Astrobiologiaa

JUICE-luotain taiteilijan tulkintana
Jupiterin kiertoradalla. Kuva ESA.

Astrobiologia on suhteellisen uusi tieteenala. Alan tutkijat pyrkivät löytämään menetelmiä, joiden avulla pystyttäisiin päättelemään elämän (olipa se millaista tahansa) esiintymistä maapallomme ulkopuolelta. Tämä lisäksi astrobiologit etsivät "outoa elämää" maapallolta. Outo elämä olisi jotain sellaista, mitä aikaisemmin ei ole onnistuttu tunnistamaan ja se poikkeaisi selvästi maapallon muusta eliökunnasta. Määritelmät ovat aika laveat, mutta se on ymmärrettävää, koska emme tunne muita eliömuotoja kuin maapallolla esiintyvän.

Astrobiologit etsivät elämää esimerkiksi omasta aurinkokunnastamme: Täällä, omalla takapihallamme, saattaa elämää esiintyä Marsissa, mutta sen lisäksi Jupiteria kiertävien kuiden, Europa ja Ganymede, jäisen pinnana alla olevasta merestä. Onpa väläytetty mahdollisuutta, että jonkinlaista elämää voisi olla Saturnuksen Titan kuulla, jossa metaani ja etaani esiintyvät kaikissa olomuodoissa.

Tämä viimeisin vaihtoehto on mahdollinen vain hyvin tarkkojen kriteerien toteutuessa, ja käsittääkseni se on mukana listassa vain sen vuoksi, että emme halua sulkea pois mitään mahdollisuutta vaikka ne olisivat hyvinkin heppoisesti perusteltu. Veden voittanutta liuotinta kun ei ole, joten elämän etsiminen on järkevää aloittaa olosuhteista, jossa vesi voi esiintyä kaikissa kolmessa olomuodossaan.

Neljäs vaihtoehto elämän esiintymiselle on komeetat. Tai tarkemmin sanottuna ne voisivat kantaa mukanaan pitkää talviunta nukkuvia (elämän)itiöitä muista tähtikunnista. Ajatus ei ole uusi, sillä se tunnetaan Panspermia-hypoteesina. Perusteet tälle ajatukselle löytyvät meteoriiteista, joista on löydetty runsaasti monenlaisia aminohappoja, jotka ovat myös Maassa elämän rakennuspalikoita.

Yhdysvallat (Nasa) yhdessä Euroopan avaruusjärjestön (ESA) kansa on rakentamassa JUICE-luotainta, jonka tarkoituksena on etsiä elämän merkkejä Europan ja Ganymedeen jäisen pinnan alta. Luotain laukaistaan pitkälle matkalleen vuonna 2022 ja perille se saapuu vasta 2030. Luotain asettuu aluksi kolmeksi vuodeksi Jupiteria kiertävälle radalla, josta se voi tehdä havaintoja koko Jupiterin järjestelmästä. Jos laitteistot ovat säilyneet toimintakuntoisina, luotain asettuu tämän jälkeen Ganymedea kiertävälle radalle.

Molemmilla kuilla (Europa ja Ganymede)on jäisen pintansa alla nestemäistä, sähköä johtavaa ainetta. Aine on (suolaista)vettä, sillä mikään muu ei vastaa niitä mittaustuloksia, mitä on aikaisemmilla luotaintutkimuksilla saatu. Molemmat kuut kiertävät Jupiteria sen verran lähellä, että kuihin syntyy voimakas vuorovesivoima. Vuoksen ja luoteen vaihtelu kuumentaa kuiden ytimiä ja seurauksena voi olla vulkaanista toimintaa kiviytimen ulkokerroksissa.

Vulkaaninen toiminta valtamerien pohjassa merkitsee ainakin maapallolla ns. "mustien savuttajien" syntymistä. Mustat savuttajat ovat kuumia lähteitä, joista virtaa ympäristöön veden kriittisen lämpötilan saavuttanutta vettä. Superkuumentunut vesi tehostaa veden yleisliuottimen ominaisuutta ja niinpä kallioperän syvyyksistä nouseva vesi sisältää runsaasti siihen liuenneita mineraaleja. Mineraalit saostuvat nopeasti jouduttuaan kosketuksiin kylmän veden kanssa, muodostaen tummaa metalli- ja rikkipitoista sakkaa. Sakka muodostaa tornimaisia rakenteita purkausaukon ympärille.

Runsas metalli- ja rikkipitoisuus houkuttelee bakteereja luokseen. Ne käyttävät ravinnokseen sakan rikkiyhdisteet ja samalla muodostavat alueellisen ja hyvin eksoottisen ekoyhteisön tuottajaportaan. Valtava ravintovara ei tietystikään jää käyttämättä, vaan mikrobikanta toimii lyhyen mutta hyvin tehokkaasti toimivan ravintoketjun alulle panijana. Mustien savuttajien ympäristössä onkin hyvin monipuolista elämää putkimadoista aina kaloihin ja rapuihin asti.

Mustat savuttajat voivat olla arkipäivää Europalla ja Ganymedella. Ainakin termistä energiaa on riittävästi ja Io-kuun vulkaaninen aktiivisuus ja rikkipitoisuus osoittavat meille, että ei myöskään raaka-aineista ole pulaa. Tuoko JUICE merkittäviä todisteita elämästä muualla aurinkokunnassa kuin Maassa, jää nähtäväksi. Jos havainnot tukevat elämän esiintymistä, astrobiologia saa todella siivet alleen ja luultavasti 2030-luvulle tultaessa voidaan olettaa elämän merkkien löytymisen eksoplaneetoilta olevan mahdollista. Pannaan kuitenkin tässä vaiheessa vielä "jäitä hattuun" , sillä edelleenkään emme tunne muuta elämää kuin mitä maapalloa esiintyvä on.

Reaktiopyörä lakkasi toiminnasta

Taiteilijan näkemys avaruudessa
olevasta Kepler-observatoriosta.
Kuva Nasa/Kepler.

Avaruusprojekteista saadaan silloin tällöin järkyttäviä uutisia. Ehkä kuuluisin tämän sarjan viesti avaruudesta oli 1970-luvun alkupuolella, kun Nasan lennon valvonta vastaanotti viestin: "Houston, meillä on ongelma" ("Houston, we have a problem!"). Nämä legendaariset sanat lausui Apollo 13 lennolla komentajana toiminut James Lowell huhtikuun 14. päivänä 1970.

Sanat on toistettu sittemmin lukemattomia kertoja mitä moninaisimmissa ja vakavuudeltaan erilaisissa tilanteissa. Itse Apollo-lentoja tarkasti ja mahdollisimman reaaliaikaisesti seuranneena nämä sanat merkitsevät minulle aina vakavaa ongelmaa – niin vakavaa, että en missään oloissa haluaisi niitä kuulla.

Toinen, vakavuudeltaan lähes yhtäläinen viesti avaruudesta tulleena on "reaktiopyörä on vaurioitunut". Usein kuitenkin kyseessä on "vain" miehittämättömän avaruusluotaimen tai observatorion laiterikko, jollaisia tapahtuu väistämättä laitteiden ikääntyessä avaruuden olosuhteissa suhteellisesti hyvin nopeasti. Tilanne ei aina ole yhtä turvallinen, sillä kaikissa miehitetyissä avaruusasemissa on reaktiopyörät. Tällöin niiden vaurioituminen vaatii aina korjaustoimia.

Reaktiopyörät – siis monikossa, sillä niitä tarvitaan yleensä ainakin kolme samaan aikaan toimivaa – ovat hyvin tärkeitä ja toistaiseksi lähes korvaamattomia laitteita asennonsäädössä. Vaikka ne eivät ole ainoita keinoja avaruusaluksen asentovakauden säilyttämisessä, ne ovat usein tehokkain menetelmä.

Periaatteessa reaktiopyörä on vain vauhtipyörä, jonka pyöriessään pyrkii pitämään suuntansa vakaana ulkopuolisten voimien vaikuttaessa siihen. Suuntavakaus on seurausta gyrovoimaksi nimetystä reaktiosta mille tahansa häiriövoimalle. Esimerkiksi polkupyörällä ajaminen olisi mahdotonta ilman renkaiden synnyttämiä gyrovoimia. Jokainen voi etsiä gyrovoiman selityksen vanhasta fysiikan koulukirjastaan tai netistä, jos sen syntytapa on jo unohtunut. Maapallon prekessio on myös seurausta gyrovoimasta.

Kolmeulotteisessa avaruudessa kappaleen suuntavakauden säilyminen on vaikea asia hallittavaksi. Periaatteessa pienikin voima, momentti tai gravitaatiohäiriö saa aikaan asennon muuttumisen. Asennon muutos ei kuitenkaan vaimene kuten maanpinnalla kitkan ja voimakkaan gravitaation vaikutuksesta, vaan jatkuu ja jatkuu kunnes se on muuttunut pyörimisliikkeeksi. Olipa siis kyseessä mikä tahansa avaruuteen lähetettävä laite, niin sen asennon säätöön pitää kiinnittää erityisen suuri huomio.

Tavallisesti avaruusluotainta itseään voidaan käyttää reaktiopyöränä saattamalla se pyörimään jonkin akselinsa ympäri. Maata kiertävien satelliittien ja etenkin miehitettyjen avaruusalusten kohdalla tämä ei kuitenkaan aina ole mahdollista. Tällöin ne varustetaan aktiivisella asennon säädöllä, hyvin usein reaktiopyörillä; tavallisesti niitä on kuusi, kaksi jokaiselle kolmelle akselille. Käytössä niitä yleensä on vain kolme, toisten ollessa varalla.

Tähänastinen kuulostaa varsin yksinkertaiselta, ja osittain se sitä onkin. Mutta aina on jossakin se "mutta", niin tässäkin: käytössä reaktiopyörän pyörimisvauhti pyrkii kasvamaan ja lopulta se on kiihtynyt niin nopeaksi, että pyörän vauhtia on hidastettava hukkaamalla pyörimismomentti tavalla tai toisella jonnekin aivan muualle. Tämä prosessi kuormittaa laitteistoa merkittävästi.

Mielikuva avaruudessa pyörivästä vauhtipyörästä on turhankin yksinkertaistettu. Todellisuudessa reaktiopyörät ovat erittäin monimutkaisia elektronisia laitteita sen vauhtipyörän lisäksi. Niinpä laitteiston vaurioituminen avaruuden olosuhteissa on väistämätöntä mitä pitempään se on toiminnassa. Mekaaninen pyöriminen vaatii aina pyörimisakselin laakeroinnin. Pienikin kuluminen tai vaurio laakereissa lisää kitkaa ja aiheuttaa näin toimintaherkkyyden muutoksen. Lisäkitka kuumentaa laakeria ja lopulta se vaurioituu jopa mekaanisesti.

Laakerit eivät ole ainoa vikamahdollisuus. Reaktiopyörän elektroniikka itsessään vanhenee ja kosminen hiukkassäteily ja nopeat protonit kuormittavat laitteistoa ja lopulta elektroniikka pettää jossakin kohtaa. Tästä syystä avaruuslaitteet varustetaan varaosilla riittävän toiminta-ajan takaamiseksi.

Tuorein uutinen reaktiopyörän vikaantumista saatiin parisen viikkoa sitten. Joutsenen ja Lyyran tähdistöjen rajalla sijaitsevaa tähtijoukkoa tarkkaileva Kepler-avaruusobservatorion toinen reaktiopyörä on vaurioitunut. Ensimmäinen vaurioitui viime kesänä. Kepleriin on asennettu kaikkiaan neljä reaktiopyörää, joten jäljellä on vain kaksi toimivaa laitetta. Tämä tarkoittaa sitä, että Keplerin asennonsäätö ei enää toimi tehtävän vaatimalla riittävällä tarkkuudella.

Kepler ei kuitenkaan joudu välittömään pyörimisliikkeeseen, sillä kahden reaktiopyörän, tähtiseurantalaitteiden (Star Tracker) ja ohjausrakettien avulla se kyllä saadaan pysymään kutakuinkin suunnassaan.  Lisäksi insinöörit voivat keksiä muita keinoja observatorion vakauttamiseen, mahdollisesti jopa alkuperäisen tehtävän jatkamiseen, joten olkaamme toiveikkaita.

Mikä on flare-purkaus?

15.5. tapahtunut 1X-luokan flare
Nasan SDO-observatorion
kuvaamana. Kuva Nasa/SDO.

Viikon 20 alkupuolella (13.–15.5.2013) Auringossa tapahtui uutiskynnyksen ylittäviä flare-purkauksia. Uutisissa kerrottiin tapahtumasta hyvin suppeasti ja siitä mistä oikeastaan oli kysymys ei kerrottu lainkaan! Esimerkiksi BBC News Word'in tv-uutisia seuraavalle jäi epäselväksi, etenkin kun samaan aikaan näytettiin kuvaa koronamassapurkauksesta (CME) joka on aivan eri asia, vaikka liittyykin Auringossa esiintyviin ilmiöihin.

Auringossa näkyvät ilmiöt, mukaan lukien flare-purkaukset ovat olennaiselta osiltaan magneettikentän aikaan saamia ilmiöitä. Tavallisin tähän ilmiöryhmään kuuluvista ilmiöistä ovat auringonpilkut, jotka näkyvät joskus jopa paljain silmin, tai tarkemmin sanottua ilman optista suurennusta.

Auringonpilkut syntyvät Auringon magneettisesti aktiivisille alueille, ja samoille alueille syntyvät myös flare-purkaukset. Flare-purkaukset eivät kuitenkaan näy kuin erittäin harvinaisissa tapauksissa paljain silmin, jolloin sellaisen täytyy olla erittäin voimakas. Tavallisimmin flaret näkyvät Auringon voimistuneena röntgen- ja uv-säteilynä ja kromosfäärin lämpötilan äkillisenä paikallisena nousuna jopa usean miljoonan asteen lämpötilaan. Ne näkyvät myös erikoiskaukoputkilla vedyn alfa-viivan aallonpituudella kromosfäärin paikallisena kirkastumisena.

Mitä magneettikentässä tapahtuu flare-purkauksen aikana? Kyse on perimmiltään magneettisesta oikosulusta, joka on analoginen tapahtuma sähkökentän oikosulun kanssa, johon jokainen meistä on varmasti tutustunut palaneina sulakkeina sähköverkossa. Magneettisen oikosulun saa aikaan magneettikentän erisuuntaisten magneettisten voimaviivojen joutuminen toistensa läheisyyteen. Ulkoisen dynaamisen paineen vaikutuksesta erisuuntaiset magneettikentät lähestyvät toisiaan ja lopulta yhtyvät. Seurauksena on magneettikenttään varastoituneen energian vapautuminen. Se aiheuttaa voimakkaan röntgen- ja uv-säteilyn emission ja suuren protonimäärän kiihtymisen noin puoleen valonnopeudesta.

Flare-purkauksen voimakas sähkömagneettisen säteilyn emissio kuumentaa lähialueen plasmaa miljoonien asteiden lämpötilaan, ja nopeasti muuttuvat magneettikentät kiihdyttävät protonit suureen nopeuteen, jotka lopulta syöksyvät avaruuteen noin puolella valonnopeudesta. Yksittäinen episodi menee yleensä hyvin nopeasti ohi, mutta aktiivisen pilkkuryhmän potentiaali tuottaa uusia purkauksia alenee vain hieman ja lyhyeksi ajaksi. Usein sama aktiivinen alue tuottaa useita voimakkuudeltaan erilaisia purkauksia, joista ensimmäinen ei yleensä ole kaikkein voimakkain.

Flare-purkaus
 

Flare-purkaus etenee vaiheittain: aluksi voidaan havaita parisenkymmentä minuuttia kestävä esipurkaus. Tätä seuraa muutaman minuutin mittainen pääpurkaus ja lopuksi kuumentunut plasma säteilee tunteja tai jopa muutaman vuorokauden ympäristöään voimakkaammin lähes kaikilla sähkömagneettisen säteilyn aallonpituuksilla.

Tutkimustarkoitukseen on kehitetty flare-purkausten luokitus, jota käytetään yleisesti kuvaamaan ilmiön voimakkuutta. Luokittelu perustuu satelliiteilla vastaanotettuun röntgensäteilyn vuon intensiteettiin [W/m²]. Intensiteetin kasvaessa kymmenkertaiseksi, luokka kasvaa yhdellä. Aurinko säteilee kaiken aikaa jonkin verran röntgensäteilyä ja tämä muodostaa luokituksen kolme heikointa luokkaa A–C (< 10^–8–10^–5 W/m²). C-luokan tapahtuma yksittäisenä ilmiönä määritetään jo heikoksi flareksi.

Keskivoimakas flare on M-luokkaa (10^–5–10^–4 W/m²) ja voimakas flare (10^–4–10^–3 W/m²). Kaikkein voimakkain ja samalla harvinaisin flare-ilmiö on Y-luokkaa, jolloin röntgensäteilyn vuon tiheys on suurempi kuin 10^–3 W/m². Luvut sinällään eivät auta meitä hahmottamaan itse ilmiötä sen paremmin, mutta tutkijoille niiden merkitys on täysin selvä ja välttämätön työkalu.

Havaitseminen

Flare-purkauksia voidaan havaita monella tapaa. Tavallisin tapa on suora: visuaalinen tai valokuvaaminen Auringon katseluun soveltuvilla ja vety-alfa-viivan kapeakaistaisen aallonpituusalueen läpäisevällä kaukoputkella.

Toinen tapa on havaita Aurinkoa röntgen-, uv- ja radiotaajuuksilla. Tämä kuitenkin on yleensä mahdollista vain ammattilaisten käyttämillä laitteistoilla. Kolmas ja nykyisin myös tähtiharrastajien käyttämä menetelmä on havaita maapallon ionosfäärissä tapahtuvia radiotaajuuksien heijastumismuutoksia. Menetelmä on lähes yhtä tarkka kuin Auringon suora radiotaajuinen havainnointi, mutta radioantennin ei tarvitse olla suunnattava. Menetelmä sopii siis hyvin pienellä budjetilla toimiville harrastajille.

Flare-purkausten visuaalinen havaitseminen ja valokuvaaminen on mahdollista vety-alfa-viivan aallonpituudella toimivilla kaukoputkilla. Nykyisin niitä valmistaa myyntiin muutama kaukoputken valmistaja, eikä pienimpien kaukoputkien hinnat ole kovinkaan korkeat, joten miltei lähes jokaiselle sellaisen kaukoputken hankinta on mahdollista.

Aurinkokaukoputket näyttävät paljon muita kromosfäärin ilmiöitä, joten pelkkiä flare-purkausten havainnointiin suunniteltuja laitteita ne eivät ole. Kromosfäärissä näkyvät auringonpilkut, mutta niiden lisäksi filamentit ja prominenssit (=protuberanssit), magneettikentän aikaan saamat plasma kuviot, kuumat plaget ja tavalliset flaret, mutta myös niiden hieman harvinaisempi muoto ns. Hyderin flare, jossa prominenssin (filamentin) plasma pudotessaan takaisin Aurinkoon kuumentaa putoamiskohdan aineen ympäristöä kuumemmaksi. Mekanismi on siis poikkeava tavallisesta flare-purkauksesta, mutta lopputulos verrattavissa pieneen flareen.

Maapallolla

Flare-purkausten vaikutus maapallolla ja lähiavaruudessamme riippuu paljolti siitä, kuinka voimakkaasta purkauksesta on kysymys. Heikkojen purkausten vaikutus on luonnollisesti vähäisin, mutta X- ja Y-luokkien purkauksien vaikutukset voivat olla merkittäviä. Yleensä vaikutukset rajoittuvat ionosfääriin ja Maata kiertävien satelliittien vioittumiseen. Itse röntgensäteily ei ilmakehän läpi pääse, joten vaikutukset ovat välillisiä.

Yleisin flaren vaikutus on ionosfäärissä tapahtuvat muutokset ja niistä johtuvat poikkeukselliset radioaaltojen leviämiset ja tai voimakkaat radiohäiriöt tietyillä radiotaajuuksilla. Tilanne voi kestää flare-purkauksen jälkeen useita tunteja, joskus jopa useita vuorokausia.

Avaruus on tyly paikka kaikenlaiselle elektroniikalle; kosmisen säteilyn hiukkaset, Van Allenin vyöhykkeiden sähkövarautuneet hiukkaset ja Auringon röntgensäteily pystyvät vaurioittamaan herkkiä laitteita pysyvästi. Koko "avaruuskauden" aikana on menetetty satoja satelliitteja näiden ilmiöiden aiheuttamista vaurioista johtuen.

Maanpinnalla me ihmiset olemme suojassa toistaiseksi havaittujen flare-purkausten vaaroilta. Sen sijaan rakentamamme sähkölinjat, kaasu- ja öljyputkistot jne. kaikki sähköä johtavat rakenteet voivat vaurioitua flare-purkausten ja etenkin niihin tavallisesti liittyvien koronamassapurkausten (CME) aiheuttamien indusoituneiden sähkövirtojen vaikutuksesta.

Aivan kaikki Auringossa tapahtuvien purkausten vaikutukset eivät ole ikäviä tai vaarallisia. Kirkkaat, kauniit ja voimakkaasti leimuavat revontulet ovat seurausta Auringossa tapahtuvista purkauksista. Niistä kuitenkin enemmän joskus toisella kertaa.

Tähtiharrastajan kaukoputki: Jalustat – osa 3

Dobson-jalusta

Dobson-kaukoputki

Oikeastaan Dobson-kaukoputki on rakenteellisesti aikatavalla erilainen kuin tavallinen kaukoputki. Sen pohjana on yleensä Newton-kaukoputki, mutta merkittävin ero normiputkeen on sen pääpeilin paksuus, tai siis ohuus. Tavallisesti pääpeili on noin 1/10–1/6 peilin halkaisijasta, mutta Dobsonissa peilin paksuus voi olla vain 1/16 peilin halkaisijasta. Tästä seuraa, että peilin tuenta ja kiinnitys poikkeaa merkittävästi tavanomaisen kaukoputken peilin kiinnityksestä.

Toinen merkittävä ero on jalustassa. Dobson-tyyppinen jalustassa akselisto on yleensä atsimutaalinen, jotka muodostuvat teflon liukupintojen varassa pyörivistä kehistä. Altitudi-akseli (Alt-akseli) muodostuu putken ympärille tehtyyn laatikkoon kiinnitetyistä pyöreäpintaisista kannattimista, joiden liukupinta on yleensä jotakin muovia, hyvin usein teflonia. Liukupinnat voivat olla myös metallia kuten alumiinia.

Altitudi-akselin tukipisteet ovat niin ikään teflonia kitkan pienentämiseksi, ja ne on rakennettu hieman isompaan laatikkoon, joka pyörii teflontukien varassa pystysuoran atsimuuttiakselin ympäri. Rakenne on yleensä hyvin tukeva, edullinen ja toimiva, etenkin silloin kun kaukoputkella alkaa olla kokoa jo tavanomaista enemmän. Tällöin puhutaan leikkimielisesti "valoämpäreistä".

Usein epätasapainoisella kuormituksella Alt-akselin liukupinnat eivät tuota riittävää kitkaa kaukoputken asennon säilyttämiseksi. Silloin sitä voidaan lisätä jousilla, jotka vetävät Alt-akselia kitkapintoja vasten. Tällöin kitkavoima kasvaa ja kaukoputki pysyy suunnassaan.

Joskus harrastajat rakentavat Dobson-kaukoputkeaa varten kiilan, jolla akselisto saadaan muutettua ekvatoriaaliseksi. Kiilan kallistuskulma F on

F = 90° –  havaintopaikan maantieteellinen leveys .

Lopputulos on, että Dubson-jalustan uloimman laatikon pyörimisakseli (Az-akseli) osoittaa juuri taivaannapaan ja kohteen seuranta helpottuu, kun Alt-akselilla ei tarvitse tehdä ainakaan kovin suurta säätöä.

Kiilaan voi rakentaa myös moottoroidun seurannan, jolloin jopa valokuvaaminen on mahdollista Dobson-kaukoputkella. Dobson kaukoputkia on saatavissa kaupallisesti lähes jokaiselta kaukoputkivalmistajalta.

Tähtiharrastajan kaukoputki: Jalustat – osa 2

Akselisto ja seurantakoneisto

Jalusta itsessään luo vasta hyvän (toivottavasti) perustan sen varaan rakentuville rakenteille. Jalustaan liittyy yleensä kiinteänä osana seurantakoneisto. Seurantakoneistossa on kaksi toisiaan kohtisuorassa olevaa akselia: RA- ja DEC-akselit. Näiden lisäksi hyvin usein akseleita pyörittävät moottorit ja nykyisin ne varustetaan myös ohjauselektroniikalla.

Akselisto tuo mukanaan erilaisia ominaisuuksia, joiden tuntemus aloittelevallekin tähtiharrastajalle on oleellista tietoa. Seurantakoneiston tarkoituksena on kaukoputken suuntaaminen kohteeseen ja mahdollistaa kohteen seuranta sen liikkuessa tähtitaivaan mukana.

Atsimutaalinen jalusta toimii
hyvin kirkkaille kohteille kuten
Auringon ja Kuun katselemisessa
ja havaitsemisessa.
Kuva Kari A. Kuure.

Atsimutaallinen (Alt-Az) -akseliston akselit ovat pystysuora (Az, atsimuuttisuunta horisontissa) ja vaakasuora (altitudi, Alt eli kohteen korkeus). Tällainen akselisto on tavallinen ”tavaratalokaukoputkissa”, mutta sellainen voi olla myös kaikkein edullisimmissa linssikaukoputkipaketeissa.

Akselistossa ei ole seurantaa tai jos on, niin se on yleensä käsikäyttöinen ja vaatii molempien akselien säätöä. Seuranta yhdellä asetuksella on yleensä tunnista kahteen, riippuen rakenneratkaisuista. Tämän jälkeen etenkin tuntiakselin säätöruuvi on kierrettävä alkuun.

Akseliston etuina on edullisen hinnan lisäksi se, että kaukoputki suunnataan kohteeseen suoraan. Tällöin ei tarvitse välittää havaintopaikan maantieteellisestä leveydestä, joka eq-jalustassa pitää tietää ja säätää.

Miinuksena voidaan pitää sitä, että suuntaus täytyy tehdä visuaalisesti, joten kohteen tai sen välittömässä läheisyydessä oleva toinen kohde täytyy olla näkyvä. Tämä vaikeuttaa erityisesti syvä taivaan kohteiden havainnointia.

Kolmaskin ominaisuus ei ole kovinkaan mukava, sillä kohde lipuu pois kuvakentästä hyvin nopeasti ja sitä nopeammin mitä suurempaa suurennusta käytetään heti, kun seuranta lopetetaan. Ja neljänneksi: kuvakentässä oleva tähtitaivas kiertyy kaukoputken optisen akselin ympäri, joten akselisto ei sovellu valokuvaamiseen Aurinkoa ja Kuuta lukuun ottamatta.

Eq-jalusta on yleisin
harrastajien käyttämä
jalustatyyppi.

Eq- eli ekvatoriaalinen akselisto on hyvin yleinen seurantakoneistossa käytetty tyyppi. Tuntiakseli (RA-akseli) oikein suunnattuna on maapallon pyörimisakselin suuntainen. Toinen akseli on deklinaatio-akseli (DEC-akseli) ja sen avulla kaukoputki suunnataan kohteen deklinaatiolukemaan.

Eq-jalustoissa on edellisten lisäksi vielä kolmas, säädettävä nivel. Sen avulla tuntiakselin korkeuskulma säädetään samaksi kuin havaintopaikan maantieteellinen leveys. Jos havaintopaikka on koko ajan sama tai vaihtuu pohjois-eteläsuunnassa vain vähän, korkeuskulmaa ei tarvitse säätää uudelleen ensimmäisen säädön jälkeen.

Eq-jalustoissa on yleensä useita erilaisia ratkaisuja seurannan järjestämiseen. Edullisimmissa jalustoissa se on yleensä käsikäyttöinen. Toisin kuin atsimutaali-akselistolla, kaukoputken kohteeseen suuntaamisen jälkeen deklinaatiota ei tarvitse säätää. Tämä kuitenkin edellyttää, että jalusta ja RA-akseli on suunnattu hyvin tarkasti taivaannapaan.

Eq-jalustan seurannan voi myös motorisoida. Lähes poikkeuksetta kaikissa jalustoissa on valmiina tarvittavat kiinnityspisteet seurantamoottoreille. Hyvin tavallista on, että vain RA-akseli varustetaan moottorilla, deklinaatioakselin jäädessä käsikäyttöiseksi. Tosin sekin varustetaan usein moottorilla, jolloin kaukoputken hienosuuntaaminen ai suunnan korjaaminen onnistuu helposti vain nappia painamalla.

Hieman hintavimmissa jalustoissa molemmat seurantakoneistot on motorisoitu. Tällöin jalustan rakenne kuitenkin poikkeaa jonkin verran niistä, jotka voidaan motorisoida jälkeenpäin. Moottorit ovat yleensä kiinteitä ja jalustan suojakuorien sisällä.

Tekninen elektroniikan kehitys on tuonut tähtiharrastukseen ns. goto-jalustat. Niissä alkusuuntauksen jälkeen elektroniikka hoitaa niin kohteen etsinnän kuin sen seurannan. Käyttäjän pitää vain antaa tarvittavat ohjauskomennot yleensä käsiohjaimesta tai tietokoneelta. Elektronisesti ohjattu jalusta on nykypäivää ja se helpottaa erityisesti syvä taivaan kohteiden löytymistä, jopa sellaisessa tapauksessa, että kohde ei näy lainkaan paljain silmin.

Eq-1-jalusta on kevytrakenteinen
jalusta.

Eq-jalustan tyyppimerkistä yleensä voi jo päätellä jalustan kuormitettavuutta. Tosin mitään yhtenäistä, tarkasti sovittua määreitä ei ole. Jalustatyypit EQ-1 ja EQ-2 ovat kuormitettavuudeltaan vähäisimpiä. Seuraavat kuormitettavuusluokat ovat EQ-3 ja jo melko hyvä harrastajien suosima EQ-5 jalustat. Useat valmistajat tekevät myös hieman suuremmalle kuormalle suunniteltuja HEQ-5 ja HEQ-6 malleja. Näitä viimeksi mainittuja jalustatyyppejä voi kuormittaa 10–16 kg massalla.

Olipa eq-jalusta millainen tahansa, muutama hyvin tärkeä asia on kuitenkin muistettava:

EQ-6-jalusta on tukeva
ja kuormitettava, joka
soveltuu myös valokuvaamiseen.

Ensimmäiseksi on jalustan varustelun jälkeen tarkistettava molempien akselistojen tasapainotus. Käsin seurannassa pieni epätasapaino ei juuri haittaa, mutta moottorikäyttöisissä oikea tasapainotus tulee merkittävään rooliin. Jos tasapainotus on hyvin paljon pielessä, silloin moottorit eivät jaksa seurata tai siirtyä kohteeseen. Valokuvatessa voi riittävän suuri epätasapaino aiheuttaa myös siirtymistä valotuksen aikana ja kuva on siltä osin pilalla. Tiivistetysti RA- ja DEC-akselien tasapainotus on illan havaintosession ensimmäinen tehtävä.

Toiseksi eq-jalusta on suunnattava oikein. Tuntiakselin tulee osoittaa suoraan pohjoiseen taivaannapaan. Jos näin ei ole, niin silloin tähtitaivaan kohteet vaeltavat kuvakentän poikki lyhyemmän tai pidemmän ajan kuluessa, riippuen suuntausvirheen suuruudesta.