Avaruudessa ääni ei kulje, mutta silti siellä tuulee
Avaruus on tyhjää täynnä. Tai sellainen on yleinen ja vallitseva käsitys sen olemuksesta. Monien muiden selviöinä pidettyjen asioiden tavoin se ei ole totta.
Maanpäällisiin olosuhteisiin verrattuna avaruudessa on toki vähemmän ainetta kuin parhaimmissakaan laboratorioissa luoduissa tyhjiöissä, mutta silti siellä on jotain: säteilyä, magneettikenttiä ja hiukkasia. Suurin osa hiukkasista – kuten säteilystäkin – on lähtöisin Auringosta. Päivänkehrän pintakerroksissa tapahtuvat purkaukset syytävät kaiken aikaa avaruuteen sähköisesti varattuja hiukkasia.
Kaikkein voimallisimmat räjähdykset synnyttävät suunnattomia koronan massapurkauksia, joiden myötä hiukkasia voi päätyä Maan ilmakehään saakka. Ja tunnetusti silloin napaseuduilla leimuavat kirkkaat revontulet.
Auringosta puhaltava hiukkastuuli ei ole ainoa avaruudessa vaikuttava voima. Tyhjässä (okei, melkein tyhjässä) ja painottomassa tilassa säteilykin saa aikaiseksi tuntuvan paineen, joka kohdistuu kaikkeen aineelliseen. Säteilypaine vaikuttaa komeetoista irronneeseen pölyyn ja kaasuun, mutta myös massiivisempiin kappaleisiin kuten avaruusaluksiin. Avaruuspurjeita on kaavailtu jo pitkään ekologiseksi etenemiskeinoksi avaruudessa.
Neliökilometrien laajuiseen kevyeen materiaaliin kohdistuva säteilypaine aiheuttaa työntövoiman, joka on vähäinen, mutta sitäkin sinnikkäämpi. Aurinkopurjeella varustetun aluksen vauhti kiihtyisi hitaasti, varmasti ja jatkuvasti.
Säteilypainetta voidaan hyödyntää myös innovatiivisemmin ja jopa tavoilla, joita ei ole edes ajateltu siinä vaiheessa kun avaruudessa matkaavaa alusta on alkujaan suunniteltu. Hyvä esimerkki on Kepler-avaruusteleskooppi.
Gyroskooppiensa ansiosta se tuijotti järkähtämättä kohti Joutsenen, Lyyran ja Lohikäärmeen tähdistöjen rajaseutuja, ja tarkkaili herkeämättä 150 000 tähden kirkkautta neljän vuoden ajan. Kun vauhtipyöristä oli toimintakunnossa enää kaksi, teleskoopin ohjaus ja suuntaus kävi mahdottomaksi. Havainto-ohjelma jouduttiin keskeyttämään.
Kepler-tiimi ei jäänyt raastamaan epätoivoissaan hiuksiaan vaan kehitti ongelmaan ratkaisun, jonka turvin teleskooppi saatiin uudelleen käyttöön. Kahden gyroskoopin avulla sen suuntaa voitiin edelleen säädellä ja ylläpitää Maan ratatasossa – ja kolmanteen ulottuvuuteenkin löytyi lääke: säteilypaine.
Kepler-avaruusteleskoopin aurinkopaneelit muodostavat sen toiselle puolelle harjakattomaisen rakenteen. Kun teleskooppi käännettiin siten, että ”katonharja” osoittaa suoraan Aurinkoon, säteilypaine kohdistaa yhtä suuren voiman kumpaankin lappeeseen – ja pitää aluksen vakaasti halutussa asennossa.
Aurinkoa kiertäessään Kepler ei enää pysty tuijottamaan jatkuvasti samaan kohtaan taivaalla, mutta havaintosuuntaa ei kuitenkaan tarvitse muuttaa kuin 2,5 kuukauden välein.
Uudistettu etsintä on ollut käynnissä toukokuusta 2014 lähtien. Ensimmäiset ”K2-ohjelman” eksoplaneettaehdokkaat löytyivät jo puolentoista viikon havaintojen jälkeen ja ensimmäisestä varmistetusta löydöstä kerrottiin joulukuussa. Kiitos tiimin innovatiivisuuden ja Auringon säteilypaineen.
Mikään ei olekaan niin viisas kuin ihminen. Paitsi…
Teksti on julkaistu myös Tiedetuubin blogeissa.