Tampereen yliopisto

Asteroidien sisärakenne selville tomografisen tutkan avulla – tiedosta apua aurinkokunnan syntyvaiheiden selvittämisessä ja asteroidien torjunnassa

Jaa

Diplomi-insinööri Liisa-Ida Sorsa osoittaa matematiikan alan väitöskirjassaan, että matalataajuisella tutkalla mitaten voidaan tunnistaa pienten taivaankappaleiden kuten kivikasa-asteroidien sisärakenteista esimerkiksi onkaloita, halkeamia tai tihentymäalueita asteroidia kiertävästä satelliitista käsin. Tieto auttaa selvittämään aurinkokunnan syntyvaiheita, torjumaan asteroidien törmäyksiä Maahan sekä kohdentamaan malminetsintää.

Sorsa tutki ilmiötä sekä simulaatioiden että laboratoriossa pienoismallin avulla suoritettujen tomografisten tutkamittausten avulla. Tutkimuksen tulokset ovat osa Euroopan avaruusjärjestön (ESA) tulevan Hera-avaruusmission tomografisen Juventas-tutkan kehitystä ja tuleviin oikeisiin asteroidia kuvantaviin mittauksiin valmistautumista.

Asteroidit ovat aurinkoa kiertäviä pieniä, kooltaan sadan metrin ja jopa satojen kilometrien välillä olevia kivisiä kappaleita, jotka ovat muodostuneet aurinkokunnan alkuhetkillä. Niitä tutkimalla voidaan saada tietoa aurinkokunnan synty- ja varhaisvaiheista.

– Pieni osa asteroideista kulkee radalla, joka voi uhata törmäyksellään Maata. Näiden kappaleiden törmäysuhan torjumisen kannalta on tärkeää tuntea tällaisen asteroidin rakenne, jotta sen torjumiseen voidaan valita sopivimmat keinot, Liisa-Ida Sorsa kertoo.

Perustutkimuksen näkökulmasta asteroidien rakennetta tutkimalla voidaan saada tietoa aurinkokunnan syntyvaiheista. Lisäksi osassa asteroideista voi esiintyä arvokkaita metalleja, joiden ympärille on viime vuosina ilmestynyt asteroidien sisältämän malmin etsintään tähtääviä liikeyrityksiä, jotka tarvitsevat tietoa sisärakenteesta kohdentaakseen malminetsinnän oikein.

Matemaattisilla menetelmillä 3D-kuva asteroidin sisärakenteesta

Tomografinen kuvantaminen tutkalla on kolmiulotteisen viipalekuvauksen menetelmä, jossa asteroidia luodataan radioaaltosignaalilla asteroidia kiertävästä satelliitista. Asteroidin läpi tai kautta kulkeva signaali tallennetaan vastaanottavassa tutkassa. Näiden vastaanotettujen tutkasignaalien avulla voidaan matemaattisten menetelmien avulla muodostaa kolmiulotteinen kuva kappaleen sisärakenteesta.

– Väitöskirjatutkimukseni mukaan erityisesti tomografisella tutkalla voidaan havaita kappaleen sisällä olevat tyhjiöonkalot ja halkeamat sekä vaikkapa metalliset alueet, joissa tutkan sähkömagneettinen aalto on reagoinut muusta ympäristöstä poikkeavalla tavalla johonkin yksityiskohtaan, Sorsa toteaa.

Tällä hetkellä on käynnissä Euroopan avaruusjärjestön (ESA) ja yhdysvaltalaisen NASA:n yhteinen Maahan kohdistuvien törmäysuhkien torjumiseen tähtäävä AIDA-yhteistyöavaruusmissio (Asteroid Imact and Deflection Assessment). NASA:n johtama DART-osuus missiosta (the Double Asteroid Redirection Test) on laukaistu ja on matkalla kohti kohdettaan, kaksoisasteroidisysteemi Didymosta, jonka se saavuttaa lokakuussa 2022. DART:ssa on mukana törmäytin, jolla kohdeasteroidin lentorataa muutetaan.

Lokakuussa 2024 laukaistaan AIDA-yhteistyön eurooppalainen vaihe eli Euroopan avaruusjärjestön (ESA) Hera-missio kohti samaa kohdetta. Siinä on mukana Juventas-tutka, jolla voidaan suorittaa tomografinen tutkamittaus kohdeasteroidista. Liisa-Ida Sorsan väitöskirjassa on kehitetty matemaattisia menetelmiä tällaisen mittauksen analysointia varten. Lisäksi on osoitettu sekä simulaatioiden että laboratoriossa tehtyjen pienoismallimittauksen avulla, että Juventas-tutkan kaltaisella tutkimusasetelmalla voidaan saada selville kohdeasteroidin sisärakenne.

Diplomi-insinööri Liisa-Ida Sorsan matematiikan alaan kuuluva väitöskirja Full-Wave Radar Tomography of Complex, High-Contrast Targets: Imaging the Interior Structure of a Small Solar System Body tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 29.10.2021 kello 12.00 Hervannan kampuksen Tietotalon salissa TB109 osoitteessa Korkeakoulunkatu 1. Vastaväittäjänä toimii yliopistotutkija Anne Virkki Helsingin yliopistosta. Kustoksena toimii Tenure Track -professori Sampsa Pursiainen Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnasta.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Liisa-Ida Sorsa
liisa-ida.sorsa@tuni.fi

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Tampereen yliopisto
Tampereen yliopisto
Kalevantie 4
33014 TAMPEREEN YLIOPISTO

p. 0294 5211https://www.tuni.fi

Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa. 

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto

Verotutkimuksen huippuyksikkö Tampereen yliopistoon14.10.2021 09:30:00 EEST | Tiedote

Suomen Akatemia on valinnut Tampereen yliopiston johtaman verotutkimuksen konsortion huippuyksikköohjelmaansa. Huippuyksikön tavoitteena on tuottaa uutta tietoa verotuksesta ja tulonsiirroista. Tutkimuksen tulokset voivat vaikuttaa olennaisesti yhteiskuntapoliittisiin suosituksiin verojärjestelmää suunniteltaessa. Huippuyksikössä ovat mukana myös Valtion taloudellinen tutkimuskeskus VATT sekä Helsingin yliopisto.

3D-mallintaminen toimii hyvänä perustana nenä- ja sivuonteloiden tutkimiselle13.10.2021 10:45:25 EEST | Tiedote

Nenä- ja sivuonteloiden kuvantamistutkimukset perustuvat nykyään tietokonetomografiaan, jolla saadaan hyvä hahmotus nenän ja sen sivuonteloiden rakenteista, mutta ei niiden toiminnallisesta tilanteesta. Toiminnallisten nenävirtauksen mittaustutkimusten luotettavuus vaihtelee, eivätkä niiden tulokset yhdessä kuvantamislöydösten kanssa ole aina yhteneviä tukkoisesta nenästä kärsivien potilaiden oireiden kanssa. Lääketieteen lisensiaatti Olli Valtonen totesi väitöstutkimuksessaan, että tietokonetomografiaan pohjautuvat 3D-mallinnukset toimivat luotettavan tasoisesti tutkimuskäyttöä varten.

Turvallisuusviranomaisten työhön tehoa työyhteisötaitoja johtamalla12.10.2021 10:00:00 EEST | Tiedote

Turvallisuusviranomaisten työssä on perinteisesti korostettu johtamista ja esimiestyötä puhuttaessa strategisiin tavoitteisiin pääsemisestä. Hallintotieteiden maisteri Arto Hietasen tuore väitöskirja osoittaa, että myös työntekijöiden työyhteisötaidot ovat keskeisessä asemassa pyrittäessä asetettuihin strategisiin tavoitteisiin. Tutkimustulokset nostavat esille työyhteisötaitojen johtamisen tärkeyden osana organisaation strategisen henkilöstöjohtamisen kokonaisuutta.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme