Artemis 1: lähtö on lauantaina

Maanantaiksi suunniteltu Artemis 1 -lennon lähtö viivästyi yhden rakettimoottorin jäädytysongelman vuoksi. NASAn insinöörit uskovat selvittäneensä ongelman syyn ja aloittavat jäähdyttämisen hieman aikaisemmassa vaiheessa lähtölaskentaa.

Seuraava lähtöajankohta on lauantaina 3.9. kello 21.17 Suomen aikaa.

Jos kaikki menee suunnitelmien mukaisesti tällä lennolla, seuraava, Artemis 2, on miehitetty. Se tekee kuitenkin samanlaisen testilennon Kuun ympäri kuin nyt Artemis 1 tulee tekemään. Artemis 2 -lento olisi lähdössä vuonna 2024. Ensimmäinen Kuuhun laskeutuva miehitetty lento, Artemis 3, voi olla vuorossa vuonna 2025. Laskeutuminen tehtäneen lähelle Kuun etelänapaa.

Ensimmäisen laskeutuvan Artemislennon suunnitellut laskeutumispaikat Kuun etelänavan seudulla. NASA tekee valintansa laskeutumispaikasta myöhemmin. Kuva NASA.

Artemis 1 lento on alkamassa

NASA laukaisee ensimmäisen Artemis-lennon maanantaina 29. elokuuta noin kello 16.30 Suomen aikaa. Lento on miehittämätön ja se ensimmäinen testilento Kuun kiertävällä radalla. Lennon pituus on kaikkiaan noin 42 vuorokautta. Jos lento alkaa suunnitellusti, paluun pitäisi tapahtua lokakuun 10. päivänä Tyyneen valtamereen.

Artemis 1 -lento valmiina laukaisuun. Kuva NASA.

Kantorakettina on SLS ja laukaisu tapahtuu Kennedyn avaruuskeskuksen laukaisualustalta 39B, joka on laukaisualusta 39A viereinen. Apollo 11 lento alkoi laukaisualustalta 39A. SLS-kantoraketin ensimmäisessä vaiheessa on neljä RS-25 moottoria, jotka kiidättävät raketin 90 sekunnissa ilmakehän ulkopuolelle. Raketissa on myös kaksi kiinteää ajoainetta käyttävää kiihdytinrakettia, jotka ovat käytössä lähdöstä alkaen kahden minuutin ajan. Sen jälkeen ne poistetaan tehtävänsä tehneenä.

Ensimmäisen rakettivaiheen polttoaine tulee käytetyksi noin kahdeksassa minuutissa, jonka jälkeen se irrotetaan samoin kuin pelastustorni. Tämän jälkeen käynnistyy nestemäistä ajoainetta sisältävä kiihdytinvaihe (ICPS), jonka moottorit kiihdyttävät kuulennolle menevää Orion-hyötykuormaa (mm. miehistömoduulia) noin kahden tunnin ajan. ICPS irrotetaan ja se laukaisee kymmenen pientä satelliittia (CubeSats) radalle Kuuhun menevälle radalle. Orionin huoltomoduuli on eurooppalaisvalmisteinen ja se on ESA osuus lennoista. Orionissa on osittain suomalaisvalmisteinen säteilymittari, joka mittaa säteilyolosuhteita lennon aikana ja tulevilla lennoilla miehistön saamaa säteilyannosta.

Artemis 1 -lennon vaiheet ja rata. Kuva NASA.

Lento Kuuhun kestää muutaman vuorokauden ja saavuttaessaan sen, Orion ohittaa sen noin 100 km korkeudelta. Sen jälkeen alus kiertää Kuun hyvin pitkällä radalla, jonka etäisin piste on 64 000 km etäisyydellä Kuusta. Tässä vaiheessa syntyy uusi ennätys, sillä edellinen ennätys oli ”vain” 48 000 km ja sen teki Apollo 13 lento.  Paluuvaiheen aikana Orion ohittaa jälleen Kuun hyvin läheltä ja suuntaa kohti maapalloa. Orion alus saapuu muutaman vuorokauden kuluessa Maan ilmakehään ja laskeutuu laskuvarjojen varassa Tyynen valtamereen San Diegon rannikolla.

Havainnekuva Orion aluksen ja siihen kiinnitetyn eurooppalaisvalmisteisen huoltomoduulin lennosta lähellä Kuun pintaa. Kuva ESA/NASA.

Laskeutuvaa Orion-alusta on vastassa erikoisvalmisteinen laiva, jonka uumeniin avaruusalus hinataan. Vastaanottajat pyrkivät pelastamaan myös käytetyt laskuvarjot ja koteloiden kannet.

Artemis 1 -lento on miehittämätön. Lennon tarkoituksena on testata kaikki järjestelmät hyvin perusteellisesti, jotta tulevat miehitetyt lennot olisivat turvallisia toteuttaa. Huolimatta siitä, että lennon suuret linjat muistuttavat jossain määrin Apollo-lentojen kaavaa, kaikki laitteet on valmistettu nykyvaatimusten mukaisesti. Tällä kertaa ei ole minkäänlaista avaruuskilpaa siitä, kuka ehtii ensimmäisenä Kuuhun kuten 1960-luvulla, joten lentoihin voidaan valmistautua huolellisesti ja turvallisuutta ajatellen.

Laskeutuminen tapahtuu mereen, aivan samoin kuin Apollo-lennoilla. Kuva NASA.

Artemis 1 lennon avulla saatetaan matkaan CubeSats-satelliitit, jotka tekevät tieteellisiä havaintoja Kuusta ja sen ympäristön olosuhteista. Yksi satelliiteista käyttää aurinkopurjetta, jonka avulla se yrittää tavoittaa Maata lähestyvän asteroidin. Lisäksi pari satelliittia on ns. demostraatiolaitteita, joilla pyritään todentamaan työntövoimalaitteiden (propulsio) toimintaa. Lisäksi joitakin havaintolaitteita on Orion-aluksessa ja ne tietysti palaavat Maahan Orionkin mukana.

Kuvassa Orion-aluksen "kapteeni" lennon aikaisessa avaruuspuvussa. Kuva NASA.

Vaikka lento on miehittämätön, siinä on mukana kolme ”matkustajaa”. Lennon komentajan istuimeen on kiinnitetty ihmistä vastaava nukke laukaisuaikaisessa avaruuspuvussa. Sen lisäksi muilla istuimilla on kaksi torsoa, joista toinen on naisvartalon ja elimet sisältävä. Toinen torso vastaa miehen anatomiaa. Kaikki ”matkustajat” on täytetty erilaisilla passiivisilla ja aktiivisilla antureilla ja mittalaitteilla. Passiivisia antureita on yli 5 600 ja aktiivisia mittalaitteita 34. Miestorso on puettu suojaliiviin, kun naistorsolla ei liiviä ole. Suojaliivin tarkoituksena on selvittää sen kykyä suojata astronautteja säteilyltä lennon aikana.

Atermis 1 -lennon "miehistö". Kuva NASA.

 

 

 

Venäjä jättää Kansainvälisen avaruusaseman

Moskovasta tulleiden tietojen mukaan Venäjä on jättämässä yhteistyön Kansainvälisen avaruusaseman ylläpidossa vuoden 2024 jälkeen. Syynä kansainväliset pakotteet ja jännittynyt tilanne USAn ja Venäjän välillä.

Kansainvälinen avaruusasema nykyisessä kokoonpanossaan. Kuva NASA.

 
Kansainväliselle avaruusasemalle suuntautuneet miehitetyt lennot ovat olleet nykyisen Venäjän avaruusohjelman ja etenkin miehitettyjen lentojen selkäranka, jonka poistuminen lamauttaa ja romuttaa Venäjän kyvyn miehitettyihin lentoihin hyvin nopeasti. Roskosmoksen johtaja Juri Borisov kertoi Putinille suunnitelmistaan rakentaa Venäjän oma avaruusasema, mutta sen valmistuminen vie ainakin vuosikymmenen aikaa. Tällä hetkellä näyttääkin siltä, että Venäjän ei kykene avaruusasemaa rakentamaan.

Toistaiseksi NASA ei ole saanut virallista ilmoitusta avaruusyhteistyön päättymisestä. Venäläinen avaruusasiantuntija Vadim Lukaševitš kommentoi tietoja uutistoimisto AFPlle, että Venäjällä ei ole paikkaa minne lentää yhteistyön päätyttyä. Tällä hetkellä Venäjä avaruusviranomaiset voivat suunnitella tulevia toimintoja vain muutaman kuukauden ajalle, ja näissä olosuhteissa ei avaruusasemaa rakenneta. Samaa mieltä on myös avaruusanalyytikko Vitali Jegorov.

Miehitettyjen lentojen päättyminen jopa useiksi vuosiksi tai jopa kokonaan johtaa myös Baikonurin aseman vuokraamisen päättymiseen Kazakstanista. Kantoraketteja valmistavan Energia yhtiön pääsuunnittelija Vladimir Solovjov arvelee, että miehitettyjä ei niiden päätymisen jälkeen pystytä aloittamaan uudelleen muutaman vuoden kuluttua.

Roskosmoksen edellinen johtaja Dmitri Rogozin, sai potkut heinäkuun puolivälissä. Syitä potkuihin on varmasti useita, varsinkin korruption paljastuminen mutta ehkä myös räiskyvät lausunnot, joiden mukaan ISS voisi pudota hallitsemattomasti Pohjois-Amerikkaan tai Eurooppaan. Hallitsemattomasta putoamisesta ei ole pelkoa, sillä asemaa voidaan ohjata ja se säilyttää ratansa, vaikka venäläisiä avaruusaseman osia ei olisikaan käytössä. Tosin asemaan päämoottorit ovat nimenomaan venäläisessä moduulissa, joten se jouduttaneen korvaamaan viimeistään yhteistyön päättymisen aikoihin. NASA on ilmoittanut käyttävänsä asemaa ainakin vuoteen 2030 asti. Avaruusaseman kokoaminen aloitettiin vuonna 1998, joten ei ole mikään yllätys, että joitakin oleellisia moduuleita jouduttaneen korvaamaan uudemmilla ennen pitkään.

Webbin kuvat: Etäisin ja samalla varhaisin galaksi

James Webb avaruusteleskoopilla on onnistuttu havaitsemaan toistaiseksi etäisin ja samalla varhaisin galaksi. Galaksi tunnetaan nyt luettelotunnuksella GLASS-z13 ja nyt havaittu valo on lähtenyt noin 13,5 miljardia vuotta sitten, vain noin 300 miljoonan vuoden ikäisestä maailmankaikkeudesta. Tämä on noin 100 miljoonaa vuotta aikaisempi kuin mitä tähän asti etäisin kohde (galaksi HD1) on ollut. Nykyisessä maailmankaikkeudessa galaksi GLASS-z13 sijaitsee noin 33 miljardin valovuoden etäisyydellä, sillä sen jälkeen, kun nykyisin havaittu valo on lähtenyt liikkeelle, maailmankaikkeus on laajentunut hyvin paljon.

Ensimmäinen Webbin kuvista, joka tehtiin värikuvaksi jo ennen heinäkuun 12. päivänä julkaistua viittä kuvaa. Tätä kuvaa ei sarjassa kuitenkaan julkaistu, sillä siitä löytyi mielenkiintoinen kohde, joka osoittautui kaukaisimmaksi galaksiksi mitä tähän asti on havaittu. Kuva NASA.

 Kuva NASA, ESA, CSA, and STScI/AFP.

Galaksin punasiirtymä on z > 11, toisin sanoen aallonpituus on kasvanut yksitoistakertaiseksi. Infrapunaisena näkyvä valo on lähtenyt liikkeelle hyvin lyhytaaltoisena uv-säteilynä. Galaksin halkaisijaksi tutkijat laskevat vain 1 600 valovuotta, siis hyvin paljon pienempi kuin esimerkiksi Linnunrata (Ø ~ 150 000 valovuotta). Pienestä koosta huolimatta tutkijat arvioivat galaksin massaksi noin miljardi auringonmassaa.

Tutkimusta ei vielä ole vertaisarvioitu mutta tutkimusryhmän vetäjä Rohan Naidu (Harvardin yliopisto) on hyvin toiveikas tutkimuksen tuloksen todenperäisyydestä, sillä myös toinen tutkimusryhmä (johtajanaan Marco Castellano, National Institute of Astrophysics | INAF · Astronomical Observatory of Rome) on päätynyt samoihin päätelmiin.

Toistaiseksi galaksin GLASS-z13 tarkka etäisyysmääritys on tehty epäsuorasti käyttäen hyväksi avaruudessa olevan neutraalin vedyn ominaisuutta absorboida tiettyjä ir-aallonpituuksia. Tarkka etäisyys täytyy kuitenkin määrittää spektrimittauksissa kerätystä datasta ja tutkijat ovat pyytäneet Webbistä havaintoaikaa tällaisten havaintojen tekemiseksi.

Suuresta Magellanin pilvestä löytyi lepotilassa olevan musta aukko

eso2210fi — Tutkimustiedote 18. heinäkuuta 2022, Turku

Kansainvälinen asiantuntijoiden ryhmä, joka on useasti kritisoinut raportoituja mustien aukkojen löytöjä, on nyt löytänyt tähtien massaisen mustan aukon naapurigalaksi Suuresta Magellanin pilvestä. ”Ensimmäistä kertaa tiimimme raportoi mustan aukon löydöstä sen sijaan, että hylkäisi sellaisen”, tutkimuksen johtaja Tomer Shenar sanoi. Lisäksi he havaitsivat, että mustan aukon synnyttänyt tähti katosi ilman merkkejä voimakkaasta räjähdyksestä. Löytö tehtiin Euroopan eteläisen observatorion VLT-teleskoopilla (ESO:n Very Large Telescope) kuuden vuoden aikana tehtyjen havaintojen avulla.

Tämän taiteilijan näkemys kuvaa, miltä kaksoistähtijärjestelmä VFTS 243 voisi näyttää, jos tarkkailisimme sitä läheltä. Järjestelmä, joka sijaitsee Tarantula-sumussa Suuressa Magellanin pilvessä, koostuu kuumasta, sinisestä tähdestä, jonka massa on 25 Auringon massaa, ja mustasta aukosta, jonka massa on vähintään yhdeksänkertainen Aurinkoon verrattuna. Kaksoistähtikomponenttien koot eivät ole mittakaavassa. Todellisuudessa sininen tähti on noin 200 000 kertaa mustaa aukkoa suurempi. Kuva ESO/L. Calçada.

"Tunnistimme 'neulan heinäsuovassa'”, sanoi Shenar, joka aloitti tutkimuksen KU Leuvenissa Belgiassa ^[1] ja on nyt Marie-Curie -tutkijana Amsterdamin yliopistossa Alankomaissa. Vaikka muita vastaavia musta aukko kandidaatteja onkin ehdotettu, tutkimusryhmä sanoo, että tämä on ensimmäinen ”lepotilassa oleva” tähtien massainen musta aukko, joka on yksiselitteisesti havaittu galaksimme ulkopuolelta.

Tähtien massaisia mustia aukkoja muodostuu, kun massiiviset tähdet saavuttavat kehityskaarensa lopun ja romahtavat oman gravitaation vaikutuksesta. Kaksoistähdissä, jotka kiertävät toistensa ympäri, prosessin seurauksena jäljelle jää musta aukko, jota seuralaistähti kiertää. Musta aukko on ”lepotilassa”, jos se ei juurikaan emittoi röntgensäteilyä, josta tällaiset mustat aukot tyypillisesti havaitaan. ”On uskomatonta, että tuskin tunnemme yhtään lepotilassa olevaa mustaa aukkoa, kun otetaan huomioon, kuinka yleisiä tähtitieteilijät uskovat niiden olevan”, yksi artikkelin kirjoittajista Pablo Marchant KU Leuvenista, sanoi. Juuri löydetty musta aukko on vähintään yhdeksän kertaa Auringon massainen, ja kiertää kuumaa, sinistä tähteä, joka painaa 25 kertaa Auringon massan verran.

Lepotilassa olevia mustia aukkoja on erityisen vaikeita havaita, koska ne eivät ole juurikaan ympäristönsä kanssa vuorovaikutuksessa. ”Olemme etsineet yli kahden vuoden ajan tällaisia kaksoismusta-aukkojärjestelmiä”, yksi artikkelin kirjoittajista Julia Bodensteiner, Saksan ESO tutkija, sanoi. ”Olin erittäin innoissani, kun kuulin VFTS 243:sta, joka on mielestäni vakuuttavin tähän mennessä ilmoitetuista ehdokkaista”. ^[2]

VFTS 243:n löytämiseksi tutkimusryhmä tarkasteli lähes tuhatta massiivista tähteä Suuren Magellanin pilven Tarantula-sumun alueelta. He etsivät tähtiä, joilla voisi olla mustia aukkoja kumppaneinaan. Näiden kumppaneiden tunnistaminen mustiksi aukoiksi on erittäin vaikeaa, koska on olemassa niin monia eri vaihtoehtoja.

Tämä on 30 Doradus tähtienmuodostusalueen yhdistelmäkuva, joka tunnetaan myös nimellä Tarantula-sumu. Taustakuva on otettu infrapunassa ja myös se itsessään on yhdistelmäkuva. Se otettiin ESO:n VLT-teleskoopin (VLT) HAWK-I-instrumentilla ja Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy, eli VISTA-teleskoopilla. Siinä näkyy kirkkaita tähtiä ja heikkoja pinkin värisiä kuuman kaasun pilviä. Kuvaan lisätyt ja siinä näkyvät kirkkaan punakeltaiset raidat ovat peräisin ALMA:n (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) radiohavainnoista, jotka paljastavat kylmän ja tiheän kaasun alueita. Nämä voivat myöhemmin romahtaa ja muodostaa tähtiä. Kaasupilvien ainutlaatuinen verkkomainen rakenne on saanut tähtitieteilijät niemämään sumun hämähäkkilajin mukaan. Kuva ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Wong et al., ESO/M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey. Acknowledgment: Cambridge Astronomical Survey Unit.

”Tutkijana, joka on viime vuosina ollut kriittinen useita musta aukko löytöjä kohtaan, olin erittäin skeptinen tämän löydön suhteen”, Shenar sanoi. Myös toinen tutkija epäili löytöä. Hän oli Kareem El-Badry Harvard & Smithsonian astrofysiikan keskuksesta Yhdysvalloista ja yksi tutkimuksen tekijöistä, ja jota Shenar kutsuu ”mustan aukon hävittäjäksi”. ”Kun Tomer pyysi minua tarkistamaan havaintonsa uudelleen, minulla oli sen suhteen epäilyksiä. Mutta en löytänyt uskottavaa selitystä, joihin musta aukko ei olisi liittynyt”, El-Badry selitti.

Löytö antaa tutkimusryhmälle myös ainutlaatuisen näkymän mustien aukkojen muodostumiseen liittyviin prosesseihin. Tähtitieteilijät uskovat, että tähtien massainen musta aukko muodostuu kuolevan massiivisen tähden ytimen romahtaessa, mutta on edelleen epävarmaa, liittyykö tähän voimakas supernovaräjähdys vai ei.

”Tähti, joka on muodostanut VFTS 243:n mustan aukon, näyttää romahtaneen kokonaan, eikä siinä ole merkkejä aiemmasta räjähdyksestä”, Shenar kertoi. ”Todisteita tästä 'suoran romahduksen' skenaariosta on tullut viime aikoina esille, mutta tutkimuksemme tarjoaa epäilemättä yhden suorimmista viitteistä tähän suuntaan. Tällä on valtavia vaikutuksia mustien aukkojen yhdistymisten alkuperään maailmankaikkeudessa”.

VFTS 243:n musta aukko löydettiin havaitsemalla Tarantula-sumua kuuden vuoden aikana ESO:n VLT:n Fibre Large Array Multi Element Spectrograph, eli FLAMES-instrumentilla ^[3].

Lempinimestään ”mustan aukon poliisi” huolimatta tutkimusryhmä haluaa rohkaista muita kriittiseen tarkasteluun. He toivovat, että heidän tänään Nature Astronomy -lehdessä julkaistu työnsä edesauttaa muiden massiivisia tähtiä kiertävien tähtien massaisten mustien aukkojen löytämisessä, joita ennustetaan olevan Linnunradassa ja Magellanin pilvissä tuhansia.

”Tietenkin odotan, että muut tutkijat tarkastelisivat analyysimme huolellisesti läpi ja yrittävät kehittää vaihtoehtoisia malleja”, El-Badry totesi. ”Tämä on erittäin jännittävä projekti olla mukana.”

Huomautukset

[1] Työ tehtiin Hugues Sanan johtamassa tutkimusryhmässä, KU Leuvenin tähtitieteen instituutissa. 

[2] Erillisessä Laurent Mahyn johtamassa tutkimuksessa, johon osallistui monia samoja tiimin jäseniä, ja joka on hyväksytty julkaistavaksi Astronomy & Astrophysics -lehdessä, ilmoitettiin toisesta lupaavasta tähtien massaisesta musta aukko kandidaatista omassa Linnunrata galaksissamme HD 130298 -järjestelmässä.

[3] Tutkimuksessa tehdyt havainnot on tehty noin kuuden vuoden aikana. Ne koostuvat VLT FLAMES Tarantula Survey -tutkimuksesta (jota johtaa Chris Evans, United Kingdom Astronomy Technology Centre, STFC, Royal Observatory, Edinburgh; nyt Euroopan avaruusjärjestössä) vuosina 2008 ja 2009 tehdyistä havainnoista, sekä Tarantula Massive Binary Monitoring -ohjelmassa (johtajana Hugues Sana, KU Leuven) vuosina 2012-2014 tehdyistä lisähavainnoista.