Atlas

Video: Katso Aalto-2:ta kuljettaneen raketin laukaisu 360°-laseillasi

Muun muassa Aalto-2 -satelliittia kuljettanut Cygnus-avaruusrahtialus laukaistiin matkaan eilen tiistaina onnistuneesti.

Kyseessä oli ensimmäinen kerta, kun Nasa välitti laukaisun virtuaalilaseilla katsottavassa muodossa striimattuna 360°-videona; tämä video on nyt yllä ja tunnelmaan pääsee näin jälkikäteenkin.

Juuri nyt Cygnus kipuaa korkeammalle kiertoradalle ja saapuu lauantaina iltapäivällä Suomen aikaa Kansainvälisen avaruusaseman luokse.

Astronautit Peggy Whitson ja Thomas Pesquet ottavat siitä kiinni aseman robottikäsivarrella klo 13.05 Suomen aikaa – jos kaikki menee suunnitellusti.

Sen jälkeen kaksikko laittaa Cygnuksen avaruusaseman Unity-moduulin kohti Maata (alaspäin) osoittavaan telakointiporttiin.

Alustavien tietojen mukaan Aalto-2:n vapauttaminen omille teilleen avaruuteen saattaa tapahtua vielä eilen kaavailtua pikemmin: suomalaissatelliitti ja muut QB50-parven satelliitit saattavat päästä toimintaan jo toukokuun alussa!

 

Video: Aalto-2:n neljäs lähtölaskentavideo tekee paljastuksia 60-vuotiaasta Atlas V -kantoraketista

Millainen on Atlas V, Cygnus-rahtialuksen ja Aalto-2:n sen sisällä avaruuteen laukaiseva kantoraketti?

Kyseessä on jo 60-vuotias mannertenvälinen ohjus, joka on tosin vuosikymmenten kuluessa kokenut monta kauneusleikkausta ja saanut pintansa alle paljon uutta tekniikkaa. Oikeastaan vain nimi on sama kuin aikanaan myös ensimmäiset amerikkalaiset astronautit kiertoradalle laukaisseella raketilla...

Tuplaodotusta: Aallot 1 ja 2 lähdössä

Kun kyse on avaruushankkeista, niin myöhästyminen on ennemminkin sääntö kuin poikkeus. Niinpä odottaminen on kaikille ensimmäistä satelliittiaan tekeville on eräs konkreettisimmista oppitunneista.

Aalto-yliopiston satelliittitiimi on saanut oppia tässä suhteessa enemmän kuin tarpeeksi, sillä Aalto-1 on jo suomalaisista täysin riippumattomista syistä liki kaksi vuotta myöhässä ja nyt Aalto-2:n laukaisu lykkääntyy vain koko ajan eteenpäin.

Vielä maaliskuun alussa tilanne näytti jo varsin hyvältä, kun Aalto-1:n laukaisu avaruuteen päätettiin siirtää SpaceX-yhtiöltä  intialaisraketilla tehtäväksi ja Aalto-2 pakattiin jo rakettinsa nokkaan. 

Kirouksen aika on ohi: avaruusaseman huoltolento lähti onnistuneesti matkaan

Ma, 12/07/2015 - 00:47 By Jari Mäkinen
Cygnus lähtee matkaan

Ensimmäinen amerikkalainen Kansainväliselle avaruusasemalle suuntaava rahtilento sitten kesällä tapahtuneen Falcon 9 -kantoraketin laukaisuonnettomuuden tapahtui hetki sitten Cape Canaveralista, Floridasta.

Kyseessä on Orbital ATK -yhtiön valmistama Cygnus-avaruusrahtari, jonka edellinen lento viime vuoden lokakuussa epäonnistui, kun sitä kuljettanut Antares-kantoraketti räjähti lähes välittömästi lentoon lähdettyään. Siitä alkoi epäonnisten avaruusaseman huoltolentojen sarja, kun lähes mahdottomaksi arvioitu riski siitä, että monen eri aluksen ja kantoraketin yhdistelmä pettäisi: Cygnuksen jälkeen venäläinen Progress syöksyi pian laukaisunsa jälkeen takaisin Maahan keväällä ja sitten Space X -yhtiön Dragon tuhoutui kesäkuussa. 

Nyt Cygnus laukaistiin avaruuteen Atlas-kantoraketilla, jolle kyseessä oli 131. perättäinen onnistunut lento. 

Cygnus-alus on tällä kerralla hieman aiempia suurempi ja se käyttää uusia aurinkopaneeleita. Laukaisun jälkeen alus kipuaa kahden vuorokauden ajan korkeammalle kiertoradalle ja saapuu avaruusaseman luokse tiistaina. Silloin aseman astronautit nappaavat sen kiinni avaruusaseman robottikäsivarrella ja liittävät aseman telakointiporttiin.

Mukana aluksessa on noin 3,5 tonnia rahtia asemalle. Joukossa on myös 15. joulukuuta puolen vuoden avaruusmatkalle lähtevän brittiastronautti Tim Peaken lennollaan tarvitsemia välineitä ja tarvikkeita, joten lento oli eurooppalaisittainkin kiinnostava.

Cygnus pysyy asemalla noin kahden kuukauden ajan, jona aikana sen sisältämä rahti puretaan asemalle ja alus täytetään hohdokkaasti roskalla, jätteillä ja käytöstä poistettavilla laitteilla. Ne tuhoutuvat ilmakehän kitkakuumennuksessa aluksen kanssa Tyynen valtameren eteläosien päällä – alueella, jota käytetään rutiininomaisesti käytöstä poistettavien avaruusalusten tuhoamiseen, koska siellä on erittäin vähän asutusta ja liikennettä.

Uuden Cygnus-aluksen olennaisin uudistus on aiempaa suurempi paineistettu rahtitila. Se on nyt 5,1 metriä pitkä, kun halkaisija 3,05 metriä on sama kuin aiemmin. Tilavuudeksi tulee siis 27 m3.

Kokonaisuudessaan Cygnuksen massa oli laukaisun aikaan 7,492 kg, mistä 828 kg oli polttoainetta ja 3513 kg asemalle vietävää rahtia.

Orbital nimeää aluksensa ammoisten astronauttien mukaan, ja tämä alus on ristitty "Deke" Slaytonin mukaan.

Jumalhiukkanen sai fysiikan Nobelin

Ti, 10/08/2013 - 14:41 By Jari Mäkinen
Higgs ja Englert

En tiedä onko Peter Higgs (kuvassa oikealla) odottanut useaan kertaan lokakuussa puhelimen vieressä, mutta hänellä olisi ollut syytä. Higgsin hiukkanen on ollut puheissa pitkään ja nyt CERNin hiukkaskokeiden ansiosta puheille on perustaakin: teoreettisesti ennustettu hiukkanen, jonka oletetaan antavan aineelle sen massan, todistettiin viime vuonna erittäin todennäköisesti Euroopan hiukkastutkimuskeskus CERNin uudella LHC-kiihdyttimellä sekä sen kahdella koelaitteella.

Higgsin nimeä kantava hiukkanen on hyvin tärkeä osa niin sanottua standarimallia, joka on tämänhetkinen teoria aineen perusrakenteelle ja aineen perusrakennehiukkasten välisille vuorovaikutuksille. Sen rooli on tärkeä siinä mielessä. että sen takana oleva niin sanottu Higgsin kenttä selittää todennäköisesti alkeishiukkasten massan olemassaolon. Siksi sitä on myös kutsuttu "jumalhiukkaseksi", koska se on niin tärkeä.

Kyse on siis siitä, miksi aineella on massaa ja mitä massa sinällään oikein on. Koska Higgsin salaperäinen hiukkanen on hyvin hankala jäljitettävä, pitää laitteiden olla hyvin kookkaita ja törmäysenergian hyvin suuri. Siksi hiukkasta ei ole saatu esiin ennen CERNin suurta LHC-kiihdytintä.

Ja niinpä Peter Higgs sai nyt ansaitsemansa palkinnon, tosin yhdessä François Englertin kanssa. Kaksikko on tehnyt paljon työtä yhdessä ja molempien ottaminen mukaan palkintoon oli oikeus kohtuus, vaikka metsästetty hiukkanen onkin nimetty Higgsin mukaan.

Peter Higgs on Edinburghin yliopiston emeritusprofessori, joka kiinnostui massasta jo opintoaikoinaan 1960-luvun alussa.

François Engelert, joka on nyt Brysselin vapaan yliopiston emeritusprofessori, oli mukana kirjoittamassa Higgsin kanssa vuonna 1964 julkaistua artikkelia, missä lähestyttiin niin sanottua paikallista mittakenttäteoriaa uudella tavalla ja esitettiin, että sen bosonit (etenkin Z ja W) voisivat saada nollasta poikkeavan massan spontaanin symmetriarikon vuoksi. Koska Higgs oli näitä ensinnä ehdottanut, nimettiin tapahtumakulku Higgsin mekanismiksi ja se ennusti ns. Higgsin kentän ja Higgsin bosonin olemassaolon.

Nämä ovat nykyisin siis olennainen osa hiukkasfysiikkaa ja muodostavat pohjan koko laajemmalle fysikaaliselle kuvalle siitä, miten maailmakaikkeus toimii.

Monista yrityksistä huolimatta Higgsin hiukkasta ei oltu saatu näkyviin hiukkaskokeissa, ennen kuin CERNin LHC-kiihdyttimellä saatiin aikaan tarvittavan suuria törmäysenergioita. Heinäkuun 4. päivänä 2012 CERNin kahden suurimman koelaitteen (ATLAS ja CMS) tutkijaryhmät ilmoittivat saaneensa toisistaan riippumatta tuloksia, jotka voitiin selittää vain Higgsin hiukkasen avulla. Tulosten mukaan hiukkasen massa oli noin 125 GeV/c2, eli 113 kertaa protonin massa. Tämä osuu varsin tarkasti ennusteisiin, joten todennäköisyys Higgsin hukassa olleen hiukkasen löytymiseen oli äärimmäisen suuri.

LHC, ATLAS ja CMS

Euroopan hiukkastutkimuskeskuksen CERNin LHC-kiihdytin, eli large hadron collider, on nimensä mukaisesti suuri rengasmainen hiukkaskiihdytin, joka törmäyttää toisiinsa hadroneita, alkeishiukkasia, jollaisia ovat esimerkiksi protonit.

Sveitsissä, Genevessä pääosin sijaitseva, mutta paikoitellen Ranskan puolelle ulottuva 27 kilometriä pitkä rengas kiihdytää protonit lähes valon nopeuteen ja törmäyttää ne nokkakolarissa toisiinsa, jolloin syntyy suurienergisimpiä koskaan tehtyjä törmäyksiä; niiden tuloksena on koko joukko erilaisia alkeishiukkasia, joita suuret koeasemat koittavat mitata mahdollisimman tarkasti. Hieman yleistäen koko suuri laitteisto suurine koeasemineen on viritetty löytämään yhtä ainoaa hiukkasta, Higgsin hiukkasta.

Kiihdyttimen keskellä kulkee kaksi protonisuihkua vastakkaisiin suuntiin, ja lopulta nämä hyvin ohuet, noin 0,05 millimetriä läpimitaltaan olevat suihkut ohjataan törmäämään kunkin koelaitteiston keskellä. Koelaitteet on puolestaan rakennettu sipulin tapaan eri kerroksiin sijoitetuista hiukkasilmaisimista, jolloin törmäyksessä syntyneiden eri hiukkasten radat saadaan selville. Ja koska hiukkaset kaareutuvat magneettikentässä, synnytetään koelaitteeseen suurten magneettien avulla hyvin voimakas ja kompakti mageettikenttä, minkä jälkeen havaittuja hiukkasratoja tutkimalla päätellä millaisia ovat syntyneet hiukkaset.

Tarkalleen ottaen havainnoista voidaan määrittää syntyneiden hiukkasten massa, varaus ja liikemäärä. Ja jotta törmäyksiä voidaan mitata varmasti luotettavasti, on koeasemia erilaisia. Higgsin jahtaamisen kannalta tärkeimmät näistä olivat CMS ja Atlas. Näistä CMS on suomalaisittain erityisen kiinnostava, koska yksi sen sisimmistä hiukkasilmaisinkerroksista on suomalaisvalmisteinen ja suomalaiset fyysikot ovat olleet mukana tulosten käsittelyssä. CMS on massiivisin koskaan tehty tieteellinen tutkimuslaite: sen massa on 12 500 tonnia, pituus 21 metriä, halkaisija 15 metriä ja se rakennettiin luolaan noin sata metriä maan pinnan alapuolelle kuin laivan pienoismalli pulloon. Kaikkiaan LHC-kiihdyttimeen on liitetty viisi koelaitetta, joilla tehdään erilaisia hiukkasfysiikan tutkimuksia.

CMS-kokeessa pääpartneri Suomessa on Fysiikan tutkimuslaitos (HIP), joka on Helsingin yliopiston, Aalto-yliopiston, Jyväskylän yliopiston, Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja Tampereen teknillisen yliopiston yhteinen valtakunnallisia tehtäviä hoitava tutkimuslaitos. HIP toimii Helsingin yliopiston yhteydessä.