kiertorata

28. helmikuuta 2024, kaksi satelliittia oli vähällä törmätä toisiinsa. Venäläinen ja yhdysvaltalainen satelliitti ohittivat lopulta toisensa, mutta alle 20 metrin etäisyydeltä.

Mitä tapahtui ja mitä olisi tapahtunut, jos satelliitit olisivat törmänneet? Miksi tällaiset tapaukset ovat suuri uhka avaruuden käyttämiselle? Jari Mäkinen selittää.

Aurinko on tänään kaukana, koska Maapallo kiertää Aurinkoa lievästi soikean muotoisella radalla. Tänään ollan radan kaukaisimmassa pisteessä.

Aivan tarkalleen ottaen maapallo on tänään illalla 6. heinäkuuta 2018 klo 19.47 Suomen kesäaikaa ratansa kaikkein kaukaisimmassa pisteessä. Vaikka siis on kesä ja kärpäset, olemme nyt radan kaikkein kauimmaisessa kohdassa ja siten Aurinko lämmittää meitä kaikkein vähiten.

Ero ei kuitenkaan ole kovin suuri, sillä kuuden kuukauden kuluttua, kun Maa on radan läheisimmässä pisteessä, olemme silloin noin viisi miljoonaa kilometriä lähempänä Aurinkoa. Kun keskimäärin etäisyytemme Auringosta on 150 miljoonaa kilometriä, ei tällä ole olennaista merkitystä.

Matka näin kaukaisimpaan aikaan vaihtelee myös hieman. Kun tänään Maan ja Auringon välinen etäisyys on 152 095 566 km, oli se viime vuonna (kun matka oli pisin heinäkuun 3. päivänä) kolmisen tuhatta kilometriä vähemmän, 152 092 504 km.

Numeroista innostuneille voi todeta vielä sen, että tänään Maan ollessa kaukaisimmillaan Auringosta, on Maan ratanopeus 29,5 kilometriä sekunnissa, eli 106 376 kilometriä tunnissa. Keskimäärin nopeus on 30 km/s.

Jos vauhti tuntuu suurelta, niin taivaanmekaniikan yksinkertaisten lakien mukaan laskettuna tämä vauhti ei ole paljoakaan verrattuna lähempänä Aurinkoa kiertäviin planeettoihin. Venuksen nopeus on keskimäärin 35 km/s ja Merkuriuksen yli 47 km/s. Ja samalla Aurinkokuntamme kiitää noin 200 kilometrin sekuntinopeudella (720 000 km/h) Linnunradan keskustan ympäri.

Kaikkien sisäplaneettojen radat ovat varsin pyöreitä, vain Merkurius on selvemmin soikea. Tarkalleen mikään niistä ei kuitenkaan ole aivan pyöreä.

Vaikka kaikki näyttää siis kesäisen seesteiseltä ja rauhalliselta, kiidämme avaruudessa kovaa vauhtia. Yllättäen siis nyt kesällä olemme siis kaukana Auringosta. Vuodenajathan johtuvat maapallon pyörimisakselin kaltevuudesta, ei kiertoradan lievästä soikeudesta – ja kun sanotaan, että nyt on kesä, niin kannattaa muistaa, että eteläisellä pallonpuolella on nyt talvi.

Radan soikeus vaikuttaa kuitenkin siihen, että laskennallisesti täällä pohjoisella pallonpuolella kesä on viisi päivää pitempi kuin talvi; ratanopeus kun on kaukana ollessa hieman pienempi.

Tätä kiertoradan kaukaisinta pistettä kutsutaan apheliksi. Pohjana on kreikan sanat apo, joka tarkoittaa "kaukana", ja helios, joka puolestaan tarkoittaa Aurinkoa. Aurinkoa kiertävän radan läheisin piste sen sijaan on nimeltään periheli sanan peri, eli "lähellä" mukaan. Näitä sanoja muutetaan aina sen mukaan, mitä kappaletta kierretään: esimerkiksi Maan tapauksessa nämä ovat apoogeum ja perigeum.

Otsikkokuvassa on Aurinko kuvattuna tänään Big Bearin aurinko-observatoriolla GONG-teleskoopilla. Kuva näyttää Auringon näkyvän valon alueella ja kuten näkyy, ei siinä ole juurikaan tänään pilkkuja. Olemme Auringon aktiivisuusminimissä.

Tagit

taivaanmekaniikka

kiertorata

aurinko

Vuodenaikojen kierto johtuu Maan akselin kaltevuudesta, ei etäisyydestä Aurinkoon. Olemme itse asiassa keskitalvella lähempänä Aurinkoa kuin kesällä.

Talvipäivänseisaus on tunnetusti vuoden lyhin päivä. Aurinko on nyt Kauriin kääntöpiirin yläpuolella, eli niin etelässä kuin mahdollista. Se porottaa suoraan yläpuolelta vuorokauden kuluessa Australiassa, Etelä-Afrikassa ja Chilessä.

Talvipäivänseisaus sattuu joka vuosittain 21.-22.12. välisenä aikana:

Vuosi	Talvipäivänseisaus
2020	21.12. klo 12.02
2019	22.12. klo 06.19
2018	22.12. klo 00.23
2017	21.12. klo 18.28
2016	21.12. klo 12.44
2015	22.12. klo 06.48
2014	22.12. klo 01.03
2013	21.12. klo 19.11

Meillä Pohjolan perukoilla taas saadaan mahdollisimman vähän elintärkeää valoa. Ja sekin vähä saapuu pinnalle hyvin loivassa kulmassa, joten lämmitys- ja valaistusvaikutus on minimissään. On kaamoksen aika.

Maapallon valaistusolosuhteet talvipäivänseisauksen aikaan

Yllä Maan valaistusolosuhteet talvipäivänseisauksen aikaan. Puolen vuoden kuluttua Maa on siirtynyt Auringon toiselle puolelle (tässä kuvassa valo tulisi oikealta).

Maapallo pyörii akselinsa ympäri vuodesta toiseen erittäin vakaan hyrrän lailla. Vaikka planeetta kiertää samalla myös radallaan Auringon ympäri, "hyrrän tikun" suunta ei muutu. Sen Suomea lähinnä oleva pää (eli pohjoisnapa) osoittaa aina Pohjantähteen. Koska talvipäivänseisauksen aikaan Pohjantähti on hieman poispäin Auringosta, me täällä hyrrän yläosissa saamme vain vähän valoa. Vastapainoksi Australiassa on paraikaa menossa varsin lämmin kesä.

Planeetta kuitenkin jatkaa lähes lähes pyöreällä radallaan eteenpäin. Hyrrän akseli alkaa näennäisesti hivuttautua takaisin kohti Aurinkoa. Päivät pitenevät pohjolassa ja lyhenevät päiväntasaajan tuolla puolen. Neljännesvuoden kuluttua akseli osoittaa radan suuntaisesti, ja päivä ja yö ovat joka puolella planeettaa täsmälleen yhtä pitkät. Kolmen lisäkuukauden päästä on juhannus, ja pohjoisnapa osoittaa mahdollisimman lähelle Aurinkoa. Australialaisille on tullut talvi.

Nyt ollaan lähellä Aurinkoa

Maan akselin suunta ei itse asiassa ole täysin vakio. Tällä hetkellä pienenee 0,013 astetta sadassa vuodessa, kiitos muiden planeettojen rataa epätasapainoittavan vaikutuksen. Vuosituhansien aikana akselin kaltevuus vaihtelee edestakaisin 22 ja 24,5 asteen välillä. Hyrrän tikun suuntakin muuttuu hitaasti: Vajaan tuhannen vuoden kuluttua se osoittaa jo lähemmäs Kefeuksen tähtikuvion Alraita kuin Pohjantähteä.

Myös etäisyytemme Aurinkoon vaihtelee. Sillä ei kuitenkaan ole juuri vaikutusta vuodenaikoihin tai lämpötiloihin.

Keskitalvisin Maa on itse asiassa viitisen miljoonaa kilometriä lähempänä Aurinkoa kuin kesäisin. Tarkka aika lähimpään pisteeseen eli periheliin vaihtelee hieman, mutta sattuu aina tammikuun kolmannen päivän tienoille.

Aurinko siis lämmittää planeettaa enemmän talvemme aikaan kuin kesäisin. Akselin kaltevuus ja sitä kautta Auringon valon suunta vaikuttaa kuitenkin huomattavasti enemmän paikallisiin olosuhteisiin. Talvi täällä on, vaikka planeetta saakin enemmän energiaa.

Valomäärän eroja vuodenaikojen välillä voi ihastella vaikkapa allakin olevalta nopeutetulta videolta.

Juttu on alunperin julkaistu vuonna 2013, mutta se on ajankohtainen joka vuosi. Seisauksen päivämäärät on lisätty kullekin vuodelle erikseen.

Tagit

Vastikään löydetty asteroidi on Maan näennäiskiertolainen ainakin muutaman vuosisadan ajan.

Huhtikuussa löydetty 2016 HO₃ -nimellä tunnettu asteroidi pysyttelee vuosisatojen ajan lähellä Maata. Se vaikuttaa olevan kaikkein lähin ja pysyvin asteroidikumppanimme.

2016 HO₃:n etäisyys Maasta vaihtelee 40:n ja 100:n Kuun etäisyyden välillä (15–38 milj, km). Asteroidin läpimitaksi arvellaan muutamia kymmeniä metrejä, enintään sata.

Vaikka siltä näyttääkin, asteroidi ei kuitenkaan varsinaisesti kierrä Maata. Se on "näennäissateelliitti", joka kiertää Maan tavoin Aurinkoa, mutta rata kiertyy myös Maan ympäri. Lisätietoa näennäiskiertolaisista löytyy aiemmasta jutustamme.

Vastaavia asteroideja tunnetaan muutamia muitakin. 2016 HO₃ on kuitenkin niistä tällä hetkellä kaikkein pysyvin. Se on "kiertänyt" Maan ympäri noin sata vuotta ja pysyy tuolla radallaan ainakin tulevien muutamien satojen vuosien ajan. Näennäissatelliitina olo on kaikille asteroideille vain väliaikainen vaihe, joka tosin saattaa toistua lukemattomia kertoja asteroidin elinaikana.

Alla havainnollistus 2016 HO₃:n radasta:

2016 HO₃ tai jokin muu näennäissatelliittimme voi hyvinkin vielä olla lähemmän asteroiditutkimuksen tai peräti -louhinnankin kohde. Ehkäpä sellaiselle päästään joskus miehitetyillä lennoillakin.

Minkäänlaista törmäysuhkaa 2016 HO₃ ei näillä näkymin luo.

Asteroidi löytyi huhtikuun lopulla Havaijilla sijaitsevalla Pan-STARRS 1 -teleskoopilla.

Juttu perustuu Jet Propulsion Laboratoryn tiedotteeseen.

Otsikkokuvassa ei ole asteroidi, vaan kuvataiteilijan näkemys asteroidilouhintatapahtumasta. Kuva: David Santaolalla.

Tagit

Tänään iltapäivällä vähän kello kahden jälkeen Dawn asettui Ceres-kääpiöplaneettaa kiertävälle radalle. Tosin jos joku olisi ollut luotaimen kyydissä, sitä ei olisi edes huomannut. Tässä tapauksessa kiertoradalle asettuminen tarkoittaa sitä, että luotain joutui Cereksen vetovoimavaikutuksen piiriin siten, ettei se pääse "karkuun" ilman moottoreidensa apua.

Se ei kuitenkaan ole tarkoituskaan, sillä tulevien kuukausien, mahdollisesti jopa parin vuoden ajan, Dawn tutkii tarkoin Aurinkokunnan sisintä kääpiöplaneettaa. Jo nyt luotaimen välittämät kuvat ovat muuttaneet Cereksen varhaisissa otoksissa erottuvasta pienestä valopisteestä – alla oleva kuva on Dawn-luotaimen ensimmäinen kuva Cereksestä heinäkuulta 2010 – maailmaksi, jonka pinnanmuodot ovat vähintään yhtä arvoituksellisia kuin luotaimen aiemmin tutkiman Vesta-asteroidin.

Vaikka Dawn on nyt Cerestä kiertävällä radalla, etäisyys pienenee melko hitaasti. Kuten edellisessä Ceres-jutussamme kerrottiin, luotain lähestyy kääpiöplaneettaa yöpuolelta hitaasti ja varovaisesti. Ratakaavioon on merkitty menneiden vaiheiden lisäksi myös tulevia.

Seuraava virstanpylväs ("Optival Navigation" eli OpNav 6) on vasta reilun kuukauden kuluttua eli 10. huhtikuuta. Silloin luotain tarkistaa jälleen kerran ottamiensa kuviensa perusteella, että se on lasketulla radalla. Etäisyyttä Cerekseen on tuolloin 33 000 kilometriä ja sen valaistusta puoliskosta näkyy 17 prosenttia. Kuvien erotuskyky on noin kolme kilometriä.

Neljä päivää myöhemmin eli 14. huhtikuuta on vuorossa Opnav 7, jolloin etäisyys on kutistunut jo 22 000 kilometriin ja erotuskyky petraantunut hieman yli kahteen kilometriin. Tilannetta parantaa myös se, että valaistusta puoliskosta näkyy melkein puolet, 49 prosenttia. Sen jälkeen etäisyys jälleen kasvaa, mutta samalla Dawn siirtyy kääpiöplaneetan päivän puolelle.

Kuluvan vuoden lopulla luotaimen rataa on alennettu siten, että sen etäisyys Cereksen pinnasta on alle 400 kilometriä. Kuitenkin jo paljon sitä ennen kuvien erotuskyky on niin hyvä, että todennäköisesti vaaleiden laikkujen ja kirkkaiden "valopisteiden" olemus on saatu selvitettyä. Ja epäilemättä Cereksestä ja sen ominaisuuksista saadaan paljon muutakin tietoa.

Tiedetuubi seuraa lennon vaiheita tiiviisti.

Tagit

Tilaa aihepiirin kiertorata RSS-syöte