Video: Tällainen on Afrikan suuri silmä, jättimäinen SALT-teleskooppi
Eräs näytteilleasettajista Helsingissä perjantaista sunnuntaihin auki olevilla Matkailumessuilla on Etelä-Afrikka, ja sen osastolla on myös tähtitiedettä: paikalla on SAAO:n, Etelä-Afrikan tähtitieteellisen observatorion Daniel Cunnama, joka kertoo ennen kaikkea Sutherladista, pikku kylästä, missä sijaitsee maailman suurimpien joukkoon lukeutuva teleskooppi. Ja kyllä, sitä pääsee myös turisti katsomaan – kuten koko upeaa Afrikan eteläistä tähtitaivasta.
On varmaankin yllättävää kuulla, että eräs maailman suurimmista tähtitieteellisistä havaintolaitteista sijaitsee Etelä-Afrikassa. Mutta näin vain on: SALT, Southern African Large Telescope on virallisesti maailman suurimpien optisten teleskooppien listalla numerolla neljä, mutta laskentatavan mukaan sijoitus voisi olla parempikin.
Kaikkien isojen teleskooppien pääpeilit on tehty osista, ja osien asettelutavasta riippuen eri teleskoopit voivat olla suurimpia tai eivät ole.
Onko kyseessä pinta-ala, reunoiltaan kulmikkaan peilin ääripisteiden välinen etäisyys vai peilin efektiivinen halkaisija – kokoa voidaan mitata eri tavoilla. Joka tapauksessa SALT on kuusikulmaisen peilinsä fyysisen suurimman halkaisijansa (11,1 metriä) mukaan suurin, mutta koska peilin käyttökelpoisen osan läpimitta on virallisesti 9,2 metriä, painuu se listalla neljänneksi.
Kuusikulmainen pääpeili näkyy hyvin SALTin sisältä otetussa kuvassa.
Joka tapauksessa niin peiliä, teleskooppia kuin kaukoputkirakennusta paikan päällä katsoessa se on ensimmäinen mieleen tuleva sana "suuri".
Myös tähtitieteilijän kannalta se on suuri, sillä peilin valtava pinta-ala kerää paljon valoa ja sillä voidaan tehdä monia sellaisia tutkimuksia, jotka eivät luonnistu pienemmillä putkilla. SALT on erityisen hyvä tähtitieteellisten "videokuvien" ottamisessa, eli sillä voidaan ottaa monia peräkkäisiä hyvin lyhyen valotuksen kuvia heikoistakin kohteista.
Yksinkertainen ja edullinen jättiteleskooppi
Vuonna 2005 käyttöön otettu SALT tuli erittäin edulliseksi, sillä sen hintalapussa on vain noin 20 miljoonaa euroa. Vastaavan kokoinen La Palmalla oleva Suuri Kanariansaarten teleskooppi, GranTeCan tuli maksamaan noin 130 miljoonaa euroa.
Etelä-Afrikka maksoi itse vain noin kolmasosan hinnasta. Loppua varten kerättiin kasaan niin sanottu SALT-koalitio, johon kuuluu tutkimusorganisaatioita ja yliopistoja Saksasta, Puolasta, Yhdysvalloista, Brittein saarilta, Uudesta-Seelannista ja Intiasta.
Edullisuuteen vaikuttaa ennen kaikkea kolme asiaa. Ensinnäkin teleskoopin rakenteissa säästettiin siten, että teleskooppia ei voi kääntää pystysuunnassa lainkaan: se kököttää koko ajan 37 asteen kulmassa ylöspäin. Horisontin suunnassa sitä sen sijaan voi kääntää täyden ympyrän.
Kohteiden saaminen kuvaan ja niiden pitäminen kuvassa tutkimisen ajan hoidetaan teleskoopin päällä peilin polttopisteen tasossa olevalla seurantalaitteistolla. Kuuden akselin suhteen kääntyvän, sivu- ja pystysuunnassa liikkuvan laitteiston massa on tonneja ja se pystyy pitämään havaintolaitteen tarkalleen polttopisteessä pitkän aikaa. Kun seurantalaitteiston liikkeen ja teleskoopin pyörimisen laskee yhteen, voi SALT tehdä havaintoja hyvin suurelta alueelta taivasta.
Linnunrata näkyy kauniisti eteläisen taivaan alla.
Koska tähtitaivas liikkuu, tulevat kaikki havaintopaikalta näkyvissä olevat tähtitaivaan kohteet aikanaan teleskoopin näkökenttään. Kaikkia kohteita voidaan siis havaita, mutta havaintojen teko vaatii suunnittelua – mitä joka tapauksessa täytyy tehdä tämän kokoisella ammattilaiskaukoputkella.
Toinen säästötapa oli teettää kaikki pääpeilin 91 täsmälleen saman kokoista pallopeiliosaa Moskovassa. Venäläisten optinen osaaminen on korkealla tasolla, mutta hinta etenkin 2000-luvun alussa oli vielä matala.
Kolmas, ei mitenkään vähäinen tekijä on Etelä-Afrikan yleisesti edullinen hintataso. Yllättäen maalla on myös varsin korkeaa teknistä osaamista, kuten esimerkiksi erittäin vaativa seurantakoneisto on suunniteltu ja tehty Etelä-Afrikassa. Apartheid-ajan kauppasaarron perintönä maa joutui kehittämään muun muassa omaa asetekniikkansa; seurantakoneisto käyttää tykkien suuntaamiseen käytettyä tekniikkaa.
Myös teleskoopin suojana oleva rakennus on eurooppalaisittain ajateltuna varsin yksinkertainen ja karkeasti tehty. Se kuitenkin on hyvä, kestävä, turvallinen ja toimiva.
SALTin tunnusomainen piirre on kupolin vieressä oleva pallopäinen torni. Sen päässä on laitteisto, jonka avulla pääpeilin yksittäiset peilit voidaan suunnata tarkasti polttopisteeseen. Pääpeilin muoto säädetään havaintoyön alussa ja tarpeen mukaan yön kuluessakin.
Suomalaista värinää teleskoopissa
SALTin isänä voi pitää uusiseelantilaissyntyistä tähtitieteilijä David Buckleytä, joka vastasi teleskoopin suunnittelusta ja puski hankkeen ideasta todellisuudeksi. Hän oli myös hakemassa teleskooppia varten tähtitieteilijöitä ulkomailta, koska eteläafrikkalaisin voimin ei maailmanluokan teleskooppia voitu operoida. Nyt tilanne on jo hieman toinen, sillä osin SALTin ansiosta on maan tähtitieteilijämäärä (ja -laatu) noussut olennaisesti.
Yksi rekrytoiduista oli Petri Väisänen, Helsingin yliopiston kasvatti, joka tosin lähti heti valmistuttuaan ulkomaille ja palasi Suomeen vain väittelemään sekä lähtemään uudelleen matkaan.
Väisänen oli kolmen vuoden ajan 1990-luvun lopussa Yhdysvalloissa, Bostonissa sijaitsevassa Harvard-Smithsonianin astrofysiikan tutkimuskeskuksessa ja lähti väiteltyään vuonna 2001 Chileen, Euroopan eteläiseen observatorioon ESOon. Siellä hän oli yksi suuren (ja silloin vielä uudenkarhean) VLT-teleskoopin tähtitieteilijöistä; vaikka havaintoja teleskoopilla tekevä tutkija olisikin paikalla teleskoopilla, ei VLT:n kaltaista kallista ja monimutkaista laitteistoa anneta vierailijoiden käyttöön, vaan ESO:n oma tähtitieteilijä vastaa operoinnista.
VLT otti myös eräänä ensimmäisenä teleskooppina käyttöön laajassa mittakaavassa etäkäytön ja palveluhavainnot, eli tutkijan ei täydy tulla paikan päälle Atacaman autiomaahan, vaan hän voi joko olla mukana etäyhteyden kautta tai kertoa vain tarkasti millaisia havaintoja mistä kohteesta hän tarvitsee, ja paikalla oleva tähtitieteilijä hoitaa havainnon tekemisen.
Nämä VLT:n opit olivat eräs syy siihen, miksi Buckley oli kiinnostunut Väisäsestä. Vuonna 2004 Väisänen muutti perheineen Kapkaupunkiin, missä SALTin toimistot sijaitsevat samalla kampusalueella Etelä-Afrikan tähtitieteellisen observatorion SAAO:n kanssa.
Afrikka on muutenkin Väisäselle rakas paikka, koska hän on syntynyt siellä suomalaiseen lähetyssaarnaajaperheeseen.
Väisänen kertoi mielenkiintoisesta Scholzin tähdestä vuonna 2015 Tiedetuubin videolla.
Väisänen oli mukana viimeistelemässä SALTin tekniikkaa ja käynnistämässä sen rutiininomaista havaintotoimintaa. Vuonna 2015 hänet nimitettiin Buckleyn paikalle SALTin tieteelliseksi johtajaksi ja tämän vuoden alusta Väisänen on toiminut koko SAAO:n johtajana.
Tähtitiedettä ja lammasfarmareita
SALT sijaitsee noin 300 kilometrin päässä Kapkaupungista koilliseen niin sanotulla Karoolla, eli autiomaan tyylisellä ylänköalueella.
Lähellä Sutherlandin kylää olevalla observatorioalueella oli jo ennen SALTia muutamia pienempiä kaukoputkia, mutta SALTin sekä aktivoituneen eteläafrikkalaistutkimuksen myötä alue on kasvanut ja sinne on noussut uusia kupoleita kuin sieniä sateen jälkeen.
Käytännössä kaikki uudet teleskoopit ovat joko kauko-ohjattuja tai robottiteleskooppeja, joita tutkijat tulevat katsomaan vain hyvin harvoin. Sen sijaan paikalla koko ajan oleva tekninen henkilökunta voi tulla apuun, jos ongelmia ilmenee. Observatorioalue onkin nykyisin kuin teleskooppihotelli, mistä melkeinpä kuka tahansa voi vuokrata paikan ja tehdä sopimuksen laitteiston teknisestä ylläpidosta.
Etualalla näkyvä 1,9-metrisellä peilillä varustettu Radcliffe Telescope oli Etelä-Afrikan suurin havaintolaite SALTin käyttöönottoon saakka. Nyt sen seurana on SALTin lisäksi parikymmentä muuta havaintolaitetta.
Noin 1500 metrin korkeudessa ylängöllä oleva Sutherland on tilastojen mukaan Etelä-Afrikan kylmin paikka talvisin, eikä lumi ole siellä mitenkään vierasta. Kesäisin – siis pohjoisen puolen talvella – päivälämpötila on usein yli 20°C:n ja olosuhteet vastaavat pitkälti Chilen ylänköjä.
Itse asiassa aikanaan, kun ESO oli perustettu ja sen teleskoopeille etsittiin sopivaa sijoituspaikkaa eteläiseltä pallonpuolelta 1960-luvun alussa, oli Sutherland eräs varteenotettavimmista vaihtoehdoista. Ellei maassa olisi ollut tuolloin rotuerottelua ja poliittista epävakaisuutta, olisi se kenties valittukin.
Maasto Sutherlandissa on varsin karua. Observatorioalue sijaitsee seudun korkeimman kukkulan päällä noin 1750 metrin korkeudessa.
Tähtitieteilijöitä ja teknistä henkilökuntaa varten observatorioalueella on pieni hotelli ja huoltorakennuksia, mutta niiden vieressä on myös vierailijakeskus sekä "tavallisia" kaukoputkia, joilla paikalle tulevat vieraat voivat katsella eteläisen tähtitaivaan ihmeitä. Paikalle siis pääsevät myös muutkin kuin tähtitieteilijät ja Sutherland onkin varteenotettava kohde jokaiselle tieteestä innostuneelle Kapkaupungin-kävijälle.
Matka Kapkaupungista Sutherlandiin kestää viitisen tuntia ja kulkee läpi viiniviljelmien sekä kauniiden vuoristo- ja erämaamaisemien. Matkan varrella on esimerkiksi Maetjesfonteinin kylä, missä kannattaa poiketa vaikka lounastamaan. Vaikka Sutherlandissa voisi piipahtaa jopa päiväseltään, kannattaa siellä viettää ainakin yksi yö, sillä tähtitaivaan näkeminen on sen väärti.
Sutherland onkin viime aikoina panostanut turismiin ja ennen kaikkea tähtiturismiin. Kylässä on muutamia hotelleja, jotka ovat hankkineet pihalleen kaukoputkia ja kylän valoja on säädetty siten, että taivas näkyy hyvin. Etelä-Afrikkalainen grillijuhla. braai, tähtitaivaan alla onkin aivan upea kokemus.
Toistaiseksi majoitukset ovat Sutherlandissa varsin vaatimattomia, mutta mitäpä muuta matkaaja siellä kaipaa kuin vuoteen, syötävää ja tähtitaivaan?
Sutherland on kiinnostava kohde myös luonnosta muutenkin innostuneelle: geologiaa sekä Karoon omalaatuista kasvillisuutta ja eläimiä on runsaasti.
-
Artikkelin kirjoittaja on vieraillut Etelä-Afrikassa ja SALTilla useita kertoja sekä tehnyt SALT:in / SAAO:n tilauksesta muun muassa jutun alussa olevan videon.
Tiedetuubin Klubi suunnittelee ryhmämatkaa Kapkaupunkiin ja SALTille marraskuussa 2018. Jos olet kiinnostunut tulemaan mukaan, kerro tästä sähköpostilla klubiin. Mikäli et ole vielä klubin jäsen, voit liittyä mukaan täällä.
