Tämä ei ole vitsi: Schiaparellin lento oli myös menestys

Eurolaskeutuja Schiaparelli jysähti keskiviikkona Marsin pintaan, eikä sen suoriutumista tehtävästään voi pitää mitenkään onnistuneena. Mutta lentoa ei voi pitää myöskään epäonnistumisena: kyseessä oli laskeutumiskoe, ja laskeutumista mitattiin sekä seurattiin tarkemmin kuin mitään aikaisempaa laskeutumista Marsiin. Saaduista tiedoista on hyötyä vastaisuudessa.

Keskiviikko oli tärkeä päivä eurooppalaiselle avaruushistorialle, sillä ExoMars 2016 -lennon Trace Gas Orbiter asettui onnistuneesti Marsia kiertävälle radalle. Nyt punaista planeettaa kiertää kaksi luotainta, jotka ovat Made in Europe. Mars Express on ollut siellä jo 13 vuotta ja toimii edelleen hyvin. Jos TGO pääsee samaan, ei voi olla kuin tyytyväinen.

Tätä saavutusta himmentää tosin se, että TGO:n mukana matkannut Schiaparelli-laskeutuja epäonnistui laskeutumisessaan Marsin pinnalle. Kyseessä on jo toinen eurooppalainen epäonnistunut laskeutumisyritys, ja se tuo mieleen kaikuja vuodesta 2003.

Elämämme muuttuu totaalisesti kymmenessä vuodessa

Olen ajanut autolla ja polkupyörällä nyt helmikuussa noin 5000 km saatuani hullun idean tutkiskella miltä Tour de Francen ja Ranskan ikoniset paikat näyttävät nyt talvella. Tämä juttu ei kerro kuitenkaan tuosta matkasta, vaan siitä, mikä päässäni pyöri koko keikan ajan: robottiautot. 

Kuinka mukavaa olisikaan ollut antaa auton ajaa itse! Vaikka pidän ajamisesta, olisi suuri osa matkanteosta käynyt paljon mukavammin, turvallisemmin ja tuotteliaammin, mikäli olisin voinut tehdä jotain muuta ratin takana. Tai edes katsoa vain, että auto ajaa kunnolla. Matkan varrelle mahtui myös monta kuumakallea, joilta oikeus ajaa itse autoaan pitäisi ottaa ensi tilassa pois.

Liikenne sujuisi paremmin ja joustavammin, mikäli robottiautot sumplisivat keskenään hyvän nopeuden moottoritiellä, eikä kukaan koittaisi ohitella turhaan. Ja huonossa säässä sekä pimeällä tutkat ja kamerat näkisivät paljon ihmistä paremmin. Toivotan todellakin automaattiset autot tervetulleiksi – kunhan vain välillä saisin itsekin tarttua rattiin.

Tästä vuodesta näyttää tulevan merkittävä itseajavien autojen historiassa, sillä useampikin autonvalmistaja on kertonut tuovansa sellaiset markkinoille tämän vuoden kuluessa. Osa näistä on tosin vielä vain osittain automaattisia, eivätkä ne kykene ajamaan aivan kaikissa olosuhteissa. Muutamassa vuodessa tekniikka, joka hoitaa nopeuden säätämisen ja ohjaamisen niin moottoritienopeuksissa kuin ruuhkassakin, tulee enemmän tai vähemmän normaaliksi.

Netissä liikkuvien arvioiden mukaan kaikesta ajamisesta huolehtivat robottiautot voisivat olla tavallisia vuonna 2025 ja viittä vuotta myöhemmin ei olisikaan oikeastaan muita kuin robottiautoja. Tesla-autoyhtiön johtajan Elon Muskin mukaan vuonna 2020 voisit ostaa jo auton, joka osaa ajaa jo niin hyvin, että “voit astua autoon, kertoa minne mennään, nukkua ja herätä määränpäässä”.

Kymmenessä vuodessa siis robottiautot valtaisivat tiet ja samalla ne muuttavat totaalisesti yhteiskuntaamme. Autoilu on niin olennaisessa osassa nykymaailmaa, että siinä tapahtuva suuri periaatteellinen muutos saa aikaan erään suurimmista mullistuksista teollisessa historiassa. Oletan, että siitä tulee vieläkin suurempi mullistus kuin tietokoneiden ja netin tulosta.

Olennaista robottiautoissa ei nimittäin ole se, että auto vain osaa ajaa itse, vaan se, että automaattisen ajamisen myötä suhtautumisemme autoon muuttuu. Jo nyt autojen käyttöaste on itse asiassa vain 4% ja suurin osa autoista liikenteessä kuljettaa vain yhtä henkilöä. Tuo henkilö on ajaja, joka haluaa päästä autolla paikasta toiseen.

Kun auto ajaa itse, olisi auton jakaminen muiden kanssa paljon helpompaa. Itse asiassa suuri osa autoista muuttuisi varmasti jollakin tavalla yhteisomistetuiksi tai liikenteeseen tulisi suuri määrä robottitakseja, joiden hintataso, saatavuus ja mukavuus tekisivät auton omistamisesta tarpeetonta ja jopa tyhmää. Haja-asutusalueilla auton omistaminen voisi olla vielä kannattavaa, mutta taajamissa ei omaa autoa tarvitsisi kuin hyvin harva; auton saisi paikalle koska vain ja sillä voisi lähteä niin lyhyelle kuin pitemmällekin matkalle. 

Ei ihme, että esimerkiksi Yhdysvalloissa Über ja Zipcar valmistelevat jo aktiivisesti omien autolaumojen hankkimista ja operointia.

Tutkiessani asiaa tarkemmin, törmäsin Zack Kanterin erinomaiseen blogikirjoitukseen, missä hän listaa tutkimuksia ja asioita, jotka liittyvät autonomiseen ajamiseen.

Gaia odottaa laukaisuaan

Gaia Kouroussa

Tähtikartoittaja Gaia, Euroopan avaruusjärjestön seuraava tiedesatelliitti, on parhaillaan Kouroun avaruuskeskuksessa valmisteltavana laukaisuun. Sen piti tapahtua 20. marraskuuta, mutta nyt lokakuun 22. päivänä pidetyssä kokouksessa päätettiin, että laukaisua siirretään alustavan arvion mukaan noin kuukaudella eteenpäin. Satelliitin muutamia osia tullaan vaihtamaan Kouroussa tehtyjen testien perusteella, sillä tutkijat sekä insinöörit haluavat olla varmoja siitä, että Gaia tulee toimimaan moitteetta avaruudessa.

Gaian tiedejohtaja, ESAssa työskenteleväTimo Prusti, ilmoitti asiasta tänään ja lupasi selvittää lykkäykseen johtuneita syitä lähipäivinä, kun laukaisun siirtämisestä aiheutuvat kiire hellittää.

Tällä sivulla seurataan laajemminkin Gaian valmistelua, laukaisua, käyttöönottoa avaruudessa ja ensimmäisiä tuloksia tästä alkaen, Kirjoittajina ovat Prustin lisäksi Gaian tutkijaryhmässä asteroidihavaintoja käsittelevän suomalaisryhmän vetäjä Karri Muinonen sekä ryhmän jäsenet ja Tiedetuubin Jari Mäkinen.

Otsikkokuvassa on jo Gaia testissä Kouroun puhdastilassa, missä Gaian suuri aurinkosuoja avattiin ja suljettiin viimeisen kerran ennen matkaan lähtöä. Tämän testin lisäksi Gaialle tehdään suuri joukko muita testejä, ja joissain näistä on löytynyt jotain. Löytö ei välttämättä ole varsinainen vika, vaan voi olla myös pelkkä epäilys siitä, että kaikki ei ole aivan kuten on suunniteltu.

Huima taivaan kartoittaja

Ensi alkuun kuitenkin tarkempi kuvaus siitä, mikä Gaia on: se on tarkasti tähtien paikkoja taivaalla mittaava avaruuskaukoputki, jonka tekemien havaintojen perusteella tähtitieteilijät tulevat tekemään tarkimman koskaan koostetun kartan taivaasta. Nykytekniikan avulla kartasta tulee kolmiulotteinen malli omasta galaksistamme sekä sen noin tuhannesta miljoonasta tähdestä.

"Monet sanovat, että tähtien kartoittaminen ei ole mitenkään seksikäs aihe, mutta he sanovat niin ennen kuin ovat kuulleetkaan Gaiasta ja siitä, mitä se pystyy tekemään", sanoo Timo Prusti.

"Gaia näkee tähtiä, jotka ovat noin 400 000 kertaa heikompia kuin voimme nähdä paljain silmin. Se pystyy määrittämään niiden sijainnin 24 mikrokaarisekunnin tarkkuudella, eli yhtä tarkasti kuin voisimme nähdä hiuksen noin 1000 kilometrin päästä."

Havaintojen avulla voidaan laskea lähimpien tähtien etäisyydet huimalla 0,001% tarkkuudella. Linnunradan keskustassa noin 30 000 valovuoden päässä olevien tähtien etäisyydet voidaan määrittää noin 20% tarkkuudella, mikä on huima parannus nykyiseen.

"Samalla kun Gaia tarkkailee taivaan tähtiä sekä niiden sijaintia, sijainnin muutosta ja kirkkautta paljon tarkemmin kuin mikään havaintolaite aikaisemmin, se tulee todennäköisesti löytämään satoja tuhansia uusia kohteita, kuten esimerkiksi muita tähtiä kiertäviä planeettoja, niin sanottuja ruskeita kääpiöitä (suutariksi jääneitä tähtiä, joiden massa ei riittänyt sytyttämään niissä energiaa tuottavaa fuusioreaktiota) sekä aurinkokunnassamme olevia pienkappaleita, asteroideja ja komeettoja."

Gaia pystyy myös löytämään tähtiä, jotka ovat itse asiassa olleet aikaisemmin pienemmissä galakseissa, jotka Linnunrata on hotkaissut sisäänsä. Tähtien liikeratojen tarkalla selvittämisellä voidaan myös paikansaa pimeää ainetta, jota ei pysty havaitsemaan suoraan, mutta jota näyttää olevan kaikkialla.

"Vaikka päähuomio onkin omassa Linnunradassamme sekä sen tähdissä, Gaia näkee myös satoja tuhansia muita galakseja", Prusti jatkaa. "Mittaamalla kvasaareita Gaian avulla saadaan myös testattua Einsteinin yleistä suhteellisuusteoriaa paremmin kuin koksaan aiemmin."

Suomalaiset vastaavat Gaian keräämistä asteroidi- ja pienkappaletiedoista. Kun Gaia kartoittaa taivasta automaattisesti, se havaitsee samalla paljon Aurinkokunnassamme olevia kohteita, joiden joukossa tulee olemaan varmasti paljon aiemmin tuntemattomia kohteita. Koska Gaia katselee avaruuteen varsin kaukana avaruudessa, se näkee myös Maan radan sisäpuolelle paikkoihin, mihin maapallolla tai sen ympärillä olevat havaintolaitteet eivät näe.

Näitä kohteita etsitään ja paikannetaan suomalaistekoisella ohjelmistolla. Se on tehty Helsingin yliopiston observatoriossa, missä myös omituiset havainnot käsitellään. Voi siis olla, että tietojen joukosta löytyy myös uusia, mahdollisesti vaarallisiakin pienkappaleita, jotka voisivat törmätä Maahan!

ESA on mitannut tähtiä jo aikaisemminkin: Hipparcos -niminen satelliitti kiersi Maata vuosina 1989-1993 ja mittasi noin sadan tuhannen tähden sijainnit. Nyt sen havainnoista tehty kartasto on paras tähtitieteilijöiden käyttämä tähtikartta. Gaia tulee nyt kaksi vuosikymmentä myöhemmin mittaamaan 200 kertaa tarkemmin ja tuottamaan ainakin 10 000 kertaa enemmän tietoa.

Kuukauden matka havaintopaikalle

Gaia laukaistaan matkaan Sojuz-kantoraketilla Ranskan Guyanassa sijaitsevasta Euroopan avaruuslaukaisukeskuksesta marraskuun 20. päivä. Avaruuteen päästyään Gaia ohjataan noin 1,5 miljoonan kilometrin päähän Maasta niin sanottuun Lagrangen pisteeseen numero 2, erääseen Maan luona olevaan alueeseen, missä Maan ja Auringon vetovoimat ovat jotakuinkin saman suuruiset, ja siten siellä oleva alus pysyy jotakuinkin paikallaan.

Tarkalleen ottaen Gaia tulee kiertämään hitaasti tätä gravitaatiotasapainopistettä soikeahkolla radalla, mistä katsottuna sillä on koko ajan erinomainen näkymä ulos aurinkokunnasta ympäröivään avaruuteen ja Aurinko paistaa samalla sen aurinkopaneeleihin. Paneelit on sijoitettu kymmenen metriä halkaisijaltaan olevan suuren aurinkosuojan takapuolelle.

Laukaisun jälkeen kestää noin kuukauden, ennen kuin Gaia on saatu ohjattua havaintopaikalleen 1,5 miljoonan kilometrin päähän. Sen systeemien ja havaintolaitteiden virittäminen aloitetaan kuitenkin jo matkan aikana, joten näin teleskooppi pääsee työhön heti vuoden 2014 alusta - jos kaikki sujuu hyvin.

Mitä Gaia näkee?

Alun perin nimi "GAIA" tuli sen suunniteltua toimintaperiaatetta kuvaavista sanoista Global Astrometric Interferometer for Astrophysics, mutta jo satelliitin kehittämisen alkuvaiheessa päätettiin siitä tehdä hieman erilainen: nyt Gaiassa on kaksi tarkkaa optista kaukoputkea, jotka on suunnattu hieman eri suuntiin.

Kun satelliitti pyörii avaruudessa hitaasti akselinsa ympäri, kuvaavat kaukoputket koko ajan näkymää edessään ja näin vähitellen ne pystyvät kartoittamaan koko taivaanpallon. Sama toistetaan viisivuotiseksi suunnitellun lennon aikana useaan kertaan, jolloin muutokset tähtien sijainneissa kertovat niiden liikkumisesta.

Pelkän taivaalla olevan valopisteen sijainnin kirjaamisen lisäksi Gaia analysoi valoa spektrometreillään: valo pystyy kertomaan muun muassa tähden etääntymisestä tai lähestymisestä. Gaiassa on kaikkiaan kolme erilaista tieteellistä tutkimuslaitetta kummassakin kaukoputkessa.

Gaian ohjaaminen tulee tapahtumaan Euroopan avaruusoperaatiokeskuksesta ESOCista Saksasta, mistä siihen ollaan yhteydessä Cebreroksessa, Espanjassa, ja Australian New Norciassa olevilla suurilla antenneilla. Tiedetoimintoja hallitaan Espanjassa, Madridin luona Villafrancassa olevassa Euroopan Avaruustähtietedekeskuksesta, ESACista.

Havaintoja on käsittelemässä ja analysoimassa suuri joukko tutkijoita (myös Suomesta) ja tämä julkaisee aikanaan yhdessä Gaian tähtikartan kaikkien tähtitieteilijöiden käytettäväksi.

Galilein (kumi)saappaissa

Jokunen vuosi sitten juhlittiin kansainvälistä tähtitieteen vuotta. Juhlavuoden kunniaksi kehiteltiin 2000-luvun versio Galileo Galilein kaukoputkesta. ”Galileoskooppi” on itse asiassa parannettu painos mullistavasta havaintolaitteesta, sillä linssillä on läpimittaa peräti viisi senttiä ja tarjolla on jopa 50-kertainen suurennus. Kuun kraatterit, Venuksen vaiheet ja Jupiterin kiertolaiset erottavat mennen tullen.

Kun olin matkalla eteläitalialaisesta Pioppin pikkukylästä Pariisissa järjestettävään kansainväliseen Mars-havaitsijoiden kokoukseen, aikataulu antoi myöten pikaiselle piipahdukselle Venetsiassa. Ajatukseni oli käydä entisessä kaupunkivaltiossa niin kauan kuin se on vielä merenpinnan yläpuolella.

Oli – kirjaimellisesti – aika tipalla.

Mukanani oli Galileoskooppi, koska olin vakaissa aikeissa seurata Galilein jalanjälkiä ja katsella nimikkotorini laidalla kohoavan Campanile di San Marco -kellotornin huipulta kaukaisuuteen. Näkisin sen, mitä kuuluisa tähtitieteilijä – ja kaupungin silmäätekevät hänen opastuksellaan - näkivät 400 vuotta aiemmin: merellä seilaavia laivoja.

Kaukoputki kainalossa ja kameralaukku olalla lähdin uhmaamaan luonnonvoimia, sillä Venetsiassa satoi juuri tuona päivänä kaatamalla. Tai oikeastaan suihkuamalla, sillä vettä tuli vaakasuoraan synkistä, kovan tuulen ajamista pilvistä.

Onneksi kameralaukun sadesuojus peitti myös kaukoputken, mutta katukojusta ostettu suurin, mutta silti liian pieni sadeviitta ei riittänyt peittämään itseäni. Eivätkä koristossut olleet paras mahdollinen jalkinevalinta liki polveen ulottuvaan tulvaveteen.

Italian lämpöön varautuneena olin liikkeellä tietysti paitahihasillani, mikä ei sinänsä haitannut, koska olen nähtävästi vaihtolämpöinen. Kellotornin hissikuskia vaatimaton vaatetus kuitenkin arvelutti, mutta kun kerroin olevani Suomesta, huolet tuntuivat hälvenevän. “Oukei, nou problem!”

Ylös, ulos ja vesisaaviin! Ylhäällä tuuli oli vielä navakampi ja vettä tuli – mikäli mahdollista – vielä enemmän. Mereltä ei näkynyt muuta kuin harmaa sumuseinämä, kaukoputkella ei oikeastaan sitäkään, sillä näkymä oli linssin pintaa hakkaavien vesipisaroiden sumentama.

Entä jos Galileilla olisi ollut nelisensataa vuotta sitten sään suhteen yhtä huono tuuri eivätkä paikalliset päättäjät olisi nähneet laguunia pidemmälle - olisivatko kukkaronnyörit lainkaan löystyneet? Sankaritähtitieteilijämme hanke olisi kenties jäänyt ilman rahoitusta ja maailmankuva mahdollisesti mullistumatta.

Siihen suhteutettuna kastuneet kengät ja vettyneet vaatteet olivat perin pieni paha.