SABRE, eli Synergistic Air-Breathing Rocket Engine (karkeasti käännettynä "ilmaa hengittävä rakettimoottori") on Alan Bondin jo 1980-luvun lopussa ideoima uudenlainen rakettimoottori, joka pystyy käyttämään hyväkseen ilmakehässä olevaa happea sen sijaan että kaikki avaruuteen nousemisen aikana käytettävä happi kuljetettaisiin raketin mukana.

Moottori tekisi ainakin periaatteessa avaruuteen lentämisestä niin yksinkertaista, että liikennettä Maan ja kiertoradan välillä voitaisiin hoitaa avaruuslentokoneilla. Ne voisivat lentää lähes nykyisten liikennelentokoneiden tapaan, eli nousta uudelleen ilmaan tankkaamisen ja pikaisen teknisen tarkastuksen jälkeen. 

Viime vuosina moottorin kehityksestä on vastannut Bondin perustama Reaction Engines -yhtiö, joka testasi vuonna 2012 moottorin kriittisintä osaa, hypersoonisessa nopeudessa moottorin sisälle tulevaa kuumaa ilmaa salamannopeasti jäähdyttävää laitteistoa. Temppu ei ole helppo, sillä paitsi että ilmavirran lämpötila pitää saada laskettua sekunnin sadasosassa noin 1000°C:stä -150 celsiusasteen pakkaseen, pitää tämän tapahtua jatkuvasti, tasaisesti ja ilman, että moottorin sisälle syntyy toimintaa haittaavaa jäätä. 

Jää moottorin sisällä saattaa olla myös vaarallista ja saada aikaan moottorin räjähtämisen.

Juno lähestyy Jupiteria

Juno on säteilynkestävä avaruusluotain

Mitä kiinnostavaa Jupiterissa vielä on?

JUICE laukaistaan näillä näkymin matkaan vuonna 2022 ja se, kuten Junokin, ohjataan perille Jupiteriin pitkää reittiä pitkin. Näin matkalla saadaan lisäpotkua planeettojen ohilennoista ja luotain voi siten olla painavampi kuin olisi voinut olla suoraan Jupiteriin mentäessä.

Noin kolme tonnia massaltaan oleva, suurilla aurinkopaneeleilla varustettu luotain saapuisi perille Jupiteriin vuonna 2030 ja kierrettyään vähän aikaa Jupiterin ympärillä kuita kuvaamassa ja tutkimassa, se asettuisi lopulta vuonna 2033 kiertämään Ganymedes-kuuta. Näin se pääsisi lopulta tutkimaan aitiopaikalta kuun kiertoradalta eräs kiinnostavimmista Jupiterin kuista.

Kaikki Jupiterin suurimmat kuut – Io, Europa, Ganymedes ja Kallisto – ovat planeetan kokoisia kuita, joista Io on selvästi aktiivinen ja vulkaaninen, mutta muut ovat rauhallisempia jääpintaisia maailmoita. Erittäin todennäköisesti niiden pinnan alla on nestemäistä vettä, missä ainakin periaatteessa voisi olla alkeellista elämää.

JUICEn tarkoituksena on tutkia tarkasti millaisia jääkuut ovat ja sondata mahdollisimman syvälle niiden pintojen alle. Mukaan on tulossa 11 tutkimuslaitetta Euroopasta, Yhdysvalloista ja Japanista, joiden joukossa on "normaalien" kameroiden, spektrometrien, magneettikenttämittarin, hiukkastutkimuslaitteiden ja radioiden lisäksi myös 16-metrisellä antennilla tutka, joka pystyisi sondaamaan jopa yhdeksän kilometrin syvyyteen.

Venäläiset ovat ehdottaneet mukaan vielä otettavaksi pientä laskeutujaa, joka voisi lähettää tietoja Ganymedeen pinnalta usean vuoden ajan.

Tutkan vaatiman tehon vuoksi luotaimeen suunnitellaan todella suuria aurinkopaneeleita, joiden pinta-ala olisi noin 100 m². Vertailun vuoksi: Junon paneelien pinta-ala on noin 60 m² ja Rosetta-luotaimen noin 64 m².

Komeetta Churyumov-Gerasimenko ja sitä kiertävä Rosetta etääntyvät parhaillaan Auringosta, kun komeetta vipeltää eteenpäin soikealla kiertoradallaan. Komeetta hiipuu Auringon lämmittäessä sitä koko ajan vähemmän, ja samalla myös Rosetta pystyy toimimaan huonommin, kun sen aurinkopaneelit tuottavat koko ajan vähemmän sähköä.

Luotain on kartoittanut komeettaytimen jo useampaan kertaan ja mitannut avaruutta sen ympärillä, ja koska komeetan aktiivisuus vähenee koko ajan, on todennäköistä, että suurin osa jännistä, uusista asioista on jo nähty. Lennonjohto on myös yhä enemmän huolissaan siitä, että jo 12 vuoden ajan avaruudessa erittäin vaikeissa oloissa ollut luotain saattaa alkaa pian nikotella, joten tavoitteena on nyt tiristää jäljellä olevasta lennosta mahdollisimman suuri määrä uutta tietoa irti.

Siksi luotain halutaan tuoda hyvin lähelle komeettaa ja lopulta laskeutua sillä pinnalle niin rauhallisesti, että se pystyisi mittaamaan ja tutkimaan komeettaa mahdollisimman paljon lähestymisensä aikana.

Koska manöveeri on vaikea ja vaatii runsaasti suunnittelua, on ajankohdaksi päätetty nyt syyskuun 30. päivä.

Suunnittelu on jo käynnissä ja varsinaiset laskeutumista valmistelevat ratamanöveerit alkavat elokuussa. Muutamaa päivää ennen laskeutumista viimeinen rata on soikea, noin 20 kilometrin päähän komeetasta ulottuva rata, jolla radikaali, viimeinen ratamuutos tehdään 12 tuntia ennen laskeutumista. Kun Rosetta silloin sytyttää rakettimoottorinsa, alkaa se lähestyä komeettaa ja laskeutuessaan se käyttää moottoreitaan jarruraketteina siten, että nopeus pintaan osuessa on noin 50 cm sekunnissa. Siis hyvin hidas kävelynopeus, voisi sanoa hiipimisnopeus.

Viimeiset tunnit ennen laskeutumista tulevat olemaan hyvin aktiivisia, kun Rosetta kuvaa pintaa eri kameroillaan. Tuloksena on ainutlaatuisia kuvia, joita ovat omiaan päättämään ällistyttävän hyvin sujuneen tutkimusmatkan. 

Rosettaa ei haluta törmäyttää komeetan pintaan, koska törmäyksiä on aikaisemmin käytetty nostamaan pinnasta ainetta ilmaan sen vuoksi, että jokin toinen luotain tai maanpäälliset kaukoputket ovat voineet havaita sitä. Nyt komeetta on liian kaukana tarkkoja havaintoja varten, joten on parempi tehdä laskeutuminen hitaasti.

Erittäin todennäköisesti luotain lakkaa ottamasta yhteyttä Maahan varsin pian pinnalle osumisen jälkeen, ja joka tapauksessa sen suurtehoantenni lakkaa seuraamasta maapalloa. Sen aurinkopaneelit tuottavat koko ajan vähemmän virtaa ja lopulta luotain hiipuu.

Suurin avoin kysymys tällä hetkellä on vielä laskeutumispaikka; tutkijaryhmät selvittävät parhaillaan kaikkein kiinnostavinta paikkaa, josta tulee lopulta myös Rosetta-luotaimen hautausmaa.

Voi olla, että luotaimesta kuullaan pihauksia syyskuun lopun jälkeenkin, ja kenties se selviää sen verran toimintakykyisenä komeetan radan ulko-osien ja kylmyyden jälkeen, että parin-kolmen vuoden kuluttua siihen voisi saada taas yhteyden. Mutta tämä on tässä vaiheessa pelkkää toiveajattelua.

Niinpä nyt kannattaa asennoitua siten, että Rosetta-lennon loppu on 30. syyskuuta 2016 ja että se on täyttänyt tehtävänsä enemmän kuin hyvin.

Syynä leväkukintaan on normaalia voimakkaampi El Niño -ilmiö, joka muuttaa merivirtoja Tyynellämerellä.

Keskimäärin neljän vuoden välein tapahtuva säähäiriö saa aikaan sen, että Ilmanpaine nousee Tyynenmeren länsiosassa, pasaatituulet laantuvat, ja siitä seuraa meren pintaveden lämpeneminen Tyynenmeren itäosassa päiväntasaajan tienoilla. Tämä vaikuttaa noin vuoden-puolentoista ajan Etelä-Amerikan, Kaakkois-Aasian ja muiden tropiikin lähialueiden säähän.

Vaikutukset ovat hyvinkin suuria maanviljelykseen ja kalastukseen, ja nykyisin Chilen ollessa maailman toiseksi suurin kasvatetun merilohen tuottaja, kärsii maan lohentuotanto suuresti. Nyt käynnissä olevan leväkukinnan arvellaan tappaneen tähän mennessä jo 15 % maan lohista – siis noin 23 miljoonaa kalaa.

El Niño ei ole ainoa syyllinen leväkukintaan, vaan myös ilmastonmuutoksen aiheuttamat makean ja suolaisen veden kierron muutokset, vedenpuhdistuslaitosten vajaatoiminta, lannoitteiden käyttö ja maanviljelyksen meriin laskemat orgaaniset jätteet vaikuttavat tilanteeseen. Osasyyllisiä ovat myös paljon antibiootteja ja ravinteita käyttävät kalafarmarit.

Levät pitävät ravinnerikkaasta, lämpimästä vedestä ja alkavat oikeissa olosuhteissa lisääntyä massiivisesti. Tuloksena on silloin massiivinen leväkukinta, joka jo massallaan saa aikaan sen, että kalat tukehtuvat. Lisäksi levät tuottavat myrkkyjä, jotka tappavat kaloja.

Leväkukinnat näkyvät erittäin hyvin Maata kiertävien kaukokartoitussatelliittien kuvissa, ja ainoastaan avaruudesta voidaan tehdä kattavia havaintoja kukintojen laajuudesta, kehittymisestä ja vakavuudesta.

Otsikkona oleva Sentinel 2-satelliitin ottama kuva julkistettiin maanantaina Prahassa alkaneessa ja koko tämän viikon jatkuvassa, maailman suurimmassa maapallon tilaa avaruudesta katsottuna käsittelevässä kokouksessa, Living Planet -symposiumissa. 

Tiedetuubi julkaisee lähipäivinä koko joukon juttuja kokouksesta.

Uusi avaruusteleskooppi on monessa suhteessa luonnollisesti parempi kuin kolme vuosikymmentä vanha Hubble, mutta sen kaikkein olennaisin uutuus on paljon Hubblen 2,5-metristä peiliä suurempi peili.

Sen halkaisija on peräti 6,5 metriä  ja pinta-alaa siinä on lähes seitsenkertaisesti verrattuna Hubbleen.

Näin suurta peiliä ei pystytä laukaisemaan kokonaisena avaruuteen, joten peili rakennetaan 18 kulmikkaasta elementistä, jotka kääntyvät mutkikkaan mekanismin ohjaamina tarkasti omille paikoilleen. Pääpeili on laukaisun aikaan pakattu tiiviiksi, monikerroksiseksi paketiksi, joka avautuu, liukuu paikoilleen ja napsahtaa millimetrin osien tarkkuudella oikeaan muotoonsa avaruudessa.

Liikkuvat osat tekevät luonnollisesti peilistä varsin monimutkaisen, koska paitsi että mekanismin täytyy olla erittäin toimintavarma, niin myös hyvin tarkka, koska peilin osat pitää saada millin osien tarkkuudella oikeille kohdilleen.

Peilien materiaali on kevyt ja kestävä, mutta hankalasti työstettävä beryllium-metalli.

JWST on kokonaisuudessaan nyt valmistumassa hyvää vauhtia ja pian sitä päästään testaamaan yhtenä systeeminä. Osia on testattu jo piinaavan hyvin yksin ja erikseen, jotta Hubblen kaltaisia virheitä ei nyt pääse tapahtumaan.

Jättiteleskooppi laukaistaan avaruuteen lokakuussa 2018 Ariane 5 -kantoraketilla – ellei testeissä tule eteen mitään yllättävää.

Kirjoitimme JWST:stä tarkemmin viime vuoden huhtikuussa Hubblen avaruusteleskoopin 25-vuotisjuhlien erikoispaketissamme.

P-POD on Cubesat-periaatteen aikanaan kehittäneen Kalifornian osavaltion polyteknisen yliopiston, eli California Polytechnic State Universityn, CalPolyn, suunnittelema lukitus- ja irrotusjärjestelmä, jonka avulla voidaan laukaista kerralla avaruuteen kolme Cubesat-yksikköä. Nimi P-POD tulee sanoista Pico-Satellite Orbital Deployer.

Cubesatit voivat olla myös suurempia kuin perusyksikkö, noin kymmenen senttiä kanttiinsa oleva kuutio, ja esimerkiksi Aalto-yliopiston Aalto-1 -satelliitti on kooltaan kolme kuutiota ja sen laukaisu yksinään vaatii yhden kokonaisen P-PODin. 

Kuvassa CalPolyn alihankkijana toimivan Tyvak-yhtiön edustaja Fabio Nichele on juuri kiinnittänyt P-PODin etupintaan pientä alumiiniteippipalan, joka toimii avaruudessa hyvänä Auringon valon heijastajana. Näin voimakas Auringon porotus ei pääse kuumentamaan metallipintaa liikaa P-PODin lyhyen, mutta tärkeän toiminta-ajan kuluessa. 

Satelliitit vapautetaan Sentinel-1B:n irrottamisen jälkeen, kun Sojuz-kantoraketin lentoonlähdöstä on kulunut kaksi tuntia, 48 minuuttia ja 11 sekuntia. Juuri sitä ennen raketin ylin vaihe Fregat on tehnyt ratamuutoksen siten, että satelliitit eivät joudu Sentinelin luokse, vaan sinkoutuvat kiertämään Maata soikealla radalla, jonka matalin kohta on noin 453 km ja korkein 665 km. 

Vaikka laukaistavat satelliitit OUFTI-1, e-st@r-II ja AAUSAT4 ovat pieniä ja vaatimattomia, ovat ne virallisestikin täysimittaisia satelliitteja, jotka vaativat omat radiolupansa ja ne kirjataan laukaisijamaansa "avaruusalusrekisteriin". Laukaisusta vastaava Arianespace puolestaan kohteli satelliittejaan Kouroussa kaitsineita opiskelijoita aivan kuten muita asiakkaitaan. Yhtiön listauksessakin satelliitit lasketaan 52., 53. ja 54. eurooppalaiskantoraketilla laukaistaviksi ESAn satelliiteiksi.

Satelliitteja esitellään tarkemmin tänään julkaistussa lennosta ja sen kyytiläisistä kertovassa artikkelissa.

Laukaisu oli tarkoitus tehdä jo viime yönä, mutta sääolosuhteet Kouroun avaruuskeskuksessa ja ennen kaikkea tuulet raketin reitillä yläilmakehässä eivät olleet suotuisia, joten kantoriaketin tankkaustakaan ei päätetty aloittaa. Samalla raketti ja satelliitit asetettiin odottamaan uutta yritystä vuorokautta myöhemmin, siis ensi yönä klo 00:02:13 Suomen aikaa.

Jo 14. eurooppalainen Sojuz-lento

Lennon päähyötykuormana on Sentinel-1B -tutkasatelliitti, mutta koska Sojuz kykenee kuljettamaan avaruuteen painavammankin lastin ja raketissa oli tilaakin lisämatkustajille, on mukana koko joukko pienempiä satelliitteja erityiseen kimppakyytiadapteriin liitettyinä: ranskalainen Microscope matkaa Sentinelin alla ja kolme cubesatia omassa lähetystelineessään sivulla.

Mukana piti olla myös norjalainen NORSAT-1, mutta se jouduttiin jättämään harmittavasti matkasta jo satelliitin oltua valmiina raketiin asennettavaksi. Telinettä, josta norjalaissatelliitti piti singota avaruuteen, oli modifioitu maaliskuussa, mutta simulaatiot sen kestävyydestä eivät valmistuneet ajoissa. Vaikka teline olisi erittäin todennäköisesti kestänyt, ei laukaisusta vastaava Arianespace halunnut ottaa riksiä. Tämä tiukkuus on eräs syy siihen, miksi yhtiön laukaisut ovat sujuneet niin luotettavasti ja ongelmitta. 

Vaikka Arianespace onkin vastuussa laukaisusta, on Sojuz-kantoraketin kokoaminen, lentokuntoon saattamisen ja laukaisu Kouroussa käytännössä kokonaan venäläisten vastuulla. Sitä varten laukaisun aikaan paikalla on yli 200 henkilöä, jotka valmistelevat raketin ja hoitavat sen taivaalle. 

Lähtövalmistelut sujuvat tropiikin keskellä täsmälleen samaan tapaan kuin esimerkiksi Baikonurissa, paitsi että Kouroun tilat ovat modernimpia ja hyötykuorma asennetaan raketin nokkaan vasta laukaisualustalla kantoraketin ollessa jo siellä pystyasennossa. Raketti kuljetetaan rautatietä pitkin kokoonpanohallista laukaisualustalle vaakatasossa ja nostetaan vasta siellä pystyyn.

Tämä menettely, sekä rakettia suojaava umpinainen, laukaisun aikaan sivulle rullattava suojahalli ovat osoitautuneet niin hyviksi, että Venäjän uudessa laukaisukeskuksessa Vostoshnissa käytetään samaa systeemiä.

Nyt illalla tehtävän laukaisun, numeroltaan VS14, raketti kuljetettiin laukaisupaikalle tiistaina 19. huhtikuuta, ja valmiiksi jo nokkakartion sisälle asennetut satelliitit liitettiin sen nokkaan keskiviikkona. 

Viime päivinä raketin ja sen satelliittien toimintakuntoisuus on varmistettu useaan kertaan, minkä lisäksi laukaisua sekä satelliittien ensi toimia avaruudessa on harjoiteltu niin Kouroussa kuin Euroopan puolellakin.

Päivän kuvassa Chury näkyy siis suoraan Auringon suunnasta kuvattuna, eli tilanne on Rosettan kannalta sama kuin täysikuun aikaan Kuu Maasta katsottuna: niin sanotun oppositioilmiön vuoksi se näyttää hieman kirkkaammalta kuin hetkeä aiemmin ja myöhemmin.

Kyse on siitä, että kohdetta valonlähteen suunnasta katsottaessa pinnan epätasaisuudet peittävät omat varjonsa ja suoraan taaksepäin siroava valo on hieman vahvistunutta interferenssin vuoksi.

Ilmiö on havaittavissa ilmakehättömillä kappaleilla, kuten Kuulla ja asteroideilla, ja myös komeettaytimellä – kuten kuva osoittaa.

Aivan tarkalleen ottaen Rosetta oli 0,9° sivussa täysin suorasta linjasta komeetan ytimen keskipisteen ja Auringon välillä, mutta tämä ei havaintoa haitannut. Kuva on siinä mielessä kiinnostava, että sen avulla Churyn pintaa voidaan katsoa täysin ilman varjoja. 

Komeetta ja sitä kiertävä Rosetta ovat etääntymässä parhaillaan Auringosta ja siksi komeetan aktiivisuus on hiipumassa. Rosetta on pystynyt seuraamaan aitiopaikalta Churyn aktiivisuuden kasvua, sen kaasupurkauksia ja suihkuamista radan Aurinkoa lähimmässä osassa ja nyt jälleen komeetan hiipumista. Näillä näkymin luotain ohjataan laskeutumaan komeetan pinnalle ensi syyskuussa.

Viime aikoina komeettakuvia on ollut aiempaakin kiinnostavampaa seurata siksi, että myös paljon OSIRIS-suurtarkkuuskameran kuvia on ollut vapaasti nähtävissä. Niitä voi katsoa OSIRIS-kuva-arkistossa, mistä tämäkin kuva on napattu.

Rosetta nappasi kuvan 10.4.2016 klo 3.57 Suomen aikaa 613 nm:n suodattimen läpi. Kuvan valotusaika oli puoli sekuntia ja yhden pikselin resoluutio on 2,86 metriä. Tarkka etäisyys komeetan keskipisteestä oli 29,933 km – eli pari kilometriä vähemmän pinnasta – ja matkaa tuolloin maapallolle oli 283 050 272 km (1,892074 AU) sekä Aurinkoon 413 890 464 km (2,766687 AU).

Kuvan iso versio on myös ladattavissa sivustolta; sen avulla komeettaa pääsee katsomaan melkein kuin olisi itse paikan päällä!

Wörnerin mukaan – ja aivan oikein – ihmiskunta tarvitsee nyt uutta yhteistä avaruushanketta, kun Kansainvälinen avaruusasema alkaa olla jo vanha ja arkinen. Kuuasema voisi olla juuri tällainen, ja lisäksi se olisi viimeinkin jotain aivan uutta ja kiinnostavaa. Apollo-lentoja muistellaan edelleen, ja Kuun tutkiminen jäi 1970-luvulla pahasti kesken.

Tällä kertaa Kuuhun ei kuitenkaan kannata mennä vain käymään, vaan olemaan. Siksipä Wörner ehdottaa kansainvälistä "Kuukylää", jonka rakentamiseen, ylläpitoon ja käyttämiseen osallistuisivat kaikki halukkaat maat. Joko eri maat rakentaisivat toisiinsa kytkettyjä osia "kylään" tai sitä tehtäisiin yhdessä osa osalta.

Rakentamisessa ihmiset ja robotit toimisivat yhdessä, ja osa rakennustöistä voitaisiin tehdä myös joko autonomisin tai kauko-ohjatuin robotein. Kuukylän tekeminen olisi siten paitsi avaruustutkimuksen edistämistä, niin myös robottitekniikan puskemista eteenpäin.

Kuukylän sijoituspaikaksi Wörner ehdottaa Kuun kääntöpuolta, eli sitä puolikasta, joka ei näy koskaan Maahan. Paikka olisi erinomainen tutkimukselle, koska Maasta tuleva radiosaaste ei häiritsisi tutkimuksia. Lisäksi se, että Maa ei näy taivaalla ja yhteydenpito olisi siten hankalampaa, olisi myös erittäin hyödyllistä tulevia marslentoja harjoitellessa. 

Toinen mahdollinen sijoituspaikka olisi Kuun napaseudut, missä voisi olla kraatterien pohjalla vesijäätä. Navoilla on myös huippuja, joihin Aurinko paistaa joko jatkuvasti tai lähes koko ajan; asema saisi näin virtaa jatkuvasti "ikuisen valon" huipuille sijoitetuista aurinkopaneeleista.

Wörner on heittänyt haasteen Kuukylän toteuttamisen ja siellä tehtävän tutkimuksen ideoinnista kaikille asiasta kiinnostuneille. Juuri parhaillaan asiaa pohditaan myös Saksassa, Bremenissä käynnissä olevassa Disrupt Space -avaruusideoijien kokoontumisessa. Sen esityksiä voi katsoa webcastina.

Alla on vielä video, jolla Wörner kertoo enemmän Kuukylästään.