painottomuus

Tutkijoiden ja astronauttien lennättämiseen normaalisti käytetty painottomuuslentokone oli tänään hieman erikoisella lennolla: mukana oli juhlijoita, julkkiksia ja erilaisia ennätysyrittäjiä

Rahalla saa kaikenlaista. Sillä voi esimerkiksi vuokrata Airbus A310 Zero-G -lentokoneen, jonka sisälle voi järjestää maailman omituisimmat kemut.

Tänään Frankfurtista tehty lento oli itse asiassa jo toinen tällainen erikoislento. Ensimmäinen painottomuusklubi pidettiin viime vuonna, ja kuten silloinkin, oli kone lastattu nyt kovasti maksaneen lipun ostaneilla matkustajista ja julkkiksilla, jotka tekivät tai koittivat tehdä "ensimmäistä kertaa avaruudessa" jotain.

Tämä tietysti on aikamoista liioittelua, sillä kone ei ollut avaruudessa, ja monia näistä jutuista on tehty aikaisemminkin – ei kenties ihan samaan tapaan, mutta käytännössä kyllä.

Nyt painottomuuslennolla mm. tehtiin ensimmäinen rankkari painottomuudessa. Potkusta vastasi jalkapallojoukkue Eintrach Frankfurtin pelaajat, mm. Sebastien Haller.

Samalla lennolla oli myös levynjulkistustilaisuus, ainakin Saksassa maailmankuulu julkkiskokki Tim Mälzer tekemässä ruokaa (kuulemma erityistä salaattikastiketta), oikeasti maailmankuulun Jamiroquain Jay Kay jammailemassa ja DJ Timmy Trumptet soittamassa yllättäen trumpettia.

Heidän seuranaan oli koko joukko muotiväkeä, julkkiksia ja sosiaalisen media edustajia, jotka ovat täyttäneet osaltaan internetiä hakusanalla #WORLDCLUBDOME.

World Club Dome on tapahtumajärjestäjä BigCityBeatsin vuotuinen megajuhla, joka pidetään kesällä. Tämä lento on itse asiassa tapahtuman markkinointia, ja tapaus myös itsessään. Vastaava lento tehtiin jo viime vuonna, jolloin oli myös mukana noin 50 henkilöä.

Lennon hyödyllisyydestä voi olla montaa mieltä, mutta näin kerätty raha auttaa ylläpitämään tutkimuskonetta, ja se lisäksi laajentaa osaltaan avaruustietoisuutta julkkisten pariin. Sen takia mukana lennolla oli myös Euroopan avaruusjärjestö, joka odottaa saavansa tästä PR-hyötyä (ja nähtävästi on saanutkin).

Tänään olleella lennollaan kone nousi matkaan Frankfurtista ja kävi Bretagnen luona Atlantin päällä tekemässä paraabeleita. Painottomuus koneessa saadaan aikaan siten, että se tekee "hyppäyksiä" noin 5000 metrin ja 8000 metrin välillä siten, että lennon aikana kone on vähän aikaa vapaassa heittoliikkeessä. Silloin sen moottorit ovat lähes tyhjäkäynnillä ja niillä kompensoidaan van koneen ilmanvastus.

Kyse on vähän samasta asiasta kuin joskus tiellä sopivalla nopeudella oikean muotoisen töyssyn yli ajaessa mahanpohjassa muljahtaa. Koneella lennetään töyssyn muotoista rataa siten, että yksi muljahdus – siis painottomuus – kestää hieman yli 20 sekuntia. Kun näitä tehdään useita, saadaan yhden lennon aikana kerättyä yhteensä kymmenisen minuuttia painottomuutta.

Tämän päivän lentoon voi eläytyä mm. Flightradar24 -sivustolla: koneen lennon jännin vaihe on tässä.

Painottomuuden tai tarkemmin sanottuna mikrogravitaation on todettu heikentävän avaruuslentäjien näkökykyä. Kaikilla niin ei tapahdu ja nyt on löytynyt yksi asiaan vaikuttava tekijä.

SANS-oireyhtymä (spaceflight-associated neuro-ocular syndrome) saa aikaan silmässä näkökykyyn vaikuttavia rakenteellisia muutoksia, kuten turvotusta ja verisuoniston poimuttumista silmän takaosassa.

Maan vetovoimassa ihmisen oma paino aiheuttaa painetta kehon eri puolilla, mikä puolestaan vaikuttaa esimerkiksi verenpaineeseen. Jos elopaino on isompi, on syntyvä painekin luonnollisesti suurempi.

Painottomuudessa samanlaista painetta ei esiinny, jolloin kehon eri osissa ja elimissä voi tapahtua merkittäviäkin muutoksia. Tutkijoiden mukaan nämä muutokset näyttävät olevan sitä isompia mitä suurempi muutos paineessa tapahtuu.

Toisin sanoen painavammilla astro- ja kosmonauteilla fysiologiset muutokset ovat suurempia.

Tutkimusta varten kerättiin tietoja astronauteista, jotka olivat avaruusasemalla pitkiä aikoja, keskimäärin 165 vuorokautta. Pituuden, painon ja muiden kehon mittojen lisäksi tarkasteltiin silmissä tapahtuneita muutoksia.

Tulosten perusteella yksikään naisastronautti ei kärsinyt SANS-oireyhtymästä. Sukupuoli ei kuitenkaan selitä ilmiötä kokonaan, sillä miehillä havaittiin selvä riippuvuus kehon koon ja painon sekä SANS-oireiden välillä: mitä kookkaampi ja painavampi astronautti, sitä todennäköisemmin pitkäaikainen oleskelu painottomassa tilassa aiheutti silmissä muutoksia, jotka vaikuttivat näkökykyyn.

Tutkimuksella on merkitystä paitsi avaruusasemalle tehtävien lentojen myös tulevien Mars- ja mahdollisten asteroidilentojen kannalta, sillä niiden aikana matkalaiset ovat väistämättä pitkiä aikoja painottomuudessa – ellei aluksiin kehitetä keinotekoista gravitaatiota pyörimisliikkeen avulla.

Tutkimuksesta kerrottiin American Physiological Societyn uutissivuilla ja se on julkaistu American Journal of Physiology -tiedelehdessä.

Kuva: NASA

Tagit

painottomuus

mikrogravitaatio

silmä

paino

7. helmikuuta järjestetään varmasti erikoisin koskaan pidetty elektronisen musiikin klubi-ilta: se pidetään astronauttien koulutuksessa ja mikropainovoimatutkimuksessa normaalisti käytettävässä Airbus A310 Zero-G -lentokoneessa.

Painottomuusmusaklubi on ensi kesäkuussa pidettävän kolmepäiväisen World Club Dome -festivaalin ennakkotapahtuma, ja selvästi myös olennainen osa tapahtuman ennakkomainontaa.

Normaalisti kotipaikkanaan Ranskan Bordeaux'ia pitävä A310-tutkimuskone lentää Saksaan ja tekee tämän erikoislennon Frankfurtin lentoasemalta.

Puolentoista tuntia kestävän lennon kuluessa kone lentää useita (todennäköisesti noin 30) paraabelin muotoisia hyppäyksiä, joiden aikana kone ja sen matkustajat kokevat noin 20 sekuntia kerrallaan painottomuutta.

Mukana kyydissä ovat myös Euroopan avaruusjärjestön astronautit Jean-Francois Clervoy ja Pedro Duque ja musiikista vastaavat mm. Armin van Buuren, Steve Aoki, W&W ja Le Shuuk.

Koneessa ei normaalisti ole kuin noin 30 matkustajaa kerrallaan, mutta kun mukana ei nyt ole kookkaita tutkimuslaitteita, saadaan matkustajia musalennolle todennäköisesti hieman enemmän.

Joka tapauksessa tapahtuma on osanottajamäärältään hyvin pieni, ja järjestäjät kutsuvatkin sitä jo "maailman pienimmäksi klubiksi".

Lennolle on saatavissa suolaisen hintaisia lippuja – elleivät ne ole jo loppuneet – mutta ennen kaikkea mukana on 20 kilpailun voittajaa, jotka tulevat jokaiselta mantereelta (kaksi per manner ja lisäksi kaksi Saksasta sekä kaksi Intiasta).

Voittajat valitaan yllättäen varsinaisen kerällä pidettävän tapahtuman lippujen ostajista, joten kyseessä on pitkälti mainostempaus. Valitettavasti kilpailu päättyi jo 20. tammikuuta.

Lisätietoja lennosta on osoitteessa wcdzerogravity.com ja alla on järjestäjien tekemä esittelyvideo.

Tagit

Chicagolaisen rockbändi OK Gon tuore Upside Down and Inside Out ensimmäinen painottomuudessa kuvattu musavideo, ellei aivan omassa sarjassaan painivaa kanadalaisastronautti Chris Hadfieldin jo klassikoksi muodostunutta versiota David Bowien Space Oddity -kappaleesta oteta huomioon.

OK Go on tullut tunnetuksi on aiemmin upeista videoistaan, joista kuuluisin lienee Grammynkin voittanut Here It Goes Again vuodelta 2007. Nyt kuitenkin Damien Kulash, Tim Nordwind, Dan Konopka ja Andy Ross ovat kurottaneet vieläkin korkeammalle, sillä uusin video on kuvattu Venäjällä Gagarinin kosmonauttikoulutuskeskuksen Iljushin Il-76 -lentokoneessa. Koneella tehdään painottomuuslentoja, joilla koulutetaan avaruuslentäjiä sekä suoritetaan erilaisia tieteellisiä kokeita.

Lisäksi koneella tehdään varsin paljon turistilentoja, joiden aikana rahalla pääsee kokemaan painottomuutta. Ja OK Go:n lento menee luonnollisesti tähän kategoriaan, joskin nyt viulut maksoi venäläinen lentoyhtiö S7 Airlines.

Miten video on tehty?

Painottomuuslentojen ideana on se, että koneella lennetään paraabelin muotoista, vapaan heittoliikkeen rataa, jolloin sen sisällä vallitsee painottomuus sen aikaa kun kone on heittoliikkeen radalla. Koska oikea heittoliike päättyisi alas maan pinnalle, ei lentokone lennä tarkalleen sitä kuin vähän aikaa: tyypillisesti kone nousee vaakalennosta jyrkästi ylös, jolloin moottorien teho lasketaan hyvin alas (kumoamaan vain koneen ilmanvastuksen) ja konetta ohjataan siten, että se nousee ylös, kääntyy vaakatasoon ja lopulta alkaa syöksyä alaspäin. Hetken päästä pilotit kääntävät koneen jälleen vaakalentoon.

Painottomuutta tällaisessa manöveerissä kestää vain noin 20 sekuntia kerrallaan.

Niinpä videota varten on koneella tehty varsin paljon paraabeleja, joiden aikana tehdyt kuvaukset on editoitu varsin taidokkaasti yhteen. Tarkkasilmäiset huomaavat leikkauksia ja pieniä nytkähdyksiä, kun eri paraabelien aikana kuvatut materiaalit on harsittu yhteen.

Kuvausta varten Iljushinin sisälle, sen suureen rahtiruumaan on rakennettu lentokoneen matkustamon mallikappale, missä toiminta tapahtuu. Siksi matkustamo on myös selvästi yksinkertaisempi kuin oikeasti matkustajalentokoneissa.

Kuvauksista tehty raportti (venäjäksi) kertoo, että bändi, lentoemäntiä näyttelevät tanssijat ja kuvausryhmä teki kaikkiaan 21 lentoa, joiden aikana he loggasivat yhteensä kaksi tuntia ja 15 minuuttia painottomuusaikaa. Tämä on lähes sama kuin kaksi kierrosta avaruusasemassa maapallon ympäri.

Kuvien perusteella bändi sopeutui hyvin painottomuuteen ja oppi liikkumaan siellä sulavasti – tai sitten oksennukset ja poukkoilu on vain armollisesti jätetty pois videolta...

Jos kaipaat yllä olevan videon jälkeen lisää painottomuutta, on ESAn sivuilla varsin hyvä dokumentti "todellisista" painottomuuslennoista.

Blue Origin -yhtiön New Shepard -raketti nousee lentoon.

Amazon-yhtiön perustajan Jeff Bezosin avaruusyhtiö Blue Origin on tullut tätä ennen tunnetuksi lähinnä hyvistä, mutta enemmän tai vähemmän epäonnistuneista yrityksistään kehittää New Shepard -niminen uudelleenkäytettävä raketti ja sen voimin hyppäyslennolle turisteja avaruuden puolelle vievä kapseli.

Tosin yhtiö on kehittänyt rakettiaan ja alustaan pääasiassa salassa suurella Teksasissa olevalla tilalla, ja siksi tietoja hankkeesta on tihkunut vain tipoittain. Ja siksi myös yhtiön ensimmäinen, täysimittainen koelento nyt keskiviikkona tehtiin salassa.

Lento onnistui lähes täydellisesti ja yhtiö – ja samalla avaruusturismi laajemmin – otti suuren askeleen eteenpäin.

Raketilla lähiavaruuteen

New Shepard on nestemäisellä vedyllä ja hapella toimiva uudelleenkäytettävä pieni kantoraketti, joka on suunniteltu lennättämään vähintään kolme henkilöä ainakin sadan kilometrin korkeuteen kapselilla, joka palaa takaisin Maahan laskuvarjojen varassa.

Lennollaan kapseli on vapaassa heittoliikkeessä neljästä viiteen minuuttia, jonka ajan sen sisällä vallitsee painottomuus.

Yhtiön tarkoituksena on lennättää kapseleissaan paitsi turisteja, niin myös tutkijoita mittalaitteineen. Myös muilla avaruusturismia suunnittelevilla yhtiöillä, kuten Virgin Galacticilla ja Xcor Aerospacella, tiedelennot ovat tärkeä markkina-alue.

Mikäli Blue Originin lennot sujuvat yhtä hyvin jatkossa, se saattaa päästä kaupalliseen toimintaan jo ensi vuonna ja mahdollisesti jopa ennen Virgin Galacticia; Virginin SpaceShip2:n koelennot viimesyksyisen onnettomuuden jälkeen eivät ole päässeet vielä vauhtiin ja sillä kestää vielä todennäköisesti vuoden päivät päästä eteenpäin koelento-ohjelmassaan.

Onnistunut lento, mutta silti ei aivan

Keskiviikkoisella koelennolla raketti nousi vakaasti ja tasaisesti ylöspäin, sysäten kapselin 93 kilometrin korkeuteen. Sieltä nyt tyhjänä lennätetty kapseli palasi alas suunnitellulla tavalla.

Sen sijaan automaattisesti takaisin alas palaavaksi suunniteltu raketti ei sen jälkeen toiminut kuten insinöörit ajattelivat. Sen oli tarkoitus laskeutua rakettimoottorinsa hidastamana pystysuorassa asennossa takaisin, mutta nyt se syöksyi alas. Yhtiö ei ole näyttänyt toistakseksi kuvia putoamisesta, mutta tässä mielessä muuten onnistuneesti sujunutta lentoa ei voi pitää napakymppinä.

“Jos kapselin sisällä olisi ollut astronautteja, heille lento olisi ollut mukava matka avaruuteen ja takaisin”, totesi Bezos lausunnossaan. “Raketti toimi normaalisti koko nousuvaiheen ajan ja vaihe, missä kapseli ja raketti irtosivat toisistaan, tapahtui täydellisesti.”

“Päämäärämme on kuitenkin uudelleenkäytettävyys, ja tässä mielessä emme onnistuneet”, Bezos jatkaa.

“Raketin hydraulisysteemin paineistus katosi maahanpaluun aikana. Onneksi olemme jo tehneet parannuksia järjestelmään ja jo nyt rakenteilla olevissa, pian lentävissä toisessa ja kolmannessa rakettissa on otettu huomioon nämä parannukset.”

Uusi rakettimoottori uuteen kantorakettiin

New Shepardissa on erityisen kiinnostavaa sen rakettimoottori, nimeltään BE-4. Kyseessä on uudenlainen nestevetyä ja -happea käyttävä rakettimoottori, jota tullaan käyttämään myös viime kuussa julkistetussa uudessa amerikkalaisessa kantoraketissa.

United Launch Alliance, nykyisin Atlas- ja Delta-kantoraketteja laukaiseva yhtiö, jonka takana ovat ilmailujätit Boeing ja Lockheed Martin, aikoo ottaa käyttöön Vulcan-nimisen raketin 2020-luvun alussa. Kyseessä on Atlas 5:n ja Delta 4:n eri osien pohjalta tehty jatkokehitelmä, jonka ensimmäisen vaiheen päämoottoreina olisi kaksi BE-4 -moottoria.

Nykyisen suunnitelman mukaan nämä moottorit irtoaisivat raketista ensimmäisen vaiheen toiminnan päätyttyä, tulisivat alas lämpökilven suojaamina laskuvarjolla. Erikoisen suunnitelmasta tekee se, että moottorit eivät laskeutuisi alas lainkaan, vaan ne napattaisiin ilmasta helikopterilla.

Suunnitelma tulee todennäköisesti vielä muuttumaan, sillä systeemi on paiti jo nyt vanhentunut, niin myös kovin hankala.

Tagit

Avaruuslentäjät ovat useimmiten sympaattista sakkia, mutta uuden tutkimuksen mukaan heillä on kirjaimellisestikin erilainen sydän kuin meillä muilla: se on tavallista pyöreämpi. Avaruuden painottomuudessa – tai tarkkaan ottaen mikrogravitaatiossa – sydän pääsee vähemmällä, jolloin sen lihasmassa vähenee. Tuloksena on muodoltaan pallomaisempi sydän eikä se ole ollenkaan hyvä asia.

Tutkimusohjelmassa oli mukana 12 astronauttia, jotka tarkkailivat sydäntään avaruusasemalle viedyllä ultraäänilaitteistolla. Vertailumittauksia tehtiin sekä ennen avaruuslentoa että sen jälkeen. Tulosten mukaan sydämen pallomaisuus kasvoi painottomuudessa 9,4 prosentilla, mikä vastaa projektia varten kehitettyjen matemaattisten mallien antamia ennusteita.

Tutkijat arvelevat, että malleja voidaan lupaavan alun myötä kehittää pidemmälle, jolloin niitä voitaisiin käyttää myös maanpäällisissä olosuhteissa ennustamaan, miten sydän reagoi erilaisiin sairauksiin ja stressitilanteisiin.

Tutkimuksen avulla pyritään myös löytämään sopivia kuntoilumuotoja ja harjoituksia, joilla sydämen suorituskyky pystytään avaruuslennon aikana säilyttämään. Niilläkin toivotaan olevan sovellutuksia maanpinnalla, kun huolehditaan liikuntarajoitteisten potilaiden sydämen kunnosta ja terveydentilasta.

Astronauttien sydämen muoto palautuu paluun jälkeen ennalleen melko nopeasti. Jonkin aikaa sydän kuitenkin toimii vajaateholla, mikä saattaa olla syynä siihen, että Maahan palanneiden astronauttien verenpaine saattaa äkillisesti laskea etenkin noustaessa nopeasti seisomaan.

Kiertoradalla astronauteilla on todettu esiintyvän myös rytmihäiriöitä ja lisäksi avaruuden säteily saattaa nopeuttaa valtimonkovettumatautia, joka voi aiheuttaa sydän- tai aivoinfarktin. Painottomuuden vaikutuksissa on vielä paljon selvitettävää ennen kuin ihminen voi lähteä pitkälle matkalle kohti Marsia.

Tutkimuksen tuloksista tiedotettiin EurekAlert!-sivustolla 29. maaliskuuta.

Tagit

Kirjoitimme viime viikolla lähtölaskennassa jouluun kynttilän liekin kemiasta ja fysiikasta. Mutta mitä jos liekin sytyttäisi avaruuden painottomuudessa, missä kuuma ilma ja palamiskaasut eivät nouse ylöspäin ja kylmempi ilma virtaa alhaalta liekkiin?

Liekki kyllä palaisi avaruudessakin, mutta se ei olisi muodoltaan ja väriltään samanlainen kuin Maassa. Liekki muuttaa kynttilän vahaa tai parafiinia – tai mitä ainetta kynttilä onkin – kaasumaiseksi ja tämä kaasu virtaa hitaasti "ulospäin" kynttilän sydämestä, jolloin se sekoittuu ilman kanssa ja palaa. Palokaasut leviävät liekistä poispäin ja samalla liekkiin imeytyy ulkoa lisää tuoretta ilmaa, mutta tämä kaikki tapahtuu hitaammin kuin maapallolla. Itse asiassa paljon hitaammin: astronautti Shannon Lucid osoitti aikanaan Mir-avaruusasemalla ollessaan, että kynttilä, joka palaa Maan päällä 10 minuuttia, voi kestää jopa 45 minuuttia avaruudessa.

Hitaampi palaminen tarkoittaa myös viileämpää palolämpötilaa kuin täällä ilmameren pohjalla painovoiman alla. Siksi muodoltaan pallomainen liekki on sininen, tai jopa väritön.

Vaikka siis joulukynttilöiden polttaminen avaruusasemalla voisi olla taloudellista, ei niistä olisi juurikaan iloa, koska liekkiä olisi vaikea nähdä, eikä se näkyessäänkään ole klassisen kaunis lepattava liekki. Tosin ajatus kynttiöistä avaruudessa on varsin teoreettinen, sillä tulipalo on eräs pahimmista uhkakuvista avaruusasemalla, minkä vuoksi siellä ei ole kynttiöitä — paitsi niin sanottuja happikynttilöitä, kemialliseen reaktioon perustuvia varolaitteita, jotka "palatessaan" tuottavat happea.

Tieteelliset kokeet, joissa on palamista ja joissa tutkitaan liekkejä, tehdään turvallisesti erityisissä tiloissa. Niistä tosin joulun romanttisuus ja kauneus on kaukana!

Kuvat: NASA

Tagit

päivän kuva

lähtölaskenta jouluun 2013

Jos haluat mukaan painottomuuslennolle, niin nyt se on mahdollista: ota osaa kilpailuun ja voita paikka painottomuus-Airbusissa!

Euroopan avaruusjärjestö tekee painottomuuteen liittyvää tutkimusta ja kouluttaa avaruuslentäjiään erikoisvarustetulla Airbus-lentokoneella, joka tekee lentojaan Ranskan Bordeaux'sta. Normaalisti ulkopuoliset eivät pääse lentämään koneella, mutta nyt ESA tarjoaa mahdollisuuden voittaa paikka tällaisella lennolla. Tätä lähemmäksi avaruuslentoa ei pääse ilman nousua avaruuteen!

Kilpailussa voittona on kaksi paikkaa painottomuuslennolla lokakuussa 2013 ja palkintoon kuuluu matka Bordeaux'iin, ylläpito siellä ja osallistuminen lennolle. Lennolle, ja siten myös kilpailuun, voivat ottaa osaa vain 18 vuotta täyttäneet ESAn jäsenmaiden kansalaiset, jotka täyttävät erikoislennolle vaadittavat terveysvaatimukset.

Osallistu mukaan täällä: ESAn painottomuuslentokilpailu.

Kilpailu päättyy 21. heinäkuuta klo 12 Keski-Euroopan aikaa. Voittajille ilmoitetaan elokuun lopussa ja lento tapahtuu 25. lokakuuta. Vain yksi osallistuminen per henkilö on sallittu!

Kilpailun säännöt (englanniksi) ovat ESAn nettisivuilla. T-Tuubi ei ole mukana toteuttamassa kilpailua, vaan osallistuu ainoastaan siitä tiedottamiseen.

Kilpailu liittyy ESAn ja Sony Pictures International -yhtiön kampanjaan kesällä elokuvateattereihin tulevasta, mm. Will Smithin tähdittämästä After Earth -tieteiselokuvasta, missä kyse on maapallon tulevaisuudesta. Elokuvassa päähenkilö on jumissa tulevaisuudessa, jolloin Maa on (ainakin elokuvan tarinassa) saastunut ja sen ekosysteemi on pahasti vaurioitunut.

ESA (kuten T-Tuubikin) on huolissaan maapallon tilasta ja haluaa osaltaan vaikuttaa siihen, ettei tämä tulevaisuuskuva toteudu. Siksi elokuvan markkinoinnin yhteydessä kerrotaan maapallon tutkimuksesta ja siitä, miten avaruustekniikka ja -tutkimus voivat auttaa Maan tilan tuntemusta ja ohjata päätöksentekoa sellaiseksi, että toimiemme vaikutukset ovat vähemmän tuhoisia. Kilpailun avulla pyritään saamaan asialle lisää huomiota – aiheesta.

Tagit

Tilaa aihepiirin painottomuus RSS-syöte