Tilanne juuri nyt (29.3. klo 14.00)

Tiangong-1 putoaa alaspäin noin 8 km vuorokaudessa ja sen keskimääräinen ratakorkeus on noin 190 km. Aseman pyörimisnopeus on nyt noin 2:23 kierrosta minuutissa. Alla on hyvä video pyörimisestä, mutta twiitissä mainittu korkeusluku on vanhentunut.

Taustaa

Kiina on laukaissut avaruuteen kaksi avaruusasemaa, Tiangong-1:n vuonna 2011 ja Tiangong-2:n vuonna 2016.

Näistä nyt putoamassa alas on ensimmäinen, Tiangong-1, joka oli virallisesti vain kokeellinen asema. Sen avulla kiinalaiset testasivat telakoitumista avaruusasemaan ja työskentelyä siellä; kaksi miehitettyä lentoa kävikin asemalla, Shenzhou-9 maaliskuussa 2012 ja Shenzhou-10 kesäkuussa 2013.

Tarkalleen ottaen Tiangong-1 on 10,4 metriä pitkä ja 3,4 metriä halkaisijaltaan oleva sylinteri, jonka sisällä on 15 m³ paineistettua asuin- ja työskentelytilaa. 

Asemasta sojottaa ulospäin kooltaan noin 3 x 7 metriä kooltaan olevat aurinkopaneelit ja sen kokonaismassa on 8,5 tonnia. 

Kakkonen on noin 14,5 metriä pitkä ja hieman painavampi.

Hallitsematon maahanpaluu

Yhteys Tiankong-1:een menetettiin joko täysin tai osittain 16. maaliskuuta 2016, ja siitä alkaen asema on pudonnut alaspäin. Ilman toistuvia ratakorjauksia ilmakehän hyvin ohuet rippeet hidastavat aseman ratanopeutta ja saa sen putoamaan alaspäin.

Mitä alemmaksi asema putoaa, sitä nopeammin se putoaa alaspäin.

Alun perin aseman kiertorata oli noin 362 kilometriä korkealla, mutta nyt se on enää vain hieman yli 200 km. Asema putoaa nyt alaspäin useita kilometrejä päivässä ja vauhti kiihtyy koko ajan.

Vielä tammikuun puolivälissä asema oli noin 280 km:n korkeudessa, mutta nyt sen ratakorkeus on jo vain noin 200 km. Putoamistahti on jo nopeutunut olennaisesti ja se kiihtyy vain tästä eteenpäin.

Tuoreimmat arviot putoamisajasta liikkuvat aikavälillä 30. maaliskuuta – 2. huhtikuuta, eli asema saattaisi pudota alas jo ensi viikon lopussa. Eri tahojen erilaisin menetelmin tekemien arvioiden keskiarvo on aprillipäivässä, eli huhtikuun ensimmäisessä – täsmälleen viikon päästä sunnuntaissa.

Aseman mitattu ja ennustettu korkeus (Aerospace Corp.)

Putoamispaikka on vielä lähes täysin auki ja kattaa käytännössä yhä koko 43. leveyspiirien välisen alueen. Paikka varmistuu muutaman tuhannen kilometrin tarkkuudella vasta tunteja ennen putoamista, tai vasta itse tapahtuman aikana. Myös se, putoaako osia maahan asti, on epävarmaa.

Tiangong-1 on kiertänyt Maata jo yli kuusi vuotta. Se laukaistiin avaruuteen syyskuussa 2011, minkä jälkeen siellä on vieraillut kaksi miehistöä. Nyt asema on tyhjillään. Vuoden 2016 alun jälkeen asema ei ole ollut lennonjohdon hallinnassa.

Aseman putoamisesta, tarkan ajankohdan ennustamisesta, sekä mahdollisista haitoista on kerrottu tarkemmin kahdessa aiemmassa jutussamme. Tuoreimmista aika-arvioista kertoi nyt ensimmäisenä Suomen kuvalehti.

Yhdysvalloissa kehitetyn prototyypin koeammunta tammikuussa 2008.

Raidetykillä on perinteisiin tykkeihin verrattuna monta etua. Koska kineettisen energian (siis nopeuden) ansiosta pelkän ammuksen tuhovoima on suuri, ei ammuksissa täydy olla räjähdysainetta. Siksi ammusten käsittely on helpompaa ja turvallisempaa. Toiseksi ammuksessa ei ole erikseen ammusosaa ja hylsyä, ja siksi tykin mekaaninen rakenne on yksinkertaisempi. Siksi periaatteessa raidetykki voisi ampua pelottavalla nopeudella sarjatulta.

Kolmas syy, miksi tykki on sotilaiden mielestä hyvin kiinnostava, on se, että sillä voisi korvata risteilyohjuksia: paitsi että ammukset ovat paljon ohjuksia edullisempia, niitä ei voi häiritä samaan tapaan kuin hitaasti lentäviä risteilyohjuksia. Esimerkiksi Yhdysvalloissa 2000-luvun alussa tehtyjen laskelmien mukaan laivassa oleva 64 megajoulen energian saavuttava ase saisi aikaan enemmän tuhoa kuin Tomahawk-ohjus, mutta ammus maksaisi vain murto-osan ohjuksesta.

Ongelmana on kuitenkin se, että raidetykin kehittäminen on osoittautunut hankalaksi.

Kaksi hankaluutta on yli muiden: sähköntuotanto ja materiaalit. Tykki vaatii toimiakseen paljon sähkövirtaa, joka pitää vapauttaa suprajohtaviin magneetteihin silmänräpäystäkin nopeammin.   Tarvittava määrä sähköä on kyllä helppo tuottaa, mutta sen vapauttaminen nopeasti on vaikeaa. Tähän on käytetty toistaiseksi suuria kondensaattoreita.

Magneetit ovat suprajohtavia, eli ne on jäähdytetty lähelle absoluuttista nollaa. Silloin niiden vastus katoaa lähes täysin; tekniikka on sama kuin esimerkiksi hiukkaskiihdyttimissä tai fuusiokoelaitoksissa, mutta nyt magneettikenttä pitää luoda nopeasti vain pieneksi hetkeksi. Magneettien tarkka ohjaus on myös hankalaa.

Toinen ongelma tähän saakka on ollut sopivien materiaalien löytäminen. Kiskossa käytettävän materiaalin täytyy kestää suuria voimia, niin ammuksen nopeudesta johtuvia kuin sähkövirrasta sekä magneettikentästä johtuvia. Jo pelkästään suuri sähkövirta saa aikaan helposti valokaaria, jotka sulattavat materiaaleja. 

Syntyvää suurta kuumuutta on koetettu vähentää voimakkailla jäähdyttimillä, mutta niiden saaminen toimimaan halutusti tarpeeksi suurella teholla on vaikeaa.

Koeversioita onkin jouduttu tähän mennessä korjaamaan jokaisen laukaisun jälkeen, mikä on ollut suurin syy tekniikan hylkäämiseen – ainakin toistaiseksi.

Kiinan avaruusohjelman lennonjohto menetti yhteyden asemaansa vuoden 2015 lopussa ja siitä alkaen asema on pudonnut alaspäin noin 160 metriä vuorokaudessa.

Sitä ennen aseman kiertorataa pidettiin jotakuinkin vakiona säännöllisin ratamuutoksin. Nyttemmin joidenkin raporttien mukaan aseman asentoa on voitu säätää, mutta sen rataa ei voi edelleenkään hallita.

Ratakorkeus pysyikin 330 kilometrin ja 390 kilometrin välissä vuoden 2015 loppuun, mutta sen jälkeen, kun kiertorataa ei ole voitu nostaa tarpeen tullen, on asema pudonnut koko ajan alaspäin.

Noillakin korkeuksilla on hieman ilmakehän rippeitä, jotka hidastavat ratanopeutta ja saavat asemaa (kuten kaikkia samoilla seuduilla Maata kiertäviä kappaleita) putoamaan alaspäin. Ja mitä alemmas asema putoaa, sitä nopeammin sen vajoaminen alaspäin tapahtuu.

Nyt tammikuun 2018 puolivälissä asema kiersi Maata keskimäärin 280 kilometrin korkeudessa ja sen rata putoaa koko ajan alaspäin noin 160 metriä vuorokaudessa.

Tarkkaa aikaa, jolloin asema putoaa Maahan ei kuitenkaan voida vielä sanoa, koska putoamisnopeus vaihtelee ja etenkin lennon viime hetket ovat vielä hyvin epävarmoja. Monet asiat, ennen kaikkea Auringon aktiivisuus, vaikuttavat ilmakehän yläosien tiheyteen, mikä vaikuttaa puolestaan siihen, kuinka nopeasti asema tulee alaspäin.

Vielä viime vuonna putoamisajaksi arveltiin tammikuun alkua, mutta nyt arvio on maaliskuun puoliväli – kenties jopa huhtikuun alku.

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!

Aseman korkeus viimeisen vuoden aikana ja 25.10. päivitetty ennuste (Aerospace).

Avaruusaseman povataan tuhoutuvan ilmakehässä lähes täysin, mutta jopa satakiloisia paloja saattaa silti selvitä pinnalle saakka. Niiden osuminen Suomessa takapihalle on kuitenkin mahdotonta, koska Tiangiong-1 kiertää Maata radalla, joka kaltevuus päiväntasaajan suhteen on 43°. Tämä tarkoittaa Pyreneiden vuoriston ja Afrikan eteläkärjen tuolla puolen olevan merenselän välistä aluetta. 

Osuminen asutuille alueille muutenkin on varsin epätodennäköistä, koska suurin osaa maapallon pinnasta on merta ja asumattomia alueita.

Mutta jos Tiangongin osia putoaa lähellesi, ei niihin kannata koskea paljain käsin, sillä niissä voi olla myrkyllisiä aineiden jäämiä, esimerkiksi polttoainetankkien sisältämää hydrasiinia.

Tiangong-1 on kiertänyt Maata jo yli kuusi vuotta. Se laukaistiin avaruuteen syyskuussa 2011, minkä jälkeen siellä on vieraillut kaksi miehistöä.

Ensimmäisten kolmen taikonautin visiitti kesti runsaat kolme päivää, jälkimmäinen kolmikko viipyi asemalla 12 vuorokautta.

Asemaan ei ole yhteyttä, eikä se ole lennonjohdon hallinnassa vuoden 2016 alun jälkeen. 

Tiangong-1on järjestyksessä jo kymmenes miehitetty avaruusmasema Maan kieroradalla. Aiemmin sellaisia ovat lähettäneet Neuvostoliitto (Almaz- ja Saljut-asemat sekä kuuluisa Mir), USA (Skylab), sekä nyt Kansainvälinen avaruusasema, jonka takentamiseen ovat osallistuneet Yhdysvaltain ja Venäjän lisäksi Euroopan avaruusjärjestö, Kanada ja Japani.

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.

Ilmatieteen laitos osallistuu TanSatin keräämien tietojen varmentamiseen vertailemalla Sodankylässä tehtäviä mittauksia satelliitin avaruudesta tekemiin mittauksiin.

Tätä ns. validointia tehdään Sodankylän FTS-mittalaitteen avulla. Se mittaa hiilidioksidin ja metaanin kokonaispitoisuutta koko ilmakehän läpi alhaalta ylös mittaamalla Auringon säteilyn absortiospektrejä lähi-infrapuna-alueella. Osa Auringon säteilystä siis imeytyy ilmakehän molekyyleihin, ja tutkimalla tätä säteilyä infrapunaisen aallonpituusalueella voidaan selvittää kuinka paljon ilmakehässä eri korkeuksilla on hiilidioksidia ja metaania.

Sodankylän tarkka mittalaite kuuluu kansainväliseen TCCON-verkostoon, jonka tarkoituksena on tuottaa korkealaatuista tietoa ilmakehän hiilidioksidin kokonaismäärästä eri puolta maailmaa.

"Tietoa koko maapallon kattavista havainnoista kokonaisjakaumasta tarvitaan, jotta ymmärrämme paremmin, miten hiilidioksidin lähteet ja nielut kehittyvät eri puolilla maapalloa ja mitkä tekijät vaikuttavat ilmakehän hiilidioksidin kokonaismäärään", toteaa Ilmatieteen laitoksen ryhmäpäällikkö Johanna Tamminen Ilmatieteen laitoksen tänään julkaisemassa tiedotteessa.

Ihmisen aiheuttama hiilidioksidin ja metaanin kasvu ilmakehässä on tärkein syy ilmastonmuutokseen. Tästä huolimatta niiden lähteisiin ja nieluihin liittyy vielä paljon epävarmuuksia.

"Onkin tärkeää saada lisää globaaleja mittauksia, jotta voimme paremmin ymmärtää ilmastonmuutokseen liittyviä tekijöitä ja niiden kehitystä tulevaisuudessa", sanoo Tamminen.

TanSatin kaltaiset satelliitit, jotka pystyvät mittamaan kasvihuonekaasuja myös ilmakehän alimmista kerroksista, ovat vielä verrattain uusia. Aiempia merkittäviä satelliitteja ovat japanilaisten rakentama GOSAT ja Nasan vuonna 2014 laukaisema OCO-2.

TanSat laukaistaan radalle, joka on lähellä OCO-2:n rataa, jolloin näiden kahden satelliitin havainnot ovat suoraan vertailukelpoisia.

Ilmatieteen laitoksella on ollut jo yhteistyötä Kiinan kanssa jo vuodesta 2004 lähtien. Yhteistyöhön on kuulunut erilaisia projekteja satelliittihavaintojen hyödyntämiseksi ilmakehän koostumuksen tutkimuksessa. Yhteistyö on tapahtunut Euroopan avaruusjärjestön ja Kiinan Tiede- ja teknologiaministeriön Dragon-yhteisprojektin puitteissa. Aiemmissa hankkeissa on tutkittu mm. otsonikerrosta ja ilmanlaatua.