LRO

Kierros Kuun ympärillä

"Kuu on harmaa – tai täysin väritön – ja näyttää siltä, kuin se olisi pelkkää betonia", totesi Apollo 8 -lennon astronautti James Lovell vuonna 1968. Lennon kolmehenkinen miehistö olivat ensimmäiset ihmiset, jotka pääsivät katsomaan Kuun pintaa läheltä.

"Pinta näyttää kuin hiekkakasalta, missä lapseni ovat olleet temmeltämässä pitkän aikaa", jatkoi samalla lennolla ollut William Anders

"Pinta on täysin rösöistä ja rikkoutunutta, vain töyssyjä ja reikiä."

Monet muutkin Apollo-lentojen astronautit ovat kuvailleet monin eri sanamuodoin sitä, kuinka omituinen ja harmaan väritön Kuun pinta on. Nyt kuitenkin tämän voi helposti katsoa myös itse hyppäämällä Lunar Reconnaissance Orbiter -luotaimen kyytiin.

Seán Doran on tehnyt luotaimen kameran ottamista kuvista hienon videon, joka näyttää yhden kierroksen Kuun ympäri. Video näyttää hyvin, kuinka Kuulla on kaksi selvästi erilaista puolta ja kuinka sen pinnan aines, niin sanottu regoliitti, on todella harmaata.

Itse asiassa yksi syy siihen, miksi Kuu näyttää hyvin harmaalta, on sen varsin pieni heijastuvuus: keskimäärin Kuun pinta heijastaa vain noin 12% siihen osuvasta valosta.

 

 

 

Tosin Kuun tapauksessa tässä on suuria vaihteluita, koska suoraan valon suunnasta katsottaessa pinta heijastaa jopa hyvin voimakkaasti valoa takaisinpäin: Kuun pinta on hyvin rosoista, joten valon tullessa sivulta on siinä paljon pieniä varjoalueita, mikä ilmakehän tasoittavan vaikutuksen puuttuessa tarkoittaa sitä, että maisemassa on paljon pieniä mustia alueita. 

Kun valo tulee pintaan kohtisuoraan, ei näitä mustia alueita ole, vaan koko pinta näyttää valaistulta. Tämän niin sanotun oppositioilmiön vuoksi myös täysikuu näyttää paljon kirkkaammalta kuin Kuu olisi muutoin.

Video: Seán Doran, alkuoperäiset kuvat: NASA / LROC

PS. Doran on koostanut muitakin kauniita videoita. Niitä voi katsoa mm. hänen Twitter-tililtään @_TheSeaning

Avainsanat

Maa murtaa vetovoimallaan arpia Kuun pintaan

Ke, 10/14/2015 - 15:41 Jari Mäkinen
Arpia Kuun pinnalla

Kuuta vuodesta 2009 alkaen kiertänyt NASAn Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) on tuottanut suuren määrän kiinnostavia ja hyvin tarkkoja kuvia luontaisen kiertolaisemme pinnasta.

Kuvissa näkyy esimerkiksi ylityöntösiirroksista kertovia harjanteita. Ne ovat ovat syntyneet puristumisen aikaansaamana, kun pintamaterian lohkot ovat liikkuneet varsin reippaasti toistensa suhteen.

Harjanteita löytyy ympäri Kuuta, myös sen ylänköalueilta. Eräs ehdotettu syy niiden synnylle on pitkään ollut Kuun supistuminen: kiertolaisemme kun on mallien mukaan aikojen saatossa jäähtynyt ja samalla pienentynyt.

Lokakuun Geology-lehdessä ilmestyneen jutun mukaan pääsyyllinen niiden syntyyn saattaakin olla Maan vetovoimallaan aiheuttama vuorovesivoima. Tai vähintäänkin se ohjaa suuntia, johon kutistuvan Kuun pinta romahtelee.

Tässä ei sinällään ole mitään uutta. Samaan tapaan kuin Kuu saa aikaan maapallon pinnalla aikaan vuorovesi-ilmiöitä – siis merenpinnan ja muiden vesistöjen pinnan nousemisen ja laskemisen – vaikuttaa Maa vetovoimallaan myös Kuuhun. Uutta on sen sijaan se, että tämä saa aikaan näkyviä merkkejä Kuun pinnassa.

“Maa muokkaa edelleen Kuun pintaa”, tiivistää planetologi Thomas Watters asian. Watters on työssä Smithsonian-instituutin alaisuudessa olevassa Yhdysvaltain kansallisessa ilmailu- ja avaruusmuseossa, ja hän toimi ryhmän vetäjänä. Pääkaupunki Washingtonissa olevassa museossa ei siis vain puunata vanhoja lentokoneita ja raketteja, vaan tehdään myös tutkimusta.

Siirrosten aikaansaamia harjanteita on erittäin paljon. Tutkijaryhmä on löytänyt LRO:n kuvista yli 3200 siirroslinjaa Kuun pinnalta. Harjanteet ovat tyypillisesti viitisentoista metriä korkeita ja noin 10 kilometriä pitkiä.

Näitä on havaittu Kuun pinnalta jo aikaisemminkin, ja muun muassa Apollo-kuulentoja valmisteltaessa niitä kartoitettiin paljonkin. Silloin kuitenkin niiden iäksi arvioitiin noin 50 miljoonaa vuotta, mutta nyt ne ovat paljastuneet nuoremmiksi.

Uuden tutkimuksen mukaan siirrokset saattavat olla kaikkea muuta kuin ikivanhoja. Ne voivat hyvinkin olla yhä aktiivisia.

Olennaista uusissa tiedoissa on se, että linjat eivät ole pinnalla sattumanvaraisesti. Mikäli ne muodostuisivat vain Kuun (tai sen ytimen) supistumisesta, olisivat siirrokset sikin sokin ja eri suuntiin. Sen sijaan ne ovatkin selvästi suuntautuneita.

“Kartoittamiemme tuhansien harjanteiden suunnat ovat sellaisia, että selvästikin jokin vaikuttaa niiden muodostumiseen”, selittää Watters.

“Ja tuo voima on maapallon vetovoima.”

Syynä tähän on se, että vuorovesivoima ei vaikuta tasaisesti koko Kuuhun. Vaikutus on suurimmillaan sekä lähellä toista kappaletta olevalla puolella että vastakkaisella puolella. Samaan tapaan kuin vuorovesi ilmenee Maassakin.

Koska Kuu kääntää koko ajan saman puolensa kohti Maata, on voima koko ajan suurempi lähellä Maata sekä Kuun kääntöpuolella. Tämä saa aikaan sen, että lähellä Kuun päiväntasaajaa siirrokset ovat pääosin pohjois-etelä-suunnassa, ja itä-länsi-suunnassa lähellä napoja.

Oli siirrosten synnyn syynä sitten Kuun supistuminen tai nitkuminen vuorovesi-ilmiön vuoksi, se tuottaa kuunjäristyksiä. Niitä tutkimalla alkuperästä voidaan saada lopullinen selvyys.

Päivitys klo 17.00: Täsmennetty terminologiaa ja lisätty selitystä useisiin kohtiin.

Uudet pohjakartat Kuusta

Pe, 04/17/2015 - 05:03 Jarmo Korteniemi
Tabula Selenographica, Johann Ebersberger (1742)

 Otsikkokuvan kartta ei liity tapaukseen.

Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskus USGS julkaisi viime maanantaina uudet pohjakartat Kuusta. Ne perustuvat Kuuta yhä kiertävän NASAn LRO-luotaimen muutaman vuoden takaisiin ja huolella käsiteltyihin ja projisoituihin aineistoihin.

WAC-laajakulmakameran aineistosta tehty karttaKarttoja on kaksi: Ensimmäinen on laajakulmakameran tasalaatuinen näkymä koko pallon pinnasta (vasemmalla), toinen taas on topografian (Kuun pinnanmuodot) näyttävä kartta (oikealla). Käytännössä nämä kartat ovat nyt parhaiten kalibroituja standardikarttoja mitä naapuristamme on tähän mennessä tehty.

Karttoja selailevan kannattaa muistaa, että niiden mittakaava vaihtelee huomattavasti. Pääkarttojen projektio on Mercator, joka vääristää kokoja huomattavasti. Napojen lähellä taas käytetään polaarista stereografista projekiota.

LRO-luotain (Lunar Reconnaissance Orbiter) ryhtyi kartoittamaan Kuuta vuoden 2009 kesällä.

 

Kartat voi ladata netistä PDF-tiedostoissa kahdella tarkkuudella:

-----------------------------------------------
Karttalehti      Matala resol.    Korkea resol.
-----------------------------------------------
1: Albedo       58 MB (lataa)    251 MB (lataa)
2: Topografia   55 MB (lataa)    472 MB (lataa)
-----------------------------------------------

Alkuperäiset ja korjatut LOLAn topografia-aineistot löytyvät NASA:n Planetary Data Systemin tai USGS:n Astrogeology-projektin sivuilta. Niiden tarkkuus on paljon karttoja suurempi - globaali aineisto on useita gigatavuja! Data on sisällöltään varsin yksinkertaista (sisältää lähinnä vain koordinaatti- ja korkeustiedot), mutta käyttö vaatii jonkin verran perehtymistä.

Kiinan toinen kuupäivä alkaa

To, 01/09/2014 - 04:34 Jarmo Korteniemi
Kuva: CNSA / Gordan Ugarkovic

Kiinalaisen laskeutujan Chang'e 3:n toinen (kaksi viikkoa pitkä) päivä Kuussa alkaa sarastaa huomenna perjantaina. Yutu-kulkija suuntaa matkansa ilmeisesti nyt kohti tuntemattomia seutuja etelässä. Sen arvellaan selviävän ehkä kymmenen kilometrin matkasta.

Chang'e:n laskeutumispaikalla Aurinko nousee tulevana perjantaiaamuna puoli kahdeksalta Suomen aikaa, mutta kiinalaisten kuulennonjohto suunnittelee herättävänsä kulkijan ja laskeutujan vasta 12. tammikuuta, kun Aurinko on jo hieman korkeammalla. Heräämisensä jälkeen laitteet voivat tutkia lähiseutuja liki kahden viikon ajan ennen seuraavaa yötä. Eritoten tutka ja tarkat spektrometrit saavat varmasti paljon toiminta-aikaa. Niiden avulla päästään käsiksi siihen, mistä pinta on koostunut ja kuinka alue on muokkaantunut. Yutulla pyritään varmasti myös ajelemaan kohti tuoreita törmäyskraattereita, jotka avaavat ikkunan syvälle laavakerrosten sisään.

Mutta mitä "Kuupupu" tekikään ensimmäisen päivänsä aikana ja mitä uutta se sai selville Kuusta?

Kuvia ja testausta

Pääosa ajasta on mennyt laitteiston toiminnan varmisteluun. Kiinan avaruushallinto on kertonut, että sekä laskeutujan että siitä liikkeelle lasketun kulkijan laitteet ovat kunnossa. Toiminta-ajan on myös vihjaistu todennäköisesti ylittävän alunperin uumoillut kolme kuukautta. Tutkimusta tehdään varmasti niin kauan kun yhteys ja laitteet pelaavat.

Uusia ja mielenkiintoisia kuvia ja videoita alueesta on myös julkistettu. Niitä välitetään kuitenkin yleisölle (johon kuuluvat myös ulkomaiset tutkijat) lähinnä Kiinan television kautta, joten materiaalin laadussa on nykystandardeilla toivomisen varaa. Esimerkkinä vaikkapa tämä jouluna julkistettu video.

Tärkein ja näkyvin saavutus oli Yutu-kulkijan liikkeelle saaminen. Se on tämän jälkeen kiertänyt ja kuvannut itse laskeutujan muutaman metrin päästä. Tämän jälkeen se lähti siirtymään kohti etelää. Lopulta se pysäytettiin noin 40 päähän Chang'e:sta, ja kumpikin vaivutettiin tapaninpäivänä 2013 horrokseen kylmän yön ajaksi.

Tiettävästi ensimmäisen kuupäivän aikana niin kulkija kuin laskeutujakin toimivat suunnitellulla tavalla, joskin kulkija laitettiin varotilaan joulukuun 16.-20. päivien väliseksi ajaksi, koska sen sisälämpötila alkoi kohota laskettua korkeammaksi. Aurinko oli tuolloin ylimmillään taivaalla ja kärvensi kulkijaa eniten. Pekingin mukaan kyseessä oli varotoimi, eikä vastaavaa keskipäivän paussia tarvittane enää vastausuudessa.

Laskeutumisalue on osoittautunut erittäin tyypilliseksi laavatasangoksi, jossa ei ole juuri ollenkaan ylänköalueilta levinneitä mineraaleja. Asia on selvinnyt jo aiemmin NASA:n Kuuta kiertävän LRO-satelliitin tutkimuksissa. Jos myös paikan päältä näyttää samalta, päästään nyt ensi kertaa perehtymään lähes puhtaisiin laavatasankoihin.

NASAn LRO-satelliitti nappasi joulupäivän pikkutunneilla tarkan kuvan Kiinan laskeutujasta. Oikealla olevassa kuvasarjassa näkyy alue ennen laskeutumista, sen jälkeen, sekä vertailun vuoksi Helsingin keskustaa samassa mittakaavassa.

Ensimmäiset oikeat analyysit

Yutu on myös päässyt tekemään ensimmäisiä varsinaisia tutkimuksiaan. Pintamaterian koostumus todistettiin alustavasti varsin samanlaiseksi kuin odotettiinkin. Se on rakennusaineiltaan samankaltaista kuin Apollo- ja Luna-lentojen näytteetkin. Samoja aineita löytyy runsaasti myös oman planeettamme pinnalta.

Analyysissä tunnistettiin pintamaterian, kenties kuupölyn, yleisimpiä alkuaineita. Mukana oli myös muutamia erikoisemman KREEP-aineryhmän aineita, kuten kaliumia ja yttriumia.

Tutkimus tehtiin aktiivisella röntgenspektrometrillä, APXS:llä. Periaate on yksinkertainen: ainetta pommitettiin ensin voimakkaalla säteilyllä. Energia varastoitui hetkeksi elektroneihin, ja säteili sitten pois fluoresoituneena säteilynä. Eri aineet tunnistettiin, koska niistä jokaisesta lähtevä säteily tapahtuu hieman eri voimakkuudella. Saatu käyrä näkyy alla olevassa kuvassa.

Röntgenspektri Kuun pintamateriasta. Kuva: Kiinan tiedeakatemia, Suurenergiafysiikan instituutti

Vähän tietoa, paljon odotuksia

On helppo huomata, että Kiinan laskeutujan toimista on toistaiseksi julkistettu paljon vähemmän tietoa kuin vaikkapa NASA:n Mars-mönkijöistä. Minimalistisempi tiedotus ei kuitenkaan tarkoita, etteikö Chang'e 3 toimisi hyvin ja tuottaisi tietoa. Ero kertoo ainoastaan Kiinan hillitymmästä tavasta kertoa asioita ulospäin.

Laskeutumisen lopullinen vaikutus kuututkimukseen mitataan saavutetulla tieteellä. Chang'e:n ja Yutun keräämä aineisto tulee varmasti olemaan suurempi ja tarkempi kuin kaikkien aiempien kuulaskeutujien yhteensä. Ajan kanssa arkisto avataan toivottavasti myös muiden maiden tieteentekijöille.

Taulukko: Chang'e:n vuorokausirytmi

Auringon tarkat nousu- ja laskuajat laskeutumispaikalla, ottamatta pinnanmuotoja huomioon. Kaikki ajat ovat Suomen aikaa (UT+2 ja 30.3. jälkeen UT+3).

Päivän numero Auringonnousu Auringonlasku
#1 (mennyt) 11.12. 17:39 26.12. 19:35
#2 (alkava) 10.01. 07:28 25.01. 10:35
#3 08.02. 22:01 24.02. 00:20
#4 10.03. 12:49 25.03. 12:37
#5 09.04. 04:15 24.04. 00:39
#6 08.05. 17:53 23.05. 10:55

Lähde: Greenish, www.unmannedspaceflight.com