Avaruuden Mysteerien Selvittäjä

AMS-laitteisto etsii avaruudesta antimateriaa ja pimeää ainetta. Turun yliopiston avaruustutkimuslaboratorio on osallistunut kesällä avaruuteen vietävän laitteiston kehitystyöhön.

Heinäkuun 29. päivä klo 7.51 koittaa hetki, jota avaruustutkijat ympäri maailman ovat odottaneet pitkään: Kennedyn avaruuskeskuksesta käynnistyy NASAn sukkulalento, joka vie kansainväliselle avaruusasemalle kosmista säteilyä mittaavan laitteiston, AMS:n (Alpha Magnetic Spectrometer). 

Laitteen lähettämän tiedon avulla tutkijat odottavat saavansa tietoa maailmankaikkeuden syntyvaiheista sekä todisteita antimaterian ja pimeän aineen olemassaolosta – tai olemattomuudesta.

Turun yliopiston avaruustutkimuslaboratorio on osallistunut nobelisti Samuel Tingin johtamaan hankkeeseen sen alusta asti. Ting otti vuonna 1994 yhteyttä silloiseen avaruustutkimuslaboratorion johtajaan Jarmo Torstiin.

- Turun yliopistoon oli kertynyt alan osaamista hiukkastutkimuslaitteisto ERNEn rakentamisen yhteydessä. ERNE laukaistiin avaruuteen vuonna 1995 aurinkotutkimusluotaimen matkassa, professori Eino Valtonen kertoo.

Vaikka itse hanke on kokenut viivästymisiä, yhteistyö on sujunut hyvin. Turun yliopiston tutkijat ovat osallistuneet muun muassa AMS:n maatukilaitteiston valmistamiseen sekä vastanneet teollisuuden toimitusten koordinoinnista.

AMS-laitteistoa testataan CERNissä,
Sveitsissä. Laite siirretään loppukeväästä
Kennedyn avaruuskeskukseen laukaisun
valmistelua varten.

- Maatukilaitteisto, joka projektin alkuvaiheessa oli kokonaan suomalaisten vastuulla, liittyy AMS:n keräämän tietojen vastaanottoon ja käsittelyyn, laboratorioinsinööri Timo Eronen selvittää.

Pommi avaruuteen

Myös avaruuteen vietävissä laitteiston osissa, etenkin hiukkasten rataa mittaavissa piinauhailmaisimissa ja suprajohdemagneetissa, näkyy turkulaisosaaminen.

Voimakas magneetti on oleellinen osa laitteistoa: ohikiitävän avaruushiukkasen varaus saadaan selville magneetin aiheuttaman lentoradan kääntymisen suunnasta. Näin voidaan erottaa protonit ja antiprotonit – eli materia ja antimateria – toisistaan.

Laitteita testattiin jo vuonna 1998 NASA:n sukkulalennolla STS-91, jolloin sukkula telakoitui avaruusasema MIRiin.

- On mielenkiintoista, että lopulliseen laitteistoon valittiin suprajohde- eli sähkömagneetti testilaitteistossa olleen kestomagneetin sijasta. Suprajohdemagneetti toimii nimittäin nestemäisessä heliumissa, Valtonen sanoo.

Eronen jatkaa: - Jos magneetin sähkökäämin suprajohtavuus häviää, se aiheuttaa heliumin höyrystymisen, joka puolestaan johtaa melkoiseen räjähdykseen. NASAn tiukat turvallisuusstandardit huomioiden on yllättävää, että tällainen laite saadaan viedä avaruusasemalle.

Antimaterian löytyminen olisi tieteen vallankumous

Hankkeessa otetaan siis melkoisia riskejä, mutta myös mahdolliset tulokset ovat luonteeltaan mullistavia.  On laskettu, että universumissa pitäisi olla yhtä paljon materiaa ja antimateriaa. Tähän mennessä jälkimmäisestä ei ole löydetty todisteita.

Professori Eino Valtonen ja laboratorio-
insinööri Timo Eronen järjestävät 3.-6.8.
Euroopan kosmisen säteilyn symposiumin.
Nobelisti Samuel Ting on lupautunut
konferenssin puhujaksi, mikäli hän vain
ehtii AMS-lennon laukaisulta Turkuun.

- Jos laitteisto onnistuisi löytämään yhdenkin alkuräjähdyksestä peräisin olevan antimateriahiukkasen, esimerkiksi antiheliumytimen, olisi se täysin vallankumouksellista ja veisi maailmankaikkeuden rakenteen selvittämisen uudelle tasolle, Valtonen sanoo.

Mielenkiintoisia olisivat myös antimateriaan perustuvat sovellukset.

- Jos keksittäisiin, miten antimateriaa voitaisiin valmistaa, olisi käytössämme käytännössä rajaton energiavaranto. Mutta tämä on tietenkin toistaiseksi aivan scifiä, Eronen hymyilee.

Teksti: Tuomas Koivula
Kuvat: NASA, TK

Teksti on lisensoitu Creative Commons Nimeä 1.0 Suomi -lisenssillä.

Julkaistu 18.03.2010 15:07, päivitetty 18.03.2010 16:12