Marsin oppositio

Avaruusteleskooppi Hubblen ottama kuva Marsista
toukokuussa 2016. Kuva Nasa/HST.

Näin kesän lähestyessä juuri kukaan ei enää seuraa kovinkaan aktiivisesti tähtitaivaan tapahtumia. Tällä kertaa olisi kuitenkin syytä vielä kerätä havaintolaitteet ja työntyä yöhön sillä vielä viikon voi tehdä havaintoja Marsista paremmin kuin seuraavaan neljään vuoteen.  Syy tähän harvoin toistuvaan tilanteeseen on Marsin oppositio, joka tapahtuu 22. toukokuuta kello 14.10. Suomessa Mars ei ole tietystikään tarkan oppositiohetken aikaan horisontin yläpuolella, mutta muutaman seuravana yönä planeetta voi havainnoida kohtalaisen hyvin.

Kohtalaisen hyvin tarkoittaa sitä, että yötaivas on vaalea ja Mars itse näkyy hyvin matalalla etelämeridiaania ylittäessään kello 1.23. Tampereella Marsin korkeus on vain 6,9 astetta. Vaalealta yötaivaalta planeetta on kuitenkin helppo löytää, sillä sen kirkkaus on suuri, –2,1^m .

Opposition aika Maan ja Marsin välinen välimatka on yleensä lyhyimmillään. Lyhyin hetki ei kuitenkaan ole varsinaisesti juuri opposition aikaan, vaan tällä kertaa se on 29.–30. päivinä. Tällöin etäisyyttä on 75,32 miljoonaa km. Tämä johtuu siitä, että kummankaan planeetan rata ei ole täysin pyöreä ja opposition jälkeen radat vielä lähestyvät toisiaan muutaman vuorokauden ajan. Jokaisen opposition aikana tilanne hieman toisista ja lyhin välimatka voi olla myös ennen oppositiota.

Marsin näennäinen koko on hieman yli 18 kaarisekuntia. Tämä tarkoitta sitä, että planeetta näkyy pienenä levymäisenä kohteena jo tavallisella kiikarilla. Kiikari ei kuitenkaan ole paras mahdollinen havaintoväline, vaan kaukoputki riittävällä suurennuksella on se oikea. Marsin kirkkaudesta johtuu, että olipa kaukoputki minkä kokoinen tahansa, se soveltuu planeetan havaitsemiseen.

Marsin näkyvyyttä ja pinnan yksityiskohtia kuitenkin rajoittaa sen sijainnin korkeus. Lähellä horisonttia havaintokeli on aina turbulenttinen, eli Marsin kuva ”kiehuu” ja on epäselvä. Lisäksi ilmakehä aiheuttaa kromaattista aberraatiota, eli kohteesta tuleva valo hajoaa spektrin väreihin ilmakehän vaikutuksesta. Jos Mars ei näyt terävänä ja lähes piirteettömänä, syy ei aina ole kaukoputkessa.

Historiaa ja tulevaisuutta

Jos olet ollut tähtiharrastajana riittävän pitkään, saatat muistaa vuoden 2003 elokuussa tapahtuneen opposition. Silloin ja vielä seuraavankin opposition aikaan Internetissä liikkui monen moisia huhuja opposition vaikutuksista. Jos olet kiinnostunut näistä jutuista ja jopa valheellisesti levitetyistä tarinoista, löytyvät ne varmasti netistä vieläkin.

Marsin oppositio tapahtui elokuun 28 päivänä kello 20.52. Silloin Maan ja Marsin välinen etäisyys oli historiallisen lyhyt, matkaa oli vain 55,78 miljoonaa kilometriä. Silloin lyhin etäisyys saavutettiin pari vuorokautta aikaisemmin ja se oli 55,76 mil. km. Marsin kirkkaus oli –2,9^m ja näennäinen koko 25,1 kaarisekuntia. Tampereella se oli korkeimmillaan 12,7 asteen korkeudella, eli oli kohtalaisen hyvin havaittavissa.

Vuoden 2003 oppositio oli merkittävä, sillä Maan ja Marsin välinen etäisyys oli lyhin lähes 60 000 vuoteen. Syyskuun 12 päivänä vuonna 57 617 eaa. Marsin opposition aikaan etäisyys oli 55 758 006 km (0,372 719 25 au). Seuraavan kerran ollaan samoissa lukemissa vuonna 2287, jolloin oppositio on elokuun 29 päivänä ja lyhyin välimatka edellisenä päivänä.

Alla olevassa taulukossa on lähivuosien oppositiot Tampereen horisontin mukaan. Taulukkoon merkitsin myös havaittavuudesta kertovia värisymboleja: vihreä kertoo hyvästä havaittavuudesta ja punainen vastaavasti huonosta havaittavuudesta tai asiaa, jolla on suuri merkitys huonoon havaittavuuteen.

Transitaika tarkoittaa kellonaikaa, jolloin Mars kulkee etelämeridiaanin poikki ja korkeus tällöin olevaa korkeutta asteina.

Ratadynamiikkaa

Saatat ihmetellä, miksi Marsin oppositiot tapahtuvat eri aikaan vuodesta ja miksi etäisyys vaihtelee kertoimella 2?

Vastaus on oikeastaan yksinkertainen, sillä opposition ajankohtaan ja planeettojen väliseen etäisyyteen vaikuttaa vain kaksi tekijää, molempien planeettojen ratadynamiikka ja niissä tapahtuvat muutokset.

Marsin ja Maan välinen etäisyys oppositioiden aikana vuoteen 2040 asti. Piiroksesta ilmenee planeettojen ratojen
eroaivuus ja erilaisista kiertoajoista johtuva opposition suunnan kiertyminen vastapäivään. Mars on oppositiossa
keskimäärin 2 vuoden ja 50 vuorokauden välein. Piirros © Kari A. Kuure.

Marsin ja maapallon radat ovat hyvin erilaisia. Marsin rata on soikea (eksentrinen), tällä hetkellä pisin etäisyys (apheli) Auringosta on noin 10 % pidempi kuin lyhyin etäisyys (periheli). Vastaava radan soikeudesta johtuva etäisyyden vaihtelu maapallolla on noin 3 %.  Maapallon radan eksentrisyys vaihtelee noin 100 000 vuoden jaksoissa ja Marsin hieman yli 2 miljoonan vuoden jaksoissa. Rata on soikein noin 200 000 vuoden kuluttua, jolloin vaihtelu on jopa 12 %. Noin 1,1 miljoonan vuoden kuluttua Mars kiertää Aurinkoa täysin pyöreällä radalla.

Molempien planeettojen radan muutokset johtuvat muiden planeettojen, etenkin Jupiterin aiheuttamista gravitaatiohäiriöistä. Vaikka yhden kierroksen aikana gravitaatiohäiriön vaikutus on äärimmäisen pieni, niin vaikutus summautuu (kumuloituu) ja vuosituhansien aikana muutoksista tulee merkittäviä.

Merkuriuksen ylikulku näkyi Tampereella

Merkuriuksen ylikulku uv-valossa. Auringon aktiivisuusalueet
näkyvät kuvassa vaaleampia, auringonpilkku tummana ja
Merkurius pienen tumman pistejonona ylikulun aikana.
Kuva © Kari A. Kuure.

Toukokuun 9. päivänä näkynyt Merkuriuksen ylikulku näkyi myös Tampereella. Ylikulun alku kuitenkin jäi pilvien taakse peittoon, mutta puolisen tuntia alun jälkeen pilvipeite alkoi repeillä ja havaintoja voitiin tehdä satunnaisia pieni pilviä lukuun ottamatta lähes häiriöittä. 

Ohessa pari kuvaa ylikulusta. Kuvat ovat otettu Tampereen Ursan kalustolla: violetti kuva on otettu CaK-suodattimen (l=393,4 / < 2,4 nm) läpi ja punainen aurinkokaukoputkella, joka läpäisee vain H-alfa-viivan aallonpituuden (656,281 / < 0,8 nm). CaK-suodatinta käytettiin tavallisen linssikaukoputken lisälaitteena. Molempien kaukoputkien optiikka on samanlainen eli 102 / 714 mm, joten kuvat ovat keskenään vertailukelpoisia. 

Merkuriuksen ylikulku punaisessa valossa. Käytetyllä
aallonpituudella nähdään Auringon kromosfääri, jota ei
muutoin pystytä havaitsemaan kerroksen alapuolella olevan
fotosfäärin säteilemän kirkkaan valon vuoksi. Merkurius
näkyy jälleen tummana pistejonona Auringon pintaa vasten.
Kuva © Kari A. Kuure.

Merkuriuksen ylikulku tapahtuu toukokuun alkupuolella

Merkuriuksen reitti Auringon pinnan editse 9.5.2016. Piirrosta
ei aivan sellaisenaan voi käyttää Merkuriuksen etsintään, sillä
Auringon kaltevuus muuttuu koko ylikulun ajan. Tarlkemmat
etsintäohjeet on annettu tekstissä. Piirros © Kari A. Kuure.

Yksi harvinaisista taivaan ilmiöistä koetaan toukokuun 9. päivänä. Silloin Merkurius-planeetta kulkee Auringon editse. Edellisen kerran Suomessa Merkuriuksen ylikulku nähtiin toukokuun 7. päivä 2003. 

Ratadynamiikkaa

Merkuriuksen ylikulku edellyttää, että Merkurius on ekliptikan tasossa (= ratansa solmupisteessä^[1]). Näin tapahtuu kaksi kertaa vuodessa: touko–kesäkuussa ja marras–joulukuussa. 

Koska Merkuriuksen synodinen^[2] kiertoaika Auringon ympäri on 115,9 vrk, niin kolmeen kierrokseen kuluu aikaa 347,7 vrk. Se on 17,55 vrk liian lyhyt, jotta maapallo ehtisi radallaan asemaan, jossa Merkuriuksen ylikulku näkyisi. Tästä syystä ylikulku ei toteudu joka vuosi.

Ylikulkujen esiintyminen noudattaa useita erimittaisia jaksoja. Pisin näistä jaksoista on 46 vuotta, jonka jakson jälkeen ylikulut toteutuvat aina samassa järjestyksessä.  Syksyn ylikulut noudattava 7, 13 ja 33 vuoden jaksoja ja ylikulun jälkeen kuluu 9,5 vuotta ennen kuin seuraava kevään ylikulku toteutuu. Kevään ylikulut noudattavat 13 ja 33 vuoden jaksoja ja ylikulun jälkeen kuluu 3,5 vuotta ennen kuin seuraava syksyn ylikulku toteutuu.

Jos olet ymmärtänyt kaiken tähän asti esitetyn, niin jatkoa seuraa. Vuosien 2019, 2032 ja 2039 ylikulut tapahtuvat kaikki marraskuussa mutta niiden välissä ei tapahdu ainoatakaan kevään ylikulkua. Näiden lisäksi Merkurius joissakin tapauksissa hipoo niin läheltä Auringon kiekon reunaa, että ainakaan kaikkialla näkyvyysalueella ei todellisuudessa ylikulkua nähdä. Näin tapahtuu jos Merkuriuksen horisontaalinen parallaksi siirtää planeetan näennäistä paikkaa Auringon reunalinjan ulkopuolelle. 

Alla olevassa taulukossa on listattu Suomessa näkyneitä ylikulkuja. Ajat ovat Tampereen horisontin mukaan laskettuja huomautuksissa on selostettu muita näkyvyystietoja.

Havaitseminen

Merkuriuksen ylikulun havaitseminen ei ole aivan yhtä helppoa kuin Venuksen ylikulun. Tähän on yksi syy: Merkurius näkyy meillä huomattavasti paljon pienempänä kuin Venus. Merkuriuksen kulmahalkaisija on ylikulun aikaan vain 12,1 kaarisekuntia, kun vuonna 2012 tapahtuneen Venuksen ylikulun aikaan Venuksen näennäinen koko oli 57,8 kaarisekuntia. Näin ollen Merkuriuksen ylikulkua on mahdollista havaita vain käyttäen kiikaria tai kaukoputkea.

Ylikulkujen havaitseminen vaatii samaa varovaisuutta kuin aina Aurinkoa havaitessa. Kaikki optiset laitteet on varustettava kunnollisella ja asianmukaisella aurinkosuotimella. Jo hyvissä ajoin ennen ylikulkua, olemassa olevat suodattimet tulisi tarkastaa ja tehdä tarvittavat korjaukset.

Ylikulku 33 paikkakunnilla

Site = paikkakunta

Longitude = paikkakunnan maantieteellinen pituus asteina [°] ja kaariminuutteina [’]

Latitude = paikkakunnan maantieteellinen leveys asteina [°] ja kaariminuutteina [’]

Elvn = Korkeus merenpinnasta (arvio)

Exterio Ingress = 1. kontaktin ajankohta UT aikaa tunteina [h], minuutteina [m] ja sekunteina [s]

Interor Ingress = 2. kontaktin ajankohta UT aikaan tunteina [h], minuutteina [m] ja sekunteina [s]

Maximum = Ylikulun keskikohta UT aikaan tunteina [h], minuutteina [m] ja sekunteina [s]

Interior Egress = 3. kontaktin ajankohta UT aikaan tunteina [h], minuutteina [m] ja sekunteina [s]

Exterior Egress = 4. kontaktin ajankohta UT aikaan tunteina [h], minuutteina [m] ja sekunteina [s]

Min. Sepn = Merkuriuksen pienin etäisyys Auringon kiekon keskeltä kaarisekunteina [”]

PA = Suuntakulma Auringon kiekon pohjoispisteestä asteina [°]

Alt = Auringon korkeus horisontista asteina [°]

Huomaa, että yllä olevassa taulukossa ajat on esitetty UTC-aikoina, joten niihin pitää lisätä 3 tuntia saadaksesi paikallisen kesäajan! Ylikulku alkaa siis kello 14 jälkeen kaikkialla Suomessa.

Visuaalihavaitsijan välineitä ovat kiikarit ja kaukoputket. Kiikareissa täytyy luonnollisesti olla aurinkosuodatin molemmissa objektiiveissa. Kaukoputkeen riittää yksi. Suodattimen paikka on nimenomaan objektiivin edessä, ei missään tapauksessa okulaarissa tai jossakin muualla. Jos suodattimen kiinnityssysteemi (olipa se mikä tahansa) ei ole lukkiutuvaa mallia, niin silloin se paikoillaan pysyminen on varmistettava maalarin teipillä. Kiikari on syytä tukea vaikkapa kamerajalustaan.

Visuaalihavaitsijan tulee pitää myös Auringon katselemisessa taukoja, yhtämittainen katseluajan pituus on maksimissaan noin 3 minuuttia, jonka jälkeen on pidettävä ainakin samanmittainen tauko.

Tapio Lahtisen ottama kuva Merkuriuksen ylikulusta 7.5.2003.
Merkurius on suunnilleen Auringon keskilinjalla ja noin 1/3
säteen etäisyydesllä Auringon kiekon alareunasta.
Merkuriuksen yläpuolella, lähes kiekon keskellä on
Merkuriusta suurempi auringonpilkku.

Valokuvaaminen tehdään täysin samalla tavalla kuin auringonpilkkuja kuvatessa. Aurinkoa ei saa ylivalottaa ja kuvan tarkennuksen täytyy olla kohdallaan. Jos kuvataan kameran omaa optiikkaa käyttäen, teleobjektiivin tehollinen polttoväli pitäisi olla noin 1–1,5 metriä. Perusperiaate on, että Auringon kuva täyttäisi vähintään koko kuva-alan riippumatta kameran kennokoosta.

Taitavampi ja kokeneempi auringonkuvaaja voi kokeilla Barlow-putkea tai okulaarisuurennusta, jolloin Merkurius tulee kuvassa suuremmaksi. Tällöin kuitenkin tarkennuksen kanssa täytyy olla erittäin huolellinen, sillä kuvasta tulee helposti liian pehmeä. Pehmeyttä lisää vielä se, että ylikulku tapahtuu iltapäivällä ja illalla, jolloin ilmakehän häiriöt ovat suuria ja illalla Aurinko on lähellä horisonttia.

Kaukoputkissa on yleensä seuranta ja ongelmia ei pitäisi syntyä. Sen sijaan, jos käytetään kameran omaa optiikkaa, seurantaa kamerajalustassa ei yleensä ole, joudutaan valitsemaan monen asian perusteella mitä kuvausmenetelmää käytetään.  Jos optiikan polttoväli on mainitussa 1–1,5 m välissä, seurannan puutteen voi korvata asettamalla kameran herkkyys suureksi ja käyttämällä lyhyttä valotusaikaa. Pidemmillä polttoväleillä temppu ei tuota tyydyttävää lopputulosta.

Jos kaukoputkeen ei ole käytettävissä syystä tai toisesta sopivaa suodatinta, silloin voi yrittää projisoida Auringon kuva valkealle paperille tai pahville. Valitse käyttöön mahdollisimman edullinen okulaari, sillä kuumuus voi rikkoa sen ja taloudellinen vahinko on näin pienin mahdollinen. Kaukoputkella seurataan Aurinkoa tavalliseen tapaan ja valkoinen paperi/pahvi pidetään sopivan etäisyyden päässä okulaarista. Sopivalla etäisyydellä kuvan pitäisi olla myös tarkka jos kaukoputki on tarkennettu oikein.

 Paperilla näkyy kuva Auringosta ja toivon mukaan myös ylikulussa olevasta Merkuriuksesta. Planeetan lisäksi kuvassa näkyvät auringonpilkut, jotka voivat olla paljon suurempia kuin Merkurius.  Kuvan näkymistä voi hieman parantaa järjestämällä sopiva varjo paperin/pahvin kohdalle. Menetelmä soveltuu jotenkuten niin visuaalihavaitsijalle kuin valokuvaajille.

Ekvatoriaalisesti pystytetyssä
kaukoputkessa, jossa on kulmapeili,
Merkurius työntyy Auringon eteen
oikealta, joka on itä-suunta.
Piirros © Kari A. Kuure.

Missä Merkurius on?

Merkuriuksen siirtyessä Auringon eteen, se tapahtuu suunnasta PA 83°. Auringon kaltevuuskulma on -20,6°, joten suuntakulmaksi muodostuu 103,6°. Auringon suuntakulmat määräytyvät vastapäivään yläreunasta alkaen. Näin ollen Merkurius ilmestyy näkyville Auringon vasemmalta sivulta (itä) hieman keskivälin alapuolelta.

Merkuriuksen ollessa syvimmillään Auringon edessä, sen suunta on PA 154°. Jälleen täytyy ottaa huomioon Auringon pohjoissuunnan kallistuminen, joka on nyt 13,9°, joten suuntakulmaksi saadaan 140,1°. Merkurius sijaitsee mainitussa suunnassa noin 5/6 säteen suunnassa reunasta, melko lähellä Auringon keskilinjaa.

Ekvatoriaalisesti pystytetyssä
kaukoputkessa, jossa on kulmapeili,
Merkurius on ylikulun keskivaiheilla
1/6 säteestä Auringon kiekon keskeltä
keskilinjan itäpuolella (oikealla).
Piirros © Kari A. Kuure.

Merkuriuksen poistuessa Auringon edestä, se tapahtuu suunnassa PA 224° ja Auringon kaltevuus on 30°. Näin ollen suuntakulmaksi tulee 194°, siis melko läheltä Auringon alareunaa keskilinjan oikealla (länsi) puolella.

 Kaukoputkella havaitessa kuvan kääntyminen ja jalustaratkaisu täytyy ottaa huomioon, joten tarkkaan suuntakulmia tässä yhteydessä ei pysty kussakin erillistapauksessa kertomaan. Toisaalta, jos kaukoputken seuranta on kunnollisesti suunnattu ja tietokone hoitaa kohdistamisen Merkuriukseen, mitään ongelmaa ei pitäisi planeettaan kohdistumisessa olla vaikka käytettäisiin suurtakin suurennusta.

Edellä luetellut suuntakulmat on tarkoitettu lähinnä kiikarihavaitsijalle ja laskettu Tampereen horisontin mukaan. Tampereella ylikulun päätyttyä Aurinko laskee muutaman minuutin kuluessa. Tampereelta itään ja kaakkoon auringonlasku tapahtuu ennen ylikulun päättymistä. Muualla Suomessa ylikulku näkyy loppuun asti.

Ekvatoriaalisesti pystytetyssä
kaukoputkessa, jossa on kulmapeili,
Merkurius poistuu Auringon edestä
suunnilleen kello 8 sunnasta
(länsi). Piirros © Kari A. Kuure.

Huomautukset

[1] Merkuriuksen laskevasolmu on keväällä ja nousevasolmu on syksyllä.

[2] Synodisella kiertoajalla tarkoitetaan yleensä planeettojen (ja Kuun) sellaisia kiertoaikoja, jolloin ne ovat maapallolta katsottuna Auringon suhteen samassa asemassa. Esimerkiksi sisäplaneettojen ylä- tai alakonjunktiot toteutuvat synodisen kiertoajan välein. Merkuriuksen ja Venuksen ylikulut ovat mahdollisia vain alakonjunktion aikaan.

Kuun synodista kiertoaikaa nimitetään synodiseksi kuukaudeksi ja on pituudeltaan 29,5306 vrk (aika uusikuusta uusikuuhun).

[3] Merkuriuksen ylikulkuja oli 1900-luvulla 11 (+3 mahdollista) ja on 2000-luvulla 14, 2100-luvulla 10 (+2 mahdollista), 2200-luvulla 12 (+2 mahdollista) ja 2300-luvulla 11 (+2 mahdollista). Madollinen ylikulku tarkoittaa sitä, että planeetan radassa tapahtuvien vähäisten muutosten (muiden planeettojen gravitaation vaikutuksesta) vuoksi ylikulun toteutuminen ei ole varmaa. Jos ylikulku toteutuu, niin se on vähäinen ”hipaisu”. Lisäksi havaintopaikan maantieteellisestä sijainnista johtuva parallaksi voi aiheuttaa ylikulun toteutumisen tai pois jäännin. 

Karkausvuosi – karkauspäivä

Maapallon kiertoaika on noin 6 tuntia pitempi kuin
kalenterivuoden normaali pituus. Ero joudutaan
korjaamaan lisäämällä karkauspäivä helmikuuhun
joka neljäs vuosi. Myös maapallon prekessiolla on
oma vaikutuksensa kalenteriin ja se täytyy ottaa
huomioon, jotta vuoden ajat pysyisivät
synkroonissa kalenterin kanssa. Piirros
Kari A. Kuure.

Tänä vuonna helmikuussa on 29 päivää. Ylimääräistä päivää sanotaan karkauspäiväksi, syystä jonka harva tietää tai oivaltaa. Karkauspäivällä on vuosituhantiset perinteet, mutta perimmäinen syy on maapallon kierrossa Auringon ympäri ja siinä tapahtuvat muutokset.

Planeettadynamiikkaa

Maapallon vuoden voidaan ajatella alkavan kevätpäiväntasauksesta. Silloin Aurinko näennäisellä radallaan ylittää taivaanekvaattorin ja ”siirtyy” pohjoiselle tähtitaivaalle. Tässä tietysti on kysymys siitä, että maapallon pyörimisakseli ei ole kohtisuorassa maapallon ratatasoon nähden, vaan poikkeaa siitä noin 23,4°. Pyörimisakselin suunta pysyttelee suunnilleen tähtien suhteen samassa suunnassa ja kaltevuuden suunta on kevätpäiväntasauksen aikaan maapallon radan tangentin suuntainen.

Aikaa kevätpäiväntasauksesta seuraavaan kevätpäiväntasaukseen kuluu 365,24219 vuorokautta ja sitä kutsutaan trooppiseksi vuodeksi. Trooppisen vuoden pituuteen vaikuttaa kaksi asiaa: maapallon pyöriminen tähtien suhteen eli sideerinen vuosi (365,2563 vrk) ja maapallon pyörimisakselin suunnan muuttuminen eli prekessio (yksi kierros noin 26 000 vuodessa). Nämä kaksi asiaa kun yhdistyvät, tuloksena on trooppinen vuosi.

Tarkastellaan ensin sideeristä vuotta. Sen 365,2563 vuorokautta on epäsopiva käyttämäämme kalenteriin, jossa eräänlainen perusyksikkö on vuorokausi. Desimaaliosa 0,2563 vastaa karkeasti ottaen 6 tuntia, josta syntyy noin yksi vuorokausi neljässä vuodessa. Näin kalenterimme ilman mitään korjauksia edistäisi maapallon kierrosta Auringon ympäri noin vuorokauden neljässä vuodessa. Ilmiö tunnettiin jo Etelä- ja Väli-Amerikassa eläneiden olmeekkien (1600 eaa – 900 jaa) ja mayojen (noin 2000 eaa – 1500 jaa) eri kulttuureissa.

Juliaaninen kalenteri – askel oikeaan suuntaan

Trooppisen vuoden desimaaliosa 0,29219 vuorokautta antaa neljässä vuodessa 0,96876 vuorokautta. Rooman keisari Julius Caesar kyllästyi sekavaan ja lähes mielivaltaisesti noudatettuun roomalaiseen kalenteriin. Uuden kalenterin laatiminen tuli kreikkalaisen tähtitieteilijän Sosigenes Aleksandrialaisen tehtäväksi. Hän tunsi egyptiläisen ajanlaskun ja vuoden 365,25 vuorokauden pituuden, joten tehtävä oli suhteellisen yksinkertainen. Sosigenesin ehdotuksesta vuoden pituudeksi tuli 365 vuorokautta ja kuukausien pituuksiksi 30 ja 31 vuorokautta. Helmikuu, joka oli siis vuoden viimeisin kuukausi, sai pituudekseen 28 vuorokautta.

Caesarin määräys oli selvä parannus kalenteriin, mutta ei ollut täysin virheetön. Yhden vuorokauden lisääminen joka neljäs vuosi johti pieneen, noin 0,03124 vuorokauden ylikorjaamiseen trooppisen vuoden suhteen. Juliaanisen kalenterin lisäys sääntö johti noin 10 minuutin edistämiseen vuodessa. Kaiken lisäksi korjaussääntöä noudatettiin aluksi virheellisesti siten, että karkauspäiviä lisättiin todellisuudessa joka kolmas vuosi.

Greogoriaanine kalenteri – melkein tarkka

Kymmenminuuttisista kertyi kymmenen vuorokautta 1500-luvulle tultaessa. Tämä ei vielä tunnu kovinkaan paljolta, mutta se johti etenkin pääsiäisen ajankohdan väärään määrittämiseen. Vuonna 1582 paavi Gregorius XIII antoi tehtäväksi tähtitieteilijä Christopher Claviukselle laatia korjattu kalenteri. Uusittu kalenteri, jota nyt kutsutaan gregoriaaniseksi kalenteriksi, otettiin käyttöön syksyllä 1582; silloin lokakuun 4. päivän jälkeen tuli lokakuun 15. päivä.

Gregoriaanisen kalenterin mukaan karkauspäiviä edelleen lisätään helmikuuhun joka neljäs vuosi, mutta joinakin poikkeusvuosina näin ei menetellä. Poikkeukset olivat täysiä satoja vuosia, elleivät ne ole jaollisia luvulla 400. Näin ollen vuodet 1800, 1900 ja 2100 eivät ole karkausvuosia mutta 2000 ja 2400 puolestaan ovat karkausvuosia.

Kaavio vuodenaikojen vaihtelusta kalenterin suhteen. Koska
täydet 100 vuodet eivät ole karkausvuosia muutamaa
poikkeusta lukuun ottamatta, aikaero kalenterin
ja maanradan tasauksien  ja seisauksien välillä
(=vuodenajat) säilyy alle vuorokauden mittaisena.
Kuva Wiki Commons.

Gregoriaanisen kalenteri otettiin käyttöön kaikissa roomalaiskatolisissa maissa samana tai seuraavana vuotena (1582 tai 1583). Sen sijaan protestanttiset maat päätyivät kalenterin noudattamiseen enemmänkin pakon sanelemina ja täysin omaan tahtiin. Ruotsissa kalenteri otettiin käyttöön kahdesti vuonna 1823 ja 1844 kuninkaallisella julistuksella, Suomessa se tuli käyttöön 1869 ja Neuvostoliitossa vasta 1918 tai 1921 (käyttöönotosta on olemassa kahta tietoa, sillä ortodoksisella kirkolla oli ja on edelleen omat käytäntönsä).

Gregoriaanisen kalenterin tarkkuus on hyvä. Eroa syntyy 0,3 vuorokautta tuhannessa vuodessa, sillä vuoden pituus trooppiseen vuoteen nähden on vain 0,00031 vuorokautta liian pitkä. Näin ollen joskus vuoden 4500 tietämillä ero on kasvanut yhdeksi vuorokaudeksi ja silloin viimeistään täytyy jättää joku karkauspäivä pois, jotta synkronisuus vuodenaikojen kanssa säilyisi. Korjaus toki voitaisiin tehdä aikaisemminkin, joskus vuoden 3000 tietämillä, jolloin ero on kasvanut 12 tunniksi.

Miksi karkauspäivä on helmikuussa eikä vuoden lopussa?

Karkauspäivä ja itse asiassa myös karkauskuukausi juontaa juurensa Roomaan ennen Julius Caesarin aikaa. Tällöin käytössä oli jonkinlainen kuukalenteri, jossa vuoden pituus oli vain 355 vuorokautta. Jotta se saatiin pysymään jonkinlaisessa oikeassa rytmissä vuodenaikojen suhteen, kalenteriin lisättiin karkauskuukausi joka toinen vuosi ja helmikuu katkaistiin 23 vuorokauden mittaiseksi. Karkauskuukausi liitettiin kalenteriin helmikuun jälkeen. Uusi vuosi alkoi karkauskuukauden jälkeen maalikuussa.

Rooman paikallishallinto ei kuitenkaan ollut kovinkaan välkkyä porukkaa ja niinpä hallinnon johtavat virkamiehet päättivät lisäillä karkauskuukausia milloin mitenkin (oman etunsa mukaisesti) ja lopputulos oli selvä: kalenteri meni aivan sekaisin. Tässä vaiheessa Julius Caesar puuttui peliin ja uudisti roomalaisen kalenterin.

Julius Caesar määräsi karkauspäivän paikaksi helmikuun 23. päivän jälkeiseksi päiväksi eli saman päivän, jolloin aikaisemmassa roomalaisessa kalenterissa oli lisätty karkauskuukausi. 

Mielenkiintoista asiassa on, että tämä sama karkauspäivä oli käytössä aina 1900-luvun loppuun asti. Suomessa karkauspäivä siirrettiin helmikuun 29. päiväksi vasta vuonna 1998. Ero muihin vuosiin ei ollut suuren suuri, sillä vaikka karkauspäivä oli 24. helmikuuta, loput helmikuun päivistä numeroitiin siitä eteenpäin aivan normaalisti 29. päivään asti. Ainoastaan nimipäivät siirtyivät päivällä eteenpäin.

Tähtitieteelliset vuodenajat

Jotta uusi juliaaninen kalenteri olisi sopinut vuoden kiertoon ja vuodenaikoihin, Caesar joutui lisäilemään vuoteen 46 eaa jopa kolme karkauspäivää: yksi helmikuuhun ja kaksi marraskuun ja joulukuun väliin. Lisäksi vuoden alkamisen hän määräsi tapahtuvan tammikuun alussa. Näillä säädöillä mukaiset vuodenaikojen alut sopivat yhteen kalenterin vuosineljännesten kanssa (maaliskuun 25. , kesäkuun 24. , syyskuun 24. ja joulukuun 25. päivät).

Nykyisin tähtitieteellinen kevät alkaa kevätpäiväntasauksena 20.3., kesä 21.6. (kesäpäivänseisaus), syksy 22.9.(syyspäiväntasaus) ja talvi 21.12. (talvipäivänseisaus). Ero roomalaisten käyttämiin vuodenaikojen alkuihin johtuu jo mainitusta maapallon prekessiosta, joka siirsi tasaus- ja seisauspäiviä aikaisemmaksi ennen gregoniaanisen kalenterin käyttöön ottoa.

Tästä vuodesta (2016) eteenpäin kevätpäiväntasaus on joka vuosi maaliskuun 20. päivä aina vuoteen 2052 asti, jolloin se on 19.3. ja sen jälkeen vaihdellen 19. ja 20. päivien välillä. Näin mennään aina vuoteen 2100 asti, jolloin ei ole karkausvuosi ja kevätpäiväntasaus siirtyy takaisin 20.3. ja 21.3. päiviksi. Kaikki annetut päivämäärät ovat laskettu Suomen aikavyöhykkeellä noudatetun kalenterin mukaisina. Muilla aikavyöhykkeillä päivämäärät voivat vaihdella.

Kuuhuijaus uppoaa herkkäuskoisiin

Neil Armstrong Kuun pinnalla Apollo 11 lennolla ensimmäisenä ihmisenä. 
"Tämä on pieni askel ihmiselle mutta valtava harppaus ihmiskunnalle" 
olivat Armstrongin ensimmäiset sanat juuri "valloitetussa" maailmassa. 
1960-lopun tv-tekniikka teki kuvasta hieman pehmeän ja sävyiltään jyrkän. 
Kuva NASA.

Kuuhuijaus-salaliittoteoria pihisee henkitoreissaan mutta ei suostu kuolemaan. Jostakin syystä aina vain uusi sukupolvi herkkäuskoisia tarttuu teoriaan ja levittää sitä totena, vaikka sen kaikki väittämät on jo aikoja sitten osoitettu vääriksi tai pätemättömiksi.

Kirjoitin aiheesta ensimmäisen kerran vuonna 2003 Avaruusmakasiinissa (ei enää saatavissa internetissä), joten on ehkä syytä julkaista artikkeli uudestaan hieman päivitettynä.

 ---

"Huijauksen osoittavina todisteina" ensimmäisenä tavallisesti esitetään väite, että sadoissa tai tuhansissa valokuvissa ja filmeissä ei näy tähtiä. Salaliittoteorian kannattajien mukaan ilmattomassa Kuussa tähtiä pitäisi näkyä taivaalla tuhansia.

Huomio on aivan oikea - kuvissa ei todellakaan näy tähtiä ja siihen on aivan selkeä syy. Apollo ohjelman kameroissa käytettiin erittäin hidasta filmiä. Värifilminä oli Kodakin Ektachrome 64 (64 ASA) ja mustavalkoisen oli Kodakin Panatomic X (50 ASA). Filmien valintaan oli yksi syy, ne ovat erittäin hienorakeisia ja erotuskykyisiä filmejä. Ne ovat kuitenkin epäherkkiä ja niitä joudutaan valottamaan suhteellisen pitkään normaalissakin valaistuksessa.

Kuussa valaistusolosuhteet ovat erittäin vaikeat kirkkaan auringonpaisteen valaistessa maisemaa. Maiseman valossa olevat kohdat ovat erittäin kirkkaita ja hitaallakin filmillä päästään normaaleihin valotusaikoihin, jotka ovat sekunnin kymmenes- tai sadasosia. Näin lyhyillä valotusajoilla tähdet, jotka ovat kymmenen miljardisosaa Auringon kirkkaudesta, eivät piirry filmille. Niiden valottamiseksi tarvittaisiin useiden sekuntien tai kymmenien sekuntien valotusajat. Apollo lennoilla otettiin myös tähtikuvia mutta silloin käytettiin paljon herkempiä filmejä ja pitempiä valotusaikoja.

Salaliittoteoreetikkojen yleisin väite on, että kuukuvissa ei näy tähtiä. Tähdet
ovat liian himmeitä näkyäkseen lyhyellä valotusajalla ja hitaalla
filmillä otetuissa kuvissa. Jos tähdet näkyisivät, maisema ja astronautit olisivat
hyvin pahasti ylivalottuneet. Kuva Nasa.

 Toinen salaliittoteorian kannattajien mieliväite on se, että Kuussa filmatut elokuvat ovat erittäin selkeitä ja värikkäitä. Nämä seikat tukevat heidän mielestään väitettä, että filmit onkin tehty Maassa.

Kuten edellä kerrottiin, filmejä valittaessa pyrittiin juuri selkeyteen ja yksityiskohtaisuuteen, joten käytettiin aivan tiettyjä filmilaatuja, jotta haluttu lopputulos saavutettaisiin. Myös käytetyt kamerat olivat tähän tarkoitukseen tehtyjä ja ominaisuuksiltaan sen aikaisien standardikameroiden ominaisuuksia parempia.

Jos tarkastellaan filmejä yksityiskohtaisesti, niin havaitaan niissä muutamia mielenkiintoisia seikkoja, jotka osoittavat filmit Kuussa kuvatuiksi. Filmeissä nähdään monissa kohdissa, että astronautti tai kuuajoneuvo pölläyttää Kuun pintapölyä. Pöly ja pienet kivet käyttäytyvät kuin ammukset, ne lähtevät potkusta parabolisella radalle ja aikansa lennettyään putoavat kuunpinnalle. Kiihtyvyys kuunpinnalla on noin 1/6 maapallon pinnalla vallitsevasta kiihtyvyydestä ja siellä ei ole ilmaa. Pöly ja kivet käyttäytyvät kuten tällaisissa olosuhteissakin pitääkin: ne putoavat kuunpinnalle.

Jos filmit olisi kuvattu Maassa, kivien lentorata olisi toisenlainen ja kevyt pöly jäisi leijumaan ilmaan useiksi minuuteiksi. Apollo lentojen aikaan ei ollut tietokonegrafiikkaa, eikä lavastustekniikka ollut kovinkaan kehittynyttä. Samoihin aikoihin tehty Stanley Kubrickin ohjaama elokuva 2001 Avaruusseikkailu sai lavastuksestaan Oscar -palkinnon ja se ei yltänyt läheskään aitoon vaikutelmaan.

Kuva Kuunpinnalla pölyää helposti mutta pöly ei jää leijumaan ilmaan, vaan putoaa
kuunpinnalle välittömästi. Ilmakehässä se jäisi leijumaan pitkäksi aikaa ja leviäisi
ilmavirtausten mukana laajalle alalle. Tämä ilmiö on näkyvissä helposti Kuussa 
kuvatussa filmissä Apollo 16 lennolta
https://www.youtube.com/watch?v=5cKpzp358F4
Kuvakaappaus Apollo 16 lennolta.

Usein kuuhuijauksen todisteeksi esitetään Yhdysvaltain lipusta kuvattua filmiä. Filmissä lippu näyttää liehuvan tuulessa. Jos filmi olisi kuvattu ilmattomassa Kuussa, niin liehumista ei tapahtuisi. Tähänkin vastaus on hyvin yksinkertainen.

Jotta lippu saataisiin "liehumaan" siihen on rakenteellisena osana kiinnitetty ohuita teräslankoja ja nylonvahvisteita, jotka levittävät lipun ikään kuin se liehuisi tuulessa. Muutoin ilmattomassa Kuussa lippu roikkuisi tangostaan kuin märkä sukka. Tästä rakenteellisesta syystä lippu on myös erittäin herkkä heiluri (heilurikerroin > 200), pienikin häiriö saa sen "lepattamaan". Pelkästään kuunkamaran pieni värähtely, esimerkiksi kuuastronauttien tyypillisen liikkumistavan "kenguruhyppelyn" synnyttämänä sai pinnan värähtelemään riittävästi ja lippu lepattaa näkyvästi.

Kuva Edwinn Aldrin Kuussa Apollo 11
lennolla. Vasemmalla laskeutumisalus
"Eagle" (Kotka) ja Yhdysvaltain lippu.
Kuva Nasa.

Astronauttien "kenguruhyppely" osoittaa myös ne Kuussa kuvatuiksi. Kyseinen liikkumismuoto on Kuussa energiataloudellisesti edullinen mutta ei maanpinnalla. Jo mainitussa Avaruuseikkailu 2001 elokuvassakin kuunpinnalla liikkuvat astronautit kävelevät tavalliseen tapaan.

Periaatteessa jokainen voisi myös itse todeta amerikkalaisten vierailleen Kuussa. Jokaisella kuudella laskeutuneella kuulennolla sinne vietiin laserheijastin, joita tutkijat ovat myöhemminkin käyttäneet ja käyttävät edelleen Kuun etäisyyden määrittämiseen.

Tarvitaan siis riittävän voimakas laser ja kaukoputki, jolla heijastimesta palautuva lasersäde havaitaan. Käytännössä asia ei ole aivan näin yksinkertainen kuin mitä teoriassa voisi kuvitella. Palaava lasersäde sisältää vain muutaman fotonin kerrallaan. Niiden havaitsemiseksi tarvitaan valomonistin.

Kuusta tuotiin myös näytteitä, yhteensä noin 350 kg. Tuhannet tutkijat ympäri maapallon ovat tutkineet niitä (mm. suomalainen kemisti, tohtori Biger Wiik) ja yksikään heistä ei ole epäillyt tai väittänyt kivien olevan peräisin maapallolta. Tämä johtuu siitä, että Kuusta peräisin olevien kivien fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet poikkeavat niin Maan kivistä kuin meteoriiteistakin. Kuusta peräisin olevien kivien raudan, magnesiumin ja hapen isotooppien suhteet ovat erilaisia kuin Maasta peräisin olevissa kivissä. Poikkeamat Maan kivistä eivät ole suuria mutta kuitenkin selkeästi tunnistettavissa.

Kivet ovat lojuneet kuunpinnalla nelisen miljardia vuotta. Tänä aikana niiden pintaan on iskeytynyt huomattava määrä mikrometeoriitteja ja aurinkotuulen hiukkasia. Näytteenä tuoduissa kivissä nämä jäljet ovat näkyvissä. Jos tutkijoille olisi annettu meteoriitteja tutkittavaksi, niin jäljet olisivat tuhoutuneet meteoriittien ulkopinnan kuumentuessa, sulaessa ja höyrystyessä maapallon ilmakehässä. Maanpinnalla olevissa kivistä ei mikrometeoriitteja ja aurinkotuulen hiukkasia löydy.

Kuva Kuukivet poikkeavat maapallolta peräisin olevista alkuaineittensa
isotooppijakauman suhteen. Kuukivet ovat erittäin vanhoja
 ja niiden pinnalla on jälkiä mikrometeoriiteista ja aurinkotuulesta. Maasta peräisin
olevissa kivissa ei ole mikrometeoriitteja. Kuva Nasa.

Kuukivistä puuttuu myös vesi, sitä ei ole edes kidevetenä. Maapallolta peräisin olevista kivistä löytyy aina vettä ja se on myös tunnistettavissa Maasta peräisin olevaksi atomien isotooppijakauman perusteella. Kuulentojen aikaan, ja sen jälkeenkään tutkijoilla ei ole käytettävissään mitään menetelmää isotooppijakauman muuttamiseksi.

Kaikkein uusimmat analyysit ovat paljastaneet, että näytteissä on kuin onkin vettä vaikka hyvin vähän. Isotooppitutkimus on kuitenkin vahvistanut aikaisemman tuloksen: Kuun vesi on hieman erilaista kuin Maassa oleva vesi.

Tässä olivat salaliittoteorioiden kannattajien pääväittämät. Monia muitakin väitteitä on esitetty, mutta niitä kannattaa tarkastella yhtä kriittisesti ja etsiä ilmiöitä, jotka ovat vain Kuussa mahdollisia.

Salaliittoteorioiden esittäjien motiiveja kannattaa myös tarkastella, jos se vain on mahdollista. Luultavasti taustalta löytyy pyrkimys tehdä rahaa myymällä "todisteista" kertovia kirjoja, lehtiä tai filmejä! Väitteitä kohdatessaan kannattaakin tarkastella esitettyjä todisteita käyttäen NASAn alkuperäiskuvia ja tutkimustuloksia. Kaikki kuvat on saatavilla Internetistä osoitteessa
http://www.apolloarchive.com/apollo_gallery.html