Tiedetöppäysjoulukalenteri: 11. Mars-luotaimen kova kohtalo

Mars Climate Orbiter joulukehyksissä

Tämä, jos mikä, on aika ison luokan töppäys: täysin toimintakuntoinen, 200 miljoonaa dollaria maksanut Mars-luotain menetettiin vuonna 1999 hyvin yksinkertaisen virheen vuoksi.

Tänään 21 vuotta sitten, joulukuun 11. päivänä 1998, laukaistiin Cape Canaveralista matkaan Mars Climate Orbiter -niminen luotain. 640-kiloinen avaruuslaite lähti matkaan iltapäivällä paikallista aikaa ja aloitti 9,5 kuukautta kestäneen lentonsa kohti punaista planeettaa.

Kohtalaisen pienen luotaimen tarkoituksena oli tutkia Marsin kaasukehää, ilmastoa ja säätä. Marsin kaasukehä oli tärkeässä roolissa myös luotaimen saapumisessa perille: tarkoituksena oli käyttää ilmajarrutusta hidastamaan luotaimen nopeutta siten, että se asettuisi kiertämään sopivalle radalle Marsin ympärille.

Ilmajarrutus on hyvin kätevä temppu, mutta vaatii tarkkaa ohjaamista. Siinä luotain suunnataan lentämään kaasukehän yläosien läpi siten, että siellä oleva harva kaasu jarruttaa vastuksellaan luotainta. Mutta jos luotain kulkee liian korkealta, ei ilmanvastusta ole tarpeeksi, ja liian syvälle kaasukehään menevä luotain tuhoutuu kitkakuumennuksessa. 

Koska ilmajarrutus toisella planeetalla oli uusi menetelmä, haluttiin Mars Climate Orbiterin kanssa olla varovaisia. Se oli tarkoitus ohjata  lentämään planeettainvälisestä avaruudesta Marsin ohi 226 kilometrin korkeudelta. Siellä oleva ilmanvastus riittäisi rakettimoottorin polton lisäksi hidastamaan ratanopeutta sen verran, että luotain jäisi kiertämään Marsia. Tämän jälkeen rataa olisi voitu säätää uusien ilmajarrutusten ja rakettimoottorien avulla.

Ainoa MCO:n ottama kuva


Mars Climate Orbiter otti tämän kuvan Marsista sitä lähestyessään. Tämä jäi ainoaksi luotaimen ottamaksi kuvaksi.

 

Luotain – tuttavallisesti MCO – saapui perille 23. syyskuuta 1999. Se kääsi aurinkopaneelinsa suojaan (ettei ilmajarrutus rikkoisi paneelia) ja kääntyi sopivaan asentoon jarrutuspolttoa varten. Rakettimoottori hörähti käyntiin suunnitellusti hieman yli klo 12 Suomen aikaa. Moottori jarrutti menoa 16 minuutin ja 23 sekunnin ajan, minkä kuluttua luotaimen oli tarkoitus osua juuri sopivasti kaasukehään.

Suunniteltu rata kulki Marsin taakse Maasta katsoen siten, että radioyhteyden odotettiin olevan poikki noin 20 minuutin ajan. Yhteys katkesi kuitenkin noin minuuttia laskettua aikaisemmin, mikä herätti jo pientä huolta lennonjohdossa.

Kun yhteys ei sitten palautunutkaan silloin kuin olisi pitänyt, eikä sen jälkeenkään, pieni huoli muuttui suureksi suruksi. Nähtävästi luotain oli menetetty Marsiin saapumisen aikana.

Kaksi päivää myöhemmin 25.9.1999 Mars Climate Orbiter julistettiin virallisesti menetetyksi, eikä siihen enää yritetty ottaa yhteyttä. Onnettomuutta tutkimaan perustettiin työryhmä.

Luotaimen rata Marsiin saapumisen aikana

Työryhmä julkisti karun raporttinsa jo marraskuun 10. päivänä, vain hieman yli kuukauden tutkimusten jälkeen.

Työ sujui nopeasti, koska syy onnettomuuteen oli yksinkertainen ja nolo: luotaimen radan laskelmissa olivat menneet sekaisin angloamerikkalaiset yksiköt ja SI-standardin mukaiset yksiköt. 

Nasa on koettanut käyttää kansainvälisiä SI-yksiköitä, mutta se ei ole helppoa paunojen, mailien ja tuumien kyllästämässä maassa. Tässä tapauksessa luotaimen rakentaneen Lockheed-Martin -yhtiön tekemä tietokoneohjelma, jota käytettiin rakettimoottorien impulssin laskemiseen, antoi tuloksensa paunasekunneissa. Nasan lennonjohdossa luotaimen ratamuutosten laskemiseen käyttämä ohjelma puolestaan oletti saavansa luvun newtonsekunneissa.

Vaikka nämä yksiköt eroavat tosistaan peräti 4,45 -kertaisesti, ei kukaan huomannut lukujen olevan omituisia. Nasan ohjelmaan syötettiin siis vääriä lukuja.

Tämän seurauksena luotain ohjattiin tekemään Marsin ohilento vain 57 kilometrin korkeudella, mikä oli aivan liian vähän. Luotain joko hajosi kitkakuumennukseen ja syöksyi saman tien alas, tai sinkoutui takaisin planeettainväliseen avaruuteen.

Onnettomuutta tutkinut työryhmä huomasi, että jo ennen Marsiin saapumista tehdyt ratakorjaukset olivat vieneet luotainta liian alas. Kaksi lennonjohtajaa oli itse asiassa huomannut luotaimen lasketun ja havaitun radan olleen jo tuolloin toisistaan selvästi eriäviä, mutta heitä ei kuunneltu, koska he eivät raportoineet huomiostaan proseduurin mukaisesti.

Työryhmä myös päätteli, että mikäli ratakorkeus olisi ollut 80 kilometriä tai enemmän, niin luotain olisi voinut selvitä toimintakunnossa, mutta 57 kilometriä oli ehdottomasti liikaa.  

Periaatteessa syyllinen onnettomuuteen oli Lockheed-Martin, joka käytti ohjeistuksen vastaisesti amerikkalaisyksiköitä SI-yksiköiden sijaan, mutta käytännössä vikaa oli myös Nasan lennonjohdossa, missä lukuja ei tarkistettu kunnolla.

Huono onni jatkui vielä samana vuonna, sillä samoihin aikoihin kohti Marsia lentänyt Mars Polar Lander -laskeutuja syöksyi alas liian suurella nopeudella ja tuhoutui joulukuun 3. päivänä. Tässä tapauksessa luotain sammutti rakettimoottorinsa liian aikaisin laskeutuessaan todennäköisesti ohjelmistovirheen vuoksi.

Sittemmin kaikki Nasan Mars-luotaimet ja laskeutujat ovat onnistuneet tehtävissään. Yleensä ne ovat jopa ylittäneet odotukset.

Silti vuosi 1999 kummittelee edelleen Mars-tutkimuksen historiassa katastrofaalisena vuotena. Se on myös eräs noloimmista töppäyksistä avaruuslentojen historiassa.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Tagit
joulukalenteri
tiedetöppäykset

Tiedetöppäysjoulukalenteri: 6. Silvo Sokan rakettilento

Silvo Sokka ja Silverstar.
Jari Mäkinen

Itsenäisyyspäivän tiedetöppäyskalenterin luukku pitää takanaan supisuomalaisen tieteellishenkisen huijauksen, missä tosin oli hieman saksalaista makua. Silvo Sokan kuvitteellisesta rakettilennosta oli hieno sarja radiossa (ja on edelleen YLE Areenassa), mutta alla on tarina lyhyesti.

Silvo Sokka oli vuonna 1948 jopa kansainvälinen mediapersoona, sillä häntä tulivat Suomeen haastattelemaan jopa monet ulkomaiset tiedotusvälineet.

Syynä oli hänen tekemänsä rakettilento. Tai siis lento, jonka hän kertoi tapahtuneen.

Jos tarinassa on jotain tiedettä tai tekniikkaa, niin se on ennen kaikkea psykologiaa. Nimittäin Sokan kehittämä tarina rakettilennosta avaruuteen oli täyttä puppua, mutta monet uskoivat sitä. Syynä olivat toisen maailmansodan aikaan saksalaisten tekemät rakettikokeet sekä yleinen tietämättömyys avaruusasioista.

Lyhyesti: 17-vuotias Sokka lähti kotoaan polkupyörällä 7. lokakuuta 1948 noin kello 15. Hän postitti kirjeen Savo-sanomalehteen ja jatkoi fillarointia Suonenjoen suuntaan. Kolmen ja puolen tunnin ajon jälkeen hän oli jo nälkäinen ja väsynyt, joten hän päätti tehdä tempun: hän kasteli itsensä Suonteen järvessä ja upotti pyöränsä järveen. Hän käveli läheisen talon pihaan, mistä hänet löydettiin. Hänelle annettiin kuivia vaatteita ja vietiin saunaan lämmittelemään.

Sokka kertoi lähteneensä Kuopiosta lentoon itse tekemällään raketilla, jonka pituus oli seitsemän metriä ja massa noin kaksi tonnia. Lento kesti noin kolme ja puoli minuuttia, kun noin seitsemän kilometrin korkeudessa polttoainesäiliö oli hajonnut. Siksi Sokka ja rakettikone olivat pudonneet järveen noin 50 kilometrin päähän laukaisupaikalta.

Tarinaa tuki sanomalehden julkaisema juttu. Siinä hän kertoi kirjoittaneensa saksalaisen ”insinööri Ganzeugen” nimissä; saksalainen oli auttanut häntä tekemään rakettilentokoneen, joka kuitenkin oli räjähtänyt kesken lennon. 

Ganzeuge ylisti jutussa Sokkaa ja hänen keksintöjä. 

Todennäköisesti Sokka oli halunnut saada sukulaisensa ja kuopiolaiset uskomaan, että hän oli kuollut. Hänen aikomuksenaan kun oli ajaa pyörällä Ruotsiin, eikä olisi ollut hyvä, jos muut olisivat tulleet sotkemaan suunnitelmia. 

Sokan isä kuitenkin kävi nyt hakemassa poikansa takaisin kotiin. Järvestä etsittiin rakettilentokoneen jäänteitä, mutta sieltä löytyi vain polkupyörä.

Valehtelun tunnustamisen sijaan Sokka päätti jatkaa sepittelyä. Hän kertoi Savo-lehdelle tehneensä Silverstar-nimisen rakettilentokoneen yhdessä Ganzeugen kanssa. Raketti olikin lähtenyt Sokan mukaan erittäin hyvin matkaan: se nousi 60° kulmassa laukaisualustaltaan, kunnes sitten räjähti lyhyen lennon jälkeen.

Tarinaan toi uskottavuutta se, että Sokka oli selvästi tutkinut saksalaisten rakettikokeista tehtyjä juttuja ja tiesi paljon lentämisestä.

Juttu herätti paljon huomiota myös siksi, että jos se olisi ollut totta, olisivat raketti sekä lento olleet Pariisin rauhansopimuksen vastaisia. Lisäksi Sokka olisi syyllistynyt moniin tavallisempiin rikoksiin, sillä raketti- ja ilma-aluksen tekeminen sekä lentäminen vaati (ja vaatii edelleen) suuren määrän lupia ja tarkastuksia.

Kun epäilyt kasvoivat, tunnusti Sokka viimein 11. lokakuuta keksineensä koko jutun.

Hän välttyi kuitenkin seuraamuksilta, mutta perhe otti tapauksen varsin raskaasti ja muutti mielestään kokemansa häpeän vuoksi sukunimensä Silvosta Salkeksi.

Silvo kuoli 79-vuotiaana Uudessakaupungissa tammikuussa 2010.

Kuuntele Sakari Silvolan toimittama sarja erinomainen kolmiosainen sarja Silvo Sokasta ja Silverstarista YLE Areenassa!

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Bennu-asteroidin pintakivet sinkoutuvat oudosti avaruuteen

Kuva: Sinkoutuneiden kivien ratoja.
Jarmo Korteniemi

OSIRIS-REx -luotain on tutkinut Bennu-asteroidia kohta vuoden ajan. Yksi sen kiehtovimpia löytöjä on pikkukivien irtoaminen asteroidin pinnasta. Tutkijoiden mukaan syy lienee suurissa lämpötilaeroissa yö- ja päiväpuolen välillä.

OSIRIS-REx -luotain saapui vuoden 2018 lopulla asteroidi 101955 Bennun kiertoradalle. Pian sen jälkeen laitteen navigointikamerat havaitsivat, että lähiavaruudessa liikkuu lukuisia outoja kohteita.

Lentoratojen analyysi osoitti, että ne ovat kaikki peräisin Bennusta – palasia useista yksittäisistä paikoista. Irronneet palat olivat halkaisijaltaan tyypillisesti 1–10 -senttisiä. Niiden nopeudet vaihtelivat 5 sentistä jopa kolmeen metriin sekunnissa (10,5 km/t).

Suurienergisin havaittu palasten avaruuteen sinkoutumistapahtuma sattui 6.1.2019 asteroidin eteläisellä pallonpuoliskolla. Arvioiden mukaan tapaus vastasi noin 60 TNT-kilon räjäyttämistä. Tapahtuman seurauksena asteroidia ympäröivästä avaruudesta havaittiin ainakin noin 200 pikkukiveä. Osa putosi tuntien tai päivien jälkeen takaisin, osa pakeni planeettojenväliseen avaruuteen.

"Palasten irti sinkoutuminnen herätti mielenkiintomme. Viime kuukaudet olemme tutkineet tätä mysteeriä. Tämä on oiva mahdollisuus laajentaa näkemystämme siitä miten asteroidit toimivat", kuvailee Dante Lauretta, luotaimen päätutkija.

Tutkijat analysoivat etenkin kolmea merkittävintä tapausta. Niiden "laukaisupaikat" sijaitsevat eri puolilla Bennua, eivätkä vaikuta mitenkään ympäristöstään poikkeavilta. Paikalla ei myöskään näy tuoreita törmäysjälkiä. Kukin tapahtuma kuitenkin sattui myöhään paikallisen iltapäivän aikaan.

Ajankohta antaakin oivan vinkin mahdollisesta syyllisestä: lämpötilaerot yön ja päivän välillä.

Video palasten lentoradoista erään tapahtuman jälkeen.

Bennun vuorokausi – eli aika jona se pyörähtää kerran akselinsa ympäri – kestää 4,3 tuntia. Se on riittävän pitkä aika jotta pinnan lämpötila vaihtelee merkittävästi. Varjon kylmyydestä suoraan päivänpaisteeseen joutuva pinta-aines lämpölaajenee, mikä aiheuttanee kivissä ja lohkareissa suuria sisäisiä jännityksiä. Tutkijoiden mukaan kiviaineksen "laukaisu" avaruuteen saattaakin tapahtua jos jännitys johtaa suuren lohkareen halkeamiseen.

Prosessia saattaa tehostaa myös veden sublimoituminen.

Bennun pinta koostuu osaksi hienojakoisista verkkosilikaateista, joiden rakenteessa on myös vettä. Kun tuo aines kuumenee, vesi saattaa alkaa kiehumaan ja aiheuttaa paineen nousua pienissä rakosissa. Myös tämä prosessi voi johtaa spontaaneihin räjähdyksiin Bennun kivissä.

Kuva: Bennun pintaa. NASA/JPL/OSIRIS-REx 
Kuva: Bennun pintaa. Yläoikealla oleva lohkare on n. 15 m korkea.

Tutkijoiden mukaan monet pienemmät "laukaisut" lienevät toissijaisia. Etenkin sellaisten tapausten, jotka sattuvat yöaikaan, uumoillaan johtuvan pinnalle takaisin putoavista heittelekivistä. Törmäykset sinkoavat lisää materiaa ylös.

Tutkijat eivät kuitenkaan voineet sulkea pois tavallisia mutta satunnaisia meteoroiditörmäyksiä. Moisia kappaleita sattuu Bennun kiertoradalle varmasti.

Bennu ei varmastikaan ole ainut asteroidi, jolla tällaista tapahtuu. Yleisyys kuitenkin riippuu siitä, mikä prosessi tarkalleen sinkoaa kiviä ylös.

Lämpötilamuutokset saattavat murentaa kiviä pienemmiksi murskeeksi, mikä helpottaisi satunnaisia meteoroiditörmäyksiä nostamaan pikkukiviä avaruuteen. Moinen prosessi toistuisi aivan kaikilla pienillä asteroideilla.

Jos kyse taas on lähinnä veden aiheuttamasta rakojen paineennoususta, pikkukiviä voi odottaa löytyvän ainoastaan niiden asteroidien ympäriltä, joiden mineraaleissa on merkittävästi vettä mukana.

OSIRIS-REx kartoittaa tällä hetkellä Bennun pintaa. Laitteen lopullinen tarkoitus on kuitenkin tuoda Maahan 60–2000 grammaa Bennun pintamateriaalia. Näytteenoton on määrä tapahtua ensi kesänä. Paluumatka alkaa maaliskuussa 2021 ja näytteiden on tarkoitus olla Maassa syyskuussa 2023.

Hyvällä tuurilla näytteeseen sattuu mukaan myös avaruuteen sinkoutuneita ja takaisin pinnalle pudonneita kiviä. Niiden tunnistaminen voi tosin olla hankalaa.

Bennu kiertää Aurinkoa elliptisellä radalla, joka hipoo sekä Maan että Marsin ratoja. Se on myös yksi niistä harvoista asteroideista, joille on määritetty aivan todellinen törmäysuhka.

Nykytietojen mukaan Bennu saattaa törmätä Maahan ensi vuosisadan loppupuolella (vuosina 2175–2199). Osuessaan Bennu synnyttäisi noin 4,5-kilometrisen kraatterin ja tuhoaisi kaiken kymmenien kilometrien säteeltä. Törmäysenergia vastaisi runsasta 1100 megatonnia TNT:tä.

Törmäysuhka on kuitenkin vain 1/2700, eli alle 0,04 prosenttia. On siis runsaan 99,96 prosentin todennäköisyys ettei se osu Maahan - ainakaan tuolla aikavälillä.

Bennu on nimetty muinaisen Egyptin myyttisen jumallinnun mukaan. Lintu kuvataan usein harmaahaikarana, ja edustaa Aurinkoa, luomista ja uudelleensyntymistä.

Lähteet: Lauretta ja kumpp.: "Episodes of particle ejection from the surface of the active asteroid (101955) Bennu" (Science 2019, maksumuurin takana); Jet Propulsion Laboratoryn tiedote

Asteroidilento Hera toteutuu, Aurinkoa tarkkaileva L5 ei vielä – Euroopan avaruusjärjestön ministerikokous teki päätöksiä

Hera ja kaksi pikkusatelliitia asteroidia tutkimassa
Jari Mäkinen

Eurooppalaisen avaruuspolitiikan kiihkeä viikko on takana. Ensin keskiviikkona ja torstaina 27. – 28.11.2019 Euroopan avaruusjärjestö piti ministerikokouksensa Sevillassa, Espanjassa, ja tänään perjantaina 29.11. Euroopan unionin tutkimuksesta ja avaruustoimista vastaavat ministerit palaveerasivat Brysselissä. Koska Suomi toimii nyt EU:n puheenjohtajana, heilutti nuijaa tänään ministeri Katri Kulmuni.

ESA pitää ministerikokouksensa joka kolmas vuosi ja niihin kerätään paljon päätettävää järjestön tulevista tekemisistä, strategian painopisteistä ja toteutettavista ohjelmista.

Siinä missä edellinen kokous vuonna 2016 päättyi hieman lössähtäen, muodostui tästä kokouksesta varsin menestyksekäs. Osasyynä tähän oli jo pari vuotta kestänyt hyvä pohjatyö, mutta myös se, että avaruustoiminta on murrosvaiheessa ja ministereiltä odotettiin sekä melkeinpä edellytettiin nyt päätökisiä.

Tuloksena on Euroopan avaruusjärjestön suurin budjetti tähän mennessä:12,45 miljardia euroa seuraavaksi kolmeksi vuodeksi, ja 14,39 miljardia euroa, kun mukaan lasketaan viiden vuoden ajalle ennen kaikkea tiedeohjelmassa levittäytyvät pitkäkestoiset hankkeet. 

Tämä on erittäin hyvä saavutus ESAn pääjohtaja Jan Wörneriltä, joka pyysi 12,5 miljardia ja 14,5 miljardia.

Erityisesti tiedeohjelmalla on syytä hymyyn, koska sille budjetti lupaa peräti 1,671 milardia. Sen sijaan suurin kärsijä on tiedettä hieman sivuava avaruusturvallisuutta käsittelevä ohjelma, joka sai esitetyn 600 miljoonan sijaan 432 miljoonaa. Tällä rahalla ESA pystyy toteuttamaan superkiinnostavan Hera-lennon, jonka tarkoituksena on lähteä tutkimaan Didymos-kaksoisasteroidia läheltä mukanaan muun muassa suomalaistekoinen pieni nanosatelliitti.

Tämän pienen satelliitin tekee Reaktor Space Lab, Aalto-yliopisto kehittää cubesatiin kamerapohjaista navigointia ja Suomesta mukana ovat myös VTT ja Helsingin yliopisto.

APEX on kuuden yksikön Cubesat

Kuva: Tomi Kärkkäinen / Reaktor Space Lab

Sen sijaan toinen suomalaisittan kiinnostava hanke, Aurinkoa Lagrangen painovoimapisteestä 5 tutkiva luotain jää toistaiseksi rakentamatta. Hanketta johtaa ESAn avaruussäätoimistoa johtava Juha-Pekka Luntama, jonka lohdutukseksi lentoa ei kuitenkaan haudattu kokonaan: sen mukaan lähtevien tutkimuslaitteiden tekemiseen saatiin rahoitus, mutta itse avaruusaluksen tekemistä jouduttiin lykkäämään.

Maan havainnointiin ESA saa odotettua enemmän rahaa, 2,54 miljardia. Tällä muun muassa toteutetaa erittäin kiinnostava satelliitti, joka tulee kartoittamaan maapallon ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta erittäin tarkasti.

Toinen selvä voittaja on tietoliikenne, sillä avaruudessa käytettävän 5G-tekniikan kehitykseen saatiin hyvä rahoitus. Kokonaisuudessaan tietoliikenne sai pyydettyä vähemmän, mutta silti 1,51 miljardia on 30 % enemmän kuin aikaisemmassa ministerikokouksessa.

ESAn budjetti ministerikokouksen 2019 päättämänä

Miehitettyihin avaruuslentoihin ja aurinkokunnan tutkimukseen saatiin jotakuinkin pyydetty summa, 1,953 miljardia, ja sillä muun muassa rahoitetaan Kuuta kiertämään rakennettavaan avaruusasemaan kaksi eurooppalaista moduuulia. Lisäksi ministerit hyväksyivät kaksi uutta euroastronauttien lentoa avaruusasemalle: seuraavaksi matkaan päässee ranskalainen Thomas Pesquet ja häntä seuraa saksalainen, juuri Suomessa Slushissa vieraillut Mathias Maurer.

Kantorakettieen kehitykseen annettiin 2,24 miljardia euroa, mikä pitää sisällään ennen kaikkea Ariane 6- ja Vega C -rakettien jatkokehitystä. Sen sijaan aivan uusiin raketteihin – joita kovasti jo kaivattaisiin – ei saatu suoraa rahoitusta.

Kokouksen päätteeksi pidetyssä lehdistötilaisuudessa Wörner sanoikin, että "näette edessänne tyytyväisen pääjohtajan". Viime kuukausien aikana Wörner oli näyttänytkin väsyneeltä ja stressaantuneelta, mutta nyt ilo paistoi hänestä. 

"Ensimmäistä kertaa ministerikokousten historiassa emme joutuneet kokonaan peruuttamaan yhtään ehdotettua hanketta."

Kimmo Kanto, Petri Peltonen ja Maija Lönnqvist

Suomi lisäsi osuuttaan ja painoarvoaan

Suomen delegaatioon Sevillassa kuuluivat ministerin lisäksi delegaatiota vetänyt työ- ja elinkeinoministeriön alivaltiosihteeri Petri Peltonen (kuvassa keskellä), Business Finlandissa avaruusasioista vastaava Kimmo Kanto ja johtava asiantuntija Maija Lönnqvist.

"Ministerikokouksen päätöksissä korostui avaruusalan murroksesta johtuva tarve uudistumiseen, kertoo Peltonen TEM:in tiedotteessa.

Piensatelliittien ja yksityisten laukaisupalvelujen kehittyminen sekä avaruusdatan käyttö arkipäivän palveluissa mahdollistavat uudet globaalisti skaalautuvat liiketoimintamallit. Suomi on muutoksen edelläkävijöitä.

Suomi osallistuu ESA:n vapaaehtoisiin ohjelmiin kansallisen strategian ja vahvuuksien mukaisesti 16,2 miljoonalla eurolla vuodessa (aiemmin noin 8,5 miljoonaa euroa).

Valituilla ohjelmilla edistetään Suomelle tärkeitä teemoja, kuten ilmastonmuutoksen torjuntaa, arktisen alueen kehitystä, avaruuden kestävää käyttöä, satelliitti-5G:n kehitystä, autonomista liikennettä ja kyberturvallisuutta.

ESAn rintamerkki leijuu avaruusasemalla

Suomen lippu näkyy selvästi ESAn astronauttien rintamerkissä, mutta Suomi ei osallistu miehitettyjen avaruuslentojen ohjelmaan ja kantorakettejen kehitykseen.

 

Lisäksi Suomi osallistuu suoraan ESA:n perustamissopimuksen nojalla ESA:n pakollisiin ohjelmiin, joista erityisesti tiedeohjelmassa Suomi on ollut mukana useissa tärkeissä tiedehankkeissa. Pakollisten ohjelmien osalta Suomen vuosittainen rahoitus kasvaa nykyisestä 10,8 miljoonasta eurosta noin 12 miljoonaan euroon.  

Jatkossa Suomen vuosittainen rahoitus ESA:an on siten noin 28 miljoonaa euroa. ESA:n vuosittainen budjetti on noin 5,8 miljardia euroa.

ESA:n teollisuuspolitiikan mukaan rahoitus palautuu jäsenmaahan yrityksille, tutkimuslaitoksille ja korkeakouluille kohdistuvina tilauksina. Lisäksi rahoituksella mahdollistetaan suomalaisten työskentely ESA:ssa sekä yhteisen tutkimusinfrastruktuurin ja testiympäristöjen käyttö.

"ESA:n kautta suomalaiset pääsevät mukaan huippuluokan kansainvälisiin yhteishankkeisiin", korostaa Peltonen.

ESA:n ohjelmien aktiivisempi hyödyntäminen on yksi vuonna 2018 päivitetyn kansallisen avaruusstrategian toimenpiteitä. Strategian tavoitteena on luoda Suomesta vuonna 2025 maailman houkuttelevin ja ketterin avaruusliiketoimintaympäristö, josta hyötyvät kaikki täällä toimivat yritykset. Avaruusasiain neuvottelukunta ohjaa strategian toimenpanoa.

Tänään olleessa EU:n ns. Kilpailukykyneuvoston kokouksessa hyväksyttiin neuvoston päätelmät avaruusratkaisuista arktisiin tarpeisiin. Päätelmät korostavat eurooppalaisen avaruusinfrastruktuurin merkitystä arktisen ympäristön seurannan, arktisen liikenteen ja taloudellisen toiminnan kannalta.

Lisäksi ministerit keskustelivat kestävästä avaruustaloudesta. Käydyissä keskusteluissa korostui avaruuden kasvava merkitys Euroopan kilpailukyvylle ja kestävälle kehitykselle. Lisäksi ministerit korostivat, että Euroopan pitää olla johtavassa asemassa vastuullisen avaruustoiminnan edistämisessä kansainvälisesti.

"Avaruusteknologia, -data ja -palvelut luovat uusia liiketoimintamahdollisuuksia muiden alojen uudistumiseen ja kestävään kasvuun, ministeri Kulmuni sanoo TEM:in toisessa tiedotteessa.

Kannattaa muistaa, että EU ja ESA eivät ole sama asia, vaan ne toimivat yhdessä ja erikseen avaruushankkeissa. Yleistäen voi sanoa, että ESA on EU:n avaruusjärjestö samaan tapaan kuin Nasa on Yhdysvaltain avaruusjärjestö, joskin yhteys ei ole aivan yhtä kiinteä, koska ESAssa ja EUssa on jäsenmaita, jotka eivät kuulu toiseen. EU-kokouksessa

Ensimmäinen koko Titan-kuun kattava kartta on julkaistu

Titanin geomorfologinen kartta (Lopes ja kumpp. 2019)
Jarmo Korteniemi

Saturnuksen suurimman kuun Titanin pinnasta on tehty ensimmäinen koko pallon kattava kartta. Tutkimus on oiva osoitus usealla erilaisella tiedelaitteella kerättyjen monien aineistojen yhteispelistä.

Tutkijat ovat vihdoin saaneet valmistettua yleisluontoisen geologisen kartan Saturnuksen Titan-kuusta. Kooste julkaistiin maanantaina Nature Astronomy -tiedejulkaisussa.

Kartta antaa kuvan dynaamisesta maailmasta, jota täplittävät dyynit, järvet, tasangot, kraatterit ja muut maastonmuodot.

"Titanilla on aktiivinen metaaniin perustuva nesteen kierto, joka on muokannut monimutkaista geologista maisemaa. Se on pinnaltaan yksi geologisesti monimuotoisimmista kappaleista Aurinkokunnassa. Vaikka Titanin ja maapallon aineet, lämpötilat ja painovoimakin ovat hyvin erilaiset, monet pinnanmuodot näillä kahdella kappaleella ovat hyvin samankaltaisia. Siksi ne voidaan tulkita saman geologisen prosessin aikaansaamiksi. Karttamme osoittaa, että erilaiset geologiset maastot sijaitsevat selvästi eri leveysasteilla ja kattavat erilaisia alueita", kuvailee artikkelin ensimmäinen kirjoittaja, Rosaly Lopes, planetologi Jet Propulsion Laboratorystä.

Kartta perustuu Nasan Cassini-luotaimen aineistoihin. Cassini kiersi Saturnusta 2004-2017 ja ohitti tuona aikana Titanin yli 120 kertaa. Cassinista irtautunut Euroopan avaruusjärjestön Huygens-laskeutuja tömähti Titanin pinnalle tammikuussa 2005.

Titan on Saturnuksen suurin kuu. Sillä on Maan tavoin paksu ja lähinnä typestä koostuva kaasukehä, joka tosin on lähes läpinäkymätön. Titan on myös Maan ohella ainoa tunnettu taivaankappale, jonka pinnalla esiintyy pysyvästi nestettä. Veden sijasta Titanin taivaalta tosin sataa metaania ja etaania. Meillä nuo hiilivedyt ovat kaasumaisia, Titanin kylmässä ilmastossa taas nesteitä.

Toisin kuin Maasta, Kuusta, Marsista ja monista muista taivaankappaleista tehdyt kartat, Titanin kartta ei perustu perinteiseen kuva-aineistoon. Syynä on Titanin lähes läpinäkymätön kaasukehä. Titania onkin tutkittu niin kameroilla, SAR-tutkalla, korkeusmittaritutkalla, spektrometreillä että monilla muilla laitteilla.

Kartoituksessa käytettiin pääasiallisesti Cassinin tutkan keräämää, kartoitukseen sopivaa heijastusdataa. Siitä SAR-aineistossa oli kuitenkin niin ammottavia aukkoja, ettei se kattanut kuin alle puolet Titanin pinnasta. Globaalin kartan aikaansaamiseksi oli pakko käyttää vaihtoehtoisia datoja.

Paikkaamiseen käytettiin useiden muiden tiedelaitteiden keräämiä tietoja. Tehtävään kelpasivat jopa paksun metaaniusvan läpi otetut hämyisät näkyvän valon ja infrapuna-alueen kuvat, joista erottuu vain suurimpia pinnanmuotoja. Aluksi tuo muu data korreloitiin tutka-aineiston kanssa siellä, missä niiden kuvauspeitto oli yhtenevä. Kun pinnan yksiköt tunnistettiin muiden aineistojen yhteispelillä, onnistuttiin tulkitsemaan millaisia maastotyyppejä tutkan aukkopaikoista löytyy.

Nyt julkaistulta kartalta erottuvat Titanin kuusi suurinta, laajimmalle levinnyttä ja selvintä maastotyyppiä. Tutkijat saivat myös määritettyä missä järjestyksessä eri rakenteet ovat syntyneet.

Kaikkein nuorimpia piirteitä ovat Titanin järvialueet ja dyynikentät. Molempien synty ja alati jatkuva muutos on dynaamisen kaasukehän ansiota.

Titanin päiväntasaaja on kuivaa aavikkoa, jota peittää laaja dyynien vyö. Yksittäiset dyynit ovat tyypillisesti vain kilometrin tai kahden levyisiä, mutta jopa satojen kilometrien pituisia. Niitä liikutteleva tuuli puhaltaa pääsääntöisesti lännestä itään. Repaleiset dyynit peittävät lähes Venäjän kokoisen alan.

Lähempänä napoja taas on kosteampaa, sillä vuotuinen sademäärä on siellä suurempi. Napojen läheltä löytyykin noin 650 järvi- tai meriallasta. Juuri tällä hetkellä vellovat metaani- ja etaanijärvet tosin sijoittuvat lähelle pohjoisnapaa, kun taas etelässä järvialtaat ovat pääosin kuivuneet. Syynä tähän on luultavasti ilmaston radikaali muutos: Useissa järvialtaissa  on merkkejä sekä toistuvista tulvista että kuivista kausista. Yhteenlaskettuna järvet kattavat jotakuinkin Pohjoismaiden laajuisen alueen.

Dyynejä ja järviä ennen syntyivät tasangot, jotka peittävät yhä leijonanosan eli 2/3 Titanin pinnasta - jotakuinkin Euraasian mantereen laajuisen siivun. Tasankoja on useaa alatyyppiä, mutta niiden alkuperää ei vielä oikein osata täysin selittää. Kyse lienee sedimenteistä, jotka ovat lähinnä hiilivetyä.

Titanin järven lähellä on usein tasankojakin vanhempia "labyrinttimaisia" seutuja, joissa näkyy muinaisia virtausuomia. Ne lienevät jonkinlaisia karstialueita, joissa neste on onnistunut rankasti syövyttämään pintamateriaa. Hieman vastaavia piirteitä löytyy myös maapallon kalkkikiviseuduilta.

Titanin ylivoimaisesti vanhimpia piirteitä ovat lukemattomat lyhyet itä-länsisuuntaiset vuorijonot, sekä muunlainen kumpuileva maasto. Tällaiset seudut ovat syntyneet kauan sitten Titanin nuoruudessa, kuun jäähtyessä, kutistuessa ja rypistyessä. Vuoret ovat tyypillisesti alle parin kilometrin korkuisia, mutta kaikkein korkein huippu kohoaa 3337 metrin korkeuteen.

Kartalle on merkitty myös Titanin muutamat harvat törmäyskraatterit. Niiden vähyydestä päätellään, että kraatterit häviävät keskimäärin jo muutamassa sadassa miljoonassa vuodessa - eli geologisesti varsin nopeasti.

Sekä vuoret että kraatterien seinämät koostuvat vesijäästä eli Titanin peruskalliosta. Kaikkia muita alueita peittää orgaanisista yhdisteistä koostuvan sedimenttiaineksen kerros.

Ylimalkainen globaali kartta on vasta kartoituksen ensimmäinen vaihe. Kuva Titanista tulee terävöitymään kun tutkijat perehtyvät yksittäisiin alueisiin. Tämä prosessi saattaa viedä jopa vuosikymmeniä.

Katso myös täyden resoluution kartta!

Lähde: Lopes ja kumpp.: "A global geomorphologic map of Saturn’s moon Titan." Nature Astronomy 2019. https://doi.org/10.1038/s41550-019-0917-6 (maksumuurin takana)

Yksi aikakausi päättyi Baikonurissa

Baikonurin laukaisualusta 1

Tältä laukaisualustalta on tehty 519 rakettilaukaisua sitten vuoden 1957. Siltä laukaistiin matkaan Sputnik. Sen päällä käveli Gagarin rakettiinsa ja lähti historialliselle matkalleen. 

Viime keskiviikkona se tärisi viimeisen Sojuz-kantoraketin alla, kun kolmihenkinen miehistö lähti kohti Kansainvälistä avaruusasemaa. Tästä eteenpäin miehistöt laukaistaan avaruuteen  uudella Sojuz-2:lla, jota varten on varustettu laukaisualusta 31 toisaalla Baikonurin kosmodromissa Kazakstanissa.

Tähän päättyi siis yksi ajanjakso Venäjän (ja Neuvostoliiton) avaruustoiminnassa ja Baikonurissa. 

Baikonurin kosmodromin laukaisualusta 1 on todellakin ikoninen paikka avaruuslentojen historiassa. Sen tekemisestä päätettiin maaliskuussa 1954, kun Neuvostoliitossa oltiin tekemässä uutta R-7 -ohjusta ja sen lähettämiseen tarvittiin hyvä alue. Sen piti olla tarpeeksi syvällä Neuvostomaan uumenissa, jotta vakoojat eivät sinne helposti pääsisi. Samalla sen piti olla sellaisessa paikassa, että mannertenvälisten ohjusten maalialue voisi olla vielä jossain Neuvostoliiton alueella. Näin päädyttiin Kazakstanin arolla olevaan Tjuratamiin.

Rakennustyöt alkoivat kesällä 1955 ja vähän yli vuoden kuluttua syksyllä 1956 perusrakennelmat olivat valmiina: laukaisualusta, eli "Alue numero 1", rakettien kokoonpano- ja testaushallit, eli "Alue numero 2" ja niiden välillä oleva rautatie.

Nykyinen Sojuz-kantoraketti on R-7:n suora seuraaja ja perusolemukseltaan täysin samanlainen. Tapa, jolla ne valmistellaan lentoon ja laukaistaan, on myös käytännössä sama kuin yli 60 vuotta sitten. Raketit kootaan hallissa, siirretään vaakatasossa erityisen junavaunun päällä laukaisualustalle, nostetaan siellä pystyyn ja laukaistaan matkaan ilman amerikkalaistyylistä lähtölaskentaa, mutta toki erilaisten tarkastuslistojen mukaisesti.

Tämä tehdään Baikonurissa – millä nimellä Tjuratam siis nykyisin tunnetaan – vertaansa vailla olevalla rutiinilla, niin talven paukkupakkasissa kuin kesän kuumilla helteillä. Autiomaassa sääolot vaihtelevat äärimmäisyydestä toiseen.

Sputnik laukaistaan avaruuteen

Ensimmäinen laukaisu alustalta tehtiin 15. toukokuuta 1957, kun R-7:n koelennot aloitettiin. Raketti oli valmis suureen koitokseen syksyllä, ja se laukaisikin 4. lokakuuta 1957 ensimmäisen satelliitin, Sputnikin avaruuteen.

Sen jälkeen alusta oli käytössä koko ajan. Avaruusajan alussa tahti kiihtyi niin nopeasti, että Sojuz-rakettien (ja sen edeltäjien) laukaisua varten piti tehdä toinenkin laukaisualusta. Tämä vuonna 1961 käyttöön otettu alusta tunnetaan nyt nimellä LC-31/6, siinä missä ensimmäinen on edelleen yksinkertaisesti LC-1 (venäjäksi Площадка 1).

Ensimmäisen Neuvostoliiton miehitetyt aluksen, Vostokit ja niitä seuranneet Voshodit laukaistiin matkaan ykkösalustalta. Suurin osa Sojuz-lennoista on lähetetty avaruuteen myös sieltä, sillä uusi alusta on ollut pääasiassa miehittämättömien Sojuz-rakettien käytössä. 

Muita kuuluisia legendaariselta alustalta lähteneitä avaruusaluksia ovat Luna-kuuluotaimet, Mars-luotaimet, Venera-luotaimet kohti Venusta ja 1960-luvulla alustalla oli usein laukaisuvalmis mannertenvälinen ohjus ydinase nokassaan odottamassa ei-toivottua laukaisukäskyä.

Alustalla on tapahtunut myös useita onnettomuuksia, ennen kaikkea ensimmäisinä vuosina, jolloin raketit tuppasivat räjähtelemään silloin tällöin. Tuorein tapaus oli vuonna 1983, jolloin Sojuz 7K-ST -alus oli lähdössä Saljut 7 -avaruusasemalle: raketti räjähti ennen lentoonlähtöä, mutta onneksi Sojuz-aluksen pelastusraketti toimi kuten pitikin ja nosti kolme kosmonauttia turvaan. Sojuz laskeutui lähistölle laskuvarjoillaan. Tämä on edelleen ainoa kerta, kun pelastusraketti on ollut tositoimissa laukaisualustalla tapahtuneessa onnettomuudessa. Alusta oli poissa käytöstä vuoden päivät, kun sitä korjattiin.

500s laukaisu alustalta oli Sojuz TMA-18M -lento syyskuussa 2015. Mukana tuolla lennolla oli myös Euroopan avaruusjärjestön tanskalaisastronautti Andreas Mogensen.

Ikä näkyy laukaisualustassa, etenkin kun sitä ei ole muuta kuin perusylläpidetty vuosikausiin. Syynä on se, että nykyiset Sojuz-raketit korvataan pian uusilla Sojuz-2 -raketeilla, jotka vaativat jo selvästi erilaisen, nykyaikaisemman laukaisualustan. Kuuden vuosikymmenen perinteet siis katkeavat – mutta jo on aikakin.

Sojuz-2:n sukulaisuus R-7:n kanssa toki on selvästi nähtävissä, mutta kyseessä on reippaasti nuorennusleikattu versio. Myös tulevat miehitetyt Sojuz-lennot käyttävät tästä alkaen tätä rakettia. Kesällä sitä testattiin jo Sojuz-avaruusaluksen laukaisuun, tosin ihmisten sijaan sen kyydissä avaruusasemalle nousi robotti Fjodor. 

Lähellä oleva laukaisualusta 31 on remontoitu Sojuz-2:n käyttöön, ja tarkoitus on tehdä samoin alusta ykköselle. Venäjän avaruusohjelman rahapula näkyy kuitenkin siinä, että ainakaan lähivuosina töitä ei aloiteta. Voi olla, että se jää lopulta historialliseksi monumentiksi.

sojuz
Avaruus

Marsin magneettikenttä sykkii oudosti - tutkijat eivät osaa selittää miksi

Kuva: Nasa/JPL-Caltech
Jarmo Korteniemi
Marsin magneettikenttä sykkii keskiyöllä aivan ennennäkemättömällä tavalla. Asian selvitti planeetan pinnalle laskeutunut Nasan InSight-luotain. Laite sai myös viitteitä runsaista vesivarannoista syvällä planeetan uumenissa.

InSight-laskeutuja on kököttänyt Marsissa nyt lähes vuoden, yrittäen saada tolkkua planeetan sisäosista. Laskeutujan havainnoista on nyt viimein kerrottu ensimmäistä kertaa Genevessä pidetyssä EPSC-konferenssissa.

Kenties yllättävimmät löydöt tehtiin magneettikenttää mittaavalla magnetometrillä.

Monia yllätyksiä

Mielenkiintoisin löytö oli yön pimeimpinä tunteina toistuva täysin odottamaton magneettinen syke. Se tarkoittaa säännöllistä vaihtelua paikallisen magneettikentän voimakkuudessa (ja/tai sen suunnassa). Jopa pari tuntia kestävässä sykesarjassa yksi pulssi saattaa kestää yli minuutin. Voimakkaimmin aaltoilu näkyy pohjoissuunnassa, heikoimmin pystysuunnassa.

Jotain vastaavaa on nähty aiemminkin sekä Maassa että Marsissa. Moista magneettista vispausta tapahtuu tyypillisesti planeetan päiväpuolella (eli siellä missä aurinkotuulen, kaasukehän yläosien virtausten ja monien muiden tekijöiden vaikutukset ovat suurimmillaan) ja öisin lähellä napa-alueita (eli siellä missä kenttäviivat ohjaavat varautuneita hiukkasia kohti ilmakehää ja aiheuttavat revontulia).

InSightin huomaama sykintä tapahtuu kuitenkin keskiyön tienoilla ja päiväntasaajalla. Eli juuri silloin, kun alue on parhaassa mahdollisessa suojassa aurinkotuulelta, lähes 7000 kilometriä paksun kivikerroksen takana.

Vielä ei ole selvää mikä sykinnän aiheuttaa, mutta tutkijoilla on jo alustava idea (valistunut arvaus) mistä hommassa saattaa olla kyse.

Aurinkotuuli synnyttää Marsin hyvin heikon magnetosfäärin (vuorovaikuttaessaan sen kaasukehän kanssa) ja venyttää sen yöpuolelle suuntautuvaksi pitkäksi hännäksi. Lepattaessaan aurinkotuulen voimasta tuo häntä saattaisi sitten vuorostaan aiheuttaa kentän sykintää suoraan allaan olevalla pinnalla – eli juuri päiväntasaajan tienoilla, kun Aurinko on juuri planeetan toisella puolen. Vastaavaa ilmiötä ei ole ikinä havaittu Maassa, ehkä koska meikäläinen magnetosfääri on paljon voimakkaampi ja ilmakehä paksumpi.

Hypoteesi voitaisiin kenties tarkistaa Marsin magneettikenttää kiertoradalta tutkivalla MAVEN-luotaimella, jos se vain saadaan oikeaan paikkaan, oikeaan aikaan.

Tutkijat ovat InSightin löydöstä ymmärrettävästi innoissaan. Jos oudon sykkeen synty joskus vielä ymmärretään ja pulssit voidaan ennustaa, niitä voitaisiin käyttää planeetan sisäosien luotaamiseen. Parhaita tuloksia saisi magnetometrien linjastoilla tai verkostolla, tai pinnalla liikkuvien magneettikenttää mittaavien kulkijoiden avulla. Näin saatu aivan uudenlainen tieto voisi hyvinkin mullistaa käsityksemme Marsin kuorikerroksen rakenteesta ja kehityksestä.

Toinen yllätys oli luotaimen laskeutumispaikan magneettikentän voimakkuus. Aiempien kiertoratahavaintojen perusteella kentän voimakkuudeksi arvioitiin 20–350 nanoteslaa, mutta se osoitautuikin noin 20 kertaa suuremmaksi. Kentän lähde on magnetisoitunut kiviaines laskeutumisalueen alla.

Kannattaa huomata, että jopa tällainen oudon voimakas magneettikenttä jää kuitenkin vain sadasosiin Maan pinnalla vallitsevasta kentästä (leveyspiiristä riippuen 30–100 mikroteslaa).

Pohjavettäkin löytyi?

InSightin magnetometrillä tehtiin toinenkin erittäin mielenkiintoinen löytö: Jossain laitteen alla sijaitsee noin 2,5 kilometriä paksu kerros ainetta, joka on erittäin hyvin sähköä johtavaa. Kerroksen sijaintisyvyydeksi tutkijat arvioivat varovaisesti "enintään 100 kilometriä".

Valistuneiden arvausten perusteella varteenotettavin selitys olisi paksu  pohjaveden kerros. Kenties suolaista, ehkä veden ja jääsohjon sekoitusta.

Olettamusta tukevat lukuisat aihetodisteet. Marsin pinnalla on paljon vesijäätä ja kaasukehässä vesihöyryä. Pinnalla on nähty pieniä suolaveden purkauksia ja etelänavan läheltä on löydetty ainakin yksi iso suolaisen veden järvi jäätikön alta. Aikoinaan pinnalla virranneet ja seisoneet vesimassat ovat jättäneet monenlaisia selviä merkkejä sekä planeetan pinnanmuotoihin että mineraaleihin, eikä noiden vesimassojen katoamista ole ikinä kyetty täysin selittämään. Planeetan lämpötilan myös tiedetään nousevan syvemmälle mentäessä, vaikkei planeetan ydin enää olekaan yhtä kuuma kuin Maalla.

Vesi on selkein tunnettu aine, jolla havaittu sähkönjohtavuus voitaisiin selittää. Kerros saattaa myös hyvin olla alueellinen, ellei jopa globaali.

Pohjavesikerros ei siis olisi täysin odottamaton, mutta sen löytyminen olisi iso asia. Se ensinnäkin nostaisi roimasti marsilaisen elämän synnyn ja jopa nykyisyyteen asti säilymisen todennäköisyyttä. Ja mikäli pohjavesi olisi ihmisteknologialla saavutettavissa, "kaivoveden" saanti voisi olla suuri helpotus Marsiin kenties joskus matkaaville astronauteille.

EPSC-kokouksessa raportoidut InSightin löydöt ovat vasta alustavia, eikä niitä ole vielä ehditty vertaisarvioimaan.

Nasan InSight laskeutui Marsin pinnalle marraskuun 2018 lopulla. Laskeutumispaikka sijaitsee vulkaanisella tasangolla lähellä päiväntasaajaa (4.5° pohj. lev., 135.6° it. pit.). Alue on "tarkoituksella tylsä", sillä InSightin tehtävä ei ole perehtyä pinnan kummallisuuksiin vaan saada uusia tietoja syvältä planeetan uumenista.

Laskeutujan mukana Marsin pinnalle saatiin tutkimushistorian ensimmäinen magnetometri. Sillä tallennetaan laskeutumispaikan magneettikentän ajalliset vaihtelut ja muodostetaan kentästä tarkka kuva kolmella akselilla: itä-länsi, pohjois-etelä ja ylös-alas.

Marsin magneettikentästä saatiin hyvä yleiskuva jo 20 vuotta sitten kiertoratamittausten perusteella, mutta se ei kerro kaikkea. Pinnalta saadaan paljon tarkempaa tietoa kentän voimakkuudesta, suunnasta ja paikasta, sekä selvyys siihen kuinka kenttä aikaa myöten muuttuu.

Aiheesta kertoi Suomessa ensimmäisenä Tekniikan Maailma.

Lähteet: Russell ja kumpp., "The Martian Magnetic Field As Seen By InSight" (EPSC 2019); Andrews, Mysterious magnetic pulses discovered on Mars (National Geographic, 2019)

Aloituskuva: Nasa/JPL-Caltech

Iceyen uusimmat satelliitit aloittivat työnteon

Saaria indonesiassa ja kohde parin minuutin välein havaittuna
Jari Mäkinen

Suomalainen Iceye on lähettänyt jo neljä satelliittia avaruuteen – eikä mitään maitopurkin kokoisia nanosatelliitteja, vaan lähes satakiloisia laitteita.

Kaksi uusinta satelliittia laukaistiin Maata kiertämään heinäkuussa, ja nyt nämä ovat aloittaneet työnteon. Uusien satelliittien käyttöönotto kestää tyypillisesti pari kuukautta, kun niiden kaikki systeemit käynnistetään ja tarkistetaan, ja sen jälkeen niiden havaintolaitteet kalibroidaan.

Iceyen tapauksessa satelliitit tekevät tutkahavaintoja.

Yhtiön vallankumouksellinen idea oli tehdä pienikokoisia tutkasatelliitteja, jotka pystyvät tekemään kohtalaisen tarkkoja havaintoja Maan pinnasta, meristä ja kaikesta maapallon pinnalla olevasta myös yöllä ja pilvien läpi.

Tyypillisesti tutkasatelliitit ovat olleet suurempia ja niiden saamat tiedot ovat yksityiskohtaisempia, mutta piempiä satelliitteja voidaan lähettää avaruuteen enemmän, jolloin niillä saadaan joustavammin tarpeeksi tarkkoja havaintoja. Isolla satelliitilla saattaa kestää vuorokausia, ennen kuin se on radallaan sopivasti halutun paikan päällä, mutta useita pieniä satelliitteja käyttämällä saadaan parhaimmillaan kuva halutusta kohteesta hyvinkin nopeasti.

Tuoreimmat Iceyen julkaisemat kuvat demonstroivatkin tätä: otsikkokuvassa näkyy saaria Indonesiassa. Kaksi Iceyen satelliittia otti kuvan alueesta vain parin minuutin välein, jolloin esimerkiksi laivan liike on saatu hyvin näkyviin.

Laivaliikennettä harjoittavat yhtiöt ja tapahtumia merillä valvovat tahot ovatkin tärkeitä Iceyen asiakkaita. Kyseessä ei ole vain valvonta, vaan yhtiöt voivat käyttää kuvia osana operatiivista toimintaansa. 

Tutkakuvia voidaan käyttää myös moneen muuhun pelastustoimien koordinoinnista (kuten Bahamalla pyörremyrskyn jälkeen, kun tavallisilla kameroilla ei saatu vielä kuvia tuhoalueista paksujen pilvien vuoksi) arkisen tylsään rakennustoimien edistymisen tarkkailuun kaupunkialueilla.

Yhtiön asiakkaita ovat myös vakuutusyhtiöt ja energiateollisuus; kummallekin alalle edulliset ja nopeasti saatavat tarkat satelliittikuvat ovat rahanarvoisia.

Göteborgin satamaa Iceyen kuvaamana

Toinen Icyen eilen julkistama kuva esittää Göteborgin satamaa. Siinä näkee hyvin alusten sijainnit parin minuutin välein, kuten myös sen, miten tarkasti esimerkiksi rakennukset näkyvät.

 

Iceye rakentaa satelliittiverkostoa

Kaikkiaan Iceye on lähettänyt avaruuteen jo neljä satelliittia, joista kolme on nyt toimintakuntoisia ja niillä tehdään havaintoja. Ensimmäinen, tammikuussa 2018 avaruuteen lähetetty koesatelliitti ei ole enää toiminnassa.

Kaksi satelliittia lisää on parhaillaan valmistumassa ja ne yhtiö aikoo lähettää avaruuteen vielä tänä vuonna. Iceye on tehnyt varauksia useilta eri rakettiyhtiöiltä, muun muassa Uudesta-Seelannista laukaisuita tekevältä Rocket Labsilta; onkin mahdollista, että seuraavat suomalaissatelliitit lähetetään matkaan Electron-raketilla toiselta puolelta maapalloa.

Niiden jälkeen Iceyellä olisi avarudessa jo viiden satelliitin pieni parvi, jonka avulla havaintojen tekeminen onnistuu vielä nopeammin ja paremmin.

Iceye X-1 menossa uuniin

Iceyen satelliitit ovat suuren matkalaukun kokoisia, hieman alle satakiloisia laitteita. Kuvassa on ensimmäinen koesatelliitti X-1, joka on menossa uuniin: ennen laukaisua satelliitit lämmitetään, jotta niiden sisällä oleva vesihöyry ja muut ylimääräiset aineet kaasuuntuvat ja poistuvat.

Tähtienvälisestä avaruudesta on tulossa Aurinkokuntaan kohde – taitaa olla interstellaarinen vierailija

Kohteen laskettu rata
Jari Mäkinen

Krimillä sijaitsevassa MARGO-observatoriossa havaittiin elokuun 30. päivänä omituinen kohde. 3,6 AU:n etäisyydellä Auringosta (3,6 kertaa Maan ja Auringon välisen matkan päässä) oleva kohde oli hyvin heikko, mutta siitä on saatu vajaan parin viikon aikana sen verran havaintoja, että sille on voitu laskea alustava rata.

Nähtävästi se on tulossa tähtienvälisestä avaruudesta Kassiopeian tähtikuvion suunnasta ja on lähimmillään Aurinkoa loppuvuodesta. 

Kohde on saanut nimen gb00234 ja se on nähtävästi toinen tunnettu tähtienvälinen matkaaja. Ensimmäinen oli lokakuussa 2017 havaittu ʻOumuamua.

gb00234:n arvioitu niin sanottu hyperbolinen pakonopeus on 30 km/s, mikä on selvä merkki siitä, että se ei ole kotoisin omasta planeettajärjestelmästämme. Hyperbolinen pakonopeus tarkoittaa hyperbeliradalla olevan kohteen nopeutta silloin, kun se on hyvin kaukana keskuskappaleestaan – siis lentämässä tähtienvälisessä avaruudessa.

Kohteen kirkkaus on nyt 18,2 magnitudia, ja se tulee todennäköisesti kirkastumaan juuri ja juuri harrastajateleskoopeillakin näkyväksi. Paljain silmin tai kiikarilla sitä ei näe.

Rata-arvioiden mukaan gb00234 on lähimmillään Aurinkoa 1,9 AU:n etäisyydellä 10. joulukuuta 2019. Se kulkee otsikkokuvassa olevan piirroksen mukaisesti Marsin ja Jupiterin ratojen välistä. gb00234:n rata on merkitty siihen vhreällä.

Maapallolle siitä ei siis ole teoreettistakaan vaaraa. 

Lisää havaintoja saadaan koko ajan ja laskelmat tulevat vielä tarkentumaan. Joka tapauksessa näyttää nyt hyvin varmalta, että tässä on historian toinen havaittu interstellaarinen kohde. Niitä nähtävästi suhahtelee tästä Aurinkokunnan läheltä ja läpi koko ajan, mutta aiemmin niitä ei ole vain saatu havaittua. Mahdollisesti nytkin osa menee ohi ilman että tiedämme niistä mitään.

Meteoriitti paljasti - tulivuoria oli ennen planeettoja

Kuva meteoriitista. (ASU Center for Meteorite Studies)
Jarmo Korteniemi

Aurinkokunnan alkuvaiheista on tehty uusi erikoinen löytö. Tutkijat huomasivat poikkeuksellisen vanhan meteoriitin olevan vulkaanista alkuperää. Kivi osoittaa, että tulivuoria saattoi kehittyä jo melko pienillä kappaleilla, kauan ennen planeettojen syntyä.

Muutama vuosi sitten tuntematon meteoriittien etsijä löysi 453-grammaisen epätavallisen kiven hiekkadyyniltä Mauritaniasta. Vuonna 2017 se myytiin alueella käyneelle tutkijalle, ja on nyt nimetty tunnuksella NWA 11119. (Sivukommentti: Se on siis järjestyksessä 11119. Luoteis-Afrikasta (North-West Africa) löydetty ja nimetty meteoriitti.)

Kivi on meteoriitiksi epätavallisen näköinen. Pinnan sulamiskuori on oliivinvihreä ja sisempi aines vaaleampaa kuin useimmissa meteoriiteissa. Kiveä täplittävät kauniin vihreät pyrokseenikiteet.

Varsinaisesti meteoriitin tekee kuitenkin erikoiseksi kaksi asiaa: sen ikä ja kivilaji. Kumpikaan ei yksinään ole kovin erikoinen asia, mutta yhdessä ne kertovat jotain ennenkuulumatonta aivan Aurinkokunnan alkuajoista.

Tutkimus aiheesta julkaistiin Nature Communications -julkaisusarjassa.

Kumpi oli ensin - tulivuori vai planeetta?

Noin 4,6 miljardia vuotta sitten Aurinkokuntamme alkoi muotoutua (tähtitieteellisesti) pienen pöly- ja kaasupilven tiivistyessä. Sen keskelle syttyi Aurinko. Ympäröivä aines painui pyöriväksi kiekoksi, jossa pöly ja ainemuruset takertuivat ja törmäilivat toisiinsa, synnyttäen aina vain suurempia kappaleita, jotka jatkoivat edelleen yhdistymisiään. Syntyi kilometrisiä "planetesimaaleja", niistä edelleen protoplaneettoja, ja lopulta planeettoja.

Sama prosessi jatkuu yhä. Kaikkein viimeisimpiä planeettojen kokoa kasvattavia hitusia ovat niiden pinnalle putoavat meteoriitit. Nyt me vain satumme olemaan täällä, tulkitsemassa hitusten mukana tulevaa tietoa muinaisesta maailmasta.

Analyysien mukaan NWA 11119 on 4,5651–4,5645 miljardin vuoden ikäinen. Se siis syntyi kymmeniä tai satoja miljoonia vuosia ennen Maata tai muita planeettoja ja edustaa näin Aurinkokunnan vanhimpia aineksia. (Sivukommentti: Se ei kuitenkaan ole juuri se kaikkein vanhin löydetty meteoriitti. Tuo titteli on tällä haavaa NWA 2364:llä, josta on mitattu vielä 3–4 miljoonaa vuotta NWA 11119:kin vanhempia ikiä.)

Monet NWA 11119:n ominaisuudet kertovat sen olevan selkeästi vulkaanista alkuperää. Kolmannes kivestä on tridymiittia, kvartsin kaltaista suuressa lämpötilassa syntyvää silikaattimineraalia. Vastaavia osuuksia tridymiittiä on tähän mennessä löydetty ainoastaan joistain Maan vulkaanisista kivistä. Kiveä täplittävä pyrokseeni taas syntyy kiteytymällä sulasta magmasta paineen pienentyessä. Kivessä on lisäksi paljon merkkejä nopeasta jäähtymisestä, mistä voi päätellä kiven päätyneen vauhdilla hyvin kuumasta hyvin kylmään. Tärkeintä kuitenkin on meteoriitin kivilaji, andesiitti.

Andesiittia syntyy tiettävästi ainoastaan monimutkaisten geologisten prosessien myötä. Emokappaleen täytyy ensinnäkin olla varsin pitkälle "differentioitunut" eli erottunut: raskaat aineet ovat vajonneet sen sisällä syvemmälle samalla kun kevyemmät aineet kelluvat pinnalla. Myöhemmin raskaamman syväaineksen täytyy nousta sulana pintaan paineen vaikutuksesta, ja matkalla osan siitä pitää kiteytyä. Magman tulee myös pystyä sulattamaan päällä olevaa silikaattista kevyttä materiaa, minkä jälkeen kivisulien tulee sekoittua, ennen pinnalle purkautumista.

Maapallolla andesiittia löytyy etenkin saarikaarten tulivuorista. Merellisen basalttisen laatan painuessa mantereisen alle se sulaa, ja magma alkaa nousta ylöspäin. Pinnalle syntyy tulivuoria, joista joistain purkautuu andesiittista laavasekoitusta.

Videolla pyöritellään palasta tutkittua meteoriittia.

Andesiittia on toistaiseksi löydetty lähinnä Maasta. Lisäksi siitä on löydetty viitteitä ainakin Marsista. Kivilajin on pitkään oletettu syntyvän vain varsin suurilla ja pitkälle kehittyneillä planeetoilla, ehkä protoplaneetoillakin

Muinaista andesiittia on kuitenkin löydetty myös meteoriiteista aiemminkin, mutta nuo kivet ovat olleet selvästi NWA 11119:ä nuorempia. Niiden emo(proto)planeetoilla oli 40 miljoonaa vuotta enemmän aikaa kasvaa ja differentioitua.

NWA 11119 on nyt kaikkein vanhin tunnettu magmakivestä koostuva meteoriitti - tai magmakivi ylipäätään. Sen materia on siis alunperin purkautunut sulana jonkin suurehkon emo(proto)planeetan syvemmistä kerroksista pinnalle. Oletetun syntyprosessin mukaan emon aines myös lieni varsin pitkälle erottunutta. Toistaiseksi ei kuitenkaan ymmärretä, kuinka riittävän suuria protoplaneettoja olisi vielä ehtinyt syntyä vain muutaman miljoonan vuoden ikäisessä Aurinkokunnassa.

Nyt tehty löytö joko työntää Aurinkokunnan syntyä hieman taaksepäin, tai antaa aiheen pohtia voisiko andesiittia syntyä muutoinkin kuin vain suurilla pitkälle kehittyneillä (proto)planeetoilla.

NWA 11119 lieneekin siis peräisin joltain aiemmin tuntemattomalta emokappaleelta, minkä kokoinen se sitten olikin - planetesimaali, protoplaneetta tai jotain muuta. Suurin osa tuosta kappaleesta on luultavasti käytetty jonkin planeetan rakennusaineeksi, tai sitten se on levinnyt avaruuteen suuren törmäyksen ansiosta. (Sivukommentti: Happi-isotoopianalyysin myös meteoriitit NWA 7235 ja Almahata Sitta saattavat olla peräisin samalta kappaleelta. Jos näin oli, ne ovat kuitenkin peräisin täysin eri alueelta sen pinnalla.)

"Tämä tutkimus on avain siihen, kuinka planeettojen rakennuspalikat muodostuivat. Olemme nyt löytäneet periaatteessa puuttuvan palasen palapeliimme. Siitä näkee, että tuliperäiset prosessit toimivat pienten masuunien tavoin ja prosessoivat suuren osan Aurinkokunnan kiinteistä aineista. Lopulta se johti planeettojenkin syntymiseen", summaa tutkimuksessa mukana ollut, Uuden Meksikon yliopiston meteoriitti-instituutin johtaja Carl Agee.

Löydön myötä vaikuttaa siltä, että vulkanismi (ja raskaiden ja kevyiden aineiden erottuminen) saattoikin käynnistyä jo paljon aiemmin ja paljon pienemmillä kappaleilla kuin on aiemmin oletettu. Kauan ennen kuin ne planeetan kokoisia kappaleita muodostui.

Lähteet: Srinivasan ja kumpp.: Silica-rich volcanism in the early solar system dated at 4.565 Ga (Nature Communications 2018); Arizonan valtionyliopiston tiedote.

Aloituskuva: ASU Center for Meteorite Studies

–

Tilaa aihepiirin Avaruus RSS-syöte