kiina

Yö tappoi kiinalaisten kuuelämän – "puuvillanidut ovat nyt kuolleita"

To, 01/17/2019 - 20:54 Jari Mäkinen
Puuvillaa kuussa

Kiinan Chang'e-4 -kuulaskeutuja on nyt pimeydessä: yö sen laskeutumispaikalla alkoi 13. tammikuuta, ja jos se ja Yutu-2 -kulkija selviävät hyytävästä kylmyydestä, aloittavat ne työt uudelleen aamun koittaessa 28. tammikuuta. Alkanut yö koitui jo itämään alkaneen puuvillan kohtaloksi.

Laskeutumispaikka Kuun Maahan näkymättömällä puolella on nyt pimeydessä: pariviikkoinen yö von Kármán -kraatterilla Kuun eteläisellä pallonpuolella etelänapa-Aitkenin altaalla alkoi 13. tammikuuta illalla Suomen aikaa.

Tähän mennessä Chang'e-4 laskeutuja ja sen päältä omille teilleen huristellut Yutu-2 -kulkija ovat paitsi alkaneet toimia hyvin, niin myös tehneet ensimmäisiä havaintojaan ja lähettäneet kuvia toisistaan sekä laskeutumispaikasta. Alku on sujunut siis hyvin – melkeinpä paremmin, kuin uskallettiin odottaa.

Myös laskeutujan mukana olleessa pienessä kapselissa olevat puuvillansiemenet alkoivat itää, joten Kuussa oli vähän aikaa elämää.

Nyt tämä elämä on kuitenkin kuollutta, koska yön lämpötila on tappanut idut. Ekosysteemiä ei oltu lämmitetty, joten lämpötilan laskeminen on saanut sen pakastumaan. Lämpötila ituja sisältäneessä kapselissa on laskenut alle -50°C:n, joten projektipäällikkö Liu Hanlongin mukaan koe on nyt ohitse.

Lennon ja laskeutumisen aikana pieni, massaltaan 2,6-kiloinen ilmalla täytetty, ulkomaailmasta eristetty kapseli oli kuivana, ja sen sisusta ikään kuin herätettiin henkiin Kuuhun laskeutumisen jälkeen vapauttamalla sinne vähän vettä.

Puuvillan lisäksi mukana oli rapsin, perunan ja lituruohon siemeniä sekä banaanikärpäsiä sekä hiivaa. Liu Hanlongin mukaan näistä vain puuvilla näytti elonmerkkejä Kuussa, eli vaikka puuvillan osalta tulos oli rohkaiseva, oli muiden suhteen lopputulos vähemmän mieltä ylentävä.

Alun perin mukaan piti laittaa myös kiinalaisille tärkeitä silkkitoukkia, mutta ne vaihdettiin viime hetkellä banaanikärpäsiin. Kriteerinä lajien valintaan oli paitsi tieteellinen kiinnostavuus, niin myös lajien koko sekä vaikeiden olosuhteiden kestävyys. Niiden tuli sietää lennon aikana suuria lämpötilaeroja ja säteilyä.

Pikku ekosysteemissä oli ikkuna, jonka kautta sinne paistoi Aurinko myös Kuun pinnalla. Tarkoituksena oli tutkia miten esimerkiksi fotosynteesi toimii Kuun paljon Maata kirkkaammassa päivänpaisteessa. Kaksi kameraa kuvasi kapselin sisustaa koko kokeen kestoajan, eli kaikkiaan 212,75 tuntia.

Aivan täysin ohitse koe ei kuitenkaan ole vielä, sillä kunhan päivä koittaa ja lämpötila alkaa jälleen nousta kapselin sisällä, alkaa siellä taas tapahtua: oletettavasti sen sisällä olevat idut, siemenet ja toukat alkavat mädäntyä. Tätä on myös kiinnostavaa seurata!

Yutu-2 Chang'e-4:n kuvaamana. Kuva: CNSA/CLEP

Yutu-2, eli Kuukaniini-2 otti ensimmäiset askeleensa – tai siis rullauksensa – Kuun pinnalla ja jatkaa toimiaan (toivottavasti) 28. tammikuuta.

Kiinan kuukulkijan päivätorkut ovat ohitse

To, 01/10/2019 - 11:51 Jari Mäkinen
Jadekani2 kraatterilla

Hiljaisuus Kiinan kuulaskeutumisen ympärillä toivottavasti päättyy tänään, kun suunniteltu tauko Chang'e-4:n ja Yutu-2:n toiminnassa päättyy tänään. Kulkija otti noin viikon kestäneet torkut välttääkseen Auringon liiallista kuumennusta.

Kuun Maahan näkymätön "pimeä puoli" on kaikkea muuta kuin pimeä juuri nyt, koska Aurinko paistaa sinne todella hyvin. Kuu pyörii hitaasti akselinsa ympäri, kerran noin kuukaudessa (tarkalleen 27 vuorokaudessa), joten päivä ja yö kestävät siellä kumpikin noin kaksi viikkoa (13 Maan vuorokautta).

Kiinalaiset valitsivat laskeutujalleen laskeutumisajan 3. tammikuuta juuri tämä mielessään: Chang'e-4 laskeutui pinnalle Kuun "aamupäivällä", eli kun Aurinko oli jo hyvin näkyvissä laskeutumispaikalta ja laskeutuja pystyi saamaan hyvin energiaa aurinkopaneeleillaan heti laskeutumisen jälkeen. Laskeutujalla olisi näin myös aikaa lähes kaksi viikkoa ennen kuin yö tulee – ja yö on aina pieni riski, koska silloin lämpötila laskee noin -170°C:n tienoille.

Kuun etelänavalla lämpötila saattaa olla jopa noin -240°C keskiyöllä, mutta vaikka laskeutuja ja kulkija ovat Kuun eteläisellä pallonpuolella suuren kraatterin sisällä, ei näin alas todennäköisesti mennä laskeutumispaikalla.

Jos yön aikana vaarana on jäätyminen ja matalan lämpötilan aiheuttamat ongelmat, ovat nyt keskipäivän aikaan hankaluudet juuri päinvastaisia. Lämpötila on noin 130°C, mihin lisäksi täytyy laskea sähkölaitteiden tuottama lämpö: varmuuden vuoksi kulkija ja laskeutuja laitettiinkin viettämään nyt vähän aikaa hiljaiseloa, jotta kuumuus niiden sisällä ei nousisi liian suureksi.

Tauko päättyy siis tänään ja pian odotettavissa Kuusta on jälleen uusia kuvia ja tietoja!

Maa ja Kuu linkkisatelliitti Queqiaon näkemänä. Koska Chang'e-4 ei voi olla suoraan yhteydessä Maahan, kiertävät viestit Kuun "takapuolella" ns. Langrangen pisteen ympärillä olevan satelliitin kautta.

Kuusipyöräinen kulkija hivuttautui Kuun pinnalle kiinalaislaskeutujan päältä

To, 01/03/2019 - 22:29 Jari Mäkinen
Yutu-2 Kuun pinnalla. Kuva: CLEP/CNSA

Viime yöllä Suomen aikaan Kuun pinnalle laskeutunut kiinalainen Chang'e-4 on käynyt heti toimiin. Sen päällä Kuuhun matkannut pieni kulkija laskeutui tänään iltapäivällä pinnalle ja aloittaa omat työnsä Von Kármán -kraatterin tutkimisessa.

Chang'e-4 on pitkälti samanlainen kuin oli kiinalainen, Kuun Maahan näkyvälle puolelle vuonna 2013 laskeutunut Chang'e-3. Samaan tapaan nelosen mukana on kulkija, joka on nimetty kolmosen kulkijan perinteitä jatkaen Yutu-2:ksi.

Yutu tarkoittaa "Jadekaniinia", kiinalaisissa kansantarinoissa olevaa kania, joka asuu Kuussa.

Pieni – kooltaan farmariauton tavaratilaan helposti mahtuva – kulkija rullasi erityisiä ramppeja pitkin alas Kuun pinnalle klo 16.22 Suomen aikaa, eli noin 12 tuntia sen jälkeen, kun Chang'e-4 laskeutui Kuuhun.

Yutu-2 oli laskeutumisen aikana Chang'e-4:n päällä. Sieltä se laskeutui pinnalle pitkien ramppien avulla.

Kaksikko on nyt siis noin 180 km halkaisijaltaan olevan Von Kármán -kraatterin sisällä, joka puolestaan sijaitsee Kuun Etelänapa-Aitken -törmäysaltaan sisällä. Allas on sinällään myös kraatteri, halkaisijaltaan noin 2500 km ja syvyydeltään jopa 13 km. Mount Everest siis mahtuisi hienosti altaan sisään.

Tiedetuubin toimituksen jäsen, planeettatutkija Jarmo Korteniemi toteaa, että paikka on erittäin kiinnostava geologisesti.

"Kraatteriin on lentänyt materiaalia alueen pohjoispuolella olevista suurista törmäyskraattereista, joten sieltä saa kivan läpileikkauksen laajemmin koko alueen pinnanalaisista materiaaleista. Lisäksi se on täyttynyt laavoilla, jotka ovat varmasti aivan erilaisia koostumukseltaan kuin laavat ovat Kuun Maahan näkyvällä puolella."

"Siellä on siis kaikenlaista kiinnostavaa, mitä muualta Kuusta ei löydy. Siellä saattaa jopa päästä jotenkin käsiksi Kuun pinnan alla olevaan vaippaan. Oikeastaan ainoa jännä asia, mitä siellä ei ole, ovat tulivuorijäänteet."

Chang'e-4 ja Yutu-2 tulevat kumpikin paitsi kuvaamaan, niin myös tutkimaan useilla erilaisilla mittalaitteilla Kuun pinnan olemusta sekä sen alla olevia kerroksia.

Yutu-kulkija analysoi tarkasti myös pinnan koostumusta näkyvän valon ja lähi-infrapunavalon alueella toimivan spektrometrin avulla. Siinä on myös eräänlainen tutkalaitteisto, joka voi "nähdä" jopa satojen metrien syvyyteen pinnan alle.

Yutu-2 Kuun pinnalla. Kuva: CLEP/CNSA

Kuvat: CLEP/CNSA

Tällaisia ovat ensimmäiset kuvat Kuun kääntöpuolen pinnalta

To, 01/03/2019 - 09:59 Jari Mäkinen

Kiinalainen Chang'e-4 -luotain laskeutui onnistuneesti viime yönä Kuun pinnalle. Laskeutumispaikka on Kuun maapallolle näkymättömällä puolella, minne aikaisemmin ei ole laskeuduttu lainkaan. Kyseessä on paitsi teknisesti vaativa saavutus, niin myös osoitus kiinalaisen avaruustekniikan ja -osaamisen korkeasta nykytasosta.

Laskeutuminen tapahtui hieman eilen arveltua myöhemmin, klo 10.26 Pekingin aikaa, eli 4.26 Suomen aikaa.

Kiinalaiseen tapaan laskeutumista ei seurattu reaaliajassa julkisesti, vaan tiedot laskeutumisajasta perustuivat pitkälti huhuihin ja Kuun ympäriltä muualta maailmassa havaituista radioviesteistä. Virallisen Kiinan täydellinen hiljaisuus oletetun laskeutumisajan jälkeen anoi jo aihetta epäillä laskeutumisen menneen mönkään, mutta lopulta Kuun pinnalta näytettiin ensimmäisiä kuvia.

Alustavien tietojen mukaan laskeutumispaikka on lähes täsmälleen suunnitellussa paikassa Kuun kääntöpuolen eteläosassa Von Kármán -kraatterissa.

Nyt julki on myös osittain lennonjohdossa laskeutumisen aikana kuvattu video:

Kuu kääntää aina saman puolensa Maahan, koska sen pyöriminen on lukittunut vuorovesivoimien vuoksi Maahan. Aurinko siis paistaa myös Kuun toiselle puolelle aivan samaan tapaan kuin tälle toiselle puolelle, mutta Maa ei koskaan ole sieltä näkyvissä. Suurin hankaluus Chang'e-4:n operoinnissa onkin tämä suoran radiolinkin puute. Siksi kiinalaiset lähettivät Kuun toiselle puolelle pienen tiedonvälityssatelliitin, joka toimii linkkinä laskeutujan ja lennonjohdon välillä.

Piirros näyttää laskeutujan, sen pienen kulkijan ja taivaalla olevan linkkisatelliitin.

Tämä Queqiao -niminen laite pysyy jotakuinkin paikallaan Kuun toisella puolella, koska se kiertää siellä niin sanottua Lagrangen pistettä; ne ovat avaruudessa olevia kohtia, joissa kahden toisiaan kiertävän massapisteen vetovoimat sekä keskipakoisvoima kumoavat toisensa niin, että kolmas, pieni massa voi pysytellä niissä paikoillaan suhteessa kahteen muuhun kappaleeseen.

Maan ja Kuun tapauksessa tällainen on kätevästi noin 61 000 kilometrin päässä Kuun takapuolella, jolloin sitä sopivasti kiertävä luotain voi olla käytännössä koko ajan näkyvissä Maasta, ja samalla se pystyy näkemään lähes koko Kuun kääntöpuolen.

Kuun pintaa laskeutumisjalan vieressä. Kuva: CNSA

Kuun pintaa laskeutumisjalan vieressä. Kuva: CNSA

Mukana kulkija ja kovasti tutkimuslaitteita

Tapahtumat etenevät nyt varsin nopeasti laskeutumisen jälkeen. Laskeutujan mukana oleva pieni kulkija rullaa pian alas Kuun pinnalle ja itse laskeutuja alkaa kartoittaa ympäristöään sekä sondaamaan allaan olevaa pintaa.

Se pystyy tutkimaan radioaaltojen avulla myös syvemmältä Kuun rakennetta. Chang'e-4:n mittalaitteiden tekemiseen ovat osallistuneet Kiinan lisäksi tutkimuslaitokset Saksasta, Ruotsista, Alankomaista ja Saudi Arabiasta.

Otsikkokuvassa on maisemaa laskeutujan ympärillä ja kokonaisuudessaan tämä kuva on tällainen. Kuva: CNSA

Aurinko paistaa nyt laskeutumisalueella lähes kahden Maan viikon ajan, ennen kuin seuraava pariviikkoinen Kuun yö alkaa. Kiina yrittää tehdä mahdollisimman paljon tänä aikana, koska yöllä lämpötila laskee olennaisesti ja se saattaa koitua laskeutujan sekä sen kulkijan kohtaloksi – vaikka ne on suunniteltu kestämään yöllisen kylmyyden ja toimimaan vähintään kuukausien ajan.

Video: Näin kiinalainen Chang'e-4 -laskeutuja jysähtää Kuun kääntöpuolelle ensi yönä

Kiihkeä aika avaruustutkimuksessa jatkuu: nyt esiin tulee Kiina, jonka Chang'e-4 -luotain laskeutuu pieni kuukulkija ja silkkitoukkasiirtokunta mukanaan Kuun Maahan näkymättömälle puolelle kolmen tienoilla ensi yönä 2. tammikuuta Suomen aikaa.

 

Chang'e-4 laukaistiin matkaan Xichangista, Kiinasta, joulukuun 7. päivänä. Sen on tarkoitus laskeutua Kuuhun nyt yöllä klo 2:30 – 3:00 Suomen aikaa, eli noin klo 9 (tai hieman ennen) aamulla Pekingin ajan mukaan.

Kyseessä on merkittävä tapaus paitsi siksi, että kuulaskeutumiset ovat edelleen hyvin harvinaisia, niin myös siksi, että kyseessä on ensimmäinen Kuun "kääntöpuolelle" tehtävä laskeutuminen. Kuu kääntää aina saman puolensa kohti Maata, joten sen Maahan näkymättömältä puolelta ei voida olla suoraan yhteydessä lennonjohtoon. Maa kun ei ole sieltä koskaan näkyvissä.

Tämän vuoksi Kiina lähetti jo kesällä Kuuta kiertämään pienen Queqiao -nimisen linkkisatelliitin. Yhteydenpito maavalvomon ja laskeutujan välillä tapahtuu siis sen kautta. Linkkiä testattiin jo 12. joulukuuta, kun Chang'e-4 asettui kiertämään Kuuta.

Yllä oleva video näyttää, miten laskeutuminen nyt yöllä tapahtuu. Videossa on mukana kuvamateriaalia Chang'e-3 -laskeutujalta, joka oli hyvin samanlainen kuin Chang'e-4. Kolmonen laskeutui Kuun "etupuolelle" vuonna 2013.

Chang'e-4 on laskeutumisen alkaessa soikealla kiertoradalla, jonka läheisin piste tulee 15 kilometrin päähän Kuun pinnasta ja kaukaisin on noin sadan kilometrin päällä. Laskeutuja sytyttää rakettimoottorinsa ja hidastaa ratanopeuttaan, jolloin se alkaa pudota alaspäin. Vähitellen rataa käännetään yhä pystysuoremmaksi, jolloin lopulta laskeutuja lähestyy pintaa suoraan ylhäältä päin.

Radan muutos pystysuoraksi tapahtuu 6 – 8 kilometrin korkeudessa.

Laskeutuja seuraa laskeutumista tutkallaan ja tarkkailee kameroillaan laskeutumispaikkaa siltä varalta, että maastossa on vaarallisia kohteita. Jos kaikki sujuu hyvin, se navigoi automaattisesti itsensä turvalliselle alueelle, jos alkuperäisellä laskeutumispaikalla on jotain mahdollisesti uhkaavaa.

Kameroiden lisäksi laskeutuja kartoittaa maastoa allaan 3D-laserskannerilla. Sitä varten se pysähtyy hetkeksi leijumaan paikoillaan noin sadan metrin korkeudessa.

Rakettimoottori sammuu parin metrin korkeudessa ja sen jälkeen laskeutuja putoaa vapaasti alas. Kuun pienessä painovoimassa tämä ei ole vaarallista, mutta silti osuminen pintaan on kuin ajaisi kolarin pienellä nopeudella.

Koko laskeutuminen tapahtuu automaattisesti, koska radiosignaalin viive Maan ja luotaimen välillä on liian suuri.

von Karman

Laskeutumispaikka on eräs Kuun "kääntöpuolen" suurimmista kraattereista, joka on saanut nimensä Theodore von Kármánilta, unkarilais-amerikkalaiselta matemaatikolta ja fyysikolta, joka oli muun muassa perustamassa Nasan Jet Propulsion Laboratoryksi myöhemmin muuttunutta avaruustekniikan tutkimuslaitosta Kaliforniaan.

Nimellä ei tietenkään ole mitään suoraa tekemistä kiinalaislennon kanssa; kraatteri vain on kiinnostava ja juuri sopiva laskeutumiseen.

186 kilometriä halkaisijaltaan oleva kraatteri sijaitsee Kuun etelänavan tuntumassa olevan Aitkenin altaassa, joka on eräs suurimmista Kuussa olevista (ja ylipäänsä Aurinkokunnassa tunnetuista) törmäyskraattereista. Se on puolestaan pienempien kraatterien peitossa, ja von Kármán on yksi niistä.

Seutu on erittäin kiinnostavaa siksi, että osa kraattereista on aina varjossa. Niiden pohjilta on havaittu myös vesijäätä, ja nähtäväksi jää, millainen on von Kármánin pohjan olemus.

Massaltaan noin 1,2-tonnisen laskeutujan kyydissä on 140-kiloinen kulkija, joka rullaa alas laskeutujan päältä varsin pian laskeutumisen jälkeen. Se tekee omia tutkimuksiaan laskeutujan ympäristössä ja lähettää osaltaan – toivottavasti – hienoja kuvia tästä ennen näkemättömästä paikasta Kuun pinnalla.

Lue lisää lennosta Andrew Jonesin erinomaista artikkelista gptimes.com -sivulla.

Avainsanat

Kiinassa suunnitellaan pienen asteroidin tömäyttämistä maahan

Ke, 07/25/2018 - 04:32 Jarmo Korteniemi
Kuva: Kevin Gill / Flickr

Ryhmä kiinalaisia tutkijoita pohtii vakavasti millä tavalla pieni Maan läheltä kulkeva asteroidi voitaisiin pyydystää ja tuoda maanpinnalle asti. Näin mahdollinen uhka voitaisiin muuttaa arvokkaaksi resurssien lähteeksi.

Kuvittele pieni asteroidi, joka pyydystetään jättimäiseen säkkiin ja siirretään törmäyskurssille Maan kanssa. Ennen törmäystä asteroidin eteen avautuu lämpökilpi, joka hidastaa sen vauhtia Maan ilmakehässä. Näin se ohjataan tömähtämään turvallisesti asumattomalle seudulle. Kun kivi on saatu maahan, sen tieteellinen ja taloudellinen hyötykäyttö voi alkaa.

Juuri tällaista toimenpidettä Kiinassa suunnitellaan.

Kiinan tiedeakatemian Kansallisen avaruustiedekeskuksen professori Li Mingtao ryhmineen esitti idean kilpailussa, jossa etsittiin suunnitelmia innovatiivisista tulevaisuuden teknologioista. Nuorten tutkijoiden innostamiseksi tarkoitettu kisa pidettiin Etelä-Kiinan Shenzenissä. Siihen otti osaa yhteensä 60 projektia.

Motivaatio idealla on tieteen edistäminen, uuden tekniikan luominen sekä asteroidilouhinnan yksinkertaistaminen. Asteroideissa voi olla paljon taloudellisesti hyödynnettäviä aineita. Asteroidin saaminen jokseenkin kokonaisena maanpinnalle olisi myös tieteellisesti arvokasta. Nykyään ainoa keino tutkia asteroidinäytteiden tarkkaa koostumusta on odottaa satunnaisten palasten putoavan maahan meteoriitteina.

Analysoidakseen suunnitelman toteutuskelpoisuutta tutkijaryhmä kohdensi tutkimuksensa noin 6,4-metriseen Maan lähialueilla liikkuvaan asteroidiin. Sen koostumusta tai rakennetta ei vielä tunneta, joten massakin on epäselvä. Karkeasti arvioiden kyse olisi kuitenkin sadoista tuhansista (tai rautaisen kappaleen tapauksessa jopa miljoonasta) kilosta. Tutkijoiden mukaan se olisi kuitenkin siirrettävissä Maahan.

"Tämä kuulostaa scifiltä, mutta uskon että projekti voitaisiin toteuttaa", Li kaavailee. "Toisin kuin asteroideille laskeutuvat ja näytteitä hakevat luotaimet, meidän tavoitteemme on noutaa koko satoja tuhansia kiloja painava asteroidi ja tuoda se Maahan. Tämä muuttaisi mahdolliset törmäysuhan aiheuttajat käytännöllisiksi resurssilähteiksi. Analyysimme osoittaa, että tällaisen pienen asteroidin liikuttelu olisi ainakin teoriassa mahdollista."

Projekti on vasta alkutekijöissään, eikä varmuutta toteutuksesta vielä ole. Analyysin mukaan paras aika laukaista "asteroidin kaappaaja" olisi vuonna 2029. Tuolloin asteroidi saataisiin Maahan noin viidessä vuodessa.

Ajatus on kutkuttava, vaikka mukana onkin monta muttaa ja epävarmuutta. Homman onnistuminen vaatii paljon teknologista kehitystyötä.

Tutkijoiden ensimmäinen haaste on löytää sopiva noudettava kohde. Pieniä asteroideja on vaikea havaita, sillä ne huomataan usein vasta niiden vilahtaessa hyvin läheltä Maata. Siksi Li suunnitteleekin jo Qian Xuesen avaruusteknologian laboratorion teknisen tiimin kanssa useiden satelliittien ryhmää, joka sijoitettaisiin Venuksen radan tuntumaan. Sen avulla voitaisiin havaita ja tutkia hyvin pieniä, noin kymmenmetrisiä Maan lähiasteroideja.

Tutkijoiden mukaan merkittävin ongelma tulee kuitenkin vasta lennon lopussa: kuinka hallita asteroidia ilmajarrutuksen aikana? Kappaleen tulovauhti on noin 12,5 kilometriä sekunnissa, mutta se olisi saatava hidastumaan noin 0,14 kilometriin sekunnissa ennen turvallista maakosketusta.

Muitakin avoimia kysymyksiä on. Alla on nostettu tapetille muutama esimerkki aiheista, joista lähdeuutisessa ei kerrottu mitään. Herää kysymys ovatko tutkijat keskittyneet vain suuriin linjoihin vai onko ongelmakohtia todella pohdittu?

(1) Asteroidit pyörivät, joskus kaoottisestikin. Pyörimistä täytyy vähintäänkin hillitä, jotta kivi saadaan ohjattua uudelle radalle ja törmäyskurssille Maan kanssa. Kaavaillun kuljetussäkin pienikin pyöriminen voisi rikkoa varsin nopeasti.

(2) Kohdeasteroidin rakennetta ei tunneta. Jos kyse on vaikkapa löyhästi kasassa pysyvästä lohkarerykelmästä, ongelma moninkertaistuu, sillä lohkareiden keskinäinen törmäily voi repiä kuljetussysteemin helposti riekaleiksi.

(3) Lasti tätyy pystyä vakauttamaan. On hyvin vaikea kuvitella mitään säkki- tai säiliömateriaa, joka kestäisi satojen tuhansien kilojen massan heittelehtimisen. Tämä tulee vastaan viimeistään ilmajarrutuksen aikana, mutta kenties jo aiemmin pyörimisen pysäyttämisessä tai siirtoradalle kuljetuksessa.

(4) Kohdeasteroidin massaa ei tunneta. Polttoaineen määrä, kuljetussäkin lujuusvaatimukset, sekä lämpökilpikin täytyy käytännössä ylimitoittaa. Kaikki tämä lisää kustannuksia tarpeettomasti.

(5) Ilmakehään tultaessa tulokulman täytyy osua nappiin. Muutoin asteroidi kimpoaa tai palaa oitis lämpökilvestä huolimatta. Huiman lähestymisnopeuden, jättimäisen massan ja massan hitauden vuoksi siirto oikealle radalle ei ole triviaali tehtävä.

(6) Turvallisen laskeutumispaikan määritys vaatii äärimmäistä tarkkuutta. Kuten edellä, suuri massa voi vaikeuttaa tarkkoja ratakorjauksia.

(7) Asteroideissa on halkeamia ja sisäisiä heikkousvyöhykkeitä. Nämä voivat aktivoitua ilmajarrutuksen aikana, mikä johtaisi helposti kappaleen räjähtämiseen ilmakehässä, jopa lämpökilvestäkin huolimatta.

(8) Kohdeasteroidin koostumusta ei tunneta. Ilman kairausta ja tarkkaa laboratorioanalyysiä on mahdotonta sanoa mitä aineita asteroidi todella sisältää. Asteroidin noutaminen olisi näin ollen lähes täydellinen sika säkissä -tilanne.

Se hyvä puoli projektissa kuitenkin on, että puhutaan pienistä kappaleista. Kymmenmetriset asteroidit eivät aiheuta pinnalla suurta uhkaa vaikka jotain menisikin pieleen.

Kirjoittaja on planeettatutkija.

Lähde: XinhuaNet via CGTN (China Global Television Network)

Otsikkokuva: Kevin Gill / Flickr

Kiinalaisluotain saapui Kuun luokse

Pe, 05/25/2018 - 17:51 Jari Mäkinen
Kiinalaisen Chang’e 5-T1 -luotaimen ottama kuva.

Kiinalaisten Queqiao -luotain on saapunut Kuun luokse tänään ja jatkaa nyt kohti asemapaikkaansa Kuun kääntöpuolella. Se tulee välittämään siellä ollessaan tietoja myöhemmin laukaistavan, Kuun etelänavan tuntumaan laskeutuvan Chang'e 4:n ja lennonjohdon välillä.

Otsikkokuvana oleva kuva ei ole Queqiaon ottama, mutta pian se saattaa lähettää samanlaisia. Kuvan otti Chang’e 5-T1 vuonna 2014, kun Kiina testasi kykyään tehdä tällainen, varsin vaativa lento Kuun luokse ja takaisin.

Viime sunnuntain ja maanantain välisenä yönä (Suomen aikaa) laukaisu Queqiao on lentänyt kuluneen viikon ajan kohti Kuuta ja ohitti sen tänään noin 110 kilometrin korkeudelta matkallaan kohti Maan ja Kuun painovoimasysteemin niin sanottua Lagrangen pistettä 2.

Piste sijaitsee noin 64 000 kilometriä Kuun takana Maasta katsottuna ja Kuusta mitattuna.

Luotaimen tehtävänä on toimia myöhemmin (joulukuussa?) laukaistavan Chang'e 4 -laskeutujan ja maa-aseman välisenä tietolinkkinä, ja paikka on kerrassaan mainio tätä varten. Luotain kun ei ole paikallaan L2-pisteessä, vaan kiertää sitä, ja voi siksi olla käytännössä koko ajan suorassa yhteydessä Kuun etelänavan tuntumassa Kuun Maahan näkymättömällä puolella olevaan laskeutujaan ja Maahan.

Tiedonvälitystä varten luotaimessa on 4,2 metriä halkaisijaltaan oleva suuri lautasantenni.

Aikanaan 1960-luvulla Nasa suunnitteli jo tiedonvälitusluotainta lähetettäväksi L2-pisteeseen, koska tuolloin toivottiin jonkun Apollo-aluksista laskeutuvan myös Kuun "takapuolelle". Kuuhan kääntää koko ajan saman puolen kohti Maata, ja olisi ollut erittäin kiinnostavaa laskeutua myös toiselle puolelle. Tätä ei kuitenkaan koskaan tehty – ei Apollo-lentoa Kuun toiselle puolelle, eikä L2-luotainta.

Queqiaossa on kaksi kameraa, joiden toivotaan ottavan vastaisuudessa myös kauniita kuvia Kuun takaa. Näitä maisemia ei nähdä siis koskaan Maasta, mutta ne on kyllä kartoitettu jo hyvin monien Kuuta kiertäneiden luotainten avulla.

Ensimmäisenä Kuun kääntöpuolen kuvasi neuvostoliittolainen Luna 3 lokakuussa 1959. Siksi monet siellä olevat kohteet on nimetty Neuvostoliitossa.

Otsikkokuvassa olevassa kuvassa selvimmin näkyvä musta täplä on Moskovan meri. Sen alapuolella, melkein reunassa on Tsiolkovski-kraatteri.

Aivan kaikkea ei kuitenkaan nimetty neuvostovenäläisittäin, sillä Tsiolkovskin oikealla puolella oleva selvä musta kohta on Jules Verne -kraatteri.

Olemukseltaan Kuun kääntöpuoli on aivan erilainen, sillä siellä ei ole toiselta puolelta tuttuja suuria merialueita. Sinne laskeutuminen ja sen parempi tutkimus auttaa osaltaan selvittämään syytä kahden puolen suuriin eroihin.

Hyvän yleiskatsauksen Kuun kääntöpuoleen saa esim. USGS:n kuukartasta.

Chang'e-5 T1 oli vuonna 2014 tehty koelento, jonka tärkein tarkoitus oli testata maahanpaluukapselia, jonka avulla ensi vuonna Chang'e-5 -laskeutuja voisi palauttaa Kuun pinnalta ottamansa näytteen Maahan. Kapseli kiersi Kuun ja palasi takaisin Maahan, ja matkallaan se otti Kuvia – kuten otsikkokuvana olevan. 

Nyt lennossa olevan Queqiaon matkan etenemisestä ei ole kerrottu mitään julkisesti, mutta se ei ole uutta. Kiinalaiset panttaavat tietoja ja kertovat yleensä vasta jälkikäteen mitä on tapahtunut – jos edes silloinkaan. On siis mahdollista, että Queqiao ei enää edes toimi, mutta todennäköisti (ja toivottavasti) lento jatkuu normaalisti.

Jäämme siis odottamaan uusia kuvia Kuun kääntöpuolelta!

*

Juttua on korjattu Chang'e 4:n laukaisuajan suhteen: laskeutujan oletettu laukaisuaika on joulukuu 2018.

Kiina lähettää illalla tietoliikennesatelliitin kuualuksia varten

Su, 05/20/2018 - 12:30 Jari Mäkinen
Kiinan kuulinkkisatelliitti

Jos kaikki sujuu suunnitelman mukaan, nousee raketti lentoon Kiinasta nyt keskiyöllä ja lähettää avaruuteen ainutlaatuisen laitteen: tietoliikennesatelliitin, jonka tehtävänä on välittää tietoja Maahan myöhemmin tänä vuonna Kuuhun laskeutuvalta kiinalaisalukselta. Luppoaikanaan satelliitti tekee tähtitieteellisiä havaintoja.

Vuonna 2013 Kiina lähetti Kuun pinnalle Chang'e 3 -laskeutujan ja sen mukana pienen, sympaattisen kuukulkijan, Yutun. 

Myöhemmin tänä vuonna – mahdollisesti jo heinäkuussa – kiinalaiset laukaisevat Kuuhun uuden samanlaisen kaksikon. Chang'e 4 on käytännössä edellisen lennon toisinto, paitsi että nyt laskeutumispaikka tulee olemaan haastavampi: alus koetetaan saada Kuun etelänavan luona olevaan kraatteriin, joka on halkaisijaltaan 180 kilometriä.

Tämä Von Kármán -kraatteri on kiinnostava, koska sen pohjalta on havaittu paljon rautaoksidia ja toriumia. Siellä saattaa olla myös vesijäätä. Kraatteri on todennäköisesti myös eräs vanhimmista Kuun pinnanmuodoista.

Ongelmana on kuitenkin se, että kraatteri sijaitsee Kuun takapuolella. Kuuhan kääntää koko ajan saman puolensa kohti Maata, koska Kuun pyöriminen on lukittunut vuorovesivoimien vuoksi. Laskeutuja ei voi siksi olla suoraan yhteydessä Maahan, joten radiolinkkiä varten tarvitaan erityinen tietoliikennesatelliitti, joka sijaitsee sellaisessa paikassa, mistä on suora linja niin Maahan kuin laskeutumisalueellekin Kuun pinnalla.

Queqiao -nimen saanut linkkisatelliitti ohjataan Maan ja Kuun systeemin niin sanottuun toiseen Lagrangen pisteeseen. Ranskalaismatemaatikko Joseph-Louis Lagrangen vuonna 1772 laskemat pisteet ovat kohtia, joissa taivaankappaleiden vetovoimat yhdessä keskipakoisvoiman kanssa saavat aikaan sen, että pisteessä oleva alus pysyy lähes paikallaan.

Maan ja Kuun Lagrangen piste 2 on noin 64 000 kilometriä Kuun takana Maasta katsottuna, ja koska Queqiao käytännössä kiertää avaruudessa tuota pistettä, pystyy se välittämään kätevästi signaaleita lennonjohdon ja Kuun takapuolella olevan laskeutujan välillä.

Queqiao laukaistaan matkaan Pitkä Marssi 4C -kantoraketilla Xichangin satelliittilaukaisukeskuksesta Sichuanin maakunnasta Kiinan keskiosissa. Laukaisu on tarkoitus tehdä maanantaina aamulla kello 5.28 paikallista aikaa, eli Suomen aikaa maanantain puolella klo 00.28.

Chang'e 3 Yutu-kulkijan kuvaamana.

Silkkimatoja Kuuhun!

Chang'e 3:n näköinen Chang'e 4 on kiinnostava lento monessakin mielessä. Ensinnäkin se on ensimmäinen laskeutuminen Kuun takapuolelle ja myös ensimmäinen erittäin kiinnostavalle eteläiselle napa-alueelle. Se on järjestyksessään 20. laskeutuminen Kuun pinnalle ja jo toinen Kiinan tekemä laskeutuminen Kuuhun.

Laskeutujan mukana on paljon jo huomiota herättänyt pieni kapseli, jonka sisällä on silkkimatoja. Tarkoituksena on tutkia niiden elämistä Kuun pinnan olosuhteissa – toisin tietysti ilmaa sisältävän kapselinsa sisällä.

Mukana on jälleen myös pieni kulkija, joka tulee kuvaamaan ja tutkimaan laskeutumisaluetta muutaman sadan metrin säteellä.

Chang'e 4 on myös tärkeä askel kohti seuraavaa kiinalaislaskeutumista Kuuhun: Chang'e 5 -lennon on tarkoitus tuoda ensi vuonna viisi kiloa painava näyte Kuusta Maahan. Lento on myös teknisesti erittäin haastava ja kiinnostava, joten se on tieteellisen merkityksensä lisäksi osoitus Kiinan avaruustekniikan korkeasta tasosta.

Lento on periaatteessa samanlainen kuin oli neuvostoliittolaisen Luna 24:n näytteenhakulento vuonna 1976.

Kiinan tarkoituksena on lähettää ihmisiä Kuuhun vuoteen 2030 mennessä.

Harakoiden siipien silta

Kiinan kuualukset on nimetty kansantarinoiden mukaan. Siinä missä Chang'e on kiinalaisten Kuun jumalatar ja Yutu oli "kuukaniini", on Queqiao "harakoiden silta" ja se viittaa paitsi tietoliikennesiltaan laskeutujan ja maa-aseman välillä, niin myös tarinaan: tietotoimisto Xinhuan mukaan harakat tekevät kuukalenterin seitsemännen kuukauden seitsemäntenä yönä siivillään sillan, jotta Taivaiden jumalattaren seitsemäs tytär, Zhi Nu, voisi kulkea taivaalla olevan Linnunradan ylitse tapaamaan aviomiestään.

Queqiaolla on myös konkreettinen yhteys Linnunrataan, sillä sen mukana on hollantilaisten Astronin tekemä radiotutkimuslaite, NCLE (Netherlands Chinese Low-Frequency Explorer). Työhön ovat Alankomaiden puolelta osallistuneet myös Dwingeloon radio-observatorio, Nijmegenin yliopisto ja Delftissä oleva avaruusyhtiö ISIS.

Laite (kuvassa yllä) havaitsee hyvin matalia radiotaajuuksia, joita ei voida ottaa vastaan Maassa, koska ilmakehä ei päästä kunnolla lävitseen alle 30 MHz taajuudeltaan olevia sähkömagneettisia aaltoja. Kiinnostavaa laitteessa on myös se, että se voi ottaa vastaan matalia taajuuksia hyvin laajalla aallonpituuskaistalla. Tähtitieteilijät saavat radiolaitteellaan muun muassa lisätietoja maailmankaikkeuden alkuajoista sekä aurinkotuulesta.

Samalla kuukyydillä lähtee matkaan myös kaksi pientä kiinalaista radiotutkimussatelliittia, Longjiang-1 ja Longjiang-2.

Queqiao ei ole ensimmäinen Kiinan lento kauas Kuun radan ulkopuolelle. Chang'e 5-T1 testasi Chang'e 5:n laskeutumiskapselin toimintaa lokakuussa 2014 tekemällä koukkauksen Kuun ympäri ja palaamalla sieltä kovaa vauhtia takaisin Maahan.

*

Kuvat: Kiinan avaruushallinto, Kiinan tiedeakatemia ja Radboud Radio Lab / ASTRON / Albert-Jan Boonstra

Jutussa ollutta laukaisuaikaa on täsmennetty illalla, kun lisätietoja tarkasta ajankohdasta saatiin.

Ainutlaatuinen video kiinalaisista avaruuslentäjistä koulutuksessaan avaruusasemalennoille

Tiangong-1 putosi alas, mutta sen suurempi versio, Tiangong-2 kiertää edelleen maapalloa. Seurakseen se saa pian uuden, suuremman avaruuaseman. Taikonautit kouluttautuvat parhaillaan pitkillekin avaruusasemalennoille.


Kiina on perinteisesti ollut hyvin vaitonainen tekemisistään miehitettyjen avaruuslentojen saralla ennen kuin lennot ovat tapahtuneet.

Nyt kuitenkin Kiinan avaruuslentäjäkeskus on julkaissut videon, missä näytetään sikäläisiä avaruuslentäjiä – taikonautteja – kouluttautumassa tulevia lentojaan varten.

Kuten kerroimme viime lauantaina julkaistussa maaliskuun eTuubissa, on Kiinalla varsin kunnianhimoinen avaruusohjelma, jonka olennainen osa on uusi, suuri monesta moduulista koostuva avaruusasema. Sen on tarkoitus olla valmiina vuonna 2022 – ja sinne tehtäviä lentoja valmistellaan jo kovaa vauhtia!

Video: CGNT

Tiangong-1 on pudonnut alas – tuskinpa kukaan näki

Ma, 04/02/2018 - 06:55 Jari Mäkinen
Lopullinen Tiangong-1:n putoamispaikka

Kiinalainen avaruusasema Tiangong-1 putosi alas kiertoradalta yöllä klo 3.16 Suomen aikaa Tyyneen valtamereen.

Satelliittien ja muiden suurten kiertoradalla olevien kappaleiden sijainteja tarkkailevan Yhdysvaltain puolustusvoimien palvelun JFSCC:n mukaan Tiangong-1 putosi alas Tyyneen valtamereen hyvin lähelle aluetta, mitä käytetään "avaruusalusten hautausmaana". 

Paikka on jotakuinkin 14° eteläistä leveyttä ja 164° läntistä pituutta. Tarkka putoamisaika oli klo 3.16 plusmiinus yksi minuutti (Suomen kesäaikaa).

Tarkka tieto putoamisesta on todennäköisesti peräisin Yhdysvaltain SBIRDS-satelliiteilta, jotka on suunniteltu havaitsemaan ohjuslaukaisuita Maan pinnalla. Ne näkevät infrapunakameroillaan myös hyvin ilmäkehän kitkakuumennuksessa hohtavat avaruusalukset. Tällaiseen satelliittihavaintoon viittaa myös havainnon tarkkuus.

On mahdollista, ettei kukaan ihminen ole nähnytkään putoamista, sillä alueella on hyvin vähän laivaliikennettä. Se, että putoaminen tapahtui päivänvalossa, vähensi sen näyttävyyttä ja siten myös mahdollisuuksia, että joku on nähnyt putoamisen valoviiruja taivaalla.

Eräs viimeisistä Tiangong-1:stä otetuista tutkakuvista; eilen otettu kuva näyttää, että asema oli vielä tuolloin noin 160 km:n korkeudessa ollessaan rakenteellisesti ehjä.
Kuva: Fraunhofer-instituutti.

Mitä tapahtui?

Kuten etukäteen arvioitiin, aseman ratakorkeus putosi nopeasti sunnuntain kuluessa ja lopulta, kun korkeutta oli noin satakunta kilometriä, asema alkoi vajota nopeasti ilmakehän ottaessa siitä otettaan.

Mitä alemmaksi asema tuli, sitä paremmin sen putoamista voitiin ennustaa. Koska se kiersi koko ajan Maata kartan päälle projisoituna samalla kiertoradalla, mutta jonka korkeus vain tuli alemmaksi, voitiin vähitellen sulkea pois alueita, minne se ei ainakaan putoa.

Pian putoamispaikka-arvio oli siten pitkä soiro maapallon pinnalla – aseman viimeinen rata. Lopulta putoamispaikka oli tuon radan kohdalla Tyynessä valtameressä.

Tyyni valtameri oli jo alun perin todennäköisin vaihtoehto yksinkertaisesti siksi, että se on niin suuri.

Epävarmuus putoamisen ajan ennustamisessa johtui ennen kaikkea siitä, että emme osaa tarkasti sanoa kuinka paljon ilmakehän yläosien hyvin harva kaasu – ilmakehän rippeet – jarruttaa aseman ratanopeutta.

Kaasun tiheys riippuu mm. Auringon säteilystä: kun Auringosta tuleva hiukkasvirta, eli aurinkotuuli, ja Auringon säteily osuvat ilmakehän yläosiin, kaasun tiheys muuttuu. Ja näin käy koko ajan, tílanne muuttuu koko ajan. Yöpuolella ja päiväpuolella tiheys on myös hieman erilainen, samoin paikalliset erot ovat sen verran suuria, että niillä on merkitystä.

Lisäksi asema pyöri ja sen kiertorata oli hieman soikea, joten sitä, kuinka paljon eri asennoissa ja missä ratansa kohdassa ilmakehän jarrutusvaikutus oli suurin, oli mahdotonta mallintaa tarkasti.

Ilmakehän jarrutusvaikutus viime viikon lopussa hieman pienempää kuin aiemmin viikolla, mistä johtuen aseman radan putoaminen alaspäin hieman hidastui. Arviota säädettiinkin koko ajan havaintojen perusteella, ja vielä viime hetkillä aika tuli hieman arvioitua aiemmaksi. Viimeisimmät ennusteet eilen illalla povasivat putoamista noin neljän aikaan ja se oli n. 45 minuuttia aikaisemmin.

Ennustaminen tässä meni siis itse asiassa varsin hyvin nappiin, sillä epävarmuustekijät huomioiden työ ei voisi juurikaan onnistua paremmin.

Se, kuinka paljon asemasta selvisi ilmakehän kitkakuumennuksesta kappaleita Maan pinnalle, jää selvittämättä tarkasti. Yleensä määrä on 10 – 40 % alkuperäisestä massasta, kun kyseessä on Tiangongin kaltainen kappale.

Tämä tarkoittaa siis noin 840 kg – kolmisen tonnia tavaraa, useiksi sadoiksi tai jopa tuhansiksi osiksi hajonneena. Ne levisivät noin tuhat kilometriä pitkälle ja satakunta kilometriä leveälle putoamisalueelle.

Taustaa

Kiina on laukaissut avaruuteen kaksi avaruusasemaa, Tiangong-1:n vuonna 2011 ja Tiangong-2:n vuonna 2016.

Näistä nyt pudonnut Tiangong-1 oli virallisesti vain kokeellinen asema. Sen avulla kiinalaiset testasivat telakoitumista avaruusasemaan ja työskentelyä siellä; kaksi miehitettyä lentoa kävikin asemalla, Shenzhou-9 maaliskuussa 2012 ja Shenzhou-10 kesäkuussa 2013.

Tarkalleen ottaen Tiangong-1 oli 10,4 metriä pitkä ja 3,4 metriä halkaisijaltaan oleva sylinteri, jonka sisällä oli 15 m3 paineistettua asuin- ja työskentelytilaa.

Asemasta sojottivat ulospäin kooltaan noin 3 x 7 metriä kooltaan olevat aurinkopaneelit ja sen kokonaismassa oli 8,5 tonnia.

Kakkonen on noin 14,5 metriä pitkä ja hieman painavampi.

Hallitsematon maahanpaluu

Yhteys Tiankong-1:een menetettiin joko täysin tai osittain 16. maaliskuuta 2016, jolloin sen ratakorkeus oli vielä noin 360 km. Sen jälkeen se ei ole voinut pitää rataansa yllä, vaan putosi alemmaksi ilmakehän yläosien ratanopeutta hidastavan vaikutuksen vuoksi alla olevan käydän osoittamalla tavalla.

Putoamisennuste 1.4.

Kun korkeus oli noin 100 km, alkoi putoaminen toden teolla; mitä alemmas asema tuli, sitä enemmän ilmanvastus sitä hidasti ja noin 70-80 km:n korkeudesta putoaminen tapahtui jo hyvin jyrkästi.

Aseman nopeus putoamisen alkaessa oli noin 28 000 km/h ja ilmanvastus kuumensi aseman pintaa noin 1400° C:n kuumuuteen. Suurin osa materiaaleista suli ja höyrystyi tässä lämpötilassa.

Ilmanvastus myös rikkoi asemaa rakenteellisesti. Ensinnä irtosivat varmasti aurinkopaneelit ja muut ulkoiset osat, ja sitten aseman rakenne alkoi antaa periksi.

Erityisesti rakettimoottorit, telakointiportit ja polttoainesäiliöt todennäköisesti selvisivät osittain tuhoutuneina alas saakka.

Kooltaanhan asema ei ollut valtavan suuri, vain hieman isompi kuin esimerkiksi Kansainvälisen avaruusaseman rahtialukset. Ne voidaan kuitenkin ohjata tarkasti haluttuun paikkaan ja aikaan alas.

Tätä aikaisemmin amerikkalainen Skylab-avaruuasema putosi lähes hallitsemattomasti alas vuonna 1979 ja Neuvostoliiton Saljut-7 -avaruuaseman pudotus vuonna 1991 epäonnistui hieman. Skylabista putosi suuria osia Australiaan (ks. juttumme Nullarborin autiomaasta, Skylab-osuus alkaa noin kohdassa 7:10) ja Saljut-7:n tapauksessa palasia ropisi Argentiinaan.

Riski oli suurin vihreän kaistaleen ylä- ja alareunalla, eli mm. Yhdysvalloissa, Välimerellisessä Euroopassa ja Kiinassa sekä etelässä ennen kaikkea Australiassa. Kartan vasemmalla puolella on kuvaajassa ihmisten määrä k.o. pituuspiirillä ja oikealla riskin suuruus samoin pituuspiirien mukaan. Suomessa siis riski oli varmasti tasan nolla.

*

Tätä seurantajuttua on päivitetty ja muuteltu useaan kertaan.