Nancy Grace Romani nimeline kosmoseteleskoop

Autor: Üllar Kivila Kui hiljuti alustas tööd Vera Rubini observatoorium, mis annab Maa pealt enneolematult terava ja tundliku ülevaate suurest osast lõunapookera taevast, siis tasub rääkida ka võrreldavast uuendusest kosmoseteleskoopide vallas.

Kuu aja pärast, plaani kohaselt 30. augustil 2026, peaks SpaceX Falcon Heavy raketi pardal startima Nancy Grace Romani nimeline kosmoseteleskoop, millel on sarnane lahutusvõime ja tundlikkus kuulsale Hubble'i kosmoseteleskoobile, kuid saavutab seda ligi 100 korda suurema vaateväljal. Üllataval kombel - erinevalt paljudest teistest kosmosemissioonidest - on see valmis tervelt 9 kuud varem algselt planeeritud tähtajast.

Võrdlus Romani ja Hubble'i kosmoseteleskoopide vaateväljast Kotka udukogu ja selles asuvate tuntud "Loomise sammaste" näitel.

Nancy Grace Roman uuris tähtede spektriklasse ja nende liikumist Linnutees, töötas 1960-1970ndatel NASA juhtiva astronoomi ametikohal ning osales Hubble'i kosmoseteleskoobi väljatöötamises. Seni WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope) nime kandnud teleskoop sai tema nime 2020. aastal.

Valminud Romani teleskoop montaažihallis.

Teleskoobi vaadeldavate lainepikkuste ulatus (480 nm kuni 2,3 μm) kattub osaliselt nii Hubble'i kui ka James Webbi teleskoopidega, võimaldades vaatlusi nii nähtavas valguses kui ka lähi-infrapunas. Puudu jääb nähtava valguse sinisem ots ning Hubble'i võimekus ultraviolettvalgust vaadelda, samuti James Webbi teleskoobi kaug-infrapuna võimekus. Romani teleskoobi kaamera on 300 megapiksline, ületades tublisti kõiki seniseid kosmoseteleskoope. Sarnaselt James Webbi teleskoobiga ei jää Roman Maa orbiidile, vaid asub oma vaatlusi tegema Maa-Päikese 2. Lagrange'i punktis umbes 1,5 miljoni kilomeetri kaugusel Maa "taga". See tähendab, et vähemalt praeguse kosmosetehnoloogiaga ei ole hooldusmissioonid võimalikud. Missiooni plaanitud kestus on vähemalt viis aastat, kuid tõenäoliselt õnnestub teleskoopi kauem töös hoida. Põhiline piirav tegur on pardalolevad kütusevarud, mida tuleb L2 punkti ümber sobival orbiidil püsimiseks aeg-ajalt vähesel määral kasutada.

Arvutijoonistus valmis kujul Romani kosmoseteleskoobist. Pildil ülemine külg saab L2 punktis olema suunatud Maa ja Päikese poole.

Foto Romani teleskoobi 2,4 meetrise läbimõõduga peapeeglist ja sekundaarpeegli kandurist teleskoobi ehitamise ajast 2024. aastal.

Curiosity vaated Marsile

Autor: Üllar Kivila

Värskeid vaateid Marsile Curiosity kulguri vahendusel, mis on Marsil tänaseks toimetanud veidi vähem kui 13 Maa-aastat (umbes 7 Marsi aastat) ning läbinud selle ajaga üle 37 kilomeetri.

Pikaealine kulgur on juba mitmeid aastaid roninud tasapisi Gale'i kraatri keskmäe (Aeolis Mons või Mount Sharp) nõlvadel järjest kõrgemale. Maandumiskohaga võrreldes on kulgur tänaseks tõusnud umbes 750 meetrit (kogu mägi on jalamilt mõõdetuna 5,5 km kõrgune).

Lähivaade Curiosity läbitud teekonnale.

Umbes 6 meetrit kõrge teravatipuline küngas keset Aeolis Monsi nõlva luitevälju.

Curiosity kogu senine teekond Gale'i kraatri põhjas ning Aeolis Monsi nõlval.

Lähivaade maastikule. Gale'i kraater on minevikus olnud järv ning sellist kuivanud ja pragunenud muda meenutavat maastikku on missiooni käigus korduvalt nähtud.

Panoraamvaade Aeolis Monsi nõlvalt, jäädvustatud 19. ja 20. juunil 2026. Taamal läbi atmosfääri hägu paistab Gale'i kraatri serv.

Betelgeuse kaaslane püüti pildile

Autor: Üllar Kivila

Astronoomid on juba mõnda aega kahtlustanud, et Orioni tähtkuju punane hiid Betelgeuse pole üksi. Võimaliku kaaslase olemasolu aitaks seletada perioodilisi muutuseid tähe heleduses ning 2024. aastal tehtud vaatlustes Hawaii saarel asuva Gemini teleskoobiga nähti võimalikust kaaslasest esmakordselt õrna märki. Samal aastal vaatles Betelgeuset ka tunduvalt võimekam Euroopa Lõunaobservatooriumile kuuluv VLT teleskoop Tšiilis ning hiljuti avaldatud tulemustel on Siwarha-nimeline kaaslane üsna selgelt näha. Tegemist tundub olevat B-spektriklassi, ehk kuuma sinise tähega, mille mass on umbes 3 Päikese massi. Betelgeuse ise on arvatavasti 10–20 Päikese massiga punane ülihiid, mille kõrval muidu omaettegi märkimisväärne kuum sinine kaaslastäht on vaevu märgatav.

Euroopa Lõunaobservatooriumi VLT vaatlus Betelgeuse kaaslasest. SPHERE-nimelise instrumendiga, mis on mõeldud tähtede ümbert eksoplaneetide tuvastamiseks, on võimalik ematähe ere valgus pildilt maha lahutada, tuvastamaks palju tuhmimaid objekte tähe läheduses.

Kunstniku kujutis punase hiiu Betelgeuse ümber tiirlevast väiksemast tähest nimega Siwarha. Kaaslane tiirleb Betegeusele sedavõrd lähedal, et läbib oma orbiidil Betelgeuse laiaks paisunud hõredat välist atmosfääri, tekitades selles oma liikumise ja gravitatsiooniga justkui järellainetuse. Seda viimast peetaks Maalt vaadeldavate Betelgeuse heleduse perioodilise muutumise üheks põhjuseks.

Betelgeuse mass, kaugus Päikesesüsteemist ning mitmed teised olulised parameetrid on tähe tuntust arvestades tegelikult üpris kehvasti teada. Euroopa Kosmoseagentuuri Gaia kosmoseteleskoop, mis mõõtis enam kui miljardi Linnutee tähe kauguse geomeetrilise parallaksi meetodil, ei saanud Betelgeuset (ja mitmeid teisi taeva kõige heledamaid tähti) mõõta, sest selle heledus küllastab kaamerasensori. Maapealsete teleskoopidega on analoogset mõõtmist vajaliku täpsusega väga raske teha, sest atmosfääri turbulents ning – Betelgeuse puhul – ka punase hiiu pulseerimisest tingitud määramatused on andnud vastuolulisi tulemusi. Seega teamegi Betelgeuse kaugust üsna ebamääraselt vahemikus 400–600 valgusaastat ning samal määral ebaselge on tähe tegelik heledus ning asukoht oma elukaarel. Võib olla kindel, et varem või hiljem plahvatab Betelgeuse supernoovana, kuid see võib meie tänaste teadmiste kohaselt juhtuda homme või hoopis 100 000 aasta pärast.

Kaaslase olemasolu muudab pilti märkimisväärselt – kui saame jälgida kahte taevakeha üksteise ümber tiirlemas, saame kasutada orbitaalmehaanika seaduspärasid, et vaadeldud orbiidi läbimõõdu ning perioodi põhjal tuletada nende täpsed massid. See võimaldaks Betelgeuse omadusi – ja tulevase supernoova ajalist perspektiivi – senisest palju täpsemalt määrata.

Et kaaslase olemasolu päris kindlaks saaks, tuleb oodata järgmise, 2027. aastani, ehk pool selle arvatavat orbitaalperioodi, mil Siwarha peaks uuesti nähtavale ilmuma teisel pool Betelgeuset. Vahepealsel ajal, mil kaaslane asub oma hiiglasliku ematähe ees või taga, pole meil võimalik seda vaadelda. See välistaks (vähetõenäolise) variandi, et tegemist on mõne juhuslikult samasse vaatesuunda sattunud kaugema või lähema Betelgeusega mitteseotud objektiga.

Vera Rubini observatoorium alustab 10-aastast vaatlusprogrammi.

Autor: Üllar Kivila

2026. aasta juunis alustas oma ambitsioonikat vaatlusprogrammi Tšiilis asuv, kuid USA Riikliku Teadusfondi ning Energeetikaministeeriumi omanduses olev Vera Rubini observatoorium, mille peamine eesmärk on enneolematu lahutusvõime ning tundlikkusega jäädvustada korraga suuri taeva-alasid. Sisuliselt loob see kümneaastane vaatlusprogramm hiiglasliku aegvõtte suuremast osast lõunapoolkera taevast.

Rubini tähemeri - vaatlusprogrammi alguse puhul avaldatud vaade Linnuteele. Täissuuruses saab seda 56 000 x 30 000 piksli suurust pilti interaktiivselt uurida siit: https://noirlab.edu/public/images/noirlab2616a/zoomable/

Mõned väljavõtted eelnevalt pildilt - erinevad galaktikad Linnutee taustal ning galaktikasisesed tähtedevahelise tolmu ja gaasi pilved.

Selle võimeka observatooriumi ehitamine kestis ligi 10 aastat ning kuigi esimesed vaatlused tehti juba 2025. aastal, on nüüd teleskoop viimaks testitud ja kalibreeritud. Observatooriumi südameks on maailma suurim, 3,2 gigapikslise lahutusvõimega digitaalne kaamera, mis katab iga fotoga taevas umbes 3,5 nurgakraadi suuruse ala, ehk umbes 7 täiskuu laiust. Igal ööl jäädvustab see kaamera umbes 700 fotot, mis võimaldab koos suure lahutusvõime ja tundlikkusega lisada taevaülevaadetele ka ajamõõtme – iga punkt vaatluspiirkonna sees saab 10-aastase projekti käigus mitusada korda üle vaadeldud, võimaldades leida liikuvaid objekte, muutlikke tähti, supernoovasid jpm. Sugugi mitte ilmaasjata ei nimeta projekti osalised seda ajaloo suurima filmi filmimiseks.

Kui astronoomiaga tegelevad või sellest huvituvad inimesed peavad varem või hiljem ära harjuma või vähemalt leppima inimlikult hoomamatute suuruste, kauguste ja aegadega, siis selle projekti puhul küündib peadpööritavate arvudeni ka asjassepuutuv andmeteadus ja arvutitehnika. Rubini observatoorium toodab iga vaatlusööga umbes 10 terabaiti andmeid – kogu 10 aasta peale arvatavasti umbes 30 petabaiti (1 PB = miljon GB). Seda tundub üksiku arvutikasutaja seisukohalt küll väga palju olevat, kuid see on tegelikult üsna väike kübe tänapäevase sotsiaalmeedia ja pea kõikjale levinud Interneti kogumassis. Näiteks Facebooki või YouTube’i kogumahtu hinnatakse kümnete eksabaitide suurusjärku (1 EB = 1000 PB), ehk sellesama platvormi taga, millel seda postitust loete, peidab end mitmete tuhandete tulevase Rubini kataloogi suurune andmekogu. Siiski ei ole vähimatki lootust, et ükski inimene või isegi kõik maailma astronoomid üheskoos suudaks kogu Rubini observatooriumi andmevoogu jälgida. Suurema osa analüüsist ja suurest andmehulgast huvitavate objektide ja sündmuste väljasõelumise tööst teevad automaatsed algoritmid ning tehisnärvivõrgud. Hinnanguliselt peaks 10-aastase vaatlusprogrammi käigus kaardistatama kümneid miljardeid galaktikaid ja Linnutee tähti, ning vaadeldama miljoneid supernoovasid ning Päikesesüsteemi väikekehasid, nt asteroide ja komeete.

Vera Rubini observatoorium Tsiilis Cerro Pachóni mäetipul.

Võrdlus suurte taevaülevaadete arengust Neitsi tähtkujus asuva interakteeruva galaktikaparve näitel. Alates ülevalt:
* Sloani digitaalne taevaülevaade (2000-2012) jäädvustas umbes 35% kogu taevast umbes 21. tähesuuruseni.
* Pan-STARRS on 2010. aastal alanud ning jätkuv taevaülevaade, mille nimi on paljudele astronoomiahuvilistele tuttav hulga avastatud komeetide järgi. 2019. aastal avaldati selle viimatine andmekogu, mis katab u 75% taevast näiva tähesuuruseni 22-23. See 1,9 petabaidine andmekogu on praeguse seisuga suurim saadaolev taevaülevaade.
* Rubini taevaülevaate näidis 2025. aasta esmavalguse ajast. Rubini suur 8,4-meetrine teleskoop ja võimas kaamera küündivad kuni 27. tähesuuruseni.

Hispaania maastikupõlengud ohustavad süvakosmose sidevõrku

Autor: Ülalr Kivila

Viimaste päevade jooksul Hispaania keskosas levivate maastikupõlengute tõttu tuli üleeile, 24. juulil evakueerida Madridi lähedal asuv DSSi (Deep Space Networki – Süvakosmose Sidevõrgu) kompleks, mis on üks kolmest ümber maailma paiknevast suurte raadiosaatjate ja-vastuvõtjate kompleksidest, mis suhtlevad väljaspool Maa orbiiti paiknevate kosmosesondidega.

24. juuli foto DSS Madridi lähedale jõudnud põlengutest.

25. juuli foto. Kuigi personal pole saanud kompleksi veel üle vaadata, tundub, et läks enam-vähem õnneks.

Eile (25. juulil) teavitas NASA pressiesindaja, et kuigi põlengud olid kompleksi lähedalt möödunud, tundub hetkeseisuga, et olulisi kahjustustusi siiski tekkinud ei ole. Hetkeseisuga ei ole teada, kas lähiajal on võimalik uuesti tööd alustada.

Madridi kompleks on kolmest DSSi antennipargist suurim, koosnedes ühest 70-meetrise läbimõõduga raadioteleskoobist ning viiest väiksemast 34-meetrisest. Ülejäänud kaks kompleksi USAs Goldstone’is ja Austraalias Canberras koosnevad ühest 70-meetrisest ning kolmest 34-meetrisest antennist. Need kolm asukohta on valitud sedasi, et igast punktist kosmoses oleks vähemalt üks igal ajal nähtav. Madridi kompleksi rivist väljas olemine tähendab, et mingil osal ööpäevast pole osadel sondidel võimalik Maaga sidet saada. Tänu Maa pöörlemisele saab siiski ülejäänud osal päevast teiste jaamadega suhelda.

Hispaania maastikupõlengute suits paistab Madridi lähedal ka ilmastikusatelliitidele. Osa Vahemere kohal paistvast suitsust pärineb lisaks ka Lõuna-Prantsusmaal toimuvatest põlengutest.

Süvakosmose Sidevõrgu seisu saab reaalajas vaadata veebilehelt https://eyes.nasa.gov/apps/dsn-now/dsn.html See näitab mugavalt ära, milline sideantenn parasjagu millise missiooniga suhtleb.

Merkuuri veidrad päevad

Autor: Üllar Kivila Kujutame ette, et seisame Merkuuri pinnal ekvaatoril ajal, mil meie vaatepunktist on Päike parasjagu loojumas. Võrreldes enamike teiste piirkondadega Merkuuril on see temperatuuri mõttes võrdlemisi meeldiv koht, kus viibida. Merkuur asub Päikesele üpris lähedal, pöörleb aeglaselt ning sel planeedil pole atmosfääri, mis soojust üle pinna ühtlasemaks jaotaks. Seetõttu kuumeneb planeedi päevapoolne külg üle +400°C, kuid öösiti jahtub –170°C ligi. Nende kahe ekstreemsuse vahel asub päikeseloojangu ja -tõusu vööndis enam-vähem talutava temperatuuriga piirkond.

Merkuur, pildistatud enam-vähem loomulikes värvides 2008. aastal kosmosesondi MESSENGER pardalt.

Kui Merkuur oleks sarnaselt meie Kuule loodeliselt lukustunud, võiksime sellesse mugavasse loojanguvööndisse paigale jäädagi aga õnneks või kahjuks Merkuur siiski pöörleb. Sedavõrd aeglaselt, et kolme täispöörde tegemiseks kulub tervelt kaks orbiiti, ehk planeedi pöörlemine ja tiirlemine on 3:2 resonantsis. See tähendab, et püsivalt näiteks päikeseloojangus püsimiseks peaksime aeglaselt Päikesele järele liikuma. Aga kui kiiresti? Kui sellise mõtteharjutuse arvutuslikult proovile paneme, leiame üht-teist huvitavat.

Graafik, kui kiiresti ja mis suunas peaks vaatleja Merkuuri ekvaatoril kõndima, kui eesmärgiks on Päikesega kaasa liikuda. Nagu ka Maal, liigub Päike üle Merkuuri pinna enamasti idast läände, välja arvatud lühikesel ajavahemikul periheeli lähedal, mil planeedi orbiidi nurkkiirus ületab planeedi pöörlemise nurkkiirust ning Päike paistab taevas umbes 8 Maa päeva vältel tagurpidi liikuvat.

Merkuuri ümbermõõt on 15 300 km ning üks päikeseööpäev kestab 176 Maa päeva. See tähendab, et ühe Merkuuri ööpäevaga ümber ekvaatori kõndimiseks peaksime liikuma 3,6 km/h – igati mugav aeglase jalutamise kiirus! Nüüd läheb aga asi põnevamaks – kui proovime sedasi ühtlasi kiirusega mööda ekvaatorit kõndida, avastame peagi, et vahepeal jääme Päikesest maha ning vahepeal liigume jällegi liiga kiiresti. Nimelt on Merkuuri orbiit elliptiline ning Kepleri 2. seadusest lähtuvalt liigub planeet orbiidi Päikesele lähemas osas kiiremini ja kaugemas osas aeglasemalt. Pöörlemiskiirus aga sellest ei muutu ning Päikese näiv liikumine taevas on kombinatsioon planeedi pöörlemisest ja orbitaalliikumisest. Kui muudame oma liikumiskiirust terve orbiidi vältel, avastame, et afeelis, kus planeet on Päikesest kõige kaugemal, peame sammu kiirendama veidi asisema 6 km/h-ni. Periheelis läheb aga asi päris kummaliseks. Nimelt võtab Merkuur Päikese lähedalt möödudes „kurvi“ nii kiiresti, et veidi enne periheeli jääb Päike taevas justkui seisma ning liigub mõne (Maa) päeva jooksul lausa tagurpidi! Ehk siis oma algse ülesande täitmiseks peame mõnda aega hoopis aeglaselt tagurpidi kõndima ning pärast lähima punkti läbimist uuesti algses suunas jätkama.

All: Simulatsioon päikesetõusust nähtuna Merkuuri pinnal periheeli lähedal. Äsja tõusnud Päike peatub, liigub veidi aega tagurpidi ning jätkab seejärel tavapärast liikumist.

Simuleeritud tarkvaras SpaceEngine, aja kiirendus on 10 000-kordne, ehk video 23 sekundi jooksul möödub umbes 26,5 Maa päeva. Päikese näiv tagurpidi liikumise periood kestab pisut üle 8 Maa päeva.

Kui me ei vaeva end ümber planeedi jalutamisega ning oleme piisavalt hästi varustatud, et Merkuuril ühes kohas paigal püsida, siis periheeli paiku saab taevas näha Päikese omapärast käitumist, kus see mõneks ajaks – umbes 8 Maa päevaks – oma tavapärase ida-lääne suunalise liikumise peatab, liigub veidi enam kui poole enda läbimõõdu jagu tagurpidi ning seejärel taas pärisuunalist liikumist jätkab.

Huvitav, kui kaua võiks minna, kuni mõni kosmoseturist seda omapärast vaatepilti oma silmaga (läbi väga tugevate päikeseprillide ja karme olusid taluva skafandri abiga!) näha saab?

Võrdluseks võime arvutada, kui kiiresti peame Maal samamoodi loojanguga kaasas püsimiseks liikuma. Maa ümbermõõt ekvaatoril on 40 000 km ning üks ööpäev kestab teatavasti 24 tundi. Vajalik kiirus on seega 1670 km/h, ehk umbes 1,3-kordne helikiirus. Veidi lihtsamalt saab läbi suurematel laiuskraadidel, näiteks Eesti kandis 60° põhjalaiusel on vajalik kiirus poole väiksem, u 830 km/h, mis on enam-vähem täpselt reisilennukite lennukiirus. Nii mõnedki inimesed on seda efekti kogenud, näiteks Helsingist Põhja-Ameerikasse lennates jõuab lennuk sihtpunkti sageli enam-vähem samal kohalikul kellaajal, mil startis. 

Kuule kukub Falcon 9 raketi ülemine aste

Autor: Üllar Kivila

2025. aasta jaanuaris lennutas SpaceX Falcon 9 rakett Kuu suunas kaks sondi: USA erafirma Firefly Aerospace maanduri Blue Ghost 1 ning Jaapani firma ispace maanduri Hakuto-R 2. Esimene kahest maandurist täitis oma missiooni edukalt ning mäletatavasti saatis meile mitmeid meeldejäävaid fotosid päikeseloojangust Kuu pinnalt. Hakuto-R maandumine paraku ebaõnnestus.

Nüüd, poolteist aastat hiljem jõuab Kuule ka seni kosmoseprügina Kuu-lähedases ruumis tiirelnud kanderaketi ülemine aste. Kuigi SpaceX Falcon 9 on tuntud eelkõige oma korduvkasutatava põhiastme pärast, siis raketi ülemised astmed on siiski vanaviisi ühekordsed, sest nende kosmosest tagasitoomine pole senimaani majanduslikult mõttekas, ega ka kuigi praktiline.

SpaceX Falcon 9 raketi ülemine aste. Tegu pole küll selle konkreetse missiooni raketiastmega, kuid need on enam-vähem identsed.

Kuud tabav raketiaste on 14 meetri pikkune ja 4 meetri laiune silinder massiga umbes 5 tonni ning eeldatav kokkupõrkekiirus on 2,4 km/s, kandes seega umbes 3 tonni TNT lõhkamisega võrreldavat kineetilist energiat. Kokkupõrge toimub Eesti aja järgi 5. augustil kell 9:34–9:35, mil Kuu on kahaneva poolkuuna ka Eesti taevas kenasti nähtav, kuid paraku koos Päikesega – ehk on päevane aeg. Seetõttu võib arvata, et vähemalt Euroopast midagi erilist näha ei saa, kuid samal ajal on teisel pool Atlandi ookeani Ameerika mandril endiselt öö ning sealsetel teleskoobiomanikel on vähemalt teoreetiline võimalus näha hetkelist valgussähvatust ning suuremate teleskoopidega võib-olla ka kokkupõrke poolt üles paistatud tolmupilve. Sähvatuse nägemist raskendab küll tublisti asjaolu, et kokkupõrge toimub Kuu päevapoolsel küljel, kuid selle asukoht enam-vähem täpselt Kuu Maalt paistva külje servas võiks võimaldada üleskerkinud plahvatuspilve näha.

Vaade Maalt Kuule ennustatava kokkupõrke hetkel, väike oranž täpp Kuu vasakul serval tähistab kokkupõrkekohta. Rohkem infot kogu sündmuse kohta leiab Bill Gray projectpluto kodulehelt siit: https://www.projectpluto.com/25010d.htm

Vaade Kuult Maale kokkupõrke ajal - see näitab mugavalt ära, kust seda sündmust Maalt vaadelda saab. Kuigi Maa päevapoolsel küljel on Kuu taevas nähtav, ei ole läbi päevavalguses sinise taeva ilmselt midagi erilist näha. Palju paremad vaatlusvõimalused on Ameerika mandril, kus on sel ajal hommikupoolne öö.

Tulevase kokkupõrke tuvastas astronoom Bill Gray, kes on varem tuntust kogunud 2022. aastal samasuguse kokkupõrke ennustamisega – tol korral oli tegu Hiina Chang’e 5-T1 raketiastmega, mis kukkus Kuu tagaküljele ning too kokkupõrge ei olnud seega Maalt vaadeldav. Hiljem leidis Kuud pidevalt kaardistav Lunar Reconnaissance Orbiter ennustatud asukohas umbes 17-meetrise kraatri. Tõenäoliselt tekib sarnase suurusega kraater ka tulevase kokkupõrke tulemusel.

Kuidas kosmoses pöörata

Autor: Üllar Kivila

Itaalia astronaut Samantha Cristoforetti demonstreerib selles 2022. aastal ISSi pardal filmitud videos põhimõtet, mille abil paljud tehiskaaslased kosmoses ilma kütusekulu või välise mõjuta ennast pöörata saavad, kasutades selleks hoorattaid või güroskoope.

Energia või impulsi jäävuse seadustest on ilmselt paljud kuulnud ning vahest nende põhjal kooli füüsikatunnis ka üht-teist arvutanud, kuid jäävusseaduste seltskonna vähemtuntud liige - impulsimomendi jäävus - kipub sageli vaid kulmukergitust esile kutsuma. Tegemist on impulsi jäävuse seaduse analoogiga pöördliikumise korral, mida võiks sõnastada järgmiselt: "välismõjude puudumisel suletud süsteemi pöörlemishulk ei muutu".

Satelliidi kosmoses pööramiseks on levinud hoorattad (inglise keeles "reaction wheel"), mida elektrimootoriga pöörlema pannes hakkab kogu satelliit impulsimomendi jäävuse tõttu vastassuunas pöörlema. Enamik suuri satelliite kasutab vähemalt kolme (või tagavaraks rohkemaid) üksteisega ristuvatel telgedel asuvat hooratast, et võimaldada seda igas ruumiteljes vabalt pöörata. Kosmosetehnoloogia uudiste sagedasemad jälgijad on vahest kursis, et kuulsa ja pikaealise Hubble'i kosmoseteleskoobi ühed suurimad murelapsed on just güroskoobid ja hoorattad, mis on teleskoobi täpseks suunamiseks ja paigalhoidmiseks hädavajalikud, kuid mis kipuvad tiheda ja pikaajalise kasutamise peale ajapikku kuluma.

Impulsimomendi jäävuse rakendusi ja ilminguid näeme nii maapealses elus kui ka kosmoses teisigi, näiteks võimaldab see iluuisutajatel jääl olles kontrollida oma pöörlemiskiirust käte keha lähedale tõmbamise või välja sirutamisega. Samuti on see osa põhjusest, miks planeedisüsteemides on suurte planeetide orbiidid enamasti ühel tasapinnal, miks Saturni ja teiste planeetide rõngasüsteemid asuvad nende ekvatoriaaltasandis, kuid nende nähtuste pikem selgitamine vajab ilmselt omaette postitust. Vahest varsti...

Üks aasta Eestit kosmosest

Autor: Üllari Kivila

Panime kokku 12 satelliidifotot Eestist, mis on pärit Euroopa Kosmoseagentuuri Sentinel-2 satelliidilt ning mida saab igaüks vabalt vaadata Maa- ja Ruumiameti Satilao ESTHub vahendusel.

Üritasime saavutada enam-vähem ühe foto kalendrikuu kohta, kuid see päris täpselt ei õnnestunud, põhiliseks takistuseks oli satelliidi erinev katvuspiirkond iga ülelennu kohta koos meie sageli pilviste ilmadega. Vaata iga foto juurest täpsemat kirjeldust meie aastaringist.

17. juuli 2025. Märgata tasub arenevaid äikesepilvi Jõgeva- ja Pärnumaal ning Läänemeres "õitsevaid" sinivetikaid (nimest hoolimata paistavad need vees roheka massina ning tegelikult ka ei õitse, sest vetikatel pole õisi).

13. august 2025.

5. september 2025. Väga mitmekesiste pilvedega päev, kus on korraga esindatud nii madalama kihi rünkpilved, keskmise kõrgusega ühtlane pilvekiht kirdes ja idas ning saarte kohal kõrged kiudpilved.

20. oktoober 2025. Loodus on hakanud kolletama ning selget ilma esineb meil sügisest kevadeni harva, mistõttu on oktoobrist veebruarini üsna raske pilvevaba pildiga päeva leida.

14. november 2025. Kuigi pilt on tehtud enam-vähem keskpäeva paiku, annavad pikad pilvede varju aimu talve lähenemisest.

14. detsember 2025. Kirde-Eesti kohal võib lisaks looduslikele pilvedele märgata paari lennukisaba ning oletatavasti ka Auvere elektrijaama korstnast pärinevat pikka aurusaba.

2. veebruar 2026. Siseveekogud on püsivalt jäätunud ning Liivi lahel on suures koguses merejääd.

17. veebruar 2026. Sellel talvel oli üle mitme aasta võimalik avada jääteed liikluseks mandri ja saarte vahel.

14. märts 2026. Püsiv lumikate on kadunud, merel ja siseveekogudel kestab jää sulamine veel edasi. Saarte ja Loode-Eesti kohal on näha mitmeid lennukisabasid, ehk joonpilvi või kondensatsioonijälgi.

20. aprill 2026.

8. mai 2026. Loodus hakkab uuesti roheliseks muutuma.

7. juuni 2026. Pruunid sood ja rabad annavad tugeva kontrasti ülejäänud rohelise taimestikuga.

Kosmiline nahkhiir

Autor: Üllar Kivila

Et Eestis valitsevad praegu valged ööd ning kohalikud astrofotograafid on suvepuhkusel, jagame kauneid pilte laiast maailmast. Umbes 1400 valgusaasta kaugusel Maokandja tähtkujus asub tume neeldumisudu tähisega LDN 43, milles toimub parasjagu aktiivne täheteke. Vähemalt üks udu südames moodustuv noor täht neelab ümbritsevat ainet sedavõrd ahnelt, et osa sellest paiskub udu keskelt hooga eemale, tekitades pildil üles paremale suunatud punases vesinik-alfa kiirguses helendava gaasijoa.

Et toimuva mastaape paremini hoomata, tasub võrrelda, et see tume udukogu on ligi 16 valgusaastat pikk, kattes seega ligi neli korda Päikese ja meile lähima teise tähesüsteemi alfa Kentauri vahemaa. Maa taevas on selle foto vertikaalne vaateväli 1,7°, ehk veidi enam kui kolmekordne täiskuu läbimõõt. Palja silmaga pole selle looduse loometöö õrna valgust paraku aga võimalik näha ning seetõttu läks prantsuse astrofotograafil Cédric Humbert'il selle foto jaoks teleskoobiga valguse kogumiseks kokku üle 26 tunni.

Võimalik lahendus kahe aastatuhande pikkusele täheheleduse mõistatusele

Autor: Üllar Kivila

θ Eridani (theeta Eridani) või araabiakeelse nimega Acamar on Eestist vaadeldamatu täht taeva lõunapoolkeral Eriidanuse tähtkujus. Praegusel ajal särab see taevas umbes kolmanda tähesuurusega*, olles seega võrreldav näiteks Suure Vankri seitsmest tähest kõige nõrgema, Megrez’iga (δ Ursae Majoris). Kui vaadata aga antiikaja allikaid, täpsemalt Vana-Kreeka Hipparchose (2. sajand e.m.a), Ptolemaiose (2. sajand) ja Pärsia al-Sufi (10. sajand) tähekatalooge, on see täht märgitud enam kui kahe tähesuuruse jagu, ehk umbes 10 korda heledamaks kui see meile praegu paistab. Oma tänapäevase heledusega on θ Eridani esmakordselt tähekataloogi kantud 16. sajandil Hollandi meresõitjate poolt. Et kõigi kolme vanaaja autori poolt tehtud ühesugust eksimust oleks keeruline selgitada, on astronoomid üritanud välja selgitada, kas selle tähe heledus on tõepoolest suurel määral muutunud.

Kunstniku illustratsioon lähedase kaksiktähe vahel toimuvast aine ülevoolust. Antud juhul toimus see protsess vaid astronoomiliselt lühikest aega (1000-2000 aastat) ning piisavalt vähesel määral, mistõttu jäid mõlemad tähed selle lõpuks enam-vähem samasuguseks kui algselt. Mitmete teiste sarnaste tähesüsteemide puhul võib see protsess aga kesta seni, kuni doonortäht on valdava osa oma kogumassist kaotanud.

Iisraeli astronoomid Idel Waisberg ja Boaz Katz kasutasid mitmete maapealsete ja kosmoseteleskoopide andmeid, et θ Eridani süsteemi lähemalt uurida. Kuigi palja silmaga vaadeldes paistab see üksiku tähena, on tegelikult tegemist kolmiksüsteemiga, mille kaks lähemat komponenti tiirlevad teineteise ümber vaid 12 miljoni kilomeetri kaugusel (umbes 1/5 Merkuuri kaugust Päikesest) iga nelja päevaga. Mõlemad tähed on Päikesest suuremad, enam kui kaks korda massiivsemad ning umbes neli korda suurema läbimõõduga hiiud. See tähendab, et oma raskusjõuga moonutavad need teineteise kuju ning piisava läheduse korral võib käivituda ka aine ülevool ühe tähe atmosfäärist teisele tähele. Just sellist aine ülevoolu perioodi peavadki Waisberg ja Katz tähe varasema suurema heleduse põhjustajaks. See võis toimuda eeldusel, et tähepaari orbiit oli varasemalt rohkem elliptiline kui praegu, mis võimaldas orbiidi lähemas punktis ainevoolu kettal moodustuda. Ajapikku muutus orbiit kettas toimuva hõõrdumise tulemusel rohkem ringikujuliseks ning ülevoolu jätkumiseks sobivad tingimused kadusid. Koos sellega kadus ka massiivne hele täheaine ketas, mis süsteemile heledust juurde andis. Tänapäeval selles süsteemis enam aktiivset ainevoolu ei toimu.

θ Eridani asukoht Eriidanuse tähtkujus.

* Tähtede (ja kõigi muude taevakehade) näivat heledust mõõdetakse ajalooliselt tähesuurustes, mis on tagurpidine logaritmiline skaala, kus iga järgnev väärtus vastab eelmisest umbes 2,5 korda väiksemale heledusele. Selle skaala autor on eelmainitud tuntud Vana-Kreeka astronoom Ptolemaios, kelle tähekataloog jagas kõik taevatähed kuue heledusklassi vahel, kus esimesse klassi kuulusid kõige heledamad tähed ning kuuendasse palja silmaga vaevunähtavad. Hilisemad astronoomid defineerisid tähesuuruste skaala nii et Ptolemaiose täheklassid jäid arvuliselt enam-vähem samaks, mis andis tulemuseks selle matemaatiliselt veidi kummalise skaala.

Kaks kosmosesondi, kaks asteroidi

Autor: Üllar Kivila

Kõigest ühepäevase vahega nägi inimkond esmakordselt lähedalt kahte erinevat Maa-lähedast asteroidi. 4. juulil saabus Hiina kosmosesond Tianwen-2 asteroidi 469219 Kamoʻoalewa orbiidile, kuhu on plaanitud jääda kuni 2027. aasta aprillini. Päev hiljem, 5. juulil, sooritas Jaapani pikaealine süvakosmose-sond Hayabusa-2 lähedase möödalennu teisest Maa-lähedasest asteroidist 98943 Torifune. Kirjutame lühidalt mõlemast missioonist ja nende külastatud asteroididest.

Tianwen-2, mille nimi tähendab eesti keeles „taevased küsimused“, startis Maalt 2025. aasta maikuus ning Kamoʻoalewa on esimene selle sondi külastatavast kahest taevakehast. Pärast 9 kuu pikkust uurimisprogrammi ja pinnalt proovide võtmist, asub sond 2027. aasta aprillis tagasiteele Maale. Kapsel väärtuslike proovidega kukutatakse tagasi planeedile, kuid sond ise lendab uurima omapärast nn aktiivset asteroidi 311P/PanSTARRS, kuhu saabumine on planeeritud 2035. aasta algusesse.

Asteroid 98943 Torifune, pildistatud Jaapani kosmosesondi Hayabusa2 pardalt 5. juulil. Hayabusa2 lendas asteroidist mööda vähem kui 1 km kauguselt suhtelise kiirusega umbes 5 km/s.

Kamoʻoalewa on üks väiksemaid taevakehasid, mida ükski kosmosesond kunagi külastanud on. Selle läbimõõt on kõigest 20 meetri kandis ning see pöörleb üpris kiiresti, tehes täispöörde umbes 28 minutiga. See on umbes-täpselt sama suur kui 2013. aastal Venemaal Tšeljabinski oblasti kohal plahvatanud meteoor. Tegemist on ühega Maa nn kvaasikuudest, ehk taevakehadest, mis tiirlevad ümber Päikese Maaga väga sarnasel orbiidil ning sama perioodiga. Seniste teleskoobivaatluste põhjal on alust oletada, et tegemist võib olla mõne astronoomilises mõttes hiljuti (st viimase mõne või mõnekümne miljoni aasta jooksul) Kuul toimunud kokkupõrke käigus kosmosesse paisatud tükiga Kuu pinnast.

Vastupidiselt hiljuti startinud Tianwen-2-le on Hayabusa2 (eesti keeles „rabapistrik“) juba oma põhimissiooni täitnud veteran-sond, mis on kosmoses lennanud alates 2014. aastast. Sondi põhimissioon oli asteroid Ryugu uurimine aastatel 2018–2019 ning sellelt pinnaseproovide Maale toimetamine. Et sond oli põhimissiooni lõpuks veel heas tehnilises korras ning piisava kütusevaruga, otsustati missiooni pikendada möödalennuga Torifunest ning edasise plaaniga külastada 2031. aastal eelmainitud Kamoʻoalewast veel väiksemat asteroidi – umbes 5-meetrist 1998 KY₂₆.

Asteroid 469219 Kamoʻoalewa, pildistatud Hiina kosmosesondi Tianwen-2 pardalt 2. juulil umbes 20 km kauguselt 2 päeva enne orbiidile manööverdamist - sellest tuleneb ka pildi madal lahutusvõime, kuna asteroid on vaid 20-meetrine.

Torifune on umbes 450-meetrine kontaktkaksik, ehk kahe asteroidi aeglasel kokkupõrkel moodustunud liitkeha. Selletaoliseid objekte on Päikesesüsteemis eri piirkondades leitud hulgi ning näib, et tegemist on üsna tavalise nähtusega väiksemate taevakehade moodustumise protsessis. Paraku ei võimaldanud kiire möödalend selle taevakeha juures kuigi palju põhjalikumaid uuringuid teha.