Kuussa onkin vettä vaikka muille jakaa!

Kiertolaistamme on perinteisesti pidetty rutikuivana paikkana, mutta ilmeisesti käsitys on tyystin väärä. Kuussa on vettä kaikkialla, mutta siihen on hankala päästä käsiksi.

Jos ja kun Kuuhun joskus palataan, on oleellista tietää, minkä verran siellä on vettä. Sitä voidaan nimittäin käyttää sekä juomavetenä että rakettipolttoaineen eli vedyn ja hengityksen kannalta suhteellisen keskeisen hapen valmistamiseen.

Tuoreet havainnot viittaavat siihen, että Kuussa on vettä aina ja kaikkialla. "Olipa vuorokaudenaika mikä tahansa ja katsoimmepa mille tahansa leveysasteelle, vettä näyttää esiintyvän", toteaa Joshua Bandfield, jonka johdolla tehty tutkimus on vastikään julkaistu.

Tähän saakka ollaan oltu käsityksessä, että Kuun vesi – eli jää – on keskittynyt napaseuduille, missä joidenkin kraattereiden pohjat ovat ikuisessa pimeydessä. Näihin "kylmyysloukkuihin" olisi aikojen saatossa kertynyt kenties suuriakin määriä vettä. Niiden liepeillä vesijään esiintyminen noudattelisi vajaan kuukauden mittaisen Kuun vuorokauden vaihtelua.

Kuun pintakerrosten koostumuksen ja muiden ominaisuuksien tutkimus perustuu sekä kiertolaisemme heijastamaan että sen lähettämään säteilyyn. Veden esiintyminen näkyy heijastuvan infrapunasäteilyn spektrissä, mutta tutkimusta hankaloittaa samoilla aallonpituuksilla esiintyvä Kuun pinnan oma säteily. Niiden erottaminen toisistaan edellyttää tietoa Kuun pinnalla vallitsevista lämpötiloista.

Bandfieldin johdolla tutkijat ovat kehittäneet menetelmän, jolla veden esiintymistä voidaan selvittää NASAn LRO:n (Lunar Reconnaissance Orbiter) sekä Intian Chandrayaan-1-luotaimen tekemien mittausten avulla.

Tuoreiden tulosten perusteella vettä on Kuussa hyvin laajalti eikä sen esiintymisessä ole suuria ajallisia vaihteluita. Ihan perusvedestä ei kuitenkaan ole kyse, sillä hapen ja vedyn yhdiste esiintyy lähinnä hydroksyyli- eli OH-molekyyleinä. Sillä on taipumus muodostaa sidoksia erilaisten mineraalien kanssa, joten tulevilla kuulennoilla se on saatava erotettua niistä.

Uusista tuloksista huolimatta Kuun veden alkuperä on edelleen hämärän peitossa. Vaihtoehtoina ovat veden muodostuminen Kuun pintamateriaalissa aurinkotuulen pommituksen seurauksena tai sen tihkuminen Kuun sisuksista, missä se on ollut nalkissa erilaisissa mineraaleissa Kuun syntymästä lähtien.

Kuun vedestä kerrottiin NASAn uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu Nature Geoscience -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Markus Hotakainen

Lumipallo-Maa, karkaava Kuu ja himmeä Aurinko – kiertolaisemme "vyötärömakkara" kertoo kaukaisista ajoista

Kuu syntyi – todennäköisesti – kun Maa oli vasta muotoutumassa ja suunnilleen Marsin kokoinen kappale törmäsi planeettamme varhaiseen aihioon. Törmäys paiskasi osan proto-Maan kiviaineksesta avaruuteen ja siitä tiivistyi Kuu. Prosessin arvellaan olleen hyvin nopea, korkeintaan vuosien, ehkä vain kuukausien tai viikkojen mittainen.

Maa ja Kuu ovat sen jälkeen olleet tiivis pari ja niitä voidaan pitää melkein yhtä lailla kaksoisplaneettana kuin planeettana ja sen kuuna. Kuu on Maahan verrattuna iso, läpimitaltaan noin neljäsosa siitä, joten se on vaikuttanut vetovoimallaan myös Maan myöhempään kehitykseen.

Kuun pyöriminen, vaikka se onkin hyvin hidasta, on saanut sen pullistumaan päiväntasaajan eli ekvaattorin kohdalta. Jo parisataa vuotta sitten ranskalainen matemaatikko ja fyysikko Pierre-Simon de Laplace laski, että Kuun ekvaattoripullistuma on selvästi liian suuri siihen nähden, että sen pyörähdysaika on melkein kuukausi.

Alkujaan eli Kuun ollessa vielä valtaosin sula sen on arveltu pyörineen paljon nopeammin, jolloin pullistuma olisi ollut vielä nykyistäkin suurempi. Kun pyörimisliike vähitellen hidastui, pullistuma kutistui. Mutta kun Kuu noin neljä miljardia vuotta sitten jäähtyi ja jähmettyi, kutistumista ei enää päässyt tapahtumaan, vaikka pyöriminen edelleen hidastui.

Kuun pyörimisliikkeen hidastuessa se on samalla loitontunut Maasta. Maan ja Kuun välimatka kasvaa edelleen noin neljällä sentillä vuodessa, sillä järjestelmä menettää kaiken aikaa energiaa. Se kuluu niiden keskinäisen vetovoiman aiheuttamaan vuorovesi-ilmiöön.

Vuoksi ja luode loiskuttavat Maan valtamerten vesiä edestakaisin ja siitä syntyvät kitkavoimat hidastavat Maan pyörimisliikettä, mutta saavat samalla Kuun vähitellen etääntymään Maasta. Siis karkeasti kuvailtuna, yksityiskohdiltaan ilmiö on paljon mutkikkaampi.

Tutkijoita on pitkään askarruttanut, kuinka nopeasti Kuu on etääntynyt Maasta menneinä vuosimiljardeina, ja mitä se voisi kertoa olosuhteista nuoressa Maassa. Boulderin yliopiston fysiikan professorin Shijie Zhongin johtama tutkijaryhmä on selvittänyt asiaa mallintamalla Kuun nykyisen ekvaattoripullistuman syntyä.

Se on ollut ilmeisesti varsin hidas prosessi ja vienyt satoja miljoonia vuosia, kun Kuu on nykyistä paljon hitaammin etääntynyt Maasta. Siitä voidaan päätellä, että vuorovedet maapallolla ovat olleet vähäisempiä tai niitä ei välttämättä ole jossain vaiheessa esiintynyt ollenkaan.

"Jos Maalla on ylipäätään ollut vesikehä hadeeisen aionin [4,57–3,8 miljardia vuotta sitten] aikana, se on voinut olla kauttaaltaan jäässä, mikä on käytännössä eliminoinut vuorovesien synnyttämän kitkan", Zhong arvelee.

Ajatus umpijäässä olevasta "lumipallo-Maasta" ei ole uusi. Auringon kehitystä koskevan teorian mukaan se on ollut nuoruudessaan nykyistä noin 30 prosenttia himmeämpi, joten Maahan lankeava energiamäärä olisi myös ollut paljon nykyistä pienempi. Sille ei kuitenkaan ole saatu vahvistusta havainnoista. Nyt ratkaisu ongelmaan voi olla yllättäen löytymässä Kuusta.

Uudesta mallista kerrottiin Boulderin yliopiston uutissivuilla ja tutkimus on ilmestynyt Geophysical Research Letters -tiedejulkaisussa (maksullinen).

Kuva: Markus Hotakainen

Kiina aikoo luoda ekosysteemin Kuun pinnalle

Chang'e 3

Kiina on laukaisemassa tämän vuoden lopulla Kuuta kiertämään luotaimen ja samalla myös Kuun pinnalle laskeutujan. Sen mukana on pieni kapseli, jonka perustaa luontaisen kiertolaisemme pinnalle pienen siirtokunnan – ja sen elämää voi todennäköisesti seurata netissä.

Chang'e 4 on samankaltainen lento kuin oli Chang'e 3 jo neljä vuotta sitten: kyseessä on luotain, joka jää kiertämään Kuuta, ja laskeutuja, joka asettuu Kuun pinnalle pieni kulkija mukanaan. 

Haastavaksi lennon tekee se, että laskeutuja suuntaa nähtävästi Kuun kääntöpuolelle, eli sinne, mikä ei näy koskaan Maahan. Kuuhan kääntää koko ajan saman puolensa kohti meitä ja siksi alus, joka on Maahan näkymättömällä puolella, ei voi olla suoraan radioyhteydessä maa-aseman kanssa. Tässä apuun tulee kiertolainen, joka voi toimia tietoliikennesatelliittina, mutta nähtävästi kiinalaiset lähettävät Kuuta kiertämään myös erityisen linkkisatelliitin, jonka tärkein tehtävä on vain viestien välittäminen.

Laskeutujan mukana on myös varsin erikoinen alumiinisäiliö. Sen sisällä on silkkitoukkia, perunaa ja lituruohon siemeniä, joiden elämää ja kasvamista Kuun olosuhteissa tullaan seuraamaan.

Maan päällä lituruohossa on kauniita kukkia. Saa nähdä, tuleeko myös Kuu kukkimaan.

Ekosysteemikapselin suunnittelija Zhang Yuanxun kertoi China Dailyn mukaan, että silkkitoukat ovat aluksi munina, jotka kehittyvät Kuussa toukiksi ja tuottavat luonnollisesti eläessään ja kasvaessaan hiilidioksidia. Samalla perunat ja lituruohot (jotka kasvavat myös siemenistä) tuottavat happea, ja ainakin teoriassa ne voivat kaikki tulla hyvin toimeen yhdessä. 

Ainakin jonkin aikaa.

Lituruoho (Arabidopsis thaliana) on yksivuotinen ristikukkaiskasvi, joka on klassinen biologian tutkimuskohde. Se lituruoho kasvaa 10–30 senttimetriä korkeaksi ohueksi kasviksi nopeasti, ja siksi se sopii hyvin kokeisiin. 

Se oli myös ensimmäinen kasvi, jolla tehtiin avaruudessa pitkäaikaisia kokeita. Vuonna 1982 niitä kasvatettiin 40 vuorokauden ajan venäläisellä Saljut 7 -avaruusasemalla.

Nyt kiinnostavaa on nähdä, miten silkkitoukat ja kasvit kehittyvät Kuun olosuhteissa. Vaikka miniekosysteemillä onkin suojanaan alumiinikapseli, on painovoima Kuussa noin kuudesosa Maan painovoimasta (tarkalleen 0,1654 g) ja siellä on runsaasti säteilyä.

Suunnitelmien mukaan silkkitoukkien, lituruohon ja perunoiden kuuseikkailua voi seurata netissä, minne kuvaa Chang'e 4:stä lähetetään lähes suorana.

Tästä saattaa tulla tosi nettihitti: äärimmäinen Selviytyjät -sarja!

Chang'e 3
Chang'e 3 -laskeutuja sen mukana Kuun pinnalle lentäneen Yutu-kulkijan kuvaamana. Chang'e 4 on pitkälti samanlainen. Otsikkokuvassa on Kansainvälisellä avaruusasemalla kasvatettua, noin 10 cm korkeaa lituruohoa.

Trump haluaa Kuuhun

Trump haluaa Kuuhun

Yhdysvaltain presidentti on nimittämässä Nasan johtajaksi tiedeskeptikkoa, mutta haluaa Nasan lähtevän nyt takaisin Kuuhun. Onko Space Policy Directive-1 -nimellä kulkeva asiakirja uusi lähtölaukaus kuulennoille, hajoita ja hallitse -temppu Nasassa vai pelkkää bluffia?

Muistatteko syyskuun 2005? Silloin Valkoisessa talossa istui George W. Bush ja Nasan johtajana oli Michael Griffin. Tuolloin takana oli avaruussukkula Columbian onnettomuus ja Nasa päätti siirtää sukkulat eläkkeelle heti kun Kansainvälinen avaruusasema oli saatu valmiiksi.

Sukkuloiden seuraajaksi Griffin esitteli suureellisen suunnitelman, Constellationin, joka veisi Yhdysvallat takaisin Kuun kamaralle. Suunnitelma oli "Apollo steroidella", eli ulkoisesti kuin ammoinen kuuohjelma, mutta siten, että alukset olisivat isompia ja parempia, raketit käyttäisivät avaruussukkuloista perittyä tekniikkaa ja miehistön koko lennoilla voisi olla suurempi kuin Apollo-lennoilla.

Periaatteessa suunnitelma oli hyvä, paitsi että suunnitelma oli mielikuvitukseton, eikä sille annettu koskaan riittävästi rahaa toteuttamista varten. Nyt viimein valmistuva Orion-alus on tuolloin hahmotellun aluksen viivästynyt ja kovasti vaatimaton versio; tulossa oleva superraketti on sekin nysverö suunnitelmiin verrattuna.

Kuuhunlaskeutumisalus on unohdettu kokonaan ja Nasa valmistautuu nyt vain lennättämään astronautteja turvallisesti Kuun ympäri vuonna 2019 (tai todennäköisesti vasta joskus 2020-luvun alussa).

Kierros Kuun ympärillä

Kierros Kuun ympärillä

"Kuu on harmaa – tai täysin väritön – ja näyttää siltä, kuin se olisi pelkkää betonia", totesi Apollo 8 -lennon astronautti James Lovell vuonna 1968. Lennon kolmehenkinen miehistö olivat ensimmäiset ihmiset, jotka pääsivät katsomaan Kuun pintaa läheltä.

07.11.2017

"Kuun pinta näyttää kuin hiekkakasalta, missä lapseni ovat olleet temmeltämässä pitkän aikaa", jatkoi samalla lennolla ollut William Anders

"Pinta on täysin rösöistä ja rikkoutunutta, vain töyssyjä ja reikiä."

Monet muutkin Apollo-lentojen astronautit ovat kuvailleet monin eri sanamuodoin sitä, kuinka omituinen ja harmaan väritön Kuun pinta on. Nyt kuitenkin tämän voi helposti katsoa myös itse hyppäämällä Lunar Reconnaissance Orbiter -luotaimen kyytiin.

Seán Doran on tehnyt luotaimen kameran ottamista kuvista hienon videon, joka näyttää yhden kierroksen Kuun ympäri. Video näyttää hyvin, kuinka Kuulla on kaksi selvästi erilaista puolta ja kuinka sen pinnan aines, niin sanottu regoliitti, on todella harmaata.

Itse asiassa yksi syy siihen, miksi Kuu näyttää hyvin harmaalta, on sen varsin pieni heijastuvuus: keskimäärin Kuun pinta heijastaa vain noin 12% siihen osuvasta valosta.

Tosin Kuun tapauksessa tässä on suuria vaihteluita, koska suoraan valon suunnasta katsottaessa pinta heijastaa jopa hyvin voimakkaasti valoa takaisinpäin: Kuun pinta on hyvin rosoista, joten valon tullessa sivulta on siinä paljon pieniä varjoalueita, mikä ilmakehän tasoittavan vaikutuksen puuttuessa tarkoittaa sitä, että maisemassa on paljon pieniä mustia alueita. 

Kun valo tulee pintaan kohtisuoraan, ei näitä mustia alueita ole, vaan koko pinta näyttää valaistulta. Tämän niin sanotun oppositioilmiön vuoksi myös täysikuu näyttää paljon kirkkaammalta kuin Kuu olisi muutoin.

Video: Seán Doran, alkuoperäiset kuvat: NASA / LROC

PS. Doran on koostanut muitakin kauniita videoita. Niitä voi katsoa mm. hänen Twitter-tililtään @_TheSeaning

Nasa vastaan SpaceX – onko tässä nykyajan avaruuskilpailu?

Nasa vastaan SpaceX – onko tässä nykyajan avaruuskilpailu?

Lyhyesti: kyllä. Mutta samalla myös ei suoranaisesti. Asia on monimutkainen ja vaatii pitkähkön selityksen.

Avaruusyhtiö SpaceX ilmoitti johtajaperustajansa Elon Muskin suulla eilen lähettävänsä ensi vuoden lopussa kaksi avaruusturistia noin viikon kestävälle matkalle Kuun ympäri. 


Ilmoitus tuli selvästi yllätyksenä myös Nasalle, joka suunnittelee tekevänsä ensimmäisen miehitetyn kuulennon uudella Orion-aluksellaan vasta vuonna 2021.

Nasan visiossa yksityiset yhtiöt voivat kyllä hoitaa avaruusliikennettä omilla aluksillaan Maan lähellä, mutta kauempana vastuun lennoista kantaisi Nasa pitkään ja hartaasti tehdyllä, mutta silti hyvin perinteisellä Orionilla.

Avaruusjärjestö julkaisikin tiistaina kommentin, jota voi tulkita kahdella tapaa: se kannustaa kaupallisia toimijoita kurottamaan korkeammalle, mutta samalla se kehottaa SpaceX-yhtiötä keskittymään olennaiseen, eli astronauttien avaruusasemalle ja takaisin kuljettamiseen sopivan aluksen kehittämiseen.

Yleistäen Nasa kehuu yritteliästä teiniä, mutta kehottaa pysymään pois omalta tontiltaan. Maailmanmahtavaa avaruusjärjestöä varmasti kismittää kovasti se, että SpaceX on tuottanut sille viime aikoina useita pahoja arvovaltatappioita. 

Ensinnäkin SpaceX, avaruudesta(kin) innostuneen miljardöörin perustama pikkufirma tuli kuin tyhjästä vuonna 2002 ja alkoi nakertaa Nasan ja perinteisten ilmailu- ja avaruusyhtiöiden yhteistyökuviota. Etenkin Boeing ja Lockheed-Martin ovat edelleen hieman pallo hukassa sen suhteen, mitä SpaceX:n ja sen hankkeiden kanssa tulisi tehdä.

Toiseksi yhtiö ilmoitti alkavansa tekemään laukaisun jälkeen alas laskeutuvia raketteja ja leikkaavansa dramaattisesti avaruuteen lentämisen hintaa.

Kolmanneksi SpaceX ilmoitti lähettävänsä Dragon-aluksensa Marsiin nopeammin kuin Nasa pystyy lähettämään sinne luotaimia. 

Neljänneksi Elon Musk julkisti viime vuonna massiivisen suunnitelmansa Marsin asuttamisesta. Sen mukaan yhtiön suuret avaruusalukset suuntaisivat punaiselle planeetalle samaan aikaan kun Nasan astronautit olisivat vielä hädin tuskin Kuuta katselemassa.

Ja nyt viidenneksi Musk on lähettämässä Dragonin miehitetyn version Kuuta kiertämään olennaisesti Nasan ja ESAn lentoa nopeammin. Turistit olisivat kiertäneet Dragonilla Kuun ennen kuin Orionin miehittämätön koelento olisi edes päässyt matkaan.

Viime vuosina Nasa on tiedottanut pienistäkin Orion-aluksen ja sen SLS-kantoraketin edistysaskelista suurina hyppäyksinä eteenpäin, maalannut visioita tulevista huikeista avaruuslennoista ja koettanut häivyttää aikataulun taustalle. Tässä valossa Nasa on saanut koko ajan takkiinsa, kun SpaceX on kertonut uusista tekemisistään.

Lista on hengästyttävä, mutta heti kannattaa muistaa se, että SpaceX ei ole toistaiseksi tehnyt miehitettyjen avaruuslentojen alalla muuta kuin lähettänyt miehittämättömiä aluksia avaruusasemalle, kehittänyt sen miehitettyä versiota kulisseissa ja soittanut suuta. 

Dragon-aluksen miehitetty versio, Dragon 2, lentää vasta kauniissa kuvissa. Se on edelleen kehitteillä, eikä sitä ole kunnolla testattu. Falcon 9 -raketin kelpoisuutta miehitettyjen lentojen tekemiseen on epäilty ja SpaceX:n kokemus toiminnasta Maan lähiavaruuden ulkopuolella on olematonta.

Musk ja SpaceX ovat aikaisemminkin heittäneet ilmaan utopistisia ajatuksia, mutta vaikka aikataulu on mennyt moneen kertaan uusiksi, on se toistaiseksi tehnyt kaiken lupaamansa. 

Uudelleenkäytettävä Falcon 9:n ensimmäinen vaihe on tuorein esimerkki. Sille naurettiin, ensimmäisille epäonnistumisille ilkuttiin, mutta nyt rakettien suorituksia ihaillaan (vaikka ensimmäinen uudelleenkäytetty raketti ei olekaan vielä lentänyt).

Hyvin todennäköisesti nytkin tulee käymään samaan tapaan, ainakin kuulentojen ja Dragonin Mars-matkan suhteen. Lennot toteutuvat, mutta aikataulu ei varmaankaan ole luvattu.

Tämä onkin ollut SpaceX:n hyvä puoli tähän mennessä: se on tehnyt asioita nopeasti ja uhonnut tekevänsä vieläkin nopeammin, mutta se ei ole antanut luvattujen päivämäärien sotkea tekemistä  kunnolla. Yhtiön historiassa on jo koko joukko epäonnistumisia, jotka olisivat kenties saaneet monet jättämään leikin kesken, mutta Musk on puskenut eteenpäin. 

Ja varmasti tekee niin nytkin.

Nasa puolestaan katsoo varmasti tulokasta sekä muita uuden ajan avaruusyhtiöitä samalla ihaillen ja harmitellen.

Ihaillen siksi, että Nasassa (kuten ESAssa ja perinteisissä avaruusyhtiöissäkin) on paljon väkeä, jotka haluaisivat tehdä asioita puhtaalta pöydältä ilman historian ja byrokratian painolastia. Kaupallinen toimija voi toimia myös vapaammin kuin valtion organisaatio, jota syytetään heti ongelmien ilmaantuessa verovarojen väärinkäytöstä. Ei ihme, että avaruusjärjestöt ovat ylivarovaisia. 

Ihailua tulee varmasti myös siitä, että yhtiön ansiosta yleinen kiinnostus avaruuslentoja ja sen mahdollisuuksia kohtaan on korkeammalla kuin pitkiin aikoihin. Nasa on varmasti saanut takavuosina lisärahoitusta osin juuri siksi, että SpaceX on tehnyt alasta seksikkäämpää.

Harmitellen siitä syystä, että mediasirkus unohtaa helposti sen kaiken työn, mitä avaruusjärjestöt ovat tehneet vuosikymmenien kuluessa avaruuslentojen edistämiseksi. Tulokkaat pääsevät ikään kuin valmiiseen pöytään. 

SpaceX:n ja Dragon-aluksen tapauksessa Nasa on rahoittanut varsin olennaisesti yhtiön avaruusalusten kehittämistyötä. Yhtiöllä on sopimus avaruusaseman rahtilentojen tekemisestä ja astronauttien kuljettamisesta asemalle tulevaisuudessa. Ilman Yhdysvaltain puolustushallinnon (ja Nasan) tilauksia ei Falcon 9 -rakettia todennäköisesti olisi voitu tehdä.

Se, että SpaceX on kehittänyt tekniikkaansa paremmaksi ja kyvykkäämmäksi kuin Nasa on halunnut, on tapahtunut puolestaan sen omasta halusta – ja omalla rahalla. 

Jos Nasan suhtautuminen SpaceX:n suhtaan on kaksijakoista, on sama mieliala toisellakin puolella.

Elon Musk on monessa yhteydessä kiittänyt Nasaa avusta ja tarjoaa sille edelleen ensisijaista yhteistyötä. 

Esimerkiksi eilisen tilaisuuden jälkeen hän totesi, että jos Nasa haluaa tehdä omilla astronauteillaan kuulennon ennen turisteja, niin se on mahdollista. 

Nykyisen suunnitelman mukaan Dragon 2 tekee ensimmäisen koelentonsa ilman miehistöä vielä tämän vuoden puolella. Kuuden kuukauden kuluttua siitä Dragon 2 voisi lentää astronauttien kanssa avaruusasemalle, ja kuuden kuukauden kuluttua siitä olisi vuorossa miehitetty lento Kuun ympäri.

Muskin heitto Nasan kuumatkalaisten suuntaan voidaan tosin tulkita myös siten, että SpaceX haluaa kilpailla myöhässä olevan Orion-aluksen ja sen sukkulassa käytettyyn sekä Apollo-aikaiseen tekniikkaan pohjautuvan SLS-raketin kanssa. Pääkaupungissa joku saattaa päättää peruuttaa koko Nasan pitkään tekemän suunnitelman ja ostaa kuulennotkin SpaceX:ltä. Tästä keskustellaan jo vakavasti.

Ei ihme, että Nasassa ollaan huolestuneita.

SpaceX lähettää miehitetyn aluksen Kuuta kiertämään – Nasa jää taas jalkoihin

SpaceX:n johtaja Elon Musk kertoi tänään illalla Suomen aikaa, että hänen yhtiönsä lähettää miehitetyn Dragon-aluksen kiertämään Kuun ensi vuonna. Nasaa ei hommaan tarvita lainkaan, koska matkan maksavat kaksi avaruusturistia.

Tätä ei osattu odottaa, kun Musk viestitti tyypilliseen tapaansa twitterissä tänään pitävänsä yllättäen tiedotustilaisuuden.

Olisi ollut loogista kertoa jotain tulevista Falcon 9 -raketin uudelleenkäytettävän vaiheen lennoista tai raketin raskaasta versiosta, mutta ei: nyt SpaceX tähtää puoliyllättäen Kuuhun.

Suunnitelman mukaan Falcon 9 Heavy -kantoraketti nostaa miehitetyn Dragon-aluksen avaruuteen ja sinkoaa sen kohti Kuuta. Alus kiertää Kuun käyden sen takapuolella Maasta katsottuna ja palaa sieltä takaisin kotiin. Lento käyttää todennäköisesti rataa, jolla alus linkoaa itsensä Kuun painovoiman avulla takaisin kohti Maata; tämä on paitsi turvallista, niin myös vähentää aluksen monimutkaisuutta, koska suurta ratapolttoa Kuun kiertoradalla ei tarvita.

Kyseessä on siis vähän kuin Apollo 8 -lento vuodelta 1968, jolloin astronautit ottivat klassikoksi tulleen (alapuolella olevan) kuvan Kuun horisontin päälle nousevasta maapallosta.

Aikataulu kuulennolle on tiivis, sillä kaksi avaruusturistia on tarkoitus lähettää ainutlaatuiselle kuumatkalleen jo ensi vuoden lopussa. Näin heistä tulisi ensimmäisiä Maan lähiavaruuden ulkopuolelle lähteneitä ihmisiä sitten Apollo-lentojen.

Muskin mukaan matkalaiset ovat maksaneet jo huomattavan ennakkomaksun ja he alkavat kouluttautua matkalleen tänä vuonna. Samoin SpaceX tavitsee heille kuljettajan tai kaksi, ja heidän koulutuksensa alkaa myös samaan aikaan. Halukkaita tehtävään varmasti riittää.

"Asiakkaamme eivät ole Hollywoodista", täsmensi Musk tiedotustilaisuudessa. "He tietävät, että lento ei ole täysin vaaraton."

Yhtiön mukaan muitakin kuulennosta kiinnostuneita on jo jonossa, joten matka tuskin jää viimeiseksi. 

Venäläiset ovat puhuneet jo pitkän aikaa lähettävänsä turisteja kuumatkalle modifioiduilla Sojuz-aluksilla (jotka kehitettiin aikanaan Neuvostoliiton kuulentoja varten), mutta nämä suunnitelmat eivät ole toteutuneet.

Vaikka Nasa ei olekaan mukana lennolla suoranaisesti lainkaan, on se välillisesti tehnyt lennon mahdolliseksi, koska SpaceX on tehnyt miehitettyä Dragon-alusta osana Nasan kaupallisten avaruuslentojen ohjelmaa. Sen tarkoituksena on ollut saada avaruusasemalle "taksi", jolla miehistönvaihdot saataisiin tehtyä paitsi kätevämmin ja edullisemmin, niin myös amerikkalaisella aluksella.

Turistit pääsevät pian ihailemaan myös Kuun horisontin takaa nousevaa Maata Apollo-astronauttien tapaan.

Lennolla ei siis laskeuduta Kuuhun, vaan tehdään "vain" Kuun ohilento hieman samaan tapaan kuin Nasa ja ESA ovat suunnitelleet tekevänsä Orion-aluksella vuonna 2021. SpaceX siis kiilaa ohi monella vuodella ja saa varmasti aikaan vipinää myös avaruusjärjestöissä.

Jo tätä ennen Yhdysvaltain presidentti Donald Trump on osuttanut Nasan väliaikaisen johtajan tutkimaan mahdollisuutta tehdä miehitetty kuulento suunniteltua aikaisemmin, kenties jo ensi vuoden lopussa. Tämä olisi mahdollista laittamalla ensimmäiselle, miehittämättömäksi suunnitellulle lennolle astronautteja mukaan, mutta se vaatisi aluksen nykyistä huomattavasti nopeampaa kehittämistä. Nyt ajatuksena on ollut lennättää alus ilman mm. elossapitolaitteita ja ohjaamotauluja.

Trumpilla näyttää olevan rahahanat nyt löysällä tänäisen puolustusbudjetin korotusehdotuksen perusteella, joten tällaiseen kansallishenkeä nostattavaan temppuun varmasti löytyy hieman rahaa. Ellei sitten hänelle riitä se, että SpaceX pääsee lentämään pian Kuun ympäri ja näyttämään siellä tähtilippua.

Nasan ja ESAn tarkoituksena on ollut tehdä miehittämätön, kolmeviikkoinen koelento Orion-aluksella ensi vuoden lopussa. Miehitetty lento on virallisen nykysuunnitelman mukaan vuorossa vuonna 2021.

SpaceX käyttää kuulentojen lähettämiseen Falcon 9:n raskasta versiota, jonka on tarkoitus tehdä ensilentonsa tänä kesänä. Raketti on periaatteessa kolme Falcon 9 -kantoraketin ensimmäistä vaihetta nipussa, jolloin tuloksena on voimakkain tällä hetkellä oleva kantoraketti.

Lähetyspaikkana on Cape Kennedyn laukaisualusta 39A, mistä yhtiö teki juuri ensimmäisen lentonsa. Sieltä lähtivät myös Apollo-kuulennot matkaan.

Vaikka kyseessä on "vain" lento Kuun ympäri, vaatii se huomattavasti maapallon lähellä tapahtuvia avaruuslentoja enemmän tietotaitoa. SpaceX:llä on jo kohtalaisesti kokemusta miehittämättömän Dragon-aluksen lentämisestä, mutta se ei ole tehnyt vielä miehitettyjä lentoja – saati kuulentoja.

Kuulento kiihdyttää miehitetyn Dragonin tekemistä ja lentokuntoon saattamista, ja tämän ansiosta lennot avaruusasemallekin voitaneen aloittaa vuonna 2018.

Samoin kuumatka auttaa yhtiötä keräämään kokemusta Marsiin lentämistä varten – Musk on uhonnut lähettävänsä Dragonin myös punaiselle planeetalle ja kehittävänsä myöhemmin suuria aluksia, jolla suuri määrä ihmisiä voisi lentää Marsiin.

Kannattaa kuitenkin muistaa, että suurin osa Muskin hankkeista on toteutuneet aluksi ilmoitettua hitaammin. 

AIkataulun suhteen kuulennon edessä onkin vielä kolme suurta epävarmuustekijää: turistit käyvät läpi vielä tarkan lääkärintarkastuksen, Falcon 9:n raskas versio ei ole vielä lentänyt kertaakaan ja miehitetty Dragon on vasta valmistumassa.

Mutta kannattaa myös muistaa, että oikeastaan kaikki Muskin lupaamat hankkeet on lopulta toteutettu, joten todennäköisyys kaupallisen avaruusturistikuulennon toteutumiseen on erittäin suuri. Se, tapahtuuko se ensi vuonna vai ei, on sitten toinen asia.

Juttua on hieman laajennettu ja muokattu sen alkuperäisen julkaisun jälkeen. Jutun alkuun on myös lisätty tiistaina 28.2. aamulla tiivistys siitä, miten lento tapahtunee.

Kiina aikoo tuoda palan Kuuta itselleen

Laskeutuminen Kuun Maahan näkymättömälle puolelle, näytteen haku Kuun pinnalta ja lopulta taikonauttien lento Kuuhun. Kiinalla on suuria suunnitelmia luontaisen kiertolaisemme suhteen.

Kiina on lisännyt hitaan varmasti aktiivisuuttaan (myös) avaruusalalla, ja nyt se valmistautuu tekemään yhden avaruuslentojen kehittyneisyyttä osoittavan tempun, josta vain Yhdysvallat ja Neuvostoliitto ovat suoriutuneet aikaisemmin: tuomaan näytteen Kuun pinnalta Maahan laboratorioissa tutkittavaksi.

Jos kaikki sujuu suunnitelman mukaisesti, Pitkä marssi 5 -kantoraketti nousee lentoon Wenchangin avaruuskeskuksesta marraskuussa 2017 ja sinkoaa 8,2 tonnia massaltaan olevan Chang'e 5 -aluksen kohti Kuuta.

Se laskeutuu, kairaa näytteen kuuperästä, laittaa sen maahanpaluualuksen sisälle, minkä jälkeen alus laukaistaan pois Kuusta kohti maapalloa, ja lopulta tukevasti suojattu näytekapseli laskeutuu laskuvarjojen varassa Gobin autiomaahan lähelle Kiinan ja Mongolian rajaa. Myös Shenzhou-alukset käyttävät tätä aluetta laskeutumisiin.

Lisähaasteen Chang'e 5:n lentoon tuo se, että näytekapseli ei palaa suoraan Maahan, vaan se kiinnittyy ensin Kuun kiertoradalla emoalukseen, joka tuo kapselin Maahan. Emoalus kuljettaa mukanaan myös itse laskeutujaa: se vie laskeutujan ensin Kuun kiertoradalle, mistä se lähetetään vasta laskeutumaan Kuuhun.

Näin laskeutujasta ja näytekapselista saadaan kevyempiä, vaikkakin lennosta tulee telakoitumisen vuoksi monimutkaisempi.

Alusta ollaan luonnollisesti jo valmistamassa ja otsikkokuvassa on sen maahanpaluukapseli. Se on tyypilliseen tapaan kellon muotoinen, sillä sen litteässä alaosassa on lämpösuojakilpi.

Laskeutumispaikkaa ei ole vielä päätetty, mutta laskeutujan toiminta kestänee vain yhden Kuun päivän ajan, siis noin 14 vuorokautta. Laskeutujan varustaminen siten, että se kestäisi toimintakunnossa myös Kuun kylmän ja pari viikkoa (Maan aikaa) kestävän yön, lisäisi sen massaa ja monimutkaisuutta olennaisesti. 

Kyseessä on ensimmäinen kerta sitten vuoden 1976, kun Kuusta tuodaan näyte Maahan. 1970-luvun alun Apollo-lentojen jälkeen toi tuolloin neuvostoliittolainen Luna 24 noin 170 grammaa kuuperää Kriisien merestä.

Seuraavaksi Kuun kääntöpuolelle

Näytteen hakemisen jälkeen Kiina aikoo laskeutua vuonna 2018 Kuun Maahan näkymättömälle puolelle. Tämä on haastavaa siksi, että sieltä ei ole suoraan radioyhteyttä Maahan, joten aluksen pitää olla hyvin autonominen ja lisäksi Kuuta kiertämään pitää lähettää linkkisatelliitti.

Tämän Chang’e 4 -luotaimen kohteena voi olla esimerkiksi Kuun etelänavan luona olevat kraatterialueet. Jos kumpikin tuleva luotain onnistuu tehtävässään, on tarkoitus vuonna 2020 tuoda näyte Maahan tuolta todella kiinnostavalta alueelta.

Tämä olisi jotain todella uutta; alueella oletetaan olevan paljon vesijäätä, mikä tekisi tulevaisuudessa miehitetyt kuulennot ja -asemat paljon helpommiksi toteuttaa.

Ja kyllä, Kiina haluaa ihan virallisesti myös lähettää aikanaan ihmisiä Kuun pinnalle. Tästä ei kuitenkaan ole tarkkaa aikataulua.

Pitkälle se on kuitenkin jo päässyt siitä, kun maa lähetti ensimmäisen kuuluotaimensa Chang'e 1:n kymmenen vuotta sitten.

Nämä uudet, entistä kunnianhimoisemmat kuulennot ovat osaltaan mahdollisia siksi, että Kiinalla on käytössään uusi, voimakas kantoraketti. Pitkä marssi 5 (kiinaksi Changzheng 5) pystyy lähettämään noin kahdeksan tonnia massaltaan olevan lastin kohti Kuuta, eli Chang'e 5 on juuri ja juuri sen suorituskyvyn rajoissa.

Kuuluotaimien lisäksi raketilla on mahdollista lähettää muita raskaampia lasteja avaruuteen: matalalle kiertoradalle Maan ympärillä se voi singota 25-tonnisen kuorman (kuten esimerkiksi avaruusaseman moduulin) ja geostationaariradalle 14 tonnia olevan satelliitin.

Raketti avaa mahdollisuuksia myös uusille planeettaluotaimille sekä asteroidien tutkimiselle.

Ihme ja kumma: Maa sekä Kuu Marsista katsottuna

Maa ja Kuu Marsista nähtynä
Maa ja Kuu Marsista nähtynä

Päivän kummallinen kuva tulee Marsista, ja on otettu itse asiassa jo marraskuun 20. päivänä viime vuonna.

Kyseessä on itse asiassa kaksi Mars Reconnaissance Orbiter -luotaimen HiRISE-kameran ottamaa kuvaa, jotka on yhdistetty yhdeksi kuvaksi; näin Maa ja Kuu saatiin kuvaan oikealla tavalla valotettua.

Kummakin taivaankappaleen suhteellinen koko ja etäisyys toisistaan – Marsista tuolloin katsottuna – ovat luonnolliset. 

Mikäli Maata lähestyvät alienit siis kuvaisivat meitä tänne lentäessään, ne näkisivät kotiplaneettamme ja sen kiertolaisen juuri näin. 

Tai ei ihan, sillä todellisuudessa Kuu on paljon maapalloa tummempi. Jopa niin tumma, että Maan mukaan kuvaa valotettaessa ei Kuuta juuri näkisi. Siksi tässä kuvassa on kaksi eri tavalla valotettua kuvaa. Lisäksi kuva on otettu teleobjektiivilla – paljain silmin katsottaessa Maa on vain piste taivaalla.

Kuu ja Maa näyttävät olevan kuvassa myös suhteettoman lähellä toisiaan, mutta näin oli tuolloin Marsista katsottaessa – kaksikko ei ollut näkyvissä suoraan "sivulta" 20. marraskuuta sieltä suunnalta katsottaessa. Maan ja Kuun välinen etäisyys on noin 30 kertaa Maan halkaisijan verran.

Vaikka Maan kuvaaminen sinällään on kiinnostavaa, oli tärkein syy kuvien ottamiseen kuitenkin HiRISE-kameralaitteiston kalibrointi. Koska Maan ja Kuun värit sekä heijastusominaisuudet tunnetaan hyvin, voidaan niitä käyttää hyvin laitteiston säätämiseen. 

Matkaa Maahan oli kuvan ottohetkellä Marista 205 miljoonaa kilometriä. Ja jos ihmettelette mikä on Maan pinnalla oleva punertava alue, niin se on Australia.

Tuubin taivaskalenteri: Kirkkaimmat planeetat näkyvissä kevääseen saakka

Kuva: Jean-Daniel Pauget / Flickr
Kuva: Jean-Daniel Pauget / Flickr

Jos välipäivien aikaan tai myöhemminkin talvella sattuu olemaan pilvetöntä, kannattaa pysähtyä hetkeksi ja katsahtaa taivaalle. Siellä näkyy mahdollisten revontulien lisäksi myös kaikkea muuta kivaa.

Iltataivaan hämärtyessä taivaalla komeilee kirkkaan punertavan tähden tavoin planeetta Mars. Juuri nyt se on meistä katsoen kaukana, mutta pieni kiekko on lähes täysin Auringon valaisema. Katseen saattaa tosin helposti varastaa paljon sitä kirkkaampi Venus, joka näyttää taivaalla olevan Marsin ja Auringon välissä. Mars laskee yhdeksän jälkeen, Venus tuntia tai kahta aiemmin.

Tammikuun lopulle asti Venus ja Mars lipuvat lähemmäs toisiaan, Venus kirkastuen ja Mars himmentyen. Iltahämärä nielaisee ne näkymättömiin keväämmällä.

Naapuriplaneettoja ihastellessa kannattaa välillä vilkaista myös itäkaakkoiseen taivaanrantaan: Sieltä nousee komea Orion, jonka vyön tähdet ovat kirkkaudeltaan samaa luokkaa Marsin kanssa.

Aamuvirkuillekin on luvassa herkkua: heidän talvisella taivaallaan näkyy Jupiter. Kirkas jättiläisplaneetta on korkeimmillaan aamuseitsemän tienoilla suoraan etelässä. Talven ja kevään myötä Jupiter nousee aina vain aiemmin, häviten vasta kesän myötä valaistuvalle taivaalle.

Kaamosalueen taivaalla näkyy lähes koko ajan jokin näistä kirkkaista planeetoista. Puoliltapäivin, Jupiterin vaivuttua mailleen lounaaseen, kuluu vain hetki ennen Marsin ja Venuksen nousua kaakosta. Naapuriplaneettamme näkyvätkin sitten läpi koko iltapäivän ja illan.

Muutakin nähtävää on, jos vain sää sallii

Ursidien meteoriparvi saattaa tarjota hieman tavallista enemmän meteoreja aina tapaninpäivään asti.

Välipäivät 2016 ovat oivaa aikaa ohuen kuunsirpin bongailulle. Uusikuu sattuu 29.12. hieman ennen aamuyhdeksää. Edeltävinä päivinä pienenevä kuunsirppi löytyy aamuhämärästä, ja uuden vuoden puolella kasvava sirppi iltaruskosta. Ohuen sirpin lisäksi myös loppu Kuu voi näkyä himmeänä, sillä sitä valaisee täysi maatamo. Otsikkokuvassa esimerkki tällaisesta (kuva: Jean-Daniel Pauget / Flickr).

Jos satunnainen matkailija sattuu pääsemään valosaasteettomaan paikkaan, kannattaa kokeilla Andromedan galaksin tiirailua. Se on toiseksi kaukaisin kohde, jonka tältä pallolta pystyy paljain silmin näkemään. Sumea kohde lymyää sektorissa, joka muodostuu jatkamalla Kassiopeian tähdistön "W"-kuvion kahta oikeanpuolimmaista viivaa alaspäin. Etäisyyttä galaksiin on suunnilleen W:n leveyden verran. Kassiopeiaa kannattaa etsiä korkealta, lähes suoraan yläpuolelta.

Kiikaribonus: Apuvälineitä käyttäen huomaa, että Jupiterin kuut vilisevät silmissä, että Venuksella on vaiheet, ja että Andromedan galaksi löytyy paljon helpommin. Orionin vyöstä roikkuvaa läikkää katsellessa kannattaa miettiä, että kyse on Maata kaikkein lähimmästä tähtihautomosta, Orionin tähtisumusta.

Planeettojen paikkoja ja muitakin näkyvyystietoja voi etsiskellä vaikkapa Ursan tähtikartalla. Pilvisyystilanne kannattaa tarkistaa Ilmatieteen laitoksen sivuilta.