aurinkomyrsky

Taas uusi suomalaissatelliitti: Sunstorm lähetetään tarkkailemaan aurinkomyrskyjä

La, 05/18/2019 - 20:51 Jari Mäkinen
Sunstorm avaruudessa

Suomalaiset startup-yritykset Isaware ja Reaktor Space Lab tekevät uudenlaista teknologiaa avaruussään ennustamiseen. Euroopan avaruusjärjestön tilaama ainutlaatuinen tutkimuslaite ja sitä varten mittatilauksena tehty nanosatelliitti lähetetään avaruuteen hieman yli vuoden kuluttua.

Hanke on nyt ajankohtainen, koska tämä kokonaan suomalaisvoimin tehtävä mittalaite läpäisi Euroopan avaruusjärjestön tekemän tiukan katselmuksen tiistaina.

Kyseessä on laite, joka havaitsee Auringosta tulevia voimakkaita roihupurkauksia ennen näkemättömällä tarkkuudella röntgensäteiden aallonpituusalueella. Purkaukset näkyvät röntgenalueella hyvin ja havaintojen avulla voidaan ennustaa varsin tarkasti purkausten mahdollisesti maapalloon osuvia avaruusmyrskyjä.

Tarkat tiedot mahdollisesti vaarallisista aurinkopurkauksista voivat ihmishenkien turvaamisen lisäksi säästää miljardeja euroja, kun avaruusmyrskyihin voidaan varautua ennalta; kun niistä saadaan ennakkovaroitus, voidaan myrskyn haittavaikutuksia  nykyajan automatisoidussa yhteiskunnassa vähentää.

Avaruusmyrskyt häiritsevät ja saattavat katkaista radioliikennettä, sekoittaa satelliittipaikannuslaitteita, kuormittaa sähkönsiirtoverkkoa, nopeuttaa öljy- ja kaasuputkien korroosiota sekä aiheuttaa kohonnutta riskiä mm. lentoliikenteessä̈ ja avaruusmatkailussa. Pahimmillaan avaruusmyrskyt voivat jopa tuhota verkkoyhteyksiä̈, elektroniikkaa ja satelliitteja.

Suomalaissatelliitin mukaan laitettava Sunstorm-mittalaite on  tieteelliseen tarkkuuteen pystyvä, avaruuskäyttöön soveltuva miniatyrisoitu röntgenspektrometri.

Laitteen avulla osoitetaan tekniikan toimivan avaruudessa, minkä jälkeen samaan teknologiaan perustuva laitteita voidaan asentaa tuleviin, operationaalisiin avaruussääsatelliitteihin.

Sunstorm-mittalaite on alumiinipintainen. Satelliitin runko on musta.

Sunstorm-mittalaite on alumiinipintainen laatikko etualalla. Satelliitin runko on musta kappale taustalla. Paksu johto menee testilaitteistoon, eikä sitä ole lopullisessa satelliitissa.
-

“Instrumentti on täysin käyttövalmis konsepti tulevaisuuden avaruussäämonitorialustoille”, toteaa tohtori Juhani Huovelin, Isaware:n hallituksen puheenjohtaja.

Instrumenttia suunnitellaankin jo käytettäväksi Euroopan avaruusjärjestön ja Yhdysvaltain avaruussääpalvelusta vastaavan NOAA:n uusissa avaruussäämissioissa.

Pienikokoinen ja edullinen nanosatelliitti sopii erinomaisesti nopeaan ja kustannustehokkaaseen teknologiatestaamiseen. Noin kenkälaatikon kokoinen, niin sanottu kahden yksikön CubeSat  perustuu Reaktor Space Labin nyt avaruudessa olevaan Hello World -satelliittiin ja sen perusteella kehitettyyn, myös ESA:n tilaamaan W-Cube -satelliittiin.

“Yhteiskunnan nojatessa enemmän ja enemmän paikannuspalveluihin ja tietoliikenteeseen avaruussään ilmiöiden ennustaminen on tärkeämpää kuin koskaan ennen. Tässä kehityksessä Suomella on avainasema ja mahdollisuus olla maailman johtava avaruussäätoimija.”, kertoo Reaktor Space Labin toimitusjohtaja Tuomas Tikka.

Noin 800 000 euroa kokonaisuudessaan maksavan hankkeen rahoittajina toimivat Euroopan avaruusjärjestö ESA sekä Business Finland.

Hanke tuo vastaisuudessa sijoituksia takaisin paitsi parantuneina avaruussääennusteina, niin myös kaupallisesti: myös muita mittalaitteita voidaan lennättää avaruuteen nopeasti ja edullisesti mm. suomalaistekoisin nanosatelliitein. Sunstorm-konseptia voidaan myös käyttää  uuden sukupolven hajautettuna instrumenttiverkostona.

16.5. pidetyn tilaisuuden puhujat: (vasemmalta) Juha-Pekka Luntama, Janne Kuhno, Juhani Huovelin, Kimmo Kanto ja Ari-Matti Harri.

16.5. pidetyn tilaisuuden puhujat: (vasemmalta) Juha-Pekka Luntama, Janne Kuhno, Juhani Huovelin, Kimmo Kanto ja Ari-Matti Harri.
-

Aurinko on elämänantajamme ja myös suuri uhka

Elämä maapallolla ei olisi mahdollista ilman Aurinkoa, sillä lähes kaikki energiamme on peräisin suorasti tai epäsuorasti siitä.

Hyvin aktiiviseksi äityvä Aurinko voi olla myös uhka, koska se saa aikaan voimakkaita avaruusmyrskyjä ja geomagneettisia häiriöitä.

"Tekninen yhteiskuntamme on aiempaa haavoittuvampi avaruusmyrskyille", totesi Euroopan avaruusjärjestön Avaruusturvallisuusohjelman avaruussääpalvelun vetäjä Juha-Pekka Luntama torstaina 16.5. pidetyssä Sunstorm -esittelytilaisuudessa.

"Myrskyille emme voi mitään, mutta aiempaa tarkempi ja parempi Auringon tarkkailu auttavat meitä varautumaan paremmin avaruusmyrskyihin."

Auringon aktiivisuuden odotetaan lisääntyvän vuoden 2019 aikana ja saavuttavan seuraavan huippunsa noin vuonna 2024.

Auringon koronan massapurkaukset, eli suuret hiukkasryöpyt Auringon koronasta aiheuttavat häiriöitä ja voivat vaurioittaa elektroniikkaa, lamauttaen teknisiä järjestelmiä pahimmillaan hyvin laajoilla alueilla.

Vuonna 1989 tapahtunut aurinkomyrsky esti miljoonien kanadalaisten sähkönsaannin keskellä talvea.

Mitatun historian voimakkain avaruussäämyrsky oli ns. Carringtonin myrsky vuonna 1859, jolloin muun muassa Yhdysvaltain eteläosissa lennättimien johdot kipunoivat ja lennätintoimistoja syttyi palamaan. Revontulet näkyivät Karibialla asti.

Jos vastaavanlainen avaruusmyrsky pääsisi yllättämään nyt, olisi massiivisia vaikutuksia, joiden kustannukset nousisivat varovaistenkin arvioiden mukaan satoihin miljardeihin euroihin.

Siksi Euroopan avaruusjärjestö suunnittelee uutta satelliittia, joka sijoitettaisiin avaruuteen niin sanottuun Lagrangen viidenteen tasapainopisteeseen, mistä se pystyy näkemään "sivusta" Auringosta kohti Maata tulevia hiukkaspilviä sekä voisi havaita Auringon pintaa ennen, kuin se Auringon pyöriessä kääntyy kohti meitä. Näin saisimme ennakkotietoa mahdollisesti vaarallista aktiivisuusalueista Auringon pinnalla.

Eräs satelliitin havaintolaitteista on Sunstorm, joka pystyisi analysoimaan roihupurkauksiksi kutsuttujen magneettisten räjähdysten yhteydessä syntyviä röntgenpulsseja lähes kirurgisen tarkasti. Näitä purkauksia voidaan havainnoida vain avaruudessa olevalla mittalaitteella.

ESA, Nasa ja muut avaruusjärjestöt ovat jo pitkään kehitelleet teknologioita Auringon röntgensäteilyn havaitsemiseen. ESA:n vertailussa suomalainen röntgeninstrumentti oli selkeä voittaja ja vuoden 2017 lopulla Euroopan Avaruusjärjestö käynnisti konseptille yhden historian nopeimmista avaruusinstrumentin kehitysprojekteista.

Tuloksena oli Sunstorm 1, jonka kehitti suomalainen teollisuustiimi Isawaren johdolla vain 16 kuukauden aikana. Instrumentti on tarkoitus laukaista avaruuteen Reaktor Space Labin tekemällä nanosatelliitilla vuonna 2021.

Teollisuustiimiin kuuluvat Isaware, Aboa Space Research Oy, Oxford Instruments Technologies sekä Talvioja Consulting.

Suomi on muutenkin voimakkaasti mukana paitsi avaruussään tutkimuksessa, niin myös sen konkreettisessa seurannassa. Ilmatieteen laitos johtaa kansainvälistä, kansainvälisen siviili-ilmailujärjestä ICAO:n tilaamaa PECASUS-avaruussääpalvelukeskusta. "Se edistää avaruussään rutiininomaista ennustamista ja valvontaa", kuvailee Ari-Matti Harri, PECASUS-konsortion koordinattori. 

Sen avulla liikenneilmailu voi varautua avaruussään mahdollisiin vaaroihin, jotka ovat olennaisia etenkin lähellä napa-alueita. Voimakkaiden geomagneettisten myrskyjen aikaan lentomiehistöt voivat päättää lentää matalammalla tai muuttaa reittiä. jotta koneen miehistöön ja matkustajiin kohdistuisi vähemmän avaruudesta tulevaa säteilyä.

Seppo Korpela ja Janne Kuhno esittelevät Sunstromia.

Seppo Korpela ja Janne Kuhno esittelevät Sunstromia; toukokuun alussa instrumentin toiminnallinen testimalli ja satelliitin mallikappale liitettiin ensimmäisen kerran yhteen. Laitteet on tehty ennätyksellisen nopeasti.
-

"Uusi avaruus" on suuri mahdollisuus Suomelle

Sen jälkeen, kun ensimmäiset suomalaistekoiset satelliitit lähetettiin avaruuteen kevätkesällä 2017, on Maata kiertämään lähetetty kaikkiaan kuusi satelliittia. Rakenteilla on useita,  ja nyt esitelty aurinkotutkimussatelliitti on viimeisin lisä tähän listaan.

"Suomalainen avaruusala voi nykyisin hyvin ja uusia yrityksiä sekä innovaatioita syntyy koko ajan", iloitsi Business Finlandin avaruusasioista vastaava johtaja Kimmo Kanto tilaisuudessa.

"Elinkeinoministeriö on tunnistanut digitaalisuuden ja uuden teknologian luomat uuden kasvun mahdollisuudet, ja avaruussovellukset ovat olennainen osa tätä. Suomen voimassa olevat sitoumukset Euroopan avaruusjärjestön ohjelmiin ovat pitkäkestoisia ja nykyinen rahoitustaso kattaa näiden käynnissä olevien ohjelmien kustannukset vuoteen 2023 asti."

"Alan voimakkaan kasvun ja vaikuttavuuden vuoksi toivomme, että tähän saataisiin tasokorotus, joka mahdollistaisi Suomen osallistumisen uusiin New Space -toimintaa tukeviin ohjelmiin ESA:n ministerikokouksessa marraskuun lopussa.”

Vuonna 2016 perustettu Reaktor Space Lab on laajentanut toimintaansa voimakkaasti ja tekee parhaillaan kolmea satelliittia.

Samana vuonna perustettu Isaware puolestaan on osoittanut, että avaruustutkimuksessa kerätty tietotaito voi tuoda kiinnostavia sovelluksia maanpäällisissä käyttötarkoituksissa. Yhtiö kehittää neuroverkkoja ja koneoppimista hyödyntäviä ratkaisuja mm. turvallisuusalan, pelastustoimen ja ihmisvirtojen seurannan tarpeisiin, joiden juuret ovat tieteellisen tiedon käsittelyssä.

Lapin puut kertovat vuosirenkaissaan, miten ajanlaskumme ajan rajuin aurinkomyrsky iski Suomeen

To, 09/06/2018 - 23:53 Toimitus

Se oli valtava tapaus, jonka vaikutuksia nähtiin varmasti ympäri maapallon. Jättimäinen aurinkomyrsky iski Maahan keväällä vuonna 774, ja jos vastaavaa tapahtuisi nyt, olisivat vaikutuksen dramaattisia: satelliitit sekoaisivat, sähköverkot löisivät kipinää, avaruuslentäjät joutuisivat tulemaan pikapikaa turvaan ja revontulet loimuaisivat taivaalla tropiikkia myöden.

Maan magneettikenttä ohjaa aurinkomyrskyjen hiukkaset maan ilmakehään pääosin arktisten alueiden kautta. Ilmiön näkyvin seuraus ovat revontulet.

Tarpeeksi suurienergiset hiukkaset voivat tuottaa ilmakehässä ydinreaktioiden kautta myös hiilen radioaktiivista isotooppia eli radiohiiltä (14C). Radiohiili liittyy osaksi ilmakehän hiilidioksidia ja päätyy yhteyttämisen kautta puun vuosirenkaisiin eli vuosilustoihin.

Hiljattain Japanissa havaittiin, että puun vuosilustoissa näkyy poikkeuksellinen radiohiilipitoisuuden nousu vuonna 775. Helsingin yliopiston ja Luonnonvarakeskuksen (Luke) tutkijat keksivät, että lähempänä magneettista pohjoisnapaa tapaus näkyisi vielä paremmin puissa.

Siispä tutkijat katsoivat kohti Lappia ja ottivat mukaan kollegoita Oulun yliopistosta. Tutkimuksesta uutisoitiin jo keväällä 2017 myös täällä Tiedetuubissa, mutta nyt sen perusteella syntynyt artikkeli julkaistiin Nature Communications -julkaisusarjassa.

Luken kokoama vuodentarkka puun kasvunvaihtelun kronologia, eli lustokalenteri, teki tutkimuksen varsin helpoksi. Sellaisenaan säilyneiden runkojen lustosarja kattaa viimeiset 7600 vuotta. Puut on nostettu sukeltaen pienistä pohjoisen järvistä, joista Luke on kerännyt ja taltioinut näytteitä 1990-luvulta saakka.

"Puu on menneisyyden muistitukki", toteaa Helsingin yliopiston Ajoituslaboratorion johtaja Markku Oinonen Luonnontieteellisestä keskusmuseosta Luomuksesta.

Puun vuosirenkaista on hänen johtamissaan hankkeissa viime vuosina tuotettu runsaasti isotooppimäärityksiä, joiden avulla on voitu selvittää moninaisia tapahtumia historiassa.

Radiohiilitieto saadaan puusta siten, että kunkin vuoden aikana kasvanut puumateriaali vuollaan erillisiksi näytteiksi, joista otetaan ensin selluloosa talteen, Se poltetaan ja jätökset pelkistetään kemiallisesti puhtaaksi hiileksi, josta radiohiilen osuus pystytään määrittämään.

Nyt julkaistussa tutkimuksessa tätä ajanmääritystyötä tekivät Luonnonvarakeskuksen Rovaniemen laboratorio ja Helsingin yliopiston Ajoituslaboratorio sekä Kiihdytinlaboratorio.

Vahvin signaali arktisilla alueilla

"Näemme vuoden 775 tienoolla voimakkaimman radiohiilisignaalin juuri Lapin puiden vuosirenkaissa, ja pienimmän matalilla leveysasteilla", kertoo hankkeessa mukana ollut tohtorikoulutettava Joonas Uusitalo.

Tutkimuksessa havaittu radiohiilisignaalin vaihtelu eri leveysasteilla ja lyhyt kesto viittaavat vahvasti Aurinkoon ilmiön alkulähteenä – vastaavaa ei muu taivaallinen ilmiö, kuten vaikkapa supernova, gammapurkaus tai komeetta saisi aikaan.

Radiohiilipitoisuudet määritettiin useiden vuosien ajalta sekä ensimmäistä kertaa kunkin vuoden sisäisesti kevät- ja kesäpuusta. Tulosten tulkinnassa hyödynnettiin Oulun yliopiston tutkijoiden kehittämää teoreettista mallia radiohiilen synnystä.

Näiden tulosten mukaan aurinkopurkaus tapahtui jo kevään 774 aikana.

"Kyseessä on voimakkain tunnettu aurinkomyrsky. Jos vastaava tapahtuisi nyt, se johtaisi dramaattisiin seurauksiin, kuten nykyaikaisten navigaatio- ja viestintäsatelliittien vaurioihin ja astronauttien kuolemiin avaruudessa, hehkuttaa professori Ilja Usoskin Oulun yliopistosta.

Aivan näin dramaattisia eivät vaikutukset kuitenkaan olisi, koska myrskyn tulo pystytään nyt ennustamaan ja sen mukaisesti satelliittien operointia voidaan muuttaa sekä avaruuslentäjät kutsua palaamaan hätpikaa alas Maan kamaralle turvaan. Suurimmat vaikutukset olisivat todennäköisisti sähköverkoissa, joihin avaruusmyrsky alkaa indusoida sähköä. Siis sen sijaan, että voimalaitokset tuottavat sähköä ja verkko kuluttaisi sitä, kävisi juuri päinvastoin: sähköverkkoon alkaisi muodostua sähköä, jota verkosta alkaisi tunkea kohti voimalaitoksia. Siinä voisi käydä köpelösti.

Vakavien seurausten vuoksi on tärkeää arvioida aurinkomyrskyjen voimakkuutta ja mahdollista esiintymistiheyttä. Professorin mukaan näin voimakkaat aurinkomyrskyt ovat onneksi hyvin harvinaisia, niiden esiintymistiheys on yksi useiden tuhansien vuosien aikana. Vastaava voi kuitenkin tapahtua milloin tahansa.

Lähes yhtä voimakkaita aurinkomyrskyjä tapahtuu paljon useammin, mutta onneksi maapallo ei ole osunut sellaisen kohdalle sitten vuoden 1859. Silloin Maahan osui tuorein todella voimakas geomagneettinen myrsky. Toissa vuonna vastaava meni läheltä ohitsemme avaruudessa.

"Lapin puut tarjoavat erittäin herkän 'välineen' tutkia menneisyyden aurinkomyrskyjä", professori Usoskin toteaa. Arktiselta alueelta saatu vahva signaali korostaa pohjoisen puista kootun vuosilustokalenterin merkitystä Auringon aiemman käyttäytymisen tutkimuksessa.

Tarkkoja ajankohtia menneisyyden tapahtumille

"Tavoitteenamme on edelleen laajentaa vuosirengastutkimusta alkuaineanalyysien ja tiheysmittausten suuntaan", Oinonen kaavailee.

"Tällöin pystymme tuottamaan ainutlaatuisia sormenjälkiä puun vuosirenkaissa näkyvien ilmiöiden ajankohdista, kuten tulivuorten purkauksista, metsäpaloista ja saasteista."

Nyt julkaistu tutkimus on tehty Helsingin yliopiston Ajoituslaboratorion ja Luonnonvarakeskuksen konsortiohankkeena ja mukana on ollut Oulun yliopiston, Sodankylän geofysiikan observatorion, ja Pietarin Ioffe-instituutin tutkijoita.

*

Juttu on Helsingin yliopiston tiedote

edioituna ja täydennettynä.

Aalto-1 mittaa säteilyä avaruudessa

Ensimmäinen virallisesti suomalainen satelliitti, Aalto-1, on ollut avaruudessa nyt hieman yli neljä kuukautta. Sinä aikana se on otettu käyttöön ja sen kaikki järjestelmät on tarkistettu.

Se on aloittanut myös kunnolliset toimet avaruudessa – ja tuloksena on ollut jo kättelyssä hyvin kiinnostavia tuloksia: kiitos syyskuun voimakkaiden avaruusmyrskyjen, on satelliitissa oleva turkulaistekoinen säteilymittari RADMON saatu kalibroitua ja sillä päästiin tekemään mittauksia.

 

Ensimmäiset kunnolliset mittaukset tehtiin 4. – 6. syyskuuta Maahan osuneen geomagneettisen myrskyn aikana. Silloin amerikkalaisen NOAA:n GOES-satelliitin tekemien havaintojen avulla RADMONin havainnot pystyttiin tarkistamaan ja kalibroimaan.

Heti sen jälkeen, 6. – 8. syyskuuta tulleen toisen aurinkopurkauksen aikaan RADMON pääsi havaitsemaan myös kiinnostavaa protonimyrskyä, joka sai myös satelliitin päätietokoneen yskimään. Tietokone ja samalla koko satelliitti meni hetkeksi pois päältä, mutta käynnistyi normaalisti ja jatkoi toimintaansa hyvin. Vaikka tapaus ei tunnu hyvältä, lisää se luottamusta Aalto-1:n järjestelmien toimintaan ja vikasietokykyyn.

Lisäksi yhdistämällä tietokoneiden ja satelliitin systeemien säteilystä johtuneita toimintahäiriöitä RADMONin havaintoihin saadaan kiinnostavaa lisätietoa siitä, miten säteily vaikuttaa Aalto-1:n kaltaiseen pikkusatelliittiin. Niitä kun ei ole suojattu säteilyä vastaan yhtä hyvin kuin suurempia satelliitteja.

Säteilymyrsky kuvana

Yllä olevassa ensimmäisen säteilymyrskyhavaintokampanjan mittauksia esittävässä kuvassa ja sivun animaatiossa näkyy hyvin myös niin sanottu Etelä-Atlantin anomalia. Tämä on jo pitkään tunnettu kohta maapallon ympärillä, missä sisempi Van Allenin vyöhyke tulee lähimmäksi maapallon pintaa, vain noin 200 kilometrin päähän siitä. Siksi siellä ympärillämme olevia energeettisiä hiukkasia pääsee tunkeutumaan lähemmäksi ja sen vuoksi siellä satelliititkin joutuvat kokemaan suurempia säteilytasoja joka kierroksellaan.

Kolmas kiinnostava magneettinen myrky tapahtui 13. – 15.9., jolloin RADMON pääsi todistamaan jännittävää ilmiötä, missä "myrskyävä" magneenttä sai säteilyvyön elektronit satamaan alas matalalle kiertoradalle ja ilmakehään.

Mittaukset ovat sen jälkeen jatkuneet ja sivun animaatio esittää viimeisimmän, 10. – 17. lokakuuta olleen aktiivisen ajan mittauksia. 

Nyt itse satelliitin toiminnassa huomio on kiinnitetty asennonsäädön aktivointiin, mikä on tarpeen muun muassa suurempitaajuuksisen, enemmän tietoa välittävän datalinkin käyttöönotossa sekä kuvien ottamisessa. Ilman nopeampaa linkkiä Otaniemen maa-aseman ja satelliitin välillä ei kuvia kannattaisikaan ottaa, sillä yhdenkin kuvan lataaminen alas tähän saakka käytössä ollutta linkkiä pitkin kestää pari viikkoa – tietoa kun saadaan alas paitsi hitaasti, niin myös vain muutaman kerran päivässä, kun satelliitti on Suomen päällä.

Aalto-1 havaitsi aurinkomyrskyä kiertoradalta

Pe, 09/08/2017 - 08:37 Jari Mäkinen

Kuten ennustettiin, iskeytyi keskiviikkona Auringosta pulpahtanut hiukkaspilvi maapalloon eilen illalla. Tämä pitkiin aikoihin voimakkain aurinkopurkaus sai aikaan G4-luokan geomagneettisen myrskyn, joka puolestaan sai aikaan kauniita revontulia.

G4 on jo varsin voimakas myrsky, joka voi aiheuttaa jännitevaihteluita sähkönsiirtoverkoissa, häiriöitä satelliittipaikannuksessa sekä katkoja tietoliikenneyhteyksissä. Myrsky alkoi noin klo 2 yöllä ja oli voimakkaimmillaan aamulla viiden jälkeen Suomen aikaa.

Ilmatieteen laitoksen avaruussäätiedote kertoo, että saapuneen massapurkauksen nopeus oli 800 km/s ja magneettikenttä yli 30 nT etelänsuuntaan mikä sai aikaan tämän vakavan geomagneettisen myrskyn toisin kuin torstain aamuyöllä saapunut massapurkaus, jonka nopeus oli selvästi pienempi ja magneettikenttä vahvasti pohjoisen suuntaan.

Nyt myrsky on laantunut, mutta aktiivisuus on edelleen koholla ja esimerkiksi taivaalle kannattaa edelleen tähytä illalla revontulien toivossa.

Suomalaishavaintoja avaruudesta

Tätä myrskyä ennen keskiviikkona osui Maahan aikaisempi, maanantaina tapahtuneesta aurinkopurkauksesta lähtenyt hiukkaspilvi. Se synnytti Suomen seutuvilla hieman odotettua vähemmän revontulia, mutta siitä huolimatta vaikutukset Maan lähiavaruuteen olivat olennaisia. 

Tätä geomagneettista myrskyä pystyttiin hyvin havaitsemaan myös suomalaisvoimin avaruudesta: Aalto-1 -satelliitissa oleva Turun yliopiston rakentama hiukkasilmaisin RadMon teki havaintoja koko keskiviikon ja torstain välisen yön ja sen otsikkokuvassa olevat alustavat tulokset näyttävät selvästi voimakkaita lukemia juuri revontuliovaalien kohdalla. 

Lisäksi mittauksissa näkyy hyvin ns. Etelä-Atlantin anomalia, keskimääräistä voimakkaampi säteilyalue lähiavaruudessa, joka osuu juuri eteläisen Atlantin päälle.

Jättimäinen aurinkomyrsky oli tuhota maapallon vuonna 774 – nyt tapaus tunnetaan paremmin

To, 04/06/2017 - 18:14 Toimitus

1200 vuotta sitten tapahtui poikkeuksellisen voimakas Auringon hiukkasmyrsky, voimakkain viimeisten kymmenentuhannen vuoden aikana. Se aiheutti häiriöitä napaseudun stratosfäärissä vähintään yhden vuoden ajan, nosti pohjoisen pallonpuoliskon talvilämpötiloja usealla asteella ja nyt se on mallinnettu.

Auringon hiukkasmyrskyt ovat satunnaisia, voimakkaiden auringonpurkausten aiheuttamia tapahtumia, joilla on erilaisia vaikutuksia Maahan.

Leudoimmillaan ne vain saavat aikaan pientä vipinää lähiavaruudessa Maan luona, mutta toisinaan – kuten alkuviikosta – ne aiheuttavat toimintahäiriöitä ja -katkoksia nykyaikaisiin navigaatio- ja viestintäjärjestelmiin. Joskus niistä tulee myös säteilyvaara astronauteille ja napa-alueen ylittävien suihkukoneiden miehistöille ja matkustajille.

Tällaisia tapahtumia on havaittu viime vuosikymmenten aikana tuhansia, ja jotkin niiden vaikutuksista on arvioitu vaarallisiksi.

Pahimmillaan aurinkomyrsky saa aikaan hyvinkin suuria häiriöitä jopa maapallon pinnalla, ja saisi aikaan kenties katastrofaalisia ongelmia nykyaikaisille sähkölaitteille. 

Nähtävästi vuonna 774 tapahtui tällainen geomagneettinen myrsky, joka nyt tapahtuessaan sysäisi yhteiskunnat ympäri planeettamme täyteen kaaokseen.

Tuosta tapahtumasta ei luonnollisesti ole suoria mittaustuloksia, mutta epäsuorasti käyttämällä pohjoisen ja eteläisen napaseudun jääkerrostumista mitatusta kosmisesta beryllium-10:stä ja puiden vuosirenkaiden radiohiilestä (hiili-14) saatua dataa on kansainvälinen tutkijaryhmä onnistunut osoittamaan, että hiukkasmyrsky oli todella raju tapaus. 

Tulosten perusteella voi ennustaa luotettavasti kymmenientuhansien vuosien ajanjaksolla pahinta mahdollista uhkaa, jonka auringonsäteily aiheuttaa. Tuloksen perusteella voidaan asettaa havaintorajat ankarien Auringon hiukkasmyrskyjen riskinarviointiin.

Maa säästyi vain onnella

Kansainvälinen tutkimuskonsortio, johon kuuluu 11 ryhmää kuudesta maasta (Australia, Italia, Japani, Suomi, Sveitsi ja Venäjä) on sveitsiläisten ja suomalaisten tieteilijöiden johdolla tutkinut, mitä ilmastollisia vaikutuksia tuolla voimakkaimmalla tunnetulla Auringon hiukkasmyrskyllä oikein oili.

Se siis tapahtui yli 1200 vuotta sitten, vuoden 774 myöhäiskeväällä tai alkusyksyllä. Samaan aikaan kun Kaarle Suuri oli valloitusretkillään nykyisen Pohjois-Italian alueella, rykäisi Aurinko pinnaltaan erittäin voimakkaan purkauksen.

Onneksi se tapahtui toisella puolella Aurinkoa Maasta katsottuna, sillä suora osuma maapalloon olisi todennäköisesti saanut aikaan liki maailmanlopun.

Tuytkijaryhmä on arvioinut tapahtuman ilmakehälliset ja ilmastolliset vaikutukset ja osoittanut, että vastaava geomagneettinen myrsky voisi häiritä napaseudun stratosfääriä vähintään yhden vuoden ajan. Se johtaa paikallisiin pintalämpötilan muutoksiin, jotka nostavat pohjoisen pallonpuoliskon talvilämpötiloja jopa useita asteita.

Oulun yliopistoa tutkimuksessa edustivat tohtorikoulutettava Eleanna Asvestari ja professori Ilya Usoskin, jotka työskentelevät ReSoLVE Centre of Excellence -yksikössä. He tuottivat yksityiskohtaisia ja tämänhetkistä huipputasoa edustavia kosmisten radionuklidien synnyn ja siirtymisen mallinnuksia äärimmäisen tapahtuman aikana vuotta 775 vastaavissa olosuhteissa.

Tutkimus julkaistiin Nature Groupin Scientific Reports -sarjassa 28. maaliskuuta 2017.

Juttu perustuu Oulun yliopiston tiedotteeseen.

Revontulihälytys: Aukko Auringossa antaa toivoa kauniista taivasmaisemista

Ke, 12/07/2016 - 18:03 Jari Mäkinen

Pitkästä aikaa olosuhteet ovat taas otolliset revontulien näkymiseen, paitsi että lähipäiviksi sääennuste lupaa varsin kattavaa pilvisyyttä koko maahan. Silti taivaalle kannattaa kuikuilla loppuviikosta!

Ilmatieteen laitoksen avaruussääennusteen mukaan aurinkotuulen nopeus on nyt tavanomainen ja geomagneettinen aktiivisuus vähäistä, mutta huomisesta alkaen tilanteeseen on odotettavissa muutos.

"Pitempi nopean aurinkotuulen jakso alkanee torstain kuluessa ja jatkunee viikonlopun yli. Vähäiset geomagneettiset myrskyt (G1) ja niihin liittyvät revontulet ovat mahdollisia suuressa osassa Suomea loppuviikolla."

Nähtävästi huomenna ja ylihuomenna maapallon kohdalla on otsikkokuvassa näkyvän Auringossa olevan korona-aukon aiheuttama nopean ja hitaan aurinkotuulen alue, joka saa aikaan todennäköisesti kohtalaisen hyviä revontulia. Ne saattavat olla näkyvissä jopa eteläisessä Suomessa. Tämän häiriöalueen perässä seuraava nopea aurinkotuuli saattaa saada aikaan myös revontulia aina joulukuun 10. päivään saakka.

Siis: jos pilvissä on lähipäivien iltoina vähänkin aukkoja, kannattaa hilautua ulos taivasta katselemaan.  Ja jos olet lentomatkalla illalla tai yöllä Suomessa, etenkin pohjoisen puolella, niin pilvien päällä revontulten näkyminen on varsin todennäköistä!

Lisätietoja ajantasaisesta tilanteesta saa kätevimmin Ilmatieteen laitoksen Auroras Now! -palvelusta.

Otsikkokuva: NASA / SDO

Avaruusmyrsky tulee jo huomenna – revontulet leimuavat taivaalla varmasti

Ti, 12/29/2015 - 15:18 Jari Mäkinen

Auringossa eilen tapahtuneen massapurkauksen varsin suoraan kohti meitä sysäämä varattujen hiukkasten pilvi saapuu ennusteen mukaan Maan tienoille huomenna keskiviikkona.

Ilmatieteen laitoksen ennusteen mukaan sen arvioidaan saapuvan keskiviikkona noin klo 18 Suomen aikaa. Se taivaltaa planeettainvälisen avaruuden halki siis keskimääräistä nopeammin.

Massapurkaus saa varmasti aikaan revontulia ainakin pohjoisessa, missä todennäköisyys jopa avaruusmyrskylle on NOAA:n avaruussäätä ennustavan toimiston mukaan 60%. Lappiin on siis luvassa on joka tapauksessa ainakin keskiaktiivisia revontulia. 

Hyvin mahdollisesti myös eteläisessä Suomessa (ja vastaavilla leveysasteilla Venäjällä, Skandinaviassa ja kenties Baltiassakin) nähdään revontulia; aktiivisuudesta ei voi vielä sanoa mitään tarkkaa.

Revontulten näkyminen ja aktiivisuus riippuvat paitsi siitä, onko taivas pilvessä vai ei, niin myös siitä, osuuko massapurkaus Maahan silloin kun Suomessa on yö vai päivä. Näillä näkymin aktiivisuus siis alkaa huomenna pimeän juuri saavuttua Suomessa, joten siltä osin ennuste on hyvä.

Valitettavasti torstain vastaisena yönä on sääennusteen mukaan enimmäkseen pilvistä, mutta jos pilvipeite repeilee, kannattaa tarkkailla taivasta revontulten varalta.

"Kannattaa pitää mielessä, että massapurkauksen saapumisajankohtaa ei voi tunnin tarkkuudella ennustaa", Ilmatieteen laitoksen avaruustutkija Tiera Laitinen arvioi tiedotteessa. 

"Jos purkaus saapuu keskiviikkoiltana, kuten tämänhetkinen arvio on, ajoitus on ihanteellinen pitkäkestoiselle revontulinäytökselle Suomessa."

Massapurkauksen mentyä ohi Maa jäänee muutamaksi päiväksi nopeampaan aurinkotuulen virtaukseen, joka on peräisin Auringon pohjoisella puoliskolla olevasta laajasta koronan aukosta. Myös massapurkauksen vaikutus voi tuntua vielä uudenvuoden aattoiltana, joten silloin saattaa rakettien lisäksi taivaalla olla myös revontulia. 

Roihupurkauksen röyhäyttänyt kookas auringonpilkkuryhmä AR2473 on edelleen epästabiili ja sen ennustetaan purkautuvan vielä uudelleen lähipäivinä. NOAA:n päivitetyn ennusteen mukaan keskivoimakkaiden M-luokan purkausten todennäköisyys on 50% ja voimakkaimpien X-luokan purkausten 10%.

Se saattaa siis tuottaa vielä lisää väriloistoa taivaalle vuodenvaiheeksi.

Otsikkokuvassa on Aurinko tänään SDO-satelliitin kuvaamana ultraviolettisäteilyn aallonpituudella.

ESAn suomalaistutkija selittää aurinkomyrskytilannetta

To, 06/25/2015 - 00:04 Toimitus

Jo parin päivän ajan koholla ollut, Auringossa aktiivisesta pilkkuryhmästä AR2371 roihahtaneisiin purkauksiin liittyvä geomagneettinen aktiivisuus on jälleen heittänyt mittarien viisarit lähes tappiin saakka.

Euroopan avaruusjärjestössä Avaruussääosaston johtajana toimiva suomalainen Juha-Pekka Luntama on kertonut tuoreimpia tietoja käynnissä olevasta aurinkomyrkystä:

"22. kesäkuuta Auringosta lähtenyt ns. koronan massapurkaus saapui Maan luokse tänään noin klo 13 UT (16:00 Suomen aikaa), kun aurinkotuulen voimakkuutta mittaavan NASAn ACE-satelliitin aurinkotuulen nopeusmittari hyppäsi lukemaan 750 km/s."

"Purkauksen saapuminen synnytti vain pientä geomagneettista aktiivisuutta korkeilla leveyspiireillä, koska planeettainvälisen magneettikentän ns. z-komponetti (Bz) heiluin noin 0 nT:n arvossa tuohon aikaan."

Tämä tarkoittaa sitä, että Maan magneettikenttä sysäsi tehokkaasti sivuun siihen osuneet aurinkotuulen varatut hiukkaset, ja näin myrsky ei ota oikein noustakseen.

"Mikäli Bz kääntyy etelän suuntaan (maapallon magneettikentän suuntaa vastaan) tulevien tuntien aikana, saattaa geomagneettinen aktiivisuus nousta myrskylukemiin yön kuluessa."

Tällä hetkellä keskiviikkoiltana Auringosta tulevien protonien vuo on vielä alle myrskyrajan, mutta sen kehittymistä lähes reaaliajassa voi seurata mm. ESAn kokeiluvaiheessa vielä olevilla avaruussääsivuilla. Sivuilla voi katsoa myös selvästi kuinka paljon myrsky saa aikaan lisäsäteilyannosta lentomatkustajille eri puolella planeettaamme.

Viimeisen vuorokauden aikana Auringossa on havainnut vain muutamia heikkoja C-luokan purkauksia, eikä Auringon koronan läpi ole päässyt yhtään purkausta. Edelleen aktiivinen pilkkuryhmä AR2371 saattaa kuitenkin saada aikaa purkauksia, jotka vaikuttavat maapalloon. Tuoreita kuvia Auringosta on mm. Proba2 -satelliitin sivuilla.

Tilanne on siis kaikkea muuta kuin ohi – tosin hyvin suurten aurinkopurkausten todennäköisyys on erittäin pieni.

Katso tuorein tilanne: ESA:n avaruussääsivut (kokeiluversio) tai Sodankylän geofysikan observatorio.

Suuri purkaus Auringossa eilen – lisää roihuamista odotettavissa

To, 06/18/2015 - 21:36 Jari Mäkinen
AR2371

Auringossa tapahtui eilen suuri purkaus, joka liittyi suureen auringonpilkkuryhmään AR2371 (kuva yllä). Se on kääntymässä Auringon pyöriessä akselinsa ympäri kohti maapalloa olevalle puolelle ja samalla se on paitsi kasvamassa, niin myös muuttumassa yhä aktiivisemmaksi. AR2371:n lisäksi Auringossa on näkyvissä myös toinen suuri pilkkuryhmä, AR2367.

Eilinen M3-luokan purkaus (toiseksi voimakkain kategoria) oli suurin purkaus Auringossa pariin kuukauteen. Maaliskuussa ollut edellinen purkaussarja sai aikaan kauniita revontulia, joita ihasteltiin myös eteläisen Suomen taivaalla. 

Pilkkuryhmien magneettikentät ovat havaintojen mukaan otolliset lisäpurkauksiin, ja ne ovat olleet hyvin aktiivisia jo jonkin aikaa. Esimerkiksi toissa yönä klo 4:30 Suomen aikaa AR2365 purskautti komean protuberanssin, jonka mm. NASAn Aurinkoa tarkkaileva Solar Dynamics Observatory -satelliitti kuvasi; kuva videosta on alla.

 

Auringon yleinen aktiivisuus on parhaillaan laskemassa ja arvioiden mukaan nyt käynnissä oleva 24. auringonpilkkusykli, joka alkoi tammikuussa 2008 ja päättynee vuoden 2020 tienoilla. Syklien laskeminen alkoi ensimmäisten kunnollisten auringonpilkkuhavaintojen myötä vuonna 1755, ja ne ovat keskimäärin 11 vuotta pitkiä aktiivisuuden vaihtelujaksoja, jotka pystyy havaitsemaan hyvin auringonpilkkujen ja niiden muodostamien ryhmien määrässä Auringon pinnalla. Pilkkuryhmät ovat aktiivisuusalueita, ja niistä leimahtelee silloin tällöin purkauksia avaruuteen.

Nyt käynnissä oleva pilkkusykli on erikoinen, koska sen aikana Auringon aktiivisuus on ollut vähäisintä koko havaintohistorian kuluessa. Lisäksi yhden selvän aktiivisuusmaksimin sijaan piikkejä pilkkujen määrässä on ollut kaksi: ensimmäinen keväällä 2012 ja toinen viime vuoden keväällä. Tämä tuplamaksimi ei ole erikoinen, vaan sellaisia on havaittu usein aiemminkin – myös edellinen sykli oli sellainen. 

Tämän syklin voimakkaimmat toistaiseksi havaitut purkaukset tapahtuivat 9. elokuuta 2011 ja 7. maaliskuuta 2012, jotka kummatkin olivat voimakkaita X-luokkaan kuuluvia purkauksia. Maaliskuun 2012 purkaus sai aikaan myös geomagneettisen myrskyn.

Siitä, tuleeko tästä eilisestä purkauksesta geomagneettinen myrsky, ei ole vielä tietoa. Mitään suurta häiriötä se tuskin aiheuttaa, eikä valoisien kesäöiden vuoksi revontulia voi nähdä Suomessa, vaikka niitä taivaalle tulisikin. Eteläisellä pallonpuolella niitä sen sijaan saattaa näkyä.

Kuva: Aurinko eilen ja toissapäivänä SDO:n kuvaamana.

Auringonpurkauksen kehittymistä voi seurata reaaliajassa mm. SOHO-satelliitin ja SDO:n sivuilla. Palaamme asiaan, kun mm. mahdollisesta aurinkomyrskystä tulee lisätietoja.

Tätä alun perin 18.6. illalla julkaistua juttua on päivitetty aamulla 19. kesäkuuta.

Uusi aurinkopurkaus tulossa

Ke, 09/17/2014 - 00:05 Jari Mäkinen
Aurinko Proba-satelliitin kuvaamana

Viime viikon aurinkomyrsky sai aikaan komeita revontulia eteläistä Suomea myöten, mutta ei ollut niin voimakas kuin ennusteissa uskallettiin povata.

ESAn avaruussäätoimiston johtajan, Juha-Pekka Luntaman mukaan satelliitit havaitsivat ensimmäiset merkit Auringosta tulevasta hiukkaspurkauksesta hieman ennen kello seitsemää illalla viime perjantaina, 12. syyskuuta, ja heti sen jälkeen aurinkotuulen nopeus nousi 650 kilometriin sekunnissa. Planeettainvälisen magneettikentän voimakkuus ponnahti puolestaan arvoon 28 nT.

Magneettikentän z-suunnan arvo (Bz) vaihteli nopeasti positiivisen ja negatiivisen välissä, mikä sai aikaan sen, että purkaus ei aiheuttanut suurta aurinkomyrskyä Maan lähiavaruudessa. ”Mikäli Bz kääntyy pysyvämmin negatiiviseksi silloin kun plasmapilvi liikkuu Maan ohi, se saa aikaan enemmän ilmiöitä Maassa.”

Parhaillaan kohti Maata on tulossa toinen purkauspilvi, tosin näillä näkymin se on perjantaista heikompi. Ennusteen mukaan se saapuu tienoillemme keskiviikkona 17. syyskuuta ja saanee aikaan revontulia ainakin Lapissa ja muualla pohjoisilla alueilla. Hieman etelämpänäkin kannattaa varautua kauniisiin taivasnäkymiin.

Hyviä ohjeita näiden ja tulevien revontulien kuvaamiseen saa mm. Ursan blogeissa julkaistussa Emma Herrasen kirjoituksesta Revontulivalokuvaus haltuun.

Tuoreinta tietoa ajantasaisesta avaruussäätilanteesta saa ESAn uusilta avaruussääsivustolta.

Otsikkokuvassa on Aurinko 16. syyskuuta klo 19:58 Suomen aikaa Proba2 -satelliitin kuvamana. Sen ottamia kuvia käytetään hyväksi SOTERIA-mallissa, jolla ennustetaan tulevia aurinkopurkauksia.