Aurinkoa lähestyvä komeetta ISON on saapunut odotetusti Aurinkoa koko ajan tarkkailevan SOHO-satelliitin teleskooppien näkökenttään. Toistaiseksi kuvista ei ole tullut juurikaan uutta tietoa, mutta kuvista näkee selvästi kuinka Aurinko purskautti yön aikana komean protuberanssin juuri ISONin suuntaan.
Alla oleva kuva näyttää ISONin lentoradan suhteessa Aurinkoon ja sen, miten rata kulkee SOHOn kahden, eri kokoisen kuvakentän läpi.
Tähän saakka parhaimmat avaruudesta otetut kuvat ISONista on otettu STEREO-satelliiteilla. Nämä kaksi aurinkotarkkailijaa sijaitsevat lähes Auringon toisella puolella. Seuraavat kuvat näkyvät niiden sijainnit suhteessa Aurinkoon, Maahan, Venukseen ja Merkuriukseen sekä etäisyyden Aurinkoon.
Noin kuukausi sitten Euroopan avaruusjärjestön tähtikartoittajasatelliitti Gaian laukaisua päätettiin siirtää myöhemmäksi, koska sen radiolaitteistojen niin sanotut transponderit saattoivat mahdollisesti rikkoontua: vastaavanlaiset laitteet olivat hajonneet avaruudessa, eikä kukaan halunnut lähettää Gaiaa matkaan niiden kanssa, vaikka riski oli pieni.
Syypäitä ovat pienet transistorit Gaian kahdessa transponderissa, eli erikoisessa radiovastaanottimessa, joita ei kutsuta vastaanottimiksi, koska pelkän radiosignaalin vastaan ottamisen lisäksi ne käsittelevät ja muokkaavat signaalia sellaiseksi, että Gaian laitteet pystyvät sitä käyttämään. Avaruusluotaimissa ja satelliiteissa käytettävät transponderit pakkaavat siis samaan pakettiin koko joukon yhteydenpidossa vastaanottamisessa käytettävää tekniikkaa, mitä monissa maanpäällisissä sovelluksissa hoitavat monet eri laatikot.
Lyhyesti: kyseessä ovat hyvin tärkeät laitteet, joten ne ruuvattiin irti Gaiasta ja lennätettiin pikaisesti Eurooppaan korjattavaksi ja tarkistettavaksi. Otsikkokuva näyttää missä Gaian transponderit ovat ja miten niihin pääsee käsiksi.
Osien irrottaminen laukaisuvalmiista avaruusaluksesta ei ole vaikeaa, mutta kukaan ei halua tehdä sitä ilman todella päteviä perusteita. Koko laitteisto on jo testattu moneen kertaan ja sen muuttaminen millään tavalla saisi aikaan uuden testausruljanssin. Mutta koska tässä tapauksessa transponderien rikkoontumisen riski arvioitiin sen verran suureksi, että myös riskaabeliin manöveeriin päätettiin ryhtyä.
Parin osan irrottaminen, lennättäminen Eurooppaan Guiayanasta, korjaaminen, vieminen takaisin Atlantin toiselle puolelle ja kiinnittäminen uudelleen Gaian sisuksiin ei sinällään ole monimutkainen asia, mutta kun se tehtiin näin lähellä laukaisua ja Gaia on ainoa laatuaan oleva satelliitti, piti kaikki tehdä tarkasti ja huolella. Mikään ei saanut mennä pieleen, sillä virheet voisivat olla kalliita.
Ongelmatransistorit käytiin huolella läpi ja transponderit tarkastettiin. Tästä vastasi Gaian valmistanut Astrium-yhtiö. Työryhmät niin laukaisupaikalla Kouroussa kuin Euroopassakin ovat viettäneet hyvin vähälomaisen kolmeviikkoisen, ja nyt kun transponderit on saatu jälleen kiinni Gaiaan, on edessä jälleen testaamista.
Onneksi transponderit eivät olleet kookkaita, joten ne voitiin kuljettaa helposti vuorokoneella. Mutta koska kyseessä oli 650 miljoonaa euroa maksanut avaruuslento, ei laitteita laitettu vain laatikkoon ja koneen ruumaan matkalaukkujen kanssa: niille ostettiin oma menopaluulippu liikemiesluokassa.
Ne matkustivat kuriirina toimineen insinöörin viereisellä penkillä kahdessa mustassa laatikossa. Niille ei tarjoiltu kuitenkaan business-luokan maittavia ruokia tai juomia.
Kukaan ulkopuolinen ei saanut edes koskea laatikoihin, joten ongelmaksi muodostuivat tavallisen matkustaminen turvatarkastukset: rikkoontumisen riskien minimoimiseksi laatikoita ei haluttu avata tai käyttää normaalin läpivalaisun kautta lentoasemilla.
Kaikki ylimääräinen säteily oli pahaksi ja laitteet täytyi pitää hermeettisesti suojattuina, kuten ne olivat olleet koko Gaian rakentamisen ajan. Laatikot voitiin avata ja sulkea vain erityisessä puhdastilassa.
Siksi Gaia-tiimin piti turvautua lentoyhtiön ja poliisin erikoisjärjestelyihin, joilla laatikot saatiin kuljetettua säädösten mukaisesti turvatarkastusten ja tullimuodollisuuksien ohitse lentoasemilla. Käytännössä siis laatikoilla (ja niiden saattajalla) oli poliisit vartioinaan.
Nyt Gaian transponderit on asennettu paikalleen ja ensimmäisissä testeissä niiden on varmistettu toimivan hyvin. Viisi päivää kestäneiden testien jälkeen Gaian suojakuori ja sitä päällystävä eriste- ja suojakerros asennettiin paikalleen. Myös operaatiota varten irrotetut aurinkopaneelit kiinnitettiin uudelleen.
Koska Gaia on nyt samassa kunnossa kuin ennen transponderien irrotusta (paitsi että niissä ei varmasti ole nyt vikaa), päätettiin viime viikonloppuna käynnistää normaalit laukaisuvalmistelut siitä mihin ne jäivät 19. lokakuuta. Laukaisu tapahtuu nyt joulukuun 19. päivä (ellei mitään uutta yllättävää tapahdu).
Gaian valmistelun lisäksi laukaisuajankohtaan vaikuttaa Kouroun laukaisukeskuksen muu toiminta, muun muassa Ariane 5 -kantoraketin laukaisuaikataulu.
Normaali laukaisuvalmistelu pääsi jatkumaan nyt maanantaina. Seuraava tärkeä etappi on Gaian polttoainetankkien täyttäminen, mikä on herkkä toimenpide, jonka aikana satelliitille ei tehdä mitään muuta.
Koko Kouroun rakennus S5A, missä olevassa puhdastilassa Gaia sijaitsee, täytyy tyhjentää tankkaamisen ajaksi.
Tämän jälkeen Gaiaa aletaan valmistella siirtoon laukaisualustan luona olevaan raketin kokoonpanohalliin noin 20 kilometrin päähän puhdastilasta, missä Gaia kiinnitetään Sojuz-kantoraketin nokkaan.
Odotuksen aika alkaa olla siis ohitse ja Gaian lähtölaskentakello käy!
Venäjällä, vain viitisensataa kilometriä Suomesta itään sijaitsevassa Plesetskin kosmodromissa on siviilikäyttöön muunnettu mannertenvälinen ohjus laukaisuvalmiina. Sen nokassa on Euroopan avaruusjärjestön kolme magneettikenttää tutkimaan lähtevää satelliittia ja jos kaikki käy hyvin, tämä Swarm-niminen kolmikko pääsee matkaan huomenna perjantaina 22.11. klo 14:02 Suomen aikaa. Laukaisua voi seurata mm. ESAn nettisivuilla.
Swarm-lennon tarkoituksena on siis tutkia maapallon magneettikentää. Vaikka planeettamme magneettisuutta harvemmin tulee ajatelleeksi, on se mukana monissa asioissa alkaen niinkin konkreettisesta kuin suunnistamisesta, päätyen siihen, että lähes kaikki elämä ja toiminta Maan pinnalla tapahtuu magneettikentän huomaamattomassa huomassa. Magneettikenttä sekä sähkövirrat maapallon sisällä ja ulkopuolella ovat vaikuttaneet täällä kaikkeen koko planeettamme historian ajan.
Mikäli Maalla ei olisi voimakasta magneettikenttää, todennäköisesti meitäkään ei olisi täällä: magneettikentän voi ajatella suureksi kuplaksi maapallon ympärillä. Se suojaa meitä kosmiselta säteilyltä ja Auringosta tulevalta hiukkasvirralta, aurinkotuulelta. Ilman magneettikentän suojaa olisi esimerkiksi ilmakehä kadonnut avaruuteen hieman samaan tapaan kuin on tapahtunut Marsissa.
Magneettisuus vaikuttaa myös moniin lähiavaruuden ilmiöihin sekä avaruussäähän. Revontulet tanssivat taivaalla magneettisten voimaviivojen suuntaisesti ja magneettikenttä ohjaa revontulet synnyttävät hiukkaset pohjoisille ja eteläisille alueille.
Vaikka tiedämme, että Maan magneettikenttä on tärkeä, emme tunne sitä kovinkaan hyvin. Pitkäaikaisissa magneettikentän mittauksissa, joita on tehty muun muassa ennätyksellisen kauan ja hyvin Suomessa, on huomattu miten magnettisuus on jatkuvassa muutoksessa. Magneettiset navat, pohjoinen ja etelä, siirtyvät koko ajan ja magneettikentän voimakkuus vaihtelee. Parin tuhannen vuoden välein magneettikentän suunta vaihtuu, jolloin pohjoisesta tulee etelä ja päinvastoin. Nyt magneettikenttä näyttää olevan heikentymässä ja on mahdollista, että napaisuuden vaihdos on jälleen tulossa. Mutta milloin ja mitä vaikutuksia sillä on – sitä ei osata sanoa!
Swarm-satelliittien avulla toivottavasti näihin kaikkiin kysymyksiin saadaan vastauksia. Avaruus on paras paikka kartoittaa tarkasti Maan koko magneettikenttä, koska sieltä voidaan havaita samalla tavalla magneettikenttää joka puolelta planeettaa. Satelliittien avulla saadaan myös tietoa Maan sisustasta, kuorikerroksesta, mantereista ja meristä, minkä lisäksi avaruudesta voidaan myös mitata ionosfääriä sekä magnetostääriä kaukana pinnan yläpuolella.
Swarm on yhden satelliitin sijaan kolmen samanlaisen satelliitin muodostelma. Kukin satelliiteista on 9,1 metriä pitkä, 1,5 metriä leveä ja 0,85 metriä korkea, ja ne on suunniteltu siten, että ne mahtuvat limittäin ja pitkittäin asetettuna sopivasti raketin pyöreään nokkakartioon. Avaruudessa ne irtaantuvat omille teilleen. Yhden satelliitin massa on 472 kg, mistä 106 kiloa on polttoainetta, jonka oletetaan riittävän ainakin neljän vuoden toimintaan avaruudessa.
Satelliiteista kaksi kiertää Maata lähellä toisiaan radalla, joka kulkee lähes maapallon napojen kautta soikealla kiertoradalla, jonka korkeus vaihtelee 460 km:n ja 300 km:n välillä. Kolmas satelliitti ohjataan hieman erilaiselle kiertoradalle noin 530 km:n korkeuteen siten, että rata leikkaa aluksi loivassa kulmassa kahden muun satelliitin rataa. Kun ajan myötä radat menevät enemmän ristiin, ovat lopulta kolmen vuoden kuluttua kiertoradat 90 asteen kulmassa toisiinsa nähden. Näin magneettikenttää voidaan mitata samanaikaisesti eri puolilta maapalloa, mikä parantaa oleellisesti mittausten kattavuutta ja tarkkuutta.
Havaintolaitteina satelliiteissa on kaksi erilaista magnetometriä ja sähkökenttämittari nelimetrisen puomin päässä. Lisäksi mukana on "normaalit" varusteet, kuten kiihtyvyysmittarit, tarkat GPS-vastaanottimet ja laserheijastin.
Eurooppalaisten tutkimuslaitosten ja yhtiöiden lisäksi Kanada on voimakkaasti mukana Swarm-hankkeessa. Suomalainen Patria on rakentanut satelliittien virranjakoyksiköt Tampereella.
Swarm-lennon esittelyvideo:
MAVEN-luotain (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) laukaistiin onnistuneesti matkaan. United Launch Alliancen Atlas V -raketti kohosi Cape Canaveralin laukaisukompleksista 41 kello 13.28 paikallista aikaa eli heti laukaisuikkunan avauduttua. Jos kaikki sujuu hyvin vastedeskin, luotain on perillä Marsissa 22. syyskuuta 2014 ja asettuu punaista planeettaa kiertävälle radalle. MAVEN tutkii Marsin kaasukehää sekä sen vuorovaikutusta aurinkotuulen kanssa.
Itse asiassa uusimman punaiselle planeetalle matkaavan luotaimen tehtävänä ei ole etsiä Marsin kaasukehää, vaan selvittää, mitä sille on tapahtunut ja tapahtuu kaiken aikaa. Vuosimiljardien takainen tiheä hiilidioksidikehä on riutunut pelkäksi henkäykseksi: kaasukehän paine Marsin pinnalla on suunnilleen sama kuin 40 kilometrin korkeudessa täällä Maassa.
MAVEN eli Mars Atmosphere and Volatile Evolution tutkii kiertoradalta käsin planeetan kaasukehän koostumusta ja erityisesti sen yläosien vuorovaikutusta aurinkotuulen kanssa. Kun Marsin magneettikenttä muinoin katosi, Auringosta puhaltava hiukkastuuli pääsi suoraan kosketuksiin kaasukehän kanssa ja alkoi raastaa kaasua avaruuteen.
Mars-tutkimuksen ohjenuorana on jo pitkään ollut ”Follow the Water” eli suorana kökkökäännöksenä ”Seuratkaa vettä”. Vesi on ollut keskeinen elementti Marsin ja sen mahdollisen elämän kannalta, joten vedestä ja sen jättämistä jäljistä voidaan selvittää planeetan kehityshistoriaa.
Vaikka MAVEN tarkasteleekin veden sijasta kaasukehää, liittyy myös sen tekemä tutkimus kiinteästi veteen. Marsin muinainen vesi katosi, kun kaasukehä harveni, ilmasto muuttui ja lämpötila laski. Pääpiirteissään tapahtumat tunnetaan, mutta yksityiskohdissa on vielä paljon epäselvää.
900-kiloisen (polttoaineineen yli 2,5-tonnisen) luotaimen kyytiin on ahdettu kaikkiaan kahdeksan tutkimuslaitetta. Useimmat niistä keskittyvät tarkkailemaan Marsin lähiavaruutta ja aurinkotuulen vaikutusta kaasukehän yläosissa vallitseviin olosuhteisiin. Laitteista peräti kuusi tutkii eri tavoin sähköisesti varattuja hiukkasia – niiden energiaa, tiheyttä ja nopeutta – ja loput kaksi kaasukehän yläosien ja ionosfäärin ominaisuuksia.
MAVEN-luotaimen tekemälle tutkimukselle on asetettu neljä tavoitetta: selvittää kaasujen karkaamisen vaikutus Marsin olosuhteisiin aikojen kuluessa, kaasukehän yläosien ja ionosfäärin nykyiset olosuhteet ja vuorovaikutus aurinkotuulen kanssa, kaasujen karkaamisen nykyinen tahti sekä kaasukehän isotooppisuhteet. Yhtenä tärkeänä tutkimuskohteena on myös kaasukehän vähäinen metaani ja sen mahdolliset syntyprosessit, joilla saattaa olla yhteys Marsin mahdolliseen elämään.
Luotaimen laukaisun on määrä tapahtua Cape Canaveralista tänään illalla kello 20.28 Suomen aikaa. Jos lähtö siirtyy, pelivaraa on kolmisen viikkoa: laukaisuikkuna on auki joulukuun 7. päivään saakka. Matka Marsiin kestää kymmenen kuukautta eli luotain on perillä ensi vuoden syyskuussa.
Lokakuun 2014 aikana luotain asettuu lopulliselle ellipsin muotoiselle radalleen, jolla se on etäisimmillään noin 6 000 kilometrin päässä Marsin pinnasta, mutta viistää alimmillaan kaasukehän yläosia 150 kilometrin korkeudessa. Yhden Maan vuoden kestävän tutkimusjakson aikana MAVENin radan alin piste lasketaan viisi kertaa vielä alemmas, aina 125 kilometriin saakka.
Laukaisua seuraava NASAn blogi löytyy täältä ja lähtöä voi seurata suorana nettilähetyksenä täältä.
Edellinen Marsia tutkimaan lähetetty luotain oli Intian Mangalyaan, joka laukaistiin avaruuteen marraskuun alussa.
Nyt marraskuussa ISON kirkastuu liikkuessaan lähemmäksi Aurinkoa. Samalla Auringon luokse mennessään se katoaa näkyvistä.
Komeetta on nyt (18.11.) jo näkyvissä paljain silmin kaakkoisella taivaalla, mutta se tulee koko ajan nyt vain paremmaksi. Tällä hetkellä ennusteet lupaavat sen kirkastuvan vielä kovastikin, jopa niin, että se olisi joulukuussa taivaan eräs kirkkaimmista ja komeimmista kohteista, mutta Aurinkoa lähestyessään komeetan ytimessä saattaa tapahtua muutoksia, jotka vaikuttavat suoraan sen kirkkauteen ja pyrstön kokoon sekä näyttävyyteen. Jos esimerkiksi ydin hajoaa osiin, saattaa komeetta kirkastua nopeastikin hyvin kirkkaaksi, mutta silloin se todennäköisesti hiipuu nopeasti. Viime viikon lopussa komeetassa tapahtui purkaus (kenties osa sen ytimestä lohkesi), mutta se, mitä tapahtuu lähiohituksen aikana, jää nähtäväksi.
Vieressä on NASAn ISON-seurantaryhmän tuore kirkkausennustekäyrä. Siniset ja punaiset pisteet ovat havaintoja ja musta käyrä on laskentamallin ennuste; kuten näkyy, lokakuussa ISON oli huomattavasti arvioitua heikompi, mutta se on nyt "palannut" jälkeen käyrälle.
ISON on lähimpänä Aurinkoa. Silloin Aurinko kuumentaa sitä voimakkaasti, ja voi olla, että ISON murentuu palasiksi tai suuria osia siitä höyrystyy räjähdysmäisesti. Näin saattaa käydä jo ennen kuin komeetta on ratansa Aurinkoa lähimmässä pisteessä eli perihelissä. Mikäli ISON selviää ohituksesta yhtenä kookkaana kappaleena, se tulee näkyviin Auringosta etääntyessään paljain silmin selvästi näkyvänä pyrstötähtenä.
on paras aika ISONin ihailemiseen, ellei mitään todella odottamatonta tapahdu ohituksen aikana. Komeetan ytimen ja sitä ympäröivän koman kirkkaus saattaa olla täydenkuun luokkaa, joten se näkyy todennäköisesti myös päivällä - eli kyseessä on erittäin harvinainen taivaallinen ilmiö! ISON näkyy joulukuussa sekä aamu- että iltataivaalla, eikä sitä voi olla huomaamatta tähtien joukosta. Se näkyy kaikkialta maapallolta, mutta parhaiten pohjoiselta pallonpuoliskolta.
ISON on todennäköisesti vielä paljain silmin näkyvissä, mutta se himmenee koko ajan. Tammikuun alussa, 8.1.2014, komeetta on vain kahden asteen päässä Pohjantähdestä.
Euroopan avaruusjärjestön GOCE-painovoimatutkimussatelliitti putosi odotetusti Maahan sunnuntain ja maanantain välisenä yönä. Tarkkaa paikkaa ei osattu sanoa etukäteen, koska lennon loppuvaiheissa oli paljon epävarmuustekijöitä (lue tarkempi juttu täältä) eikä GOCEa pystytty ohjaamaan tarkasti Maahan. Lopulta ilmakehän kitka sai siitä kuolettavan otteen noin 80 kilometrin korkeudessa klo 2:16 Suomen aikaa Falkland-saarten luona eteläisellä Atlantilla.
Bill Chater sai sattumalta kuvattua alaspäin palavina kappaleina putoa satelliitin iltahämärällä taivalla; kello oli 21:20 paikallista aikaa (2:20 Suomessa yöllä), kun hän oli ajamassa etelään ja huomasi "taivaalla savuvanan ja kirkkaan pisteen, joka hajosi kahteen osaan, ennen kuin hajosi uudelleen useampiin osiin kohti pohjoista lentäessään".
ESA on vahvistanut, että mitä todennäköisimmin GOCEn viime hetket päätyivät Chaterin kuviin.
GOCEn maahanpaluu oli erittäin kiinnostava tapaus radaltaan putoavasta, lähellä Maata kiertäneestä satelliitista. Eräs tärkeimmistä muuttujista tässä on ilmakehän yläosien tiheys, mihin vaikuttaa pääasiassa avaruussää.
Maailman parhaat avaruussääennusteet tehdään Suomessa Ilmatieteen laitoksella Euroopan ainoalla Maan magneettikehän simulaatiomallilla. Tutkija Tiera Laitinen ja tutkimusprofessori Minna Palmroth käyttivät sitä myös GOCEn paluun ennustamiseen, ja havaitsivat, että 29. lokakuuta alkaneet useat pienehköt avaruusmyrskyt kasvattivat tilapäisesti ilman tiheyttä GOCE-satelliitin radalla. Tämä lisääntynyt ilmanvastus nopeutti GOCEn vajoamista.
Kun GOCEn moottorin ajoaine loppui 21.10., satelliitti alkoi hiljalleen menettää korkeuttaan ilmanvastuksen vaikutuksesta. Se vajosi aluksi pari kilometriä päivässä, mutta 30.10. se laskeutui yht'äkkiä puoli kilometriä tavallista enemmän. Tämä aikaisti lopullista maahansyöksyä kuutisen tuntia. Syynä oli avaruusmyrsky.
Illalla 29.10. Maan magneettikenttää oli alkanut ravistella Auringosta lähtenyt massapurkaus. Sen synnyttämä magneettinen myrsky oli voimakkaimmillaan juuri 30.10., jolloin Suomessa sai ihastella runsaita revontulia etelärannikkoa myöten.
Revontulivalo syntyy avaruudesta satavien hiukkasten törmäillessä ilmakehän molekyyleihin, mutta samat hiukkaset potkivat myös elektroneja irti molekyyleistä, eli ionisoivat yläilmakehän ilmaa. Tällöin ilman sähkönjohtavuus vähän yli 100 km:n korkeudella kasvaa ja siellä kulkevat sähkövirrat voimistuvat. Sähkövirta puolestaan kuumentaa ilmaa, joka sitten laajenee ylöspäin ja samalla nostaa koko yläpuolellaan olevaa ilmakehän osaa.
Sen sai GOCEkin tuntea kuorissaan: ilman tiheys sen ratakorkeudella, tuolloin noin 220 km, kasvoi parin päivän ajaksi noin 12 %. Uudelleen avaruussään aiheuttamat tiheysvaihtelut häiritsivät satelliittia vielä ainakin 7. ja 9.11., jolloin se oli jo alle 200 km:n korkeudessa putoamassa yhä nopeammin alaspäin.
GOCEn vajoamisen aikana Ilmatieteen laitoksen tutkijat seurasivat avaruussään kehitystä reaaliaikaisesti Maan magneettikehän simulaatiomallilla, joka laskee myös ilmakehässä kulkevat sähkövirrat.
"Satelliitin rata notkahtaa juuri silloin, kun simulaatio näyttää voimakasta yläilmakehän lämmitystä. On hienoa nähdä, kuinka hyvin mallimme sopii yhteen havaintojen kanssa", iloitsee Tiera Laitinen. "Meillä on vielä selvitettävää siinä, kuinka napa-alueilla tapahtuvasta lämmityksestä lasketaan ilman tiheyden muutokset eri korkeuksilla ja eri osissa maapalloa."
"Myös Euroopan avaruusjärjestö ESA on kiinnostunut tuloksistamme", jatkaa Minna Palmroth. "Tulevaisuudessa haluamme toimittaa reaaliaikaista avaruussäätietoa ESAlle niin, että he voivat tarkentaa avaruusromun ja satelliittien ratojen laskentaa mallimme avulla."
Alla olevalla videolla Minna Palmroth kertoo Ilmatieteen laitoksen avaruussäätutkimuksesta ja siellä olevan ryhmän kehittämästä Vlasiator -tietokonesimulaatiosta. Vuonna 2008 Palmroth sai arvostetun Euroopan tutkimusneuvoston (ERC) starttirahoituksen, jonka avulla hän perusti kansainvälisen seitsenhenkisen tutkimusryhmänsä. Video on kuvattu 21.03.2013 Suomen Akatemiassa.
Pohjana artikkelin loppuosassa on käytetty Ilmatieteen laitoksen tiedotetta.
Päivitys maanantaina 11.11. aamulla maahanpaluun jälkeen:
GOCE putosi radallaan viikonlopun aikana alaspäin ennusteiden mukaisesti ja sunnuntaina sen putoamisnopeus vain kiihtyi sitä mukaa, mitä alemmaksi se tuli ja mitä tiheämmäksi yläilmakehän ohut ilma tuli. Satelliitti oli toimintakunnossa loppuun saakka ja vielä klo 0:42 Suomen aikaa siihen oltiin yhteydessä Trollin satelliittiasemalta Etelämantereelta. Silloin se oli 120 kilometrin korkeudessa, mutta ilmakehän kitka kuumensi sitä jo olennaisesti: esimerkiksi keskustietokoneen lämpötila oli noussut 80°C:n tasolle ja akku oli 84°C:n lämpötilassa.
ESA enää toivonut saavansa tuolloin yhteyttä, mutta satelliitti vain pinnisteli. Kenties sen aerodynaaminen muoto sai sen putoamaan hieman hitaammin kuin ennusteet sanoivat. Silti painovoima sai pian yhteyden jälkeen painovoimatutkijasta otteen, ja se putosi Maahan seuraavalla kierroksellaan, oletettavasti noin klo 2.16 Suomen aikaa.
Putoamispaikka on todennäköisesti eteläinen Atlantin valtameri Etelä-Amerikan ja Etelämantereen välillä (pitkäksi kuten itse alla olevassa perjantaisessa jutussamme jo oletettiin).
Lähde: www.satflare.com
Alkuperäinen artikkeli:
Monissa jutuissa ja puheissa on kuluvalla viikolla ihmetelty sitä, miksi putoamisaikaa ja -paikkaa on niin vaikeata määrätä. Joskus tuntuu siltä, että monet eivät halua hyväksyä sitä, että maailma on yhä edelleen varsin monimutkainen, emmekä me ihmiset pysty yksinkertaisesti kaikkeen vaikuttamaan.
GOCEn putoamisen tapauksessa suurimpia epävarmuuksia on kaksi: Auringon aktiivisuus ja satelliitin asento. Käydään seuraavassa näitä tarkemmin läpi.
Lähtökohta on se, että planeettaamme ympäröivä ilmakehä on erinomainen suoja meihin törmääviä luontaisia tai ihmistekoisia kappaleita vastaan. Meteorit ja satelliitit loistavat taivaalla kauniina tähdenlentona, ja tuhoutuvat yleensä siellä kokonaan. Jos kappale on kookas tai jos siinä on kuumuutta hyvin kestävää ainetta (kuten rakettimoottoreita tai polttoainetankkeja), osia törmäävästä kappaleesta saattaa pudota pinnalle saakka. Meteorin kopsahtaminen takapihalle on todennäköisempää kuin avaruusaluksen palasen saaminen pihapiiriin, koska Maahan törmää paljon enemmän aurinkokunnassa haahuilevaa ainetta kuin ihmisen avaruuteen taivaalle sinkoamia laitteita. Maan ilmakehään osuu vuorokaudessa ajankohdasta riippuen 10–210 tonnia ulkoa avaruudesta tulevaa ainetta, mihin verrattuna tonnin painava GOCE ei ole mikään iso asia.
Tyypillisesti törmääjät alkavat hohtaa ilmanvastuksen vuoksi noin 100 kilometrin korkeudessa, vaikka siellä ilmaa on hyvin, hyvin vähän. Mitä alemmaksi kappale vajoaa, sitä enemmän se kuumenee ja sitä kirkkaammin se loistaa valoa, kunnes ilma tulee niin tiheäksi, että ilmanvastus kärventää kappaleen kokonaan - ellei se ole hyvin iso tai tehty kestämään kuumuutta.
Se, että ilmakehällä ei ole tarkkaa ylärajaa, vaan se hiipuu vähitellen vain pois, saa aikaan myös sen, että satelliittien ratanopeus korkeallakin hidastuu hyvin pienen ilmanvastuksen vuoksi koko ajan. Jopa lähes 500 kilometrin korkeudessa oleva avaruusasema putoaa vähitellen alaspäin ja sitä pitää nostaa rakettimoottoreilla ylemmäs.
Hyvin matalalla lentänyt GOCE oli tehty hieman aerodynaamiseksi tämän pienenpienen ilmanvastuksen vuoksi. Silti sekin joutui lykkimään itselleen koko ajan lisää vauhtia pienellä rakettimoottorillaan. Sen sähkörakettimoottori toimi kuin perämoottori veneessä, joka koittaa pysytellä paikallaan virrassa.
Se, kuinka paljon tuolla noin 100 kilometrin korkeudessa on ilmaa ja kuinka paljon se hidastaa ratanopeutta, riippuu muun muassa Auringon aktiivisuudesta. Esimerkiksi auringonpurkaus syöksee kohti Maata hiukkasia, jotka saavat yläilmakehän aktiiviseksi (mistä yksi merkki ovat revontulet), ja se saa ikään kuin ilmakehän laajenemaan.
Kuvassa näkyy ilmakehää maapallon pinnan yläpuolella, sen "päällä" oleva hohde - Auringon säteilyn ohuessa yläilmakehässä aikaansaama heikko valoilmiö – sekä Maahan törmännyt meteori avaruusasemalta nähtynä.
Ensimmäinen epävarmuustekijä GOCEn putoamisnopeutta arvioitaessa on siis Auringon aktiivisuus, joka muuttuu hieman koko ajan. Samaan tapaan kuin revontulia on vaikea ennustaa 100% varmasti, ei Auringon aktiivisuuden vaikutusta yläilmakehän tiheyteen osata kuin arvioida karkeasti etukäteen. Siinä on myös pieniä paikallisia eroja.
Kun aluksessa on toimiva rakettimoottori, joka on suunniteltu vielä ratamuutosten tekemiseen, ei mitään ongelmaa ole alas putoamisessa. Tästä hyvä esimerkki on nyt viikon alussa Maahan pudotettu ATV-rahtialus: se pystyttiin pudottamaan hyvin tarkasti haluttuun aikaan ja paikkaan sopivasti ajoitetulla rakettimoottorien poltolla. Kun alus voidaan sysätä putoamaan halutusti tarpeeksi nopeasti ja suuressa kulmassa alaspäin, voidaan kokemuksen ja ratalaskujen perusteella tähdätä haluttuun paikkaan.
Tällä kerralla ATV:n pudottamisen kanssa jopa hidasteltiin tietoisesti. Järjestyksessään jo neljäs eurooppalainen avaruusrahtari irrottautui Kansainvälisestä avaruusasemasta 28. lokakuuta, mutta sitä ei ohjattu putoamaan saman tien Tyynen valtameren eteläisiin osiin, missä on hyvin vähän liikennettä ja asutusta, ja mitä siksi käytetään usein avaruusalusten hautausmaana. Sen rataa laskettiin hieman alemmaksi ja se pudotettiin ilmakehään vasta silloin, kun avaruusaseman miehistö pystyi kuvaamaan putoamista hyvissä olosuhteissa. Valokuvien avulla opitaan yhä enemmän siitä, miten alus tuhoutuu ilmakehään palatessaan. Mitkä osat tuhoutuvat nopeimmin, mitkä irtaantuvat erikseen milloinkin, mitkä kestävät pisimpään ja niin edelleen. Näiden tietojen avulla voidaan kehittää aluksia, jotka tuhoutuvat yhä paremmin – koska kaikkia aluksia ei voida pudottaa hallitusti.
Kuvassa on ATV:n tuhoutuminen kuvattuna avaruusasemalta. Myös GOCE tulee hajoamaan osiin ja putoamaan tähtisateena alaspäin, mutta vain isoimmat osat selviävät maan pinnalle.
GOCEn tapauksessa aluksen asentoa voidaan (ainakin tällä haavaa) hallita, mutta sitä ei voida pudottaa alas haluttuun paikkaan. Sen polttoaine on loppu, eikä sen moottori olisi ollut siihen edes tarpeeksi voimakas.
Mitä alemmas se putoaa kiertoradallaan, sitä voimakkaammin ilmavastus ottaa siitä kiinni, ja sitä nopeammaksi putoaminen tulee, kunnes rata kaareutuu yhä enemmän ja enemmän alaspäin – ja lopulta GOCE tulee alas. Ja tämä siis riippuu ensinnäkin ilmakehän tiheydestä, ja toiseksi GOCEn asennosta. Mikäli se pysyy pitkittäin, se putoaa alaspäin kuin tikka ja siitä todennäköisesti selviää pinnallekin enemmän osia. Jos aerodynaamiset voimat heittävät sen taas sivuluisuun, niin se putoaa paitsi nopeammin, niin myös hajonnee enemmän osiin ja siten suurempi osa siitä tuhoutuu. Jos se taas alkaa viipottaa ja pyöriä kuin epävakaa lentokone, on tulos jostain näiden väliltä.
Se, milloin lopullinen putoaminen "alkaa" ja kuinka "suoraan alas" GOCE tulee, ovat siis hyvin epävarmoja. Tämänhetkinen arvio on sunnuntain alkuilta tai maanantaiaamu. GOCE on nyt alle 170 km:n korkeudessa ja vajoaa noin 5 km vuorokaudessa (päivitys lauantaina amulla: GOCE putoaa nyt noin 8 km vuorokaudessa).
Minne sitten mahdollisesti GOCE voisi pudota? Valitettavasti melkein minne vain. Se kiertää Maata kiertoradalla, joka kulkee lähes maapallon napojen kautta, koska se on suunniteltu lentämään maapallon joka paikan yläpuolelta. Samalla kun GOCE kiertää radallaan, pyörii maapallo ympäri akselinsa ympäri, ja siten tasokartalle piirrettynä GOCEn rata poukkoilee aaltomaisesti pohjoisesta etelään. Keskimäärin se kulkee yhden paikan päältä joka kolmas vuorokausi, ja rataa voidaan laskea lähes loputtomasti eteenpäin – jos vain ratakorkeus ja -nopeus pysyvät samana.
Nyt rata muuttuu koko ajan, joten tänään laskettu ratakartta ei päde enää huomenna. Ja vaikka nyt voidaan laskea, että GOCEn rata veisi myös Suomen päältä maanantaina (jopa Helsingin yli!), tulee rata muuttumaan sen verran, että laskelmalla on vain viihdearvoa.
Ja vaikka rata veisikin putoamisen aikaan Suomen tienoiden päältä, kannattaa muistaa, että yksi kierros Maan ympäri on noin 40000 km ja siitä Suomen osuus (pituussuunnassa) on 1100 km. Ja kun Suomesta suurin osa on autiota, niin GOCEn sijaan kannattaa pelätä jotain muuta.
Mitä alemmaksi GOCE putoaa ja mitä lähemmäksi putoaminen tulee, sitä paremmin lopullinen putoamispaikka voidaan arvioida. Noin vuorokautta aikaisemmin voidaan jo sanoa hyvin suurella todennäköisyydellä alueet, minne se ei ainakaan tule putoamaan. Lopullinen putoamispaikka lienee selvillä vasta muutamia tunteja ennen tapahtumaa.
Todennäköisimmin GOCE pulahtaa Tyynen valtameren, Intian valtameren tai Atlantin eteläosiin, sillä ne ovat varsin laajoja merialueita. Lisäksi GOCEn rata on hieman soikea ja radan Maata lähin piste on etelässä, ja silloin todennäköisimmin putoaminen alkaa oikeasti.
Lue lisää GOCEsta ja sen tuloksista Tiedetuubin aikaisemmasta artikkelista.
Kiina esitteli "sattumalta" Intian onnistuneen Mars-laukaisun jälkeen omaa joulukuussa matkaan lähtevää Chang'e 3 -kuukulkijaansa. Kiina ja Intia ovat jo pitkään nokitelleet toisiaan avaruuslennoilla ja käyvät paikallista avaruuskilpailua Aasiassa.
Kiina laukaisi ensimmäisen kuuluotaimensa, kiinalaisen Kuun jumalattaren mukaan nimetyn Chang'e 1:n, lokakuussa 2007 ja se kiersi Kuuta noin puolentoista vuoden ajan. Chang'e 2 seurasi sitä lokakuussa 2010. Vuonna 2012 se ohjattiin pois Kuun luota ulos planeettainväliseen avaruuteen ja kohti asteroidi 4179 Toutatisia, jonka ohi se lensi joulukuussa 2012. Näin Kiinasta tuli Yhdysvaltain, Euroopan ja Japanin jälkeen neljäs maa, joka on onnistunut tutkimaan aurinkokunnan pienkappaletta lähietäisyydeltä.
Chang'e 2 kuvasi Kuun pintaa hyvin tarkasti, jotta Chang'e 3 -voisi lasketutua turvallisesti Kuun pinnalle; laskeutumispaikaksi on valittu Sinus Iridum, laavatasanko Mare Imbriumin luoteiskulmassa. 1,2-tonninen laskeutuja saa virtaa ydinparistosta ja sen eliniäksi on kaavailtu kolmea kuukautta. Sen mukana on oheisessa kuvassa oleva kuukulkija (tai kuvassa lienee kulkijan mallikappale) ja lisäksi siinä on tutkimuslaitteita, kameroita ja jopa tähtitieteellinen kaukoputki.
Kuusipyöräinen kulkija on noin 1,5 metriä pitkä ja sen massa on noin 120 kiloa. Se pystyy kulkemaan itsenäisesti tekoälyn avulla Kuun pinnalla, mutta sitä voidaan myös kauko-ohjata Maasta. Kulkijassa on aurinkopaneelit sähköä tuottamassa ja noin 20 kilon edestä tutkimuslaitteita sekä kameroita. Eräs kiinnostavimmista instrumenteista on tutka, joka pystyy tekemään ensimmäiset sondaukset Kuun pinnanalaisesta rakenteesta jopa 30 metrin syvyyteen. Kiinalaisten aikomuksena on ajella noin 10 kilometrin päähän laskeutujasta ja tutkia noin kolmen neliökilometrin kokoisen alueen perin pohjin kolmen kuukauden aikana.
Chang'e 4 tulee olemaan samanlainen laskeutuja ja kulkija vuonna 2015. Niitä seuraa Chang'e 5 vuonna 2017, ja sille on annettu kunnianhimoinen tehtävä: tuoda näytteitä Kuun pinnalta Maahan. Se tulee olemaan varsin merkittävä maineteko Kiinalle ja asettaa maan ehdottomasti Aasian avaruuskilvan johtoon.
Lue lisää Kiinan, Intian ja Japanin pienimuotoisesta avaruuskilpailusta Tiedetuubin blogista.
Intian kunnianhimoinen avaruusohjelma otti huiman askeleen eteenpäin nyt tiistaina klo 11.08 Suomen aikaa, kun maa laiukaisi ensimmäisen Mars-luotaimensa onnistuneesti avaruuteen. Luotain on nimetty hindin kielen "Mars-alusta" tarkoittavan sanan mukaan Mangalyaaniksi.
Intian 1,35 tonnia massaltaan oleva, pakettiauton tavaratilaan juuri ja juuri mahtuva luotain on tehty hyvin nopeasti ja edullisesti. Sen lähettämisestä päätettiin elokuussa 2012 ja sen suunnittelu, valmistaminen ja lähettäminen maksavat noin 60 miljoonaa euroa.
Mangalyaan on varustettu kameran lisäksi Marsin kaasukehän metaania tutkivalla mittalaitteella, kahdella pintaa ja kaasukehää havaitsevalla spektrometrillä sekä Marsin hiukkasympäristöä mittaavalla massaspektrometrillä.
Mars-luotain seuraa Intian vuonna 2008 lähettämää Chandrayaan-1 -kuuluotainta, jonka laukaisu ja lento onnistuivat hyvin. Kokonaisuudessaan Intian avaruusohjelmassa on ollut kuitenkin varsin paljon epäonnea, mikä osaltaan selittynee sikäläisellä asenteella: aina kannattaa koittaa, sillä "myös epäonnistumisista voi aina oppia ja ne ovat askeleita kohti onnistumista", kuten Intian avaruustutkimusorganisaatio ISRO:n puheenjohtaja K. Radhakrishnan on todennut.
Intialainen tapa lähettää luotain eroaa hieman eurooppalaisesta ja amerikkalaisesta, sillä lähtölaskenta aloitettiin siitä, kun luotain oli vielä lentoonvalmistelutilassaan Sriharikotan avaruuskeskuksessa.
56 tuntia ja 30 minutia kestävä laskenta alkoi nyt sunnuntaina aamulla ja se etenee ilman taukoa kohti laukaisua. Luotain tankattiin ja laitettiin rake tin nokkakartion sisään samara kun kantorakettia on laitettu toisaalla valmiiksi laukaisuun. nelivaiheisen PSLV-C25 -raketin kolmas ja neljäs vaihe toimivat kiinteällä polttoaineella, ja ne laitettiin valmiiksi sunnuntaina illalla, ja toisen vaiheen nestemäiset ajoaineet tankattiin nyt maanantaina.
350 tonnia lentoonlähdössä painava PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle) on suunniteltu laukaisemaan satelliitteja Maan napojen kautta kulkeville kiertoradoille, eikä se ole niin voimakas, että luotain voitaisiin lähettää saman tien kohti punaista planeettaa. Niinpä luotain asettuu ensin kiertämään maapalloa hyvin soikealla kiertoradalla, mistä se lähetetään ulos planeettainväliseen avaruuteen vasta kuukauden kuluttua. Matka Marsiin kestää kaikkinensa 300 vuorokautta, ja sinne saapuessaan luotain asettuu kiertämään Marsia.
Marsia kiertäessään Mangalyaan lentää myös hyvin läheltä Phobos-kuuta, vain noin 6000 kilometrin päästä, ja intialaiset toivovat luonnollisesti saavansa siitäkin kiinnostavia kuvia.
Tyypillinen PSLV:n lento kestää noin 18 minuuttia, minkä kuluessa satelliitti nousee taivaalle ja on lopulta kiertoradalla. Mars-luotaimella laukaisu kestää sen sijaan 43 minuuttia. Sinä aikana luotain nousee lähelle soikeaa parkkirataansa, mutta odottaa kolmannen vaiheen sammumisen jälkeen 25 minuuttia ennen kuin neljännen vaiheen rakettimoottori sysää sen lähemmäs lopullista rataansa. 37 sekuntia neljännen vaiheen irtoamisen jälkeen luotain itse käyttää omia moottoreitaan ja asettuu erittäin soikealle parkkiradalle.
Radan kaukaisin piste ulottuu 23 000 kilometrin päähän Maasta, ja luotain sysää tuota kaukaisinta pistettä vielä kauemmaksi marraskuun aikana kuudella poltolla, kunnes luotain on "helppo" sysätä pois Maan kiertoradalta kohti Marsia. Tämä tapahtuu 30. marraskuuta. Kuuluotain Chandrayaan käytti samankaltaista menetelmää Kuuhun matkaamiseen.
Saapuminen Marsiin tapahtuu suunnitelman mukaan 21. syyskuuta ensi vuonna. Luotaimen tavoitteena on asettua ensinnä Marsin ympärille soikealle radalle, jonka lähin kohta on 377 km:n ja kaukaisin piste 80 000 km:n päässä planeetasta. Kiertorataa säädetään sen jälkeen vähemmän soikeaksi.
Kyseessä on Intian ensimmäinen planeettaluotain, mitä varten Bangaloren luokse on rakennettu erityinen maa-asema. Sen lisäksi luotaimeen ollaan yhteydessä kahdella laivalla, jotka toimivat tutka- ja valvonta-asemina. Myös NASA ja ESA ovat luvanneet avusta Intiaa tarvittaessa omilla maa-asemillaan ja planeettalentokokemuksellaan.
Köyhässä Intiassa avaruusohjelmaa on käytetty tähän mennessä laajalti tiedonvälitykseen, kaukokartoittamiseen sekä sääennustamiseen, mikä on ollut hyvin kustannustehokas tapa, koska esimerkiksi puhelinlinjojen ja tietoverkkojen vetäminen kaikkialle laajassa maassa olisi vieläkin kalliimpaa. Avaruustoiminta on lisäksi nostanut osaltaan maan teknistä tasoa.
Intian tavoitteet ovat kuitenkin viime vuosina käyneet yhä kunnianhimoisemmiksi, mikä on herättänyt maan sisällä runsaasti kritiikkiä. Chandrayaan-1:n jälkeen intialaiset aikovat laukaista toisen luotaimen Kuuhun vuonna 2016 ja suunnitelmissa on myös tähtitieteellisiä tutkimussatelliitteja. Kaiken lisäksi Intia on ilmoittanut lähettävänsä seuraavana maana omia avaruuslentäjiä avaruuteen omalla kantoraketillaan ja omalla avaruusaluksellaan.
Seuraavassa intialaisen TV-aseman NDTV:n tiedetoimittaja Pallava Bagla haastattelee Ashutosh Aryaa, ISRO:n tutkijaa, joka rakensi luotaimen kameralaitteiston.
Copyright © 2012-2026 Tiedetuubi - All rights reserved