12. kesäkuuta horrokseen, koska aurinkopaneelit eivät enää tuottaneet tiheän pölyn vuoksi riittävästi sähkövirtaa. Kulkija asettui virransäästötilaan, missä se sulki kaikki toimintansa – mukaan luettuna yhteydenpidon Maahan – ja vain sen sisäinen herätyskello on toiminnassa. Se tarkistaa välillä ovatko paneelit tuottaneet sähköä ja varanneet akkuja, ja jos eivät, niin se jatkaa unessa.

Kun (tai jos) sähköä tulee normaalisti, se käynnistää kulkijan tärkeimmät toiminnat ja muun muassa lähettää viestin planeettaa kiertäville luotaimille, jotka välittävät sen Maahan. Sen jälkeen kulkijaa voidaan herättää uudelleen käyttöön sen mukaan, kuinka paljon sähköä on tarjolla.

Ongelmana on kuitenkin se, että jos Opportunity on pitkään ilman sähköä, se ei voi lämmittää tärkeimpiä osiaan, jolloin kylmyys saattaa rikkoa sen osia. Mitä pitempään tilanne jatkuu, sitä suuremmaksi tulee tällaisten vikojen todennäköisyys.

Nyt kulkija on siis ollut hiljaa jo yli kaksi viikkoa. Sen mahdollista signaalia kuunnellaan koko ajan, mutta kun myrsky jatkuu koko ajan, ovat toiveet sen saamisesta ihan lähiaikoina varsin pienet.

Opportunityn virtatilanne kaaviona

Kuva näyttää selvästi, miten Opportunityn aurinkopaneelien sähköntuotanto ja kaasukehän läpinäkyvyys korreloivat: kun Auringon valo ei enää päässyt kunnolla pölyn läpi, sähköntuotanto romahti.


Toisen Marsin pinnalla olevan kulkijan, Curiosityn, virtatilanteeseen ei pölyllä ole vaikutusta, koska se saa sähkönsä ydinparistosta. Se onkin voinut ottaa alla olevan näyttävän "selfien". Useammasta kuvasta koostettu kuva näyttää kulkijan keskellä ja sen ympärillä olevan maiseman pallomaisesti. Taivas on selvästi tummanpunainen.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/MSSS/Kevin M. Gill

Kuuntele kirjoittajan tekemä tuoreista Mars-asioista kertova Tiedeykkönen YLE Areenassa!

Kääpiöplaneetta Cereksen kirkkaat pisteet näkyvät nyt huipputarkasti

Asteroidivyöhykkeen suurinta kappaletta kiertävä avaruusluotain Dawnin rataa laskettiin kymmenesosaan entisestä. Laitteella otetaan nyt ennennäkemättömän tarkkoja ja kauniitakin kuvia, jotka auttavat kääpiöplaneetan kehityshistorian selvittämisessä.

Kääpiöplaneetta Cerestä tutkiva Dawn-luotain kiertää nyt lähempänä kohdettaan kuin koskaan aiemmin. Viimeisiä hetkiään toimiva luotain saadaan näin paljastamaan entistä tarkempia yksityiskohtia pinnasta.

Cereksen kenties mielikuvitusta kutkuttavin salaisuus on sen kirkkaat pisteet. Kirkkaan ja tumman materian suhteet paljastuvat nyt paljon aiempaa tarkemmin. Parin vuoden takainen uutisemme ettei niistä enää saataisi tarkempia kuvia oli ennenaikaista pessimismiä. Onneksi.

Otsikkokuvassa erottuu noin parin kilometrin pituinen pöytävuori eli mesa. Vaikuttaa siltä, että sen päällä oleva vaalea aines suojaa alla olevaa tummempaa materiaa rinteen eroosiolta. Rinne viettää nuolen suuntaan.

Mesa on vain pieni yksityiskohta 92-kilometrisen Occator-kraatterin keskellä olevan kirkkaan Cerealia Facula -alueeen reunalla. Rakennetta on kaavailtu esimerkiksi jonkinlaiseksi jäätulivuoreksi, josta puskee pinnalle mineraalirikasta vettä. Kirkaan materian arvellaan olevan enintään muutamia miljoonia vuosia vanhaa, todennäköisesti paljon nuorempaa.

Alla näkyvässä kuvassa taas erottuu uomia tumman materian pinnalla. Maassa ne olisivat varsin tyypillisiä laavavirtojen piirteitä, mutta Cereksen tapauksessa kyse lienee pinnalla laavan lailla hetken virranneen veden aiheuttamista piirteistä. Tämä kuva on otettu idempää Occatorin sisältä, jossa sijaitsee toinen kirkkaiden läiskien alue, nimeltään Vinalia Faculae.

Dawnin laitteiden avulla on jo aiemmin saatu selville, että kirkkaiden pisteiden aines on pääosin soodaa eli natriumkarbonaattia (Na2CO3). Ainetta tunnetaan lähinnä vain Cereksestä ja Maasta, mutta sitä epäillään olevan myös Marsissa. Sooda on tyypillinen evaporiitti, jota esiintyy joko kokonaan tai osittain haihtuvien suolajärvien pohjilla.

Nämä ja tulevat kuvat auttavat selvittämään kirkkaiden pisteiden jäljellä olevia saloja. Tutkijoita pohdituttaa etenkin se, kuinka ja mistä sooda oikein päätyi pinnalle. Luultavasti kyse on suolaisesta ja mineraalirikkaasta vedestä, joka on pursunnut pinnalle halkeamia pitkin. Pinnalla vesi on jäätynyt ja sublimoitunut pois, mutta sooda on jäänyt evaporiittina jäljelle. Hämärän peitossa on yhä mahtaako suolaliuos olla peräisin suhteellisen läheltä pintaa (vaikkapa kraatterin sisäisestä "säiliöstä") vai jostain syvemmältä. Kirkkaita pisteitä on löytynyt lukuiisia ympäri Cerestä.

"Näiden mahtavien kuvien saaminen on ollut yksi suurimmista haasteista Dawnin matkalla, ja tulokset ovat parempia kuin osasimme kuvitellakaan. Dawn on kuin mestaritaiteilija, joka lisää mehukkaita yksityiskohtia maalaamaansa intiimiin Ceres-portrettiin", hehkuttaa Dawnin projektijohtaja Marc Rayman.

Tietoa saadaan paitsi kameran ottamien kauniiden kuvien kautta, myös Dawnin muiden laitteiden avulla. Pinnan koostumukseen päästään käsiksi esimerkiksi pinnalta tulevia gammasäteitä ja neutroneita havaitsemalla sekä pinnan spektriä mittaamalla. Luotaimen matala kiertorata kertoo myös aiempaa tarkemmin painovoimavaihteluista ympäri kääpiöplaneettaa, mikä mahdollistaa sen pinnanalaisten rakenteiden selvittämisen.

Ensimmäiset Dawn-luotaimen kuvat Cereksestä näyttivät yksittäisen, häikäisevän kirkkaan ja mielikuvitusta kiehtovan pisteen. Myöhemmin niistä erottui yksityiskohtia ja materian laatukin selvisi. Lienee varsin sopivaa, että viimeisenä tekonaan luotain tarjoaa suuren määrän uusia tietoja, jotka auttavat juuri kirkkaiden pisteiden alkuperän selvittämisessä.

Dawn saatiin kesäkuussa uudelle radalle, joka kiertää erittäin lähellä Cerestä. Vain 35 kilometrin korkeudella kiertävä luotain pystyy nyt näkemään yksityiskohdat paljon aiempaa tarkemmin. Ensimmäiset vuodet se kiersi kääpiöplaneettaa yli kymmenen kertaa korkeammalla, 385 kilometrissä.

Tutkimusten odotetaan jatkuvan kunnes laitteen polttoaine alkaa olla lopussa joskus vuoden 2018 loppupuolella. Tuolloin luotain aiotaan nostaa viimeisillä höyryillä riittävän korkealle ettei se putoa ja saastuta Cereksen pintaa.

Ceres on Aurinkokunnan sisäosien ainoa kääpiöplaneetta, ja kiertää Aurinkoa 2,5 - 2,9 AU:n etäisyydellä asteroidivyöhykkeellä. Cereksen massan arvellaan olevan noin kolmannes vyöhykkeen kokonaismassasta. Se on noin neljä kertaa massiivisempi kuin seudun seuraavaksi suurin kappale, 4Vesta, mutta vain runsaan prosentin Kuusta.

Lähde: JPL:n uutinen ja Dawnin kuvagalleria

Kuvat: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Video: Raketti tienristeyksessä

Video: Raketti tienristeyksessä

Jos Los Angelesin lentoaseman eteläpuolella ajelee Hawthorne -nimisessä paikassa, saattaa siellä törmätä yllätykseen: risteyksessä olevaanb kantorakettiin. Se ei tosin ole ajoradalla, vaan turvallisesti SpaceX -yhtiön pääkohttorin pihalla.

03.07.2018

SpaceX on vallannut vähitellen varsin suuren osan Hawthornen paikallisen lentokentän vierellä olevista rakennuksista. Siellä sijaitsee nyt yhtiön päämaja sekä sen ympärillä on koko joukko kiinnostavan näköisiä rakennuksia, joissa on mielenkiintoa herättäviä tekstejä: esimerkiksi Dragon processing facility ja niin edelleen.

Dragon on yhtiön avaruusalus, jonka miehittämättömät versiot kuljettavat nyt rahtia avaruusasemalle ja tuovat sieltä takaisin Maahankin tavaraa, ja jonka uusi miehitetty versio tekee pian ensilentonsa.

Eniten huomiota herättää kuitenkin päärakennuksen edessä kaikkien ihailtavana oleva Falcon 9 -kantoraketin ensimmäinen vaihe. Kyseessä on aivan ensimmäinen onnistuneesti takaisin palannut rakettivaihe, joka teki ensimmäisen (ja ainoan) lentonsa joulukuussa 2015. Tätä vaihetta tutkittiin tarkasti lennon jälkeen ja sen avulla tekniikkaa kehitettiin eteenpäin, mutta uuden lennon sijaan se päätyi näyttelyesineeksi. Yhtiö ihan syystäkin haluaa muistella sen avulla saavutustaan, joka on merkkipaalu avaruuslentojen historiassa.

Tarkalleen ottaen kyseessä on rakettivaihe numero B1019 ja ensimmäinen ns. Full Thurst -version Falcon 9:n ensimmäinen vaihe. Tässä versiossa käytetään mm. tavallista kylmempiä ajoaineita, koska kylmemmät ja siten tiheämmät kerosiini sekä nestehappi ovat tilavuutta kohden energeettisempiä. Siinä oli myös ensimmäiset suurempitehoiset Merlin-rakettimoottorit. Raketin rakennetta, ohjaimia ja laskeutumisjalkoja oli myös paranneltu.

Kuormana tällä 22. joulukuuta 2015 olleella lennolla oli 11 kappaletta Orbcomm-yhtiön satelliitteja. Sen jälkeen, kun ensimmäinen vaihe oli tehnyt tehtävänsä, se kääntyi takaisin ja laskeutui Cape Canaveralissa laukaisupaikan lähellä olevalle laskeutumisalueelle, joka tunnetaan nimellä LZ-1, eli Landing Zone 1.

Raketti on siis kaikkien nähtävissä ja ihailtavissa Hawthornessa Crenshaw Boulevardin ja Jack Northrop Avenuen risteyksessä SpaceX:n pääkonttorin edessä. Pääkonttorille ei sen sijaan mennä noin vain sisälle, eikä siellä oteta kuvia, mutta siellä on esillä paljon muuta yhtiön historiaa alkaen ensimmäisestä takaisin avaruudesta palanneesta Dragon-aluksesta. Sen osoite on asianmukaisesti 1 Rocket Road.

SpaceX:n pääkonttorin piha

Uusi avaruusteleskooppi viivästyy jälleen – Hubblen seuraajaa saa odottaa vielä vuosikaupalla

JWST korjattavana. Kuva: Nasa
JWST korjattavana. Kuva: Nasa

Avaruusteleskooppi Hubblen seuraaja, uusi ja upea James Webb -avaruusteleskooppi on ollut jo tähän mennessä pitkä jatkumo viivytyksiä ja hankaluuksia. Nyt tähän pettymysten listaan saadaan yksi luku lisää, sillä teleskoopin saaminen laukaisukuntoon testien jälkeen kestää paljon oletettua kauemmin: tavoitteena on laukaista teleskooppi avaruuteen maaliskuun 30. päivänä vuonna 2021.

Uusi avaruusteleskooppi on teknisesti erittäin haastava, eikä kukaan odottanutkaan, että sen tekeminen kävisi ilman kommelluksia. Tällaista hankaluuksien ja viivytysten määrää tuskin kukaan kuitenkaan osasi arvata, kun teleskoopin tekemisestä päätettiin vuonna 2002. Silloin teleskooppi oli tarkoitus laukaista vuonna 2010.

Kuten tavallista, projektin aikana sen edistymistä on tarkkailtu paitsi Nasan ja hankkeessa mukana olevan Euroopan avaruusjärjestön toimesta, niin myös ulkopuolisen, riippumattoman työryhmän avulla. Nyt tuorein tällainen ulkopuolinen arviointi olettaa, että jäljellä olevia tehtäviä ei ennätetä saamaan valmiiksi edellisen aikataulun ja budjetin puitteissa.

Vielä viime vuonna Nasa odotti teleskoopin pääsevän matkaan tämän vuoden lokakuussa, mutta viime syyskuussa aikataulua jo löysättiin siten, että tuolloin tavoitteeksi otettiin vuosi 2019. Viimeksi nyt maaliskuussa laukaisu lykättiin kevääseen 2020. Viivytysten myötä kahdeksan miljardin dollarin budjettikatto menee myös rikki: siihen täytynee lisätä nyt yksi miljardi.

Teleskoopin testauksen aikana siitä löytyi pieniä vikoja, jotka pitää korjata. Tämä on normaalia, ja itse asiassa jos testin aikana ei löydetä mitään pientä fiksattavaa, olisi syytä huoleen.

Sen sijaan se ei ole normaalia, että teleskooppia tekevä Northrop Grumman -yhtiö on tehnyt viime aikoina monia virheitä. Esimerkiksi puhdistusaine, jolla teleskoopin venttiileitä oli valmisteltu laukaisukuntoon, ei ollutkaan oikeanlaista. Sen käyttäminen on mahdollisesti vaurioittanut venttiileitä, joten ne pitää nyt tarkistaa ja puhdistaa uudelleen – sekä kenties vaihtaa uusiin. Teleskooppiin syötettiin myös testien aikana ylijännitettä, ja siksi osa laitteista piti testata uudelleen-

Lisäksi suuren aurinkosuojan kiinnikkeiden kanssa on ollut sekoilua. Niitä ei oltu asennettu kunnolla ja osa niistä on kadonnut testin aikana.

Aurinkosuojasta löytyi myös kulumia, jotka piti korjata.

Northrop Grumman on syystäkin hieman pinteessä hankkeen kanssa ja se on vaihtanut teleskoopin kanssa työskenteleviä henkilöitä. Tämä on osaltaan myös saanut aikaan lisäviivästymistä.

JWST:n viivästyminen vuoteen 2021 saa aikaan harmaita hiuksia myös Euroopassa, sillä teleskooppi laukaistaan avaruuteen Ariane 5 -kantoraketilla. Näitä ollaan kuitenkin 2020-luvun alussa siirtämässä jo eläkkeelle, kun uusi Ariane 6 ottaa laukaisut hoitaakseen. Se ei kuitenkaan sovellu JWST:n laukaisuun. Ariane 5:n viimeisen laukaisun on tarkoitus olla vuonna 2022, joten vaikka JWST ei ole näillä näkymin viimeinen Ariane 5:n rahti, lykkääntyminen tuo paineita laukaisujen järjestelyyn. Ja jos laukaisu viivästyy tästä vielä lisää, niin Arianespacen täytyy pitää yllä Ariane 5:n laukaisujärjestelmiä suunniteltua pitempään.

Koko maailma käsissäsi uuden suomalaisen koko ajan päivittyvän satelliittikuvaston avulla

Satelliittikuva Varsovasta Terramonitorin käsittelemä (oik) ja ilman käsittelyä (vas).

Suomalainen satelliittien ottamien kuvien käsittelyyn erikoistunut yhtiö Satellio heittää ison vaihteen päälle: he julkistivat eilen maailmanlaajuisesti ainutlaatuisen, koko ajan päivittyvän maailmanlaajuiden kaukokartoituskuvien selaimen ja brändäävät itsensä Terramonitoriksi sen mukaisesti.

Terramonitor, eli yhtiö, joka aiemmin tunnettiin nimellä Satellio, on erikoistunut käsittelemään satelliittien ottamia kuvia maan pinnasta. Suurin osa kuvista tulee Euroopan komission ja Euroopan avaruusjärjestön Copernicus-järjestelmään kuuluvasta Sentinel 2 -satelliiteista, joita on kiertoradalla jo kaksi ja jotka kuvaavat Maan pintaa monilla eri aallonpituuksilla. Kuvien avulla voidaan optimoida metsänkäyttöä, parantaa kaupunkisuunnittelua ja jopa löytää hyviä marjapaikkoja – sekä paljon muuta.

Aiemmin yhtiö on tehnyt kuvien käsittelyä tilauksesta sopimuskumppaneilleen, mutta nyt se julkisti portaalin, joka hyödyntää tekoälyä ja missä on noin 100 miljoonaa satelliittikuvaa vuosien varrelta. Kuvia tulee koko ajan lisää, joten tämä globaali kuvasto päivittyy jatkuvasti.

Copernicus-järjestelmän satelliittien ottamat tiedot ovat kaikkien käytettävissä, mutta Terramonitor tekee kuvien etsimisestä ja hyödyntämisestä helppoa. Palvelu on erittäin hyödyllinen muun muassa suomalaisittain tärkeälle metsäteollisuudelle, maataloudelle, kaupunkisuunnittelulle ja ympäristötutkimukselle.

Kaukokartoituskuvissahan olennaista on niiden käsittely: pelkkä kuva kertoo harvoin mitään tärkeää sellaisenaan, vaan siitä pitää saada tieto tiristettyä irti. Erilaisin kuvankäsittelykeinoin ja eri aallonpituuksia yhdistellen voi asiantuntija löytää kuvista silmin näkymättömiä piirteitä tai paljastaa joitain yksittäisiä asioita, kuten esimerkiksi tietyt puulajit tai kuivuudesta kärsivät alueet.

Kun aikaisemmin kaukokartoitustuotteiden hankkiminen oli kallista, koska kuvien käsittelyyn tarvittiin runsaasti aikaa ja asiantuntija kuvia käsittelemässä, luottaa Terramonitor tekoälyyn. Sen avulla Terramonitor pudottaa hintatason niin alhaiseksi, että kuka tahansa voi käyttää sitä hyväkseen. Tutkijat voivat käyttää sitä ilmaislisenssillä ja kuvia pääsee katselemaan sekä hieman zoomailemaan myös ilmaiseksi.

Palvelu toimii nettiselaimen avulla, mutta se voidaan integroida myös osaksi olemassa olevia, eri aloilla käytettäviä tietosysteemeitä.

Satelliittikuva Varsovasta Terramonitorin käsittelemä (oik) ja ilman käsittelyä (vas).

Kiinnostavaa Terramonitorissa on myös sen ajallinen ulottuvuus. Koska Sentinelien ottamia kuvia on jo useiden vuosien varrelta, pystytään niistä näkemään nopeasti muutoksia ja kehityssuuntia.

Kumppanina yhtiöllä on Euroopan avaruusjärjestön Business Applications -toimisto, joka luonnollisesti toivoo sitä, että Terramonitor voi osaltaan olla auttamassa uusia kaukokartoitusta käyttäviä sovelluksia ja palveluita pääsemään alkuun.

Ei ihme, että Terramonitorin toimitusjohtaja ja toinen perustaja Joni Norppa on iloinen: "Saa nähdä, mitä tästä kehittyy tulevaisuudessa. Olemme näin aloittamassa avaruudesta saatujen tietojen demokratisoinnin."

*

Juttu perustuu Terramonitorin lähettämään tiedotteeseen.

Juttua on korjattu 29.6.: Palvelua ilmaiseksi käytettäessä kaikki toiminnat eivät ole saatavilla, eli alkuperäinen teksti antoi väärän kuvan ilmaislisenssin kattavuudesta. Ihan mökkitasolle siis kuvia ei pääse katsomaan. Lisäksi materiaalissa on toistaiseksi mukana vain optisen alueen kuvia, ei Sentinel-1 -satelliittien tutkakuvia.

Tähtienvälisestä avaruudesta tullut 'Oumuamua kiihdytti oudosti - ei sittenkään asteroidimainen kappale

Ensimmäinen Aurinkokunnassa vieraillut tähtienvälinen kappale kiihdytti vauhtiaan oudosti. Tutkijoiden mukaan syynä olivat kaasupurkaukset Auringon ohituksen aikaan.

ʻOumuamua -nimen saanut kappale aiheutti loppuvuodesta 2017 sensaation. Se nimittäin osoittautui toistaiseksi ainoaksi tähtienvälisestä avaruudesta tulleeksi kappaleeksi, joka Aurinkokunnasta on tunnistettu. Sen toinen nimitys onkin "1I" eli yksi-ii" tai "yksi-interstellar". Lisätietoa 'Oumuamuan löydöstä aiemmassa jutussamme.

Oudon kappaleen oletettiin tuolloin olevan jotakuinkin asteroidimainen, sillä sen punertava spektri muistutti erehdyttävästi D-tyypin asteroidin spektriä. 'Oumuamualta puuttuivat myös kaikki komeetoille tyypilliset piirteet, kuten jään ja muiden helposti haihtuvien aineiden peittämä pinta sekä kappaletta ympäröivä koma (lähinnä jäähiukkasista koostuva suuri pölyhuntu).

Asteroidimaisuus on saattanut kuitenkin olla vain silmänlumetta.

Tarkka seuranta osoitti, että 'Oumuamuan kulkiessa Aurinkokunnan sisäosien läpi sen rataan vaikutti jokin odottamaton lisävoima. Tätä pientä mutta mitattavissa olevaa kiihtyvyyttä ei pystytä selittämään Auringon tai planeettojen vetovoimalla. Vuoden 2018 alussa kappale sijaitsi jo noin 40 000 kilometriä sivuun paikasta, jossa sen olisi pitänyt olla pelkän gravitaation mukaan laskettuna.

Kansainvälinen tutkijaryhmä julkisti löytönsä eilen 27.6. ilmestyneessä tiedelehti Naturen numerossa. He seurasivat 'Oumuamuan liikkeitä runsaan kahden kuukauden ajan Havaijilla ja Chilessä sijaitsevilla teleskoopeilla (mm. Euroopan eteläisen observatorion VLT:llä) sekä Hubble-avaruusteleskoopilla.

Tutkijoiden mukaan 'Oumuamuan oudossa liikeradassa on mitä luultavimmin kyse kaasujen purkautumisesta kappaleen sisältä. Se siis käyttäytyi kuin mikä tahansa ... komeetta?

Kun komeetta tulee radallaan tarpeeksi lähelle Aurinkoa, sen sisuksista purkautuu suuria määriä kaasua. Syynä tähän on Auringon lämmittävä vaikutus. Komeettojen tapauksessa purkaukset ovat kuitenkin näkyviä, joskus varsin näyttäviäkin, ja samalla niille myös kasvaa näyttävä pölypyrstö. 'Oumuamuan liikkeitä seurattaessa mitään vastaavaa ei kuitenkaan huomattu.

Tutkijoilla on useita syitä tälle huomaamattomuudelle. Ehkä 'Oumuamuan pinnalla alunperin ollut pöly ja jää ovat hävinneet tähtienvälisen matkan aikana. Siksi niitä ei vapautunut avaruuteenkaan purkauksen aikana kuin ehkä pienenpieniä määriä. Tai ehkä pölyhiukkasia on, mutta ne ovat niin suurta, ettei valo niistä juuri siroa. Tai ehkä jotain aivan muuta.

Tutkijat pystyivät kuitenkin varmistamaan, ettei havainto johtunut systemaattisista virheistä, Auringon säteilypaineesta tai aurinkotuulen vaikutuksesta magneettiseen kappaleeseen, harvan väliaineen vastuksesta, tai 'Oumuamuan kenties poikkeuksellisesta rakenteesta ja massakeskipisteen sijainnista. Kaasupurkaus vaikuttaa mahdollisista syistä todennäköisimmältä.

Kaasupurkausten aiheuttama poikkeama gravitaation määrittämään rataan on erittäin pieni, luokkaa kymmenestuhannesosa gravitaation vaikutuksesta. Moisen havaitsemiseen tarvitaan pitkä seurantakampanja.

Enää 'Oumuamuaa ei pystytä seuraamaan edes avaruusteleskoopilla, sillä kappale on niin pieni ja tumma. Kappaleen rata voidaan kuitenkin laskea: se liikkuu tällä hetkellä Jupiteria kauempana, ja ohittaa Neptunuksen etäisyyden neljän vuoden kuluttua. Kappale etenee vääjäämättä kohti tähtienvälistä avaruutta. Tällä hetkellä sen nopeus on reilut 30 kilometriä sekunnissa (yli 100 000 kilometriä tunnissa).

'Oumuamua on on hieman yli 200 metriä pitkä ja runsaat 30 metriä halkaisijaltaan. Se on jokseenkin sikarin muotoinen kappale.

Koska 'Oumuamua on ensimmäinen ja toistaiseksi ainoa havaittu ja tutkittu tähtienvälinen kappale, tutkijat varoittavat leimaamasta sitä tyypilliseksi tähtienväliseksi kappaleeksi. Toisaalta on kuitenkin odotettavaa, että emotähtiään kaikkein uloimpana kiertävät komeettamaiset kappaleet pääsevät helpoiten irtautumaan tähtensä vetovoimasta. Jää nähtäväksi, millaisia tulevaisuuden muut tähtienväliset matkalaiset ovat.

Lähde: JPL:n tiedote, Micheli ja kumpp. (2018): "Non-gravitational acceleration in the trajectory of 1I/2017 U1 (‘Oumuamua)" (maksumuurin takana).

Saarijärveltä Keski-Suomesta löytyi uusi törmäyskraatteri

Kuva: v7Ville / Wikimedia Commons
Kuva: v7Ville / Wikimedia Commons

Tuore tutkimus paljastaa Saarijärvellä sijaitsevan Summasjärven kraatteriksi. Järven oudon syvänteen alkuperää on arvuuteltu aiemminkin, mutta vasta nyt asiasta saatiin pitävät todisteet. Summasesta tuli näin kahdestoista Suomesta löytynyt törmäysrakenne.

Suomesta on löytynyt uusi asteroidin tai komeetan törmäyksessä syntynyt kraatteri. Aihetta käsittelevä tutkimus julkaistiin eilen maanantaina (25.6.2018) Meteoritics and Planetary Science -julkaisusarjassa. Mukana oli tutkijoita Tarton yliopistolta, Geologian tutkimuskeskuksesta ja Helsingin yliopistolta.

Kraatteri tunnistettiin Summasen eli Summasjärven syvänteestä. Paikalle on tietä pitkin noin kymmenen kilometriä Saarijärven keskustasta, 60 kilometriä Jyväskylästä ja 325 kilometriä Helsingistä.

Summanen-nimen saanut rakenne on läpimitaltaan noin 2,6-kilometrinen. Alunperin se on saattanut olla suurempikin, sillä eroosio on voinut nakertaa sitä ajan mittaan hieman pienemmäksi. Kraatteri on nykyisin noin 200 metriä syvä ja peittynyt paksuilla sedimenteillä.

Uuden kraatterin sijainti. Suomen kartalle on merkitty myös muut tunnetut kraatterit.

Tuoreen tutkimuksen tekijät tunnistivat Summasjärveä ympäröivästä maastosta monia kovasta shokkiaallosta kertovia merkkejä: murskaantunutta kiveä, taittuneita tai kiertyneitä kiillekerroksia, pirstekartioita ja kvartsikiteiden shokkilamelleja.

Pirstekartiot ovat kiven sisälle syntyviä fraktaalisia rakenteita, jotka syntyvät shokkiaallon kulkiessa kiven läpi. Rakenteet paljastuvat kiven haljetessa näitä viirukkeisia pintoja pitkin. Shokkilamellit taas näkyvät ainoastaan mikroskoopissa kvartsikiteissä olevina viivoituksina. Molemmat ovat varmoja törmäyksen merkkejä, sillä niiden syntyyn tarvitaan useiden gigapascalien paine. Maapallon kuorikerroksen normaalit geologiset prosessit eivät moista painetta onnistu aiheuttamaan. Oikeat olot saadaan aikaan vasta satojen kilometrien syvyydellä Maan vaipassa, tai toisen taivaankappaleen syöksyessä törmäyskurssilla päin Maata.

Tutkijat löysivät tunnistukseen johtaneet kivet lähinnä Summasjärven kaakkoispuolelta, jäätikön siirtämien irtolohkareiden ja -kivien joukosta. Vain muutama piirre havaittiin kiintokalliosta Lamposaaresta, mutta ne olivat ikävä kyllä vain suuntaa-antavia.

Esimerkkejä kvartsin shokkilamelleista (vas., kuva Timmu Kreitsmann) ja pirstekartioista (kuva Satu Hietala). Alla kartta törmäystodisteiden löytöpaikoista.

Irtokivet toki kertovat törmäyksestä, mutta ovat hatarasti paikkaan sidottuja. Ne kun voisivat ainakin periaatteessa olla kulkeutuneet pitkänkin matkan päähän lähtöpaikastaan.

Nyt tehdyillä löydöillä on kuitenkin vankkaa tukea vanhemmista havainnoista.

Summasjärven pohjan syvänteestä on tiedetty jo pitkään. Järvi kun on lähes täysin alle kymmenen metriä syvä, paitsi aivan keskeltä. Siellä pohja viettää jyrkästi jopa yli 40 metriä syväksi painanteeksi.

Syvänteen kohdalla on myös outo fysikaalinen poikkeavuus. Tuo anomalia on tunnettu jo 20 vuoden ajan.

Geologian tutkimuskeskus GTK suoritti Summasen alueella geofysikaalisia matalalentomittauksia 1990-luvun puolivälissä. Sähkömagneettisesta aineistosta havaittiin pian outo pyöreä poikkeama, jota ei täysin osattu selittää. Asia jäi hautumaan kymmeneksi vuodeksi, kunnes lisämittauksia päästiin suorittamaan vuosina 2005 - 2006. Tällä kertaa mittalaitteita vedettiin järven jäätä pitkin, mikä mahdollisti lentomittauksia tarkemman tiedonkeruun.

Varmistui, että Summasjärven keskisyvänteen kohdalla on jotain, mikä käytännössä johtaa sähköä huomattavasti ympäristöä paremmin. Analyysissä näkyi selkeä 100 - 200 metrin paksuinen linssi järven pohjan alla. Kyse saattoi olla törmäyskraatterista, kuten etelämpänä olevan Karikkoselän kraattterin tapauksessa, mutta todennäköisempänä pidettiin kuitenkin syvään ruhjevyöhykkeeseen kerrostunutta sedimenttipatjaa. Ilman lisätutkimuksia kyse oli kuitenkin valistuneesta arvailusta. Lopullista vastausta täytyi odottaa vielä toiset kymmenen vuotta.

Takaisin nykyaikaan. Nyt julkistettu tutkimus sai alkunsa aiempien mittausten jättämästä epätietoisuudesta. Tutkijat lähtivät etsimään paikan päältä kiviä, jotka jäätikkö olisi saattanut siirtää mahdollisen kraatterin alueelta alavirtaan (koilliseen). Sellaisia löytyi, ja kävi ilmi että kyse on kuin onkin kraatterista.

Sähkömagneettisuuden poikkeaman perimmäiseen syyhyn ei tosin vieläkään päästy käsiksi, sillä sitä varten täytyisi saada näytteitä kraatterin pohjasta. Todennäköisin selitys on, että järven pohjan alla on halkeillutta kiveä, jonka huokosissa on suolopitoista nestettä. Tuo ainakin oli Karikkoselän kraatterin vastaavan anomalian syy.

Kraatteri aiheuttaa "häiriön" alueen sähkönjohtavuuteen. (Aineisto GTK /Jouni Lerssi, muokannut Jüri Plado)

Vaikka Summasen syvänne onkin nyt todistettu kraatteriksi, on monia asioita joita siitä ei vielä tiedetä.

Yksi tuntematon on törmääjän koostumus ja koko. Kyse on voinut olla yhtä hyvin rauta- tai kiviasteroidista, tai ehkäpä komeettaytimestäkin. Laskennallisesti törmääjäkappaleen voi kuitenkin olettaa olleen 100 - 300 metrinen, hieman koostumuksesta ja nopeudesta riippuen. Karkean arvion mukaan se räjähti kallioon törmätessään noin 100 - 1000 TNT-megatonnin voimalla ja synnytti lähes 600 metriä syvän kraatterin.

Kraatterin syntyikäkin on toistaiseksi hämärän peitossa. Emokivi antaa ehdottoman takarajan: se sai alkunsa svekofennisessä vuorijonopoimutuksessa noin 1910-1870 miljoonaa vuotta sitten, ja törmäyksen on täytynyt tapahtua tämän jälkeen. Toisaalta kraatterin on täytynyt syntyä ennen järveä selvästi muokanneita jääkausia, eli sen on oltava vähinäänkin 3 miljoonaa vuotta vanha.

Kraatterin tunnistaneiden tutkijoiden oma alustava ja hyvin varovainen arvio on, että törmäys sattui kambrikauden alun jälkeen (eli viimeisten 540 miljoonan vuoden aikana) tai todennäköisimmin viimeisten 350 miljoonan vuoden aikana. Minkäänlaisia perusteita tutkijat eivät ikäarvioilleen kuitenkaan kerro.

Syntynsä jälkeen Summasen kraatteri on kokenut jääkauden vaikutukset muun Suomen tavoin. Tästä muistona Summasjärven poikki kulkee harju, joka on osa Kokkolasta Laukaaseen asti ulottuvaa komeaa harjujaksoa.

Summanen on kahdestoista Suomesta tunnistettu törmäyskraatteri. Se on lisäys mielenkiintoiseen Suomi-neidon hameenhelmalla keikkuvaan kraattereiden vyöhön, johon kuuluvat myös Söderfjärden, Lappajärvi, Keurusselkä, Karikkoselkä, Iso-Naakkima, Suvasvesi N ja Suvasvesi S, sekä Paasselkä. Vyön olemassaolo lienee sattuman sanelemaa: törmäysjäljet vain sattuvat sijaitsemaan alueella, jota on tutkittu paljon ja jossa on ollut sopivasti maankäyttöä. Näiden lisäksi muualta Suomesta tunnetaan kolme muuta kraatteria: Saarijärvi Taivalkoskella, Sääksjärvi Kokemäellä ja Lumparn Ahvenanmaalla. Lisätietoa törmäysjäljistä löytyy Suomen kraatterit -sivustolta.

Törmäyskraatterin tunnistaminen on pitkä prosessi. Pelkkä rengasmaisen rakenteen tunnistaminen ei vielä kerro rakenteen synnystä. Parhaita esimerkkejä tästä ovat soiden keskellä olevat pyöreät lampareet, jotka syntyvät umpeen kasvamalla. Myös saaristosta löytyvät pyöreät saariketjut, kuten vaikkapa Mossalan ja Ängskärsin selät joutuvat usein kraatteriluulojen kohteeksi. Ne eivät kuitenkaan ole törmäyssyntyisiä vaan johtuvat graniitti-intruusioista. Mielenkiintoisia rakenteita, yhtä kaikki.

Summasen kraatterin löydöstä kirjoitti ensimmäisenä Tiedetuubi. Astiasta kerrotaan myös Tiedeykkösessä Yle Areenassa.

Kirjoittaja on törmäyskraattereitakin tutkinut planetologi.

Päivitys klo 20.00: Lisätty kuvia ja selitystä Helsingin yliopiston tiedotteen pohjalta.

Lähteet: Summanen, a new meteorite impact structure in Central Finland (Plado ja kumpp., 2018; maksumuurin takana), Summasenjärven johtavuusanomalian tutkimukset vuosina 2005 ja 2006 (Lerssi ja kumpp., 2007), Maankamara. Jutun julkaisun jälkeen ilmestyi myös Helsingin yliopiston tiedote aiheesta.

Otsikkokuvassa näkymä rannalta Summasjärvelle (v7Ville / Wikimedia Commons).

Aalto-1 on ollut vuoden avaruudessa – toimii hyvin ja oppii uusia temppuja

Aalto-1 avaruudessa (käsitelty kuva)
Aalto-1 avaruudessa (käsitelty kuva)
Aalto-1:n ensimmäinen kuva

Suomen avaruusalusrekisterin ensimmäinen satelliitti, Aalto-1, laukaistiin avaruuteen tasan vuosi sitten. Vuoteen on mahtunut hankaluuksia, mutta niistä on selvitty enemmän kuin kunnialla. Satelliitti on päässyt tekemään myös merkittäviä havaintoja.

Aalto-yliopiston opiskelijoiden suunnittelema ja rakentama Aalto-1-nanosatelliitti lähti avaruusmatkalleen tasan vuosi sitten intialaisen PSLV-raketin kyydissä. Pitkään odotettu laukaisu sujui mallikkaasti, ja yhteys satelliittiin saatiin heti samana aamuna.

Siitä alkaen siihen ollaan oltu yhteydessä lähes päivittäin Aalto-yliopiston omalta maa-asemalta Otaniemestä ja kokonaisuudessaan hanke on sujunut lähes niin hyvin kuin olisi voinut toivoa: vuoteen mahtuu onnistumisia, onnenkantamoisia ja myös hankaluuksia, joista on selvitty kunnialla. Koska kyseessä on opetussatelliitti, ovat kommelluksetkin olleet juuri oikealla tavalla opetuksellisia, sillä tiimi on joutunut toden teolla opettelemaan satelliitin operointia avaruudessa erilaisissa tilanteissa.

Kuluneen vuoden aikana Aalto-1 on tehnyt tieteellisesti merkittäviä havaintoja Turussa tehdyllä säteilyilmaisimellaan. Viime syksynä se pystyi havaitsemaan juuri oikeaan aikaan oikeassa paikassa Auringosta tulleiden säteilymyrskyjen kehittymistä ja koska sillä saadut mittaustiedot olivat erittäin kiinnostavia, on satelliitin annettu tehdä alun perin suunniteltua enemmän säteilymittauksia.

”Olemme saavuttaneet kaikki tekniset ja tieteelliset tavoitteemme: ymmärrämme nyt varsin hyvin laitteen vasteen elektroni- ja protonisäteilylle ja olemme kartoittaneet Maan matalan kiertoradan säteily-ympäristöä", iloitsee Turun yliopiston avaruustutkimuslaboratorion professori Rami Vainio.

"Parhaillaan analysoimme elektronivyöhykkeen ajallisia muutoksia ja niiden riippuvuutta Maan ohi puhaltavan aurinkotuulen ominaisuuksista. Mittaustemme mukaan aurinkotuulen magneettikentän pohjois-eteläsuuntainen komponentti ennustaa parhaiten sen, kuinka intensiivistä elektronisäteily on matalalla Maan kiertoradalla. Esittelemme tuloksemme ensi kuussa COSPAR-kokouksessa Pasadenassa.”

Säteilymittari on saanut tehdä havaintojaan paljon myös toisesta syystä: oikeastaan ainoa satelliitissa ollut tekninen vika on ollut sen asennonsäädössä, mikä on tehnyt kuvien ottamisen hankalaksi. Sen sijaan säteilymittari ei tarvitse tarkkaa asennonsäätöä, joten siihen ei satelliitin hidas pyöriminen ole vaikuttanut. Hidas pyöriminen on ollut toisaalta myös hyvä asia, sillä satelliitin lämpö on pysynyt hyvin hallinnassa, kun Aurinko on paistanut siihen tasaisesti – itse asiassa samaan tapaan tasaisesti, kuin juhannusmakkara paistuu grillissä, kun makkaraa käännellään koko ajan.

Pyörivä liike on tehnyt kuvien ottamisen hankalaksi siksi, että kameroita ei ole voitu suunnata kohti Maata halutusti. Tuloksena on ollut siksi paljon huonoja otoksia, missä ei näy kuin taivasta tai palanen maapalloa. Lisäksi nopeampi tietolinkki vaatii antennin suuntaamista Maahan, ja koska kuvat ovat varsin suuria, ei huonoja räpsyjä ole kannattanut ottaa ja välittää alas, koska se on vienyt paljon kallisarvoista yhteysaikaa.

Aalto-1 kun voi olla yhteydessä Otaniemeen vain muutaman kerran päivässä, maksimissaan kymmenisen minuuttia kerralla. Esimerkiksi Aalto-1:n ensimmäisen kuvan välittämiseen alas kului useita viikkoja.

Aalto-1:n ensimmäinen kuva

Aalto-1:n asennonsäätöjärjestelmä toimii sähkömagneeteilla, jotka vääntävät maapallon magneettikentän avustuksella satelliittia haluttuun suuntaan. Magneetit ovat toimineet koko ajan hyvin, mutta niitä ohjannut tietokoneohjelmisto ei toiminut halutulla tavalla. Sen suhteen suomalaisteekkareilla on kuitenkin puhtaat paperit, sillä asennonsäätöjärjestelmä ohjelmistoineen oli hankittu Saksasta.

"Nähtävästi yksi pieni suomalaissatelliitti ei ollut kovin tärkeä asiakas saksalaisyhtiölle, joten saimme kinuta heiltä pitkään uutta koodia", sanoo Aalto-1 -hankkeen vetäjä Jaan Praks – nyt jo nauraen, sillä päivitetty ohjelmisto on toiminut hyvin ja asennonsäätö toimii nyt paljon aiempaa paremmin.

”Teknistä säätämistä on vuoden aikana ollut yllättävän paljon. Ensimmäisen vuoden jälkeen satelliitti toimii kuitenkin hyvin, ja kaikki järjestelmät ovat toimintakunnossa. Missio jatkuu, ja parhaillaan valmistelemme spektrikameraa uutta kuvasarjaa varten.”

Otaniemi katsoo jo tulevaan

Aalto-1 on jo nyt tehnyt tehtävänsä siinä mielessä, että satelliitin operoinnista on tullut rutiinia. Otaniemen maa-asemaa on paranneltu merkittävästi vuoden aikana. Opiskelijatiimi on Petri Niemelän ja Samuli Nymanin johdolla päivittänyt ohjelmistoa, parannellut antennien ohjausta ja kehittänyt aseman etäkäyttöä. Jatkossa opiskelijat muuttavat maa-aseman kokonaan ohjelmistoradiopohjaiseksi, mikä mahdollistaa sen joustavan käytön myös tulevissa avaruusmissioissa.

”Samaa maa-asemaa on tarkoitus hyödyntää tänä vuonna laukaistavan Suomi 100 -satelliitin, rakenteilla olevan Aalto-3-satelliitin sekä osana Suomen Akatemian huippuyksikköä rakennettavien Foresail-1- ja Foresail-2-satelliittien ohjaamisessa”, Praks kertoo.

Professori Jaan Praks työhuoneessaan.

Samalla myös valmistellaan jo Aalto-1:n lennon loppua. Satelliitissahan on VTT:n rakentaman spektrikameran ja Turun yliopiston ja Helsingin yliopiston yhteisen säteilyilmaisimen lisäksi Ilmatieteen laitoksen kehittämä plasmajarru, joka tulee testaamaan uudenlaista menetelmää, jolla toimintansa päättäviä satelliitteja voitaisiin tuoda avaruudesta hallitusti alas tuhoutumaan ilmakehässä.

Aalto-1 testaa tätä hallittua tuhoutumista lentonsa lopuksi; jarru nimensä mukaisesti hidastaa satelliitin ratanopeutta ja saa sen lopulta putoamaan ilmakehään, missä se tuhoutuu tähdenlentona.

Aalto-1:n avaruusmatkan pituudeksi kaavailtiin alun perin noin kahta vuotta. Praksin mukaan aikataulun pitäminen riippuu plasmajarrukokeen onnistumisesta.

”Jos kaikki menee suunnitellusti, Aalto-1 lähtee jarruttamaan vauhtia noin puolen vuoden kuluttua. Siten se ei jää avaruusromuksi kiertoradalle vaan törmää ilmakehään, näkyen meille viimeistä kertaa pienenä tähdenlentona. Jos jarrujärjestelmä ei jostain syystä toimisi, missio ja sen mittaukset voivat jatkua vuosia.”

*

Juttu perustuu osittain Aalto-yliopiston tiedotteeseen.

Japanilaisluotain saapuu asteroidille – Ryugu on kuin kummallinen kuutio

Hayabusa 2:n näytteenottolaite

Tämän vuoden asteroiditutkimusfiesta on alkamassa. Japanilainen Hayabusa 2 on juuri nyt saapumassa Ryugu-nimisen asteroidin luokse ja on lähettänyt siitä ensimmäisiä, hyvin jännittäviä kuvia. Tämän jälkeen amerikkalainen OSIRIS-REx saapuu Bennu-asteroidin luokse joulukuussa.

Hayabusa 2 laukaistiin matkaan joulukuun 3. päivänä vuonna 2014 ja sen noin kolme ja puoli vuotta kestänyt matka Ryugu-asteroidin luokse alkaa olla ohitse.

Ruygun tiedettiin jo etukäteen olevan noin 900 metriä halkaisijaltaan, mutta nyt sitä lähestyvä luotain on lähettänyt siitä myös kuvia. Kuvissa asteroidi näyttää kovin kulmikkaalta: se on kuin kuutio, joka pyörii hitaasti, kerran noin 7,6 tunnissa akselinsa ympäri.

Nyt keskiviikkona luotaimen etäisyys asteroidista oli vain noin 80 kilometriä ja se saavuttanee virallisen perille saapumisen rajapyykin, 20 kilometriä, 27 kesäkuuta.

Lähestyminen tapahtuu hitaasti, koska luotaimen ja asteroidin välinen etäisyys on hieman epävarma. Siksi tätä ennen Ryugua lähestyessään Hayabusa 2 on tehnyt siksakkia, jotta se voisi määrittää takana olevien tähtien avulla tarkasti etäisyyttään – ja samalla sen ohjaamisesta on saatu kokemusta. Matkalennossa lennonjohdolla oli helppoa, sillä luotain oikeastaan vain posotti eteenpäin ionimoottorit (kuvainnollisesti) putputtaen.

Ryugun vetovoima on noin 60 000 kertaa heikompi kuin maapallon, joten Hayabusa 2 ei voi asettua kiertämään sitä. Sen sijaan luotainta voidaan ohjata asteroidin ympärillä hieman samaan tapaan kuin Euroopan avaruusjärjestö ohjasi Rosetta-luotaintaan komeetan ympärillä. Asteroidi tosin on helpompi paikka siinä mielessä, että se ei suihki kaasua ja hitusia samassa määrin ympärilleen.

Heinäkuussa luotaimella aiotaan lähestyä Ryugua jopa noin viiden kilometrin päähän, jolloin sen pinnasta saadaan parempia kuvia. Elokuussa mennään vieläkin lähemmäksi, noin kilometrin etäisyydelle.

Tähän mennessä kuvista on saatu selville jo pääpiirteitä Ryugun olemuksesta. Se on kulmikas ja sen pinnalla on paljon yksityiskohtia, kuten noin 150 metriä pitkä kivimuodostelma. Sen "päiväntasaajalla" on pieniä kohoamia ja lisäksi pinnalta on havaittu kraatterimaisia painautumia.

Myöhemmin tänä vuonna luotain hivuttautuu jopa ihan asteroidin kylkeen kiinni ja koettaa napata siitä näytteen. Se tapahtuu tötteröllä, joka työnnetään kiinni pintaan luotaimen kyljestä. Hayabusa 2:n edeltäjä Hayabusa 1 koetti tätä vuonna 2005 ja onnistui vain osittain, koska luotaimella oli monia teknisiä ongelmia. Hayabusa 2 on ykkösen paranneltu versio ja ainakin tähän saakka se on toiminut hyvin.

Hayabusa 2:n näytteenottolaite

Näyte otetaan tällaisella noin metrin pituisella tötteröllä. Luotaimesta singotaan asteroidin pintaan pieni kuparista tehty ammus, jolloin pieniä palasia pinnalta sinkoaa pinnasta ja ne johtuvat – toivottavasti – luotaimessa olevaan näytekapseliin. Näytettä koetettaneen ottaa syys-lokakuussa.


Hayabusa 2:ssa on mukana luonnollisesti kameroita ja muita tutkimuslaitteita, joilla asteroidin pintaa kuvataan ja mitataan. Lisäksi sillä on neljä pientä laskeutujaa, jotka singotaan Ryugun pinnalle. Näistä yksi on saksalais-ranskalainen: 22-kiloinen MASCOT on pieni laboratorio, joka tutkii pinnan koostumusta. Se on käytännössä samanlainen kuin oli mukana Rosetta-luotaimen Philae-laskeutujassa.

Nykyisen suunnitelman mukaan MASCOT irrotetaan luotaimesta lokakuun alussa. Laskeutuminen asteroidin pinnalle on varsin yksinkertaista, sillä pienessä painovoimassa se vain vajoaa alas irrotuksen jälkeen. MASCOT tosin saattaa pompata takaisin ylös ja tehdä useampiakin pomppauksia ennen asettumistaan paikalle.

Jos kaikki sujuu suunnitelman mukaan, Hayabusa 2 jättää hyvästit Ryugulle vuoden 2019 lopussa ja suuntaa noin gramman massainen näytelasti mukanaan kohti Maata. Näytekapseli putoaa Australian aavikolle samaan tapaan kuin Hayabusa 1:llä, ja tämä tapahtuu toivottavasti joulukuussa 2020.

MASCOTin mallikappale.