ilmapallo

Video: Porin torilta stratosfääriin

Viime torstaina tapahtui Porissa jotain hieman omituisempaa: Otaniemessä tekeillä olevan Suomi 100 -satelliitin puusta tehty mallikappale lähti lennolle stratosfääriin.

Heliumpallo nosti laitteen noin 30 kilometrin korkeuteen, kunnes – suunnitellusti – pallo pamahti, kun hyvin harvaksi käynyt ilma oli saanut sen paisumaan usean metrin kokoiseksi. Puusatelliitti putosi alas laskuvarjon varassa ja päätyi keikkumaan Pohjanmaalle sähköjohtoon, mistä sen pelastaminen vaati voimalinjojen raivaamiseen käytetyn nosturiauton kutsumisen paikalle.

Mutta lopulta "puusatelliitti" ja sen sisältämät kuvat sekä tiedot saatiin talteen, ja niistä voitiin tehdä mm. yllä oleva video.

Koko tarina ja lisää kuvia on Suomi 100 -satelliitin nettisivuilla.

*

Pallolennon suunnittelusta ja lennätyksestä vastasi Tiedetuubin Jari Mäkinen, joka on mukana myös Suomi 100 -satelliittihankkeessa sekä toteuttaa siihen kuuluvan Avaruusrekan kiertueen syksyllä 2017.

Stonehenge uusin silmin

Ke, 02/03/2016 - 12:02 Jari Mäkinen
Ensimmäinen ilmakuva Stonegengestä


Iso-Britannian kuninkaallisten pioneerien ilmapallojaoston luutnantti Philip Sharpe otti tänään päivän kuvana olevan kuvan syyskuussa 1906. Se on ensimmäinen kuuluisasta Stonehengen esihistoriallisesta monumentista.


Päivän kuvaEnglannissa, Wiltshiressa, sijaitseva Stonehenge on megaliiteista koostuva neoliittinen ja pronssikautinen kivikehä, jonka varhaisimmat osat rahennettiin noin 5000 vuotta sitten ja se oli käytössä nykytiedon mukaan noin 1 500 vuoden ajan.

Rakentajista kukaan ei luonnollisestikaan voinut nousta ilmaan ja katsoa luomustaan korkealta, joten voi vain ihmetellä, kuinka tarkasti monumentin muodostavat kehät ja kivet on saatu aikaan.

Wikipedian mukaan Stonehengessä on ollut alun perin neljä sisäkkäistä kivikehää, kaksi suurta ja kaksi pienempää. Uloin kivikehä muodostaa halkaisijaltaan 30 metrin ympyrän, ja toinen suurimmista kehistä on hevosenkengän muotoinen. Korkeimpien kivipaasien päälle on nostettu vaakapaasia, ja korkeimmat ryhmät ovat lähes kahdeksanmetrisiä. Suurimmat kivet painavat noin 50 tonnia, ja kaukaisimmat on tuotu paikalle satojen kilometrien päästä Walesista. Moni alkuperäisistä kivistä on jo kadonnut tai kaatunut. Kivikehien ympärillä on halkaisijaltaan 115-metrinen kaivanto, jonka molemmin puolin on maavallit. Vallien vieressä ja niiden ulkopuolella on yksittäisiä paasia.

Stonehengen tarkoituksesta ei ole varmuutta. Se on saattanut olla aurinko- ja kuukalenteri, temppeli, hautapaikka tai kokoontumispaikka. Monumentin koillispuolen sisäänkäynti on suunnattu kesäpäivänseisauksen auringonnousuun.

Stonehengeä restauroitiin ensimmäisen kerran vuonna 1901, jolloin kaatumisvaarassa olleita kiviä vahvistettiin ja osaan niistä suoristettiin.

1900-luvun alussa myös lentäminen sekä valokuvaus ottivat suuria askeleita eteenpäin, ja monia paikkoja kuvattiin ensimmäisen kerran ilmasta. Suurin osa "kunnollisista" kuvista otettiin aluksi ilmapalloista, koska ne pysyivät tarpeeksi paikallaan pitkien valotusaikojen ajan. Aivan aluksi ei muuta ollut tarjollakaan, koska lentokoneet saatiinkäyttöön Euroopassa vasta vuonna 1907.

Kuninkaallisen armeijan pioneerien ilmapallojaos aloitti lentämisen vetypalloilla vuonna 1878 ja kuvaamista yritettiin ensimmäisen kerran vuonna 1881. Eräs tärkeimmistä ilmapallotukikohdista oli Bulfordin leiri Salisburyn tasangolla hyvin lähellä Stonehengeä, joten monumentti oli varsin looginen kohde kuvaamiselle – vaikka sen kuvaaminen sinällään ei ollut tärkeyslistalla ensimmäisenä. 

Ensimmäisen kerran tarkoituksellisesti ilmakuvausta käytettiin arkeologian tukena Roomassa kesällä 1899, jolloin Forumin raunioalue kuvattiin ilmapallosta.

(Juttua on päivitetty ke 3.2. illalla: kuninkaalliset insinöörit on korjattu kuninkaallisiksi pioneereiksi)

Sääpallon räjähdys stratosfäärissä

Ti, 01/12/2016 - 09:36 Jari Mäkinen
Sääpallo räjähtää


Joka päivä noin 800 säähavaintopalloa lähetetään taivaalle ympäri maailman. Tyypillisesti ne lähetetään säähavaintoasemilta klo 00:00 ja 12:00 GMT, jolloin säähavaintoaineistoon saadaan samanaiksisesti ympäri maailman tärkeää tietoa paikan päältä, ilmakehän eri osista; vaikka satelliiteilla, tutkilla ja lasereilla saadaan paljon tietoa ilmakehästä kaukaakin, ei mikään toistaiseksi ole tehokkaampi ja tarkempi tapa kuin säähavaintopallon kuljettama sensoripaketti, joka lähettää tietonsa sääasemalle.


Päivän kuvaSäähavaintopallon nousunopeus riippuu pallon koosta, mutta yleensä se on 2–6 m/s. Palloon ripustetaan radiosondi, joka määrittää sijaintinsa satelliittinavigoinnin avulla ja mittaa mm. ilmanpainetta, ilman lämpötilaa ja suhteellista kosteutta. Pallon liikettä havaitsemalla saadaan selville myös tuulen suunta ja nopeus.

Pallot nousevat tyypillisesti 30-40 kilometrin korkeuteen ja noustessaan nämä yleensä latex-kumista tehdyt, heliumilla täytetyt pallot laajenevat ilmanpaineen laskiessa yläilmakehässä. Pallo saattaa paisua jopa satakertaiseksi halkaisijaltaan verrattuna siihen, millainen se oli lähetettäessä. Lopulta pallot räjähtävät, kun kumi ei enää pysty venymään ja kylmä ilma haurastuttaa sitä. Pallon rippeet ja pieni, kevyt styroksiin pakattu mittalaitepaketti putoavat alas vahinkoa aiheuttamatta.

Monet harrastajat käyttävät säähavaintopalloja nostamaan myös kameroita yläilmakehään. Kun kameran mukana on esimerkiksi satelliittipaikannuslaite, joka lähettää koordinaatteja tekstiviestinä matkapuhelimeen, on alas pudonnut kamera varsin helppoa (joskus vähemmän helppoa) käydä hakemassa. Kuvat ovat yleensä upeita, aivan kuin avaruudessa otettuja.

Amerikkalainen John Abella onnistui nappaamaan vuonna 2010 kuvan räjähtävästä sääpallosta. Kuva on sattumalta otettu juuri sen sekunnin sadasosan aikana, kun pallon latex antoi periksi ja hajosi moniksi pieniksi kumisiivuiksi, jotka näyttävät auringonvalossa varsin omituisilta avaruusmadoilta. Korkeus oli noin 30 km ja kamerana oli Auringon voimakkalta säteilyltä ja kylmältä viimalta suojattu Canon PowerShot A560.

Ensimmäisenä maailmassa ilmapalloa havaintojen tekemiseen käytti ranskalainen meteorologi Léon Teisserenc de Bort vuonna 1896, joka löysi pallojen avulla tropopaussin ja stratosfäärin, ilmakehän kaksi alinta osaa.

Siinä missä nykyisin lähes kaikki pallot tehdään Kiinassa, on eräs suurimmista säähavaintopallojen mittalaitteistojen valmistajista suomalainen Vaisala Oyj. Myös muut mittalaitepakettien valmistajat käyttävät Vaisalan antureita, ja niistä erityisesti tänä vuonna 40 vuotta täyttänyt kosteusanturi HUMICAP on erittäin suosittu. HUMICAP oli maailman ensimmäinen kapasitiivinen ohutkalvoteknologiaan perustuva kosteusanturi, mistä alkoi Vaisalan eteneminen suhteellisen kosteuden mittaamisen markkinajohtajaksi sekä kapasitiivisten ohutkalvoantureiden maailmanvalloitus. Nyt Vaisalan kehittämä menetelmä on maailmanlaajuinen teollisuusstandardi. Vaisala on kehittänyt vuosikymmenten aikana tekniikkaansa niin, että nykyinen HUMICAP on edelleen markkinoiden tarkin ja luotettavin kosteusanturi.

Turistien stratosfääripallo teki koelennon korkealle

Ti, 10/27/2015 - 22:57 Jari Mäkinen
Näkymä pallosta

Pian turistit pääsevät ihailemaan maapalloa monella eri tavalla korkeuksista. Kolme yhtiötä on tekemässä avaruusaluksia, jotka tekevät pomppauksia lähiavaruuteen, ja lisäksi World View -niminen amerikkalaisyhtiö on tekemässä valtavan ilmapallon kannattelemaa gondolia, joka sisältä voisi katsella häkellyttävän kaunista näkyä noin 30 kilometrin korkeudessa.

Kyseessä ei siis ole lähellekään avaruus, vaan “ainoastaan” noin kolme kertaa liikennelentokoneen lentokorkeutta ylempänä oleva stratosfääri. Siellä kuitenkin ilma on jo niin ohutta, että taivas näyttää lähes mustalta ja ilman suojaa oleva ihminen kuolisi minuuteissa – aivan kuten avaruudessa. 

Sieltä katsottuna myös maapallon pinta on kaareva, ja etenkin laajakulmaobjektiiveilla kuvattuna näky on kuin avaruudessa olisi.

World View aikoo viedä turisteja katsomaan näitä maisemia vuodesta 2017 alkaen erityisellä gondolilla, jonka sisään mahtuu kuusi henkilöä ja kaksi miehistön jäsentä. Matkustajat näkevät ympärilleen isoista ikkunoista ja voivat lähettää kuviaan saman tien nettiin satelliitin kautta kulkevan internet-yhteyden kautta.

Gondolin nimeksi on annettu Voyager, eli “matkaaja”. Sen varustuksiin kerrotaan kuuluvan myös pienen baarin sekä toiletin.

Yhtiö testaa tekniikkaansa lennättämällä gondolin pienoismallia. Se teki onnistuneen lennon jo viime keväällä Arizonassa ja nyt lauantaina mallikappale nousi toistaiseksi korkeimmalle yltäneelle koelennolleen; se kohosi 30 624 metrin korkeuteen, mistä se lensi alas liitolaskuvarjolla vähän samaan tapaan kuin lopullinen gondoli tulee tekemään.

Mallikappaleen koko on 10 prosenttia lopullisesta, mutta sen avulla yhtiö pystyy testaamaan koko lennon tekniikkaa.

Toistaiseksi mallikappaleiden koelennoilla ei laskuvarjoa ole avattu korkealla, mikä on olennaisin toistaiseksi testaamaton osa lentoa. Sen jälkeen yhtiö aikoo vielä testata koko lennon suorittamisen tällä pienoismallilla aivan samaan tapaan kuin lopulliset lennot tullaan tekemään, ennen kuin koelennot jo puolivalmiilla täysikokoisella gondolilla aloitetaan.

Ilmapalloilu stratosfäärissä ja laskuvarjoilu korkealla ilmakehässä eivät ole mitenkään haastavia teknisesti, sillä näistä on paljon kokemusta ympäri maailman 1950-luvulta alkaen. Ongelmana on kuitenkin tehdä sitä rutiininomaisesti maksavien turistien kanssa.

Turvallisuuden lisäksi tärkeätä onkin kiinnittää huomiota matkustusmukavuuteen. Palloa pyritään lennättämään siksi mahdollisimman tasaisesti, nousu pyritään tekemään rauhallisemmin kuin normaalisti stratosfääripalloilla ja paluu takaisin maanpinnalle pitää saada onnistumaan mahdollisimman sulavasti. 

Yleensä pallon irrottaminen saa aikaan varsin suuren pudotuksen ja varjon aukeaminen voimakkaan riuhtaisun. Lentäminen liitovarjolla saattaa myös olla varsin tempoilevaa – puhumattakaan kopsahtamisesta takaisin maahan.

Ennen varsinaisen turistien käyttämän gondolin lennättämistä World View käyttää täysikokoista mallikappaletta, jonka massa sekä aerodynaamisen ominaisuudet vastaavat täysin lopullista.

Jos koelennot sujuvat hyvin, pääsevät ensimmäiset turistit matkaan vuonna 2017. Hintaa lipulla on 75 000 dollaria ja sillä pääsee pariksi tunniksi kellumaan noin 30 kilometrin korkeuteen.



Turistipallo nousi stratosfääriin

Su, 03/15/2015 - 13:15 Jari Mäkinen

Lähiavaruusturismi otti pienen askeleen eteenpäin viikko sitten sunnuntaina (8. maaliskuuta), kun World View -yhtiö testasi pallolentoaan ensimmäistä kertaa siinä muodossa, millä se aikoo lennättää turisteja pian yläilmakehään ihailemaan avaruudellisia maisemia.

Amerikkalaisyhtiö on kehittänyt matkustajille sopivan kondolin, joka nostetaan suurella ilmapallolla yli 30 kilometrin korkeuteen ja mistä se tulee alas laskuvarjolla. Systeemi käyttää suurta liitolaskuvarjoa, jota pystytään ohjaamaan, ja yhtiö rikkoi koelennoillaan viime kuussa tällaisilla varjoilla tehdyn korkeusennätyksen.

Tällä ensimmäisellä lennolla isoikkunaisen gondolin sisällä ei ollut ihmisiä, vaan opiskelijoiden, koululaisten ja opettajien Nasalle tekemiä koelaitteita. Ne tutkivat stratosfääristä muun muassa kosmisia säteitä ja mittasivat ilmakehän kaasuja. 

Euroopassa vastaavia opiskelijakokeita tehdään ESAn Bexus-ohjelmassa Kiirustasta laukaistavilla palloilla, mutta näiden koelaitteiden lennättämiseen käytetään yleensä erityistä niitä varten tehtyä gondolia. World Viewin käyttämä gondoli on kätevämpi, koska sen sisälle koelaitteet voidaan asentaa kuin laboratorioon. Lisäksi myöhemmillä lennoilla tutkija voi lentää niiden mukana.

Päätarkoituksena yhtiöllä on kuitenkin lennättää turisteja ihailemaan mustaa avaruutta ja kaarevaa maapallon pintaa korkeuksista. Valitettavasti painottomuutta lennoilla ei pääse kokemaan, mutta maisemat ovat varsin avaruudellisia!

Lento maksaa noin 71000 euroa ja matkaan pääsee ensi vuodesta alkaen.

Ilmapallo vedessä suurnopeudella

Pe, 03/13/2015 - 16:33 Toimitus

Suurnopeuskameralla otetut videot ovat (lähes) aina jännittäviä. Ja niin on tämä videokin, missä veden alla oleva ilmaa täynnä oleva ilmapallo räjäytetään.

Alkuperäisessä videossa oli 36 000 kuvaa sekunnissa.

Vertailun vuoksi alla on myös ilmassa olevan, mutta vedellä täytetyn pallon pamauttaminen – luonnollisesti myös suurnopeudella kuvattuna.