Juttu on julkaistu myös Tiedetuubin ESA-blogina.
Kuka pelkää kiinalaista avaruusromua?
Viime keskiviikkona vietettiin kymmenvuotismerkkipäivää: tammikuun 11. päivänä vuonna 2007 tehtiin eräs ihmiskunnan historian typerimmistä tempuista, kun Kiina otti ja ampui ohjuksella avaruudessa ollutta satelliittiaan.
Ohjuksen kohteena oli hieman yli 800 km:n korkeudessa Maata napojen kautta kulkeneella radalla ollut Feng-Yun 1C -sääsatelliitti, joka rikkoontui ja räjähti ohjuksen iskusta nin 150 000 osaan.
Näistä kaksi tuhatta oli niin suuria, että niitä pystyttiin seuraamaan, ja yhä edelleen arviota yli 2800 räjähdyksessä syntynyttä kappaletta on kiertämässä Maata.
Tuo tapaus tuotti taivaalle 25% prosentin kasvun avaruusromun määrässä, ja tosiaan, tästä kärsitään yhä edelleen.
Kiina ei ollut ensimmäinen satelliitin tietoisesti kiertoradalla tuhonnut maa, sillä Yhdysvallat teki samanlaisen kokeen jo syksyllä 1985. Tämä tapaus ei kuitenkaan ollut niin vakava, koska satelliitti oli pienempi ja matalammalla, joten romua syntyi vähemmän ja se putosi nopeammin alas ilmakehään.
Mitä matalammalla radalla romu on, sitä enemmän ilmakehän rippeet hidastaa sen ratanopeutta, joten sitä nopeammin se putoaa itsekseen alas ja tuhoutuu ilmakehään pudotessaan. Mutta esimerkiksi tuolta noin 800 kilometrin korkeudesta luontainen putoaminen kestää satoja vuosia, joten palaset pysyvät siellä vaivana aika pitkään.
Tapaus tuli mieleen siksi, että viime viikonloppuna kaksi satelliitia oli lähes kolarissa. Kyseessä oli kaksi sotilaallista sääsatelliittia, toinen Yhdysvalloista ja toinen Venäjältä laukaistu. Jos ne olisivat törmänneet nokkakolarissa, olisi saatu taas aika paljon lisää avaruusromua.
Yleensä satelliittioperaattorit pystyvät estämään tällaiset tilanteet yksinkertaisesti muuttamalla satelliitin rataa hieman. Tässä tapauksessa satelliitit eivät olleet ohjattavissa, joten tilannetta voitiin vain seurata parasta toivoen. Lopulta satelliitit menivät juuri ja juuri toistensa ohitse ja helpotus oli suuri.
Paljonko avaruudessa on ihmisen sinne viemää romua?
Kiinalaisia ei kannata kovasti moralisoida, sillä kaikki avaruusvallat ovat olleet välinpitämättömiä roskaajia. Näin siksi, että aikanaan asiaa ei pidetty mitenkään tärkeänä: ajateltiin, että kyllä avaruudessa tilaa riittää, ja romu putoaa kyllä sieltä nopeasti pois.
Vielä 1960-luvulla jopa harrastettiin käytettyjen avaruuslaitteiden räjäyttämistä: ne siis tietoisesti pamautettiin pieniksi osiksi, koska kuviteltiin, että niin olisi parempi. Niin ei todellakaan ollut parempi – se oli pahinta, mitä saattoi kuvitella.
Nyt avaruudessa on tilastojen mukaan noin 500 000 kappaletta, jotka ovat suurempia kuin noin senttimetri. Näistä vaarallisimpia ovat pienimmät, koska niiden ratoja ei tunneta, mutta ne saavat törmätessään aikaan jo suurehkoa tuhoa.
Noin 26 000 kappaleen ratoja voidaan seurata aktiivisesti, eli nämä ovat esimerkiksi sammuneita ja edelleen toiminnassa olevia satelliitteja, kantorakettien osia ja muita sellaisia. Nämä eivät ole suuri ongelma, koska tarvittaessa törmäykset voidaan välttää muuttamalla lentorantoja – ellei kyseessä ole sitten kaksi liikuntakyvytöntä satelliittia.
Senttimetriä pienempiä, ihmisen vuoksi maapallon luona olevia kappaleita arvellaan olevan satoja miljoonia. Nämä ovat syntyneet esimerkiksi juuri törmäyksissä ja satelliittien tai rakettivaiheiden räjähdyksissä. Myös lämpötilan suuri vaihtelu rapauttaa satelliitteja ja rakettivaiheita; niistä lohkeilee maalia, irtoaa osia ja tihkuu polttoaineita ja jäähdytysnesteitä.
Yhä useammin tätä pientä silppua syntyy myös siksi, että nämä pienemmät kappaleet törmäilevät toisiinsa. Jotkus arvelevat, että lähiaikoina voidaan saavuttaa piste, missä tästä syystä avaruusromun määrä vain kasvaa rajusti, vaikka emme lähettäisi yhtään uutta laitetta avaruuteen. Tätä ketjureaktiota kutsutaan Kesslerin syndroomaksi.
Ihan tässä ei vielä olla, mutta avaruusromuun pitää kiinnittää nykyistäkin enemmän huomiota. Jo nyt jokaiselle sateliittille ja kantorakettien osille pitää olla suunnitelma siitä, miten se tuodaan takaisin alas toiminta-ajan päätyytyä. Toisinaan jokin menee kuitenkin pieleen, ja kappale jää romuksi taivaalle – ja siellä on jo nyt aika paljon toimivia satelliitteja, joille ei oikestaan voi tehdä mitään.
Lisäksi Maata kiertää tuhansia raatoja, joista olisi hyvä päästä eroon. Suurin tällainen on Envisat, bussin kokoinen eurooppalainen ympäristötutkimussatelliitti, joka sammahti hieman yllättäen ennen kuin se ennätettiin tuoda hallitusti alas. Tosin se oli jo sitä ennen toiminut vuosikymmenen suunniteltua pitempään, joten huonoksi sitä ei voi sanoa.
Siitä suunnitellaankin nyt kohdetta ensimmäiselle satelliittien jätehuoltorobotille: alukselle, joka menisi ja nappaisi siitä kiinni, ja toisi sen jälkeen sen alemmalle kiertoradalla, mistä se putoaisi hallitusti tuhoutumaan ilmakehässä. Puuhaa tällaisille laitteille riittäisi.
Yksi vaihtoehto on iso verkko, jolla satelliitit napattaisiin kiinni ja hilattaisiin alaspäin. Video tällaisesta on jutun lopussa.
Lisäksi pienempiä avaruusromun palasia kannattaisi puhdistaa lähiavaruudesta. Siihen on kehitetty kaikenlaisia ideoita, mutta tehokkain lienee kosminen koipallo. Siis suurikokoinen möhkäle ainetta, mihin kappaleet törmäisivät ja jäisivät siihen kiinni.
Siis: tarrapalloa tai kalaverkkoa odotellessa pitää vain pelätä pahinta ja toivoa parasta.
Teksti on julkaistu myös Tiedetuubin blogina.
Vastaa
Vain veikkaamalla voit voittaa – miksi yrittää laskeutua Marsiin?
Keskiviikko oli tärkeä päivä eurooppalaiselle avaruushistorialle, sillä ExoMars 2016 -lennon Trace Gas Orbiter asettui onnistuneesti Marsia kiertävälle radalle. Nyt punaista planeettaa kiertää kaksi luotainta, jotka ovat Made in Europe. Mars Express on ollut siellä jo 13 vuotta ja toimii edelleen hyvin. Jos TGO pääsee samaan, ei voi olla kuin tyytyväinen.
Tätä saavutusta himmentää tosin se, että TGO:n mukana matkannut Schiaparelli-laskeutuja epäonnistui laskeutumisessaan Marsin pinnalle. Kyseessä on jo toinen eurooppalainen epäonnistunut laskeutumisyritys, ja se tuo mieleen kaikuja vuodesta 2003.
Silloin Mars Express -luotaimen mukana ollut brittitekoinen Beagle 2 -laskeutuja sysättiin samaan tapaan kuin nyt kohti Marsia, tarkasti oikeaan suuntaan, ja paria päivää irrottamisensa jälkeen se syöksyi Marsin kaasukehään. Samaan tapaan kuin Schiaparelli teki keskiviikkona.
Beagle 2:sta ei koskaan kuultu laskeutumisen jälkeen, joten sen kohtalo jäi arvoitukseksi vuoden 2015 alkuun saakka, kun Mars Reconnaissance Orbiter sai kuvattua laskeutujan: sen aurinkopaneelit eivät olleet avautuneet kunnolla, ja samalla tiedonvälitykseen käytetty antenni ei päässyt ponnahtamaan pystyyn.
Schiaparellin tapauksessa on toiveajattelua pohtia mahdollisuutta, että laskeutuja olisi toiminnassa Marsin pinnalla, mutta ei vain pysty ottamaan yhteyttä Maahan. Sitä nimittäin seurattiin koko laskeutumisen ajan tarkasti, ja saatujen tietojen mukaan jokin meni laskeutumisessa pahasti pieleen.
Kyseessä oli teknologiademonstraattori, ja sen tarkoituksena oli ennen kaikkia testata tekniikkaa, jolla Marsiin voidaan laskeutua. Siksipä mitään muuta alusta ei Mars-lentojen historiassa ole seurattu yhtä tarkasti ja yksityiskohtaisesti laskeutumisen aikana, kuin nyt sensoreilla varustettua Schiaparellia. Laskeutumisesta on nyt mittaustietoja koko siltä ajalta, kun tietoja saatiin – tämä on jo sinällään oikeasti suuri saavutus, ja siksi tapahtumien tarkka kulku saadaan varmasti selvitettyä.
Mikä meni mahdollisesti pieleen?
Vaikka lentoa ei ole vielä julistettu virallisesti epäonnistuneeksi, ovat kaikki yksimielisiä siitä, että luotain ei ole voinut laskeutua normaalisti. Kysymys on enemmänkin siitä, onko se törmännyt hellästi vai todella väkivaltaisesti punaisen planeetan pintaan – se varmasti selviää aikanaan kiertoradalta otetuista kuvista.
Laskeutumista seurattiin kahdella tavalla: laskeutuja lähetti koko ajan merkkisignaalia, jota kuunneltiin niin Marsin kiertoradalla kuin Maan päälläkin, ja lisäksi Schiaparelli lähetti telemetriatietoja laskeutumisen aikana samaan aikaan Marsia kiertävälle radalle asettuneelle Trace Gas Orbiterille.
Seurantaan Maan päällä käytettiin intialaista Giant Metrewave Radio Telescopea, joka on eräs maailman suurimmista radioalueen havaintolaitteista. Siihen kuuluu 30 kappaletta 45-metrisiä antenneita. Sen avulla voitiin kuunnella Schiaparellin heikkoa signaalia ja havaita siinä tapahtuvia pieniä Doppler-siirtymiä, joista voitiin päätellä mitä laskeutujalle oli tapahtumassa. Esimerkiksi kaasukehään saapumisen hidastuminen ja laskuvarjon avautuminen näkyvät heti signaalista.
GMRT ei ole aikaisemmin kuunnellut avaruusalusta, joten sille kyseessä oli kokeellinen kuunteluprojekti. Siksi sen välittämään tietoon signaalin yllättävästä katkeamisesta noin 50 sekuntia ennen laskeutumista ei aluksi suhtauduttu hyvin vakavasti, vaikkakin jo se oli huono enne, koska sitä ennen kaikki oli sujunut hyvin ja teleskoopilta saatu tieto oli tarkkaa.
Myös Marsia kiertävä Mars Express oli kuunnellut merkkisignaalia ja nauhoitti sen. Kun laskeutuminen oli ohi, MEX lähetti tietonsa Maahan. Tallenteen koko oli juuri kuten odotettiin, joten aluksi lennonjohdossa oltiin toiveikkaita, mutta tietoja tarkemmin katsoessa siinäkin näkyi signaalin katkeaminen.
Samoin TGO:n tallenne kertoi samaa, mutta sieltä saatiin myös telemetriatietoja laskeutujan toiminnasta. Tietojen käsittely on tätä kirjoitettaessa vielä kesken, mutta kaikki tiedot osoittavat laskeutumisen menneen hyvin aika siihen saakka, kun putoamista hidastanut laskuvarjo ja laskeutujan päällä olleen suojakuoren yläosa irtosivat.
Nämä näyttävät tapahtuneen tosin suunniteltua alempana ja laskeutujan nopeus oli nähtävästi tuolloin odotettua suurempi. Tämä viittaa vikaan laskuvarjossa (jos se ei ollut avautunut kunnolla) tai siihen, että yläkaasukehässä on ollut yllättävän voimakkaita tuulia. Marsissa on nyt pölymyrskyaika, ja se voi mahdollisesti aiheuttaa tuntemattomia sääilmiöitä.
Schiaparellin yhdeksän pientä jarrurakettimoottoria syttyivät – tai ainakin osa niistä – hetkeä laskuvarjon irtoamisen jälkeen, aivan kuten niiden piti, mutta moottorit kävivät vain kolmisen sekuntia. Niiden olisi pitänyt toimia noin 30 sekuntia, minkä jälkeen laskeutujan oli tarkoitus olla parin metrin korkeudessa ja moottorien olisi pitänyt asettaa laskeutuja leijumaan paikallaan. Moottorien sammuttamisen jälkeen se olisi pudonnut alas reippaalla kävelyvauhdilla.
Mutta nyt siis moottorit lakkasivat toimimasta lyhyen yskäisyn jälkeen, ja 19 sekuntia sen jälkeen signaali katkesi. Korkeustietoja ollaan vielä selvittämässä, mutta voi olla, että tuo 19 sekuntia riitti siihen, että liian alhaalla ollut, ylinopeudella kulkenut laskeutuja putosi vapaasti Marsin pintaan ja murskaantui siihen.
Luotaimen rata saadaan varmasti hyvin tarkasti selville radiosignaaleita tutkimalla ja telemetriatiedoista saadaan tiristettyä enemmän tietoja irti, joten on varsin todennäköistä, että syy tuhoon (anteeksi, todennäköiseen tuhoon, kuten tässä vaiheessa pitäisi vielä sanoa) saadaan selville.
Kaikki merkit viittaavat tällä hetkellä kuitenkin laskuvarjoon. Mitä sen jälkeen tapahtui, on vielä epäselvää. Olisiko laskuvarjojen irtoaminen saanut laskeutujan vaappumaan, ja se olisi ollut ylösalaisin, kun moottorit käynnistyivät, ja tietokoneet sammuttivat moottorit kun ne havaitsivat omituisen asennon? Tai oliko luotain niin paljon suunniteltua alempana, että moottori sammuivat siksi, että laskeutuja oli saavuttanut jo kahden metrin rajakorkeuden. Sen jälkeen laskeutuja olisi pinnistellyt pinnalla vähän aikaa ennen sammumistaan.
Tai jotain muuta – tuskinpa marsilaiset kuitenkaan olivat käyneet laskeutumista sabotoimassa.
Nyt Schiaparelliin yritetään ottaa vielä yhteyttä Marsia kiertävistä luotaimista parin päivän ajan, mutta toiveet eivät ole korkealla. Laskeutujan akut kestävät vain pari-kolme päivää, joten sen jälkeen kuuntelu on jopa tapauksessa turhaa.
Sitten laskeutujaa kannattaa vain koettaa saada näkyviin kiertoradalta otetuista kuvista. Jos aluksen hylky, laskuvarjo ja lämpökilpi saataisiin kuvattua, voitaisiin niiden sijainneista päätellä myös paljon siitä, mitä on tapahtunut.
Myös parinkymmenen kilometrin päässä oleva Opportunity-kulkija kuvasi laskeutumisen aikaan sen suuntaan, ja voi olla, että sekin tarjoaa lisäselvyyttä asiaan. Laskeutuja laskuvarjoineen on tosin vain muutamien pikselien kokoinen kuvissa. Kulkija on kuitenkin liian kaukana lähteäkseen tutkailemaan laskeutumisaluetta paikan päällä; tieteen tekeminen on lisäksi tärkeämpää kuin romujen etsiminen.
Onko tässä mitään järkeä?
Kyseessä oli jo toinen ESAn epäonnistunut Mars-laskeutuminen, joten jotkut epäilevät nyt koko laskeutumisyritysten mielekkyyttä.
Oli Schiaparellin tuhon syy mikä tahansa, kannattaa laskeutumista tietysti yrittää uudelleen. NASA onnistui heti ensimmäisessä laskeutumisessaan ja on kehittänyt sittemmin jo lähes rutiinin Marsiin laskeutumisissa, mutta ei onnettomuuksitta ole sekään selvinnyt.
Schiaparelli lähetti paljon tietoja lyhyestä matkastaan Marsin kaasukehässä, ja ne osaltaan auttavat suunnittelemaan tulevat laskeutujat paremmin.
Näiden tietojen saaminen ExoMarsin kautta Maahan on sinällään jo suuri saavutus, ja laskeutumisen lopun epäonnistuminen on vain kuin kynttilöiden puuttuminen syntymäpäiväkakusta.
Tiedot auttavat myös Nasa tulevissa laskeutumisissa, sillä jokainen laskeutuminen ja sen aikana kerätyt tiedot ovat tärkeitä. Emme tunne vielä tarkasti Marsia ja sen eri vuodenaikoja. Nasa oli auttanut nyt myös ESAa laskeutumisen suunnittelussa, mutta silti voi olla, että hyvinkin pieni vika on saanut aikaan onnettomuuden: laskeutuminen Marsiin on hyvin kriittinen ja vaikea tehtävä, eikä se anna anteeksi virheitä.
Jos tutkimusmatkailijat olisivat aikanaan antaneet periksi parin epäonnistumisen jälkeen, ei matkoja muille mantereille olisi tehty. Jos avaruusajan alussa olisi rakettien räjähdyksien jälkeen heitetty heti hanskat naulaan, ei meillä olisi nykyistä huimaavaa avaruusinfrastruktuuria. Jos SpaceX olisi jättänyt avaruusbisneksen sikseen vastoinkäymisiensä jälkeen, ei se olisi nyt kurkottamassa Marsiin.
Yhtiö nimittäin suunnittelee lähettävänsä pienen laskeutujan sijaan kokonainen ihmisille myöhemmin kelpaavan avaruusaluksen Marsiin kenties jo vuonna 2018. Tavoite on kova, ja myös se, mitä yhtiö ja sen johtaja Elon Musk lupaavat: miehitetty lento Marsiin vuonna 2024 alussa ja sen jälkeen siirtokuntien perustaminen sinne sellaisella tahdilla, että vuonna 2060 siellä saattaisi olla jo miljoona asukasta.
Vaikka yhtiö ei ole lentänyt vielä kertaakaan Marsiin, ja vaikka aikataulussa varmastikaan ei pysytä, ovat sen suunnitelmat uskottavia – ja mikä tärkeintä, he eivät ole tottuneet antamaan herkästi periksi.
Voi siis olla niin, että tämä luo suuremman varjon tulevien eurooppalaisten Mars-hankkeiden päälle kuin Schiaparellin epäonni; kannattaako vuonna 2020 enää lähettää vuosikymmenen ajan tehtyä, jo valmiiksi vanhanaikaista ExoMars-kulkijaa Marsiin, jos yksityinen yhtiö on menossa sinne jo ihmiskelpoisin avaruusaluksin?
Ensi viikolla pidetään kiinnostava kokous ExoMars 2020 -lennon tilanteesta, ja siellä ESA tulee pyytämään lisää rahaa jäsenmailta lennon toteuttamiseen. Sen saaminen ei ole nykytilanteessa helppoa, sillä monet varmasti ajattelevat, että kenties voisi olla kiinnostavampaa hypätä SpaceX:n kyytiin – tai keskittyä tekemään jotain muuta.
ExoMars 2020 on Marsin pinnalle laskettava kunnianhimoinen kulkija, jonka tärkein tehtävä on porata parin metrin syvyyteen pinnan alle ja analysoida sieltä saatavia näytteitä. Kulkijan piti lähteä alkuperäisen suunnitelman mukaan matkaan jo vuonna 2011, mutta sitä on viivytetty ja viivytetty. Amerikkalaisen jättäydyttyä pois hankkeesta tulivat mukaan venäläiset, ja lento jaettiin kahteen osaan: nyt laukaistuun ExoMars 2016 -lentoon ja ExoMars 2018 -lentoon, jolloin mukana olisi tuo kulkija. Viime vuonna 2018 muuttui 2020:ksi.
Tuloksena voi tosin olla poliittishenkinen kompromissi, joka karsii laskeutujaa edelleen, ja se lähetetään matkaan siksi, että hanke on jo niin pitkällä. Tai 2020 muuttuu 2022:ksi.
Joka tapauksessa ensi viikon lisäksi lähivuodet ovat erittäin kiinnostavia Mars-lentomielessä, ja tässä kontekstissa Schiaparelli on tehnyt kenties suurimman palveluksensa yksinkertaisesti osoittamalla, että tähän tapaan ei näihin aikoihin kannata laskeutua punaiselle planeetalle. Sen lentoradan selville saaminen on erittäin kiinnostavaa ja tärkeää tulevien lentojen kannalta. Tämä on paljon tärkeämpää kuin muutamat parin päivän aikana pinnalla tehtävät mittaukset.
Mutta odotellaan nyt lisätietoja, ennen kuin arvaillaan lisää. Ja käännetään suu hymyyn: epäonnistumiset ovat toisinaan hyvin mielenkiintoisia!
Yksi kommentti “Vain veikkaamalla voit voittaa – miksi yrittää laskeutua Marsiin?”
Vastaa
Tule mukaan keskustelemaan avaruudesta!
10. syyskuuta pidetään Helsingissä, Ilmatieteen laitoksella varsin omituinen tilaisuus: sata henkilöä keskustelee pienissä ryhmissä Euroopan avaruushankkeista ja siitä, mitä mieltä he ovat niistä. Ja mitä he haluaisivat Euroopan tekevän.
Eikä kyse ole vain satelliiteista, vaan myös avaruuden tutkimuksesta, avaruustekniikan arkisista sovelluksista, miehitetyistä avaruuslennoista … kaikesta, mikä liittyy avaruuteen.
Samaan aikaan jokaisessa muussa Euroopan avaruusjärjestön jäsenmaassa pidetään samanlainen keskustelutilaisuus, joten ympäri Euroopan yli 2000 henkilöä heittelee ajatuksiaan, esittää kommenttejaan ja varmasti myös kritisoi voimakkaasti avaruusalaa samanaikaisesti.
Yleensä avaruuslennot ja -tutkimus ovat asiantuntijoiden heiniä, eikä ”tavallisia” ihmisiä kuunnella käytännössä lainkaan. Mutta nyt siis tähän tulee muutos – ainakin yhden päivän ajaksi, mutta tällä päivällä saattaa olla pitempiaikaisiakin vaikutuksia.
Tämä omituinen ajatus ottaa kansalaiset paremmin huomioon on ESAn tuoreen pääjohtaja Jan Wörnerin ajatus. Monet kohahtivat alkuvuodesta, kun hän esitti tämän toiveensa ja puhui siitä, että ESAn ei tulisi olla vain kuin sinfoniaorkesteri, joka soittaa hyvin ennakoidusti tuttujen nuottien mukaan, vaan järjestön tulisi pitää myös ”jammaussessioita”.
Syyskuun 10. päivän keskustelutilaisuudet ovat ensimmäinen tällainen jammaussessio. Ja tosiaan: kaikki kutsutaan mukaan.
Paikkoja tosin on vain tuo 100 jokaista maata kohden, joten ilmoittautuneista pääsee mukaan vain sata ensimmäistä.
Jos olet kiinnostunut, niin ilmoittaudu heti: www.citizensdebate.space!
Miten homma toimii?
Keskustelut perustuvat ranskalaisen kansalaiskeskusteluihin erikoistuneen Missions Publiques -toimiston kehittämään malliin, missä osallistujat jaetaan pienryhmiin. Apuna keskustelussa ovat etukäteen tehdyt kysymykset ja aiheet, mutta niistä voi myös poiketa.
Kaikki mielipiteet, ideat, kommentit ja kaikki ajatuksen kirjataan ylös, ja lähetetään kansallisina raportteina Pariisin pääkonttoriin. Niiden läpi kahlaamisessa on avaruusjärjestön väellä työtä, mutta sen toivotaan tuovan uusia tuulia eurooppalaiseen avaruustoimintaan.
Kaikkein parasta keskustelujen kannalta olisi se, että jokaisessa ryhmässä olisi avaruustoimintaa paremmin tuntevia ja myös heitä, jotka ovat vain siitä kiinnostuneita. Tuloksena saattaisi olla silloin varsin jänniä ajatuksia ja visioita.
Yhtä tärkeää on kommentoida ja esittää mielipiteitä nykymenosta, tai vain yleisesti hahmotella sitä, mikä voisi olla kiinnostavaa tulevaisuudessa.
Osallistumisesta ei makseta palkkaa, mutta sen palkkiona on mahdollisuus päästä vaikuttamaan Euroopan tulevaisuuteen avaruudessa ja avaruusasiaa tihkuva päivä samanhenkisten seurassa.
Paikan päällä keskustelijoille tarjotaan aamupalaa, lounas ja virvokkeita … sekä roppakaupalla avaruutta.
Kokoontumispaikkana on Ilmatieteen laitos Helsingin Kumpulassa, joten paikka sinällään jo huokuu avaruusasiaa.
Koska etäisyydet Suomessa ovat pitkiä, varataan yksi keskustelupöytä Skype-yhteyksille. Näin mukaan pääsee siis myös netin kautta; mainitse halukkuudestasi videoyhteyteen ilmoittautumislomakkeessa erityistarpeet-kohdassa.
Ilmoittaudu mukaan täällä: www.citizensdebate.space.
Vastaa
Qarman – korkkipäinen nanosatelliitti
Viime aikoina Suomessakin on puhuttu paljon pienistä nanosatelliiteista, muutaman kilon massaltaan olevista, 10 cm kanttiinsa olevista kuutioista koostuvista pienistä satelliiteista. Suomen ensimmäinen satelliitti Aalto-1 on kolmen kuution kokoinen satelliitti ja eilen julkistettu Reaktor-yhtiön Hello World on kahden kokoinen.
Nanosatelliitit putoavat tehtävänsä jälkeen takaisin Maahan ja tuhoutuvat ilmakehän kitkakuumennuksessa kokonaan.
Yleensä kyseessä on lennon surullisin vaihe, koska suurella työllä tehty satelliitti sulaa ja höyrystyy ilmanvastuksen pätsissä.
Nyt kuitenkin ESAn Hollannissa olevan teknisen keskuksen ESTECin suuressa radiotestaustilassa on pieni satelliitti, jonka tarkoituksena on tutkia juuri sitä, mitä pienelle satelliitille tapahtuu maahanpaluussa. Miten ilmanvastus vaikuttaa siihen ja kuinka se osat tuhoutuvat vähitellen?
Qarman (QubeSat for Aerothermodynamic Research and Measurements on Ablation) on belgialaisen Von Karman -instituutin ESAlle valmistama satelliitti, joka tulee mittaamaan sisäistä ja ulkoista lämpötilaa, painetta ja mm. kirkkautta, jolla ympärillään oleva plasma (kuumenemisen vuoksi sähköisesti varautuneen kaasun) hohtaa.
Maahanpaluun dynamiikkaa on tutkittu monin tavoin aina 1950-luvulta alkaen, jolloin suurin osa alan tutkimuksesta tehtiin paitsi miehitettyjen avaruusalusten, niin myös atomiaseen sisältävien ydinkärkien kehittämisen vuoksi.
Viime vuosina mm. ESAn ATV-rahtialuksissa on ollut maahanpaluun olosuhteita havainneita laitteita ja niiden hajoamista mitanneita instrumentteja, minkä lisäksi maahanpaluuta on analysoitu lentokoneista otetuista kuvista. Yllä oleva piirros esittää ATV:n tuhoutumista lentonsa lopuksi.
Pienen cubesatin tuhoutumisesta ei kuitenkaan ole käytännön tietoa – minkä lisäksi maahanpaluun dynaniikka kokonaisuudessaan on vielä huonosti tunnettua.
“Qarman lähettää tietonsa tutkijoille kaupallisen Iridium -satelliittipuhelinverkoston kautta”, selittää Roger Walker, joka koordinoi ESAn nanosatelliiteissa käytettävää tekniikkaa.
“Olemme täällä ESTECin radiotutkimushallissa siksi, koska haluamme varmistaa sen, että satelliitissa tietoa lähettävien antennien vieressä olevat piikarbidilevyt eivät häiritse tietojen lähettämistä satelliitin näkökentässä oleviin Iridium-satelliitteihin.”
Suurin osa Qarmanin sensoreista sijaitsee satelliitin tylpässä nokassa, jota suojaa yllättäen korkista tehty lämpökilpi. Todennäköisesti satelliitti tulee selviämään ainakin osittain kitkakuumennuksesta, mutta todennäköisimmin sen vähät jäänteet molskahtavat mereen. Siksi tietojen saaminen satelliittipuhelinverkon kautta on hyvin tärkeää.
Qarman on tarkoitus laukaista ensi vuonna kansainväliselle avaruusasemalle yhdessä EU:n osittain rahoittaman QB50-satelliittiparven mukana. Myös suomalainen Aalto-2 -satellitti on eräs parven satelliiteista. Aalto-yliopiston valmistaman Aalto-2:n tehtävänä on tehdä mittauksia ilmakehästä ja siten se tukee osaltaan Qarmanin tehtävää – ja päinvastoin.
Otsikkokuvassa Qarman-satelliitti on tukimaston päässä sijoitettuna ESTECin Hertz-nimisen koetilan sisälle. Sen päässä on sininen muovinen risti, joka on paikallaan vain kokeen aikana; avaruudessa sen alla olevan paneelit ovat avoinna ilman tukea.
Hertz viittaa luonnollisesti saksalaiseen radiofysiikan uranuurtajaan Heinrich Hertziin, mutta tulee myös sanoista Hybrid European RF antenna Test Zone, eli ”eurooppalainen RF-alueen antennien monikäyttöinen testialue”.
Tilan seinät on päällystetty sinisillä, vaahtomuovista tehdyillä ja erikoispäällystetyillä pyramideilla, jotka eivät heijasta radiosäteilyä lainkaan takaisin ja siten niiden avulla kammiossa oleva radiolähde toimii kuin tyhjässä avaruudessa.
Juttu on julkaistu myös Tiedetuubin ESA-blogina.
2 kommenttia “Qarman – korkkipäinen nanosatelliitti”
-
Eusa sanoo:
Tiedetuubissa on juttusi gravitaatioaaltojen todellisuuden kyseenalaisuudesta.
Voitko selvittää kuinka on poissuljettu Kaliforniassa havaintohetkillä tuntunut Turkin maanjäristys?
-
Jari Mäkinen sanoo:
Kyllä on otettu huomioon – ja muutkin maanpäälliset ”häiriöt”.
-
Vastaa
Uusi FLEX-satelliitti laukaistaan tarkkailemaan kasvillisuuden terveydentilaa
Euroopan avaruusjärjestö suunnittelee maapallon kasvillisuuden terveydentilan seurantaa tarkkailemalla himmeää hohdetta, fluoresenssia, jota kasvit vapauttavat muuntaessaan auringonvaloa ja ilmakehän hiilidioksidia energiaksi.
Kotiplaneettamme kasvillisuuden tilaa ja siihen kohdistuvia rasituksia koskeva tieto on tärkeää, sillä kaiken aikaa kasvava väkiluku asettaa yhä suurempia vaatimuksia ravinnon- ja rehuntuotannolle.
Työteliään valintaprosessin tuloksena päädyttiin satelliittiin, joka on ESAn Earth Explorer -ohjelman kahdeksas tekokuu. Sen laukaisun on määrä tapahtua vuoteen 2022 mennessä.
Samalla kun FLEX-satelliitti eli Fluorescence Explorer välittää tietoa kasvillisuuden tilasta, se auttaa ymmärtämään paremmin hiilen siirtymistä kasvien ja ilmakehän välillä, sekä yhteyttämisen vaikutuksia hiilen ja veden kiertoon.
Ilmakehän hiilidioksidin ja auringonvalon muuntuminen yhteyttämisessä energiapitoisiksi hiilihydraateiksi on yksi Maan elämän perusprosesseista, josta me kaikki olemme riippuvaisia.
Vaikka useimmat ovat kuulleet yhteyttämisestä, se muodostuu äärimmäisen mutkikkaasta tapahtumaketjusta. Kasvi- ja leväsoluissa on kaksi erilaista ”aurinkovoimalaa”, jotka toimivat perätysten. Ne keräävät auringonvalon energiaa ja tuottavat kemiallista energiaa yhteyttämiseen ja lämmitykseen.
Lisäksi prosessin yhteydessä esiintyy heikkoa fluoresenssia, johon vaikuttavat ympäristöolot ja kasvin terveydentila.
Fluoresenssi ilmenee lähi-infrapuna-alueen säteilynä, joka on lähtöisin kasvin yhteyttämisestä, kun lehtivihreä on imenyt itseensä auringonvaloa. Fluoresenssin voimakkuus kertoo yhteyttämisen tehokkuudesta ja kasvillisuuden terveydentilasta.
Lentokoneeseen asennettavan HyPlant-instrumentin avulla on osoitettu, että fluoresenssi on mahdollista havaita ilmasta käsin, mikä on lupaavaa ESAn tulevan FLEX-satelliitin kannalta.
Tällä hetkellä yhteyttämistä ei voida tarkkailla avaruudesta käsin, mutta FLEX-satelliitin uudenlaiset ilmaisimet pystyvät havaitsemaan tämän himmeän hohteen.
FLEX-satelliitin kehitystyöhön liittyvällä HyPlant-instrumentilla tarkkailtiin lentokoneesta käsin kasvillisuutta, johon kohdistui ulkoisia paineita. Maanpinnalle levitettiin kaksi siirtonurmikenttää, joista toinen käsiteltiin tavallisella kasvimyrkyllä ja toinen jätettiin käsittelemättä.
Alla olevassa kuvassa käsitelty alue hohtaa punaisena eli fluoresenssi on voimakkaampaa kuin oikeanpuoleisella, käsittelemättömällä alueella. Tässä tapauksessa voimakkaampi fluoresenssi kertoo siitä, että kasvimyrkky häiritsi kasvien energiajärjestelmää eivätkä ne pystyneet käyttämään auringonvaloa yhteyttämiseen. Jotta kasvit pääsivät eroon ylimääräisestä energiasta, niiden fluoresenssi voimistui.
FLEX kiertää maapalloa samaan tahtiin Copernicus-ohjelman Sentinel-3-satelliitin kanssa, jolloin sen näkyvän valon alueen ja lämpöilmaisinten avulla saadaan kattavaa mittaustietoa.
ESAn pääjohtajan Jan Woernerin mukaan ”FLEX antaa meille uutta tietoa kasvillisuuden todellisesta tuottavuudesta. Sitä voidaan käyttää maatalouden suunnittelun ja kestävän biotalouden kehittämisen tukena. Siten se auttaa ymmärtämään ekosysteemiämme”.
”Päätymällä valinnassaan FLEX-satelliittiin ESAn jäsenmaat ovat jälleen osoittaneet määrätietoisuutta välittää keskeistä tietoa tieteelliselle yhteisölle, jotta voisimme ymmärtää paremmin omaa planeettaamme ja palvella samalla yhteiskuntaa.”
Volker Liebig, ESAn ”Maan havainto-ohjelmien” (Earth Observation Programmes) johtaja totesi, että ”FLEX:n valinta on merkittävä virstanpylväs Earth Explorer -satelliittien sarjassa”.
”FLEX auttaa meitä ymmärtämään paremmin hiilen kierron yksityiskohtia ja antaa tärkeää tietoa Maan kasvillisuuden terveydestä ja stressistä. Tällä tavoin FLEX saattaa helpottaa planeettamme kasvavan väestön ruokkimista.”
Euroopan teknistä huippuosaamista hyödyntävät ESAn Earth Explorer -satelliitit on suunniteltu tarkastelemaan Maata avaruudesta käsin uusilla havaintomenetelmillä, jolloin pystymme paremmin hahmottamaan, miten planeettamme kokonaisuutena toimii, sekä arvioimaan ihmisen toiminnan vaikutusta luontoon.
Satelliittien suunnittelu, kehittäminen ja käyttö tehdään tiiviissä yhteistyössä tiedeyhteisön kanssa, jotta Maata koskevan tutkimuksen keskeisimpiä kysymyksiä päästään tarkastelemaan mahdollisimman tehokkaasti.
Aiempi GOCE-satelliitti kartoitti Maan gravitaatiokentän vaihteluita hyvin yksityiskohtaisesti ja suurella tarkkuudella. Kolme tällä hetkellä toiminnassa olevaa satelliittia antavat tietoa Maan kryosfääristä, maaperän kosteudesta ja merten suolapitoisuudesta sekä magneettikentästä. Tulevat satelliitit tarkkailevat tuulia, metsien biomassaa sekä pilvien ja pienhiukkasten vaikutusta Maahan lankeavan auringonvalon määrään.
Kuvat: ESA/ATG medialab [otsikkokuva], U. Rascher, University of Milano-Bicocca [HyPlant-ilmakuva]
Vastaa
Euroopan avaruussääkeskus laajenee
Avaruussää vaikuttaa myös elämään täällä Maan pinnalla ja ennen kaikkea sillä on vaikutuksia avaruudessa oleviin satelliitteihin sekä niitä hyödyntävään tietoliikenteeseen.
Pieniä myrskyjä tapahtuu säännöllisesti silloin tällöin, kun Auringossa tapahtunut ns. koronan massapurkaus sysää suuren määrän sähköisesti varattua kaasua kohti Maata, mutta toistaiseksi maapallo on hyvällä onnella säästynyt kaikkein voimakkaimmilta tällaisilta iskuilta. Tuorein jättipurkaus tapahtui vuonna 2012, mutta se meni Maan ohitse.
Historiasta tiedetään tapauksia, missä aurinkomyrskyt ovat saaneet aikaan sähkökatkoksia, sekoittaneet voimakkaasti radioliikennettä ja rikkoneet satelliitteja. Hyvin voimakas häiriö – kuten vuoden 2012 purkaus Maahan osuessaan – voisi periaatteessa saada aikaan suuriakin ongelmia etenkin tietoliikenteessä ja sähkönjakelussa, ja siten halvaannuttaa koko yhteiskunnan toiminnan.
Erityisen haavoittuvia ovat pohjoiset maat, kuten Suomi, joskin näissä maissa on myös varauduttu parhaiten häiriöihin.
Siksi Euroopan avaruusjärjestö on tarkkaillut jatkuvasti Auringon toimintaa ja sen mahdollisesti aiheuttamia vaaroja vuonna 2009 perustetulla verkostolla. Nyt sitä ollaan laajentamassa ja parantamassa uudella verkostolla, johon osallistuu tutkijoita 14 maasta ympäri Euroopan.
Tällä haavaa ESAn ympärillämme avaruudessa olevia mahdollisia vaaroja tarkkaileva keskus tuottaa lähes 60 erilaista ”tuotetta”, jotka yhdistävät mittauksia, havaintoja, ennusteita, hälytyksiä ja asiantuntijoiden tekemiä analyysejä eri tarkoituksia varten tehdyiksi tiedotteiksi. Tarkoituksena on uuden avaruussääverkoston avulla nostaa määrää yli 140 ”tuotteeseen” ensi vuonna.
Tärkein tarvittava tieto on reaaliaikaiset havainnot Auringosta ja sen Maan lähiavaruuteen aikaansaamista häiriöistä. Nämä häiriöt ulottuvat toisinaan ilmakehään ja aivan Maan pinnalle saakka. Revontulet ovat näistä konkreettinen, tosin yleensä vaaraton esimerkki.
Havainnot kerätään maa-asemista (joista Sodankylä on yksi) sekä avaruudessa olevista satelliiteista yhteen ja toimitetaan asiantuntijaverkostoon kuuluville keskuksille, jotka toimivat eri ESAn jäsenmaissa jo olevissa avaruussäähän ja siihen liittyviin asioihin keskittyneissä tutkimuslaitoksissa.
Näin kansalliset ja koko Euroopan laajuiset resurssit saadaan toimimaan paremmin yhdessä ja muodostamaan kokonaisuuden, mitä erillisesti tehtynä olisi ollut vaikeaa ja kallista saada aikaan.
Yllä on kuvattuna revontulia Sodankylässä vuonna 2013. Kuvassa näkyy myös vihreä suora viiva, joka on Sodankylän geofysiikan observatoriosta lähtevä mittauslaser.
Verkosto on suomalaisessa johdossa
”Suunnitteilla oleva verkoston laajentaminen ja sen yhdistäminen ESAn Brysselissä, Belgiassa, sijaitsevaan avaruussääkoordinaatiokeskukseen, on usean vuoden tiiviin työn tulos”, sanoo ESAn avaruussäätoimia johtava Juha-Pekka Luntama.
Aurinkoa havaitaan nykyisin mm. SOHO-observatoriolla sekä Proba-2 -piensatelliitilla, mutta lähivuosina tietoja saadaan myös lisää eri ESAn jäsenmaiden lähettämissä satelliiteissa olevilta mittalaitteilta.
ESA suunnittelee myös laukaisevansa erityisen satelliitin, joka varoittaisi aurinkopurkauksista sekä muista vaarallisista avaruussääilmiöistä. Tästä ei toistaiseksi ole kuitenkaan päätöksiä.
Verkoston tavoitteena on tuottaa vuonna 2016 kaikkiaan yli 140 erityyppisiä tieteellisiä tietotuotteita ja myöhemmin operationaalisiksi tulevia sovelluksia, jotka kuuluvat 39 erilaiseen palvelukokonaisuuteen.
”Näiden palveluiden kehittäminen tuottaa mahdollisesti myös kaupallisia tuotteita, joita emme osanneet ajatellakaan vielä muutamia vuosia sitten”, toteaa Luntama.
Satelliittioperaattorien, tietoliikenneyhtiöiden, kantaverkkojen ylläpitäjien, öljynporausteollisuuden, tutkimusretkikuntien ja erilaisten viranomaisten lisäksi myös turismi voisi käyttää näitä avaruussäätuotteita hyödykseen – aivan kuten Ilmatieteen laitoksen Lapin hotelleille tekemä revontuliennustepalvelu on jo osoittanut.
Vastaa
Galileo testaa Einsteinin suhteellisuusteoriaa
Eurooppalaisen Galileo-navigointijärjestelmän satelliitit numero viisi ja kuusi, jotka joutuivat viimevuotisen laukaisun jäljiltä väärille radoille, ovat mukana vuoden kestävässä kokeessa, jolla testataan Einsteinin suhteellisuusteoriaa.
Satelliittikaksikko laukaistiin avaruuteen venäläisellä Sojuz-raketilla 22. elokuuta 2014, mutta ylemmän vaiheen toimintahäiriön seurauksena ne päätyivät soikeille kiertoradoille, joilla niitä ei voi käyttää varsinaiseen tarkoitukseensa.
ESAn asiantuntijat alkoivat selvittää keinoja, miten niiden ratojen alinta pistettä saataisiin nostettua, jolloin rata muuttuisi ympyriäisemmäksi. Pelastusoperaatio on jo pitkällä.
”Satelliitit voivat nyt käyttää navigaatiolaitteitaan kaiken aikaa luotettavasti ja Euroopan komissio puntaroi ESAn avustuksella niiden lopullista käyttöönottoa”, kertoo ESAn satelliittinavigaation asiantuntija Javier Ventura-Traveset.
”Samalla satelliiteista on sattumoisin tullut tieteellisesti äärimmäisen hyödyllisiä, sillä niiden avulla voidaan testata Einsteinin yleistä suhteellisuuteoriaa mittaamalla paljon aiempaa tarkemmin, miten gravitaatio vaikuttaa ajan kulumiseen.”
Kuvaan on merkitty vihreällä aikaisemmin laukaistujen Galileo-satelliittien radat, punaisella viitos- ja kuutossatelliittien alkuperäiset radat ja sinisellä korjatut radat. Viime vuoden lopulla ja tämän vuoden alussa ratojen alinta pistettä nostettiin 3 500 kilometrillä.
Vaikka satelliittien ratoja on jo korjattu, ne ovat edelleen elliptisiä ja kummankin satelliitin etäisyys maapallosta vaihtelee noin 8 500 kilometriä. Nimenomaan korkeuden ja sen myötä gravitaation säännöllinen vaihtelu on tutkijoiden kannalta arvokasta.
Albert Einstein ennusti sata vuotta sitten, että aika kuluu hitaammin massiivisen kappaleen läheisyydessä. Teoria on varmennettu kokeellisesti, toistaiseksi tarkimmin vuonna 1976 laukaistun Gravity Probe A -satelliitin avulla.
Satelliitti vei mukanaan vetymaseriin perustuvan atomikellon noin 10 000 kilometrin etäisyydelle Maasta ja osoitti ennusteen pitävän paikkansa vähintään 140 miljoonasosan tarkkuudella.
Navigaatiosatelliittien toiminnassa on otettava huomioon, että niiden atomikellot käyvät kiertoradalla nopeammin kuin maanpinnalla. Heittoa kertyy joitakin mikrosekunnin kymmenyksiä vuorokaudessa, mikä kasvattaa paikanmäärityksessä esiintyvää virhettä noin 10 kilometriä samassa ajassa.
”Ensimmäistä kertaa sitten Gravity Probe A -satelliitin meillä on mahdollisuus parantaa tarkkuutta ja varmistaa Einsteinin teoria entistä luotettavammin”, toteaa Ventura-Traveset.
Uudessa kokeessa käytetään hyväksi Galileo-satelliittien mukana olevia vetymaseratomikelloja, soikeita ratoja, jotka aiheuttavat muutoksia ajan kulumisessa, sekä jatkuvaa seurantaa, joka on mahdollista maailmanlaajuisen maa-asemaverkoston ansiosta.
”Siinä missä Gravity Probe A -kokeessa oli kyse yhdestä ja samasta Maata kiertävästä radasta, me pystymme seuraamaan vuoden mittaan satoja ratoja”, Ventura-Traveset selittää.
”Meillä on mahdollisuus tarkentaa vähitellen mittauksiamme, kun pystymme tunnistamaan ja poistamaan systemaattiset virheet. Näiden virheiden eliminoiminen onkin yksi suurimmista haasteista.”
”Siinä suhteessa luotamme Euroopan parhaiden asiantuntijoiden apuun, Global Navigation Satellite System Service -palvelun tarkkaan seurantaan sekä senttimetrien tarkkuuden mahdollistavaan laserseurantaan.”
Tuloksia odotetaan vuoden sisällä ja niiden arvioidaan olevan neljä kertaa tarkempia kuin Gravity Probe A -kokeen mittausten.
Koejärjestelyistä vastaa kaksi tutkimuskeskusta, saksalainen ZARM Center of Applied Space Technology and Microgravity ja ranskalainen SYRTE Systèmes de Référence Temps-Espace, joissa kummassakin on vankka perusfysiikan asiantuntemus.
Valmisteilla oleva ESAn koelaitteisto, Atomic Clock Ensemble in Space, joka on tarkoitus viedä Kansainväliselle avaruusasemalle vuonna 2017, testaa Einsteinin teoriaa peräti 2–3 miljoonasosan tarkkuudella.
Kuvat: GSA [otsikkokuva], ESA
Vastaa
Virosta tuli ESAn jäsenmaa
Eteläinen naapurimaamme Viro liittyi virallisesti Euroopan avaruusjärjestön täysjäseneksi nyt syyskuun alusta. Siitä tuli näin ollen järjestön 21. jäsenmaa.
Liittymisestä sovittiin virallisesti jo helmikuun 4. päivänä, jolloin silloinen ESAn pääjohtaja Jean-Jacques Dordain, Viron talousasioista ja tiedonvälityksestä vastaava ministeri Anne Sulling, Viron avaruusasiain komitean johtaja sekä parlamenttijäsen Ene Ergma (joka on myös koulutukseltaan tähtitieteilijä ja vaikuttanut voimakkaasti Viron ESA-jäsenyyden edistämiseen) ja Sven Jürgenson, Viron suurilähettiläs Ranskassa, allekirjoittivat jäsenyyssopimuksen Pariisissa.
Sen jälkeen alkoi monimuotoinen virallinen prosessi, johon liittyi viime vaiheessa myös asian hyväksyminen Viron hallituksessa. Tämä saatiin lopulta päätökseen nyt kesän lopulla ja Virosta tuli virallinen jäsen 1. syyskuuta. Tästä eteenpäin Viron delegaatit osallistuvat muiden jäsenmaiden tapaan ESAn eri komiteoiden ja ohjelmien hallintoon ja ovat myös mukana ESAn neuvostossa alkaen huomenna olevasta kokouksesta.
Alun perin Viron tie ESA-jäseneksi alkoi jo 20. kesäkuuta 2007, jolloin allekirjoitettiin sopimus yhteistyöstä ESAn kanssa. Sen jälkeen marraskuussa 2009 tuli Virosta ESAn yhteistyömaa, kunnes nyt se on täysivaltainen jäsen.
Suomalaisittain on luonnollisesti erittäin mieluista saada virolaiset mukaan ESAn toimintaan; Suomihan on ollut ESAn täysjäsen jo vuodesta 1987.
Katso myös: Viron omat sivut ESAn nettisivuilla.
Tämä juttu on julkaistu myös Tiedetuubin ESA-blogina.
Vastaa
Pikkusatelliitti vastaan merimonsterit
Paras tapa seurata trooppisten myrskyjen kehittymistä ja siten ennakoida niiden liikkeitä on tarkkailla niitä avaruudesta. Monet sää- ja ilmastontutkimussatelliitit tekevätkin niin ja säästävät lähettämillään tiedoilla vuosittain reippaasti hintansa arvosta tuhoja ja vaurioita – sekä lisäksi pelastavat samalla ihmishenkiä, joiden mittaaminen rahassa on mahdotonta.
Yleensä tiedotusvälineissä näytetään huimia kuvia Yhdysvaltain itärannikkoa ja kaakkoisosia lähestyvissä hurrikaaneista tai Aasiassa tuhoa aiheuttavista taifuuneista. Kuitenkin samaan tapaan eri voimakuiset trooppiset matalapaineet myllertävät Tyynellä valtamerellä, missä Havaijia ja muutamia pienempiä saaria lukuun ottamatta ei ole paljoa asutusta.
Mutta siellä on laivoja, joiden matkantekoa ja turvallisuutta myrskyt haittaavat.
Erityisesti tänä vuonna voimakkaan El Niño -ilmiön vuoksi pyörremyrskyjä on ollut runsaasti. El Niñon vuoksi meren pintalämpötila on normaalia korkeampi, minkä vuoksi meren päällä oleva ilma on lämpimämpää ja kosteampaa. Tämä auttaa muodostamaan syviä trooppisia matalapaineita, joista osa kehittyy pyörremyrskyiksi. Amerikan puolella näitä kutsutaan hurrikaaneiksi ja Aasiassa taifuuneiksi.
Oletettavasti El Niñon vuoksi tästä vuodesta on tulossa erityisen aktiivinen hurrikaanivuosi, sillä tilastoissa jo nyt tämä on viidenneksi aktiivisin itäisellä Tyynellä valtamerellä sitten vuoden 1971. Elokuun loppuun mennessä jo kolme voimakasta, vaarallisuusluokkaan 4 kuulunutta hurrikaania on kurittanut Havaijia.
Kolmella satelliitilla pilvien alle
Tavalliset sääsatelliitit eivät näe kunnolla matalapaineiden sisälle ja niiden alla olevaa meren pintaa, joten tällaisia havaintoja voidaan tehdä vain erikoisemmilla satelliiteilla.
Esimerkiksi pinnan tuulen nopeus ja suunta ovat erittäin hyödyllisiä tietoja merisään ennustajille.
Euroopan avaruusjärjestön merien ja maanpinnan kosteutta mittaavassa SMOS-satelliitissa on mikroaaltoradiometri, joka pystyy ottamaan vastaan pilvienkin alta tulevaa tietoa. Alun perin tätä mittalaitetta ei suunniteltu tekemään tuulen nopeusmittauksia, mutta lennon kuluessa laitetta on opittu käyttämään monella uudella tavalla.
Kun SMOS:n havaintoja yhdistetään kahden muun vastaavanlaisen, mutta hieman eri aallonpituudella merenpintaa mittaavan satelliitin, NASAn SMAP:n ja japanilaisen GCOM-W:n keräämien havaintoihin, saadaan voimakkaidenkin hurrikaanien paksujen pilvien alta hyviä mittaustietoja.
Ranskan merentutkimuslaitoksen Ifremerin ja Iso-Britannian säätieteellisen laitoksen tutkijat ovat kehittämässä nyt malleja, jotka voivat käyttää tietoja hyväkseen hurrikaanien liikkeiden ja voimakkuuden ennustamisessa.
Meren pinnan lämpötilamittaukset näyttävät selvästi, että hurrikaanien jäljessä on kylmemmän meriveden alue. Tämä tukee sitä oletusta, että myrskyt “imevät” voimaansa meriveden lämpötilasta ja kosteudesta siten, että samalla meren pinnassa oleva vesi viilenee ja ennen kaikkea se sekoittuu alempana olevaan kylmempään veteen.
Miten meri ja ilmakehä pelaavat keskenään?
Meren ja ilmakehän väliset vuorovaikutukset ovat myös merkittävässä osassa, kun hurrikaaneja sekä säätä merenkävijöille ennustetaan. Yksi tällaisia ennusteita tekevistä paikoista on eurooppalainen Copernicus-järjestelmän merien ympäristöseurantakeskus.
“Paitsi että eri satelliiteista saatavien erilaisten mittaustietojen yhdistäminen auttaa meitä tekemään paremmin sääennusteita, on näistä paljon hyötyä kun koetamme ymmärtää paremmin voimakkaiden myrskyjen aikaista meren ja ilmakehän välistä vuorovaikutusta”, toteaa Ifremerin tutkija Nicolas Reul.
“Uudenlaiset havaintotekniikat ovat kuitenkin tällä hetkellä toiminnassamme olennaisessa osassa, koska niillä on niin selvää yhteiskunnallista hyötyä”, sanoo ESAssa työskentelevä merentutkija Craig Donlon.
“Nämä nyt saadut tulokset hurrikaanien ennustamisesta korostavat selvästi tarvetta tehdä havaintoja myös niin sanotuilla passiivisilla mikroaaltoinstrumenteilla. Niistä on paljon apua äärimmäisten sääilmiöiden ennustamisessa ja meren sekä ilmakehän välisen vuorovaikutuksen selittämisessä. Olisikin hyvin tärkeää tutkia nyt mahdollisuutta laittaa erilaisia mikroaaltojen alueella toimivia mittalaitteita yhteen ja samaan satelliittiin.”
SMOS (oikealla), SMAP ja GCOM-W toimivat toistaiseksi hyvin, ja koska niille ei ole toistaiseksi vielä tulossa työnjatkajia, sopii toivoa niille pitkää ikää.
Otsikkokuvassa on NASAn Terra-satelliitin ottamista kuvista tehty kuvakooste hurrikaaneista Kilo, Ignacio ja Jimena.
Vastaa
Avaruusviikinki lähtee matkaan
Huomisaamusta tulee varmasti ikimuistoinen ESAn tanskalaisastronautti Andreas Mogensenille.
Aamulla klo 7:37:43 Suomen aikaa (10:37:43 paikallista aikaa Baikonurissa) häntä sekä Sergei Volkovia ja Aidyn Aimbetovia kuljettava Sojuz TMA-18M -alus nousee lentoon kantoraketin nokassa ja suuntaa kohti Kansainvälistä avaruusasemaa.
Näin Andreasista tulee toinen pohjoismaalainen avaruuslentäjä. Ensimmäinen oli kaksi kertaa sukkulalla lentänyt ruotsalainen Christer Fuglesang.
Koska avaruusasema on juuri nyt varsin korkealla kiertoradalla, käyttää Sojuz perinteistä kaksi vuorokautta kestävää lentorataa asemalle, joten kolmikko telakoituu asemaan perjantaina aamulla. Useimmiten viime aikoina Sojuz on lentänyt asemalle vain noin kuudessa tunnissa. Vaikka pari vuorokautta ahtaassa aluksessa ei välttämättä ole yhtä miellyttävää kuin tilavalla avaruusasemalla, antaa se Andreasille mahdollisuuden nauttia avaruudesta rauhassa – muutoin hänen lentonsa on hyvin työntäyteinen.
Tämä lento on muutenkin poikkeuksellinen, koska sen tarkoituksena on lähinnä vaihtaa asemalla oleva Sojuz-alus toiseen. Normaalisti avaruusasemalla on kuusi avaruuslentäjää siten, että kuusikko koostuu kahdesta kolmihenkisestä miehistöstä. Näiden laskeutumiset ja nousut asemalle on ajastettu siten, että vaihdot tapahtuvat aina noin kolmen kuukauden välein.
Yleistäen elo-syyskuun, joulu-marraskuun, helmi-maaliskuun ja touko-kesäkuun vaiheissa yksi Sojuz-alus palaa kolmen avaruuslentäjän kanssa takaisin Maahan ja uusi aluksellinen lähtee taas asemalle.
Tällä kerralla kuitenkin asemalla on kaksi avaruuslentäjää, amerikkalainen Scott Kelly ja venäläinen Mihail Kornienko, jotka viettävät asemalla vuoden päivät. Siksi nyt Sojuz-alus ja yksi miehistön jäsen tulee vaihtaa, ja näin kaksi ”ylimääräistä” henkilöä pääsee mukaan lennolle.
Yksi näistä on Andreas, koska ESA päätti hyödyntää myös tämän lyhyen avaruuslentomahdollisuuden. Se on erittäin kiinnostava vastapainona pitemmille avaruuslennoille, koska sen aikana voidaan tehdä erilaisia tutkimuksia ja tekniikan testaamista.
Lisäksi lyhyt lääketieteellisesti tällainen lyhyt lento antaa mahdollisuuden tutkia ihmisen elimistön ja aistien sopeutumista avaruuteen erilaisella tavalla. Jos aikaisemmin suurin osa avaruuslennoista oli tällaisia lyhyitä pyrähdyksiä, ovat kaikki eurooppalaisastronauttien tekemät lennot viime aikoina olleet pitkiä, lähes puoli vuotta kestäviä komennuksia avaruusasemalla.
Jos kaikki sujuu suunnitelman mukaisesti, Andreas ja Aidyn Aimbetov palaavat Gennadi Padalkan kanssa Maahan vanhemmalla Sojuz TMA-16M -aluksella perjantaina 11. syyskuuta.
Robottien ohjaamista virtuaalilasit päässä
Andreasin IRISS-nimen saaneella lennolla on mukana yli 20 erilaista tieteellistä ja teknistä koetta sekä testiä.
Näistä kenties kiinnostavin on robottien sekä laitteiden kauko-ohjausta avaruudesta. Kun aikanaan avaruuslentäjät tutkivat esimerkiksi asteroidia tai ovat Marsin pinnalla, he tulevat käyttämään runsaasti robotteja niin tekemään työtä kanssaan kuin myös suorittamaan tehtäviä niin autonomisesti kuin kauko-ohjattuinakin.
Andreas ohjaakin pienen auton kokoista, kameroilla ja kahdella käsivarrella varustettua Eurobot-robottia, joka sijaitsee ESAn teknisessä keskuksessa ESTECissä.
Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun Maan päällä olevaa kookasta robottia ohjataan avaruusasemalta. Tätä ennen vain NASAn astronautti Sunita Williams on käyttänyt pientä Legoista tehtyä kulkijaa avaruusasemalta vuonna 2012.
Eurobot on tosin ollut jo aikaisemmin yhteydessä avaruusasemalle, sillä viime vuonna Alexander Gerstlähetti sille asemalta käskyjä ja otti vastaan robotin kuvia sekä telemetriaa.
Nyt robotilla tehdään monimutkaisempia toimia, kuten avataan laskeutujan mallikappaleessa oleva aurinkopaneeli. Lisäksi kokeeseen kuuluu toisen, pienemmän kulkijan ohjaaminen. Sen tarkoituksena on sijoittaa kamera sopivaan paikkaan, jotta työskentely Eurobotin kanssa käy helpommin.
Osana koetta on myös tuntoaistin käyttö. Haptics-2 -nimisessä kokeessa avaruusasemalla olevalla tuntokäyttöliittymällä käytetään toista vastaavaa Maan päällä, jolloin Andreas pystyy tuntemaan miltä esimerkiksi kappaleen koskettaminen tuntuu ja kuinka kappaleen pinta antaa periksi.
Interact -nimisessä kokeessa käytetään tätä tuntoaistia ja yritetään laittaa palikka sopivaan reikään – temppu, mikä normaalisti on helppo pikkulapsellekin, mutta avaruudesta etäkäytöllä tehtynä ei ole mitenkään yksinkertainen.
Andreas testaa myös älylaseja sekä reaaliaikaista, interaktiivista yhteyttä lennonjohtoon, jolloin hän saa paitsi puheena ohjeita ja tietoja, niin myös esimerkiksi kuvia heijastettuna suoraan laseihin.
Lääketieteen puolella kiinnostavin koe on tiukka, ihonmyötäinen puku, joka toimii vähän kuin lentosukat: se puristaa käyttäjänsä kehoa ennen kaikkea pituussuunnassa. Syynä tähän on se, että painottomuudessa ihminen pitenee useilla senttimetreillä, jopa 7 cm, koska muun muassa selkäydin pitenee kun painovoima ei enää purista sitä kasaan. Tämä saattaa saada aikaan kipuja ja voi tehdä paluun Maahan hankalaksi.
Tarkoituksena on nyt tutkia voisiko tällä asulla auttaa tilannetta sopeuttamalla kehoa takaisin maanpäälliseen mittaansa ennen paluuta takaisin Maahan.
Andreas käyttää myös asemalla kuntoillessaan (kuten kaikki astronautit tekevät painottomuuden haitallisia vaikutuksia estääkseen) laitteistoa, joka mittaa ja rekisteröi hänen lihastensa käyttäytymistä.
Astronautit menettävät painottomuudessa lihasvoimaansa, ja tällä laitteella voidaan nyt tarkkailla miten tämä tapahtuu.
Lisäksi Andreas tekee lentonsa aikana muun muassa aivojen toimintaan liittyviä lääketieteellisiä kokeita, syö myslipatukan kaltaista, periaatteessa pitkillä avaruuslennoilla kasvatettavan kaltaista ruokaa, tutkii mikrobeja, jotka auttavat vähentämään biologisen jätteen määrää avaruuslennoilla, sekä testaa uudenlaista veden suodatuslaitteistoa.
Hän myös katselee maapalloa, paitsi todennäköisesti ihan huvikseen, niin myös tieteellisin silmin: hänen tarkoituksenaan on havaita ukkosmyrskyjen aikaan esiintyviä harvinaisia ylöspäin iskeviä salamoita.
Mukana paljon tanskalaista tunnelmaa
Ei ole mikään ihme, että Tanskassa Andreasin lentoon suhtaudutaan hyvin innostuneesti. Onhan kyseessä ensimmäinen tanskalainen avaruudessa.
Siksipä mukana on luonnollisesti Legoja ja tanskalaista ruokaa, muun muassa avaruuspalloiksi kutsuttuja suklaaherkkuja.
Asemalla on jo nyt häntä odottamassa myös tanskalaisopiskelijoiden tekemä AAUSAT5 -pikkusatelliitti, joka on tarkoitus lähettää avaruuteen lennon aikana. Tosin voi olla, että sitä ei ennätetä tehdä, jolloin lähetys jää jonkun muun tehtäväksi, mutta satelliitin tekeminen on osa Andreasin lennon opetuksellista puolta.
Satelliitti on tehty Aalborgin yliopistossa, missä on rakennettu useampikin samankaltainen cubesat-luokan satelliitti.
Andreasin mukana avaruuteen lentävät myös tanskalaiskirjailija Søren Kierkegaardin alkuperäiskäsikirjoitus vuonna 1848 julkaistuun kirjaan Lilien paa Marken og Fuglen under Himlen (Kedon kukka ja taivaan lintu, suomentanut Heikki Linnove vuonna 1915).
Kaikki valmista lähtöön
Kuten koko lähtövalmisteluaika Baikonurissa, on myös viimeinen vuorokausi ennen lähtöä täynnä perinteitä.
Aluksi eilen illalla miehistö katsoi neuvostolänkkärin nimeltä ”Autiomaan vaalea Aurinko”, koska Gagarin teki aikanaan niin, ja tänään tiistaina oli vuorossa Venäjän valtion komission antama virallinen lupa raketin laukaisuun.
Päivän kuluessa avaruuslentäjät tapaavat vielä perheenjäseniään ja heille tehdään viimeiset lääkärintarkastukset. Andreas tekee vielä testejä lääketieteellisillä koelaitteilla, joilla häntä tarkkaillaan koko lennon (ja myös sitä edeltävän ja seuraavan) ajan.
Levon jälkeen tänään illalla Suomen aikaa kolmikko lähtee Kosmonauttihotellista Baikonurin kosmodromiin, missä he pukeutuvat avaruuspukuihinsa, puvut testataan, he ilmoittautuvat valtionkomitealle ja aloittavat matkansa bussilla kohti laukaisualustaa.
Laukaisua seurataan keskiviikkona aamulla Tiedetuubissa noin klo 7:30 alkaen.
Kiitos,mielenkiintoinen ja asiantunteva kirjoitus.Alan elämään uudestaan vuoden 1969 Apollo kuulento hetkiä.