Elämä ilman puolijohteita olisi nykyisin varsin hankalaa, kun niitä on joka puolella. Mutta ei ole ollut vielä pitkään: ensimmäinen puolijohde tehtiin 50 vuotta sitten.
 
Puolijohde sinällään ei ole mikään erikoinen aine, sillä niissä sähköä johtamaton aine on muutettu eräissä tilanteissa sähköä johtavaksi sen fysikaalisia ominaisuuksia muuttamalla tai lisäämällä siihen jotain muuta ainetta. Mikropiireissä puolijohteita on rakennettu päällekkäin ja vieri viereen hyvin pieninä, jolloin yhdelle puolijohdepinnalle saadaan laitettua paitsi paljon pienenpieniä sähköisiä komponentteja, niin myös nämä komponentit saadaan toimimaan keskenään yhtenä sähkölaitteena. 

Idean tällaisesta sai Texas Instruments -yhtiön Jack Kilby, joka rakensi ohessa olevan kuvan kaltaisen varsin alkeellisen mikropiirin ja sai sen toimimaan 50 vuotta sitten Kaliforniassa San Fransiscon eteläpuolella paikassa, joka nykyisin tunnetaan Piilaaksona. Ensimmäisessä mikropiirissä oli vain viisi komponenttia, mutta se osoitti tekniikan toimivan, ja sen jälkeen puolijohdekiekon päällä olevien komponenttien koko on pienentynyt valtavaa vauhtia, kunnes nyt meillä on esimerkiksi tässä Macbook Air -tietokoneessa, jolla tätä kirjoitan, oleva minikokoisia mikroprosessoreja. Hurjaa.
 
Siksipä tänään perjantaina kannattaa nostaa lasillinen 50-vuotiaalle mikropiirille, nykyaikaisen elämänmenon mahdollistajalle!

Avaruusasioista kertoessani olen törmännyt usein väitteeseen (osin oikeaankin), että avaruuslennot ovat kalliita. Nyt samaan törmää hieman lähempänä olevasta aiheesta puhuttaessa: tunneli Suomenlahden alitse Tallinnaan on kerrassaan erinomainen ehdotus, mutta sitä ollaan torpedoimassa heti kättelyssä lyhytnäköisen kustannuskeskustelun vuoksi.

Kuten ohjelmiani ja tätä blogiakin seuranneet ovat huomanneet, pidän lentämisestä. Kiitäminen pilvien yläpuolella on ihanaa ja maisemat mahtavia. Vain lentokoneella on kätevää matkustaa toiselle puolella planeettaamme ja ilman globaalia kansainvälistä kanssakäymistä kasvokkain voisi maapallo olla nykyistä paljon pahemmassa jamassa. Ihailen lisäksi lentokoneita teknistieteellisinä laitteina ja hämmästelen aika kuinka tarkasti sekä turvallisesti koko lentoliikenneinfrastruktuuri toimii.

Lentoliikenteen tuottamat päästöt ovat kuitenkin suuri ongelma, vaikkakin lentoliikenteestä on tehty julkisuudessa aiheettomankin suuri mörkö - etenkin kun niin söpöiltä merellä näyttävät, mutta todellisuudessa varsin hurjasti saastuttavat laivat on jätetty lähes kokonaan huomiotta. Lyhyillä matkoilla juna on ehdottomasti kätevin ja ympäristöystävällisin matkustusmuoto, ja niiden käyttämistä tulisi rohkaista kaikin keinoin.

Ja nyt päästäänkin jo asiaan, eli tunneliin. Tunneli Helsingistä Tallinnaan olisi erinomainen ratkaisu paitsi näiden kahden, niin lähekkäisen, mutta meren erottaman kaupungin väliseen liikenteeseen, niin se myös toisi keskisen Euroopan lähemmäksi. Sieltä päin (tai täältä päin, sillä kirjoitan tätä Münchenissä) katsottuna Suomi on saari, ja yhtä lailla kun Kanaalitunneli teki Brittein saarista fyysisen osan mannerta, tekisi tunneli Suomenlahden ali Suomesta konkreettisesti osan Eurooppaa. Yöjuna Berliiniin? Helikopteriakin nopeammin Tallinnaan?

Pitkän tunnelin tekeminen luonnollisestikin on kallista, mutta tunneli olisi investointi tulevaisuuteen. Tunnelin rakentaminen Suomenlahden alle olisi helpompaa kuin höttömäiseen Kanaalin pohjaan, sillä kallio on kovaa ja kestävää täällä Pohjolassa. Sen kun vain poraisi.

Joku on heittänyt summan miljardi euroa tunnelille, mutta mitä tämä miljardi on? Se, minkä uuden ydinvoimalamme budjetti menee ylitse suunnitellun. Se on vajaa kaksisataa euroa per suomalainen; voin laittaa oman osuuteni tulemaan heti firmalle, joka sitoutuu tekemään tunnelin. Ja jos tuo 200 per suomalainen jaetaan vaikkapa vain sadan tulevan vuoden osalle, niin se on kaksi euroa per vuosi.

Rakentamiseen olisi todennäköisesti saatavissa rahaa myös EU:lta ja tunneli toisi Suomeen myös aiempaa enemmän vierailijoita, kenties jopa tunnelituristeja, jollaisena olen Kanaalitunnelin alitsekin mennyt itsekin pari kertaa - ihan vain huviksi.

Pitkään aikaan ei Suomessa ole ehdotettu yhtä järkevää suunnitelmaa, ja nyt sitä ollaan mollaamassa jo heti kättelyssä! Järki käteen!

Suunnittelu tulisi aloittaa välittömästi - eihän tunnelia olisi vielä pakko alkaa rakentaa, mutta projekti kannattaisi tutkia erittäin huolellisesti.

Huikeasta laskeutumisesta Marsiin on pian pari viikkoa ja tässä välissä olen itsekin paitsi laskeutunut Suomeen, niin myös ennättänyt tekemään Millennium-palkintojenjaossa näytettävät ehdokasesittelyvideot. Kerron Millennium-asioista enemmän ensi viikolla, mutta nyt takaisin punaiselle planeetalle!
 
Nyt on meneillään Sol 12 ja sen aikana Phoenix asettaa robottikäsivarrellaan ensimmäiset näytteet Marsin maaperästä (siis marsperästä) TEGA-nimisen tutkimuslaitteen analysoitavaksi. Laite kuumentaa näytettä moneen eri kertaan kaikkiaan neljä päivää kestävässä kokeessa, minkä tarkoituksena on ensinnä höyrystää kaikki näytteessä mahdollisesti oleva jää ja lopulta analysoida näytteen mineraalien rakennetta.
 
Kokeen aloitus viivästyi parilla päivällä, koska laitteistossa havaittiin vika laskeutumisen jälkeen kutakin tutkimuslaitetta tarkistettaessa. Näytettä ionisoiva vastuslanka oli joutunut nähtävästi oikosulkuun jossain vaiheessa, ja sen jälkeen kun asiaa oltiin tutkittu ja koitettu ratkaista jotenkin, oli pakko siirtyä käyttämään varalankaa. Avaruuslaitteissa ei juuri koskaan jätetä mitään yhden langan varaan. Vaikka ionisointia ei olisi saatu kuntoon, ei laite olisi ollut äysi torso, mutta vajaakuntoinen kylläkin.
 
Tämän jälkeen tietoliikenneyhteys pätki ja syynä tähän oli nyt Mars Odyssey. Se asettui varotilaan ja jäi odottamaan ohjeita Maasta, jolloin tietoliikenne pinnalle jäi hoitamatta. Nyt Odyssay toimii taas kunnolla, kuten myös toinen NASAn Marsia kiertävistä satelliiteista, MRO. Ja koko ajan eurooppalainen Mars Express on varuillaan, sillä myös se voi hoitaa tietoliikenteen Phoenixin ja Maan välillä.
 
Lyhennene TEGA tulee sanoista "Thermal and Evolved-Gas Analyzer" ja nimensä mukaisesti laite siis analysoi marsperänäytteistä tulevia kaasuja. Siinä on kahdeksan pientä kertakäyttöistä uunia ja kaksi sensoriyksikköä, jotka haistelevat uuneista ulos virtaavia kaasuja. Koska vain kahdeksan näytettä voidaan tutkia, pitää paikat, mistä ne kauhotaan, valita tarkasti.
 
Vielä tarkempia pitää olla MECA-instrumentin kanssa, sillä siinä on vain neljä tutkimuskammiota. MECA  (Microscopy, Electrochemistry, and Conductivity Analyzer) on TEGAa mutkikkaampi laite, joka kuvaa ja tutkii näytteet hyvin tarkasti. Sen käyttöön päästään vasta myöhemmin; nyt se on kuitenkin laitettu jo käyttökuntoon ja tutkimuskammioiden suojat on poistettu. Yksi TEGAn uunin suoja ei avautunut täydellisesti, mutta robottikäden pitäisi voida pystyä solauttamaan näytteen vaillinaisesti avautuneesta luukustakin - tätä on testattu jo useampaan kertaan lennonjohdon kaksoiskappaleella.
 
Kuvat, joita Phoenix on lähettänyt, ovat muuttuneet yhä tarkemmiksi ja jännemmiksi. Eräs kiinnostavimmista oli viime viikonlopun aikana otettu kuva, missä robottikäden päässä oleva kamera kurkisti laskeutujan alle: siellä näyttää olevan laaja, rakettimoottorien puhalluksen voimasta hiekasta puhdistunut alue, joka näyttää olevan jäätä. Ulkonäkö saattaa pettää, mutta kaikki muutkin merkit hiekassa olevista pienistä vaaleista pipanoista aina pinnalla oleviin vajoamiin kertovat yksiselitteisesti siitä, että marsperrä Phoenixin alla on jäätikköä, jonka päällä on ohut hiekkakerros. Hiekka on puhaltunut vuosimiljoonien kuluessa siihen tuulen mukana sekä sitä on roiskunut paikalle kivien kanssa törmäyksissä, jotka ovat muodostaneet lähistön kraattereita.
 
Nämä ensimmäiset viikot Marsissa ovat menneet pääasiassa paitsi laitteistoja käynnistellessä ja testatessa, niin myös ympäristöä yhä tarkemmin kuvatessa. Koko laskeutujan ympäristöstä on tehty 3D-kartta, jonka avulla esimerkiksi robottikäden liikkeiden suunnittelu on helppoa. Myös ympäröivästä maisemasta on tehty hieno panoraama ja laskeujan paikka tiedetään myös parin metrin tarkkuudelta, sillä se on kuvattu kiertoradalta.
 
Marsin säätilaa on muuten nyt kätevä seurata lähes reaaliaikaisesti, jos lataat tietokoneellesi tästä kertovan widgetin: http://phoenix.lpl.arizona.edu/screen.php
 
Siitä tosin puuttuu (ainakin vielä) painemittaustieto, mutta sen voi kuvitella siihen mielessään. Normaalisti paine on noin 8,55 millibaria. Lämpötila muuten vaihtelee noin -30°C:n ja -80°C:n välillä, eli päivän lämpimimmän hetken aikaan on kuin pakkaspäivänä Suomessa, paitsi että ilmanpaine on vain sadasosan siitä mikä meillä on täällä kotona. Hengittäminen olisi muutenkin hankalaa, sillä Marsin kaasukehä koostuu pääasiassa hiilidioksidista. Auringonpaistetta silti piisaa, sillä pilviä on hyvin, hyvin harvoin.
 
Säälaitteista jännin - tai siis ainakin sellainen, mitä ei aikaisemmin ole Marsissa käytetty - on lidar. Lidar-laite ampuu ylöspäin ilmakehään laservalon ja mittaa kuinka paljon valosta heijastuu takaisin alaspäin. Tämä kertoo muun muassa ilmassa olevasta pölystä. Mittauksissa on todettu, että ainakin nyt pölyä leijailee ilmassa ainakin noin 3,5 kilometrin korkeuteen saakka.
 
Mitä pölyyn tulee, niin Mars-kulkija Spirit on pölyn takia pinteessä, sillä sen aurinkonpaneelit pystyvät tällä haavaa keräämään vain juuri ja juuri tarpeellisen määrän sähköä. Jos tilanne jatkuu tällaisine vielä pitkään, on sen loppu käsillä. Mutta Phoenix on edelleen hyvissä voimissa ja yötön yö sen laskeutumispaikalla tuo yltäkylläisesti fotoneita aurinkopaneeleihin.

Enpä ennättänyt pariin päivään päivittämään blogia, koska Arizonan yliopisto on ystävällisesti kyytinyt ympäriinsä katselemassa monenlaisia kiinnostavia hankkeita. Esimerkiksi Biosfääri 2 - iso lasikattoinen rakennelma, missä koetettiin elää muusta maailmasta hermeettisesti suljettuna omavaraisesti - on nykyisin yliopiston tutkimuslaitos. Kerron siitä ja muistakin Arizonan jännittävyyksistä myöhemmin, sillä Phoenix-laskeutuja on nyt vielä etusijalla.

Toinen päivä Marsissa toi mukanaan ensimmäisen ongelman, tosin probleemi ei ollut pinnalla Phoenix-laskeutujassa, vaan kiertoradalla Mars Reconnaissance Orbiterissa. MRO on paitsi ottanut huimaavat kuvat laskeutuvasta ja pinnalla jo käkkivästä Phoenixista (sekä sen laskuvarjosta ja lämpösuojakilvestä, jotka ovat pudonneet parin sadan metrin päähän laskeutujasta omille tahoilleen), niin myös välittänyt ahkerasti tietoa Maan ja Phoenixin välillä. Phoenix luottaa tietoliikenteessään täysin Marsia kiertäviin satelliitteihin, joten kun kiertoradalla tökkii, niin pinnalla hommat ovat pysähdyksissä.

MRO:n UHF-radio meni nimittäin mykäksi, kun sen tieteellisiä tutkimuslaitteita kytkettiin päälle laskeutumisen erikoisjärjestelyjen jälkeen. Radio saatiin kyllä pian taas toimimaan, mutta yhden solin toimintaohjeet jäivät välittämättä Phoenixille, joten se otti solin numero kolme lunkisti tekemällä uudelleen toiselle solille määrätyt tehtävät uudelleen. Lennonjohdossa Tucsonissa tämä tiesi tosin lisähommia, koska seuraavien päivien ohjelmaa piti muokata uuteen uskoon.

Samalla Pasadenassa päätettiin siirtää MRO toistaiseksi sivuun tiedonvälityksestä ja hoitaa viestien välittäminen toisen amerikkalaissatelliitin, Mars Odysseyn avulla. Näiden lisäksi eurooppalainen Mars Express voisi ottaa homman hoitaakseen, jos tilanne niin vaatii, joten MRO:n häiriö ei ollut missään vaiheessa Phoenixin toiminnan kannalta vakavaa. Laskeutuja itse on täysissä voimissa.

Nyt tänään Phoenixin on tarkoitus ottaa lisää kuvia ensimmäisestä, koko ympäröivän maiseman näyttävästä panoraamasta (josta on jo kolmannes valmiina ja jonka pitäisi valmistua tänään torstaina) ja verrytellä robottikäsivarrellaan. Käsivarsi tekee seitsemän liikettä, joilla se irtoaa kiinnikkeistä, jotka ovat sitoneet sen tiukasti kiinni laskeutujan kanteen, ja ojentautuu valmiusasentoon kohti Marsin pintaa. Pinnalle se päästetään kuokkimaan vasta sitten, kun koko kaivuualueesta on tehty tarkka kolmiulotteinen kartta. Kaikki tehtävät liikkeet simuloidaan ensin tietokoneilla ja harjoitellaan Tucsonissa olevalla laskeutujan täydellisellä kaksoiskappaleella; opiskelijat rakentavat parhaillaan kaksoiskappaleen ympäristöä mahdollisimman tarkaksi kopioksi oikeasta Phoenixin ympärillä olevasta lähitienoosta.

Laskeutumispaikka on osoittautunut kuvissa jo hyvin jännäksi, koska juuri sopivasti robottikäden työskentelyalueella on ns. polygoni, eli pienten vajoamien reunustama alue, joka on todennäköisesti laajenevan ja supistuvan jään halkeamien rajaama alue. Samanlaisia tavataan Maan päältä Etelämantereen jäätiköiltä, ja siksi sen tutkiminen tulee olemaan eräs Phoenixin tärkeimmistä tehtävistä. Tämän vuoksi ulottuvilla oleva polygoni on julistettu "suojelualueeksi", kuten kuvatiimin vetäjä Mark Lemmon sanoi, johon ei kosketa ennen kuin tiedetään täsmälleen mitä, miten ja mistä kohtaan tullaan tekemään. Siksi kuokalla aiotaan kauhaista ensinnä aivan muualta.

Nyt vain ensimmäistä panoraamaa odottamaan - näkyyköhän vieressä oleva, halkaisijaltaan kymmenisen kilometriä oleva kraatteri niissä?