Thermal Infrared Observations of Asteroid (99942) Apophis with Herschel

The near-Earth asteroid (99942) Apophis is a potentially hazardous asteroid. We obtained far-infrared observations of this asteroid with the Herschel Space Observatory's PACS instrument at 70, 100, and 160 micron. These were taken at two epochs in January and March 2013 during a close Earth encounter. These first thermal measurements of Apophis were taken at similar phase angles before and after opposition. We performed a detailed thermophysical model analysis by using the spin and shape model recently derived from applying a 2-period Fourier series method to a large sample of well-calibrated photometric observations. We find that the tumbling asteroid Apophis has an elongated shape with a mean diameter of 375$^{+14}_{-10}$ m (of an equal volume sphere) and a geometric V-band albedo of 0.30$^{+0.05}_{-0.06}$. We find a thermal inertia in the range 250-800 Jm$^{-2}$s$^{-0.5}$K$^{-1}$ (best solution at 600 Jm$^{-2}$s$^{-0.5}$K$^{-1}$), which can be explained by a mixture of low conductivity fine regolith with larger rocks and boulders of high thermal inertia on the surface. The thermal inertia, and other similarities with (25143) Itokawa indicate that Apophis might also have a rubble-pile structure. If we combine the new size value with the assumption of an Itokawa-like density and porosity we estimate a mass between 4.4 and 6.2 10$^{10}$ kg which is more than 2-3 times larger than previous estimates. We expect that the newly derived properties will influence impact scenario studies and influence the long-term orbit predictions of Apophis.Comment: Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics, 21 pages, 8 figures, 2 table

Älykkääseen tuotantoon siirtyminen kappaletuotannossa

Valmistavan teollisuuden asiakasvaatimukset muuttuvat yhä räätälöidympään suuntaan, joten yritysten täytyy kehittää tuotantoprosessejaan säilyttääkseen kilpailukykynsä markkinoilla. Älykäs tuotanto on teollisuuden uusin suuntaus, joka kuuluu teollisuus 4.0:aan eli niin sanottuun neljänteen teolliseen vallankumoukseen. Älykäs tuotanto yhdistää kyberfyysisten järjestelmien ja teollisen internetin avulla tuotannon prosessit niiden digitaalisiin esityksiin tavoitteenaan lisätä tuotannon tehokkuutta ja joustavuutta. Tuotannon prosesseista kerätty data yhdistettynä tuotantolaitteiden kykyyn hallinnoida omia prosessejaan yksittäisen tuotteen tasolla mahdollistaa suuremman vaihtelun tuotteiden välillä ilman lisäkustannuksia tai viivästyksiä. Tämä työ on toteutettu kirjallisuuskatsauksena perustuen viime vuosina julkaistuun kirjallisuuteen aiheesta. Työn tavoite on koota kirjallisuudesta yleiskuva älykkääseen tuotantoon siirtymiselle kappaletuotannossa. Tarkemmin tarkastelukohteena ovat älykkääseen tuotantoon siirtymisen edellytykset sekä siirtymän haasteet ja tulevaisuudennäkymät. Aluksi työssä käsitellään teollisuus 4.0:n ja älykkään tuotannon perusperiaatteet ja -järjestelmät, joista siirrytään älykkään tuotannon päähaasteisiin ja hyötyihin. Teoriaosuuden jälkeen esitellään siirtymän edellytyksiä laitteiston, kyberturvallisuuden ja henkilöstön kannalta, ja lopuksi kerrotaan älykkään tuotannon tulevaisuudennäkymiä ja kehityskohteita. Älykkääseen tuotantoon siirtyminen muuttaa tuotantoa kokonaisvaltaisesti. Tuotantokoneiden yhdistäminen toisiinsa ja teolliseen internetiin vaatii muutoksia sekä laitteistolta että ohjelmistolta. Siirtymä tuo myös erilaisia turvallisuusuhkia, jotka täytyy käsitellä. Älykkään tuotannon lisäämä automatisaatio vähentää työntekijöiltä raskasta työtä ja lisää päätöksentekoa ja ideointia. Työntekijöiden rooli muuttuu pääsääntöisesti tarkkailuksi ja hallinnoimiseksi, mikä monipuolistaa työnkuvaa. Älykäs tuotanto on laajalti vielä kehityksensä alkuvaiheessa. Sen haasteiden ratkaisuihin on jo tehty paljon tutkimusta, mutta kaikilla osa-alueilla on vielä tarvetta jatkotutkimukselle. Jatkotutkimusta tulisi myös tasapainottaa tuotannon eri osa-alueiden välillä, sillä aiheen kirjallisuus on keskittynyt vahvasti tarvittavaan teknologiaan ja ohjelmistoihin esimerkiksi henkilöstön sijaan. Jatkotutkimus vähentäisi siirtymän riskejä ja mahdollistaisi tasaisemman siirtymän, mikä lisäisi tuotantoyritysten kiinnostusta ja valmiutta

Technical properties of waste foundry sand and its use in earth construction

Viime vuosina voimaan astuneet lakimuutokset ovat haastaneet Suomen valimoteollisuutta selvittämään uusia toimintamalleja ja käyttökohteita jätteeksi luokiteltujen sivuvirtojen loppusijoittamiseksi. Loppusijoittaminen määräaikaisten ympäristölupien varaisille maakaatopaikoille on tullut tiensä päähän ja samanaikaisesti rakentamista koskeva lainsäädäntö alkanut huomioimaan yhä enemmän uusiomateriaaleja sallimalla niiden käyttöä. Valtioneuvoston vuonna 2018 voimaan astunut asetus eräiden jätteiden hyödyntämisestä maarakentamisessa 843/2017 sallii valimohiekkojen käyttämisen väylä- ja kenttärakenteissa sekä teollisuus- ja varastorakennusten pohjarakenteissa ilmoitusmenettelyllä. Tämä diplomityö on osa ”Kiertovalu” tutkimushanketta, jonka tavoitteena on valimoiden jätteiden hallinta ja sivuvirtojen tuotteistaminen. Päätavoitteet tämän diplomityön tutkimukselle ovat valimohiekkojen teknisten ominaisuuksien selvittäminen laboratoriokokein ja analysoida koetulosten perusteella soveltuvuutta tien päällysrakenteen suodatinkerrokseen rakeisena materiaalina sekä sideaineella sidottuna kantavaan kerrokseen. Työssä on katsaus Suomessa ja kansainvälisesti aiemmin tehtyihin tutkimuksiin valimohiekkojen uusiokäyttöön liittyen tie- ja katurakenteissa ja penkereissä, kaatopaikkarakenteissa ja muissa uusiokäyttökohteissa. Materiaaleina tutkimuksessa käytettiin käytetyn valimohiekan lisäksi kivituhkaa ja kalliomursketta sekä sideaineina pikasementtiä, kivihiilen polton lentotuhkaa, Ecolan uusiosideainetta ja biotuhkaa. Rakeiselle valimohiekalle määritettiin rakeisuus, maksimikuivairtotiheys ja optimivesipitoisuus parannetulla proctor-kokeella, kiintotiheys, vedenimukyky, pH-arvo, kapillaarinen vedenimeytyminen, vedenläpäisevyys, hehkutushäviö, huokosluku, kitkakulma ja koheesio rasialeikkauskokeella sekä routanousukoe. Sideaineilla sidottuja valimohiekkaseoksia valmistettiin kolmea eri seostyyppiä: sideaineilla sidotut valimohiekkaseokset, pikasementillä sidotut valimohiekan ja kivituhkan seokset sekä sideaineilla sidotut valimohiekan ja kalliomurskeen seokset. Kaikille sidotuille valimohiekkaseoksille määritettiin yksiaksiaalisella puristuslujuuskokeella puristuslujuuskestävyys ja sideaineilla sidotuille valimohiekan ja kalliomurskeen seoksille pH-arvot. Lisäksi määritettiin tutkimuksessa käytettyjen sideaineiden taivutusveto- ja puristuslujuudet sekä pH-arvot. Tämän diplomityön tutkimustulosten perusteella tutkittu valimohiekka on soveltuva materiaali tien päällysrakenteen suodatinkerrokseen rakeisena materiaalina. Sideaineilla sidotuista seoksista ainoastaan valimohiekan ja kalliomurskeen seokset saavuttivat kantavalle kerrokselle laatuvaatimuksissa annetut puristuslujuuden tavoitearvot.Finnish foundry industry has been challenged to rethink new ways to handle secondary material flows from foundry processes. Secondary flows from foundries have been conventionally disposed to industrial landfills as restwaste, but recent changes in legislation prohibit foundries applying extensions to environmental permits for industrial landfills. However, legislation concerning construction business has become more permissive on the utilization of secondary flows from industries in general. At the beginning of 2018, waste foundry sand was included in Finnish regulation concerning the use of secondary products and waste materials in earth construction. This thesis is part of national “Kiertovalu” research program, where focus is to improve foundry waste management and productise secondary flows. The main focus of this thesis study is to determine technical properties of foundry sand by laboratory tests and evaluate applicability in earth construction, especially in road pavement where high technical quality is required. Both unbound and bound waste foundry sand are evaluated for applications in filter layer and base layer respectively. Earlier research studies done in Finland and internationally about waste foundry sand applications in roadway and embankment construction, landfill construction and other applications are discussed in literature review. In addition to waste foundry sand, materials used in this research are quarry fines and crushed rock together with binders: cement, coal ash, Ecolan stabilizer and bioash. Following laboratory tests were carried out to unbound waste foundry sand: gradation, maximum dry density and optimum water content by modified proctor test, specific gravity, water absorption, pH, capillary rise, water permeability, loss on ignition, void ratio, friction angle and cohesion, and frost heave test. Three different bound waste foundry sand mixtures were prepared: waste foundry sand stabilized with binders, waste foundry sand and quarry fines stabilized with cement, and waste foundry sand and crushed rock stabilized with binders. Unconfined compressive strength test was performed to all bound mixtures and determination of pH for mixtures with waste foundry sand and crushed rock with binders. Additionally, flexural and compressive strength were tested plus determination of pH for all binders. In conclusion, results obtained from the laboratory tests for unbound waste foundry sand confirm that it is technically suitable material for filter layer in pavement structure. Compressive strengths of bound mixtures indicate that only waste foundry sand and crushed rock together with binders fulfills the set requirement for bound base layers in national guideline

DISCUS - The Deep Interior Scanning CubeSat mission to a rubble pile near-Earth asteroid

We have performed an initial stage conceptual design study for the Deep Interior Scanning CubeSat (DISCUS), a tandem 6U CubeSat carrying a bistatic radar as main payload. DISCUS will be operated either as an independent mission or accompanying a larger one. It is designed to determine the internal macroporosity of a 260-600 m diameter Near Earth Asteroid (NEA) from a few kilometers distance. The main goal will be to achieve a global penetration with a low-frequency signal as well as to analyze the scattering strength for various different penetration depths and measurement positions. Moreover, the measurements will be inverted through a computed radar tomography (CRT) approach. The scientific data provided by DISCUS would bring more knowledge of the internal configuration of rubble pile asteroids and their collisional evolution in the Solar System. It would also advance the design of future asteroid deflection concepts. We aim at a single-unit (1U) radar design equipped with a half-wavelength dipole antenna. The radar will utilize a stepped-frequency modulation technique the baseline of which was developed for ESA's technology projects GINGER and PIRA. The radar measurements will be used for CRT and shape reconstruction. The CubeSat will also be equipped with an optical camera system and laser altimeter to sup- port navigation and shape reconstruction. We provide the details of the measurement methods to be applied along with the requirements derived of the known characteristics of rubble pile asteroids.Comment: Submitted to Advances in Space Researc

Kaivossopimukset vaihtoehtona paikallisyhteisön ja kaivosyhtiön välisen suhteen sääntelyyn

Suomen mineraalirikas maaperä houkuttelee investointeja kaivoshankkeisiin. Kaivoshankkeet herättävät kuitenkin negatiivisa tunteita paikallisyhteisöissä, joiden elinpiirissä hanke on tarkoitus toteuttaa. Syynä kielteiseen suhtautumiseen on paitsi ympäristöhaitat myös pelko hyötyjen valumisesta kaivosyhtiölle paikallisten kustannuksella. Nykysääntely ei tarjoa paikallisyhteisölle riittävää kompensaatioita tai riittäviä mahdollisuuksia vaikuttaa kaivoshankkeen toteuttamiseen.Tässä tutkimuksessa tarkastelen millaisin edellytyksin paikallisyhteisön ja kaivosyhtiön yhteistoimintaa sääntelevä kaivossopimus voisi täydentää nykyisiä sääntelyvälineitä ja kohottaa kaivoshankkeiden hyväksyttävyyttä. Tutkin siis sitä, miksi nykyiset sääntelyvälineet eivät riitä, miten erityisesti paikallisyhteisö voi hyötyä kaivossopimuksesta sekä, mitä riskejä kaivosyhtiön ja paikallisyhteisön suhteen sopimuksellistamiseen liittyisi. Tässä tutkimuksissa sääntelyvälineiksi katsotaan valtiolähtöisten lakien ja säädösten lisäksi myös valtion pehmeämpi ohjaus sekä eri toimijoiden harjoittama itsesääntely.Nykylainsäädännön riittämättömyys johtuu sen sisällöstä ja ominaisuuksista sääntelyvälineenä. Kaivoslaissa asetetaan yhä kaivosyhtiön edut paikallisyhteisön etujen edelle, eikä hyödynjakoa ole toteutettu tasa-arvoisella tavalla. Lisäksi paikallisten osallistumista koskevan lainsäädännön hajanaisuus ja kompleksisuus heikentää paikallisyhteisön osallistumisoikeuksien tosiasiallista toteutumista. Lainsäädäntö on sääntelyvälineenä kyvytön yksin onnistumaan kaivosyhtiön ja paikallisyhteisön välisen kompleksisen vuorovaikutussuhteen sääntelyssä, ja se edustaa koko yhteiskunnan, eikä yksittäisen paikallisyhteisön tarpeita ja etuja. Lainsäädäntöä täydentävät sosiaalinen toimilupa ja yritysvastuu eivät sido kaivosyhtiöitä, vaan se voi vetäytyä niiden noudattamisesti, jos se arvioi omien etujensa toteutuvan tällöin paremmin. Kaivossopimuksen avulla mahdollistetaan kaivoksesta eniten kärsiville tahoille oikeus vaikuttaa hankkeesta saatavien hyötyjen jakamiseen ja hankkeen toteuttamiseen siten, että sen negatiivisia vaikutuksia alueelle voidaan lieventää. Tällöin hyödynjako voidaan toteuttaa kestävästi. Nämä seikat edistävät kaivoshankkeen hyväksyttävyyttä. Samalla kaivossopimus sitoo osapuoliaan ja parantaa ennakoitavuutta verrattuna edellä mainittuihin itsesääntelyvälineisiin. Kaivossopimuksiin liittyviä riskejä ovat paikallisyhteisön piirin määrittäminen ja osapuolten välisen neuvotteluvoiman epätasapaino. Neuvotteluvoiman epätasapaino voi myös kääntää sopimuksen sitovuuden riskiksi. Epätasapainoa voidaan vähentää paikallisyhteisön kapasiteetin rakentamisella. Lisäksi sopimuksen kohtuullistaminen ja lojaliteettiperiaate pienentävät neuvotteluvoimaan liittyviä riskejä.Tutkielmani on tutkimusmetodiltaan sääntelyteoreettinen tutkimus, jossa käsitellään sääntelyn vaikuttavuutta, yhdenvertaisuutta ja hyväksyttävyyttä. Tutkimuksen pääasiallisina lähteinä toimivat sekä kansainvälinen että kansallinen kirjallisuus sekä kotimaiset säädökset ja lainvalmisteluaineistot.</p

Capacitive silicon MEMS based combined accelerometer and gyroscope sensors in headlight levelling systems

When driving in conditions with suboptimal lighting, the use of headlights is essential for safe travel. However, headlights pose a fundamental safety conflict as with increasing headlight intensity, visibility is improved, but this simultaneously increases the glaring effect on pedestrians and oncoming traffic, reducing overall safety. To address this issue, the UN has launched a regulation binding all original equipment manufacturers, or OEMs, of the concurring regions to implement automatic head light levelling systems that aim to keep the headlight alignment optimal. The regulation will apply to all new type approvals starting from September 2026 and all vehicles starting from September 2029. Since in most cases OEMs are offering a great variety of different automobiles, this regulation is putting high pressure to find a general cost-effective solution that works for every model and configuration. When switching from manual headlight alignment to automatic, the system needs to consider how load from passengers and luggage is tilting the vehicle and what is the vehicle pose in respect to the road angle. In static situations, this can be handled with a 3-axis accelerometer sensor in combination with an extended Kalman filter. When adjustment in dynamic situations is required, the complexity of algorithms between sensor data and actuators controlling the headlight alignment becomes significantly higher. The system needs to now take into account accelerations, breaking, driving in bends and vibration effects. To improve interpretation of these dynamic situations, a 3-axis gyroscope must be implemented to the system as well. Additionally, in dynamic situations, a fast response time is crucial and when considering the relatively small angles of adjustments needed, effects of lifetime degradation start to play are role in accuracy. This means that high reliability and performance of the measurement capability is needed for the whole system to retain its accuracy. Development in the MEMS field has enabled manufacturing of low cost, but extremely accurate, stable and reliable accelerometers and gyroscopes, which makes them a good candidate to address the aforementioned problems. This paper is reviewing an automatic headlight levelling solution utilizing a combined accelerometer and gyroscope sensor, which is based on capacitive silicon MEMS technology

Kaivossopimukset vaihtoehtona paikallisyhteisön ja kaivosyhtiön välisen suhteen sääntelyyn

Suomen mineraalirikas maaperä houkuttelee investointeja kaivoshankkeisiin. Kaivoshankkeet herättävät kuitenkin negatiivisa tunteita paikallisyhteisöissä, joiden elinpiirissä hanke on tarkoitus toteuttaa. Syynä kielteiseen suhtautumiseen on paitsi ympäristöhaitat myös pelko hyötyjen valumisesta kaivosyhtiölle paikallisten kustannuksella. Nykysääntely ei tarjoa paikallisyhteisölle riittävää kompensaatioita tai riittäviä mahdollisuuksia vaikuttaa kaivoshankkeen toteuttamiseen. Tässä tutkimuksessa tarkastelen millaisin edellytyksin paikallisyhteisön ja kaivosyhtiön yhteistoimintaa sääntelevä kaivossopimus voisi täydentää nykyisiä sääntelyvälineitä ja kohottaa kaivoshankkeiden hyväksyttävyyttä. Tutkin siis sitä, miksi nykyiset sääntelyvälineet eivät riitä, miten erityisesti paikallisyhteisö voi hyötyä kaivossopimuksesta sekä, mitä riskejä kaivosyhtiön ja paikallisyhteisön suhteen sopimuksellistamiseen liittyisi. Tässä tutkimuksissa sääntelyvälineiksi katsotaan valtiolähtöisten lakien ja säädösten lisäksi myös valtion pehmeämpi ohjaus sekä eri toimijoiden harjoittama itsesääntely. Nykylainsäädännön riittämättömyys johtuu sen sisällöstä ja ominaisuuksista sääntelyvälineenä. Kaivoslaissa asetetaan yhä kaivosyhtiön edut paikallisyhteisön etujen edelle, eikä hyödynjakoa ole toteutettu tasa-arvoisella tavalla. Lisäksi paikallisten osallistumista koskevan lainsäädännön hajanaisuus ja kompleksisuus heikentää paikallisyhteisön osallistumisoikeuksien tosiasiallista toteutumista. Lainsäädäntö on sääntelyvälineenä kyvytön yksin onnistumaan kaivosyhtiön ja paikallisyhteisön välisen kompleksisen vuorovaikutussuhteen sääntelyssä, ja se edustaa koko yhteiskunnan, eikä yksittäisen paikallisyhteisön tarpeita ja etuja. Lainsäädäntöä täydentävät sosiaalinen toimilupa ja yritysvastuu eivät sido kaivosyhtiöitä, vaan se voi vetäytyä niiden noudattamisesti, jos se arvioi omien etujensa toteutuvan tällöin paremmin. Kaivossopimuksen avulla mahdollistetaan kaivoksesta eniten kärsiville tahoille oikeus vaikuttaa hankkeesta saatavien hyötyjen jakamiseen ja hankkeen toteuttamiseen siten, että sen negatiivisia vaikutuksia alueelle voidaan lieventää. Tällöin hyödynjako voidaan toteuttaa kestävästi. Nämä seikat edistävät kaivoshankkeen hyväksyttävyyttä. Samalla kaivossopimus sitoo osapuoliaan ja parantaa ennakoitavuutta verrattuna edellä mainittuihin itsesääntelyvälineisiin. Kaivossopimuksiin liittyviä riskejä ovat paikallisyhteisön piirin määrittäminen ja osapuolten välisen neuvotteluvoiman epätasapaino. Neuvotteluvoiman epätasapaino voi myös kääntää sopimuksen sitovuuden riskiksi. Epätasapainoa voidaan vähentää paikallisyhteisön kapasiteetin rakentamisella. Lisäksi sopimuksen kohtuullistaminen ja lojaliteettiperiaate pienentävät neuvotteluvoimaan liittyviä riskejä. Tutkielmani on tutkimusmetodiltaan sääntelyteoreettinen tutkimus, jossa käsitellään sääntelyn vaikuttavuutta, yhdenvertaisuutta ja hyväksyttävyyttä. Tutkimuksen pääasiallisina lähteinä toimivat sekä kansainvälinen että kansallinen kirjallisuus sekä kotimaiset säädökset ja lainvalmisteluaineistot

Minä sulle homonyymit näytän. Kielellinen leikittely Pertti Jarlan Fingerpori-sarjakuvassa

Tutkielmassa tarkastellaan kielellistä leikittelyä Pertti Jarlan Fingerporistrippisarjakuvissa. Fingerpori on ilmestynyt mm. Helsingin Sanomissa vuodesta 2007 alkaen. Useat Fingerporin vitsit perustuvat kielenaineksilla leikittelyyn. Mukaan tähän tutkimukseen valikoitui 122 strippiä 748 stripistä, jotka on julkaistu Helsingin Sanomissa helmikuun 2007 ja elokuun 2009 välillä. Stripit on valittu siten, että ne tarjoavat mahdollisimman monipuolisen otoksen eri leikittelykeinoista. Fingerporin kielelliseen leikittelyyn perustuvissa stripeissä käytetään niin sana-, lauseke- kuin lausetason leikittelykeinoja. Analysoin työssäni tällaisia strippejä suomen kielen deskriptiivistä muoto-, sananmuodotus- ja lauseoppia apuna käyttäen. Analysoin strippejä myös semanttisista ja pragmaattisista näkökulmista käsin. Oman sijansa saa myös sarjakuvan kontekstuaalinen tulkinta. Työni tutkimusosassa analysoin lähinnä mikrotasolla erilaisia leikittelykeinoja. Käyn läpi kvalitatiivisesti kielellisiä leikittelykeinoja esimerkkien valossa. Tarkkoja esiintymismääriä en työssäni esittele. Esittelen kuitenkin karkean jaottelun strippien leikittelykeinoista. Fingerporissa esiintyvä kielellinen leikittely rakentuu pääosin monitulkintaisista ilmauksista, jotka tavallisesti poikkeavat suomen kielen konventionaalisista merkityksistä. Suuri osa kielellisestä leikittelystä perustuu yksittäisten sanojen polysemian ja homonymian varaan. Käyn läpi myös monisanaisten kielen yksiköiden monimerkityksisyyksiä, kuten leksikaalistuneiden idiomien, fraasien ja sananparsien käyttöä leksikaalistumattomissa muodoissaan. Fingerporissa rikotaan normatiivisen yleiskielen ja pragmaattisen odotuksenmukaisuuden rajoja. Sarjakuvassa pyritään kielellisellä leikittelyllä luomaan humoristisia vaikutelmia. Fingerporin maailma tarjoaakin monipuolisen kehyksen tällaiselle leikittelylle.Siirretty Doriast