Astronoom Taavi Tuvikene Tõrva pubis Juudas

Tõrva Astronoomiaklubi ridadesse ei kuulu ühtegi kutselist astronoomi. Oleme siin kõigest asjaarmastajad, kelle teadmised tuginevad ühel või teisel moel tegelike teadlaste tööle. Seepärast on alati rõõm kuulda, et ka Tõrvas vahel mõni teadlane rääkimas käib. Näiteks homme õhtul kuuleb siinses kultuuripubis Juudas Tartu Ülikooli astronoomi Taavi Tuvikese loengut "Kui kaugel on tähed ja galaktikad".

Ettekandja tutvustab oma loengut järgnevalt:

"Kui kaugel on planeedid, tähed ja galaktikad ning kui suur on Universum? Taevakehade kauguste mõõtmiseks peavad astronoomid olema leidlikud ja kasutama mitmesuguseid erinevaid meetodeid. Loengus ronime mööda kosmiliste kauguste redelit: alustame planeedi Maa mõõtmetest ja käsitleme järjest suuremaid kaugusi."

Ukse peal tasu ei küsita ja oodatud on kõik.

Üritus facebookis: https://www.facebook.com/events/397146516128971/

Shoemaker-Levy 9 põrkub Jupiteriga

Eile, 30 aastat tagasi oli võimalik Maalt tunnistada üht nüüdisaja võimsamat sündmust meie Päikesesüsteemis, kui gaasihiid Jupiteriga põrkus komeet Shoemaker-Levy 9 või õigemini selle killud. Tegemist oli esimese reaalajas jälgitud taevakeha kokkupõrkega teise planeediga ning kuna selle toimumist oli pikalt ette teada, vaadeldi seda nii kutseliste astronoomide kui amatööride poolt üle kogu maailma.

Komeet avastati astronoomide Carolyn ja Eugene M. Shoemakeri ja David Levy poolt 1993. aasta märtsis Jupiteri orbiidilt, kuhu see oli püütud tõenäoliselt aastakümneid varem. Avastamise hetkeks oli algselt umbes 1,5 - 2 kilomeetrise läbimõõduga komeet lagunenud umbes 20ks pisemaks fragmendiks. Arvutused näitasid, et komeedi tugevalt piklik kaheaastase perioodiga orbiit oli selle toonud 1992. aasta juulis Jupiterile piisavalt lähedale (umbes 40 tuhat kilomeetrit planeedi pilvedest), et läbida viimase niinimetatud Roche'i piiri. Tegemist on kujutletava piiriga ümber iga taevakeha, millest lähemal ületavad selle gravitatsioonilised loodejõud piiris sees asuva teise taevakeha võime ennast gravitatsiooniliselt koos hoida. Ühesõnaga oli see kriitiline piir, mida läbides Shoemaker-Levy suure tõenäosusega purunes.

Hubble kosmoseteleskoobi kahest erinevast fotost kokku pandud komposiit, kus on näha nii planeeti kui selle ümber tiirlevaid Shoemaker-Levy 9 komeedifragmente.

Hubble kosmoseteleskoobi foto 21ks fagmendiks lagunenud Shoemaker-Levy 9 komeedist enne seda kui need Jupiteriga põrkusid.

Edasised arvutused ennustasid, et komeedifragmentide järgmine kõige lähem punkt planeedile saab olema vaid 45 tuhat kilomeetrit selle keskmest. Kuna Jupiteri raadius on 70 tuhat kilomeetrit, siis pidid need kõigi eelduste kohaselt millalgi 1994. aasta juulis planeedi atmosfääriga põrkuma.

Olles peamiselt gaasiline planeet (vesinik ja heelium), puudub Jupiteril selgelt defineeritav pind. Selle nähtav välimine pilvkate muutub planeedi keskme poole liikudes lüha tihedamaks ja tihedamaks, kuni see veeldub ja lõpuks tekib eksootiline aine nimega metalliline vesinik. Ammu enne vedela ja metallilise vesiniku tekkeks vajalikke ekstreemseid tingimusi muutub aga rõhk Jupiteri atmosfääris niivõrd kõrgeks, et peamiselt jääst ja lumest koosnev komeet, mis liigub Jupiteri atmosfääri langedes mitmeid kümneid kilomeetreid sekundis, lihtsalt plahvatab. Seega sõna "kokkupõrge" tähenduse üle antud kontekstis võiks vaielda. Aga see selleks.

Igatahes 1994. aasta juulis suunati enam-vähem kõik kasulikud instrumendid Jupiteri suunas ning jäädi ootama. Eestist vaadates asus Jupiter toona peale päikeseloojangut madalal läänetaevas, kuid madalamatel laiuskraadidel olid vaatlustingimused paremad.

Esimene komeedifragment tabas Jupiteri 16. juunil, millele järgnesid keskmiselt iga seitsme tunni järel teised. Viimane kokkupõrge leidis aset 22. juulil. Fragmendid tähistati kokkupõrke toimumise järjekorras tähtedega A-st W-ni, millest kõige võimsam ja seega suurem oli G, mille läbimõõt oli umbes 500 meetrit. Ainuüksi see plahvatas 60 kilomeetrit sekundis liikudes Jupiteri atmosfääris jõuga, mis vastas 48 gigatonnile (miljardile tonnile) dünamiidile. Seda on palju kordi rohkem kui terve maailma tuumaarsenal kokku.

Don Parkeri jäädvustused Jupiterist Shoemaker-Levy 9 kokkupõrgete ajal ja hiljem.

NASA kosmosesond Galileo nägi komeedi viimase fragmendi poolt põhjustatud tulekera. Fotosid lahutab mitu sekundit.

Astronoomide suureks pettumuseks tabasid kõik fragmendid planeeti selle ööpoolele ehk sellele küljele, mis Päikesest ja meist eemale vaatab. Küll aga oli neist vähemalt esimese puhul näha planeedi serva tagant paistvat heledat "tulekera". Õnneks kulub Jupiteril ühe pöörde tegemiseks veidi alla 10 tunni ja kokkupõrke/plahvatuste dramaatlised jäljed tulid maisete teleskoopide vaatevälja praktiliselt kohe peale nende toimumist. Vaatlustega tehti kindlaks, et plahvatused paiskasid Jupiteri atmosfääri kohale 2000-3000 kilomeetri kõrgused löögijäljed ning kuumutasid selle atmosfääri 30-40 tuhande kraadini. Läbi Jupiteri atmosfääri levisid plahvatustest alguse saanud lained kiirusega 450 meetrit sekundis ning püsisid seal tunde.

Plahvatused paljastasid mõneks ajaks ka Jupiteri sügavamad atmosfäärikihid, milleni me niisama ei näe. Näiteks suudeti seal spektroskoopiliselt kindlaks teha diväävli (S2) ja süsnikdisulfaadi (CS2) olemasolu. Lisaks leiti jälgi ammoniaagist (NH3), vesiniksulfiidist (H2S) ning raskematest tõenäoliselt komeedi koostisesse kuulunud elementidest nagu magneesium, raud ja räni. Üllatuslikult ei leitud kokkupõrgetest hapniku sisaldavaid keerukamaid ühendeid ning veeauru tuvastati oodatust oluliselt vähem. See viimane andis mõista, et komeedikillud ei suutnud ilmselt tungida Jupiteri atmosfääris sügavamal asuva niinimetatud veekihini.

Hubble kosmoseteleskoobi foto kokkupõrkejälgedest Jupiteri atmosfääris.

Hubble kosmoseteleskoobi foto kokkupõrkejälgedest Jupiteri atmosfääris.

Kokkupõrgetest jäid veel kuudeks alles suured tumedad laigud, mis paistsid planeeti Maalt vaadeldes paremini silma kui näiteks selle kuulus Suur Punane Laik.

Juhuse tahtel põrkus Jupiteriga peaaegu täpselt 15 aastat peale Shoemaker-Levy 9 vaatemängulist hävingut üks teine objekt, mis seekord oli tõenäoliselt kivine asteroid. Sellest jäi Jupiteri atmosfääri pikaks ajaks püsima umbes Vaikse ookeani suuruse pindalaga tume laik.

Pisemaid kokkupõrkeid tuvastatakse (peamiselt Jupiteri pildistavate harrastusastronoomide poolt) seal võrdlemisi tihti.

Galaktikapaar Pingviin ja Muna

Sellest kui NASA, ESA ja Kanada kosmoseagentuuri koostöös valminud James Webbi kosmoseteleskoop hakkas Maale saatma esimesi hingematvaid fotosid on möödunud kaks aastat. Nii nagu teiste suuremate observatooriumide puhul traditsiooniks saanud, avaldas ka Webbi tiim oma ühe maailma kõige tundlikuma ja seni kõiki ootusi ületanud teleskoobi sünnipäeva puhuks ühe ametliku sünnipäevafoto.

Mõned päevad tagasi avalikusega jagatud fotol on näha niinimetatud interakteeruvat galaktikapaari Arp 142*. See koosneb kahest üksteisega umbes 25 kuni 75 miljoni aasta eest kohtunud galaktikast, mis asuvad meist 325 miljoni valgusaasta kaugusel (kohtumine leidis seega tegelikult aset 350 kuni 425 miljonit aastat tagasi). Galaktikad kannavad hüüdnimesid Pingviin ja Muna. Kumb on kumb, tõenäoliselt pikemat seletust ei vaja.

Suuremalt saab Webbi fotot vaadata siit: https://stsci-opo.org/STScI-01J06Y2CNAYAPKBW5EKM4S94XJ.png

Kuigi Pingviin näeb sellel lähi- ja keskinfrapunakiirguses tehtud fotosid kombineerival fotol välja oluliselt suurem kui Muna, on kaks galaktikat enam-vähem sama massiga. Muna moodustavad kümned miljardid tähed on selles lihtsalt tihedamalt pakitud kui Pingviinis. Kui üks galaktikatest oleks olnud teisest oluliselt väiksema massiga, oleks see tõenäoliselt üksteisest möödumise asemel suurema poolt juba ära söödud. Selle asemel on galaktikate omavahelised gravitatsioonijõud Pingviini puhul selle algse ja tõenäoliselt spiraalse struktuuri moonutanud ning sellest välja tõmmanud pikad tähtedest ja nende vahelisest gaasist ja tolmust koosnevad harud. Muna, kuuludes niinimetatud elliptiliste galaktikate hulka, koosneb peamiselt vanadest tähtedest ning sisaldab väga vähe tähtedevahelist gaasi ja tolmu. Seetõttu pole selle struktuur nähtavasti olulisel määral kannatada saanud. Lisaks moonutustele on gravitatsiooniline vastastikmõju häirinud peamiselt Pingviinis sisalduvat gaasi ning selles esile kutsunud tormilise tähetekke. Fotol kujutatud epohhis tekib Pingviinis kusagil 200 tähte aastas, kuid möödumise ajal võis see arv tipus ulatuda miljonitesse. Linnutee puhul on samaks arvuks 6-7 uut tähte aastas.

Enam kui kümme aastat tagasi pildistas Arp 142 galaktipaari Hubble kosmoseteleskoop (vasakul). Erinevus Webbi fotoga (paremal) tuleb sellest, et kaks teleskoopi püüavad erinevas lainepikkuses elektromagnetkiirgust - Hubble peamiselt nähtavas, Webb peamiselt infrapunas.

Kaks galaktikat asuvad fotol üksteisest umbes 100 tuhande valgusaasta kaugusel. Võrdluseks Linnuteed ja selle suurimat lähimat naabrit Andromeedat lahutab ruumis (ja seega ajas) 2,5 miljonit valgusaastat. Ka nemad mööduvad üksteisest kusagil nelja miljardi aasta pärast. Foto üleval paremas servas on näha galaktikapaarist tegelikult kusagil 100 miljonit valgusaastat lähemal asuvat ja serviti paistvat galatikat tähisega PGC 1237172.

Pingviini ja Muna kohtumine ei ole kaugeltki veel läbi. Järgnevate sadade miljonite aastate jooksul (tegelikult on see siis juba toimunud) teevad need üksteisest mitu üha lähemat möödumist ning sulavad lõpuks üheks tõenäoliselt hiidelliptiliseks galaktikaks.

*Arpi kataloog "veidratest" galaktikatest avaldati 1966. aastal ameerika astronoom Halton Arpi poolt. Kokku leiab sellest 338 galaktikat või nende gruppi.

Helkivate ööpilvede trianguleerimine

Jätkuks eilsele helkivate ööpilvede postitusele vahendame uudised lõunanaabrite juurest: Läti Astronoomiaselts (Latvijas Astronomijas biedrība) korraldab juba mitu aastat selliste pilvede ühisvaatluseid, mille käigus saab eri paigust tehtud ülesvõtete abil trianguleerida helkivate ööpilvede asukohta ja paiknemist.

https://lab.lv/.../sudrabaino-makonu-sinhronie-noverojumi/

Viimase nädala piltidel on hästi näha hiljutistel öödel Eesti kohal paiknenud uhked helkivate ööpilvede mustrid. Võimalik, et ka Eestist tehtud piltidest oleks nende vaatluste juures abi - viidatud lehel on kontakt, millega võib huvi korral ühendust võtta.

Helkivad ööpilved kodumaises põhjataevas

Kaunid helkivad ööpilved meie kohal. Minge õue ja vaadake põhja.

Kuldne Saturni ööpool

Esmapilgul raskesti mõistetav foto Saturnist ja selle rõngastest läbi Cassini nimelise kosmosesondi kaamerate. See foto on vaid üks näide kokku ligi poolest miljonist fotost, mille NASA, ESA ja Itaalia Kosmoseagentuuri (ASI) koostöös valminud Cassini oma 13-aastase missiooni jooksul Saturni süsteemist Maale saatis. Cassini toimetas planeedi orbiidil aastatel 2004 kuni 2017.

Fotol on näha hiiglasliku Saturni niinimetatud ööpoolt ehk seda külge, mis on Päikesest eemale suunatud. Päikesevalgus valgustab selle rõngaid küljelt ja alt, samal ajal kui planeedi poolt heidetud vari need enda taga otsekui noaga nähtamatuks lõikab. Valgust hästi peegeldavatest jäätükkidest koosnevad rõngad valgustavad Saturni lõunapoolkera (all) ning veidi ka selle põhjapoolkera, andes tervele fotole kuldse tooni. Paremini valgustatud lõunapoolkera esiplaanil on näha õhukeste seesmiste ehk planeedile lähemate rõngaste tumedad siluetid.

Saturni rõngad, mille põhiosa ulatub 7000 kuni 80 000 kilomeetrit planeedi ekvaatori kohale koosnevad tegelikult arvukatest peenematest rõngastest ja nende vahelistest piludest. Vaatamata maises mõttes tohutule ulatusele on nende keskmine paksus kõigest 10-20 meetrit, koosnedes lugematutest eri mõõdus (aga reeglina mitte suurematest kui 10 meetrit) jäätükkidest ja -tolmust.

Saturn tõuseb juuli südaöödel idast ning jõuab päikeseloojanguks umbes 22 kraadi kõrgusele kagutaevasse. Ära tunneb selle seal kui ühe keskmisest heledama tähe, mis erinevalt tegelikest tähtedest silmnähtavalt väga ei vilgu. 

Maast möödunud asteroidi pildistati radariga

Juuni lõpus möödus Maast 295 000 kilomeetri kauguselt umbes 150 meetrise läbimõõduga asteroid 2024 MK, mis avastati vaid paar nädalat varem. Tänu suhteliselt väikesele vahemaale (kaks kolmandiku Maa-Kuu vahemaast) otsustati asteroidi vaadelda NASA Deep Space Networki (Süvakosmose võrgustiku) Goldstone planetaarradariga. Tegemist on California osariigis mitmest parabool-antennist koosneva süsteemiga, mis selle asemel, et vaid raadiolaineid püüda, suudab neid ka kõrge energiaga saata. Seega suudab süsteem toimida radarina, mis saadab ja võtab vastu mingit objektilt peegeldunud raadiolaineid.

Asteroidi vaatlemiseks kasutati niinimetatud bistaatilist tehnikat, kus saatmiseks kasutati Goldstone 70-meetrist DSS-14 antenni ning raadiolainete vastuvõtmiseks 34-meetrist DSS-13 antenni. Selle tulemusel suudeti asteroidil eristada umbes 10 meetrise läbimõõduga detaile - lohke, nõlvasid ning selle üldist kuju. Üleval on näha nendest vaatlustest kokku pandud aegvõtet, kus 2024 MK kümneid kilomeetreid sekundis Päikese ümber tiireldes uperpallitab.

Nii suurte asteroidide nõnda lähedased möödalennud on võrdlemisi harvad, juhtudes vaid paar korda kümnendi jooksul. Kuigi 2024 MK on liigitatud nii-öelda potentsiaalselt Maale ohtlike asteroidide hulka, pole sellest vähemalt lähimate sajandite jooksul ohtu Maaga kokkupõrkeks.

Goldstone radaripildid 2024 MK asteroidist. Suuremalt: https://www.nasa.gov/.../07/2-pia26383-main-2024mk-16.jpg

Lõunataevas on näha Rahvusvahelist kosmosejaama

Järgnevatel nädalatel on Eestist igal ööl ja osadel öödel lausa mitu korda lõunakaares näha üht väga heledat läänest ida poole liikuvat objekti. Objekt liigub hääletult ning umbes sama kiiresti kui reisilennukid. Tegemist on umbes jalgpalliväljaku mõõdus Rahvusvahelise Kosmosejaamaga (ISS), mis on tükk-tüki haaval üha suuremaks ehitatult Maa orbiidil tiirelnud juba üle veerand sajandi.

Hetkel üheksat astronauti ja kosmonauti majutav kosmosejaam tiirleb Maast umbes 400 kilomeetri kõrgusel ning ligi 8 kilomeetrit sekundis. See tähendab, et Maale teeb see tiiru peale vähem kui pooleteise tunniga. See ka seletab kuidas seda on võimalik ühe öö jooksul mitu korda näha - see teeb lihtsalt Maale tiiru peale ning ilmub taas nähtavale.

Israeli fotograaf Michael Tzukrani teleskoobifoto Rahvusvahelisest kosmosejaamast (ISS) Maa orbiidil.

Rahvusvahelise kosmosejaama nähtavaid üleminekuid ehk neid kordi, kui selle asukoht on paras, et sellele langeb meie vaatenurgast peale päikesevalgus, on kõige mugavam järgi vaadata siit: https://www.heavens-above.com/PassSummary.aspx...

Lingil on nähtavad üleminekud vaadatuna Paidest, kuid jäävad kellaajaliselt ja suunalt enam-vähem samaks terve Eesti jaoks. Päris enda asukoha täpsustamiseks tuleks lehekülje paremast ülevalt servast avanevalt kaartilt see valida ning salvestada. Tabelis on näha kosmosejaama näiv heledus (mida väiksem arv, seda heledam), selle ilmumise, kõrgeima punkti ja kadumise kellaajad ja ilmakaared. Klõpsates ülemineku kuupäeval saab näha selle liikumistrajektoori taevakaardil.

Saksa astrofotograaf Sebastian Votmeril õnnestus oma 11 tollise teleskoobiga pildistada ISS kõrval kosmosekõndi teostavaid astronaute. Tegemist on esimese taolise fotoga, kuhu on peale jäänud kaks astronauti korraga.

Näiteks täna öösel on seda näha umbes kella 00:55 ja 2:31 ajal.

Mõnikord harva juhtub, et kosmosejaam läheb mingist kindlast asukohast vaadates üle Kuu või Päikese. Nende juhuste leidmiseks tasub külastada seda lehte: https://transit-finder.com/

Kuna kosmosejaam liigub üsna kiiresti, siis on seda üleminekut raske aga mitte võimatu hea teleskoobi abil ka silmaga vaadelda. Kõige parem on seda aga pildistada või õigemini võimalikult kiire kaadrisagedusega kaamera abil filmida.

Näiteks järgmisel pühapäeval kell 22:26 peaks seda saama näha liikumas üle poolikult valgustatud Kuu Tõrvast, Elvast ja Tartust. Täpne kellaaeg oleneb täpsest asukohast.

Astrofotograaf Andrew McCarthy pildistas Kuu eest läbi kihutavat Rahvusvahelist kosmosejaama (ISS) eelmise aasta veebruaris.

Valgustatud kosmosejaama saab teleskoobiga lähemalt vaadelda ja pildistada ka niisama, kuid see vajab kas spetsiaalset monteeringut (seda osa, mille külge teleskoop kinnitub) ja seda liigutavaid programme või siis väga täpset ja sujuvat kätt, et seda liikumise pealt sihikul hoida.

Head jahti!

Päikese afeelis 2024

Täna, 5. juuli hommikul asus Maa Päikesest aasta kõige kaugemas punktis ehk afeelis. Sellist hetke sisaldavat päeva nimetatakse eestipäraselt päikesekaugiks.

Meie planeedi teekond ehk orbiit ümber Päikese ei ole täiuslik ring, vaid see on pisut lopergune, tuues Maa oma kodutähele pool aastat keskmisest lähemale ja pool aastat keskmisest kaugemale. Sama kehtib praktiliselt iga orbiidil asuva taevakeha kohta Päikesesüsteemis ja sellest väljaspool, kuna matemaatilist täiuslikkust kohtab looduses harva. Kui Maa asub oma orbiidil Päikesele kõige lähemas punktis, nimetatakse seda periheeliks, kaugemas afeeliks.

Täna hommikune päikesekaug tähendab, et Maa asus Päikesest (täpsemalt Maa keskpunkt Päikese keskpunktist) 152 099 968 kilomeetri kaugusel. Seda on peaaegu viis miljonit kilomeetrit enam kui 4. jaanuaril, mil Maa asus periheelis ehk Päikesele lähimas punktis. Protsentuaalselt on vahe 3,29% ning kui rääkida Maale langeva päikesekiirguse hulgast, siis eile sai Maa Päikeselt kusagil 7% vähem soojuskiirgust kui pool aastat tagasi. Oleks meie planeet tühipaljas vaakumis tiirutav kivipall, võiksime me taolist soojushulga muutust isegi omal nahal tunnetada. Õnneks omab Maa atmosfääri, kus toimuvad erinevad protsessid (peamiselt kasvuhooneefekt, CO2-e, metaani, veeauru ja osooni osalusel) lubab atmosfääril soojust koguda isegi olukorras, kus sisend langeb. Natukene kasvuhooneefekti on vaieldamatult hea, kuid selle tasakaal õrn ja inimese käsi selle nihutamisel üha võimsam.

Vastavalt saksa astronoomi Johannes Kepleri planeetide liikumist kirjeldavatele seadustele peab Maa Päikesele kaugemal asudes liikuma aeglasemalt kui sellele lähemal asudes (Kepleri teine seadus). Tõepoolest, Maa liigub praegu oma orbiidil kiirusega 29,3 kilomeetrit sekundis, mis on ligi 1 kilomeeter sekundis aeglasemalt kui pool aastat tagasi. See omakorda tähendab, et põhjapoolkera suvi on keskmiselt viis päeva pikem kui talv. Lõunapoolkeral on asi vastupidine.

Päikesest kaugemal asumine teeb ta meie taevas ka natukene väiksemaks. Kuigi see muutus on niisama silmaga nägemiseks liialt väike, saab seda näiteks kaamera abil hõlpsasti tõestada. Tehke näiteks ühe ja sama kaamera, objektiivi (teleskoobi) ja suurendusega Päikesest foto täna ja jaanuaris ning võrrelge hiljem päikeseketaste suhtelisi suurusi. Erinevus peaks olema märgatav.

Meil pole veel õnnestunud sellist katset ise teha (ka täna jääb see meil ilmselt vahele), kuid all näeb illustratsiooni, kuidas see välja võiks näha. Illustratsiooni aluseks on üks meie aasta tagasi tehtud foto Päikesest, mis on poolitatud ja üks pool 3,3 protsenti väiksemaks kahandatud. Võltsvärvides foto koosneb kusagil sajast parimast kaadrist.

Härmatis Marsi hiidvulkaanide tippudel

Paar nädalat tagasi kirjutasime Marsi põhjapooluse lähistel asuvast hiiglaslikust Koroljevi kraatrist, mis on aastaringselt täidetud kilomeetreid paksu veejää kihiga. Teades, et Marsi pidevalt jahedaid pooluseid katavad võrdlemisi kogukad polaarmütsid, ei olnud see ka otseselt üllatav. Nüüd on aga veejääd avastatud Marsi ekvaatori lähistel kõrguvate Tharsise vulkaanide ja Päikesesüsteemi suurima vulkaani Olympos Monsi tipust - paikadest, kust seda ei oodatud leida.

Kolm suurimat Tharsise vulkaani - Ascraeus Mons, Pavonis Mons ja Arsia Mons - ulatuvad Marsi nullist kuni 18 kilomeetri kõrgusele*. Neist veidi eemal asuv 600 kilomeetrit lai Olympos Mons ulatub aga nullist 22 ja jalamilt lausa 26 kilomeetri kõrgusele, olles sellega üldse Päikesesüsteemi kõrgeim tipp. Näiteks Maal on suurim mägi Mauna Loa nimeline vulkaan Hawaii saarestikus, mis ulatub sügavalt ookeani põhjast algavalt jalamilt mõõdetult vaid veidi üle 9 kilomeetri.

Marsi topograafiline kaart selle kõige suuremate vulkaanidega. Heledam viirg on ala mille ESA Mars Express pildistas mõned aastat tagasi üles kõrglahutuses.

Kuna Tharsise vulkaanid ja Olympos Mons on nõnda kõrged, ulatuvad nende tipud ja nendel asuvad kaldeerad ehk vulkaanikraatrid niigi ülihõredast Marsi atmosfäärist peaaegu välja. Erinevalt Maa mäetippudest, mis on pidevalt külmad, hoiab päevane otsene päikesekiirgus ja atmosfääri hõredus Marsi vulkaanide tipud võrdlemisi soojad. Seepärast arvati siiani, et sinna ei saa moodustuda näiteks öine veejääst koosnev härmatis. Nüüd aga on Euroopa Kosmoseagentuuri ja Venemaa Roscosmose ühisprojekti raames Marsi ümber tiirlev ExoMars Orbiter ning ESA Mars Express nimeline orbiiter suutnud kõrgete vulkaanide tipust leida just nimelt seda.

Kuigi sealne härmatis on üliõhukene (kusagil inimese juuksekarva paksune) ning püsib vaid paar tundi enne päikesetõusu, katab see kokkuvõttes tohutut ala. On arvutatud, et kokku peaks seda sealsetel tippudel leiduma sama palju kui sisaldab 60 olümpia mõõdus basseini ehk umbes 111 miljonit liitrit. Päeva saabudes see aurustub kiiresti, et järgmisel koidikul taasilmuda.

Mars Expressi foto Prantsusmaa laiusest ja jalamilt 26 kilomeetrit kõrgest Olympos Monsist - Päikesesüsteemi kõige võimsamast vulkaanist. Siniselt on näha selle kaldeerat ja selle lähiümbrust katvat veehärmatist.

Kõrglahutuslik foto (4,5m piksli kohta) Olympos Monsi kaldeera servast ESA ExoMars Trace Gas Orbiteri instrumentide – CaSSIS ja NOMAD poolt. Sinine värvus tähistab härmatist.

Suuremalt: https://www.esa.int/.../06/Newfound_frost_atop_Olympus_Mons

Parimate hüpoteeside kohaselt tekib härmatis kui madalamatelt tasandikelt pärinev niiskem õhk tõuseb mõõda laugeid kilpvulkaanide külgi üles ning selles sisaldub vesi kondenseerub jahedamates vulkaanikraatrites härmatiseks. Samuti mängib siin rolli Marsi piklikust orbiidist tingitud ebaühtlased aastaajad, mis toovad Marsi lõunapoolusele pikemad suved, aga ka pikemad ja jahedamad talved, mille jooksul saab nähtud härmatis ilmselt hõlpsamalt tekkida.

Põhjus miks seda alles nüüd nähti peitub Marsi ümber tiirlevate sondide orbiitides. Enamus neist on kasutanud või kasutab niinimetatud päikesesünkroonset orbiiti, mis tähendab, et need liiguvad üle mingi Marsi piirkonna alati samal kohalikul päikesekellaajal (näiteks pärastlõunal, kui pind on kõige paremini valgustatud). ESA sondid kasutavad aga veidi teist tehnikat, mis lubab neil vaadelda planeedi pinda erinevatel aegadel. Härmatise avastamiseks tuli seega vaadata õigel ajal õigesse kohta ehk Marsi külmemal hooajal päikesetõusu ajal vulkaanide tippu.

Olympos Monsi 60x80 kilomeetrit lai ja kuni 3,2 kilomeetrit sügav kaldeera ehk vulkaanikraater. Foto on tehtud 2004. aastal Mars Expressi kaamera poolt 273 kilomeetri kõrguselt orbiidilt.

Härmatis kusagil 8500 kilomeetrit kõrge Ceraunius Tholus nimelise vulkaani kaldeeras. Fotod on kokku pandud ESA ExoMars Trace Gas Orbiteri ja Mars Expressi fotodest. Siniselt on tähistatud härmatis, mida registreeriti lähiinfrapuna lainepikkuses.

*Marsi null on analoogne Maa meretasemele, kuid vedelate merede puudumisel on see arvutatud teisiti. Lühidalt järgib Marsi null areoidi kuju (Maa puhul geoidi), mis on defineeritud kui ekvipotentsiaalpind (gravitatsioon+pöörlemine), mille keskmine väärtus Marsi ekvaatoril on võrdeline planeedi keskmise läbimõõduga.

Hiinlaste Chang'e 6 tõi Kuu tagumiselt küljelt pinnast

Mõned nädalad tagasi kirjutasime, et Kuu niinimetatud tagumisel küljel* maandus Hiina Rahvusliku Kosmoseagentuuri mehitamata missioon Chang'e 6, mille peamiseks ülesandeks oli koguda sealt pinnaseproove ning toimetada need analüüsimiseks tagasi Maale. Õnnestumise korral oleks tegemist esimese taolise saavutusega ajaloos.

Kapsli kõrvale on püstitatud propagandahõnguline Hiina lipp ja asja uuritakse.

Chang'e 6 kuunduri üks jalgadest kindlalt kuupinnases.

Hea meel on veidi hilinenult teada anda, et proovid jõudsid 25. juunil täiesti edukalt tagasi Maale, täpsemalt potsatasid kapsiga Mongoolia steppi ning on nüüdseks toimetatud ettevaatlikuks avamiseks ja sorteerimiseks laborisse. Kuigi Hiina teadlastel on proovide analüüsimiseks arusaadavatel põhjustel eesõigus, on Hiina Kosmosetehnoloogia Akadeemia lubanud, et kahe aasta möödudes pakuvad nad osa proove uurimiseks ka rahvusvahelistele teadlastele. Kusjuures isegi osadele NASA teadlastele on antud spetsiaalne luba esitada taotlus proovidele ligi pääsemiseks. Muidu on NASA töötajatel üsna range keeld Hiinaga koostöd teha.

Samal ajal kui Chang'e 6 proovid Maale jõudsid andis Hiina Kosmosetehnoloogia Akadeemia teada, et nad on kolm aastat tagasi Chang'e 5 missiooniga Kuu meie poole vaatavalt küljelt toodud proovidest avastanud grafeeni. Tegemist on sisuliselt ühe aatomi paksuste süsiniku lehtedega, mille leidmine Kuu pinnasest aitab lahti mõistada, et millised protsessid on Kuud miljardite aastate jooksul vorminud.

Chang'e 6 missioonist kirjutasime eelnevalt siin: https://www.astromaania.ee/search/label/Chang%27e%206

*tagumine külg on kuu poolkera, mis vaatab meist eemale

Kosmoselaev Sojuz

Videol on olemas ka eestikeelsed subtiitrid! Veel sarnaseid, väga põnevaid ning põhjalikke animatsioone saab näha Jared Owen Animations lehel ning Youtube kanalil https://www.youtube.com/@JaredOwen

Союз kosmoselaev (Sojuz) disainiti 60ndatel kuuprogrammi jaoks, kuid mingi aeg pärast 1969. aastat mängiti plaanid ümber ning Nõukogude Liit keskendus kosmosejaamade arendamisele. Vaatamata väljakutseid ja ebaõnnestumisi täis projekti algusele on Sojuz kahtlemata testituim, pikima ajalooga ning nüüdseks kõige rohkem kasutust leidnud kosmoselaev, mis teeb siiani regulaarseid lende ISS pardale ja tagasi. Sojuzi arvel on hetkel 153 mehitatud ja 180 mehitamata varustuse transpordiks mõeldud missiooni. Videos saame põhjaliku ülevaate selle ehitusest ja tööpõhimõtetest.

Vaatame veidi tagasi algusaegadesse.

Sojuz 1 startis 23. aprillil 1967a. Insenerid raporteerisid küll hulganisti erinevaid probleeme, kuid otsustati siiski lend sooritada. Varumeheks nimetatud Gagarin üritas end põhiliikmeks tõsta, et start katkestataks, kuid juhtkond ega kolleegid ei tahtnud rahvuskangelase eluga riskida. Orbiidile jõudes ei avanenud Sojuz 1 päikesepaneelid ja laev jäi nälga. Päästemissiooniks planeeriti juba valmis pandud Sojuz 2 starti, kuid öösel möllanud äike lõi kosmodroomi sisse ning raketi elektrisüsteemid oli vaja põhjalikult kontrollida ja see plaan tühistati. Pooleldi toimiva laeva atmosfääri sisenemise juhtimine tuli suures osas teha käsitsi ja sellega sai kosmonaut Vladimir Komarov hakkama – mootoriga pidurdamine õnnestus ja laev oli õigel trajektooril. Juhitud maandumine toimub lauge nurga all (horisondi suhtes u 20°) ja laev pidurdab atmosfääris 4-5 kordse raskuskiirendusega. Kontrollimatu maandumine toimub 45° ja rohkem, laev liigub suhteliselt otse maapinna suunas ning pidurdusjõud ulatub 10g-ni. Seda nimetatakse ballistiliseks langemiseks. Kahjuks ilmnesid järgmises faasis probleemid langevarjudega. Peavari ei voltinud end korralikult lahti. Komarov võttis kasutusele varuvarju, kuid sellegi nöörid läksid sõlme ning kapsel prantsatas vastu maad kiirusega 140km/h, toimus ka põleng. Komarov hukkus.

Sojuz 2 ja Sojuz 3 pidid katsetama orbiidil dokkimist, mis oli kuumissioonide oluline osa. Õnnetus Sojuz 1-ga pani aga järgnevad stardid 18-ks kuuks pausile, et teha täiustusi ja parandada sõidukil ilmnenud vead. 25. oktoobril 1968 startis mehitamata Sojuz 2, et dokkida orbiidil ühemehelise meeskonnaga Sojuz 3 pardal. Eesmärk jäi täitmata, kuna joondamine ja liginemine käsijuhtimisel oli keeruline ning korduvate katsete käigus kasutati liiga palju kütust. Sojuz 3 ja kosmonaut Beregovoy maandusid edukalt pärast 4 ööpäeva kosmoses ning kogu Sojuz programmi meeskond sai kinnitust, et tehtud parandused toimisid ja ollakse õigel teel.

Sojuz 4 ja 5 põkkusid edukalt 16. jaanuaril 1969. Kahe laeva vahel toimisid side- ja elektriühendused ning plaan oli ka inimesi ühelt laevalt teisele üle kanda. Sojuz 5 pardal olnud kaks kosmonauti kolmest pidid minema Sojuz 4 pardale, kus neid ootas ees üksi orbiidile saadetud kosmonaut. Põkkumisluuke ei olnud veel välja töötatud ja teisele kosmoselaevale minemiseks pidid kosmonaudid ette võtma sõidukiväliseid toiminguid (EVA). Meestel tuli pugeda skafandrisse nimega Ястреб (Yastreb), mis on kaaluta olekus omaette väljakutse. Komandörid sulgesid end mõlemas laevas laskumismoodulisse, orbitaalmooduleid kasutati õhulüüsina, avati luuk ja turvatrossidega kinnitatult roniti käsipuudest kinni hoides naabrimehe juurde, taastati rõhk, seejärel avati laskumismooduli luuk ning Sojuz 4 komandör sai minna oma külalisi tervitama. See oli Nõukogude Liidu teine kosmosekõnd. Varsti oli aeg laevadel üksteisest eralduda. Kõigepealt maandusid Sojuz 4 pardal edukalt Shatalov, Yelisejev ning Khrunov.

Meeskond Sojuz maandumiskapslis pärast maandumist ja luugi avamist. Nagu näha on seal ikka päris kitsas.

Sojuz 5-ga sõitnud Volynov sai surmalähedase kogemuse, kuid pääses siiski eluga. Atmosfääri sisenemise eel ei teinud plahvatuspoldid oma tööd korralikult ja teenindusmoodul ei eraldunud laskumismoodulist, orbitaalmoodul eraldus nagu peab. Esiteks tähendas see oluliselt suuremat massi ning purjepinda ja kogu kerele mõjuvaid ekstreemseid temperatuure. Teiseks, kuumakilp oli paigutatud kahe mooduli vahele ja seega ei täitnud see oma eesmärki. Nägu liikumissuunas ja rindkere tugevalt rihmadesse surutuna, mooduli sisemus tihendite kärsahaisu täis tajus Volynov lõppu lähenevat. Õnneks andsid orbitaalmooduli kinnitused neile mõjuvatele jõududele järele enne kui laeva esiosas olev luuk. Ühe versiooni kohaselt eraldus moodul tänu turvasüsteemile, mis tuvastas kõrge temperatuuri ja andis veelkord käsu moodulid vabastada. Laskumismoodul keeras end õiget pidi ja edasise laskumise jooksul kaitses kapslit selleks disainitud kuumakilp. Peale sellist kogemust ja kergendust ootas kosmonauti ees veel veidi seiklusi. Langevarju tropid läksid kapsli pöörlemise tõttu keerdu ja lisaks ei töötanud vahetult enne maandumist hoogu pidurdavad retroraketid. Lõualuu sodi, hambad osaliselt murtud, paarsada kilti eesmärgis kaugemal, väljas -38°C, jõudis päästemeeskond temani siiski õigel ajal. Volynov oli veidi aega eemal, kuid lendas hiljem Sojuz 21-ga Saljut 5 kosmosejaama ja tagasi.

Sojuz 6-7-8 pidid orbiidil kohtuma oktoobris 1969. Sojuz 6 ülesandeks oli pildistada kuidas 7-8 dokivad. Aga laevade juhtelektroonikas olid tekkinud vead ja manuaalselt dokkimine osutus liiga keeruliseks. Kuuprogrammile tugev hoop. Maandumised läksid hästi ja ohutult.

01. juunil 1970 Sojuz 9 pardal startinud 2 kosmonauti viibisid kaaluta olekus peaaegu 18 päeva, millega püstitati uus kestvusrekord. Põhiline eesmärk oligi uurida kosmoses viibimise mõjusid inimkehale ja valmistuda kosmosejaamade rajamiseks. N. Liidu Kuule minek ei olnud ka veel lõplikult tühistatud.

19. aprillil 1971 saadeti orbiidile esimene kosmosejaam Салют-1, Saljut 1. Esimesed mehitatud reisid kosmosejaama olid Sojuz 10 ja 11, mis olid varustatud tänapäevase sisemise ülekande süsteemiga. See võimaldab pärast põkkumist avada kahe kosmosemasina vahel luugid ja liikuda ühest aparaadist teise skafandrit kasutamata. Sojuz 10 dokkis kosmosejaamaga, kuid tugevat haaret ei õnnestunud luua. Automaatne süsteem jäi hätta ning laev lukustus liitesondiga kosmosejaama külge. Oli variant Sojuziga eralduda nii, et orbitaalmoodul jääks maha Saljut 1 külge, aga sel juhul oleks jaama ainuke põkkumisport blokeeritud ja jaam sisuliselt hüljatud. Probleem oli selles, et insenerid ei olnud näinud ette sellist osalise põkkumise olukorda ja vastavad käsijuhtimise nupud puudusid. Õnneks osati kosmonaute juhendada, kuidas dokkimisüsteemi ahelaid sondi vabastamiseks sillata. Põkkumissond õnnestus lahti päästa ja tagasi tõmmata. Sojuz 10 maandus edukalt pärast 2 ööpäeva kosmoses viibimist.

Vasakul esiosas orbitaalmoodul pikkusega 2,6m, keskel laskumismoodul 2,3m ja kõige taga teenindusmoodul pikkusega 2,5m. Päikesepaneelide laius 10,6m. Laeva läbimõõt 2,2m.

Sojuz 11 missioon algas veidi paremini. Automaatne dokkimissüsteem lõpetas küll töö 100m enne sihtpunkti, kuid põkkumine sooritati käsijuhtimisel, selleks kulus 3h19min. Kosmonaudid viibisid Saljut 1 pardal rekordilised 22 päeva, pärast mida valmistuti jaamast lahkumiseks ja maandumiseks. Laeva aeglustamiseks ja atmosfääri sisenemiseks teostati liikumissuunaga vastupidine mootori töötsükkel. Peale seda heideti ära teenindus- ja orbitaalmoodul ning alles jäi ainult laskumismoodul. Sel hetkel katkes laevaga side, mis on palju varem kui atmosfääri sisenemisest tingitud raadiovaikus. Automaatsed süsteemid toimisid ja 25 minutit hiljem maandus Sojuz 11 pehmelt. Kapslit avades leiti aga kõik 3 meest surnuna. Uurimine tuvastas, et automaatne õhuklapp orbitaal- ja laskumismooduli vahel oli avatud ning pärast moodulite eraldust lekkis laskumismoodulis olev õhk avakosmosesse. Rõhulanguse mõjul hakkas veres olev hapnik ning lämmastik keema, purustades õrnemaid veresooni, mehed lämbusid ja surid. Peale seda õnnetust pole avakosmoses inimesi surma saanud. Sojuzile tehti parendusi ja sisemus disainiti ümber, et edaspidi oleks ruumi kanda skafandrit.

Uuendatud Sojuz 12 mahutas 2 inimest. 23. septembril 1973 startinud laeva missiooniks oli dokkida kosmosejaamaga Saljut 2. Kuid Saljut 2 teekond katkes planeeritust varem, kui orbiidil plahvatanud Proton raketiastme tükid seda tabasid. Saljut 1 oli juba 1971. aasta oktoobris orbiidilt alla vajunud. Päikesepaneelideta Sojuz 12 pardal tehti erinevaid katseid ja vaatlusi ning laev koos meeskonnaga maandus ohutult.

Sojuz 13 startis 18. detsember 1973. Laev oli spetsiaalselt modifitseeritud kandmaks Orion 2 ultraviolett-teleskoopi. Nädala jooksul salvestati spetsiaalsele Kodak filmile laialt taevaalalt tuhandete tähtede spektrogrammid ning tuvastati planetaarudus IC 2149 titaani ja alumiiniumi.

Juuli 1974, Sojuz 14 põkkub edukalt jaamaga Saljut 3. Sojuz 15 üritab sama, kuid probleemid Igla juhtsüsteemiga sunnivad kasutama käsijuhtimist, mis kulutab paljude paranduste tegemiseks liialt kütust ning laev pöördub tagasi Maale.

Sojuz põkkumas Rahvusvahelise kosmosejaamaga, väga hästi on näha põkkumismehhanismid: lukustushoovastik ja põkkumisond, mille all luuk inimisete liikumiseks laevalt jaama ja tagasi.

Detsember 1974, Sojuz 16 katsetab Sojuz-Apollo kohtumiseks vajalikke tehnoloogiaid.

10. jaanuar 1975, Sojuz 17 dokib edukalt 350km kõrgusel orbiidil Saljut 4-ga. Kosmonaudid veedavad jaama pardal 29 päeva, puhkavad minimaalselt, muuhulgas on neil kaasas päikeseteleskoop. Sojuz 18 meeskond jätkab mais eksperimentidega. Kõigepealt jaama hooldus: spektromeeter remonditakse, uus gaasianalüsaator, uus kondensaadipump jms. Bioloogilised ja meditsiinilised katsed, uuriti tähti, planeete, Maad ja atmosfääri, tehti üle 2000 pildi Maast ja 600 pilti Päikesest. Kasvatati taimi, putukaid. Missioon kujunes päris pikaks – peaaegu 63 päeva ning kattus ajaliselt eduka sõprusmissiooniga Sojuz(19)-Apollo. Saljut 4 külastab veel mehitamata Sojuz 20.

Järgnevad kosmosjaamad Saljut 5, Saljut 6, Saljut 7 ning MIR, mille teenindamiseks aastakümnete jooksul kasutatakse Sojuzi. Toimuvad nii mehitatud kui ka transportreisid. Sojuzi põhjale meeskonna arvelt suurema pakiruumiga transport-sojuzi nimi on Progress. Progress varustab kosmosejaama 2400kg kaubaga: vesi, õhk, kütus, toit, instrumendid ja muu vajalik. Tagasi pöördub ta üldiselt prügilastiga ja põleb atmosfääris täielikult. Alates 1978. aastast on erinevatesse kosmosejaamadesse toimunud 180 varustusreisi.

Saljut 6-l (1977-1982) oli esmakordselt kaks dokkimisporti, mis võimaldas missioonide ülekatteid. See võimaldas läbi viia pikaajalisi katkematuid eksperimente. Jaama külastasid Sojuzidega paljude teiste riikide kosmonaudid Tšehhoslovakkiast, Poolast, Ida-Saksamaalt, Ungarist, Kuubalt, Mongooliast, Rumeeniast.

Saljut 7 (1982-1991) külastasid veel Prantsusmaa ja India mehed, kasutati 7 mehitatud Sojuzi.

MIR modulaar-kosmosejaam oli kasutusel 1986-2001 ja seda ISS eelkäijat külastas 104 inimest 13-st riigist. MIRi külastas 30 mehitatud Sojuz kosmoselaeva ja 9 korral kasutati selleks USA Kosmosesüstikut.

1998. a. saab alguse Rahvusvaheline Kosmosejaam kui Ameerika, Venemaa, Euroopa riigid (ESA) ja Jaapan panevad seljad kokku, et ellu viia üks inimkonna megaprojektidest.

Pärast NASA kosmosesüstikuprogrammi lõppu aastal 2011, sai Sojuzist ainuke mehitatav ISS-i teenindav laev. Hiljaaegu on lisandunud Space X Dragon Crew ning veel testimisfaasis olev Boeing Starliner.