Valoa pimeyteen

NASA julkisti eilen tehneensä valintansa Etelä-Korean ilmailu- ja avaruusjärjestö KARIn Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) -kuuluotaimeen tulevaksi amerikkalaisintrumentiksi. Valinnassa päädyttiin Arizona State Universityn ja Malin Space Science Systemsin valmistamaan ShadowCamiin. Laite perustuu huikean menestyksekkään Lunar Reconnaissance Orbiterin (LRO) kahteen Narrow Angle Cameraan (NAC), mutta sen on tarkoitus olla peräti 800 kertaa herkempi. Nimensä mukaisesti kameran on tarkoitus kuvata Kuun varjossa pysytteleviä alueita, eli sen navoilla "ikuisessa pimeydessä" sijaitsevien kraatterien pohjia.

Taiteilijan näkemyksessä ShadowCam on kuvaamassa Shackletonin pohjaa lähellä Kuun etelänapaa. Kuva: NASA.

Korean KPLO-kuuluotaimeen tuleva ShadowCam. Kuva: ASU / MSSS.

Vaikka suoraa auringonvaloa ei näihin kraattereiden pohjiin osukaan, täysin pimeitä paikkoja ne eivät ole. Niihin nimittäin päätyy heijastunutta valoa ympäröivistä kraatterien reunoista. Tämän ansiosta varjoisista alueista on aiemminkin saatu sieltä täältä melko heikkotasoisia kuvia, kun NAC-kuvista on puristettu kaikki irti. Samoin LRO:n laserkorkeusmittarilla on mitattu kraatterien muodot. Nyt ShadowCamin myötä tilanne kuitenkin muuttuu merkittävästi, kun pääsemme oikeasti näkemään, miltä Kuun viimeisetkin enemmän tai vähemmän piilossa pysytelleet alueet todella näyttävät.

Napojen kraattereita ei kuvata pelkästä kuvaamisen ilosta, vaan tarkoitus on paikata NASAn määrittelemiä kuututkimuksen strategisia tietoaukkoja. Napojen varjoissa tiedetään esiintyvän vettä, mutta sen tarkka sijainti ja vallankin esiintymismuoto ovat vielä lähinnä valistuneiden arvailujen varassa. Tarkempi selvyys asiasta saadaan vasta navoille suuntautuneiden laskeutujien myötä. Tällaisia suunniteltuja vesivarantoja tutkivia hankkeita ovat muun muassa NASAn Resource Prospector-laskeutuja sekä Venäjälle niin tyypillisen puliveivauksen ja ESAn byrokraattisuuden takia jatkuvasti muuttuvat Venäjän/ESAn/Intian Luna-Glob- ja etenkin Luna-Resurs-ohjelmat. KPLO on kuitenkin oman epätieteellisen näppituntumani perusteella huomattavasti lähempänä toteutumistaan kuin venäläisvetoiset hankkeet.

Moni olisi kenties ShadowCamia mieluummin nähnyt KPLO:n mukana esimerkiksi suoremmin veden globaalista esiintymisestä kertovan amerikkalaislaitteen, esimerkiksi spektrometrin. Kuvat kun kuitenkin ovat "vain" kuvia. Veden globaaliin kartoitukseen viritetyllä spektrometrillä ei kuitenkaan olisi päästy napojen merkittävien vesivarastojen kimppuun. Vaikka ShadowCam ei siis pystykään suoraan vettä havaitsemaan, tullee se silti olemaan merkittävässä osassa suunniteltaessa kohteita, jonne esimerkiksi Resource Prospector voitaisiin lähettää.
 
KPLO on toki paljon muutakin kuin pelkkä ShadowCam. Luotain on määrä laukaista toistaiseksi määrittelemättömällä kaupallisella raketilla Kuuta kiertävälle radalle vuoden 2018 loppuun mennessä, luultavasti joulukuussa 2018. KPLO kartoittaa Kuuta 100 km:n polaariradalta vuoden ajan tehden mittauksia ShadowCamin lisäksi neljällä korealaisella mittalaitteella. Näistä Lunar Terrain Imager kuvaa Korean suunnitellun kuulaskeutujan ja -kulkijan mahdollisia laskeutumispaikkoja alle viiden metrin erotuskyvyllä. Wide-Angle Polarimetric Camera puolestaan tutkii Kuun pintakerroksen eli regoliitin ominaisuuksista valon polarisaation perusteella. Itse odotan paljon KPLO:n magnetometrilta, sillä se voi tuoda kaivattua lisävalaistusta esimerkiksi kummallisten kiehkuroiden olemukseen. Gammaspektrometrillä puolestaan kartoitetaan Kuun pinnan geokemiaa, mukaan lukien vedyn esiintyminen.

NASAn omin voimin toteuttamiin miehitettyihin lentoihin tähtäävän SLS-ohjelman ensimmäisen koelennon siirtyessä yhä kauemmas tulevaisuuteen, on oikein mukava samaan aikaan kuulla myönteisiä ja ennen kaikkea uskottavia uutisia miehittämättömien lentojen puolelta. Eritoten kun kohteena on Kuu.

Vappukohteena Larrieun pato

2.5.2017: Huom! Aiemmin tässä mainostamani tulevan lauantain tilaisuus Alajärven messuilla on peruuntunut, joten poistin koko mainoksen.
 
Kuten Ursan Zeniitti-verkkolehden tuoreimmassa numerossa olleessa Rupes Altaita ja Nectariksen törmäysallasta käsitelleessä jutussa kerroin, on tulevan vapunpäivän iltana Kuussa nähtävillä varsin mielenkiintoinen valaistusilmiö. Se on havaittavissa Polybius K -kraatterin pohjoisreunalla, aivan Nectariksen törmäysaltaan reunan eli Rupes Altain sisäpuolella. Ilmiö näkyy kirkkaana hyvin terävänä viivana, joka erottaa pimennossa olevan 12-kilometrisen Polybius K:n pohjan ja sen pohjoispuolella olevan nimettömän kraatterinjäänteen pohjan. Ilmiö tunnetaan nimellä Larrieu's Dam eli Larrieun pato ensimmäisen raportoijansa A. C. Larrieun mukaan.

Kuu on tuolloin illalla 1.5. yhdentoista maissa noin 25 asteen korkeudella länsilounaassa. Aurinko on kerennyt jo täällä Lapissakin sen verran horisontin alapuolelle (noin -7°), että ilmiön luulisi olevan kohtalaisesti näkyvissä. Etelä-Suomessa tietysti tuota pääsee seurailemaan pimeämmissä oloissa. Sikäli kun oikein asiaa tarkistelin, nyt vappuna on tämän vuoden puolella paras mahdollisuus havaita tämä sinänsä "merkityksetön" mutta hauska ilmiö. Zeniitin juttua varten en joutanut eli viitsinyt tehdä uutta kuvaa, mutta tuossa alla on NASAn mainion Dial-a-Moonin avulla nyt tekaisemani kuva kuunpinnan valaistuksesta 1.5.2017 klo 23.00. Sen verran vaatimattoman kokoinen tuo Larrieu's Dam on, että pientä kaukoputkea sen näkeminen vaatii.

Jos siis keli ja kunto sallivat, kannattaa vapunpäivän iltana ehdottomasti kokeilla havaita tuo ohikiitävä ilmiö. Sittenpä alkaakin Kuun tarkempi havaitseminen käydä muutamaksi kuukaudeksi kovin hankalaksi, joten Larrieun patoa voisi pitää vaikka havaintokauden päättäjäisinäkin.

Kuu 1.5.2017 klo 23.00. Kuva: NASA Scientific Visualization Studio / Ernie Wright / Dial-A-Moon / T. Öhman.

---

Loppuun vielä huushollauspäivitystä: Tällä etusivulla oleva linkkilista jäi niin pahasti jälkeen linkkisivuni versiosta, että päätin poistaa sen kokonaan. Mahdottoman sekavahan se olikin. Lisäsin myös suorat linkit Zeniittiin tekemiini Kuuta käsitteleviin juttuihin.

Suomesta oikea avaruusvaltio

Suomen ensimmäinen satelliitti Aalto-2 laukaistiin tänään 18.4.2017 klo 18.11 Suomen aikaa onnistuneesti Cape Canaveralin laukaisualusta 41:ltä. Kantorakettina toimi United Launch Alliancen Atlas V, ja lennon päätarkoituksena on viedä Orbital ATK:n Cygnus-aluksella tarvikkeita Kansainväliselle avaruusasemalle.

Vaikka moneen kertaan lykätty laukaisu olikin onnistunut, Aalto-2 ei vielä ole itsekseen kiertoradalla, vaan se vapautetaan muiden matkassa olleiden nanosatelliittien kanssa vasta kolmen–neljän viikon kuluttua. Eli siinä mielessä ylenpalttinen riemuitseminen on ehkä vielä hivenen ennenaikaista. Joka tapauksessa, laukaisu on kaikkien avaruuslentojen kriittisin ja jännittävin vaihe, joten siinä mielessä onnittelut Jaan Praksille ja kaikille Aalto-2:ssa mukana oleville ovat paikallaan!

Siinä se menee! Atlas V mukanaan Aalto-2 kohoaa Floridan taivaalle. Kuva: NASA.

Onnistunutta laukaisua Hesarin lähetyksestä seuraillessani (NASA olisi tarjonnut laukaisusta historian ensimmäistä 360-kuvaakin) ja sen kunniaksi teemukia kohotellessani nousi tietenkin väistämättä mieleeni kysymys: Kuinkahan moni ns. tavallinen veronmaksaja, päättäjistä puhumattakaan, tiesi etukäteen laukaisusta? Aina joskus sitä toivoisi, että perisuomalainen vaatimattomuus ja vähättely ei olisi niin hallitseva luonteenpiirre. Voisi kuvitella, että esimerkiksi satelliittihankkeiden rahoituksen saamistakin saattaisi auttaa, jos ihmisille kerrottaisiin asioista pikkuisen hanakammin. Tai mistäs minä tiedän vaikka olisi yritettykin kertoa, mutta lopputulos kuitenkin on se, että avaruusasioita pitää seurata kohtalaisen tarkasti , jotta esimerkiksi tämänpäiväistä laukaisua hoksasi seurata. No, käninä sikseen, sillä tämä on erittäin hieno päivä suomalaiselle avaruusosaamiselle!

Esitelmiä geomatkailusta ja planeetta X:stä

Mainostetaanpa nyt täälläkin, että nyt huhtikuussa on geohenkisiä luentoja tulossa peräti kolme kappaletta. Ylihärmässä 11.4.2017 ja Lapualla 12.4.2017 kerrotaan ja etenkin toivottavasti keskustellaan Kauhavan ja Lapuan maa- tai kallioperägeologisesti mielenkiintoisista luonto- tai kulttuuriperintökohteista. Rovaniemellä 26.4.2017 puolestaan on vuorossa aurinkokunnan kehitys ja planeetta X. Viimeksi mainittu on kieltämättä itseäni kohtalaisesti arveluttava aihe, mutta pidempään jatkuneen yleisön painostuksen edessä siihenkin tuli lopulta taivuttua. Vähän tarkemmat tiedot tilaisuuksista naputtelin Suomen kraatterien tapahtumasivulle.

Terminaattori verkosta

P.S. 21.2.2017: Bloggerin kätevät ominaisuudet iskivät jälleen, ja blogin etusivulta luettaessa tämä tarina katkeaa ensimmäisen kuvan jälkeen. Loppu pitää lukea erikseen tämän tekstin omalta sivulta, jonne pääsee klikkaamalla kuvan jälkeen ilmestyvää "Lisätietoja"-linkkiä. Bloggerin ylivertainen helppous Wordpressiin verrattuna viehättää, mutta helppouden hinta näinä absurdeina ominaisuuksina on aika kova... Jutun loppuosan asemointikin meni nyt sitten saman tien uusiksi.

Kuu ei ole sitten Galileo Galilein päivien ollut ideaalisen pyöreä pallo, vaan sillä on kaikenlaisia mielenkiintoisia pinnanmuotoja. Yön ja päivän rajan eli terminaattorin tarkalle laskemiselle tämä muhkuraisuus aiheuttaa ymmärrettävästi melkoisia ongelmia, koska siihen tarvitaan tarkkaa korkeusmallia. Kuten aiemminkin on tullut todettua, muutoin niin erinomainen Virtual Moon Atlas (VMA) ei ole parhaimmillaan terminaattoria kuvatessaan. Tämä johtuu nimenomaan siitä, että VMA ei huomioi Kuun korkeuseroja terminaattoriesityksessään. Yleensä tämä ei ole ongelma, koska harvemmin tarkkaa terminaattorin paikkaa oikeasti tarvitsee yhtään mihinkään.

Joskus kuitenkin tulee vastaan tilanteita, joissa pitää esimerkiksi esittää jokin yksityiskohtainen valaistusilmiö, selvittää milloin sellainen on seuraavan kerran havaittavissa, tai tarkistaa jonkin havaitun tai kuvatun erikoisemman kohteen todellinen olemus. VMA ei siis tähän pysty, ja Lunar Terminator Visualization Tool voi jo asennus- ja virittelyvaiheessaan aiheuttaa liiallista hengenahdistusta. Vaan eipä hätää, sillä käytännön tarpeita silmällä pitäen riittävän tarkan terminaattorin paikan kuluvalle vuodelle ja jokuselle menneelle vuodelle saa selville NASAn Scientific Visualization Studion kehittämällä Moon Phase and Libration (tai Dial-A-Moon, en tiedä millä nimellä tuota pitäisi kutsua) -palvelulla.

Dial-A-Moon käyttää Lunar Reconnaissance Orbiterin korkeusmallia ja kuvia, joten lähtökohdat ovat siltä osin kunnossa. Palvelu näyttää paitsi terminaattorin paikan, myös Kuun huojumisen ja nyökyttelyn, joita libraatioksikin kutsutaan. Mielivaltaisille ajanhetkille näitä ei ole tarjolla, mutta vuoden 2011 alusta tunnin välein kuitenkin. Useimpien harrastajien tarpeisiin tämä varmasti riittää.

Palvelua käytettäessä kannattaa heti aluksi panna merkille, että selaimessa näkyy ainoastaan alhaisen erotuskyvyn versio. Kuvaa klikkaamalla pääsee tallentamaan käyttökelpoisemman tiff-kuvan, johon on myös lisätty terminaattorilla olevien suurimpien kohteiden nimistö. Palvelu siis tarjoaa käyttäjälle tallennettavaksi tällaisen tiedoston:

Kuu 21.2.2017 klo 01.00 Suomen aikaa. Kuva: Ernie Wright / NASA Scientific Visualization Studio.

Kuun suurimmat kraatterit

Kasaillessani taannoin Ursan Zeniitti-verkkolehden uusimpaan numeroon tavallistakin jäykempää mutta myös kankeampaa juttua Claviuksesta, tuli samalla tarkasteltua suurimpien virallisesti nimettyjen kraatterien jakaumaa. Tällä ei sinänsä ole sen suurempaa merkitystä, mutta aina silloin tällöin asiasta näkee esitettävän virheellisiä näkemyksiä (mm. Wikipediassa) eikä asiasta googlaamallakaan tunnu löytyvän yksiselitteistä listausta.

Jos tarkastelu rajoitetaan kraatteriksi nimettyihin kohteisiin ja niiden kokona käytetään kraatterien virallista läpimittaa, on asian selvittäminen varsin yksinkertaista. Helpoimmin siihen voi käyttää LPI:n Lunar Impact Crater Databasea, mutta toki asian voi selvittää USGS:n ylläpitämällä IAU:n virallisella Gazetteer of Planetary Nomenclaturellakin.¹ Edellä mainituin perustein määritellen Kuun kolmenkymmenen suurimman kraatterin lista näyttää tältä:

Nimi	Halkaisija	Leveysaste	Pituusaste	Ikä
Hertzsprung	536	1,37	-128,66	nektariaaninen
Apollo	524	-35,69	-151,48	esinektariaaninen
Korolev	423	-4,19	-157,41	nektariaaninen
Lorentz	378	34,59	-97,19	esinektariaaninen
Poincare	346	-56,86	163,99	esinektariaaninen
Harkhebi	337	40,87	98,74	esinektariaaninen
Birkhoff	330	58,45	-145,65	esinektariaaninen
Mendeleev	325	5,38	141,17	nektariaaninen
Planck	319	-57,27	135,34	esinektariaaninen
Schrödinger	316	-74,73	132,93	varhaisimbriaaninen
Bailly	301	-66,82	-68,90	nektariaaninen
Gagarin	262	-19,66	149,35	esinektariaaninen
Milne	260	-31,00	112,78	esinektariaaninen
Fermi	241	-19,61	123,24	esinektariaaninen
Van de Graaff	240	-27,04	172,01	nektariaaninen
Leibnitz	237	-38,24	179,35	esinektariaaninen
d'Alembert	234	51,07	164,89	nektariaaninen
Pasteur	233	-11,58	104,91	esinektariaaninen
Galois	232	-13,94	-152,99	esinektariaaninen
Clavius	231	-58,62	-14,73	nektariaaninen
Deslandres	227	-32,55	-5,57	esinektariaaninen
Campbell	222	45,57	152,91	esinektariaaninen
Von Karman M	219	-49,44	174,95	esinektariaaninen
Landau	218	42,16	-119,34	esinektariaaninen
Bel'kovich	215	61,53	90,15	nektariaaninen
Poczobutt	212	57,27	-99,23	esinektariaaninen
Schickard	212	-44,38	-55,11	esinektariaaninen
Schwarzschild	211	70,08	121,57	nektariaaninen
Oppenheimer	201	-35,32	-166,03	nektariaaninen
Janssen	201	-44,96	40,82	esinektariaaninen

Taulukossa halkaisijat ovat kilometreissä, leveyasteet positiivisia pohjoiseen ja pituusasteet positiivisia itään. Lihavoidulla kursiivilla on esitetty lähipuolella ja libraatiovyöhykkeellä sijaitsevat eli edes joten kuten Maasta näkyvät kraatterit.

Tuo kolmekymmentä suurinta on sikäli hyvä määrä, että siinä tulee samalla listattua Kuun kraatterit, joiden läpimitta on yli 200 km. Kuun suurin virallisesti hyväksytyn nimen saanut kraatteri on etäpuolella sijaitseva Hertzsprung. Se on nimetty etenkin HR-diagrammista tunnetun tanskalaisen Ejnar Hertzsprungin (1873–1967) mukaan. Ilmiselviä renkaita 536-kilometrisellä Hertzsprungilla on kaksi, ja on niitä eri tutkijoiden toimesta kartoitettu pari muutakin. Niinpä Hertzsprungia pitäisi mieluummin kutsua törmäysaltaaksi kuin kraatteriksi. No, törmäysaltaan määritelmä on varsin häilyvä, joten sikäli kraatteriksi kutsuminen on varmin valinta.

Listaa katsellessa huomio kiinnittyy väkisinkin etä- ja lähipuolien väliseen eroon: suuria kraattereita näyttää olevan merkittävästi enemmän etä- kuin lähipuolella. Koska törmäysten jakauman pitäisi olla satunnainen hyvin vähäisiä taivaanmekaniikasta johtuvia eroja lukuun ottamatta, tuntuu tällainen ero äkkiseltään erittäin merkilliseltä. Erolle löytyy kuitenkin kaksi selittävää tekijää: Kuun etäpuolen merkittävästi paksumpi kuori, ja Kuun pinnanmuotojen nimeämisen pitkä historia. Etäpuolen paksumpaa kuorta eivät suuretkaan törmäykset yleensä ole kyenneet puhkaisemaan, joten kraatterit eivät ole myöhemmin täyttyneet laavalla. Näin hyvin suuret ja vanhat kraatterit ovat etäpuolella pystyneet varsin mallikkaasti säilyttämään kraatterimaisen ulkomuotonsa.

Lähipuolella Kuun kuori on huomattavasti ohuempi, joten lähipuolen suurimmat kraatterit ovat vuosimiljardien kuluessa täyttyneet pohjan rakojen kautta tihkuneella laavalla. Näin syntyivät useimmat lähipuolen tutuista meristä, joista osa on kadottanut alkuperäiset kraatterimaiset piirteensä lähes kokonaan. Eräät meristä sijaitsevat hyvin tunnetuissa törmäysaltaissa, klassisena esimerkkinä vaikkapa Imbriumin törmäysallasta täyttävä Mare Imbrium. Törmäysaltaita ei kuitenkaan mikään virallinen taho nimeä tai luetteloi. Merien listaaminen automaattisesti törmäysaltaissa sijaitseviksi ei sekään ole vaihtoehto, sillä yksimielisyyttä ei vallitse esimerkiksi siitä, onko selväpiirteisenä pyöreähkönä merenä näkyvän Mare Tranquillitatiksen kohdalla törmäysallasta vai ei.

Näistä seikoista johtuen lähipuolen kraattereista suurin, Bailly, löytyy vasta listan sijalta yksitoista. Sen virallinen halkaisija on 301 km. Usein käytetyn keinotekoisen 300 km:n läpimittaan sidotun määritelmän mukaan sekin pitäisi siis automaattisesti lukea törmäysaltaaksi. Baillylla näyttäisi olevan heikkoja viitteitä keskusrenkaasta, joten kaksirenkaisena altaana sitä voi halutessaan suht vapautunein mielin  pitää. Selkeintä kuitenkin olisi Baillyn tapauksessa puhua keskusrenkaallisesta kraatterista, sillä "aidoissa" törmäysaltaissa "ylimääräiset" renkaat syntyvät kraatterin reunan tai päärenkaan ulkopuolelle. 

Kuun lähipuolen kolme suurinta virallisesti nimettyä kraatteria ovat paitsi aakkos-, myös kokojärjestyksessä Bailly (301 km), Clavius (231 km) ja Deslandres (227 km). Kuva: Virtual Moon Atlas / LRO WAC / T. Öhman.

Galileo Galilein Sidereus Nunciuksen kuupiirroksissa

huomiota herättävin etelässä terminaattorilla sijaitseva
kraatteri saattoi hyvinkin olla Deslandres. Pohjoisessa
Imbriumin altaan reunavuoristot ovat helposti tunnis-
tettavissa. Kuva: Galileo Galilei (1610) / Wikipedia.

Lähipuolen kolmen kärki on helppo muistaa, sillä kraatterien kokojärjestys vastaa niiden aakkosjärjestystä. Tuo kärkitrio on Bailly, Clavius (231 km) ja Deslandres (227 km). Näistä Clavius on selvästi näyttävin, sillä Bailly näkyy sijaintinsa vuoksi aina Maasta katsottuna voimakkaasti litistyneenä. Deslandres puolestaan on Claviukseen nähden varsin vanha ja kulunut. Tästä huolimatta Deslandres saattoi ainakin Ernest Cherringtonin perustellun näkemyksen mukaan olla juuri se kraatteri, joka Galileo Galilein varhaisimmissa kuupiirroksissa talvelta 1609–1610 näyttäytyy hallitsevana eteläisillä ylängöillä. Clavius lienee puolestaan jokin niistä eteläisistä kraattereista, jotka ainakin Galilein viimeisen neljänneksen piirroksessa näkyvät ääriviivoiltaan hahmoteltuina.

Lähipuolen muut kookkaimmat kraatterit eivät  sijaitse havaitsemien kannalta aivan täydellisillä paikoilla. Suurelta osin laavojen täyttämä Schickard on hieman turhan syrjässä lounaassa, ja läheisestä vulkaanisesta kompleksista tunnettu Bel'kovich puolestaan todella syvällä koillisella libraatiovyöhykkeellä. Top 30 -listan viimeinen ja havaintokohteena monessa mielessä kiinnostavin eli Janssen sen sijaan on varsin mukavalla hollilla Nectariksen altaan eteläpuolella. Se on niin omituinen ainakin kahden kraatterin muodostama systeemi, että virallisen 201 km:n läpimitan lisäksi useita muitakin kokoarvioita voisi aivan yhtä vakuuttavin perusteluin esittää.

Suurten kraatterien osalta lähipuoli siis kiistatta häviää etäpuolelle. Tämä on kuitenkin pieni hinta maksettavaksi siitä ilosta, että lähipuolen geologian on paljon monimuotoisempaa kuin etäpuolen.

---

¹Tätä kirjoittaessani Gazetteer on kanttuvei, mutta eiköhän se siitä lähiaikoina tokene.