|
Mittaamme valon takaisinsirontaa mineraalimateriaalista lähellä
nollavaihekulmaa. Mittalaitteena meillä on Helsingin yliopiston
Tähtitieteen laitoksella kehitetty ja meidän jatkokehittelemämme
mittalaite, jollaista ei ole ennen viety mikrogravitaatio-olosuhteisiin
(painottomaan tilaan).
Nollavaihekulmalla tarkoitetaan tilannetta, jossa havaitsija on
valonlähteen ja sirottajan välissä. Sirottajalla tarkoitetaan
tässä mitä tahansa pintaa, jonka sirottavat hiukkaset muodostavat
(esim. taivaankappaleita voidaan pitää sirottajina). Jo 1800-luvun
lopulla löydettiin tähtitieteellisten havaintojen avulla ilmiö,
jota kutsutaan oppositioefektiksi. Oppositioefektillä tarkoitetaan
sironneen valon intensiteetin voimakasta kasvua lähellä nollavaihekulmaa.
Tuosta erinomainen esimerkki on täysikuu, joka on huomattavasti
kirkkaampi kuin sen pitäisi olla pelkästään kuun täyden kiekon
heijastuspinta-alasta laskettuna. Ilmiöön liittyvää fysiikkaa on
yritetty ymmärtää jo yli sadan vuoden ajan ja useita takaisinsirontaa
selittäviä teorioita onkin olemassa, mutta lopullista selitystä
ilmiölle ei ole löydetty.
Parhaimmatkin teoriat ovat vain teorioita ilman empiiristä varmennusta.
Oppositioefektiä ei ole koskaan ennen mitattu laboratorio-oloissa
mikrogravitaatiossa, jossa olosuhteet vastaavat aineen pakkautumisen
kannalta esim. olosuhteita asteroidien pinnalla. Meillä on siis
ainutlaatuinen tilaisuus suorittaa ensimmäiset mittaukset
painottomuudessa, jotka saattavat auttaa vuosisadan ikäisen mysteerin
ratkaisemisessa. Valon takaisinsironnan ja yleisesti sironnan
onnistuneella mallintamisella on valtavat käyttömahdollisuudet niin
tähtitieteessä kuin maan päälläkin, esim. erilaisten päällystemateriaalien
suunnittelussa ja kaukokartoituksessa.
Tarkempaa tietoa tutkimuksestamme löytyy projektin julkaisuista:
| [1]
Seppo Heikkilä, Helsinki University of Technology,
Special Assignment in Space Technology 2004. Light backscattering
measurements of small particles in microgravity.
|
| [2]
Jyri Näränen, University of Helsinki, Master Thesis 2003.
Light scattering measurements of planetary regolith analogs at small phase angles. (pyydä)
|
| [3]
Näränen J., Kaasalainen S., Peltoniemi J., Heikkilä S., Granvik M.
and Saarinen V., Laboratory photometry of planetary regolith
analogs. II. Surface roughness and extremes of packing density,
Astronomy & Astrophysics Journal vol. 426, 1103-1109, November, 2004. (pyydä)
|
| [4]
Heikkilä S., Näränen J., Granvik M., Saarinen V., Light Backscattering
Measurements of Small Particles in Microgravity, 55th International
Astronautical Congress, October 4 - 8, 2004, Vancouver, Canada. (pyydä)
|
|