Kohu-uutinen kosmoksesta – katso kuvat!
Mahdollisia veden virtausjälkiä Hale-kraatterissa Marsissa. Kuva Nasa / JPL-Caltech / Arizonan yliopisto
Viikon alkuun osui kaksi ”taivaallista” tapahtumaa, joista kehkeytyi mediassa melkoinen kohu. Maanantaiaamuna Kuu pimeni täydellisesti ja saman päivän illalla (Suomen aikaa) Nasa piti tiedotustilaisuuden Marsin vedestä.
Kosmisen naapurimme pimennystä hehkutettiin tiedotusvälineissä ”verenpunaisena superkuuna”. Lutheria lainaten voi kysyä ”mitä se on”? Pimentyvän Kuun punertuminen täydellisen vaiheen aikana ei ole mikään uutinen: niin tapahtuu aina, kun Kuu joutuu Maan täysvarjoon.
Planeettamme ilmakehä taittaa valoa myös keskelle varjoa, mutta valo on väriltään voimakkaan punaista, samaan tapaan ja samasta syystä kuin nouseva tai laskeva Aurinko näyttää suurelta kurpitsalta tai jättiläistomaatilta.
Ilmakehässä valo siroaa, mutta siniset aallonpituudet siroavat enemmän kuin punaiset. Siksi täydellisesti pimentynyt Kuu on veren- tai kuparinpunainen.
Entä sitten superkuu? Jos Kuu on täydenkuun aikaan kiertoradallaan lähimpänä Maata, sitä sanotaan superkuuksi. Kuinka ”super” Kuu sitten on
Kuun keskietäisyys Maasta on 384 400 kilometriä, mutta lähimmän ja etäisimmän pisteen välillä on 42 200 kilometriä. Lähimpänä ollessaan Kuu näyttää läpimitaltaan 14 prosenttia suuremmalta ja 30 prosenttia kirkkaammalta kuin ollessaan kauimpana.
Kuulostaa superilta, mutta onko se sitä? Ensinnäkään taivaalla kumottavaa ”superkuuta” ei voi verrata ”normikuuhun” ja muistikuvat Kuun kirkkaudesta jonakin toisena ajankohtana ovat vähintäänkin hataria.
Koon vaihtelusta saa jonkinlaisen käsityksen, jos vaikkapa euron kolikkoa tarkastelee ensin kahden metrin etäisyydeltä ja siirtyy sitten suunnilleen jalkaterän mitan lähemmäs. Näyttääkö ”supereuro” oleellisesti suuremmalta?
Turhaa kohkaamista siis koko superkuu.
Entä sitten Nasan masinoima mediakohu? Ennakkoon lupailtiin, että ”Marsin mysteeri on ratkennut”. Kun ”mysteeriksi” paljastui punaisen planeetan vesi, antikliimaksi oli ilmeinen. Montako kertaa Marsista vielä löytyy vettä?
Asia ei tietysti ole näin yksinkertainen. Nasalla oli pointtinsa: tällä kertaa Marsista löytyi nestemäistä, rinteitä alas virtaavaa vettä, kun aiemmin tarjolla on ollut joko jäätä tai välillisiä todisteita miljardeja vuosia sitten jokiuomia ja tulvatasankoja kovertaneista vesimassoista.
Marsin ankarissa olosuhteissa – liki ikipakkasessa ja olemattomassa paineessa – vesi voi olla nestemäisessä muodossa vain äärimmäisen harvoin. Paitsi jos se on suolaista. Silloin vesi pysyy nestemäisenä vielä kymmenien asteiden pakkasessa. Ja nyt oli kyse nimenomaan suolaisen veden esiintymisestä. Pisteet Nasalle.
Mutta yhtä lailla pointtinsa oli pettyneellä medialla ja suurella yleisöllä. Kohujournalismia ei pidä harrastaa, ellei sitä osaa tehdä kunnolla. Eikä Nasa tunnu oppivan millään. Vuosien varrella se on järjestänyt useita tiedotustilaisuuksia, joissa on etukäteen hehkutettu paljastuvan käänteentekeviä, vallankumouksellisia tai peräti koko tieteenalan mullistavia asioita.
Ehkä paras esimerkki ylikypsästä uutisankasta on muutaman vuoden takainen löytö, jolla piti Nasan ennakkotiedotteen mukaan olla suurta merkitystä Maan ulkopuolisen elämän etsinnän kannalta.
Kun sitten selvisi, että kalifornialaisesta järvestä on löytynyt bakteereja, joiden biokemia perustuu fosforin sijasta arseeniin, haukotus ja huokaus ei olisi voinut olla juurikaan syvempi. Etenkin, kun löytö osoittautui sittemmin sudeksi: fosfori ei ollutkaan korvautunut arseenilla.
Mitä tästä opimme? Tuskin mitään. Sekä Nasalla että medialla on vielä paljon opeteltavaa tieteen popularisoinnin saralla. Ja suuren yleisön olisi puolestaan hyvä muistaa, että kaikki merkittävä ei ole aina kohun arvoista – eikä etenkään päinvastoin.
Yksi kommentti “Kohu-uutinen kosmoksesta – katso kuvat!”
Vastaa
Invaasio aurinkokuntaan
Monien mielestä 1960-luku oli monessa suhteessa kulta-aikaa, myös avaruustutkimuksen osalta. Ei ehkä niinkään tulosten, vaikka kieltämättä ensimmäisten ihmisten saaminen Kuun pinnalle olikin aikamoinen uroteko, vaan alalla vallinneen ”pöhinän” – kuten nykyisin tuntuu olevan tapana sanoa – kannalta.
Raketteja lauottiin avaruuteen yhtenään ja Maata kiertävien satelliittien lisäksi ne sinkosivat matkaan muita taivaankappaleita tavoitelleita luotaimia. Tuon vuosikymmenen listauksista löytyy yli 60 kuuluotainta, reilut 20 Venus-alusta ja toistakymmentä Marsiin tähdännyttä avaruuslaitetta. Aika iso osa niistä epäonnistui, mutta silti kosmisesta naapurustostamme saatiin valtavasti uutta tietoa ja ennennäkemättömiä kuvia.
1970-luvulla tutkimuskenttä laajeni jättiläisplaneettoihin ja siitä eteenpäin aurinkokunta on otettu yhä kattavammin haltuun. Kaukaisimmat ihmisen rakentamat alukset ovat jo tähtienvälisessä avaruudessa tai aivan sen rajan tuntumassa. Uutuudenviehätys on tipotiessään ja luotainhankkeista on tullut rutiinia. Vai onko?
No ei ole!
Kun kaikkia planeettoja ja niiden kymmeniä kuita, lukuisia asteroideja ja komeettoja, nyttemmin myös kääpiöplaneettaa, on jo tutkittu lähietäisyydeltä, valtamedian halajamat ”ennennäkemättömyydet” alkavat olla vähissä, mutta ihmiskunnan läsnäolo aurinkokunnassa on kattavampi kuin koskaan.
Maan lisäksi kolmea muuta planeettaa kiertää yksi tai useampi luotain, samoin komeettaa ja kääpiöplaneettaa. Kiertolaisia on ollut kahdella muullakin planeetalla, niin ikään kahdella asteroidilla. Puhumattakaan laskeutumisista planeettojen, niiden kuiden, asteroidien, jopa komeetan pinnalle. Tai useista keskustähteämme Aurinkoa tutkivista aparaateista.
Eikä sovi unohtaa myöskään ohilentoluotaimia, jotka saattavat vaikuttaa menneen maailman alkeelliselta tekniikalta, jota jouduttiin soveltamaan, kun muuta ei vielä osattu. Silti ne pystyvät edelleen antamaan arvokasta informaatiota taivaankappaleista, joiden kiertoradalle asettuminen on liian hankalaa tai kallista (mikä on usein yksi ja sama asia…).
Esimerkiksi Plutoa kohti matkaava New Horizons tutkii entisen uloimman planeetan, nykyisen kääpiöplaneetan lisäksi paria muutakin kaukaista kappaletta, kunhan se on sujahtanut pääkohteensa ohitse. Myös monet määränpäähänsä taivaltaneet luotaimet ovat tarkastelleet matkan varrelle sattuneita planeettoja tai asteroideja.
Mieleen muistuu ydinkäyttöisen Orion-aluksen ”mainoslause” 1950-luvun lopulta: Saturn by 1970. Rengasplaneetta piti saavuttaa jo mainittuna vuonna, mutta sinne matkatessa oli tarkoitus ikään kuin ohimennen piipahtaa myös Marsissa – kun nyt kerran reissuun lähdetään.
Orion jäi haaveeksi eikä aurinkokunnan valloitus muutenkaan mennyt ihan entisaikain suunnitelmien mukaan, mutta tuli se silti aika hyvin valloitetuksi.
Teksti on julkaistu myös Tiedetuubin blogeissa.
Vastaa
Avaruudessa ääni ei kulje, mutta silti siellä tuulee
Avaruus on tyhjää täynnä. Tai sellainen on yleinen ja vallitseva käsitys sen olemuksesta. Monien muiden selviöinä pidettyjen asioiden tavoin se ei ole totta.
Maanpäällisiin olosuhteisiin verrattuna avaruudessa on toki vähemmän ainetta kuin parhaimmissakaan laboratorioissa luoduissa tyhjiöissä, mutta silti siellä on jotain: säteilyä, magneettikenttiä ja hiukkasia. Suurin osa hiukkasista – kuten säteilystäkin – on lähtöisin Auringosta. Päivänkehrän pintakerroksissa tapahtuvat purkaukset syytävät kaiken aikaa avaruuteen sähköisesti varattuja hiukkasia.
Kaikkein voimallisimmat räjähdykset synnyttävät suunnattomia koronan massapurkauksia, joiden myötä hiukkasia voi päätyä Maan ilmakehään saakka. Ja tunnetusti silloin napaseuduilla leimuavat kirkkaat revontulet.
Auringosta puhaltava hiukkastuuli ei ole ainoa avaruudessa vaikuttava voima. Tyhjässä (okei, melkein tyhjässä) ja painottomassa tilassa säteilykin saa aikaiseksi tuntuvan paineen, joka kohdistuu kaikkeen aineelliseen. Säteilypaine vaikuttaa komeetoista irronneeseen pölyyn ja kaasuun, mutta myös massiivisempiin kappaleisiin kuten avaruusaluksiin. Avaruuspurjeita on kaavailtu jo pitkään ekologiseksi etenemiskeinoksi avaruudessa.
Neliökilometrien laajuiseen kevyeen materiaaliin kohdistuva säteilypaine aiheuttaa työntövoiman, joka on vähäinen, mutta sitäkin sinnikkäämpi. Aurinkopurjeella varustetun aluksen vauhti kiihtyisi hitaasti, varmasti ja jatkuvasti.
Säteilypainetta voidaan hyödyntää myös innovatiivisemmin ja jopa tavoilla, joita ei ole edes ajateltu siinä vaiheessa kun avaruudessa matkaavaa alusta on alkujaan suunniteltu. Hyvä esimerkki on Kepler-avaruusteleskooppi.
Gyroskooppiensa ansiosta se tuijotti järkähtämättä kohti Joutsenen, Lyyran ja Lohikäärmeen tähdistöjen rajaseutuja, ja tarkkaili herkeämättä 150 000 tähden kirkkautta neljän vuoden ajan. Kun vauhtipyöristä oli toimintakunnossa enää kaksi, teleskoopin ohjaus ja suuntaus kävi mahdottomaksi. Havainto-ohjelma jouduttiin keskeyttämään.
Kepler-tiimi ei jäänyt raastamaan epätoivoissaan hiuksiaan vaan kehitti ongelmaan ratkaisun, jonka turvin teleskooppi saatiin uudelleen käyttöön. Kahden gyroskoopin avulla sen suuntaa voitiin edelleen säädellä ja ylläpitää Maan ratatasossa – ja kolmanteen ulottuvuuteenkin löytyi lääke: säteilypaine.
Kepler-avaruusteleskoopin aurinkopaneelit muodostavat sen toiselle puolelle harjakattomaisen rakenteen. Kun teleskooppi käännettiin siten, että ”katonharja” osoittaa suoraan Aurinkoon, säteilypaine kohdistaa yhtä suuren voiman kumpaankin lappeeseen – ja pitää aluksen vakaasti halutussa asennossa.
Aurinkoa kiertäessään Kepler ei enää pysty tuijottamaan jatkuvasti samaan kohtaan taivaalla, mutta havaintosuuntaa ei kuitenkaan tarvitse muuttaa kuin 2,5 kuukauden välein.
Uudistettu etsintä on ollut käynnissä toukokuusta 2014 lähtien. Ensimmäiset ”K2-ohjelman” eksoplaneettaehdokkaat löytyivät jo puolentoista viikon havaintojen jälkeen ja ensimmäisestä varmistetusta löydöstä kerrottiin joulukuussa. Kiitos tiimin innovatiivisuuden ja Auringon säteilypaineen.
Mikään ei olekaan niin viisas kuin ihminen. Paitsi…
Teksti on julkaistu myös Tiedetuubin blogeissa.
Vastaa
Aurinkosuoja tähtikaukoputkelle?
Syksyllä 2018 – ainakin suunnitelmien mukaan – avaruuteen laukaistavan James Webb -teleskoopin aurinkosuoja on jälleen askeleen lähempänä valmistumistaan: ensimmäinen viidestä kerroksesta on kuosissaan.
Äkkiseltään voi kuulostaa hassulta, että tähtiä tarkkaileva kaukoputki tarvitsee suojaa Auringolta. Tähtiähän tutkitaan öisin. Eikä Hubble-avaruusteleskoopissakaan ole mitään erillistä aurinkosuojaa, ellei sellaiseksi sitten lasketa koko putken sulkevaa läppää. Teleskoopin laitteita suojelee Auringon paahteelta ja vaihtelevilta lämpötiloilta monikerroksinen, kiiltäväpintainen eristemateriaali, johon koko aparaatti on kiedottu kuin jättimäinen joulukuusenkoriste.
Webb on kuitenkin monella tapaa eri juttu kuin Hubble. Siinä missä Hubble-avaruusteleskooppi kiertää Maata noin 550 kilometrin korkeudessa, ja viettää joka kierroksella puolet ajasta Maan langettamassa varjossa ja siten pimeydessä, Webb-avaruusteleskooppi on noin 1,5 miljoonan kilometrin etäisyydellä Maasta Lagrangen pisteessä, missä on käytännössä loputon päivä. Auringon ankara paahde korventaa teleskooppia ja sen laitteita kaiken aikaa.
Periaatteessa Lagrangen L2-piste on Maan langettamassa varjossa, mutta umbra (eli täysvarjo) ei ulotu niin kauas, joten sieltä katsottuna Maa peittää ainoastaan osan Auringosta. Kaiken lisäksi L2-pisteeseen sijoitettu avaruuslaite ei todellisuudessa pysyttele paikallaan vaan kiertää tuota matemaattista pistettä niin sanottua halorataa pitkin. Eli käytännössä se on jatkuvassa auringonpaisteessa.
Toisin kuin Hubble, Webb on lisäksi rakenteeltaan avoin. Se ei siis ole perinteisessä mielessä kaukoPUTKI, jos kohta maanpäällisetkin suuret peiliteleskoopit ovat jo vanhastaan ristikkorakenteisia. Ne ovat kuitenkin tähtitornien ympäröimiä ja paikoissa, missä öisin ei ole pelkoa muusta valosta kuin tähtien tuikkeesta. Lagrangen L2-pisteessä teleskooppiin kuitenkin tulvisi hajavaloa, joka pilaisi käytännössä kaikki havainnot.
Ehkä tärkein peruste auringonsuojan tarpeelle on Webb-avaruusteleskoopin tutkima aallonpituusalue. Hubble on optimoitu näkyvän valon ja ultraviolettisäteilyn aallonpituuksille – siksi pääpeilin hiontavirhettä oikovassa optiikassakin on korjauspeilejä eikä -linssejä, sillä uv-säteily imeytyisi tehokkaasti linssien lasiin.
Webbin avulla on tarkoitus tarkkailla maailmankaikkeutta ja sen moninaisia kohteita infrapuna- eli lämpösäteilyn aallonpituuksilla. Avainsana on tässä ”lämpö”. Jotta havaintoja häiritsevät tekijät saataisiin minimoitua, teleskoopin optimilämpötila on 40 kelviniä eli noin -233 celsiusastetta. Osa sen mittalaitteista jäähdytetään peräti seitsemän kelvinin eli -266 celsiusasteen lämpötilaan.
Se olisi hyvin hankalaa, jos Aurinko pääsisi paahtamaan suoraan kaukoputken lämmölle yliherkkiin osiin. Webb-teleskoopin Auringon puoleisella sivulla – eli aurinkosuojan pinnalla – lämpötila nimittäin kohoaa lähes veden kiehumispisteen lukemiin, noin 85 celsiusasteeseen eli 358 kelviniin. Jos jäähdytys hoidettaisiin kokonaan esimerkiksi nestemäisen heliumin avulla, sitä tarvittaisiin 5-10 vuoden mittaiseksi suunnitellun toiminnan aikana tonneittain. Kun se loppuisi, kaukoputki olisi käyttökelvoton.
Aurinkosuojaan kilpistyy valon lisäksi myös Auringon näkymätön vaikutus: sähköisesti varatuista hiukkasista koostuva aurinkotuuli. Viisikerroksinen, alumiinilla ja silikonilla päällystetystä Kapton-nimisestä polymeeristä tehty suoja toimii varjostimen lisäksi myös eristeenä. Suojamateriaalissa oleva johdotus toimii kuin ukkosenjohdatin ja estää elektroniikan vaurioitumisen Auringosta puhaltavan sähköisen tuulen tuiverruksessa.
Webb-avaruusteleskoopin tenniskentän kokoinen aurinkosuoja ei enää kuulostakaan yhtään hassulta eikä hassummalta kapistukselta.
(Teksti on julkaistu myös Tiedetuubin blogeissa.)
Vastaa
Joulun tähden tragedia
Yli kaksituhatta vuotta sitten öisellä taivaalla – mahdollisesti – loistanut tähti pysyy edelleen arvoituksena, vaikka sen todellista luonnetta on pohdittu jokseenkin yhtä kauan.
Mikäli lähdetään siitä, että muinaisia tietäjiä johdatti erämaan halki ja lopulta Betlehemiin todellinen taivaan ilmiö, mikä se oli? Komeetta, tähdenlento, planeettojen kohtaaminen, nova, supernova?
Vai oliko se vain legenda, joka kehiteltiin täydentämään ja tekemään todemmaksi muistiin kirjattua kertomusta, ikään kuin yhdistämään lähihistorian tapahtumat sopivan mystisesti ikivanhoihin ennustuksiin?
Uskoopa itse kukin mihin tahansa – tai on kokonaan uskomatta – joulun tähden tarina kiehtoo todennäköisesti jokaisen mielikuvitusta. Oman kortensa erilaisten selitysten kekoon kantoi Arthur C. Clarke liki 60 vuotta sitten tieteisnovellissaan Tähti (The Star, 1955).
Kertomuksessa tähtienvälinen retkikunta matkaa kauemmas Maasta ja aurinkokunnasta kuin ihminen on koskaan aiemmin mennyt. Heidän määränpäänään on Feeniksin tähtisumu, supernovaräjähdyksen jälkeensä jättämä laajeneva kaasukuori. Kun retkikunta pääsee perille, käy pian ilmi, että ennen tuhoutumistaan tähti on langettanut valoaan kukoistavan kulttuurin ylle.
Tuholta vaivoin välttyneen kaukaisen planeetan korventuneen pinnan alta löytyy Holvi, johon on tallennettu muistoja sisempää planeettaa asuttaneesta muinaisesta sivilisaatiosta. Se kuitenkin pyyhkiytyi kotiplaneettansa mukana kosmisista aikakirjoista, kun tähti saavutti kehityksensä päätepisteen.
Kadonneen sivilisaation löytyminen ei kuitenkaan ollut suurin retkikuntaa kohdannut yllätys – tai järkytys.
Tarinasta on pääteltävissä, että se sijoittuu muutaman sadan vuoden päähän tulevaisuuteen. Kun retkikunta saa selville tähtisumun iän ja tekee yksinkertaisen laskutoimituksen, jonka toisena tekijänä on sumun etäisyys, he saavat pahaenteisen tuloksen.
Supernovan on täytynyt näkyä Maan taivaalla noin 2 500 vuotta aikaisemmin.
Arvasitte oikein. Feeniksin tähtisumun synnyttänyt tähden räjähdys oli Betlehemin tähti, ensimmäisen joulun taivaallinen ilmestys. Retkikunta onnistui saamaan vastauksen arvoitukseen, jota se ei ollut edes lähtenyt ratkomaan.
Suurinta henkistä ja hengellistä tuskaa löytö tuottaa retkikunnan pääastrofyysikolle, nimettömäksi jäävälle jesuiittapapille. Muinaisen veljeskunnan jäsenen usko joutuu äärimmäiselle koetukselle: voiko hänen jumalansa olla näin julma?
”Täytyikö Sinun heittää tuo kansa tuleen, jotta heidän kuolemansa symboli voisi loistaa Betlehemin yllä?” (Suomennos Ilkka Äärelä)
Monille Clarken kertomuksille tyypilliseen tapaan maailmankaikkeus on pohjimmiltaan yksinkertainen ja suoraviivainen, mutta samalla armoton paikka. Arvoituksilla on loppujen lopuksi ilmeiset ratkaisunsa, mutta ne eivät ole läheskään aina tuota maailmankaikkeutta asuttavien ihmisten – tai muiden olentojen – mieleen.
(Teksti on julkaistu myös Tiedetuubin blogeissa.)
Yksi kommentti “Joulun tähden tragedia”
-
Lasse Reunanen sanoo:
Mielenkiintoinen referaatti kirjasta jota en ole lukenut. kommentoisin tätä ”jesuiittapapin” kerrottua ”jumalaansa”, josko suomentajalle tullut lipsahdus pienelle alkukirjaimelle – kun Jumala Raamatun kautta kerrottuna aina isolla ja ns. muut jumaltulkinnat kristinuskolla pienellä alkukirjaimella.
Vastaa
Vanhan tutun uudet ilmiöt
Aurinko on tunnetusti ainoa tähti, jota pystymme tarkastelemaan yksityiskohtaisesti. Silti se kätkee sisuksiinsa ja jopa pinnalleen – tai siis alueelle, jolla plasma muuttuu sisemmäs mentäessä läpinäkymättömäksi ja jolta tulee juuri tälläkin hetkellä syksyistä maisemaa kirkastava auringonvalo – yhä arvoituksia.
Yksi niistä on se, miten vajaan kuudentuhannen asteen lämpötilassa olevan pintakerroksen eli fotosfäärin yläpuolella voi olla 10 000 asteen lämpöinen kromosfääri JA sen yläpuolella jopa miljoona-asteinen korona. Tilanne olisi kärjistetysti ja mutkia vähän oikoen sama, jos kylmään veteen laittaisi pussillisen pakastevihanneksia ja hetkeä myöhemmin vesi kiehuisi, mutta vihannekset olisivat edelleen jäässä.
Kesällä 2013 Maata kiertävälle radalle laukaistu Interface Region Imaging Spectrograph eli IRIS-satelliitti sai tehtäväkseen ratkoa tätä arvoitusta. Satelliitti tähyää Aurinkoon ultraviolettiteleskoopilla, johon kiinnitetyn spektrografin avulla saadaan tehtyä ennennäkemättömän tarkkoja havaintoja. Paljon tarkempia kuin vain kolmisen vuotta aiemmin lähetetyllä Solar Dynamics Observatorylla eli SDO-satelliitilla. Nimensä mukaisesti IRIS tarkkailee siirtymäaluetta (Interface Region), jossa kromosfääri vaihtuu koronaksi ja lämpötila kasvaa huimasti.
Ja johan alkoivat asiat selvitä. IRIS on löytänyt peräti viisi uutta ilmiötä, jotka liittyvät nimenomaan energian eli lämmön siirtymiseen suhteellisen vilpoisan kromosfäärin alaosista superkuumaan koronaan.
Ilmiöiden nimitykset ovat kuin suoraan tieteiskirjallisuudesta: Nanoflaret. Siirtymäalueen silmukat. Aurinkopommit. Aurinkotuulen suihkut. Kierteet. Kuulostaa mielenkiintoiselta ja sitä se myös on.
Voimakkaiden flarepurkausten pikkuserkut eli nanoflaret ovat purkauksia, jotka kiihdyttävät sähköisesti varatut hiukkaset huimiin nopeuksiin. Pienikokoiset, paljon protuberansseja vaatimattomammat silmukat puolestaan saavat aikaan kromosfäärin yläosista tulevan säteilyn.
Magneettikentän voimaviivojen rekonnektion eli uudelleenkytkeytymisen synnyttämät pommit lämmittävät viileiden plasmakerrosten välistä löytyneen plasman jopa 100 000 asteen lämpötilaan – lähellä Auringon pintaa.
Aurinkotuulen syntysijoilla esiintyvissä suihkuissa plasma kuumenee hetkessä kymmenestätuhannesta noin sataantuhanteen asteeseen. Kierteet taas ovat muutamien satojen kilometrien läpimittaisia plasmapyörteitä, joita magneettiset aallot synnyttävät. Ja magneettisia aaltoja on pidetty yhtenä pääepäiltynä etsittäessä syyllistä kromosfäärin ja koronan korkeisiin lämpötiloihin.
Kaikki tämä yhdellä satelliitilla ja sen yhdellä ainokaisella teleskoopilla. Mikä tässä nyt sitten on tarinan opetus? Tiede ei ole satunnaista sohimista, jonka tuloksena toisinaan osutaan johonkin. Jos aikoo saada vastauksia, pitää osata esittää oikeita kysymyksiä. Havaintojen selittämiseksi laaditaan teorioita, ja niiden antamien ennusteiden perusteella tehdään uusia havaintoja. Jos ne eivät vastaa ennusteita, teoriaa rukataan. Näin tiede etenee.
(Teksti on julkaistu myös Tiedetuubissa.)
Vastaa
Mars-luotain saapui perille – taas
Naapuriplaneettamme lähistöllä alkaa olla ruuhkaista. Viikon sisällä sitä kiertävälle radalle on asettunut kaksi uutta luotainta kolmen vanhan lisäksi. Nasan MAVEN ja Intian Mangalyaan tulivat perille peräkanaa ja tekivät seuraa niin ikään Nasan Mars Odysseylle ja Mars Reconnaissance Orbiterille sekä ESAn Mars Expressille.
Voipi olla, että tuore kaksikko löytää jopa vettä – jälleen kerran. Se ei kuitenkaan ole kummankaan varsinainen tutkimuskohde, vaan tällä kertaa tähytään Marsin kaasukehään; tosin Mangalyaan tutkii myös planeetan pintaa. Ensimmäisessä intialaisen luotaimen lähettämässä kuvassa näkyy palanen päiväntasaajan tienoilla sijaitsevan Syrtis Majorin kraatterikenttää.
Planeettoja ja muita aurinkokunnan kohteita on tutkittu luotainten avulla jo niin ahkerasti, että homma alkaa tuntua arkipäiväiseltä. Tälläkin hetkellä luotaimia on työn touhussa Marsin lisäksi Merkuriusta, Venusta ja Saturnusta sekä Churyumov-Gerasimenko-komeettaa kiertävillä radoilla, yksi luotain on matkalla kohti kääpiöplaneetta Cerestä ja toinen tähtää toiseen kääpiöplaneettaan eli Plutoon, jonka ohi se pyyhältää ensi kesänä. Puhumattakaan useista muista Aurinkoa ja planeettainvälistä avaruutta tutkivista laitteista.
Avaruusprojektit ovat kuitenkin aina riskaabeleja eikä onnistuminen ole ollenkaan varmaa. Sitä paitsi ne ovat universumin mittapuulla melkoista ylellisyyttä.
Melkein kaikki maailmankaikkeudesta saamamme tieto perustuu sähkömagneettiseen säteilyyn. Kosmisen säteilyn hiukkaset ja liki massattomat neutriinot kuljettavat nekin omaa viestiään, mutta myös niiden osalta pätee sama totuus kuin säteilyn suhteen: voimme tarkastella maailmankaikkeutta vain matkan päästä. Ja pääsääntöisesti HYVIN pitkän matkan.
Paikan päälle ei ole menemistä. Vaikka se olisi teknisesti mahdollista (mitä se ei todellakaan ole), monet avaruuden ilmiöt ovat niin energisiä, että hentoinen ihminen olisi hetkessä sitä samaa tähtien tuhkaa, josta olemme alkujaan syntyneet. Eikä mekaanisten koneiden kohtalo olisi sen kummempi. Päreiksi menisivät.
Samalla joudumme turvautumaan ikivanhaan tietoon, eilispäivän uutisiin. Edes lähimmän tähden, Proxima Centaurin, tapauksessa emme voi tietää, miltä se näyttää juuri nyt, vaan kaukoputkiimme kertyy 4,2 vuotta sitten matkaan lähtenyttä valoa. Muiden tähtien, galaksien ja kvasaarien kohdalla tilanne on vielä huonompi. Kokonaiskuvamme maailmankaikkeudesta ei kerro yhtään mitään siitä, millainen se on tällä nimenomaisella hetkellä.
Onneksemme kosmisen kalenterit sivut kääntyvät paljon hitaammin kuin hektisessä arkielämässämme. Tähdet säteilevät miljoonia tai miljardeja vuosia, galaksit pyörivät niin hitaasti, että yhteen kierrokseen menee satoja miljoonia vuosia. Voimme päätellä, millaisia eri kohteet ovat kehityksensä eri vaiheissa, koska näemme samanaikaisesti monia kohteita, jotka ovat kullekin kohteelle tyypillisen kehityksen eri vaiheissa. Äkilliset tapahtumat kuten supernovaräjähdykset ja gammapurkaukset ovat asia erikseen, mutta niistäkin saadaan tietoa eri etäisyyksiltä ja siten eri aikakausilta.
Maailmankaikkeus muuttuu hyvin hitaasti, mutta kosminen kattonopeus – 299 792 kilometriä sekunnissa – takaa sen, että pystymme tarkastelemaan joka hetki sen kaikkia kehitysvaiheita. Näemme kerralla koko draaman kaaren. Ainoastaan aurinkokuntaa pystymme tutkimaan reaaliajassa – tai no, korkeintaan muutamien minuuttien tai tuntien viiveellä.
Markus Hotakainen
(Teksti on julkaistu myös Tiedetuubissa.)
Vastaa
Eläintarha taivaalla
Illat ja etenkin yöt alkavat jo olla melkoisen pimeitä ja tähtiharrastajien on korkea aika puhallella pölyt ja hämähäkinseitit havaintolaitteista. Tähtien ilmestyessä taivaalle ne tervehtivät meitä tuttuina hahmoina: tuolla on Joutsen ja tuolla Kotka. Tuolla Pieni hevonen, Pegasus, Kalat, Oinas…
Eläinten lisäksi tähtitaivaalle on sijoitettu ihmisiä, joko kuolevaisia tai jumalten kaltaisia, jopa jumalia. Onpa siellä kokonainen kuningashuonekin. Kassiopeia, Kefeus, Andromeda, Perseus, Herkules… Iso osa tähdistöistä on kuitenkin eläimiä, onhan taivaalla eläinratakin – vaikka kaikki sen tähdistöt eivät kuulukaan eläinkuntaan.
Vanha totuus lienee, että entisaikain ihmisillä on varsin vilkas mielikuvitus, sillä useimmat tähdistöt eivät muistuta esikuvaansa alkuunkaan. Leijonan voi mieltää savannien kuninkaaksi ja Delfiinin vedessä viihtyväksi nisäkkääksi, mutta esimerkiksi Kalat on jo hankalampi ja vaikkapa Oinas aivan toivoton tapaus.
Mieltymyksemme sijoittaa eläinystäviämme tai -vihollisiamme taivaalle ei rajoitu ainoastaan tähdistöihin ja tähtikuvioihin. Muinaisten kansojen öinen harrastus on säilynyt vireänä myös kaukoputkien aikakaudella. Monet tähtienväliset kaasu- ja pölypilvet sekä galaksit ovat saaneet eläimistöön viittaavan nimen – itse asiassa useissa tapauksissa jo ennen kuin niiden todellisesta luonteesta tiedettiin oikeastaan mitään.
Mielenkiintoista on se, että näiden syvän taivaan kohteiden nimet vastaavat melkeinpä poikkeuksetta aika osuvasti niiden ulkomuotoa. Syynä on epäilemättä se, että etenkään nykyisemmin annetut nimet eivät ottaisi vakiintuakseen, elleivät kohteet todella muistuttaisi esikuviaan. Tuskinpa Rapusumuakaan sanottaisi Rapusumuksi, ellei Rossen jaarli olisi antanut nimeä jo 1800-luvulla.
Kuvassa on pieni valikoima tähtienvälisen eläinmaailman edustajia. Puolet niistä on eteläisellä taivaalla (Rauskusumu Alttarin sekä Perhossumu ja Kissantassusumu Skorpionin tähdistössä), puolet pohjoisella (Hevosenpää Orionin, Kilpikonna Herkuleen ja Norsunkärsä Kefeuksen tähdistössä).
Sumujen viehätystä ei vähennä tieto niiden todellisesta luonteesta. Ne ovat kaasua ja pölyä, joka on levinnyt avaruuteen kuolevasta tähdestä tai josta on syntymässä uusia tähtiä. Rausku, Kilpikonna ja Perhonen ovat planetaarisia sumuja, jollaiseksi Aurinkokin aikanaan päiviensä päätteeksi puhaltuu. Hevosenpää ja Norsunkärsä ovat tiheitä pölypilviä, Kissantassu puolestaan emissiosumu, jossa kaasu loistaa omaa valoaan. Kaikissa niissä on kuitenkin sekä kaasua että pölyä.
Harmi vain, että useimpien näkemiseen tarvitaan iso kaukoputki. Eikä eläimen hahmo silloinkaan välttämättä erotu kovin hyvin. Onneksi maailman suurimmat teleskoopit ja avaruuteen sijoitetut havaintolaitteet tarjoavat meille tieteellisen tiedon lisäksi myös tällaisia esteettisiä elämyksiä.
Markus Hotakainen
(Teksti on julkaistu myös Tiedetuubissa.)
Vastaa
Hei hei Christer!
Tähtien joukossa vaeltavat valopisteet ovat olleet tuttu näky jo vuosikymmenien ajan. Ensimmäinen satelliitti Sputnik laukaistiin Maata kiertävälle radalle 4. lokakuuta 1957 ja siitä lähtien ihmisen rakentamien avaruuslaitteiden määrä on kaiken aikaa kasvanut. Tällä hetkellä erilaisilla kiertoradoilla on tuhansia toimivia ja sammuneita satelliitteja, kantorakettien kappaleita, karanneita työkaluja, avaruuspuvun hansikkaita ja muuta avaruusromua.
Monet satelliitit ovat suunnanneet kameransa ja muut mittalaitteensa alaspäin, kohti Maata. Ne tarkkailevat sääilmiöitä, maanjäristyksiä, luonnonvaroja ja saastumista. Lehdistä, kirjoista, televisio-ohjelmista ja nettisivuilta ovat tuttuja upeat kuvat sinivihreäruskeavalkoisesta kotiplaneetastamme.
Avaruusaluksissa ja Kansainvälisellä avaruusasemalla matkaavat astronautit voivat ihastella huikaisevia näkymiä omin silmin. ISS-asemaan liitettiin muutama vuosi sitten ESAn rakentama ”näköalaterassi” Cupola, jonka seitsemästä ikkunasta – suurin niistä on läpimitaltaan 80 senttimetriä – avautuu hulppea näköala aseman alapuolella kiitäviin Maan maisemiin.
Käännetäänpä tilanne toisinpäin: me matoisen maan asukit katselemme öiseen aikaan – ainakin toisinaan – ylöspäin kohti tähtiä ja niiden joukossa vaeltavia valopisteitä. Illalla auringonlaskun jälkeen ja aamulla ennen auringonnousua Maata kiertävillä radoilla kiertävät ihmiskätten työn tulokset kylpevät auringonvalossa, kun maanpinnalla on jo tai vielä pimeää.
Satelliitteja voi nähdä lyhyessäkin ajassa lukuisia; itse muistelen joskus tähtiharrastustaipaleen alkupuolella bonganneeni niitä tunnissa 17 eikä se ole varmasti lähelläkään ennätystä – jos nyt kaikesta on mielekästä ennätyksiä ylipäätään kirjata.
Yksi noista valopisteistä on kaikkien aikojen suurin avaruusrakennelma, pituudeltaan 108-metrinen, leveydeltään 73-metrinen ja massaltaan 450-tonninen ISS. Aika ajoin avaruusaseman purjehdusta taivaankannen poikki voi seurata Suomestakin, mutta meikäläisiltä leveysasteilta se jää aina matalalle, lähelle eteläistä horisonttia, eikä se ole näkyvissä kuin pienen hetken.
Etelämpänä tilanne on toinen. Lontoon korkeudella ISS kulkee korkeimmillaan suoraan pään yläpuolelta ja siitä vielä etelämmäs se näkyy pohjoisellakin taivaankantilla. Muutama vuosi sitten seurasimme aseman lentoa Italiassa, pienessä Pioppin kalastajakylässä, kartoista tutun ”saappaan” nilkan tietämillä.
Olin laittanut älypuhelimen GoSatWatch-sovelluksen hälyttämään, kun ISS alkaa nousta taivaanrannan takaa. Huvilan terassi antaa suoraan etelään, mutta pohjoisen puolella jyrkkä rinne peittää ison osan taivaasta. Koko taivasta kuvaavassa ohjelman näkymässä aseman symboli kipusi yhä korkeammalle ja täsmälleen arvioidulla hetkellä se ilmestyi näkyviin puidenlatvojen takaa.
Runsaan 400 kilometrin korkeudessa Maata kiertävä ISS etenee radallaan 7,7 kilometrin sekuntinopeudella. Kirkkaana valopisteenä näkynyt asema kiisi vauhdilla päidemme päällä kohti kaakkoista horisonttia. Sovellus kertoi reaaliajassa paitsi korkeuden ja nopeuden myös etäisyyden: 500 kilometriä, 700 kilometriä, 1200 kilometriä…
Hieman ennen hiipumistaan merenlahden toisella puolella kohoavien vuorten yläpuolella leijuvaan elokuiseen usvaan ISS:llä oli etäisyyttä yli 2000 kilometriä. Sinänsä siinä ei ole mitään ihmeellistä, monet paljain silmin näkyvät satelliitit kiertävät Kansainvälistä avaruusasemaa korkeammalla, joten ne erottuvat vielä kauempaa.
Harvemmin – ja maanpinnalla ei koskaan – on kuitenkaan mahdollista katsella ihmisten liikkumista 27 500 kilometrin tuntinopeudella parintuhannen kilometrin etäisyydellä. Asemalla oli sattumoisin juuri silloin Christer Fuglesang, ruotsalainen ESA-astronautti, jonka olimme tavanneet pari vuotta aiemmin Avaruus 2007 -näyttelyssä. Tuolloin nelivuotias Tilda-tyttäremme oli päässyt kuvaan oikean avaruuslentäjän kanssa. Vilkutimme innokkaasti ylitsemme lentävälle asemalle. Christer ei tainnut nähdä meitä.
Vastaa
Miksi ihmeessä menisimme Marsiin?
Avaruus julistettiin valloitetuksi, kun ihminen astui ensimmäisen kerran Kuun kamaralle heinäkuussa 1969. Sittemmin ylväästä lausumasta on jouduttu tinkimään, sillä oma kiertolaisemme lukeutuu kosmisessa skaalassa aivan lähinaapurustoomme.
Jos maailmankaikkeutta tai vaikkapa vain omaa Aurinkokuntaamme ajatellaan aavana merenä, käynti Kuussa vastaa korkeintaan varpaiden kastamista arastelevasti veteen, kenties vain varovaista astumista laiturille.
Apollo-lentojen luontevana jatkona piti oleman lento Marsiin. Se ei kuitenkaan toteutunut, sillä loput kuumatkatkin peruttiin, kun meuhkaavan median, hetkeksi innostuneen kansan ja rahoituksesta päättävien poliitikkojen kiinnostus pölyisellä pallolla pomppimista kohtaan lopahti.
Marsia ei kuitenkaan unohdettu kokonaan. Suunnitelma toisensa jälkeen näki päivänvalon, mutta vaipui yleensä melkein saman tien unholaan. Orastava innostus hyytyi viimeistään siinä vaiheessa, kun kaavailuille laskettiin hinta. Haaveet elivät, mutta todellisuus tuppasi tappamaan ne.
Viisivuotiaasta asti avaruuslentoihin liki kritiikittömän innostuneesti suhtautuneena alan harrastajana olen viime aikoina alkanut miettiä miehitetyn Mars-lennon perusteluja. Mikä olisi riittävä motiivi kymmeniä tai todennäköisemmin satoja miljardeja maksavalle hankkeelle?
Kuu ”valloitettiin”, koska suurvaltojen tavoitteena oli päihittää toisensa kaikilla mahdollisilla rintamilla, myös avaruudessa. Yhdysvallat halusi selviytyä kuukilvassa voittajana hinnalla millä hyvänsä – ja suunnilleen sen verran Apollo-ohjelma tuli maksamaan.
Ovatko poliittiset syyt riittävän painavia ihmisen lähettämiseksi toiselle planeetalle? Pystyttämään kansakunnan valtiollisen symbolin punaiseen hiekkaan osoitukseksi siitä, että ”me ehdimme ensin”? Tuskin.
Entä tekniikan kehitys? Kuulentojen myötä saatiin arkikäyttöön monia sellaisia asioita, jotka ilman niitä olisivat pysyneet vain tutkijoiden ilona tai jääneet ehkä kokonaan keksimättä. Eikö mittavalla Mars-projektilla voisi olla samanlaisia seurauksia?
Kenties, mutta halvemmaksi tulisi kehittää vain ne tekniset uutuudet ja jättää sotkematta soppaan ihmisen lähettämistä satojen miljoonien kilometrien etäisyydelle – ja saamista sieltä ehjin nahoin takaisin.
Miten olisi tiede? Kuten edellisessä blogitekstissäni totesin, Apollo-lennot auttoivat selvittämään Kuun synnyn arvoituksen. Samalla ne osaltaan osoittivat, että ihminen on erinomaisen tehokas havainnoitsija. Pikaisella ja puutteellisella koulutuksella astronauteista saatiin leivottua varsin päteviä kenttägeologeja, puhumattakaan Apollo 17 -lennolle osallistuneesta Harrison Schmittistä, joka oli oikeastikin geologi ja tutkija.
[image:69:]Vuonna 1997 Marsiin laskeutunut Sojourner-kulkija käytti suunnilleen lentopallokentän kokoisen alueen tutkimiseen kolme kuukautta. Tehtävään koulutetulta astronautilta homma hoituisi samalla tarkkuudella muutamassa tunnissa, korkeintaan päivässä tai parissa. Eikö siinä olisi riittävästi kannustinta lähettää ihminen Marsiin?
Punaisella planeetalla tallustelee ihmisiä suurella todennäköisyydellä vasta parinkymmenen vuoden kuluttua – elleivät yksityisen sektorin suunnitelmat pikaisemmasta aikataulusta toteudu, mitä uskallan epäillä. Luotaintekniikka on kehittynyt suunnilleen samassa ajassa mikroaaltouunin kokoisesta Sojournerista, jota ohjattiin 3D-kakkuloiden, virtuaalimallin ja komentosarjojen avulla, Morris Minille pärjäävään Curiosityyn, jonka ohjausjärjestelmä kykenee itsenäisesti vertailemaan eri kulkureittejä ja valitsemaan niistä turvallisimman.
Millaisiksi robotiikka ja tekoäly ehtivät kehittyä siihen mennessä, kun ihminen vihdoin saataisiin Marsiin? Silloin emme välttämättä enää olekaan niin ylivoimaisia kulkijoihin verrattuna, vaan tekniikan keinoin voidaan päästä liki samoihin tuloksiin kuin ihmisen osaamisen avulla.
Kerettiläisestä skeptisyydestäni huolimatta olen silti varma, että jonakin päivänä ihminen astuu Marsin pinnalle. En vain ole ollenkaan varma miksi.
Molempia uutisia, vai pitäisikö sanoa, uutisankkoja voidaan pohtia rahan raadollisesta näkökulmasta, mikä ajaa eri tahot kohkaamaan asioista, jotka eivät ole ehkä sen arvoisia.
Jos ajatellaan Nasaa tai tutkimusorganisaatioita yleensä, niin tiede ja tutkimus on kyllä ajettu kilpailuyhteiskunnassa jo sen verran ahtaalle, että medianäkyvyyden ja sitä kautta suopeampien rahoitusnäkymien toivossa ajaudutaan vääntämään kohujulkistuksia pienemmistäkin asioista. Tämä on vain melkoista uhkapeliä, jossa hintana voi olla maineen menetys.
Toisaalta, mikä ajaa median vääntämään superlatiivejä milloin mistäkin pikkuasiasta. Vähempi ei myy ja kilpailu on raadollista. Median on vain helpompi vyöryttää vastuu itseltään uutislähteilleen.