keskiviikko 30. marraskuuta 2016

TGO lähetti ensimmäiset kuvat

Kuva otettiin 22. marraskuuta. Kuvassa näkyvä kraatteri on
Da Vinci ja sen halkaisija on 1,4 km. Alkupoeräisen kuvan
erotuskyky on 7,2 metriä/pikseli.
Kuva ESA/Roscosmos/ExoMars/CaSSIS/UniBE.
Euroopan avaruusjärjestön (ESA) ja venäläisen Roscomoksen yhteishanke ExomArs-ohjelmaan kuuluva Trace Gasa Orbiter (TGO) –luotain on lähettänyt ensimmäiset kuvat Marsin pinnasta. Kuvat otettiin 230–310 km korkeudelta ja tulevat olemaan harvinaisia. TGOn rataa muutetaan ensivuoden aikana noin 400 km korkeudella olevaksi ympyräradaksi, joten nyt vastaanotettu kuvat ovat erotuskyvyltään parhaimpia mitä luotain voi tulevaisuudessakaan välittää.

Marraskuun lopulla luotaimen neljää instrumenttia testattiin ja tehtiin tärkeitä kalibrointimittauksia. Luotaimen tehtävä on määrittää harvinaisten kaasujen, kuten metaani, vesihöyry, typpioksidi ja asetyleeni, pitoisuuksia Matsin ilmakehässä. Näiden yhteen laskettu osuus Marsin Ilmakehässä on alle 1 %. Metaani näistä kaasuista on ehkä mielenkiintoisin, sillä sitä voi syntyä joko geologisissa prosesseissa (vulkaanisessa toiminnassa) tai sitten se on biologista alkuperää. Marsin tapauksessa varmasti osa metaanista on peräisin vulkaaneista, mutta onko siellä biologista toimintaa, on vielä arvoitus?

Pieni alue, nimeltään Noctis Labyrinthus, on kuvankäsittelyss saanut 3D
käsittelyn. Alkuperäisten kuvien erotuskyky on hieman alle 20 m/pikseli.
Kuva ESA/Roscosmos/ExoMars/CaSSIS/UniBE.
Ilmakehän kemiaa havainnoiva laitteisto keskittyi tekemään havaintoja hiilidioksidista. Kaasu on Marsin ilmakehän runsain komponentti. Nadir and Occultaiton for Mars Discovery laitteisto puodestaan mittaa vesihöyryn määrää Marsin ilmakehässä. Ensimmäiset mittaustulokset osoittavat laitteiston toimivan erinomaisesti.

Yksi varmasti mielenkiintoisimmista laitteisto on neutroni-ilmaisin FREND. Se mittaa Marsin pinnalta tulevaa neutronivuota. Vuo syntyy kun kosmisen säteilyn hiukkaset iskeytyvät pintamateriaaliin, jonka seurauksena Marsista avaruuteen poistuu neutroneja. Erityisesti vesi ja jää lähettävät neutroneja tietyillä nopeusalueilla, jolloin ne ovat helposti tunnistettavissa. Näin ollen luotaimen neutronivuoilmaisin kertoo Marsin pinnan ylimmissä kerroksissa olevan veden ja jään sijainnin. Tehtävä kuitenkin tarvitsee aikaa, sillä dataa kertyy hitaasti ennen kuin se on tilastollisesti merkitsevää (arkikielessä luotettavaa).

Suuren yleisön kannalta ehkä mielenkiintoisinta on nähdä Colour and Stereo Surface Imaging System (CaSSIS) nimisen laitteiston tuottamat kuvat. Kuvia otettiin 22. marraskuuta tapahtuneen radan lähimmän pisteen ohituksen aikana 235 km korkeudelta ja niiden yksityiskohdat ovat jopa niin tarkkoja kuin 60 m/pikseli.


Alla ESAn julkaisema video aiheesta





torstai 24. marraskuuta 2016

Schiaparellin tietokoneohjelmassa oli vika

Euroopan avaruusjärjestö ESA julkaisi eilen (23.11.) alustavan selonteon Schiaparelli-luotaimen syöksystä Marsion pintaan. Raportin mukaan luotaimen inertiaohjausyksikössä tapahtui noin 1 sekunnin mittainen häiriö, joka kuitenkin ehti sekoittaa koko laskeutumisjärjestelmän.


Häiriön seurauksen laskeutumisjärjestelmän korkeus tieto muuttui negatiiviseksi, eli se olisi ollut pinnan alapuolella. Tästä seurasi laskuvarjon ja lämpösuojan ennenaikainen irtoaminen ja jarrurakettien lyhyt poltto, jonka jälkeen aktivoituivat järjestelmä jotka olisi otettu käyttöön laskeutumisen jälkeen. Todellisuudessa Schiaparelli oli vielä 3,7 km korkeudella ja putosi minkään estämättä Marsin pintaan tuhoisin seurauksin.

Vaikka Schiaparelli tuhoutui, se ehti kuitenkin tehdä joitakin ilmakehän koostumukseen liittyviä havaintoja. Schiaparelli oli ESAn ja Roscomoksen (Venäjä) yhteistä ExoMars-ohjelmaa, jonka ensimmäinen vaihe Marsin kiertoradalle onnistuneesti asettunut Trace Gas Orbiter /TGO) yhdessä Schiaparellin kanssa kuului. Toinen vaihe on Marsiin laskeutuva ExoMars-kulkija, joka laukaistaan matkaan 2020.


torstai 17. marraskuuta 2016

Kuinka harvinainen ”superkuu” todellisuudessa on?

"Superkuun" ja "hypokuun" välinen näennäisen koon ero
paljastuu valokuvaamalla. Kuvassa esitetyt etäisyydet
ovat toposentrisiä, eli Kuun ja havaitsijan väliset
todelliset etäisyydet kuvaus hetkellä.
Kuva © Kari A. Kuure
.
Tänä vuonna ”superkuu” on ollut medioissa todellinen hype. Lähes kaikki mahdolliset tiedotusvälineet ovat asiasta uutisoineet. Uutisointi tosin on ollut hyvin rajallista ja jutut lähes toistensa kopioita. Tiedotusvälineiden mukaan tällä kertaa koettiin äärimmäisen harvinainen ilmiö, joka toistuu vasta 26.11.2034 (UT aikaa). Onko näin?, joten päätin sitä hieman tutkia!

Tällä kertaa ”superkuu”, eli täysikuun ja Kuun radan perigemiumin ajallinen ero oli vain hieman yli 2 tuntia. Tulevina vuosian ajallinen ero on jonkin verran pitempi, mutta vaikuttaako se ja kuinka paljon Kuun näkymiseen?

Asiaa täytyy tarkastella Maan ja Kuun välisen etäisyyden ja ennen kaikkea Kuun näennäisen koon huomioon ottaen. Koska etäisyys on pieni, niin myös havaitsijan paikka maanpinnalla vaikuttaa Kuun näennäiseen kokoon. Tästä päästään eroon jos lähtökohdaksi otetaan Maan ja Kuun välinen geosentrinen etäisyys ja tästä laskettu näennäinen koko. Näennäinen koko toteutuu havaitsijalle, joka näkee täysikuun keskitaivaalla, zeniitissä.

Helpoimmin tulevien vuosien välinen vertailu onnistuu taulukkomuodossa. Alla olevaan taulukkoon kokosin kaikki ne täysikuut, joiden näennäinen koko on yli 33 kaariminuuttia.

Päivämäärä
Geosentrinen etäisyys [km]
Näennäinen koko [kaariminuuttia]
14.11.2016
356 520
33,52
14.12.2016
359 447
33,24
3.12.2017
357 983
33,38
2.1.2018
356 602
33,51
31.1.2018
360 198
33,17
21.1.2019
357 715
33,40
19.2.2019
356 843
33,49
21.3.2019
360 768
33.12



26.11.2034
356 446
33,52

Taulukosta nähdään heti, että 2. tammikuuta 2018 ”superkuu” on aivan hyvin verrattavissa nyt marraskuussa esiintyneeseen. Kokoeroa on vain 0,01 kaariminuuttia, eli 0,6 kaarisekuntia. Kun ilmakehän aiheuttama erotustarkkuuden menetys, 1 kaarisekunti otetaan huomioon, eroa näiden kahden ”superkuun” välillä ei ole.

Sitten helmikuun 19. päivä vuonna 2019 tilanne on lähes sama, Kuun näennäisten kokojen ero on vain 0,03 kaariminuuttia eli 1,8 kaarisekuntia. Tämä ero on juuria ja juuri havaittavissa harrastajakaukoputkilla valokuvatessa, jos Kuu olisi zeniitissä. Muilla korkeuksilla ero peittyy ilmakehän turbulenssin aiheuttamaan erotuskyvyn heikkenemisen alle.

Jos tarkastellaan ”superkuun” havaitsemista ilman optisia apuvälineitä, niin silloin täytyy ottaa huomioon myös ihmissilmän erotuskyky. Kirjallisuudessa sille annetaan arvo 1 kaariminuutti. Todellisuudessa ainakin osalla ihmisistä on jonkin verran tarkempi näkökyky, mutta tarkastellaan ”superkuita” nyt tämän lukuarvon kannalta. Kaikki taulukossa esitetyt ”superkuut” ovat näennäiseltä kooltaan alle yhden kaartiminuutin sisällä samankokoisia.

Päätelmä on siis, että käytännössä ”superkuu” toistuu noin 14 kuukauden välein kahden tai kolmen täysikuun ryppäissä riippumatta siitä, mitä matematiikka kertoo. Kyseessä ei siis ole lainkaan harvinainen ilmiö, vaan hyvinkin tavallinen.


keskiviikko 9. marraskuuta 2016

Schiaparelli näyttää räjähtäneen

MRO-luotaimen ottamat värikuvat laskeutumis-
luotaimen törmäyspaikasta ja laskuvarjosta.
Kuva ESA.
Euroopan avaruusjärjestön Schiaparelli-laskeutumisluotain näyttää räjähtäneen törmättyään Marsin pintaan 19. lokakuuta. Tällaiseen tulokseen ESA on tullut, tutkittuaan marraskuun 1. päivänä Mars Reconnaissance Orbiter -luotaimen ottamia värikuvia.

Värikuvat paljastavat vaaleita kappaleita putoamispaikan ympäristössä ja itse törmäyskohdasta lähtee säteittäisesti tummia juovia, joita tutkijat arvelevat räjähdyksen aiheuttamaksi nokivanoiksi ja siirtyneeksi pintamateriaaliksi. Tutkijat ovat siinä käsityksessä, että luotaimen jarrutus moottoreilla ehti kestää vain kolme sekuntia ennen törmäystä. Suunnitelmissa oli 30 sekunnin jarrutus, joten polttoainetta oli ehtinyt kulua vain noin 10 % joten tömäys 84 m/s nopeudella räjäytti kaiken käyttämättömän polttoaineen.

Noin 900 metrin etäisyydellä törmäyskohdasta etelään on laskuvarjo, jolla luotaimen vauhtia hidastettiin ennen rakettimoottoreiden käynnistystä. Se irrotettiin yhdessä takimmaisen lämpökilven kanssa suunnitelmien mukaisesti. Laskuvarjo putosi Marsin pinnalle ja lämpökilpi on ankkuroinut sen paikoilleen. Itse varjo lepattelee Marsin tuulten osuessa siihen.



lauantai 5. marraskuuta 2016

Superkuu maanantaina 14. marraskuuta

"Superkuu" on 14.11.2016.
Täysikuu näyttää tavallista suuremmalta ja kirkkaammalta maanantaina 14. marraskuuta noustessaan horisontista kello 16.29 Tampereen horisontin mukaan.  Nouseva Kuu näkyy halkaisijaltaan 14 % suurempalta ja noin 30 % kirkkaammalta kuin sellaisen täysikuun aikaan, jolloin se näkyy kaikkein pienimmältä ja himmeimmältä.  Eroa on vaikea huomata muistinvaraisesti, mutta jos olet joskus valokuvannut nousevaa täysikuuta, niin sään salliessa voit uusia valokuvaamisen samalla laitteistolla ja kuvia vertaamalla ero pitäisi olla selvä.

”Superkuu”[1] jolla nimellä tämä suurikokoinen ja kirkas täysikuu tunnetaan, johtuu Kuun radan soikeudesta. Kuun rata on lähimmillään maapalloa 356 400 km ja etäisimmillään 406 700 km (geosentrisesti). Kuun rata kuitenkin muokkautuu jatkuvasti, joten tällä kertaa perigeumin geosentrinen etäisyys on 356 509 km.

Noin 14 kuukauden välein täysikuu on radan lähimmän pisteen, perigemiumin, läheisyydessä. Tällä kertaa ero näiden kahden tapahtuman välillä on vain hieman yli 2 tuntia, kello 13:36 Kuu on perigemiumissa ennen täysikuuta. Seuraavan kerran yhtä lähellä toisiaan täysikuun ja perigeumin ajankohta on 25. marraskuuta 2034.

Koska täysikuu ja perigeum eivät ole aivan radan samassa pisteessä, Kuun etäisyys poikkeaa hieman lyhimmästä mahdollisesta etäisyydestä. Tällä kertaa etäisyyttä täysikuun hetkellä on 356 520 km, eli noin 11 km perigeumia enemmän.

Jos tarkastellaan Kuun etäisyyttä toposentrisesti, eli havaitsijan kannalta, niin silloin tilanne muuttuu jonkin verran. Kuun ollessa perigeumissa kello 13.36 Kuu ei vielä ole horisontin yläpuolella. Etäisyys Kuuhun on 358 018 km. Täysikuu on kello 15.52, jolloin Kuu on edelleen horisontin alapuolella ja etäisyyttä on 356 970 km. Kuun nousu tapahtuu kello 16.29 jolloin etäisyyttä on 356 575 km. Etäisyys on lyhin 352 374 km, kun Kuu ylittää etelämeridiaanin seuraavan yönä kello 0.35. Kuun lasku horisonttiin tapahtuu seuraavana päivänä kello 9.02 ja etäisyyttä silloin on jo 357 245 km.

Kuun näennäinen koko riippuu Kuun todellisesta etäisyydestä. Perigemiumissa Kuun näennäinen koko on 33,38 kaariminuuttia, täysikuun aikaan 33,47’, noustessa 33,51’, etelämeridiaanin ylityksen tapahtuessa 33,91’ ja laskiessa 33,45 kaariminuuttia.

Alla olevassa taulukossa on nämä numerotiedot helpommin etsittävässä muodossa.


Huomautukset

[1] ”Superkuu” käsite on pompannut suuren yleisön tietoisuuteen ja medioiden otsikoihin parin viimevuoden aikana. Tieteen kannalta tällä ei ole mitään merkitystä, mutta saadaanhan sillä revittyä isoja otsikoita ja luonnollisesti myös yleisön mielenkiinnon Kuun havaitsemiseen. Tämä jälkimmäinen asia on tietysti hieno juttu, sillä oman käsitykseni mukaan Kuu on aikatavalla aliarvostettu havaintokohde jopa tähtiharrastajien keskuudessa. Se, etenkin täysikuun aikaan, koetaan vain häiriötekijäksi ”hienompien” syvä taivaan kohteiden havaintoja tehtäessä. Onneksi tähtitieteellinen yhdistys Ursa on nostanut ”kissan pöydälle” ja kampanjoi Kuun havaitsemisen puolesta.