maanantai 17. joulukuuta 2012

GRAILin malja




Myöhemmin tänään tapahtuvaa GRAILin (Gravity Recovery And Interior Laboratory), eli Ebb- ja Flow-luotainten Philolaus D-kraatterin pohjoisreunaan tähdättyä törmäystä odotellessa on hyvää aikaa katsastaa lehdistötiedotteiden ympäripyöreyksiä syvemmin, mistä puolisentoista viikkoa sitten julkaistuissa GRAILin ensimmäisissä tuloksissa oikeastaan oli kyse. Sitä ennen on tosin hämmästeltävä NASAn sössimistä GRAILin törmäyskohdan ennakkotiedottamisessa. Ainakaan äkkiä haettuna missään lehdistötiedotteissa ei mainittu kyseisen kraatterin nimeä (vaikka mainittiin kylläkin samalla suunnalla sijaitseva Goldschmidt), ja annetuissa koordinaateissa itä ja länsi on onnistuttu sotkemaan päinvastaisiksi. Onneksi tarjotun kartan täysikokoisesta versiosta pystyi lukemaan kraatterien nimetkin. Lehdistötiedotteissa kuitenkin puhuttiin nimettömästä vuoresta, eikä suinkaan Philolaus D:n pohjoisseinämästä, jonne siis Ebb ja Flow on tänään 17.12. noin klo 22.29 UTC (mikä tarkoittaa huomista 18.12. klo 00.29 Suomessa)  tarkoitus törmäyttää. No, eipä ole ensimmäinen kerta, kun NASAn tiedottaminen ontuu pahasti. Eikä varmasti myöskään viimeinen.

Onneksi itse tieteen tekemisessä on onnistuttu huomattavasti paremmin. Science-lehden verkkoversiossa Sciencexpress julkaistiin 5.12. kolme artikkelia GRAILin ensimmäisistä tuloksista. Näistä ensimmäinen, GRAILin päätutkija Maria Zuberin ja kumppaneiden artikkeli on perinteinen Science-artikkeli minkä tahansa uuden luotaimen ensimmäisistä tuloksista: artikkelissa ei sanota käytännössä yhtään mistään yhtään mitään, mutta kaikkien on sitä myöhemmin siteerattava, koska se sattuu olemaan ensimmäinen artikkeli aiheesta. Kaksi muuta artikkelia ovatkin sitten erittäin merkittäviä, ja osaltaan muuttavat huomattavastikin käsitystämme Kuusta.

Mark Wieczorekin johtaman ryhmän artikkeli The Crust of the Moon as Seen by GRAIL pistää uusiksi useampiakin käsityksiämme Kuun pintaosista. Kuun kuoren keskitiheyden oletettiin aiemmin olevan noin 2800–2900 kg/m3, mutta GRAILin ensimmäisten tulosten mukaan se on vain 2550 ± 18 kg/m3. Tuollainen noin 10%:n pudotus aiemmasta parhaasta arviosta tulee tuntuvasti vaikuttamaan erilaisiin geofysikaalisiin ja petrologisiin malleihin. Alueelliset erot Kuun kuoren tiheydessä ovat melko suuria, luokkaa ±250 kg/m3. Tihein kuori on yllätyksettömästi vanhan ja suuren South Pole – Aitkenin altaan alueella, jossa aiemmat geokemialliset mittaukset ovat osoittaneet muita Kuun ylänköalueita suurempia raudan pitoisuuksia. Harvin kuori löytyy puolestaan huomattavasti nuorempien Orientalen ja Moscoviensen altaiden alueelta.

Kiven tiheyteen vaikuttaa merkittävästi sen koostumuksen ohella myös sen huokoisuus. Wieczorekin ja kumppaneiden mukaan Kuun kuoren huokoisuus on luokkaa 12% aina muutaman kilometrin syvyyteen saakka. Vertailun vuoksi mainittakoon, että suomalaisen jämäkän graniitin huokoisuus on tyypillisesti alle prosentin. Kuun kuoren tiedettiin toki olevan törmäysten möyhentämää, mutta näin suuri huokoisuus (joka on käytetystä mallista riippuva arvio, eikä mikään lopullinen absoluuttinen totuus) näin syvälle yltäen oli yllätys.

Artikkelin merkittävimmät uudet tulokset koskevat Kuun kuoren paksuutta. Aiemmin kuoren keskipaksuudeksi arvioitiin noin 50 km, mutta GRAILin myötä keskipaksuudeksi oletetaan nyt vain noin 34–43 km. Tämä vastaa suunnilleen Maan kuoren keskipaksuutta, mutta on vähemmän kuin Suomessa, jossa kuori on noin 40–60 km paksu. Ohuimmillaan Kuun kuori on Moscoviensen ja Crisiumin törmäysaltaiden kohdalla, jossa se on lähes nolla; Kuun vaippa on siis käytännössä heti pintaa peittävien mare-basalttien alla. Lisäksi Humboldtianumin, Apollon, ja Poincarén altaiden synty ohensi kuoren alle 5 km:ksi, mikä sekin tarkoittaa erittäin ohutta kuorta. Tämä vastaa kuoren paksuutta Maapallon valtamerten kohdalla. Etenkin Moscoviensen äärimmäisen ohut kuori sopii erittäin hyvin yhteen pari vuotta sitten Kaguya-luotaimen spektrimittauksista varsin luotettavasti tulkittujen oliivinirikkaiden alueiden kanssa. Koska Kuun vaipan koostumus olisi äärimmäisen kiinnostava tieto ei ainoastaan Kuun vaan koko Aurinkokunnan synnyn ja kehityksen ymmärtämisen kannalta, on todennäköistä, että Moscoviense tulee olemaan yksi suosikkikohteista, kun Kuusta joskus palataan hakemaan näytteitä.

Kuun kuoren paksuus GRAILin painovoima- ja LRO:n korkeusmittausten pohjalta. Lähipuoli vasemmalla, etäpuoli oikealla. Kuva: Science / Wieczorek et al. (2012)


Viimeinen uusista GRAIL-artikkeleista, Jeff Andrews-Hannan ja kollegoidensa kirjoittama Ancient Igneous Intrusions and Early Expansion of the Moon Revealed by GRAIL Gravity Gradiometry on myös erittäin kiehtova, joskaan ei ehkä aivan yhtä mullistava. Andrews-Hannan ryhmä mittasi Kuun painovoimakentän gradienttia, eli käytännössä sitä, missä kenttä muuttuu nopeasti. Tästä aineistosta paljastui satojen kilometrien mittaisia, kapeita ja suoria rakenteita, jotka he tulkitsivat magmaattisiksi juoniksi. Juonten leveys on yleensä luokkaa 5–12 km, mutta voi suurimmillaan käytetystä laskentamallista riippuen olla jopa yli 80 km. Luvut kuulostavat suurilta, ja sitä ne ovatkin, mutta ovat kuitenkin hyvin vertailukelpoisia Zimbabwessa sijaitsevan kuuluisan Great Dyken kanssa (joka tosin tarkkaan ottaen ei ole juoni).

Juonten ja kraatterien ja törmäysaltaisen keskinäisten leikkaussuhteiden perusteella GRAILin löytämien juonten on todettu olevan erittäin vanhoja. Juonet syntyivät South Pole – Aitkenin jälkeen, mutta Crisiumia ennen. Tämä tekee niistä iältään nectarisia tai pre-nectarisia. Koska ne lisäksi sijaitsevat kymmenien kilometrien syvyydellä Kuun kuoressa yltäen todennäköisesti vaippaan saakka, ei niistä pinnalla näy topografiassa, kuvissa, tai geokemiassa jälkeäkään. Kuussa on tektonisten rakenteiden perusteella oletettu olevan juonia jo kauan, mutta suoria todisteita niistä ei ole saatu. Nämä aiemmin ehdotetut juonet ovat kooltaan valitettavasti GRAILin erotuskyvyn alapuolella, joten täyttä varmuutta Kuun juonten olemassaolosta ei siis vieläkään ole.

Kuun painovoimakentän Bouguer-anomalian horisontaaligradientti Crisiumin altaan alueella Eötvöseinä ilmaistuna. Tummanpunaiset alueet ovat +30 E, ja tummansiniset -30 E. Crisiumin allas leikkaa sinisenä näkyvää lähes itä--läntistä juonta, joten juoni on Crisiumia vanhempi. Kuva: Science / Andrews-Hanna et al. (2012)  


Jättimäiset juonet – sikäli kun tämä luotettavalta vaikuttava tulkinta piää paikkansa – ovat jo sinällään kiehtovia, mutta ne tarjoavat myös laajempia näkymiä Kuun varhaiseen historiaan. Juonten perusteella nimittäin laskettiin, että Kuun on täytynyt laajentua. Tämä Kuun ensimmäisen miljardin vuoden aikana tapahtunut laajeneminen kasvatti Kuun halkaisijaa suunnilleen 1–10 km. Mikä mainiointa, tämä sopii hyvin yhteen jo 1970-luvulla tehtyjen laskelmien kanssa.

GRAILin ensimmäiset tulokset ovat siis erinomaisia, ja kunhan dataa ehditään analysoida tarkemmin etenkin lennon myöhäisemmältä jaksolta, jolloin GRAIL oli siirtynyt 55 km:n korkeudesta alemmalle noin 23 km:n radalle, tulee erittäin moni käsitys Kuun olemuksesta muuttumaan. Ebb ja Flow ovat nyt työnsä tehneet, ja poistuvat näyttämöltä komeasti. Toivotaan, että LRO:n LAMP-instrumentti saa törmäyksistä jotain irtikin, jolloin myös luotainten viimeinenkin matka auttaisi ymmärtämään Kuuta entistä paremmin. Kävi siinä miten hyvänsä, itse ainakin aion nostaa GRAILin maljan.

maanantai 10. joulukuuta 2012

Sir Patrick Moore, 1923–2012

Internet ja blogosfääri ovat juuri nyt täynnä pienoiselämäkertoja ja henkilökohtaisia muisteluja tänään 89-vuotiaana menehtyneestä englantilaisesta Sir Patrick Mooresta. Eikä ihme, sillä hänellä oli ainutlaatuinen ura tähtitieteen popularisoijana. Viisikymmentäviisi vuotta kuukausittaista The Sky at Night -ohjelmaa televisiossa – viimeksi viime maanantaina – ollen vain kerran poissa ruudusta sairastumisen vuoksi, on jo sinällään käsittämätön suoritus. Lisäksi Moore mm. kirjoitti huimat yli seitsemänkymmentä kirjaa tähtitieteestä.

Tavallisille briteille Sir Patrick oli enemmän kuin pelkkä tähtitieteen ruumiillistuma – hän oli kansallisaarre, ja tuulahdus menneisyydestä, jolloin omituiset peribrittiläiset herrasmiehet eivät vielä olleet lähes sukupuuttoon kadonnut laji. Punavihreälle kansanosalle hän oli äärikonservatiivi, joka oli poliittisesti niin epäkorrekti kuin vain voi olla. Tärkeintä kuitenkin oli, että hän innosti useita sukupolvia niin tähtitieteen harrastamisen kuin tutkimuksenkin pariin.

Omassa kuuhulluudessani Sir Patrick Moorella on myös osansa. Joskus 80-luvun lopulla Äänekosken kaupunginkirjaston erinomaisesta tähtitieteen hyllystä tarttui mukaani hänen pikkuruinen kirjansa Tähdet ja planeetat (Weilin + Göös, 1981, 144 s.). Kirja oli kaikin puolin mainio, ja eritoten innostuin kirjassa olleesta Kuun kartasta, joka oli paras siihen mennessä näkemistäni. Kartan sivuista piti tietenkin saada valokopiot, joita sitten ahkerasti kaukoputken ääressä palellessa tuli käytettyä. Edelleenkin Mooren kirjan kartta on selkeydessään erinomainen kiikarilla tai pienellä kaukoputkella Kuuta havaitessa. On mahdollista ja jopa todennäköistä, että ilman tuota kirjaa olisi intoni Kuun havaitsemista ja tutkimista kohtaan jäänyt paljon vähäisemmäksi. 

Kiitos, Sir Patrick, ja kevyet mullat.

Sir Patrick Moore, 4.3.1923–9.12.2012. Kuva: RadioTimes

sunnuntai 9. joulukuuta 2012

Virtual Moon Atlas 6.0 – kuuhullun paras kaveri

Jo useiden vuosien ajan moneen tarkoitukseen paras Kuun kartta ei ole ollut mikään perinteisistä kalliihkoista kartastoista, vaan ilmainen ohjelma. Nyt Virtual Moon Atlas (VMA) -ohjelmistosta on ilmestynyt sen uusin versio 6.0, joka on samalla kymmenvuotisjuhlajulkaisu. Uusin versio onkin juhlimisen arvoinen, sillä ranskalaiset tähtitieteen harrastajat Christian Legrand ja Patrick Chevalley ovat tehneet jälleen erinomaisen hienoa työtä.

Muutaman viikon käyttökokemuksen perusteella parasta uudessa versiossa ovat uudet karttapohjat. VMA6:een on saatu jo aiemmista versioista tuttujen Lunar Orbiterin ja Clementinen kuvamosaiikkien, sekä USGS:n piirrospohjien lisäksi Lunar Reconnaissance Orbiterin Wide Angle Cameran (LRO WAC) mosaiikki, jonka erotuskyky on 100 m/pikseli, sekä Chang’e 2-luotaimen mosaiikki peräti 50 m/pikseli erotuskyvyllä. Näistä LRO WAC on useimpiin tarkoituksiin käyttökelpoisempi viistosta tulevan valaistuksensa ansiosta, Chang’en soveltuessa lähinnä pinnan koostumuksesta ja iästä johtuvien kirkkauserojen tutkimiseen, kuten vaikkapa kraattereiden säteiden seurailemiseen. Napa-alueiden aina matalalla tulevassa valossa Chang’e 2 on toki paremman erotuskykynsä puolesta LRO WAC:a soveliaampi myös pinnanmuotojen erottamiseen.


Mare Nectariksen luoteisosissa olevat noin satakilometrinen Theophilus ja noin 28 km:n läpimittainen Mädler Lunar Reconnaissance Orbiterin Wide Angle Cameran ja Chang'e 2:n näkemänä. Kuvakaappaukset Virtual Moon Atlaksesta. 



Modernien karttapohjien lisäksi itseäni viehättävät myös neljän vanhan kartan sisällyttäminen ohjelman valikoimiin. Tarjolla ovat Langrenuksen (1645), Heveliuksen (1647), Cassinin (1679) ja Mayerin (1791; vasemmalla näkymä Mare Nectarikseen, jota kannattaa verrata alempana oleviin kuviin samasta alueesta) kartat. Näiden projisointi johtaa väkisinkin joihinkin tunnistusongelmiin, joissa avuksi tulee esimerkiksi Ewen Whitakerin kirja Mapping and Naming the Moon, josta tässä blogissa viimeksi oli puhetta. Karttojen lisäksi myös kuvakirjastojen määrää on lisätty, ja nyt lukuisista kohteista on tarjolla mm. Damian Peachin upeita otoksia. Hieman hankalaa tosin on, että kuvat ovat satunnaisissa asennoissa, mutta onneksi tämän pääsee itse korjaamaan mieleisekseen sitä mukaan kun kuvia katselee.


Karttapohjien päälle lisättävien geokemiallisten ja geofysikaalisten karttojen määrää on myös lisätty, lähinnä LRO:lta ja muutaman päivän kuluttua asteroidi 4179 Toutatiksen  kohtaavalta Chang’e 2:lta. Järin tarkkoja kuvauksia näistä ei ole tarjolla, joten käyttäjän pitää oikeastaan itse tietää tai ottaa selville, mitä eri kartat loppujen lopuksi kertovat Kuusta. Karttojen väriskaalojen selitteet on myös toteutettu varsin kömpelösti (kaikista ei sitä edes ole tarjolla), sillä selite avautuu erilliseen ikkunaan, joka katoaa itse ohjelman alle heti kun karttaa klikkaa. Lisäksi ainakin itseäni harmittaa, että enää Kuuta ei saa hiirellä nykäisemällä pyörimään haluamaansa suuntaan. Tätä puutetta paikkaa mahdollisuus kiertää Kuuta asettamalla ratakorkeus ja inklinaatio, ja vaikka tämä hauskaa ja opettavaista onkin, olisi tässä tapauksessa molempi parempi.


Lunar Prospector -luotaimen määrittämä raudan pitoisuus (punaiset
alueet vastaavat korkeita ja siniset matalia pitoisuuksia)  ja vulkaanisten
doomien sijainti (punaiset pisteet) Lunar Reconnaissance Orbiter -luotaimen
Wide Angle Cameran kuvamosaiikin päällä esitettyinä.
Oivallinen täydennys ohjelmaan on mahdollisuus lisätä eri tietokannoista saatavaa paikkatietoa karttanäkymään. Periaatteessa uusia tietokantoja voi myös itse lisätä ohjelman DatLun-osion kautta, joskaan sen sujuvuutta en ole vielä itse ennättänyt testata. Harmi vain, että ”Save as” tai ”Snapshot” eivät tallenna kartalla sillä hetkellä olevaa nimistöä tai pisteitä. Tieteelliseksi työkaluksi VMA:sta ei siis ole, mutta sellaiseksihan sitä ei ole tarkoitettukaan. Tästä huolimatta on VMA6 on paras mahdollinen valinta, jos haluaa saada nopean yleiskäsityksen tietyn alueen geokemiasta tai geofysiikasta.

VMA6:ssa on siis edeltäjiensä tapaan erittäin paljon hyvää, ja voin suositella sitä kenelle tahansa Kuusta kiinnostuneelle mitä lämpimimmin. Ei se kuitenkaan täydellinen ole. Kuun havaitsijan kannalta harmillista on, että jo aiempia versioita vaivannut sahalaitainen terminaattori ei ole kadonnut minnekään. 


Kuun sahalaitainen terminaattori 24.11.2012 noin klo 18.30. Ensiksi pykälä terminaattorissa on Mare Humorumin pohjoisrannalla, mutta on kymmenen minuuttia myöhemmin hypännyt Lacus Excellentiaen etelärannalle. Nimistön puuttuminen yläkuvasta on yksi ohjelman satunnaisista bugeista.
Terminaattorin paikka ei myöskään ole aivan tarkka, kuten alla olevasta kuvastakin näkee, mutta tämä ei toisaalta ole mikään ihme, sillä terminaattorin tarkan paikan laskeminen on erittäin hankalaa Kuun monipuolisten pinnanmuotojen vuoksi. Käytännössä yksityiskohtaiseen havaintojen suunnitteluun ei VMA6:n terminaattoria kannata käyttää, vaikka perustarpeet se sahalaitaisuudestaan ja lievästä epätarkkuudestaan huolimatta hyvinkin täyttää. 

 

Kuu 18.11.2012 klo 19.30 Houstonin Clear Lakessa Virtual Moon Atlas 6.0:n ja Scopetech (D=60 mm f=700 mm) kaukoputken ja Canon Ixus 70 digipokkarin mukaan. Terminaattorin paikassa on pientä heittoa, kuten etenkin Mare Nectariksen pikkukuvista näkee. Vertaa yllä olevaan olevaan Tobias Mayerin karttaan samasta Nectariksen alueesta. Kuva: T. Öhman
Suurempi harmi sen sijaan on, että ohjelman ilmoittamat Kuun nousu- ja laskuajat ovat aivan mitä sattuu vailla mitään selvää yhteyttä todellisuuteen. Kuun valaistun osan suuruudessakin on kohtalaisen merkittävä muutaman prosentin ero esimerkiksi NASAn Horizons-palvelun ilmoittamiin arvoihin verrattuna. Muita lukuja en ole tarkistanut, mutta en välttämättä hirveästi luottaisi niidenkään oikeellisuuteen.

Muitakin jo ennestään tuttuja kiusoja ohjelmassa on. Kohteiden kuvaukset ovat pysyneet entisinä, ja koska tekijöiden äidinkieli ei ole englanti, on silloin tällöin hieman hankala ymmärtää, mitä kuvaus loppujen lopuksi tarkoittaa. Lisäksi kohteiden korkeudet on ilmoitettu kaksissa eri yksiköissä. Näistä jälkimmäiset ovat selvästi jalkoja (ft), mutta ensimmäiset on merkitty toisella jalan symbolilla, eli heittomerkillä (’). Jalkoja ne eivät kuitenkaan ole, vaan ehkä lähimpänä jaardeja, joita voi joltisenkinmoisella tarkkuudella pitää metrin likiarvoina. Minkäänlaista järkeähän moisten yksiköiden käytössä – vallankaan kun asiaa ei missään selitetä – tietenkään ole. Jos tarkemmin kuunpinnan korkeuksia haluaa tutkailla, on siihen paras työkalu LRO:n QuickMap.

Vaikka VMA6:ssa on koko joukko epätarkkuuksia, puutteita, ja suoranaisia virheitäkin, on se silti ylivoimaisesti paras Kuun kartta, josta minä olen tietoinen. Ja täytyy pitää mielessä, että tämä on kuitenkin harrastajien työtä, eivätkä ammattilaiset ole pystyneet mihinkään vastaavaan. VMA6:n saa myös halutessaan DVD:llä hyvin kohtuulliseen 20 €:n hintaan, mikäli haluaa tukea ohjelman tekijöitä myös rahallisesti.

Arvio:

maanantai 3. joulukuuta 2012

Kuun kartoituksen historia

Kuun tutkimuksen historiasta on toki kirjoitettu erittäin paljon, mutta varsinaisesta Kuun kartoittamisesta ja sen pinnanmuotojen nimeämisestä hyvin vähän. Ewen A. Whitakerin kirja Mapping and Naming the Moon – A History of Lunar Cartography and Nomenclature (Cambridge University Press, 1999, 242 s.) korjaa tämän puutteen.

Kuun kartoitus, kun puhutaan vähänkään tieteellisemmästä kartoituksesta kuin pelkästä ihmis- tai eläinhahmojen sommittelemisesta lähinnä täysikuun pinnalle, alkoi noin vuonna 1600, kun De Magnete-teoksestaan nykyisin parhaiten tunnettu William Gilbert (1544–1603) piirsi täydenkuun sellaisena kuin se paljain silmin näkyi, ja nimesi 13 tummaa ja vaaleaa aluetta. Gilbertin luonnosta ei kuitenkaan julkaistu viiteenkymmeneen vuoteen, joten sikäli hänen työnsä oli täysin merkityksetön. 

Kesällä 1609 Gilbertin maanmies Thomas Harriot (1560–1621) katseli vasta keksittyllä kaukoputkella Kuuta, ja piirteli luonnoksia käyttäen numeroita ja kirjaimia kohteiden tunnistamiseen. Hänkään ei kuitenkaan julkaissut piirroksiaan, joten unholaan vaipuivat myös hänen karttansa. Britit palasivatkin Gilbertin ja Harriotin jälkeen Kuu-näyttämölle oikeastaan vasta 1800-luvulla.  

Varsinainen tieteellinen Kuun tutkiminen alkoi Galileo Galilein (1564–1642) tehtyä ensimmäiset piirroksensa Kuusta syksyllä 1609. Galileita ei kuitenkaan voida pitää Kuun kartoittajana, sillä hän lähinnä vain piirsi ja kuvaili mitä näki, veti niistä oikeat johtopäätökset, ja mullisti maailmankuvamme. 

1600-luvun alkuvuosikymmeninä oli käynnissä useampiakin Kuun kartoitusprojekteja, mutta ensimmäisen todella käyttökelpoisen kartan Kuusta julkaisi paremmin Langrenuksena tunnettu flaamilainen Michael van Langren (1598–1675)1 vasta vuonna 1645. Langrenuksen kartassaan käyttämistä nimistä vain kraatterit Endymion, Pythagoras, ja kuinka ollakaan, Langrenus, ovat säilyttäneet nimensä nykyaikaan asti.

Langrenuksen kilpailija Johannes Hevelius (1611–1687) julkaisi oman karttansa teoksessaan Selenographia, joka julkaistiin kaksi vuotta Langrenuksen kartan jälkeen, tietenkin Heveliuksen omalla nimistöllä varustettuna. Aika ei kuitenkaan ole kohdellut Heveliuksen nimistöä yhtään sen paremmin kuin Langrenuksenkaan, sillä Heveliuksen nimistä tähän päivään saakka samoilla paikoilla on pysynyt vain neljä, näistä merkittävimpinä Montes Alpes ja Montes Apenninus Imbriumin törmäysaltaan reunaa osoittamassa.

Nykyinen Kuun nimistö onkin suurelta osin peräsin italialaiselta Giovanni Ricciolilta (1598–1671). Hän julkaisi vuonna 1651 teoksensa Almagestum Novum, jossa hän esitteli Francesco Grimaldin (1618–1663) piirtämän kartan, johon Riccioli oli lisännyt nimistönsä. Ricciolin nimistön etuna oli, että tummien mare-tasankojen nimet olivat neutraaleja liittyen lähinnä säähän tai mielentilaan, ja kraattereiden nimet tulivat enimmäkseen aiemmin vaikuttaneilta tutkijoilta ja filosofeilta, joiden merkittävyydestä ei suurempia (tiede)poliittisia kiistoja saatu syntymään. Toisin oli ollut Langrenuksen nimistön kohdalla, jossa tutkijoiden lisäksi oli runsaasti kuninkaita ja muita Euroopan hallitsijoita ja aatelisia.

Whitaker on tehnyt erittäin arvokkaan työn käydessään tarkasti läpi niin vanhat kuin uudemmatkin kartat, ja vertaillut niiden nimistöt. Monessa mielessä kirjan merkittävintä antia ovatkin liitteenä olevat kattavat taulukot, joissa luetellaan ja vertaillaan eri nimistöjä. Tähän työhön tuskin Whitakeria parempaa ammattilaista löytäsikään, sillä hän teki elämäntyönsä kartoittamalla Kuuta, joten hänellä on perinpohjainen omakohtainen kokemus kartoituksesta, samoin kuin poliittisista ja muista nimeämisongelmista, kun 1960-luvulla Neuvostoliiton ja Yhdysvaltain luotaimet kilvan kuvasivat Kuuta ja kartoittajat yrittivät pysyä perässä. Whitakerilla on myös aito intohimo Kuun kartoituksen varhaiseen historiaan, joten sikäli lähtökohdat ovat erinomaiset. Harmi vain, että kirjana Mapping and Naming the Moon ei ole mitenkään loistelias.

Whitakerin kirjassa tärkeintä on aina asia, eikä niinkään asioiden takana olevat ihmiset. Periaatteessahan tämä on ihan hyvä lähtökohta, mutta ei siitä pääse mihinkään, että teksti tuppaa olemaan hieman kuivahkoa. Karttojen takana olevista ihmisistä kiinnostuneen kannattaakin mieluummin lukea vaikkapa William Sheehanin ja Thomas Dobbinsin erinomainen Epic Moon – A History ofLunar Exploration in the Age of the Telescope (Willmann–Bell, 2001, 363 s.).

Suurin ongelma Whitakerin kirjassa on kuitenkin kuvitus. Kartat, etenkin vanhat sellaiset, ovat usein kauniita taideteoksia. Karttoja onkin kirjan sivuilla esitelty runsain, suurin kuvin. Niinpä onkin suuri sääli, että kirjan painoasu on täysin kelvoton. Kuvat on säännönmukaisesti aivan liian tummia, ja niistä on hävitetty lähes kaikki kontrasti. En muista näin surkeasti onnistunutta kuvitusta ennen nähneeni. Toivon hartaasti, että tämä ongelma koskee vain omaa vuoden 2003 ensimmäistä pehmeäkantista painostani, ja että alkuperäinen vuoden 1999 painos näyttää siltä miltä tällaisen kirjan pitääkin. Tällaisena kirja on pahanlainen pettymys, ja on jo kanneltaan yksiselitteisesti ruma. Tämä on todella harmillista, sillä vaikkei kirja ehkä olekaan kaikkein vetävimmällä mahdollisella tavalla kirjoitettu, ansaitsisi se säädyllisen painojäljen. Nyt kirjan periaatteessa oivallista, lukuisia erittäin hyödyllisiä vertailupareja sisältävää kuvitusta katsellessa tulee lähinnä paha mieli. Toinen, joskin huomattavasti vähäisempi ongelma on kattavan hakemiston puute. Puutteistaan huolimatta Mapping and Naming the Moon on silti merkittävä lisä jokaisen kuuhullun kirjahyllyyn.



Teksti:





Kuvitus: 




Kokonaisarvio:




1Langrenuksen nimen kirjoitusasusta ja hänen elinvuosistaan löytyy eri lähteistä lukuisia eri muotoja. Sama pätee moneen muuhunkin tässä kirjoituksessa mainittuun.

keskiviikko 28. marraskuuta 2012

Näkymätön pimennys

Kuun puolivarjopimennykset eivät yleensä ole elämää suurempia kokemuksia. Tämän sain omakohtaisesti tänä aamuna jälleen kerran huomata. Tämänkertainen pimennys näkyi Houstonissa noin klo 06.15 alkaen. Ongelmana oli etenkin se, että Kuu laski jo reilut puoli tuntia myöhemmin. Helpotusta havaitsemiseen ei tuonut sekään, että puolivarjoon ensimmäisenä joutunut osa oli lähinnä Oceanus Procellarumin laavatasankoa, joka näyttää tummalta jo muutenkin.

Muutamaa minuttia ennen Kuun katoamista puiden siimekseen luulen nähneeni paljain silmin ja kiikarilla, ei niinkään kaukoputkella, että Kuun luoteisreuna oli alkanut hivenen tummua. Ilmakehän aiheuttama voimakas Kuun värinä ei tehnyt havaintoa yhtään varmemmaksi. Niinpä tämä pimennys meneekin omiin aikakirjoihini lähinnä hyvin näkyneenä näkymättömänä pimennyksenä.

On se pimentynyt, vaikkei siltä näytäkään. Kuun puolivarjopimennys Houstonin Clear Lakessa 28.11.2012 klo 06.41. Jos oikein kovasti kuvittelee, voi Kuun luoteisreunan kello yhden suunnassa nähdä olevan ehkä aavistuksen tummempi kuin se normaalisti olisi. Tai sitten ei. Scopetech (D=60 mm f=700 mm, K20 mm), Canon Ixus 70. Kuva: T. Öhman

keskiviikko 21. marraskuuta 2012

ESAn suunnittelema Kuu-laskeutuja haudattiin

Euroopan avaruusjärjestön ministerikokouksesta kuului huonoja uutisia jo ennen kuin kokous varsinaisesti alkoikaan. Muiden muassa SpaceNews ja Spaceflight Now uutisoivat tänään, että saksalaisvetoinen, Kuun Etelänavalle vuonna 2019 tähdännyt mielikuvituksellisesti nimetty European Lunar Lander -hanke haudattiin jo ennen kuin ministerit pääsivät sen tekemään.

Saksan päätös ei ollut yllätys, mutta kirpaisee se silti. Uutisissa syyksi mainitaan mm. Espanjan rahapula, ja huhut kertovat brittipoliitikkojen tappaneen heidän osallistumisensa hankkeeseen, koska heitä ei vain Kuu satu kiinnostamaan. Koska Britannia on yksi harvoista maista Euroopassa, jossa tehdään aktiivista Kuu-tutkimusta, oli poliitikkojen temppu todella tyly etenkin heidän omia tutkijoitaan kohtaan. Britannian vetäytyminen ja Espanjan velkakriisi tekivät hankkeen kokonaisrahoituksen toteuttamisesta mahdottoman.

Mitään uuttahan tässä ei ole. ESAssa mennään aina politiikka ja byrokratia edellä. Näiden jälkeen tulevat bisnes ja teknologian kehittäminen, ja jossain kaukana niiden takana tulee tiede. Hakematta mieleen tulee 90-luvulla tapettu Kuun kaukokartoitussatelliittihanke MORO. Pienimuotoisena ihmeenä täytyy pitää sitä, että ESA sai SMART-1:n Kuuhun. No, sehän olikin lähinnä pieni teknologiakoe, jonka tieteellisistä tuloksista ei ole pahemmin kylillä huudeltu.

NASAn puolellakin ESAn Kuu-laskeutujan tappaminen aiheuttaa parranpärinää. Huhujen mukaan ainakin siellä täällä NASAssa oli nimittäin ajateltu ESAn laskeutujan nivoutuvan osaksi yhteistä kansainvälistä päämäärää, josssa Kuuhun palattaisiin niin miehittämättömien laskeutujien ja kulkijoiden, kuin myöhemmin myös miehitettyjen lentojen voimin. Vaan ranskalaiset voivat taas kerran olla tyytyväisiä, kun pääsevät kehittelemään seuraavaa Arianeaan. Kuuhullua ei vaan liiemmin nyt hymyilytä. 

ESAn nyt kuopatun laskeutujan piti suunnitelmien mukaan suunnata Kuun Etelänavan tuntumaan vuonna 2019. Alkuperäiskuva: ESA

sunnuntai 18. marraskuuta 2012

Bond, W. Bond

Viikko sitten lauantaina 10.11.2012 tehtiin suomalaista Kuu-historiaa. Tiettävästi ensimmäistä kertaa Chuck Woodin Lunar Photo of the Day -sivulla julkaistiin suomalaisen harrastajan ottama kuva Kuusta. Tästä saavutuksesta vastuussa oli Ari Haavisto, joka on eittämättä yksi Suomen parhaita Kuuhun ja planeettoihin erikoistuneita valokuvaajia. Onnittelut Lempäälään!

Arin kuvassa on kraatteri W. Bond, joka sijaitsee Mare Frigoriksen pohjoisrannalla, suunnilleen Oulua vastaavalla leveyspiirillä. Nimensä tämä noin 156 km:n läpimittainen, huomattavan kulmikas kraatteri on saanut amerikkalaiselta kelloseppä–tähtitieteilijältä William Bondilta (1789–1859), joka oli Harvard Collegen observatorion ensimmäinen johtaja, ja joka yhdessä poikansa George Bondin (1825–1865) kanssa löysi mm. Saturnuksen eriskummallisen Hyperion-kuun. Bondit olivat myös tähtivalokuvauksen pioneereja. Kraatteri W. Bond tunnettiin aiemmin nimellä Bond (ja myös nimellä W. C. Bond), mutta koska myös George Bond ansaitsi oman, tosin huomattavasti pienemmän kraatterinsa, tunnetaan isän ja pojan kraatterit nykyisin nimillä W. Bond ja G. Bond. Pelkkä nimen etukirjaimen käyttö kraattereiden nimissä koko etunimen sijaan on kyllä pelkästään hölmöä, mutta IAU:n päätösten mukaan on elettävä.

W. Bond on varsin iäkäs kraatteri, mikä näkyy hyvin siitä, että se on suurelta osin Imbriumin törmäysaltaan heitteleen täyttämä. Näin ollen on helppo todeta W. Bondin olevan vähintään suunnilleen 3,8 miljardia vuotta vanha. Don Wilhelms sanoo kirjassaan The Geologic History of the Moon W. Bondin olevan iältään peräti prenectarinen, eli ennen Nectariksen allasta syntynyt, mikä tekee siitä vähintään noin 3,9 miljardia vuotta vanhan. Nuorista törmäyskraattereista W. Bondin luoteispuolella sijaitsevan Anaxagoraksen säteet peittävät myös laajalti W. Bondin pohjaa, mutta koska säteet ovat äärimmäisen ohuita kerrostumia, ei Anaxagorasta parane syyttää W. Bondin kurpahtaneesta ulkonäöstä.

Yksi silmiinpistävimmistä piirteistä W. Bondissa on sen pohjaa halkova rako, joka näkyy hienosti Arinkin kuvassa. Kraattereita, joiden pohjat ovat todennäköisimmin magmaattisten intruusioiden vaikutuksesta rakoilleet, tunnetaan Kuusta satoja, etenkin lähipuolelta. Sellaiseksi W. Bondkin luokitellaan, vaikkakaan varsinainen koulukirjaesimerkki se ei ole.

Yllä on Arin kuva W. Bondista siinä muodossa kuin se LPOD:ssa esitettiin. Löyhemmin rajattuna kuva löytyy Arin omilta sivuilta. Hänen ja muiden suomalaisten huippukuvaajien tuoreita otoksia pääsee ihailemaan Ursan Avaruus-keskustelufoorumin Kuun yksityiskohtia käsittelevältä palstalta.

Edit 22.1.2015: Poistin Arin kuvan W. Bondista, koska sen lätkäiseminen tänne oli käsittääkseni tekijänoikeusrikkomus. Pahoitteluni. Voi noita rikkomuksia muitakin olla, sen verran hämärä tuo tekijänoikeuslaki maallikolle nimittäin on.

Iltakävelijän Kuu

Kuu on siinäkin mielessä erittäin kiehtova kohde, että siitä on hyvin helppo saada esteettisesti kohtalaisen miellyttäviä kuvia ilman kalliita laitteita ja monien vuosien kokemuksen tuomaa taitoa. Digipokkari ja ei juuri lelua kummempi kaukoputki tallentavat helposti esimerkiksi noin 15 km läpimitaltaan olevat kraatterit, kuten alla olevan räpsäisyn alkuperäisversiossa Mare Crisiumin lounaisosissa sijaitsevan Greavesin. Ja eihän Kuun kauneudesta nauttimiseen välttämättä tarvita minkäänlaisia optisia apuvälineitä, vaan iltarusko ja kuunsirppi ovat lumoava parivaljakko paljain silmin iltakävelyllä katseltuina. Kuuta kannattaakin katsella ja kuvata aina, oli käytössä sitten avaruusluotain, huippuluokan kaukoputki, tai vain omat silmät.

Kuu Houstonin Clear Lakessa illalla 17.11.2012 klo 18.35. Vasemmanpuoleinen kuva otettu huteran Scopetech D=60 mm f=700 mm linssiputken ja K20 mm okulaarin läpi käsivaralta Canon Ixus 70 digipokkarilla, jolla myös oikeanpuoleinen kuva on otettu noin 40 minuuttia aiemmin. Kuva: T. Öhman


maanantai 12. marraskuuta 2012

Kadonnutta allasta etsimässä

Kuun geologia on mitä suurimmissa määrin törmäysaltaiden geologiaa. Jos haluaa ymmärtää miksi Kuu on sellainen kuin se nyt sattuu olemaan, täytyy ensin selvittää törmäysaltaiden synty ja kehitys. Mutta mitä sitten, jos koko Kuun geologisen historian mahdollisesti suurin törmäysallas ei olekaan olemassa? Ja nyt taas ehkä onkin?

Englantilainen geokemisti Peter Cadogan esitteli vuosina 1974 ja 1975 ideansa jättimäisestä törmäysaltaasta, joka peittäisi suuren osan Kuun lähipuolesta. Ehdotetun altaan läpimitta oli huimat 2400 km, ja sillä oli jättiläiselle sopiva nimikin: Gargantuan. Altaan länsireunan muodostivat Cadoganin ideassa Oceanus Procellarumin länsiranta, ja pohjoisessa allasta reunusti Mare Frigoriksen pohjoisranta. Muualla Cadoganin allaskandidaatti olikin sitten vaikeammin hahmotettavissa, etelä- ja itäreunojen suunnilleen myötäillessä Oceanus Procellarumin ja Mare Insularumin rantoja.

Walesilainen, mutta enimmäkseen Arizonan yliopistossa työskennellyt Kuun kartoittaja Ewen Whitaker oli Chuck Woodin kertoman tarinan mukaan ehdottanut suunnilleen vastaavaa allasta jo aiemmin, mutta ei ollut koskaan tullut julkaisseeksi siitä mitään. Vuonna 1981 hän kuitenkin julkaisi altaastaan artikkelin, jossa kartoitti altaalle kolme rengasta, mikä on varsin tyypillistä Kuun törmäysaltaille. Koska Oceanus Procellarum kattaa suurimman osan altaasta, antoi Whitaker altaalleen nimen Procellarum. Whitakerin hahmottelemien renkaiden läpimitat olivat 1700, 2400, ja 3200 km. Hiukan yllättäen hän rinnasti suurimman renkaansa Orientalen Montes Cordilleran renkaaseen ja Imbriumin Montes Apenninuksen1 renkaaseen, jotka ovat näiden altaiden topografisia päärenkaita, ja joiden halkaisija yleensä mainitaan altaiden koosta puhuttaessa. Näin tulkiten Procellarumin allas oli huomattavasti suurempi kuin Gargantuan.

Don Wilhelms on eräs kaikkein merkittävimmistä Kuun geologian tutkijoista, ainakin kun puhutaan kaukokartoituksesta. Wilhelmsille Procellarumin allas sopi mainiosti, ja hänen Kuun geologian perusteoksessaan The Geologic History of the Moon (1987) Procellarumin allas oli aivan keskeisessä roolissa etenkin Kuun lähipuolen geologisessa kehityksessä. Monet muut eivät kuitenkaan olleet vakuuttuneita sen paremmin Gargantuanin kuin Procellarumin altaan olemassaolosta. Peter Schultz ja Paul Spudis nostivat kissan pöydälle, ja osoittivat lukuisia aukkoja niin geokemiallisissa kuin topografisissa ja morfologisissa todisteissa, joita näiden jättiläisaltaiden puolesta oli esitetty. Schultz ja Spudis osoittivat, että aivan yhtä vahvoin perustein voidaan sanoa havaintojen selittyvän pelkästään suuren ja geologisesti varsin nuoren Imbriumin altaan vaikutuksilla. Erinomaisessa kirjassaan The Geology of Multi-Ring Impact Basins (1993) Spudis oli jo suoraan sitä mieltä, ettei Procellarumin allasta ollut olemassakaan. Ei sille tukea löytynyt Clementine-luotaimen korkeusmittauksistakaan, joiden perusteella saatiin ensimmäiset modernit topografiset kartat koko Kuusta.

Kuun suuri lähipuolen allas ei kuitenkaan ottanut kuollakseen. Charles Byrnelle ei riittänyt minkäänlainen muunnos Gargantuanista tai Procellarumista, vaan hän toi tarjolle lähipuolen mega-altaan, jolla kokoa on yli 6000 km. Kuututkijoiden suuri enemmistö ei kuitenkaan alkuunkaan lämmennyt tälle ajatukselle.

Nyt viimeisen parin viikon ajan on kuitenkin suuri lähipuolen allas ollut taas tutkijoiden huulilla ja näppäimistöillä. Nature Geoscience -lehdessä julkaistu japanilaisen Ryosuke Nakamuran ja kumppaneiden Kaguya-luotaimen spektrianalyysiin perustuva kiehtova uusi tutkimus väittää, että Procellarumin ympäriltä löydetyt noriittista koostumusta vastaavat signaalit olisivat todiste törmäyssynnyn puolesta. Tätä ajatusta he tukevat mm. sillä, että vastaavia koostumuksia on löydetty myös Imbriumin ja South Pole – Aitkenin törmäysaltaiden ympäriltä.


Missä lienee Kuun suuri lähipuolen allas?

Lähde
Ehdotetun altaan nimi
Keskipiste
Altaan tai sen renkaiden läpimitta
Gargantuan Basin
23°N 29°W
D=2400 km
Procellarum Basin
23°N 15°W
D1=1700 km, D2=2400 km, D3=3200 km
Procellarum Basin
26°N 15°W
D=3200 km
Near Side Megabasin
8,5°N 22°E
D=6026 x 6640 km
Procellarum Basin
15°N 23°Wa
D>3200 km
 aIlmeisesti kyseessä on painovirhe, ja Nakamura et al. tarkoittavat koordinaatteja 23°N 15°W.



Noriitti on kivilaji, jonka päämineraalit ovat plagioklaasimaasälpä ja niukalti kalsiumia sisältävä pyrokseeni. Jos tarkkoja ollaan, spektrikaukokartoituksella ei havaita kivilajeja vaan mineraaleja, joten juuri tämä alhaisen kalsiumin pyrokseeni oli se signaali, jota japanilaistutkijat etsivät ja jonka he siis myös löysivät. Japanilaistutkijoiden ajatuksen mukaan suurimpien altaiden massiiviset törmäyssulakerrokset differentioituvat, jolloin muodostui noriittia2. Myöhemmin tapahtuneet nuoremmat törmäykset paljastivat tämän noriittikerroksen, joka nyt näkyy altaiden ympärillä. Pienemmät altaat, kuten Crisium ja Moscoviense, olisivat synnyttäneet niin paljon vähemmän törmäyssulaa, ettei sulan differentioitumista tapahtunut, eikä näin ollen noriittia olisi päässyt muodostumaan, minkä vuoksi niiden ympäriltä ei noriittisignaalia löydy.


Keltaiset ruudut, siniset kolmiot, ja punaiset ristit osoittavat noriittista koostumusta, ja vihreät neliöt oliviinia, jota suurten törmäysten oletetaan nostaneen Kuun vaipasta. Kuva: Nature Geoscience / Nakamura et al. (2012).

Kuun alakuoren oletaan yleisesti olevan koostumukseltaan noriittinen. Imbriumin altaan synnyttänyt törmäys rouhaisi reippaasti alakuorta, joten noriittiskoostumuksista Imbriumin sulaheittelettä löytyy kaikkialta Kuun lähipuolelta. Itselleni yksi suurimmista japanilaistutkimuksen ongelmista onkin, mihin Procellarumin allasta välttämättä tarvitaan, kun Imbrium joka tapauksessa levitti noriittiskoostumuksisia kiviä yltympäriinsä, eikä viisaammiltakaan ole hirvittävän myönteisiä lausuntoja korviini toistaiseksi sattunut. Kuten odottaa sopikin, Paul Spudis ei blogissaan edelleenkään lämmennyt ajatukselle Procellarumin altaasta. Toinen erittäin ahkera Kuu-valistaja, Chuck Wood, piti kirjassaan The Modern Moon (2003) ovea varovasti raollaan Gargantuan/Procellarum-hypoteesille, ja varovaisen myönteisellä kannalla hän on edelleen.

Vaikkei todella suurta törmäysallasta lähipuolella olisikaan, voi syynä lähipuolen poikkeavaan koostumukseen ja rakenteeseen silti olla törmäyksessä. Peter Schultz ja David Crawford esittivät viime vuonna hypoteesin, jonka mukaan South Pole – Aitkenin allas syntyi vinon törmäyksen seurauksena, ja sen heitteleen ja etenkin Kuun vastakkaiselle puolelle syvälle vaippaan yltäneiden seismisten vaikutusten ansiosta muodostuivat niin koostumuserot kuin Whitakerin kartoittamat harjanteet ja vajoamatkin. Schultzin ja Crawfordin ajatus on varsin villi, ja osittain siksikin niin tenhoava, mutta ainakin periaatteessa se voisi selittää paljon Kuun merkillisyyksistä.

GRAIL-luotaimet Ebb ja Flow tuovat varmasti huikean määrän uutta, mullistavaakin tietoa Kuun syvärakenteesta. Voi hyvin olla, että sen myötä syy Kuun lähi- ja etäpuolien erilaisuuteen selviää, ja saman tien ajatus todella suuresta törmäysaltaasta Kuun lähipuolella voidaan joko hyväksyä tai hylätä. Se on kuitenkin täysin varmaa, ettei uusi japanilaistutkimus jää viimeiseksi sanaksi Procellarumin altaan olemassaolosta. Ja hyvä niin.      


1Koska kyseessä ovat IAU:n hyväksymät nimet, en lähde vuoristojen tai minkään muunkaan nimiä suomentamaan, vaikka sinänsä Kordillieerit ja Apenniinit käypiä nimiä olisivatkin.
2Aivan samoin tapahtuu myös Maassa, tosin yleensä magmaattisen toiminnan seurauksena. Koillismaan ja Lapin kerrosintruusiot ovat mainioita esimerkkejä magmaattisesta differentiaatiosta.

sunnuntai 11. marraskuuta 2012

Takaisin Kuuhun – tai ainakin lähelle sitä?

Barack ”Buzz kävi siellä1 Obaman uudelleenvalinnalla Yhdysvaltain presidentiksi on ollut, ja etenkin tulee olemaan, monia mielenkiintoisia seurauksia. Yksi niistä on NASAn tulevaisuutta koskevien huhujen painopisteen muuttuminen, jälleen kerran. Constellation-ohjelmasta luopumisen jälkeen NASAlla ei ole ollut mitään selkeää tavoitetta miehitettyjen lentojen suuntaamiseksi Kansainvälistä avaruusasemaa kauemmaksi. NASAn johtajien puheet asteroideista, Marsin kiertoradasta tai kuista, ja jopa Marsin pinnalle laskeutumisesta ovat olleet kaiken konkretian puutteessa pelkkää sanahelinää. NASAn ja sen alihankkijoiden insinöörit ja tutkijat, jotka ovat onnistuneet välttämään irtisanomisen, ovat olleet syystäkin turhautuneita. Ne, jotka varsinaisen työn tekevät, ovat oman suppean ja täysin epätieteellisen otantani ja huhupuheiden perusteella lähes yksimielisiä siitä, että miehitetty lento asteroidille tai Marsiin ilman, että teknologiaa ja menetelmiä testataan ensin Kuussa, on sulaa hulluutta. Ja erittäin kallista sellaista.

Nyt viimeisen viikon aikana on julkisuudessa alkanut liikkua yhä enemmän huhuja siitä, että myös NASAn poliittisesti nimettyä johtoa alkaisi kiinnostaa paluu Kuuhun, vaikka vielä lokakuun lopulla pidetyssä Lunar Exploration Analysis Groupin kokouksessa paikalla olleiden mukaan Kuu-vastaista mantraa vielä NASAn johtajien toimesta toisteltiinkin. Nyt kuitenkin vaikuttaisi siltä, että NASAa kiinostaisi jo Space Launch Systemin nimellä kulkevan kantorakettijärjestelmänsä käyttöönoton alkuvaiheessa lento Maa–Kuu-järjestelmän L2-pisteeseen. Mikä tämä L2 sitten oikein on, ja miksi sinne kannattaisi mennä?

Kun kaksi suhteellisen suurimassaista kappaletta, kuten vaikkapa Maa ja Kuu, kiertää yhteistä massakeskipistettään, löytyy tästä painovoimasysteemistä viisi pistettä, jossa suhteellisen pienimassainen kappale pysyy paikoillaan systeemin pääkappaleisiin nähden. Näitä Leonhard Eulerin (1707–1783) ja Joseph-Louis Lagrangen (1736–1813) löytämiä pisteitä kutsutaan Lagrangen pisteiksi, tai useimmiten lyhyesti vain L-pisteiksi. Kuten oheisesta kuvasta selviää, ovat pisteet L1–L3 Maan ja Kuun kanssa samalla linjalla, mutta L4 ja L5 samalla radalla Kuun kanssa, tosin 60° sen edellä tai jäljessä. L4 ja L5 ovat erityisen vakaita pisteitä, kuten etenkin Aurinko–Jupiter-järjestelmän troijalaiset asteroidit hyvin osoittavat. Maa–Kuu-järjestelmän L4-pisteestäkin löydettin viime vuonna ensimmäinen ”Maan troijalainen”. Pisteet L1–L3 sen sijaan ovat epävakaampia, mutta niidenkin tapauksessa varsinaista Lagrangen pistettä kiertävä rata voidaan pitää vakaana hyvin vähällä vaivalla.

Maa–Kuu-järjestelmän Lagrangen pisteet. Harmaat viivat ovat painovoiman tasa-arvokäyriä, ja sininen viiva kuvaa Kuun rataa. Kuva: LPI


Vielä toistaiseksi NASA Lunar Science Institute -nimellä kulkevan virtuaali-instituutin tutkijat ovat jo pitkään perehtyneet L2-pisteen tuomiin mahdollisuuksiin Kuun itsensä tutkimuksessa, samoin kuin Kuun käyttämiseen astrofysikaalisen observatorion sijoituspaikkana. Sattumaa ei liene, että he toivat ajatuksensa suuremmin julkisuuteen juuri presidentinvaalien kynnyksellä. Kuun etäpuoli on edelleenkin lähipuolta huomattavasti heikommin tunnettu, ja siellä sijaitsevat mm. South Pole–Aitkenin allas ja sen sisällä oleva Schrödingerin kraatteri (tai Schrödingerin allas, jos harhaanjohtavaa englantiin pohjautuvaa vain Kuuta koskevaa terminologiaa haluaa noudattaa). Nämä on lukuisissa tutkimuksissa osoitettu Kuun geologisen historian selvittämisen kannalta ensiarvoisen tärkeiksi kohteiksi. NLSI:n tutkijoiden ajatuksen mukaan Orion-aluksessa L2-pistettä kiertävällä radalla noin 65000 km:n päässä Kuun etäpuolen pinnasta pysyttelevä miehistö voisi ohjata reaaliajassa Kuun pintaa tutkivaa ja näytteitä keräävää kulkijaa. Astrofysiikan kannalta taas Kuun etäpuolen radiohiljaisuus ja ionosfäärin puute antaa oivat mahdollisuudet maailmankaikkeuden ensimmäisten tähtien ja galaksien tutkimiseen. Tätä tarkoitusta varten astronautit voisivat etätöinä hoitaa matalataajuisen radioteleskoopin pystyttämisen Kuun pinnalle.

Paitsi että NASAn paluu Kuun lähelle olisi puhtaasti tieteellisestä kannalta erittäin mielenkiintoista, olisi se sitä myös miehitettyjen lentojen tulevaisuuden kannalta. Mikäli NASA aikoo joskus onnistua miehitetyissä lennoissa asteroideille tai Marsiin, on näitä syytä harjoitella ensin hieman anteeksiantavammissa olosuhteissa. Lento L2-pisteeseen tarjoaisi tähän mahdollisuudet. Samalla se auttaisi selvittämään Maa–Kuu-järjestelmän syntyä ja varhaiskehitystä, ja maailmankaikkeuden perimmäisiä kysymyksiä. Ei hullumpi tavoite NASAlle, jonka suurin ongelma ei tällä hetkellä ole rahan, vaan selkeän päämäärän puute.


1Jollei Obaman vuoden 2010 puhetta Kennedyn avaruuskeskuksessa jaksa kuunnella kokonaan, löytyy hänen surullisenkuuluisa ”Buzz has been there” -lausahduksensa noin 23:n minuutin kohdalta.


Lisäys 20.11.2012: Aiheesta kirjoitettu artikkeli on nyt hyväksytty julkaistavaksi Advances in Space Research -lehdessä. Artikkelia ei vielä näy lehden sivuilla, mutta näillä tiedoilla se painossa olevien artikkelien joukosta varmasti piakkoin löytyy:
J. O. Burns, D. A. Kring, J. B. Hopkins, S. Norris, T. J. W. Lazio, & J. Kasper:
A Lunar L2-Farside Exploration and Science Mission Concept with the Orion Multi-Purpose Crew Vehicle and a Teleoperated Lander/Rover

maanantai 5. marraskuuta 2012

Mahalasku Maahan

Al Worden oli Apollo 15:n komento- ja huoltomodulin pilotti, jonka nopeassa nousukiidossa ollut ura NASAssa päättyi potkuihin ja entisten työtoverien hyljeksintään hänen ainoaksi jääneen avaruuslentonsa jälkeen. Sotilas- ja koelentouralta NASAan viidennessä astronauttiryhmässä (itseironisesti nimetty ”The Original 19”) keväällä 1966 päätynyt maalaispoika Worden työskenteli ensin Apollo 8:n komentomodulin parissa, ja valittiin sitten Apollo 9:n tukimiehistöön. Apollo 12-lennolla Worden toimi komentomodulin varapilottina, ja Deke Slaytonin (1924–1993) miehistökierrätyksen mukaisesti hän päätyi yhdessä Dave Scottin ja Jim Irwinin (1930–1991) kanssa ensimmäiselle tieteellisesti todella kunnianhimoiselle J-luokan Apollo-lennolle heinä–elokuussa 1971.

Apollo 15 oli kaikilla mittareilla mitattuna äärimmäisen menestyksekäs lento. Scott ja Irwin laskeutuivat Falcon-kuumodulissaan Imbriumin törmäysaltaan itäkaakkoiselle reunalle Apenniinien vuoriston lomaan. Kun Scott ja Irwin ajelivat ensimmäisellä kuuautolla keräten kolmella kuukävelyllään enemmän ja monipuolisempia näytteitä kuin millään aiemmilla lennoilla, kiersi Worden komentomoduli Endeavourilla Kuuta pitäen itsensä äärimmäisen kiireisenä lähinnä Kuun kaukokartoituksen ja Kuun valokuvauksen ja visuaalihavainnoinnin parissa. Paluumatkan alussa Wordenista tuli ensimmäinen avaruuskävelyn Maan kiertoradan ulkopuolella suorittanut ihminen, kun hän kävi hakemassa filmikanisterit huoltomodulin kyljessä olleesta mittalaitearsenaalista.

Maahanpaluun jälkeen kaikki vaikutti aluksi hyvältä. Kansa hurrasi, Nixon tarjosi illallisen, ja tutkijat kiittelivät erinomaisia tuloksia. Mutta kun Worden oli Apollo 17:n varamiehistössä geologian kenttäkurssilla toukokuussa 1972, Deke Slayton soitti, ja käski Wordenin tyhjentää työhuoneensa Houstonissa seuraavaan maanantaihin mennessä. Mikä  oli mennyt pieleen?

Ongelmat juonsivat juurensa alkujaan Dave Scottin junailemiin hämärän rajamailla liikkuneisiin sopimuksiin joidenkin satojen ensipäiväkuorien lennättämisestä miehistön henkilökohtaisten tavaroiden joukossa. Sopimusten tarkoituksena oli kustantaa varsin kehnopalkkaisten astronauttien lapsille yliopistokoulutus. Enemmän tai vähemmän vastaavanlaisia viritelmiä oli ollut jo aiemmillakin lennoilla, mutta niitä oli NASAssa katsottu läpi sormien. Apollo 15:n miehistön kohtaloksi koituivat ”yhteistyökumppanit”, jotka eivät pitäneet lupaustaan kuorien tuomisesta julkisille markkinoille ennen kuin Apollo-ohjelma oli loppunut ja miehistö lähtenyt NASAn palveluksesta. Tämän seurauksena miehistö joutui niin NASAn kuin senaatinkin hampaisiin, ja kärsimään joutui etenkin Worden, joka Irwinin lailla oli kuitenkin lähinnä ollut vain hyväuskoinen hölmö. Kaikki kuitenkin myönsivät, ettei mitään rikollista ollut tapahtunut, ainostaan astronauttien harkinta oli pettänyt. Tästä huolimatta niin NASAn kuin suuren yleisönkin silmissä syntipukiksi valittu Worden oli merkitty mies, ja hänet potkittiin pois astronauttijoukoista ja piilotettiin NASAn Amesin tutkimuslaitoksen perimmäiseen nurkkaan. NASA takavarikoi laittomasti kuoret, mutta lopulta oikeusjutun päätteeksi vuonna 1983 Apollo 15:n miehistö sai kuorensa takaisin, ja ainakin osittain kunniansa palautettua.  

Al Wordenin yhdessä Francis Frenchin kanssa kirjoittama omaelämäkerta Falling to Earth (Smithsonian Books, 2011) on lukemieni astronauttikirjojen eliittiä. Worden kertoo kiehtovan tarinansa elävästi lakonisen huumorinsa säestämänä, ripotellen sekaan mainioita anekdootteja muista astronauteista. Worden ei säästele itseään, vaan auliisti myöntää omat munauksensa niin siviilissä kuin astronauttinakin. Ja vaikka Wordenin syyttävä sormi osoittaa erinäisiin NASAn johtajiin, eikä hän Dave Scottista ihmisenä anna järin myönteistä kuvaa (vaikka astronautti Dave Scottia ylistääkin, kuten syytä onkin), ei kirjassa kuitenkaan alennuta iltapäivälehtitasolle. Kirjassa on ainakin onnistuttu luomaan illuusio siitä, että Worden kertoo tarinansa rehellisesti. 

Apollo 15:stä Falling to Earth antaa paljon paremman kuvan kuin Jim Irwinin uskoon hurahtamiseen keskittyvä Kuumatka (1977) tai Dave Scottin ja Aleksei Leonovin yhteisteos Two Sides of the Moon (2004), ja on kaikin puolin virkistävää ja suositeltavaa luettavaa. Kirjan reilu vuosi sitten tapahtuneen julkaisun tiimoilta Planetary Radio haastatteli Wordenia, ja se haastattelu on ehdottomasti kuuntelemisen arvoinen. Tuolta Planetary Radion sivulta kannattaa erikseen etsiä mp3:na koko Wordenin leikkaamaton haastattelu.

Arvio: