teisipäev, 20. aprill 2021

Video marsidroon Ingenuity lennust

Siin see on - marsikulgur Perseverance videojäädvustus täiesti esimesest droonilennust teisel planeedil, mis jääb alatiseks ajalooraamatutesse kirja. Täpselt 39,1 sekundit kestnud lennu jooksul tõusis Ingenuity (tõlkes Leidlikkus) Marsi pinnast 3 meetri kõrgusele, pööras ennast 98 kraadi, hõljus paarkümmend sekundit koha peal ning maandus edukalt samasse kohta tagasi. Tegemist esimese katselennuga, millele järgneb tuleval kuul mitu-mitu keerukamat ja pikemat lendu, millest igaühe eesmärgiks on koguda väärtuslike andmeid selle kohta, et kuidas lennumasinad Marsi atmosfääris käituvad. Eks ikka selleks, et ehitada tulevikus juba paremaid, suuremaid ja kasulikemaid marsidroone. Ingenuity on nimelt puhtalt eksperimentaalne lennumasin ehk sellel ei ole ühtegi muud teaduslikku eesmärki peale lendamise.

Mõistmaks saavutust, millega Ingenuity ja selle ehitanud insenerid hakkama said, tuleks asja lähemalt selgitada.

Kogu ettevõtmise suurimaks väljakutseks oli keskkond, milles see lendama pidi. Marsi atmosfäär on maises mõttes ülihõre, moodustades meile tuttavast õhurõhust vaid ühe protsendi. See tähendab, et Maa atmosfäärist sarnase õhurõhu ja - tihedusega paiga leidmiseks peaksime me tõusma maapinnast 30 kilomeetri kõrgusele. Sellisesse kõrgusesse ei ole aga jõudnud siiani ükski helikopter ega sarnasel põhimõttel lendav droon (helikopteri kõrgusrekord on 12,5 kilomeetrit). Asi selles, et nii hõredas õhus on väga raske genereerida piisavalt tõstejõudu. Seega on kaks võimalust - tõsta rootorite pöörlemiskiirust ja ulatust või/ja langetada helikopteri/drooni kaalu. Selle teise tingimuse saavutamisel tuleb tegelikult Marss meile ise poolele teele vastu, kuna sealne gravitatsioon moodustab Maa gravitatsioonist vaid kusagil 1/3. See tähendab, et Maal 1,8kg kaaluv Ingenuity kaalub Marsil vaid 380 grammi.
Mis puutub rootori kiirusesse, siis Ingenuity kaks vastasuunas pöörlevat rootorit saavutavad kiiruse 2400 pööret minutis, olles samal ajal 1,2 meetrit laiad. Selline siruulatus ja pöörlemissagedus tähendavad, et nende tipud liiguvad 70% helikiirusega. Samas on nende kaal vaid 56 grammi tükk ehk kusagil kuus 2eurost münti. Ringi ajab neid 350w elektrimootor, mille energiaallikaks on päikesepaneelide abil laetavad akud. Kusjuures 2/3 akude voolust ei kulu mitte lendamisele, vaid drooni elektroonika soojas hoidmisele, kuna Perseverance maandumispaigas langeb öine temperatuur -90 kraadi lähedale.
Sellist kopterit ehitades tuli arvesse võtta veel üht tähtsat asjaolu. Nimelt pidi see üle elama Mars2020 missiooni stardi, teekonna ja maandumise Marsil. See tähendab tohutut vibratsiooni, g-jõude, kosmose vaakumit, radioaktiivsust ja põletavat kuumust Marsi atmosfääri sisenemisel. Kuna Marss asub meist hetkel 290 miljoni kilomeetri kaugusel (ja üha kaugemale maha jääb) kulub raadiosignaalil siit sinna jõudmisele 16 minutit. Seega peab Ingenuity oma lendudega hakkama saama ka täiesti autonoomselt ehk iseseisvalt. Ja ega teisiti ei saakski, kuna ükski inimoperaator ei oleks võimeline sellega ise lendama.
Võib-olla on siis ka mõistetav, et kui Maal sarnase lennu tegemiseks piisab mõnekümne eurosest droonist, siis Ingenuity ehitamiseks kulus kolm aastat ja 105 miljonit dollarit.


Kõiki neid asju arvesse võttes on Ingenuity näol tegemist saavutusega, mida on raske ülehinnata. Nagu öeldud, sooritab Ingenuity lähitulevikus veel mitu pikemat ja keerukamat lendu. Näiteks peagi peaks see lendama oma stardipaigast 50 meetri kaugusele ja tagasi. Jääme ootama.

esmaspäev, 19. aprill 2021

Ingenuity lendas!

Paar minutit tagasi jõudis Maale marsidroon Ingenuity telemeetria. Droon on sooritanud esimese eduka motoriseeritud lennu võõra planeedi atmosfääris!


Ingenuity vari Marsi pinnal.

Ingenuity hõljumas kolme meetri kõrgusel Marsi pinnast. Foto tegi Perseverance kulgur.


Marsil hakkab lendama droon

Update: näib, et testilend on edasi lükatud. Otseülekanne missioonikeskusest algab kell 13:15

Täna kusagil kell 10:30 võidakse teha ajalugu, kui marsikulgur Perseverancega kaasas olnud Ingenuity kopterdroon üritab esmakordset motoriseeritud lendu võõra planeedi atmosfääris. Kahe vastassuunas pöörleva rootoriga varustatud drooni esimesel lennul tõuseb see kusagil 3 meetri kõrgusele, hõljub seal 30 sekundit ning üritab ennast enne maandumist 360 kraadi pöörata. Kui kõik läheb plaanipäraselt, asub see peale seda oma tühjenenud akusid päikesepaneeli abil taaslaadima ning tegema ettevalmistusi oma teisteks ja juba pikemateks testilendudeks. Juhul kui droon aga mingil põhjusel maandudes ümber läheb, on eksperiment läbi, kuna sellel ei ole mingit viisi ennast tagasi püsti ajada.
Sellest, kas drooni poolt autonoomselt ette võetud lend läks plaanipäraselt, saadakse Maal teada läbi kaudsete andmete. Kulguri poolt filmitud salvestust lennust õnnestub meil näha alles paari päeva pärast, kui see on Maale alla laetud.
Otseülekannet testilennust saab näha siit:



laupäev, 17. aprill 2021

Tiirlevad mustad augud

Laupäeva hommikuseks lõõgastumiseks vaatame huvitavat animatsiooni, mis näitab milline näeks välja kaksiksüsteem, mille liikmeteks on kusagil 200 miljoni Päikese massiga must auk (punane) ja väiksem 100 miljoni Päikese massiga must auk (sinine). Kuigi musti auke ei ole võimalik näha (sest need on täiesti mustad), ümbritseb neid ülikuumast gaasist ja peamiselt UV-spektris kiirguv gaasist akretsiooniketas, mis on väiksema musta augu ümber veidi kuumem (sinisem). Vaadatuna serviti, näeme me kujutlematult tugevate gravitatsioonijõudude tõttu neid ümbritsevaid kettaid korraga nii nende serva kui ka nende tasandite poolt. Lisaks muudab Einsteini relatiivsusteooriast tuntud Doppleri võimendus need meile lähenevast küljest heledamaks.

Vaadates kaht musta auku pikki tasandit üksteisest möödumas, järgib nende valgus gravitatsiooni poolt tugevalt väänatud aeg-ruumi, andes tulemuseks tõsiselt ebamaiseid moonutusi. Esmapilgul täiesti paradoksaalsel moel suureneb meist eemale liikuv must auk näilistelt mõõtmetelt ning kahaneb meie poole liikudes. Tulemuseks gravitatsiooniline valgustants, mille lahtiseletamiseks jääb meil paar doktorikraadi füüsikas puudu.

Otse süsteemi tasandi poolt vaadates ja kumbagi musta auku ümbritsevat ketast suurendades nähtub, et nendes on tiirlemas ühtlasi ka kaaslase kujutis, mille perspektiiv on serviti (mis omakorda näitab ketast korraga servast ja pealt). Selle põhjuseks on, et ühelt mustalt augult lahkunud valgust keeratakse teise graviatsioonis 90 kraadi.
Sellise animatsiooni valmistamiseks on vaja nii keerukat matemaatikat, et koduarvutil kuluks selleks kusagil kümme aastat ragistamist. Antud juhul tehti see valmis Discoveri nimelise superarvuti abil, mille 129 tuhandel protsessoril kulus selleks 2% võimsust utiliseerides kõigest üks päev. Animatsiooni autoriks on astrofüüsik Jeremy Schnittman ning muusikapalaks on valitud Orbiti "Gravitational Field".
Originaalvideot näeb ja saab alla laadida siit: https://svs.gsfc.nasa.gov/13831

neljapäev, 15. aprill 2021

Astronoomiaklubi astrofotod: NGC 4565 ehk Nõela galaktika

Laupäevast selget õhtut ja ööd vastu pühapäeva ei saanud süvataeva pildistamise mõttes kuidagi kasutamata jätta. Kell üheksa õhtul koduaeda üles seatud teleskoop jäi pöörlema varjaste öötundideni ning sai lõpuks kaetud sädeleva härmatisega. Õnneks väärtuslikud footonid, millest huvitavamad olid meie poole teel olnud kümneid miljoneid aastaid, olid selleks ajaks kenasti fotoka sensori abil registreeritud. Kuna kevad on teatavasti galaktikate hooaeg, siis valisime oma sihtmärgiks omapärase NGC 4565 tähist kandva galaktika, mis asub Berenike Juuste nimelises tähtkujus.

Täissuuruses: https://upload.wikimedia.org/.../1/1c/NGC_4565_N%C3%B5el.jpg

Tegemist on meist kusagil 30-50 miljoni valgusaasta kaugusel asuva hiidspiraalgalaktikaga, mida näeme juhuse tahtel peaaegu täpselt serviti. Omapärase väljanägemise tõttu on on see teeninud Nõela galaktika hüüdnime. Ehituselt on Nõel tegelikult väga sarnane Linnuteele, mis kuulub samuti (varb)spiraalgalaktikate hulka. Selle muidu heledat ketast varjutab tume tähtedevahelisest tolmust koosnev riba, millest tekivad aegamisi uued tähed ning selle keskosas asub paksem ja tähtede poolest tublisti tihedam mõhn, mille südames asub tõenäoliselt supermassiivne must auk.
Kuulsa astronoom William Herscheli poolt 1785. aastal avastatud Nõela galaktika on suurepärane näide sellest, milline meie oma Linnutee sellisest vaatenurgast välja näeks. Erinevalt aga Linnuteest, mis sisaldab kõige julgemate hinnangute kohaselt 500 miljardit tähte, arvatakse neid Nõelas leiduvat ligikaudu triljon ehk miljon miljonit. Kui suur arv see on? Ütleme nii, et kui me sooviksime kõiki neid kokku lugeda ning suudaksime seda teha üks täht sekundis, kuluks meil selleks 31 688 aastat ehk palju kordi kauem kui senine kirjapandud inimajalugu kokku. Galaktikaid arvatakse vaadeldavas universumis leiduvat omakorda triljoneid...

Nõela sisaldava tähtkuju leiab kevadistel südaöödel otse lõunakaarest kusagil 50-60 kraadi kõrguselt Lõvi ja Karjase tähtkujude vahelt. Kui juhatamiseks kasutada tähti, siis lõunataevast tuleks kõigepealt üles leida üks selle heledaim liige - Arktuurus - ning liikuda sellest paarkümmend kraadi lääne poole (paremale). Tumeda taeva olemasolul peaks seal nägema üht küllaltki hajusat tähtedegruppi, mis kannab Berenike Juuste täheparve nime ning mis asub tähtkuju läänepoolses servas. Nõela galaktika leiab sellest parvest veidi tagasi ida poole liikudes.
Tegelikult leiab sealsest ja seda ümbritsevatest Neitsi, Lõvi, Jahipenide ja Karjase tähtkujudest eriilmelisi galaktikaid ohtralt. Mõned on neist Nõelast heledamad, aga enamus palju kaugemad ja seega nõrgemad. Berenike Juuste taustal asub ka Kooma galaktikaparve kese, mis asub meist kusagil 300 miljoni valgusaasta kaugusel ning sisaldab ümmarguselt 1000 galaktikat. Suuremat sorti teleskoobiga võib neist vaadelda umbes kümmet heledamat. Täpsemalt võib seal suunas avanevatest objektidest lugeda meie kevadtaeva ülevaatest: http://www.astronoomia.ee/vaatleja/10639/kevadtaevas-2021/
Toru: Orion 8'' astrograph (203/800)
Monteering: Skywatcher EQ6R-PRO
Kaamera: Nikon D5600
Säri: 123x88sek (ca3h), ISO 1600, 50 tumedat, 50 bias kaadrit
Stäkk DSS, töötlus Pixinsight ja Photoshop

Umbes kolm ja pool tundi kestnud fotosessiooni ajal galatika suunast läbi lennanud satelliidid. Liiklus on tihe.


kolmapäev, 14. aprill 2021

Vaade Maale ja Linnuteele

Rahvusvahelise Kosmosejaama pardal viibiv Jaapani astronaut Soichi Noguchi jäädvustas selle aegvõtte Maast ja Linnuteest läbi SpaceX-i Crew Dragon (Resilience) kapsli akna. Kapsel saabus sinna nelja astronaudiga möödunud aasta novembris ning ootab hetkel aega, kui meeskonnavahetuse käigus see tagasi koduplaneedile saadetakse. Ülal on mööda libisemas näha Maa kumerat pinda ning selle kohal õhukese kihina heleduvat atmosfääri. See helendus, mida võiks eestipäraselt nimetada õhukumaks (airglow) tekib erinevate keemiliste ja füüsikaliste protsesside tulemusel ning selle värvus muutub vastavalt sellele, et millised neist protsessidest on domineerivad. Linnutee tähed säravad sealpool atmosfääri kirkamalt kui kusagil mujal meie planeedi pinnal.



esmaspäev, 12. aprill 2021

Kosmonautika päev

 Head kosmonautika päeva!

Täna 60 aastat tagasi sai Nõukogude Liidu kosmonaut Juri Gagarinist esimene inimene kosmoses. Ajalooline lend kestis kokku 1 tund ja 48 minutit, mille jooksul tegi Vostok 1 nimeline kosmoselaev Maale peale ühe tiiru, asudes selle jooksul 169 kuni 327 kilomeetri kõrgusel. Maandumiseks hüppas Gagarin 7 kilomeetri kõrgusel oma laevast välja ning liugles tagasi planeedile langevarju abil. Selline lõpp lennule tuli välja aga alles aastaid hiljem.




Täna tasub vaadata ETV saadet Plekktrumm, kus külaliseks on astrofüüsik Laurits Leedjärv ja jutuks tuleb planeet Marsi uurimine, tulevased kuulennud ja inimelu tähendus universumis. Saade algab kell 21:30.