Tiede

Kirkkonummelta katsotaan miljardien valovuosien päähän – Uusi laite kääntyilee kuin pöllön pää ja tarkentaa paikannusta

Metsähovin uusi teleskooppi mittaa maapallon asentoa kiintopisteinään kaukaiset kvasaarit.

Se on iso ja painaa kymmeniä tonneja, mutta kääntyilee nopeasti kuin pöllön pää.

Metsähovin tutkimusaseman uusi radioteleskooppi katsoo miljardien valovuosien päässä säteileviin galakseihin, kvasaareihin.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Laitteen tehtävänä on määrittää maapallon asento, ja se onnistuu kvasaarien avulla.

Suomen uusi radioteleskooppi on osa geodeettisten havainto­asemien verkostoa, joka määrittelee maapallon asennon avaruudessa entistä nopeammin ja tarkemmin.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Maapallon asento voidaan määrittää niin tarkasti, että virhemarginaali vastaa parin senttimetrin heittoa kuuden tuhannen kilometrin matkalla.

Tällä on myös arkipäiväistä käytännön merkitystä. Nykyisin kaikkialla käytetyssä satelliittipaikannuksessa lähdetään liikkeelle maapallon keskipisteestä. Sieltä on Maan pinnalle matkaa yli 6 000 kilometriä.

Kun maapallon asento tiedetään tarkasti, pystytään määrittämään satelliittien tarkat paikat.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

”Jos maapallon asentoa ja peruskiintopisteitä ei tunnettaisi tarkasti, ei olisi tarkkaa paikannustakaan”, sanoo professori Markku Poutanen Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksesta.

Maapallon asennon määrittely onnistuu vain kvasaarien avulla. Ne ovat riittävän kaukaisia kiintopisteitä. Jotkin ovat yli kymmenen miljardin valovuoden päässä. Siksi ne näyttävät pysyvän paikoillaan.

Maapallon asento määritään siten, että useat radioteleskoopit tarkkailevat samaa kvasaaria yhtä aikaa. Kvasaarista tuleva radiosäteily saapuu maapallolle tasoaaltona, joka osuu eri aikaan maapallon eri puolilla oleviin teleskooppeihin.

Kun havaintoja tehdään satoja, voidaan laskea maapallon asento kvasaarien suhteen joka hetki. Menetelmää sanotaan pitkän kantaman interferometriaksi (vlbi).


Paikkatietokeskuksen Metsähovin tutkimusaseman uuden teleskoopin kaltaisia on valmiina ja rakenteilla parikymmentä eri puolilla maapalloa. Yhdessä ne muodostavat valtavan radioteleskoopin.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Maapallon pyöriminen ja ilmakehän kerrokset vääristävät signaaleja. Vääristymiä korjaillaan ja korjattuja aikaeroja vertaillaan laskentakeskuksissa. Lähin on Bonnissa Saksassa.

Maapallon asentoa on mitattu Metsähovissa aikaisemminkin. Tehtävään on lainattu naapurissa olevaa Aalto-yliopiston radioteleskooppia joitakin kertoja vuosittain.

Uusi radioteleskooppi alkaa tehdä havaintoja vuonna 2020. Vauhtiin päästyään se havainnoi avaruutta vuorokauden ympäri ja jokaisena päivänä.

”Siksi tarvitaan oma teleskooppi. Se kääntyy paljon nopeammin kuin Aallon vanha laite, joten havaintoja saadaan enemmän lyhyessä ajassa”, Poutanen sanoo.

Nykyisin maapallon asento lasketaan jälkikäteen jopa viikkoja vanhoista havainnoista. Niistä lasketaan eteenpäin, mikä on maapallon asento tänään.

Uusien teleskooppien verkolla tulokset saadaan jopa muutamassa tunnissa. Tarvitsee ennustaa enää kolme tuntia eteenpäin, jotta tiedetään maapallon asento nyt.

Asennolla on väliä, koska se vaikuttaa paikannussatelliittien asemaan meihin nähden. Maan paikka avaruudessa sen sijaan ei ole paikannuksen kannalta merkityksellinen.

”Vaikka maa siirrettäisiin miljoona kilometriä sivuun, ei havainnoissa huomattaisi mitään. Kvasaarit ovat niin kaukana, etteivät niiden väliset suunnat täältä katsoen muutu”, Poutanen selittää.

Myös maapallon pyörimisestä, päivän pituudesta ja napojen liikkeestä saadaan teleskooppien verkostolla entistä tarkempaa tietoa. Maankuoren liikkeetkin pystytään mittaamaan erittäin tarkasti.

Metsähovin sijainti tunnetaan jo sentin tarkkuudella ja vuosittainen liike alle puolen millimetrin tarkkuudella.

Euraasian mannerlaatta liikkuu 3,5 senttimetriä vuodessa. Maa kohoaa Metsähovin kohdalla 4,5 millimetriä vuodessa.

”Teleskooppi toimii radioaaltojen alueella, joka on hyvin herkkä ilmakehän vesihöyrylle. Tiheästi toistuvilla mittauksilla voimme skannata taivaan useissa suunnissa ja arvioida myös vesihöyryn pitoisuuden”, hankepäällikkö Nataliya Zubko lisää.


Avaruuden kiintopisteet kvasaarit ovat voimakkaasti radiotaajuuksilla säteileviä kohteita, jotka näyttävät kaukoputken läpi katsottuina tähdiltä. Ne ovat galaksien säteileviä keskuksia.

Säteily on peräisin galaksien keskustoissa olevista massiivisista mustista aukoista. Kun ympäröivää ainetta putoaa mustaan aukkoon, se säteilee muun muassa radioaaltoja.


Kvasaareista alettiin puhua 1960-luvun alussa, kun oli havaittu mystisiä kirkkaita radiosäteilyä lähettäviä kohteita miljardien valovuosien päässä.

Kvasaareja on havaittu tuhatmäärin, mutta Metsähovi ja verkoston muut teleskoopit tarkkailevat vain valikoituja.

Kohteina on kolmesataa kvasaaria, jotka ovat mahdollisimman pistemäisiä. Laajat ja epämääräiset kohteet heikentävät mittausten tarkkuutta.

Metsähovin radioteleskooppi kääntää katseensa kokoonsa nähden nopeasti. Se pyörähtää kaksitoista astetta sekunnissa. Samoin tekevät muut verkon teleskoopit.

Niiden pitää olla nopeita, koska kaikkien pitää suunnata katseensa samaan kvasaariin yhtä aikaa.

Jokainen teleskooppi käy atomikellon tarkkaa aikaa. Metsähovin aika saadaan Otaniemestä VTT:n mittatekniikan keskuksen laboratoriosta. Otaniemen atomikellon heitto on alle sekunti miljoonassa vuodessa.

Yksittäinen teleskooppi kerää dataa satoja megabittejä sekunnissa ja tertavun vuorokaudessa. Tietokoneiden nopeus ei aina riitä, ja pulmana on ollut myös datan siirtäminen.

Suomessa yhteydet toimivat valokaapeleilla. Saksassa laskentakeskuksessa tiedonsiirto alkaa tukkeutua, kun dataa tulee yhtä aikaa kaikista observatorioista.

Kaikkiin observatorioihin ei ole ollut riittävän nopeaa valokaapelia, joten data on siirtynyt kovalevyillä, joita on lähetetty kuriiripostilla. Nyt tieto alkaa kulkea verkossa.

Radioteleskoopit ovat suurempia kuin näkyvän valon teleskoopit, koska radioaallot ovat paljon pidempiä kuin näkyvän valon aallonpituudet.

Metsähovin teleskoopin lautasen halkaisija on 13,2 metriä. Teleskoopin tukirakenne on terästä, mutta itse lautanen on alumiinia.


Alumiini on paras kompromissi, kun otetaan huomioon hinta, sähkönjohtavuus ja paino. Lähes kaikki radioteleskoopit on rakennettu siitä.

Vielä parempi materiaali olisi Paikkatietokeskuksen tutkimuspäällikön Jyri Näräsen mukaan hopea. Se johtaa metalleista parhaiten sähköä.

”Hopeinen teleskooppi vaatisi kyllä rahaa melkein rajattomasti”, Näränen sanoo.

Hopea myös painaa paljon enemmän kuin alumiini, joten rakenteesta tulisi hyvin raskas. Peili ei saa kuitenkaan taipua oman painonsa alla, koska muodon muutos heikentää peilin heijastuvuutta.

Metsähovin teleskoopin lautanen saa poiketa ihanteellisesta muodosta vain 0,3 millimetriä. Valmistaja, Kiinan teknologinen tutkimuskeskus, pystyi 0,2 millimetrin tarkkuuteen.

Lautanen tilattiin aliurakkana Kiinasta, ja muuten laitteisto on saksalaista työtä. Samanlaiset teleskoopit valmistuvat Ruotsiin ja Huippuvuorille.

Koko hankkeen hinta on hankepäällikkö Zubkon mukaan kolme miljoonaa euroa. Itse teleskooppi vei summasta kaksi miljoonaa.

Korjaus 13.11. kello 16.40: Tarkennettu, että teleskooppi on Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksen. Tekstissä mainittu Aalto-yliopiston teleskooppi on vieressä.

    Seuraa uutisia tästä aiheesta

  • Avaruus
  • Paikannus
  • Tiede
  • Matti Mielonen

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    • Juuri nyt
    • Päivä
    • Viikko
    1. 1

      Vasemmistoliiton entinen kansanedustaja Pentti Tiusanen on kuollut

    2. 2

      Ennätykselliset veronpalautukset maksuun tiistaina – ensi vuonna valtaosa ei enää saa ”joulupalautuksia”

    3. 3

      Painin päätteeksi Rauno Lehmusvyöry painoi liipaisinta, mutta varmistin pelasti poliisin hengen – Nyt ”vekselit lankeavat”, ja vakava sairaus nujertaa korsolaisen rikollis­joukon ydin­hahmoa

      Tilaajille
    4. 4

      Kesän jälkeen äitien kasvoilta katosivat ilmeet, ja kätilö Rosmariini Tolonen näki sen – HS:n erikoisartikkeli vie vainottujen rohingyojen pakolaisleirille

      Tilaajille
    5. 5

      Fiasko, floppi ja painajainen – finaalitappio Suomelle otti Ruotsissa koville

    6. 6

      36-vuotias miljonääri on korvaamassa ex-kenraalin Valkoisen talon portin­vartijana – Kuva­kooste näyttää, miten tiuhaan Trumpin kabinetin ovi on käynyt

    7. 7

      Trafin verkkopalvelussa pääsi sunnuntai-iltana tarkastelemaan suomalaisten ajokorttitietoja – virasto kertoi sulkeneensa palvelun selvityksen ajaksi jo aiemmin

    8. 8

      HS selvitti Helsingin riitaisimmat taloyhtiöt – Haku­kone näyttää, millä alueilla riidellään eniten

    9. 9

      Vuonna 1984 demareiden katseet kohdistuivat nelivuotiaaseen poikaan – niin nytkin, sillä tuo sama poika yrittää pelastaa puolueen

    10. 10

      Kolmemetrinen hai esti yksinpurjehtija Tapio Lehtistä puhdistamasta venettään – ”Siinä se tuijotti kiltin näköisenä, mutta uimahalut lähtivät sillä sekunnilla”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Kesän jälkeen äitien kasvoilta katosivat ilmeet, ja kätilö Rosmariini Tolonen näki sen – HS:n erikoisartikkeli vie vainottujen rohingyojen pakolaisleirille

      Tilaajille
    2. 2

      Painin päätteeksi Rauno Lehmusvyöry painoi liipaisinta, mutta varmistin pelasti poliisin hengen – Nyt ”vekselit lankeavat”, ja vakava sairaus nujertaa korsolaisen rikollis­joukon ydin­hahmoa

      Tilaajille
    3. 3

      Ennätykselliset veronpalautukset maksuun tiistaina – ensi vuonna valtaosa ei enää saa ”joulupalautuksia”

    4. 4

      Vuonna 1984 demareiden katseet kohdistuivat nelivuotiaaseen poikaan – niin nytkin, sillä tuo sama poika yrittää pelastaa puolueen

    5. 5

      HS selvitti Helsingin riitaisimmat taloyhtiöt – Haku­kone näyttää, millä alueilla riidellään eniten

    6. 6

      Rumien otsikoiden takaa löytyy maa, joka antaa hengittää – HS:n Laura Saarikoski ja muut suomalaiset kertovat, miksi USA on hyvä koti

      Tilaajille
    7. 7

      ”Todellinen vakavuus selvisi vasta paikan päällä” – Mies kuoli Keravan rautatieasemalla, poliisi otti kaksi kiinni taposta epäiltynä

    8. 8

      Yksi periaate oli presidentti George H. W. Bushille ehdoton elämän loppuun asti – viisivuotiaan Cooperin kirjekään ei kääntänyt hänen päätään

    9. 9

      ”Otimme excel-taulukosta väärän rivin” – Luonnonvarakeskus korjaa arviotaan metsien hiilinielun kasvuvauhdista tulevina vuosina

    10. 10

      Yksi kuoli, useita vaipui koomaan elektronisen musiikin festivaalilla Australiassa

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Mies oli hurmaava, mutta kun yksiön ovi yöllä sulkeutui, Minna tajusi jotain olevan vialla – ”Minulle tapahtui asioita, joita en olisi halunnut tapahtuvan”

      Tilaajille
    2. 2

      Kansanedustaja Touko Aallon päälle käytiin Linnan juhlissa – ”Kahdella kädellä rintakehään niin voimakkaasti kuin pystyy”

    3. 3

      Nintendoa palkkamurhaajien kanssa ja lapsuus, jossa ”kaikki kuolivat ympäriltä” – Maailman etsityimmän rikollisen poika kulki kouluun kopterilla ja oppi isältä, kuinka itsemurha tehdään

      Tilaajille
    4. 4

      Kuvakooste: Valitsimme Linnan juhlien kymmenen säväyttävintä pukua – lukijoiden suosikiksi nousi 19-vuotias yllätysnimi

    5. 5

      Helsingissä hakaristilippujen kantaminen johti käsirysyyn, pidätyksiin ja epäilykseen kiihottamisesta kansanryhmää vastaan – Kaksi pidätettiin myös 612-soihtukulkueen häirinnästä

    6. 6

      Jopa syntyperäinen suomalainen saattaa pian voida menettää kansalaisuutensa – Eduskunta alkaa käsitellä kiistanalaista lakiesitystä

    7. 7

      Tässä on Oodi – HS:n erikoisartikkeli kertoo, millainen uusi keskustakirjasto on, miten siellä liikutaan ja mistä löytyvät kirjat, kahvilat ja ajanviettopaikat

      Tilaajille
    8. 8

      Oulun poliisi varoittaa: Ulkomaalaistaustaiset miehet saalistavat nuoria tyttöjä netissä

    9. 9

      Näyttelijä Jasper Pääkkönen rikkoi asuvalinnallaan etikettiä – kumppanilla kultainen, käärmeteemainen paljettiasu

    10. 10

      ”Pienenä hain äitiä baarista” – Viisi huostaan otettua nuorta kertoo, miten lastensuojelu muutti heidän elämänsä

      Tilaajille
    11. Näytä lisää
    Uusimmat
    1. Juuri nyt
    2. Saksassa valmistaudutaan junakaaokseen – Palkankorotusta vaativat työntekijät lakkoilevat maanantaina
    3. Fiasko, floppi ja painajainen – finaalitappio Suomelle otti Ruotsissa koville
    4. Vasemmistoliiton entinen kansanedustaja Pentti Tiusanen on kuollut
    5. Tunti sitten
    6. Marigold voitti äärimmäisen täpärästi kauden toisen valintakilpailun kamppailussa paikoista muodostelmaluistelun MM-kotikisoihin – ”Ohjelmassa oli pieniä kauneusvirheitä”
    7. Trafin verkkopalvelussa pääsi sunnuntai-iltana tarkastelemaan suomalaisten ajokorttitietoja – virasto kertoi sulkeneensa palvelun selvityksen ajaksi jo aiemmin
    8. Suomi juhlii toisen kerran peräkkäin salibandyn MM-kultaa – konkari Mika Kohonen piti erätauolla voimapuheen: ”Sanoi, että lähdetään nauttimaan”
    9. 2 tuntia sitten
    10. Itsenäisyysjuhlien jälkeen eduskunta aloittaa rutistuksen ja pitää vain lyhyen joulutauon, mutta silti moni lakiesitys jää aikapulan takia antamatta Tilaajille
    11. Kaisa Mäkäräiselle uran 25. maailmancupin voitto häikäisevällä esityksellä – ”Täytyy panna ’käet’ ristiin, että sama jatkuu”
    12. Irak julisti lyöneensä Isisin tasan vuosi sitten, mutta jihadistit jatkavat hyökkäyksiään ja kokoavat rivejään – ”Heidän ajatuksensa elävät yhä”
    13. Kaisa Mäkäräisen kannatti jatkaa uraansa ainakin vuodella, kun monta pahaa uhkaajaa on lopettanut
    14. Näytä lisää