Starliner lähdössä toiselle testilennolle

Boeing yhtiön Starliner miehistöalus on lähdössä toiselle testilennolle (OFT-2) heinäkuun 30. päivän iltana Suomen aikaa. Lento on miehittämätön ja se suuntautuu Kansainväliselle avaruusasemalle. Telakointi avaruusasemalla tapahtunee seuraavana päivänä.

NASAn ja Boeing-yhtiön työntekijät valmistelevat tulevaa lentoa. Kuva Boeing/John Proferes.

Kantorakettina on Inited Launch Alliance:n Atlas V ja laukaisu tapahtuu Cape Canaveralin laukaisukompleksista 41. Jos lento onnistu kaikin puolin, NASA suunnittelee miehitetyn testilennon (CFT) suorittamista vielä tämän vuoden aikana.

Boeing yhtiön Starliner ohjelma on myöhässä alkuperäisestä aikataulustaan. Ensimmäinen testilento tapahtui joulukuussa 2019. Ensilennon piti tapahtua suunnilleen saman aikataulun mukaan kuin SpaceX yhtiön lennot, mutta odottamattomien ongelmien vuoksi ja jopa koronapandemian vuoksi aikataulu ei ole pitänyt. Nykyinen laukaisupäivämäärä päätettiin maaliskuun alkupuolella, jolloin laukaisun piti tapahtua huhtikuun 2 päivä. Tätä ennen laukaisupäivää on siirretty monta kertaa aina muutama kuukausi kerrallaan.

Ensimmäinen amerikkalainen avaruuslento vuosikymmeneen

NASA ja SpaceX-yhtiö suunnittelevat ensimmäistä amerikkalaista avaruuslentoa Kansainväliselle avaruusasemalle vuosikymmeneen. Kantorakettina on SpaceX:n Falcon 9 kantoraketti ja sen kuormana on miehitetty Dragon avaruusalus. Astronautteina ovat Robert Behnken ja Douglas Hurley. Lähtö on suunniteltu tapahtuvaksi keskiviikkona 27. toukokuuta kello 23.33 Suomen aikaa Kennedyn avaruuskeskuksen laukaisualustalta 39A. Lento on nimetty Demo-2:ksi ja sen kestoa ei ole määritelty.

Dragon-alus telakoitumassa Kansainväliseen avaruusasemaan lennon Demo-1 aikana. Kuva NASA-TV.

Laukaisun jälkeen Dragon avaruusalus siirtyy Kansainvälisen avaruusaluksen radalle ja lähestyy sitä. Noin vuorokauden lähestymisvaiheen jälkeen avaruusalus on valmis telakoitumaan avaruusasemaan. Telakoitumisen hoitaa Behnken niiltä osin kuin se on tarpeellista. Dragon alus pystyy automaattiseen telakoitumiseen ja näinhän tapahtui Demo-1 lennolla, joka oli miehittämätön.

Molemmat astronautit ovat lentäneet aikaisemminkin avaruudessa. Behnken on ollut STS-123 ja STS-130 lennoilla mukana ja teki molemmilla lennoilla avaruuskävelyn. Harley puolestaan oli lennoilla STS-127 ja STS-135, joista jälkimmäinen suuntautu Hubble avaruusteleskoopille sen viimeisen huollon aikana heinäkuussa 2011.

Molemmat astronautit siirtyvät telakoinnin jälkeen Kansainväliselle avaruusasemalla ja heistä tulee aseman Expedition 63 miehistö. Avaruusasemalla työskentelyn aikana he suorittavat useita tieteellisiä kokeita ja testejä yhdessä asemalla työskentelevän miehistön kanssa.

Dragon-avaruusalus kykenee suorittamaan jopa 210 vuorokautta kestäviä avaruuslentoja. Demo-2 lento on kuitenkin varusteltu enintään 110 vuorokauden lentoa varten. Näin pitkään sen ei kuitenkaan odoteta asemalla viipyvän mutta tarkka paluun ajankohta määräytyy sen mukaan, miten muut kaupalliset ja aseman huoltoon liittyvät lennot ajoittuvat.

Paluu Maahan tapahtuu laskuvarjojen varassa Floridan itäpuoliselle Atlantin alueelle. Paluulentoa on vastassa SpaceX’n Go Navigator -alus, joka poimii mereen laskeutuneen avaruusaluksen ja kuljettaa sen takaisin Cape Canaveraliin. Lennon onnistuessa NASA voi hyväksyä Dragon alukset varsinaiseen toimintaan säännöllisten miehitettyjen lentojen suorittamiseksi. Tulevaisuudessa Dragon aluksia voidaan käyttää mm. Kuuhun suuntautuvilla lennoilla.

SpaceX-yhtiön kilpailija Boeing on kehittänyt omaa miehitettyjen lentojen alusta Starlineria. Sillä on kuitenkin ollut epäonnea ja vastoinkäymisiä kehittelytyön aikana ja projekti onkin pahasti myöhässä. Starlinerin ensimmäinen miehittämätön lento kuitenkin onnistui viime joulukuussa. Starlinerin kantoraketti on United Launch Alliance (ULA) Atlas V, jonka suorituskyky on suunnilleen samaa luokaa kuin Flagon 9 kantoraketin.

Jos olet kiinnostunut seuraamaan laukaisua, niin se on mahdollista NASA-tv:n https://www.nasa.gov/multimedia/nasatv/index.html#public sekä useiden eri sosiaalisen median kautta.

Tähtiharrastajan kaukoputki: Mitä kaukoputkella ei näe?

Edelleen jatkuvassa kirjoitussarjassa "Tähtiharrastajan kaukoputki" on syytä tässä vaiheessa käsitellä hieman sitä, mitä todellisuudessa kaukoputkella ei voi nähdä. Hienot kuvat aikakausilehdissä ja kirjoissa antavat helposti lukijalleen aivan väärän käsityksen siitä, mitä tähtiharrastajan kaukoputkella voi nähdä. 

 

Kuu on aloittelevan tähtiharrastaja ensimmäinen kohde ja erittäin hyvä siihen. Se löytyy taivaalta helposti ja kiikari tai kaukoputki on helppo suunnata siihen. Lisäksi kyse on kokonaisesta maailmasta, josta löytyy paljon uusia ja erittäin mielenkiintoisia yksityiskohtia. Jotkut kokeneet tähtiharrastajat tekevät vain ja ainoastaan havaintoja Kuusta, joten sen havaitseminen aloittelevallekin harrastajalle on mitä suositeltavinta. Kuva © Kari A. Kuure.

 

Valitettavasti maallikoilla odotukset ovat hyvin korkealla ja pettymys voi olla melkoinen, kun komeista kohteista ei ole jälkeäkään ja hyvälläkin havaintokelillä kaukoputkessa saattaa näkyä villisti kiehuva epäselvä läikkä, jonka tähtiopas kertoo olevan Mars-planeetta. Nämä samaiset harhakäsitykset kaukoputken suorituskyvystä aiheuttanee hyvin suurelta osin myös kaukoputki-kuumeen, ja se jos mikä harmittaa, kun näkymät kaukoputkessa eivät vastaakaan odotuksia.

Tulen käsittelemään yksityiskohtaisesti erilaisien kohteiden näkymistä tulevissa artikkeleissa, mutta aloitan kuitenkin siitä mitä kaukoputkella ei näy. Varmasti lukijoillani voisi olla monia muitakin kaukoputkella näkymättömiä kohteita mielessään, mutta tässä käsittelemäni ovat ne kaikkein yleisimmin tähtitornilla kysytyt kohteet.

Tämä on aivan yhtä tärkeä kysymys kuin se, että mitä näkyy. Kaukoputkella ei näy värejä, sillä silmän värinäkeminen on valomäärästä kiinni. Tästä syystä kaikki kohteet, kirkkaimpia tähtiä lukuun ottamatta, näkyvät kaukoputkessa harmaan sävyisinä. Sen sijaan valokuvatessa värit tulevat esille, sillä kameran sensorilla (tai filmin emulsiolla) ei ole mitään kynnysarvoa värien esille tulemiselle.

Kaukoputkella ei näe Kuusta amerikkalaisten Apollo-alusten laskeutumisosia. Sellaisen näkemiseen tarvittaisiin vähintään 20 metrin peilillä varustettu kaukoputki.

Kaukoputkella ei myöskään näe mustia aukkoja. Niitä tiedetään varmasti olevan vain galaksien keskustan alueilla, ja lähin sellainen on Linnunradan keskustassa, johon emme voi nähdä näkyvän valon aallonpituuksilla. Muut galaksit ovat aivan liian kaukana pienten kohteiden (kuten mustat aukot) näkymiseen muutoin kuin ammattilaisten laitteilla, jos silloinkaan.

Yksittäiset mustat aukot eivät säteile valoa, joten näemme ne vain siinä tapauksessa, että sinne putoaa ainetta kertymäkiekosta. Kertymäkiekko säteilee kuumentuessaan voimakkaasti valoa kaikilla mahdollisilla aallonpituuksilla.

Kaukoputkella ei voi havaita meteoreja, vaikka vahingossa joskus sellainen kuvakenttään saattaa osuakin. Meteorit ovat aivan liian lyhytaikaisia ilmiöitä, jotta kaukoputkea ehtisi suunnata sellaiseen. Sama ongelma pätee kiikariin, vaikka sen laajempi kuvakenttä salliikin kaukoputkea useammin satunnaisen meteorin näkemisen.

Kaukoputkella ei myöskään voi tehdä havaintoja revontulista. Vaikka olisi käynnissä voimakaskin revontulinäytelmä, kaukoputken kuvakentässä voisi korkeintaan näkyä hieman vihertävää utua.

Satelliittien näkeminen kaukoputkella on mahdollista, ja usein jotakin kohdetta havaittaessa kuvakentän ylittääkin nopeasti liikkuva valopiste – siis satelliitti. Vain muutamista maapallon kiertolaisista tehdään tarkoituksellisesti kaukoputkihavaintoja. Tällaisia kohteita ovat esimerkiksi Kansainvälinen avaruusasema, joka silloin tällöin muutamana iltana on näkyvillä Suomenkin horisontissa Lappia lukuun ottamatta. Aseman liikkuminen kuitenkin on sen verran nopeaa, että vaatii kunnollista kaukoputken käsittelytaitoa, jotta sitä voisi seurata muutamaa sekuntia pitempään.

Kaukoputkella ei myöskään näe ufoja, jos niillä ymmärretään avaruuden syvyyksistä kotoisin olevien muukalaisten avaruusaluksia. Sellaisia ei tiedetä koskaan maapallolla vierailleen päinvastaisista väitteistä huolimatta. Tähtien väliset etäisyydet ovat aivan liian pitkiä, että ne olisivat ylitettävissä millään ajateltavissa olevalla nopeudella, ei edes lähes valonnopeudella, ja millään ajateltavissa olevalla todellisella tekniikalla tai menetelmällä. Nämä rajoitukset koskevat niin ihmistä kuin mahdollisia avaruuden muukalaistakin. 

Sää

Hyvin yleinen harhaluulo on, että tähtikaukoputkella voisi nähdä pilvien lävitse. Tai ehkä kysymys on siitä, että ihmiset eivät vain kiinnitä huomiota tähtitaivaan näkymiseen – se kun ei oikein ota onnistuakseen keskikaupungin valoissa edes täysin kirkkaana iltana tai yönä. 

Pilvien läpi tähtitaivaalle ei tietystikään voi nähdä, vaan päinvastoin. Kaukoputkella havaitsemista haittaa tai jopa estää sellaisenkin vähäinen pilvisyys, joka ei vielä paljain silmin tai kiikarilla havaittaessa aiheuta suurtakaan haittaa. Ainoastaa kaikkein kirkkaimpia kohteita voidaan nähdä todella ohuiden cirrus-pilvien läpi.

Ilmakehän rauhattomuus (turbulenttisuus) aiheuttaa tähtien vilkkumista. Mitä huonompi keli sitä voimakkaammin ja ylempänä horisontista tähdet vilkkuvat. Huono keli merkitsee myös huonoa kuvan laatua kaukoputkella havaittaessa. Näin etenkin, kun havaittava kohde on lähellä horisonttia.

Kelin aiheuttaman huonon kuvanlaadun tunnistaa siitä, että keskitaivaalla olevat tähdet voi helposti tarkentaa ”neulan teräväksi” mutta horisontin lähellä oleva kohde ei tunnu tarkentuvan lainkaan. Lisäksi kohteen kuva näyttää ”hyppivän” tai ”kiehuvan” kuvakentässä, ja kohteen ylä- ja alareunassa näkyy värihajontaa.

Parempaan kuvanlaatuun

Vuorokauden ajoista aamuyö on ehdottomasti parasta havaintoaikaa kelin suhteen. Usein ei kuitenkaan viitsi kaivautua lämpimästä vuoteesta ja lähteä yöhön pakkaseen havaintojen tekemiseen. Tästä syystä useimmat havainnot tehdään iltayöstä, jolloin pitää nähdä hieman vaivaa paremman kuvanlaadun saamiseksi.

Ehkä tärkein toimenpide ennen havaintoja on viedä kaukoputki ulos jäähtymään. Sisällä lämpimässä säilytetyn kaukoputken lämpö alenee ympäristön lämpötilaan noin tunnissa tai parissa, jolloin kuvan laatua huonontavat putkivirtaukset heikkenevät ja katoavat kokonaan. Aika riippuu hieman kaukoputken koosta ja tyypistä, pienimmät kaukoputket jäähtyvät nopeammin kuin suuret. Kaukoputken jäähtymiseen kuluvan ajan voi hyödyntää esimerkiksi kaukoputkenjalustan suuntaamiseen, joka ei aina ole niitä nopeimmin tehtyjä valmisteluja.

Jos teet havaintoja pihalla, rakennusten yläpuolella on yleensä kerros erittäin turbulenttisia virtauksia. Tämä johtuu rakennuksista tulevasta lämmöstä ja tuulen aiheuttamista epätasaisista ilmavirtauksista. Rakennuksen yli havaittaessa kuvan laatu voi heiketä tästä syystä. Samasta syystä elokuussa kuuma asfaltti aiheuttaa ilman väreilyä ja keli huononee merkittävästi alkuillasta.

 

 

Hyvä ja paha otsoni

SAGE III -sensorit mittaavat ilmakehän

otsonipitoisuutta käyttäen Aurinkoa

ja Kuuta välonlähteenään niiden

"noustessa" ja valon kulkiessa ilmakehän

Stratosfäärin läpi. Kuva NASA.

Maapallon ilmakehässä oleva otsoni on joko hyvää tai pahaa, riippuen siitä, missä se sijaitsee. Pahaa otsonia on maanpinnalla, jossa se on määritelty saasteeksi. Sitä syntyy liikenteen ja teollisuuden prosessien sivutuotteina ja erityisesti sitä esiintyy toimistoissa, jossa otetaan paljon valokopioita. Hengitettynä otsoni ärsyttää hengityselimiä ja voi jopa aiheuttaa useita eri sairauksia, jos altistus on jatkuvaa.

Hyvää otsoni sijaitsee maapalon ilmakehän stratosfäärissä, noin 25 km korkeudella. Siellä sitä syntyy ilmakehän hapesta Auringon uv-säteilyn vaikutuksesta. Sama uv-säteily myös pilkkoo otsoni molekyylejä; erityisesti jos läsnä on klooria ja sen yhdisteitä, otsonin katoaminen on hyvin runsasta.  Otsonikerroksen katoaminen selittyy osittain myös sillä, että otsonia kaikkiaan on hyvin vähän, normaali-ilmanpaineessa se puristuisi vain 3 mm vahvuiseksi kerrokseksi.

Otsonikerroksen tärkeys liittyy sen kykyyn absorboida itseensä Auringosta tulevasta valosta suurimman osan uv-säteilystä. Vain hyvin vähäinen osa uv-säteilystä päätyy maanpinnalle asti, jossa se on yleisesti haitallista vaurioittaessaan eläinten kudoksia ja kasvien lehtien pintarakenteita.

Ensimmäisenä kloorin ongelmallisuuden havaitsivat kemistit Frank Rowland ja Mario Molina 1970-luvulla Kalifornian yliopistossa. Erityisesti klooratut ja fluoratut hiilivedyt (CFC), joita tuolloin käytettiin runsaasti jäähdytyslaitteissa ja aerosolivalmisteissa, päätyivät syytettyjen penkille. Ilmakehään päästessään, nämä yhdisteet tuhoavat otsonia, mikä erityisesti huoletti tutkijoita. Ilmakehän otsonipitoisuuden kansainväliset tutkimukset käynnistyivät tuota pikaa. Vuonna 1985 brittiläinen etelänavan tutkimusretkikunta havaitsi otsoniaukon Etelämantereen yläpuolella.

Tieteen historiassa ei ole toista tapausta, jossa poliitikot ja päättäjät olisivat ryhtyneet tositoimiin yhtä nopeasti. Jo vuonna 1987 Montrealissa päädyttiin kansainväliseen sopimukseen CFC-yhdisteiden valmistuksen ja käytön kieltämiseen. Sopimus allekirjoitettiin syyskuussa 1987, ja sen ratifioivat kaikki YK:n jäsenvaltiot.

Sopimuksen seurauksena ilmakehään vapautuvien CFC-yhdisteiden määrä alkoi nopeasti laskea, mutta itse otsoniaukko ei juuri vähentymiseen reagoinut. Joka kevät (syys–marraskuussa) Etelämantereen yläpuolelle syntyy uusi aukko. Vasta aivan viime vuosina jonkinlaista aukon pienentymistä on ollut havaittavissa. Hidas vaste selittyy CFC-yhdisteiden kestävyydellä, ne hajoavat hyvin hitaasti etenkin stratosfäärin olosuhteissa, jossa lämpötila on hyvin alhainen.

CFC-yhdisteiden valmistuskiellon jälkeen ne on korvattu samantapaisilla klooratuilla ja fluoratuilla hiilivedyillä. Näiden uusien yhdisteiden pitäisi olla ympäristöystävällisempiä, mutta loppujen lopuksi siitä ei ole mitään takeita. Lisäksi esimerkiksi litteiden televisio- ja tietokonemonitorien valmistuksessa käytetään kaasuja, jotka ovat paljon vaarallisempi kuin CFC-yhdisteet. Otsonikerroksen palautuminen on ehkä juuri näistä syistä hidasta. Tutkijat arvelevat otsonikerroksen palautuvan entiselleen joskus vuoden 2050 tienoilla.

Ihmisen aiheuttama päästöt eivät ole ainoa syy otsonikatoon. Luonto itse järjestää aika ajoin aerosolihiukkasten pääsyn stratosfääriin rajujen tulivuorten purkauksien aikana. Hyvin hienojakoinen vulkaaninen tuhka saattaa nousta otsonikerrokseen, jossa se leijuu vuosikausia. Tuhkahiukkaset toimivat katalyyttisenä alustana, joiden pinnalla tapahtuu otsonikatoa. Tästä syystä luonnontilainen otsonikerros ei ole vakio, vaan siinä tapahtuu vaihtelua. Rajuja tulivuorten purkauksia kun tapahtuu muutamien vuosien välein, ja niistä päätyy tuhkaa stratosfääriin ehkä noin kerran vuosikymmenessä, joskus useamminkin.

Nasan teknikko tarkastamassa SAGE III

-sensoria. Se on tarkoitus viedä vuonna

2014 Kansaiväliselle avaruusasemalle.

Kuva NASA.

Nasa on lähettänyt vuosien kuluessa kaksi SAGE-sensorein ( Startospheric Aerosol and Gas Experiment) varustettua satelliittia  vuosina 1979 (SAGE) ja 1984(SAGE II) . SAGE III -sensorit kiinnitettiin myös Venäläiseen Meteor-3M-satellittiin vuonna 2001. Se on mitannut otsonipitoisuuksia ilmakehästä hyvin suurella tarkkuudella, jollaiseen ei aikaisemmin ollut päästy.

Ensi vuona Nasa kuljetuttaa Space X -kantoraketilla Kansainväliselle avaruusalukselle uuden SAGE III -sensorin. Se käyttää valonlähteenään niin Aurinkoa kuin Kuutakin, kun jompikumpi näkyy ”nousevan” ilmakehän läpi. Sijoituspaikastaan SAGE III -sensorit voivat mitata otsonipitoisuuksia aina tropopausiin ja jopa hieman alempaakin ilmakehän kerroksista, joissa matkustajalentokoneet lentävät. Mittaustarkkuuden odotetaan olevan parempi kuin 1 %.