Jumalan suuruus - Kuplajuttu

CHIPS


Hoikka, yli 40 metriä korkea Boeing Delta II kantoraketti seisoi lähtöalustallaan Floridassa tammikuun 12. päivän iltana 2003. Raketin kärkeen sijoitettuun raskaaseen kuormaan oli liitetty mukaan myös pieni, vain 60 kg painava CHIPS satelliitti. Kutsumanimi tulee sanoista Cosmic Hot Interstellar Plasma Spectrometer eli ”Kosminen kuuma tähtienvälinen plasma spektrometri”.

Lähtölaskenta päättyi tasan kello 19:45 EST, jolloin raketin Rocketdyne RS- 27A päämoottori käynnistyi. Apuna sillä oli neljä Alliant Techsystem GEM grafiitti-epoksi apurakettia, jotka alkoivat myös ahtaa voimaa kuumiin liekkeihin. Nestemäinen happi on Delta II kantoraketin tärkein polttoaine Raketin jylisevä nousu on aluksi hidasta, mutta sen vauhti kiihtyy nopeasti. Tarkalleen 83 minuutin kuluttua lähdöstä kantoraketti oli jo saavuttanut 560 km korkeuden, jossa pienen CHIPS satelliitin oli määrä irtautua omalle radalleen. Kunnianarvoisessa, vuonna 1956 perustetussa Berkeleyn avaruustutkimuskeskuksessa Kalifornian yliopistossa huokaistiin helpotuksesta, kun laitteesta tuleva radiosignaali alkoi kuulua 13 minuuttia kantoraketista erkaantumisen jälkeen.


CHIPS on kooltaan vain suurehkon matka-arkun kokoinen laite, joka tuottaa tarvitsemansa energian aurinkopaneeleista. Huipputarkan spektrometrin yhdeksän ”silmää” mittaavat avaruuden säteilyä huolellisesti valikoiduilta taajuuksilta. Säteilyä mittaavaa tuntopintaa suojaavat ohuet alumiini ja polymidi filtterit, jotta liian voimakas säteily ei ylittäisi laskurin suorituskykyä ja tukehduttaisi satelliitin toimintaa. Maapallon kiertolaisen 12 kuukauden matkan aikana tietoa kertyy kaikkiaan noin yhden gigatavun verran, joka mahtuu yhdelle Exatype nauhalle FITS muotoisessa tietueessa.

CHIPS spektrometri on äärimmäisen herkkä. Kennedy avaruuskeskuksessa työskennelleet insinöörit eivät saaneet antaa yhdenkään pölyhiukkasen tunkeutua valoa ja säteilyä mittaavan instrumentin sisärakenteisiin. Matalalla maatakiertävän LEO (low-earth-orbiting) satelliitin vikoja ei voida korjata enään sen jälkeen, kun se on asettunut radalleen. On vain yksi mahdollisuus onnistua! Huolimattomuus voi sen takia tulla hyvin kalliiksi, sillä satelliitin rakentamishinnan lisäksi tulee vielä Delta II kantoraketin kustannukset. (Vuonna 2003 kaksivaiheisen kantoraketin listahinta varustettuna neljällä GEMsillä on 42 miljoonaa dollaria). Kunikin raketin lähettämiseen osallistuvat eri tutkimuslaitokset ja organisaatiot jakavat kustannukset keskenään. Kertomuksemme CHIPS projektia rahoittaa Yhdysvaltain avaruushallinto NASA itse.

CHIPS satelliitin tehtävä lyhyesti kuvattuna

Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä CHIPS projektia johtava tri Mark Hurwitz selittää satelliitin tehtävää seuraavalla tavalla:
”CHIPS suorittaa koko taivaankannen diffuusin taustasäteilyn spektroskopiaa 90 - 260 Å aaltoalueilla /150 (noin 0.5 eV) huippuresoluutiolla. CHIPSin antamat tiedot auttavat tiedemiehiä määrittelemään paikallisen tähtienvälisen kuplan oletetusti sisältämän miljoona astetta kuuman plasman elektronien lämpötilaa, ionisaation tilaa ja jäähtymismekanismeja. Suurimman osan tuon diffuusin miljoonan asteen plasman valoisuudesta odotetaan tulevan huonosti-tunnetuilta CHIPS taajuuksilta, joten tiedoilla on merkitystä monille Linnunradan sisäisille ja ulkopuolisille astrofyysisille ympäristöille.”

Tekstin alussa oleva CHIPS projektin julkaisema piirros antaa yksinkertaistetun kuvan tästä lähiavaruuden mielenkiintoisesta ja tärkeästä tutkimuskohteesta. Kyseessä on maapähkinän muotoinen avaruuden kupla, jonka sisällä on kaksi tähteä, aurinko ja Ison Koiran toiseksi kirkkain tähti, beta Canis Maior. Huomaa, kuinka oman aurinkokuntamme ympäröivä kupla koskettaa toista kuplaa, jonka sisällä on Marsin kanssa yötaivaalla kilpaileva Skorpionin tähtikuvion kirkkain tähti Antares, nopeasti omaa räjähtämispistettään lähestyvä punainen jättiläinen.

Kuvassa näkyy myös taaempana vasemmalla Orionin kirkas Betelgeuse. Se on suurin tähtitieteen tuntemista punaisista jättiläisistä eli M-tähdistä. Halkaisijaltaan Betelgeuse on kerrassaan 800 kertaa aurinkoamme suurempi - useimmat M tähdet ovat kymmenen tai enimmillään noin 500 kertaa auringon kokoisia. Betelgeusen massa on 20 kertaa aurinkoa suurempi. Kun tähtien valtavissa ydinreakoreissa palava alkuaine, vety, on kulunut loppuun tulee Betelgeusen vuoro räjähtää. Yhden ainoan tähden loppuräjähdyksestä syntyy supernova, joka saattaa kerralla säteillä valoa avaruuteen enemmän kuin kokonainen galaksi. Nämä supernovien räjähtelyt ovat olennainen osa avaruuden kuplien vaiheissa.