Characterization of non-imaging semiconductor X-ray solar monitors

The first observations of solar X-rays date back to late 1940 s. In order to observe solar X-rays the instruments have to be lifted above the Earth s atmosphere, since all high energy radiation from the space is almost totally attenuated by it. This is a good thing for all living creatures, but bad for X-ray astronomers. Detectors observing X-ray emission from space must be placed on-board satellites, which makes this particular discipline of astronomy technologically and operationally demanding, as well as very expensive. In this thesis, I have focused on detectors dedicated to observing solar X-rays in the energy range 1-20 keV. The purpose of these detectors was to measure solar X-rays simultaneously with another X-ray spectrometer measuring fluorescence X-ray emission from the Moon surface. The X-ray fluorescence emission is induced by the primary solar X-rays. If the elemental abundances on the Moon were to be determined with fluorescence analysis methods, the shape and intensity of the simultaneous solar X-ray spectrum must be known. The aim of this thesis is to describe the characterization and operation of our X-ray instruments on-board two Moon missions, SMART-1 and Chandrayaan-1. Also the independent solar science performance of these two almost similar X-ray spectrometers is described. These detectors have the following two features in common. Firstly, the primary detection element is made of a single crystal silicon diode. Secondly, the field of view is circular and very large. The data obtained from these detectors are spectra with a 16 second time resolution. Before launching an instrument into space, its performance must be characterized by ground calibrations. The basic operation of these detectors and their ground calibrations are described in detail. Two C-flares are analyzed as examples for introducing the spectral fitting process. The first flare analysis shows the fit of a single spectrum of the C1-flare obtained during the peak phase. The other analysis example shows how to derive the time evolution of fluxes, emission measures (EM) and temperatures through the whole single C4 flare with the time resolution of 16 s. The preparatory data analysis procedures are also introduced in detail. These are required in spectral fittings of the data. A new solar monitor design equipped with a concentrator optics and a moderate size of field of view is also introduced.

Hybrid Modelling of Titan's Interaction with the Magnetosphere of Saturn

In this dissertation we study the interaction between Saturn's moon Titan and the magnetospheric plasma and magnetic field. The method of research is a three-dimensional computer simulation model, that is used to simulate this interaction. The simulation model used is a hybrid model. Hybrid models enable individual tracking or tracing of ions and also take into account the particle motion in the propagation of the electromagnetic fields. The hybrid model has been developed at the Finnish Meteorological Institute. This thesis gives a general description of the effects that the solar wind has on Earth and other planets of our solar system. Planetary satellites can also have similar interactions with the solar wind but also with the plasma flows of planetary magnetospheres. Titan is clearly the largest among the satellites of Saturn and also the only known satellite with a dense atmosphere. It is the atmosphere that makes Titan's plasma interaction with the magnetosphere of Saturn so unique. Nevertheless, comparisons with the plasma interactions of other solar system bodies are valuable. Detecting charged plasma particles requires in situ measurements obtainable through scientific spacecraft. The Cassini mission has been one of the most remarkable international efforts in space science. Since 2004 the measurements and images obtained from instruments onboard the Cassini spacecraft have increased the scientific knowledge of Saturn as well as its satellites and magnetosphere in a way no one was probably able to predict. The current level of science on Titan is practically unthinkable without the Cassini mission. Many of the observations by Cassini instrument teams have influenced this research both the direct measurements of Titan as well as observations of its plasma environment. The theoretical principles of the hybrid modelling approach are presented in connection to the broader context of plasma simulations. The developed hybrid model is described in detail: e.g. the way the equations of the hybrid model are solved is shown explicitly. Several simulation techniques, such as the grid structure and various boundary conditions, are discussed in detail as well. The testing and monitoring of simulation runs is presented as an essential routine when running sophisticated and complex models. Several significant improvements of the model, that are in preparation, are also discussed. A main part of this dissertation are four scientific articles based on the results of the Titan model. The Titan model developed during the course of the Ph.D. research has been shown to be an important tool to understand Titan's plasma interaction. One reason for this is that the structures of the magnetic field around Titan are very much three-dimensional. The simulation results give a general picture of the magnetic fields in the vicinity of Titan. The magnetic fine structure of Titan's wake as seen in the simulations seems connected to Alfvén waves an important wave mode in space plasmas. The particle escape from Titan is also a major part of these studies. Our simulations show a bending or turning of Titan's ionotail that we have shown to be a direct result of the basic principles in plasma physics. Furthermore, the ion flux from the magnetosphere of Saturn into Titan's upper atmosphere has been studied. The modelled ion flux has asymmetries that would likely have a large impact in the heating in different parts of Titan's upper atmosphere.

"Helvetti on kiistaton, mutta taivas on suhteellinen." : Uskonnollisten ihanteiden ja kokemuksen välinen ristiriita L. M. Montgomeryn elämässä vuosina 1921 1927

Tässä tutkimuksessa tutkittiin kanadalaisen kirjailijan L. M. Montgomeryn (1874 1942) elämää vuosina 1921 1927. Kyseisinä vuosina Montgomery eli presbyteeripapin vaimona maaseutuseurakunnissa, ensin Leaskdalessa ja sitten Norvalissa Kanadan Ontariossa. Tutkimus keskittyi tarkastelemaan kirjailijan elämää hallinnutta ristiriitaa, joka muodostui uskonnollisten ihanteiden ja yksilöllisen kokemuksen välisistä eroavaisuuksista. Primäärilähteinä olivat Montgomeryn toimitetut ja julkaistut päiväkirjat The Selected Journals of L. M. Montgomery 1 5 (1985 2004), joista käytettiin etenkin tutkimusvuosiin keskittyvää kolmatta osaa, Montgomeryn neljä romaania Emily of New Moon (1923), Emily Climbs (1925), Blue Castle (1926) ja Emily's Quest (1927) sekä Montgomeryn toimitettu ja julkaistu kirjeenvaihto After Green Gables: L. M. Montgomery's Letters to Ephraim Weber , 1916 1941 (2006) ja My Dear Mr. M.: Letters to G. B. MacMillan (1980). Lisäksi lähteinä oli Leaskdalen seurakuntalaisten kokoama muistelmateos Montgomerysta. Kirjallisuutta käytettiin kirkkohistorian, kirjallisuudentutkimuksen ja naistutkimuksen alalta. Suositusta kirjailijasta on tehty useampia elämäkertoja ja niitä hyödynnettiin tutkimuksessa. Tutkimus jakautui kahteen päälukuun, jotka toimivat toistensa vastaparina. Ensimmäinen tutkimusluku keskittyi tarkastelemaan uskonnollisia ja viktoriaanisia ihanteita, joiden mukaisesti Montgomery oli saanut kasvatuksen. Hän pyrki täyttämään näitä ihanteita myös pappilan emäntänä. Toinen tutkimusluku tarkasteli kirjailijan elämää, uskonnollisia ajatuksia ja avioliittoa julkisivun takana, jolloin kävi selvästi ilmi kirjailijan kahtiajakautunut elämä. Montgomery sai presbyteerisen ja viktoriaanisen kasvatuksen ja oppi jo lapsena huomioimaan sen, mitä muut ihmiset ajattelevat hänestä. Hän eli pienissä maaseutuyhteisöissä, joissa juoruilu oli yksi kontrollin väline. Papin vaimolla oli velvollisuuksia seurakunnassa ja pappilan hoidossa, ja Montgomery hoiti ne tarmokkaasti ja velvollisuudentuntoisesti. Hänellä oli apulainen pappilassa, jossa arki sujui viikkoaikataulun mukaisesti. Papin vaimon roolin lisäksi Montgomery jatkoi omaa kirjoittamistyötään ja hänen runsaat tulonsa mahdollistivat nelihenkisen perheen monet hankinnat. Hänen avioliittonsa oli vaikea, sillä aviomies kärsi uskonnollisesta melankoliasta ja asia piti salata seurakuntalaisilta. Montgomery käsittelee uskonnollisia teemoja romaaneissaan ja päiväkirjassaan. Hänen uskonnolliset ajatuksensa erosivat presbyteerikirkon opista useassa kohdin. Hän ei uskonut moneenkaan opinkappaleeseen, kohtasi Jumalan ennemmin luonnossa ollessaan yksin kuin kirkossa seurakunnan keskellä sekä ajatteli kristinuskon olevan jäännös menneestä ja tieteen ottaneen sen paikan Jumalan toiminnan kanavana. Kirjailijan ajattelussa on yhtymäkohtia transsendentalismiin, teosofiaan ja darwinismiin. Hän oli innokas psykologisen kirjallisuuden lukija ja sovelsi oppejaan käytäntöön. Hän uskoi unien välittävän viestejä. Kirkkokunta oli hänelle kuitenkin merkittävä identiteetin rakentaja. Papin vaimon roolin ja yksityisesti kriittisen ajattelijan roolin yhteensovittaminen aiheutti Montogmerylle ongelmia ja väsymystä. Hän kätki uskonnolliset ajatuksensa ja yksinäisyyden aiheuttaman kivun päiväkirjaansa, jonka hän toivoi julkaistavan viimeistään kuolemansa jälkeen. Kaikenlainen kirjoittaminen oli hänelle pakoa todellisuudesta ja auttoi häntä jaksamaan. Otsikon sitatti kuvaa Montgomeryn suhdetta kristinuskoon: hän käytti kristillisiä ilmauksia, mutta muokkasi niiden sisältöä omaa uskoaan vastaavaksi. Taivas ja helvetti kuvasivat usein hänen henkistä olotilaansa sanojen uskonnollisen merkityksen sijasta.

Inkluderande teaterverksamhet. Nya möjligheter för socialt arbete

I denna pro gradu-avhandling granskas teaterns möjligheter att främja social inklusion. Genom att analysera vad drama och teater kan ge ungdomar och hur social inklusion bland unga i ett samfund kan främjas, belyses även frågan om hur socialt arbete och teater ömsesidigt kan berika varandra. Avhandlingen är en fallstudie av Half Moon Young People’s Theatre, en barn- och ungdomsteater i Tower Hamlets i östra London. Teatern arbetar med barn och unga med ett särskilt fokus på att engagera grupper som ofta marginaliserats, exempelvis på grund av sin kulturella bakgrund eller till följd av funktionshinder. I denna studie är fokus på Half Moons projekt riktade till tonåringar: Careers in Theatre, Speak Up och ungdomsteatergrupperna Lunar och Solar. Studien är kvalitativ och studiens empiriska data har främst samlats in genom deltagande observation, intervjuer och granskning av dokument. Det empiriska materialet visar på Half Moons aktiva arbete för mångfald och för att göra verksamheten och deltagandet tillgängligt för alla barn och unga. Teatern blir en mötesplats genom vilken ungdomarna kan lära sig acceptera och uppskatta mångfalden i samfundet. Teaterarbetet bidrar till en ökad känsla för samfundet och till tolerans och förståelse för andra. Det är en glädjefylld, trygg och meningsfull fritidsverksamhet där nya vänskapskontakter kan knytas och många färdigheter övas inför framtiden. Teaterarbetet ger deltagarna bekräftelse vilket bidrar till att självförtroendet växer. Personalens engagemang och osjälviska arbete för inklusion genomsyrar verksamheten. Möjligheten att ge alla en ny chans och ett jämlikt bemötande är centralt i teaterns arbete. Forskningsresultaten pekar på teaterns potential inom socialt arbete och för att främja inklusion. Teaterns möjligheter att öka klientens delaktighet och utveckla förhållandet mellan socialarbetare och klient visar på betydelsen av etablera dylik verksamhet inom socialt arbete. Att inte låta sig begränsas, utan förutsättningslöst samarbeta över sektorer ökar chanserna att finna nya kreativa idéer och verksamhetsformer.