InSight

Marsin magneettikenttä sykkii oudosti - tutkijat eivät osaa selittää miksi

La, 09/21/2019 - 22:24 Jarmo Korteniemi
Kuva: Nasa/JPL-Caltech
Marsin magneettikenttä sykkii keskiyöllä aivan ennennäkemättömällä tavalla. Asian selvitti planeetan pinnalle laskeutunut Nasan InSight-luotain. Laite sai myös viitteitä runsaista vesivarannoista syvällä planeetan uumenissa.

InSight-laskeutuja on kököttänyt Marsissa nyt lähes vuoden, yrittäen saada tolkkua planeetan sisäosista. Laskeutujan havainnoista on nyt viimein kerrottu ensimmäistä kertaa Genevessä pidetyssä EPSC-konferenssissa.

Kenties yllättävimmät löydöt tehtiin magneettikenttää mittaavalla magnetometrillä.

Monia yllätyksiä

Mielenkiintoisin löytö oli yön pimeimpinä tunteina toistuva täysin odottamaton magneettinen syke. Se tarkoittaa säännöllistä vaihtelua paikallisen magneettikentän voimakkuudessa (ja/tai sen suunnassa). Jopa pari tuntia kestävässä sykesarjassa yksi pulssi saattaa kestää yli minuutin. Voimakkaimmin aaltoilu näkyy pohjoissuunnassa, heikoimmin pystysuunnassa.

Jotain vastaavaa on nähty aiemminkin sekä Maassa että Marsissa. Moista magneettista vispausta tapahtuu tyypillisesti planeetan päiväpuolella (eli siellä missä aurinkotuulen, kaasukehän yläosien virtausten ja monien muiden tekijöiden vaikutukset ovat suurimmillaan) ja öisin lähellä napa-alueita (eli siellä missä kenttäviivat ohjaavat varautuneita hiukkasia kohti ilmakehää ja aiheuttavat revontulia).

InSightin huomaama sykintä tapahtuu kuitenkin keskiyön tienoilla ja päiväntasaajalla. Eli juuri silloin, kun alue on parhaassa mahdollisessa suojassa aurinkotuulelta, lähes 7000 kilometriä paksun kivikerroksen takana.

Vielä ei ole selvää mikä sykinnän aiheuttaa, mutta tutkijoilla on jo alustava idea (valistunut arvaus) mistä hommassa saattaa olla kyse.

Aurinkotuuli synnyttää Marsin hyvin heikon magnetosfäärin (vuorovaikuttaessaan sen kaasukehän kanssa) ja venyttää sen yöpuolelle suuntautuvaksi pitkäksi hännäksi. Lepattaessaan aurinkotuulen voimasta tuo häntä saattaisi sitten vuorostaan aiheuttaa kentän sykintää suoraan allaan olevalla pinnalla – eli juuri päiväntasaajan tienoilla, kun Aurinko on juuri planeetan toisella puolen. Vastaavaa ilmiötä ei ole ikinä havaittu Maassa, ehkä koska meikäläinen magnetosfääri on paljon voimakkaampi ja ilmakehä paksumpi.

Hypoteesi voitaisiin kenties tarkistaa Marsin magneettikenttää kiertoradalta tutkivalla MAVEN-luotaimella, jos se vain saadaan oikeaan paikkaan, oikeaan aikaan.

Tutkijat ovat InSightin löydöstä ymmärrettävästi innoissaan. Jos oudon sykkeen synty joskus vielä ymmärretään ja pulssit voidaan ennustaa, niitä voitaisiin käyttää planeetan sisäosien luotaamiseen. Parhaita tuloksia saisi magnetometrien linjastoilla tai verkostolla, tai pinnalla liikkuvien magneettikenttää mittaavien kulkijoiden avulla. Näin saatu aivan uudenlainen tieto voisi hyvinkin mullistaa käsityksemme Marsin kuorikerroksen rakenteesta ja kehityksestä.

Toinen yllätys oli luotaimen laskeutumispaikan magneettikentän voimakkuus. Aiempien kiertoratahavaintojen perusteella kentän voimakkuudeksi arvioitiin 20–350 nanoteslaa, mutta se osoitautuikin noin 20 kertaa suuremmaksi. Kentän lähde on magnetisoitunut kiviaines laskeutumisalueen alla.

Kannattaa huomata, että jopa tällainen oudon voimakas magneettikenttä jää kuitenkin vain sadasosiin Maan pinnalla vallitsevasta kentästä (leveyspiiristä riippuen 30–100 mikroteslaa).

Pohjavettäkin löytyi?

InSightin magnetometrillä tehtiin toinenkin erittäin mielenkiintoinen löytö: Jossain laitteen alla sijaitsee noin 2,5 kilometriä paksu kerros ainetta, joka on erittäin hyvin sähköä johtavaa. Kerroksen sijaintisyvyydeksi tutkijat arvioivat varovaisesti "enintään 100 kilometriä".

Valistuneiden arvausten perusteella varteenotettavin selitys olisi paksu  pohjaveden kerros. Kenties suolaista, ehkä veden ja jääsohjon sekoitusta.

Olettamusta tukevat lukuisat aihetodisteet. Marsin pinnalla on paljon vesijäätä ja kaasukehässä vesihöyryä. Pinnalla on nähty pieniä suolaveden purkauksia ja etelänavan läheltä on löydetty ainakin yksi iso suolaisen veden järvi jäätikön alta. Aikoinaan pinnalla virranneet ja seisoneet vesimassat ovat jättäneet monenlaisia selviä merkkejä sekä planeetan pinnanmuotoihin että mineraaleihin, eikä noiden vesimassojen katoamista ole ikinä kyetty täysin selittämään. Planeetan lämpötilan myös tiedetään nousevan syvemmälle mentäessä, vaikkei planeetan ydin enää olekaan yhtä kuuma kuin Maalla.

Vesi on selkein tunnettu aine, jolla havaittu sähkönjohtavuus voitaisiin selittää. Kerros saattaa myös hyvin olla alueellinen, ellei jopa globaali.

Pohjavesikerros ei siis olisi täysin odottamaton, mutta sen löytyminen olisi iso asia. Se ensinnäkin nostaisi roimasti marsilaisen elämän synnyn ja jopa nykyisyyteen asti säilymisen todennäköisyyttä. Ja mikäli pohjavesi olisi ihmisteknologialla saavutettavissa, "kaivoveden" saanti voisi olla suuri helpotus Marsiin kenties joskus matkaaville astronauteille.

EPSC-kokouksessa raportoidut InSightin löydöt ovat vasta alustavia, eikä niitä ole vielä ehditty vertaisarvioimaan.

Nasan InSight laskeutui Marsin pinnalle marraskuun 2018 lopulla. Laskeutumispaikka sijaitsee vulkaanisella tasangolla lähellä päiväntasaajaa (4.5° pohj. lev., 135.6° it. pit.). Alue on "tarkoituksella tylsä", sillä InSightin tehtävä ei ole perehtyä pinnan kummallisuuksiin vaan saada uusia tietoja syvältä planeetan uumenista.

Laskeutujan mukana Marsin pinnalle saatiin tutkimushistorian ensimmäinen magnetometri. Sillä tallennetaan laskeutumispaikan magneettikentän ajalliset vaihtelut ja muodostetaan kentästä tarkka kuva kolmella akselilla: itä-länsi, pohjois-etelä ja ylös-alas.

Marsin magneettikentästä saatiin hyvä yleiskuva jo 20 vuotta sitten kiertoratamittausten perusteella, mutta se ei kerro kaikkea. Pinnalta saadaan paljon tarkempaa tietoa kentän voimakkuudesta, suunnasta ja paikasta, sekä selvyys siihen kuinka kenttä aikaa myöten muuttuu.

Aiheesta kertoi Suomessa ensimmäisenä Tekniikan Maailma.

Lähteet: Russell ja kumpp., "The Martian Magnetic Field As Seen By InSight" (EPSC 2019); Andrews, Mysterious magnetic pulses discovered on Mars (National Geographic, 2019)

Aloituskuva: Nasa/JPL-Caltech

Marsin sykettä kuunteleva seismometri otettu käyttöön

To, 01/10/2019 - 19:50 Jari Mäkinen

Marsiin marraskuun lopussa laskeutunut InSight toimii hyvin ja sen tutkimuslaitteiden käyttöönotto etenee suunnitellusti. Nyt punaisen planeetan järistyksiä mittaava seismometri on toimintavalmis.

Ranskalaistekoinen seismometri SEIS on InSight-laskeutujan tärkein tutkimuslaite. Monimutkainen tärinämittari oli 19. joulukuuta saakka laskeutujan päällä, kunnes tuolloin se nostettiin robottikäsivarrella pinnalle.

Ennen nosto-operaatiota maasto laskeutujan vieressä oli kartoitettu tarkasti robottikäsivarressa olevalla kameralla, jotta sille voitiin löytää mahdollisimman hyvä paikka. Paikan piti olla mahdollisimman tasainen ja kaavasuora, eikä siinä saanut olla juurikaan kiviä. Näin seismometri voisi olla mahdollisimman tarkasti kiinni Marsin pinnassa.

Sopiva paikka valittiin noin 1,6 metrin päästä laskeutujasta. Robottikäsivarsi pystyi nostamaan sen sinne juuri sopivasti.

Seismometri laskeutujan päällä ja pinnalla sekä kuvakooste paikasta pinnalla, mihin seismometri asetettiin.

InSightin robottikäsi on siinä mielessä jännä, että tällä kerralla laskeutujan tärkeimmät kamerat ovat siinä kiinni, ja sen ottimena toimii käsivarren päässä noin 15 cm pitkän teräsvaijerin varassa oleva nipistin.

20. joulukuuta seismometriin kytkettiin virta, mutta varmuuden vuoksi robottikäsivarsi pidettiin kiinni seismometrissä 22. joulukuuta saakka. Koska kaikki toimi hyvin ja paikka vaikutti juuri sopivalta, irrotti käsivarsi tuolloin otteensa ja jätti SEIS-laitteen makaamaan pinnalle.

Ensimmäiset kunnolliset havainnot tehtiin joulun aikaan. Havaintopaikka osoittautui hyväksi ja jo ensimmäisissä havainnoissa huomattiin selvästi se vähemmän yllättävä seikka, että havaintojen laatu pinnalla on paljon parempi kuin laskeutujan päällä ollessa. Laskeutujan kannella ollessa seismometri pystyi havaitsemaan sen, miten laskeutuja tärisi hieman tuulen vuoksi, mutta pinnalla tätä häiriötä ei ole. Päiväsaikaan tuuli on voimakkaampaa kuin yöllä, mutta pinnalla maatessaan seismometri ei huomaa eroa yön ja päivän välillä.

Tämä ei ole yllätys, sillä 1970-luvulla Viking 2 -laskeutujassa mukana ollut seismometri oli kiinni laskeutujassa ja se toimi enemmänkin tuulimittarina kuin tärinähavaitsijana. Sen kokemusten perusteella tiedettiin, että hyviä havaintoja voidaan tehdä vain suoraan pinnalla maaten.

Ero Maan ja Marsin välillä tuli esiin jo heti ensimmäisissä havainnoissa: Marsissa ei ole pientä, jatkuvaa seismistä häiriötä, mikä maapallolla tulee merien vesimassojen jatkuvasta liikkumisesta.

Seuraavaksi seismometri asetettiin täsmälleen vaakatasoon. Pinta, jolla mittari sijaitsee, on varsin hyvin vaakasuora, mutta ei täsmälleen. Se on 2,5° kallellaan. 30. joulukuuta laite vakasi itsensä täsmälleen suoraan allaan olevien kolmen pienen tasausjalan avulla.

Vasta tämän jälkeen seismometri kalibroitiin ja sen mittausta tekevät heilurit asetettiin täsmälleen laitteen keskipisteeseen. 1. tammikuuta seismometri oli lopulta täysin toimintakunnossa.

Paitsi että kaksi asiaa oli vielä tekemättä: mutka kaapeliin ja massa kaapelin päälle. SEIS mittaa tärinää niin tarkasti, että Marsin pinnan lämpötilan muutokset saavat aikaan seismometrin laskeutujaan yhdistävässä kaapelissa muutoksia. Lämpölaajenemisen lisäksi sen asento muuttuu hieman. Siksi juuri ennen seismometriä kaapeli tekee pienen kiepin, joka vähentää kaapelista tulevia häiriöitä. Tämä mutka vapautettiin auki 3. tammikuuta.

Massaa asetetaan paikalleen testikappaleella. Kuva: NASA/JPL-Caltech/IPGP/Philippe Labrot

Tämän jälkeen robottikäsivarrella laitettiin kaapelin päälle pieni massa, joka painaa kaapelin tiukasti kiinni pintaan. Nyt laskeutujan puolella massaa olevat tärinät kaapelissa eivät haittaa käytännössä mitenkään. Yllä olevassa kuvassa toimenpidettä harjoitellaan JPL:ssä olevan laskeutujan kaksoiskappaleen avulla.

Näinä päivinä seismometrin päälle laitetaan vielä pallomainen suojakupu, joka vähentää tuulen aiheuttamaa vaikutusta.

Sen jälkeen aloitetaan InSightin toisen tutkimuslaitteen, saksalaisen HP3:n asentaminen. Se tulee nakuttamaan pienen "myyrän" noin viiden metrin syvyyteen pinnan alle. Tästä tulevien pienten tärähdysten avulla seismometriä tullaan kalibroimaan vielä lisää, ja vasta näiden toimien jälkeen sillä aloitetaan varsinaiset, rutiininomaiset mittaukset helmikuun lopussa.

Silti havaintoja tehdään jo nyt: tästä eteenpäin voimmekin odotella jänniä lisätietoja marsjäristyksistä – johtuvat ne sitten itse Marsista tai siihen törmäävistä kappaleista.

Maisemaa laskeutujan ympärillä. Otsikkokuvassa on jalustassa olevan navigointikameran ottama kuva SEISistä pinnalla. Kameran linssin päälle pääsi linssisuojasta huolimatta laskeutumisen aikana tunkeutumaan pölyä ja hiekkaa, joten sen kuvat ovat hieman roskaisia. Onneksi tätä kameraa käytetään vain tämän kaltaisten tarkistuskuvien ottoon.

InSight lasketutui onnistuneesti tylsän tasaiseen paikkaan, ja siksi tutkijat ovat innoissaan

Ti, 11/27/2018 - 03:25 Jari Mäkinen
Toinen InSightin ottama kuva

InSight, Nasan tuorein Mars-luotain laskeutui punaisen planeetan pinnalle maanantaina illalla 21.52 Suomen aikaa. Laskeutuminen sujui suuri suunnitellulla tavalla ja myös laskeutumisalue osoittautui niin tylsän tasaiseksi, mitä etukäteen toivottiin. Pari vuotta kestävä Marsin sisustan sondaaminen voi alkaa.

Toukokuun alussa matkaan lähetetty InSight-laskeutuja saapui perille Elysium Planitia -tasangolle Marsiin juuri toivotulla tavalla. Kyseessä oli jo kahdeksas Nasan tekemä laskeutuminen Marsiin ja ensimmäinen paikallaan pysyvä laskeutuja sitten vuonna 2007 laskeutuneen Phoenix-luotaimen.

Marsissa ja kiertoradalla sen ympärillä on siten juuri nyt kuusi toimivaa Nasan luotainta, minkä lisäksi planeettaa kiertää kaksi eurooppalaisluotainta sekä yksi intialainen. Kaikkiaan siis yhdeksän alusta on parhaillaan tutkimassa punaista planeettaa.

Tarkalleen ottaen InSight ei ole vielä työn touhussa, vaan se on tällä hetkellä vielä pöllähtäneessä tilassa laskeutumisen jälkeen ja se laittaa itseään kuntoon. Ensimmäisten tietojen mukaan laskeutuja on kunnossa ja se on tukevasti Marsin pinnalla vain noin 2° kallistuneessa asennossa.

Se lähetti lähes välittömästi laskeutumisensa jälkeen laskeutumisjalassaan olevan pienen tarkkailukameran ottaman kuva, joka on täynnä pölyä, mutta näyttää millaiselle tasangolle alus saapui. Kamerassa on edelleen varsin hyvin läpinäkyvä pölysuoja, jonka irrottamisen jälkeen kuvien laatu luonnollisesti paranee huomattavasti.

Toinen, yöllä neljän maissa (Suomen aikaa) julkaistu kuva (otsikossa) näyttää maiseman hieman paremmin. Se on eräs kuvista, jotka saatiin kiertoradalla olevan Odyssey-luotaimen välityksellä.

Kuva näyttää, että laskeutujan lähellä on vain muutamia pieniä kivenmurikoita, mutta muutoin maisema on tasaista hiekkaa. Se on aivan erinomainen paikka Marsin sisustan tutkimiseen, koska robottikäsivarsi pystyy varmasti asettamaan seismometrin sopivaan kohtaan pinnalla, joka näyttää nopeasti katsottuna myös oikein sopivalta lämpövuosondille. Se on "myyrä", joka tunkeutuu itseään nakutellen hitaasti syvemmälle Marsin pinnan alle ja pystyy lähettämän sieltä muun muassa lämpötilatietoja.

Aivan aluksi laskeutujan robottikäsivarressa olevien kameroiden avulla otetaan kuitenkin tarkkoja kuvia ympäröivästä maisemasta ja maastosta, ja näiden perusteella valitaan paikka, mihin seismometri voidaan laittaa. Laskeutujassa ei ole siis perinteiseksi jo muodostunutta kameramastoa, vaan 1,8 metriä pitkä robottikäsi toimii myös kameramastona. Se otetaan käyttöön kahden vuorokauden kuluttua.

Kyseessä ei ole ensimmäinen kerta, kun laskeutuja koittaa havaita Marsin järistyksiä, mutta ensimmäinen kerta, kun siinä toivottavasti onnistutaan. 1970-luvun puolivälissä laskeutuneissa Viking-aluksissa oli myös seismometrit, mutta ne olivat laskeutujien rungossa kiinni, ja lopulta muun muassa Marsin kaasukehässä olleet tuulet saivat aikaan enemmän signaaleita kuin järistykset. Nyt seismometri asetetaan suoraan kiinni marsperään ja lisäksi sen ympärillä on erityinen tuulisuoja, joka toivottavasti saa aikaan sen, ettei seismometri toimi tällä kerralla tuulimittarina.

Siinä missä seismometri on tehty Ranskassa, on toinen laskeutujan pääinstrumentti HP3 tehty Saksassa. Tämä koettaa tutkia sitä, miten lämpö siirtyy Marsin pinnan alla. Laite tunkee toivottavasti jopa viiden metrin syvyyteen pinnan alle "myyrän", jonka perässä on antureilla varustettu johto. Näin mittaustietoja saadaan paitsi syvältä, niin myös eri syvyyksiltä.

Tietoja Maahan laskeutujasta välitettiin kahden pienen nanosatelliitin avulla. MarCO-nimiset laitteet ovat ensimmäisiä planeettainväliseen avaruuteen lähetettyjä cubesat-standardin mukaisia laitteita.

Ne laukaistiin kohti Marsia samalla raketilla InSightin kanssa, mutta ne ovat lentäneet kumpikin erillään ja ne hujahtivat tänään Marsin ohitse. Yllä on MarCO-B:n, toisen kahdesta laitteesta, ottama kuva Marsista vain noin 10 minuuttia InSightin laskeutumisen jälkeen. Kuvan ottohetkellä se oli noin 6000 kilometrin päässä Marsista.

MarCO:t tallensivat muistiinsa muitakin kuvia ja tietoja, joita ne lähettävät Maahan lähipäivien kuluessa. Sen jälkeen niiden tehtävä on ohi onnistuneesti: ne todistivat, että pikkusatelliiteilla on mahdollista tehdä tärkeää työtä myös planeettatutkimuksen alalla.

Juuri parhaillaan Jet Propulsion Laboratoryssä olevassa lennonjohdossa odotellaan ensimmäisiä kuvia laskeutujasta, jotka on otettu kiertoradalla olevilla luotaimilla. Mars Reconnaissance Orbiterin tarkalla kameralla koetettiin saada kuva laskeutujasta sen ollessa laskuvarjonsa varassa putoamassa alas kohti planeettaa. Kuva olisi paitsi upea ja suuri taitavuuden osoitus kameratiimiltä, niin myös hyödyllinen tulevia lentoja suunniteltaessa. Kuvan avulla kun voidaan tarkistaa miten laskuvarjo käyttäytyy todellisissa olosuhteissa.

Kiertoradalla olevat luotaimet koettavat myös napata kuvia laskeutujasta heti kuin mahdollista. Ensimmäisenä ehti Odyssey, jonka kuvien avulla saatiin myös varmuus siitä, että laskeutujan aurinkopaneelit ovat avautuneet normaalisti. Vahvistuksen saapuminen kesti hieman odotettua kauemmin, mikä ennätti herättämään jo hieman huolta – ilman avoimia aurinkopaneeleita laskeutuja olisi hiipunut akkujen virran loppuessa.

Mutta kaikki on nyt siis hyvin.

Laskeutujan pitäisi näyttää nyt tällaiselta Marsin pinnalla ollessaan. Tämä kuva on piirros – näin hyvään laatuun eivät kiertoradalta otetut kuvat sentään yllä.

Nasan InSight-luotain laskeutui juuri Marsiin - mutta minne?

Ma, 11/26/2018 - 20:54 Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA/JPL-Caltech/Lyle Tavernier

InSight-luotain laskeutui onnistuneesti Marsiin. Sen on tarkoitus perehtyä planeetan sisuksiin täysin uusilla tavoilla. Kerromme tässä jutussa laskeutumispaikasta ja sen valintaperusteista tarkemmin.

NASAn InSight-luotain laskeutui Marsiin 26.11.2018 kello 21.54 Suomen aikaa. Tiedetuubi seurasi tapahtumia livenä ja raportoi onnistuneesta laskeutumisesta.

InSightin laskeutumispaikka sijaitsee aivan päiväntasaajan pohjoispuolella: 4.5° pohjoista leveyttä ja 135.9° itäistä pituutta. Tarkemmin sanottuna Elysium Planitia -nimellä tunnetun tasangon länsiosissa.

Maapallolla vastaavat koordinaatit osuisivat Tyyneenmereen 650 kilometriä Uuden-Guinean saaresta pohjoiseen. Marsin tapauksessa kyse on pohjoisista alangoista, jotka ovat kenties myös joskus olleet sikäläisen meren peitossa.

Aluetta voisi kuvailla "tarkoituksella tylsäksi". Alueen pinta on moneen kertaan muokkautunutta tuliperäistä ja veden tuomaa ainesta, jotka peittävät muinaisia laavatasankoja ja sitä mahdollista merenpohjaa. Satelliittikuvista erottuvia mielenkiintoisimpia asioita ovat pienet kraatterit ja tuulen tuivertama lakeus.

Planeettageologi Ingrid Daubar sanoo, että valinnalla on järkisyyt. "Juuri laavatasangot ovat Marsin turvallisinta seutua, sillä ne ovat tasaisia ja niillä on vain vähän kiviä. Mitkä tahansa rinteet voisivat haitata InSightin laskeutumista. Emme halua sen pysähtyvän vaappumaan yksi jalka kiven päällä. Halusimme myös varmistaa että laskeutujan vieressä on paikat joille tieteelliset laitteet voi laskea."

InSightilla on kaksi päälaitetta. Toinen on seismometri, joka rekisteröi Marsin pinnan tärinää ja toinen, muutaman metrin syvyyteen kaivautuva "myyrä" tai virallisemmin "itsehakkautuva naula", seuraa pinnan alta tulevaa lämpövuota. Lisäksi mukana on säätilaa mittaava laite sekä heijastin, jota voidaan myöhemmin käyttää pinnan tarkassa laserskannauksessa. (Apollo-astronautit jättivät Kuun pinnalle vastaavia peilejä, joiden avulla on esimerkiksi määritetty kuinka nopeasti kiertolaisemme etääntyy Maasta.)

InSightin seismometri ja myyrä asetetaan pinnalle robottikäden avulla, ja paikka valitaan Nasan kulkijoiden kameroista kehitetyillä uusilla kameroilla. InSightin on kuitenkin turha odottaa ottavan henkeäsalpaavia panoraamakuvia, sillä kamerat on tarkoitettu juuri laitteiden toiminnan varmistamiseen.

Eikä maisemankaan odoteta olevan kummoinen.

"Emme oikeastaan juurikaan välitä siitä mitä pinnalla on, paitsi aivan lähiympäristössä jahka laskeutuminen saadaan hoidettua. Sitten haluamme varmistaa että laitteet pystyvät tekemään työnsä. Seismometrin täytyy asettua tasaisesti ja tukevasti alle 15 asteen rinteeseen. Itseporautuvan "myyrän" eli HP3-laitteen täytyy pystyä kaivautumaan pinnan alle ongelmitta. Siksi pinnan täytyy olla rikkoutunutta hienojakoista ainesta eikä mitään todella kovaa ainesta. Joukossa ei saa olla paljoa kiviä, tai laite ei pääse riittävän syvälle pinnan alle."

Vain pienellä ratamuutoksella olisi päästy tutustumaan lähialueiden erikoisuuksiin, kuten vulkaaniseen tuhkaan hautautuneeseen vain muutaman miljoonan vuoden ikäiseen ahtojääalueseen, eräisiin planeetan suurimpiin tulivuoriin, tai mittaviin laavatasankoihin. Nuoria pohjoisia alankoja ja vanhoja eteläisiä ylänköjä jakava vyöhykekin alkaisi vain muutaman sadan kilometrin päästä. Curiosity-kulkija on juuri niillä seuduin tutustumassa planeetan vesihistoriaan.

"Valitsimme Elysium Planitian koska InSight on hieman erilainen kuin aiemmat [Mars]lennot. Insightilla on tarkoitus tutkia asioita, joita voitaisiin tutkia melkein missä vain Marsin pinnalla. Laskeutumispaikka valittiin enemmänkin teknisten kriteerien kuin tieteen mukaan", Daubar selittää.

"Tämä on aurinkokennolento, eli saamme kaiken energian auringosta. On hyvä olla päiväntasaajan lähellä, sillä se maksimoi energiamäärän." Luotaimen on tarkoitus pysyä toiminnassa vähintään yhden Marsin vuoden verran eli 690 päivää, joten pysyvä energianlähde on tarpeen.

Alueen tuli myös sijaita mahdollisimman matalalla. Näin kaasukehän jarrutusvaikutus saadaan käytettyä mahdollisimman tehokkaasti hyödyksi. Pääasia tietysti on, että InSight pääsi turvallisesti pinnalle ja onnistuu tutkimaan pinnanalaista maailmaa.

InSightin laskeutumisellipsi on harvinaisen suuri. Se on huimat 130 x 30 kilometriä, kun esimerkiksi Curiosity-mönkijän ellipsi oli kooltaan vain 20 x 7 km. Toisaalta laitteiden tekniset tavoitteet ovat aivan erilaiset. InSightin ei ole tarkoitus perehtyä yksityiskohtiin vaan planeetan yleiseen olemukseen.

InSightille oli määritetty laskeutumisellipsi, jonka alueelle se päätyi noin 99 prosentin todennäköisyydellä. Vastaava alue määritetään mille tahansa alukselle, joka syöksyy kaasukehän läpi suurella nopeudella kohti pintaa. Paikan epätarkkuuteen vaikuttavat esimerkiksi eri korkeuksilla vallitsevat tuulet ja kaasutiheydet, sekä muut pienet etukäteen ennustamattomat asiat. Aivan tarkan laskeutumispaikan tavoittelu olisi vaikeaa, sillä laitteen täytyisi pystyä reagoimaan aktiivisesti pieniin muutoksiin lentoradassa. Tämä lisäisi laitteiston monimutkaisuutta ja virheiden sattumisen riskiä aivan turhaan.

Kirjoittaja on Marsin geologiaan erikoistunut planetologi.

Päivitys 22.40: Juttua päivitetty tiedolla onnistuneesta laskeutumisesta.

Otsikkokuva: JPL:n harjoittelija Heather Lethcoe odottelee InSightin laskeutumista (NASA/JPL-Caltech/Lyle Tavernier)

Koe InSightin laskeutuminen Marsiin uudelleen VR-videolla

Tiedetuubin suora laskeutumisseuranta InSightin laskeutumisesta on päättynyt. Laskeutuminen onnistui erinomaisesti ja InSight on toimintakykyisenä Marsin pinnalla valmiina aloittamaan kahden (Maan) vuoden ajan kestäväksi suunnitellun toimintansa.


Klo 22.40

Seuranta päättyy, mutta Mars-asia ei lopu tähän. InSight-kuulumisia odotellessa kannatta lukea, katsoa ja kuunnella vaikkapa näitä juttuja:

  • Nasan InSight-luotain laskeutui juuri Marsiin - mutta minne?
  • 10 tärkeintä asiaa, jotka tänään laukaistusta Mars-laskeutujasta on hyvä tietää
  • Seuraava Mars-luotain on matkalla – nyt tutkitaan planeetan järistyksiä ja porataan pinnan alle

    Klo 22.16

    InSightin virallinen laskeutumisaika oli 11:52:59 PST, eli Kalifornian paikallisaikaa, eli kello 21.52.59 Suomen aikaa. Signaali otettiin tuolloin vastaan Maassa, mutta se oli lähtenyt jo noin 8,1 minuuttia aikaisemmin laskeutujasta. Sen oman kellon mukaan laskeutuminen tapahtui 19:44:52.

    Klo 22.20

    Kunhan InSight on avannut aurinkopaneelinsa, alkaa se kuvata tarkasti ympäristöään. Ensimmäiset kuvat otetaan jo nyt heti, mutta varsinainen laskeutumispaikan kartoitus alkaa 28. marraskuuta. Joulukuun 10. päivään mennessä on ennakkosuunnitelman mukaan saatu niin paljon kuvia, että niiden perusteella voidaan päättää paikka laskeutujan vieressä, mihin seismometri voidaan laskea robottikäsivarrella.

    SEIS-hankkeen vetäjä Philippe Laudet Ranskan kansallisesta avaruustutkimuskeskuksesta sanoo, että "paikan pitää olla mahdollisimman tasainen, eikä siinä saa olla liian suuria kiviä."

    "Sen jälkeen robottikäsivarsi ottaa kiinni seismometristä ja nostaa sen alas pinnalle sopivaan aikaan. Oletamme, että tämä tapahtuu 4. tammikuuta mennessä, koska nykyisen suunnitelman mukaan silloin aloitetaan saksalaisen HP3-mittalaitteen asentaminen.

    Tammikuun lopusta alkaen kumpaakin laitetta valmistellaan siis käyttöön ja koska lämpövuoinstrumentti porautuu alaspäin pienten iskujen avulla, voidaan näitä pieniä tärähdyksiä käyttää seismometrin kalibrointiin ja testaamiseen. "Ja aina kun naapurimme ei metelöi nakutuksillaan, kuuntelemme Marsia – mikä on tietysti suurin osa ajasta. Laitteen kalibrointi ja käyttöönotto jatkuu maaliskuun loppuun saakka, minkä jälkeen aloitamme varsinaiset tieteelliset mittaukset."

    Klo 22.03

    Laskeutuminen onnistui erinomaisesti ja juuri suunnitelman mukaan. Siitä saatu telemetria kertoo sen toimivan hyvin. InSight lähetti jo ensimmäisen kuvansa, joka tosin ei ole erityinen: kamerassa on edelleen pölysuoja päällä, ja siksi kuva on suttuinen. Kun suoja poistetaan, ovat kuvat (toivottavasti) parempia. Kuva kertoo kuitenkin myös osaltaan laskeutujan toimivan hyvin.

    Parempia kuvia on odotettavissa noin viiden tunnin päästä, kun suoja on irrotettu ja kiertoradalla oleva Odyssey välittää niitä laskeutujasta Maahan.


    Klo 21.57

    InSight on siis laskeutunut pehmeästi Marsin pinnalle ja on hyvässä kunnossa. Nut kuinkin alkaa sen valmistelu tutkimuksia varten: laskeutuja avaa pyöreät aurinkopaneelinsa ja tarkistaa, että sen kaikki systeemit ovat kunnossa.

    Klo 21.54

    InSight on laskeutunut! Signaali pinnalta kertoo kaiken menneen hyvin!

    Klo 21.49

    Nyt laskeutumisen suurin kuumennus, kun kaasukehän kitka (eli "ilmanvastus") hidastaa alusta. Tämä synnyttää kuuman kaasukuplan aluksen ympärille ja siksi telemetriatiedot ovat katkenneet - aivan kuten oletettiin.

    Klo 21.47

    InSight osuu nyt Marsin kaasukehään. Tähän saakka kaikki on sujunut suunnitelman mukaan, mutta tästä eteenpäin on jännää...

    Klo 21.43

    InSightin mukana kohti Marsia lähti kaksi pientä luotainta, MarCO:a. Ne lentävät Marsin ohi, mutta kuuntelevat tapahtumia laskeutumisen aikana. Niistä on saatu nyt myös signaali.

    Klo 21.40

    Nyt se on menoa! Kiertorataosa irtoaa. Odotellaan vahvistusta.

    Klo 21.35

    Nyt lennonjohto ei voi enää kuin odottaa ja seurata tapahtumia. Laskeutuja on omillaan. Tiedot Maahan saadaan 8,1 minuuttia varsinaisten tapahtumien jälkeen.

    Klo 21.28

    Matkaa Marsiin on nyt enää 4700 km. Noin puoli tuntia laskeutumiseen. Laskeutumisen ensimmäinen tärkeä hetki koittaa klo 21.40, kun laskeutuja irtoaa sitä planeettainvälisen avaruuden läpi kuljettaneesta osasta. Tarkalleen ottaen InSight on nyt kapselin sisällä, jonka "alapuolella" on lämpökilpi ja "yläpuolella" suoja sekä laskuvarjo.

    Marsin kaasukehään InSight saapuu klo 21.47 ja siitä alkaa seitsemän minuuttia kestävä tiivis toiminta, niin sanottu "seitsemän helvetillistä minuuttia" tai "7 mins of terror".

    Klo 21.20

    Marsissa on ollut viime aikoina paljon pölymyrskyjä (ja kesällä ollut koko planeetan peittänyt sellainen koitui Opportunity-kulkijan kohtaloksi) ja viime aikoina tilannetta on seurattu hyvin tarkasti. Näytti siltä, että laskeutumisalueella olisi ollut nyt myrsky, mutta tilanne ei ole onneksi mitenkään paha.

    Laskeutuja piti kuitenkin tehdä sellaiseksi, että se kestäisi pölymyrskyn, jos sellainen olisi ollut nyt laskeutumisen aikaan. Laskeutumispäivää kun ei voinut muuttaa, vaan alas oli mentävä säässä kuin säässä.

    Siksi muun muassa laskeutujan lämpökilpi on hieman paksumpi kuin oli Phoenix-laskeutujalla. Tämä siksi, että pölymyrskyn läpi syöksyessä lämpökilpi kuluu enemmän ja nopeammin kuin "normaaleissa" olosuhteissa.

    Lämpökilpi on muuten tehty korkista.

    Klo 21.12

    Laskeutuminen Marsiin ei ole helppoa, vaikka nyt se osataan paljon paremmin kuin aikaisemmin. Paitsi että laskeutumisia on tehty jo aika paljon, niin nyt Marsia ja laskeutumispaikkaa pystytään havaitsemaan koko ajan Marsin kiertoradalla olevilla luotaimilla. Heti laskeutumisen jälkeen laskeutujasta voidaan ottaa myös kuva, joka voi myös näyttää ovatko esimerkiksi aurinkopaneelit auki.

    Nasan omien luotaimien lisäksi Euroopan avaruusjärjestön Mars Express ja TGO auttavat laskeutumisessa. Lisäksi laskeutujan lähettämiä viestejä otetaan vastaan suoraan Maan päällä suurilla radioteleskoopeilla, jotka pystyvät itse asiassa seuraamaan laskeutujan rataa alle metrin tarkkuudella – mutta rata voidaan laskea vasta jälkikäteen.

    Klo 21.05

    InSight perustuu vuonna 2007 Marsiin laskeutuneeseen Phoenix-laskeutunaan, joka puolestaan perustuu vuonna 2009 lentäneeseen Mars Polar Lander -alukseen. Viimeksi mainittu tosin syöksyi Marsiin ja koska sen tuhoutumisen syytä selvitettiin pitkään siksi, että laskeutuja ei lähettänyt kriittisten vaiheiden aikana tietoja, tiedottaa InSight nyt koko ajan laskeutumisen sujumisesta.

    Phoenix onnistui laskeutumisessa erinomaisesti ja ainakin telemetriatietojen mukaan InSight on nyt myös oikein hyvässä kunnossa.

    Klo 21.01

    Tervetuloa Tiedetuubin laskeutumisseurantaan! Laskeutumisen seuranta on siinä mielessä miellyttävämpää kuin esimerkiksi raketin laukaisun seuranta, koska tiedämme täsmälleen, että laskeutuminen tapahtuu – odottamista, mutta ei epävarmuutta muusta kuin siitä, että meneekö kaikki suunnitellusti.

    Ensimmäinen viesti ennen seurannan alkua

    Kuten aina avaruuslennoilla, on tätä laskeutumista harjoiteltu tiiviisti etukäteen ja lennonjohdolla on tarkat suunnitelman monien erilaisten häiriötilanteidenkin varalle.

    Lopulta kuitenkin kyse on hyvästä onnesta. Siksi Jet Propulsion Laboratoryn suuressa lennonjohtohuoneessa on maapähkinöitä. Tämä perinne alkoi vuonna 1964, kun Ranger 7 -luotain oli syöksymässä Kuuhun. Ranger-alukset eivät laskeutuneet, vaan törmäsivät Kuuhun ja ideana oli ottaa siltä vastaan kuvia sekä tietoja viimeiseen saakka ja saada näin tarkkoja kuvia Kuun pinnasta.

    Jostain syystä tuolloin lennonjohdon syömistä maapähkinöistä muodostui seuraavilla lennoilla perinne ja nyt yksikään Nasan planeettaluotain ei tee mitään kriittistä toimenpidettään ilman onnea tuottavia maapähkinöitä.

    Nykyisin homma on tietysti paisunut siten, että näitä maapähkinöitä tehdään erikoisetiketillä ja niitä myydään myös yleisölle JPL:n matkamuistomyymälässä.

  • Avainsanat

    InSight laskeutuu Marsiin – alkaa pian kuunnella punaisen planeetan sydämenlyöntejä

    Nasan uusin Mars-laskeutuja syöksyy punaisen planeetan pinnalle tänään illalla Suomen aikaa. InSight on nimensä mukaisesti laskeutuja, jonka tehtävänä on tutkia Marsin sisustaa. Seuraamme tapahtumia tästä alkaen hetki hetkeltä.


    Juuri nyt, kello 19:30 Suomen aikaa, on laskeutuminen vain vähän yli kahden tunnin päässä. InSight on 38 000 kilometrin päässä Marsin pinnasta ja syöksyy sitä kohden 5,5 kilometrin sekuntinopeudella.

    Alus on törmäyskurssilla Marsin kanssa – se ei siis asetu ensin kiertämään planeettaa, vaan syöksyy suoraan sen pinnalle.

    Tapahtumat alkavat 47 minuuttia ennen laskeutumista, kun InSightin ja laskeutumislaitteiden lämmittimet laitetaan päälle. Pian laskeutujaa läpi avaruuden ohjannut pieni osa irrotetaan ja laskeutuja suojakapselinsa sisällä jatkaa yksin eteenpäin.

    Se syöksyy suoraan planeetan kaasukehään ja alla oleva lämpökilpi suojaa sitä. Kaasun kitkakuumennus alkaa noin 126 kilometrin korkeudessa.

    Laskuvarjo avautuu noin 12 kilometrin korkeudessa ja lämpökilpi irrotetaan noin 10 kilometrin korkeudessa. Nyt laskeutujan kamera pääsee näkemään hyvin alas Marsin pintaan. Laskuteline avautuu noin viiden kilometrin korkeudessa ja myös tutka alkaa nyt mitata tarkkaa korkeutta.

    Noin 1100 metrin korkeudessa laskeutuja putoaa kapselistaan ja samalla se irtoaa laskuvarjosta; se on nyt vapaassa putoamisliikkeessä alaspäin 215 kilometrin tuntinopeudella.

    12 pientä rakettimoottoria syttyy ja laskeutuja hidastaa putoamisnopeuttaan tutkan ohjaamana. Se tarkkailee laskeutumispaikkaansa ja osaa välttää siinä olevia mahdollisia vaarallisia kiviä. Se myös kääntyy tässä lennon loppuvaiheessa siten, että sen tuleva työskentelyalue osoittaa etelään ja aurinkopaneelit levittäytyvät itä-länsi-suuntaan.

    Laskeutuminen 50 metrin korkeudesta pinnalle tapahtuu noin puolessa minuutissa, siis kohtalaisen hitaasti ja rauhallisesti. InSight osuu pintaan lopulta reipasta kävelyvauhtia, 8,6 km/h.

    Jos kaikki käy hyvin, on InSight klo 21.47 Suomen aikaa Elysium Planitian pinnalla Marsissa. Tieto laskeutumisesta saadaan Maahan kahdenksan minuutin kuluttua tästä, kun radioviesti on kulkenut avaruuden halki Marsista lennonjohtoon.

    Lentoa hallitaan Jet Propulsion Laboratorystä, Kaliforniassa Los Angelesin luona Pasadenassa sijaitsevasta Nasan planeettaluotainkeskuksesta. JPL on vastannut kaikista aikaisemmista amerikkalaisista Mars-lennoista, ja vaikka kertyneen kokemuksen avulla laskeutuminen tapahtuu paljon luotettavammin kuin aikanaan, on se silti raju ja suurienerginen tapahtuma, missä pienikin virhe voi johtaa tuhoon.

    Yllä olevalla videolla JPL:n teknologiajohtaja Bob Manning selittää (englanniksi) mitä laskeutumisen aikana tapahtuu.

    Vaikka moni asia voi mennä vikaan, on InSightillä takanaan kuitenkin jo yksi laskeutuminen, sillä vuonna 2007 Marsiin laskeutunut Phoenix-laskeutuja käytti samaa tekniikkaa. InSight perustuu teknisesti suoraan Phoenixiin, joka onnistui tehtävässään erinomaisesti. Käytönnössä InSight on täysin samanlainen, mutta sen mukana olevat tutkimuslaitteet ovat erilaisia ja laskeutujaan on tehty pieniä parannuksia – onhan Phoenixin lennosta kulunut jo vuosikymmen ja tekniikka on mennyt eteenpäin.

    InSight on myös hieman painavampi (608 kg vs. 573 kg).

    Kolmas olennainen eroavaisuus on laskeutumispaikka, joka sijaitsee päiväntasaajan tuntumassa 1,5 kilometrin korkeudessa. Suurempi korkeus tarkoittaa sitä, että kaasukehä ei ennätä hidastamaan laskeutumista niin paljoa kuin edellisellä kerralla. Tämä ei kuitenkaan ole ongelma; joka tapauksessa laskeutuja on suunniteltu toimimaan erilaisissa olosuhteissa ja esimerkiksi laskeutumispaikan säätila (mitä kiertoradalla olevat luotaimet ovat tarkkailleet) on otettu huomioon laskeutumisohjeissa, jotka on lähetetty InSightille juuri nyt ennen laskeutumista.

    Lisää tietoa lennosta ja InSightistä on alla olevissa linkeissä sekä Ylen kesällä lähetetyssä Tiedeykkösessä, jonka voi kuunnella edelleen Yle Areenassa.

    Nasa välittää laskeutumisen tunnelmia suorana JPL:stä laajemmin kuin koskaan netissä ja videosyötettä voi seurata myös Tiedetuubissa. Tiedetuubi on kuitenkin paikan päällä Pasadenassa ja välittää lisäksi huomioita sekä kommentteja omassa seurannassaan. Seuranta alkaa klo 21.

    Avainsanat

    Video: Phil Bailey on puolisuomalainen, joka tuntee InSight-laskeutujan robottikäden

    Phil Bailey selittää selvällä suomenkielellä, miten InSight-laskeutuja tulee käyttämään robottikättään. Hän on hyvä esimerkki siitä, miten avaruuslentojen pariin saattaa päätyä, vaikka opiskelee ihan jotain muuta kuin avaruusalaa.

    InSight on Nasan seuraava Mars-laskeutuja. Se on nyt matkalla kohti punaista planeettaa ja saapuu sinne marraskuussa. Laskeutumisensa jälkeen se ottaa pian käyttöön robottikäsivartensa, jonka avulla laitetaan Marsin pinnalle laskeutujan vierelle seismometri sekä lämpövuomittari, ja lisäksi kädellä tehdään paljon tutkimuksia.

    Käden toiminnasta vastaa osaltaan suomalaissukuinen robotiikkainsinööri Phil Bailey, joka kertoo videolla työstään Jet Propulsion Laboratoryssä Pasadenassa, Kaliforniassa.

    Erityisesti hänen vastuullaan on WTS, joka näyttää se myös hieman hauskalta: se on kuin puolipallomainnen kupoli, jolla on hame. Se on suoja, joka lasketaan Marsin pinnalle laitettavan seismometrin päälle, jotta Marsin kaasukehän tuulet ja muut ulkoiset häiriöt eivät vaikuta mittauksiaan tekevään seismometriin.

    InSight llaskeutuu marraskuun 26. päivänä rakettimoottorien hidastamana Marsin päiväntasaajan seutuville Elysium-tasangolle ja toimii siellä toivottavasti yhden Marsin vuoden ajan, siis noin kaksi Maan vuotta. Laskeutuja on käytännössä parimetrinen lavetti, jossa on kolme noin metrin pitkuista jalkaa ja kaksi pyöreää aurinkopaneelia, jotka avautuvat laskeutumisen jälkeen lavetin sivuille samaan tapaan kuin kukat avaavat terälehtiään.

    Teknisesti InSight on hyvin samanlainen kuin vuonna 2009 Marsiin laskeutunut Phoenix-niminen laskeutuja. Tuo lento, laskeutuminen ja toiminta Marsissa sujuivat hyvin, joten toiveet ovat nytkin korkealla.

    Laskeutuja on vähän kuin edullinen välilento Nasan Mars-tutkimusohjelmassa. Sen kyydissä onkin aikaisemmista laskeutujista ja kulkijoistra yli jääneitä kameroiden ja mittalaitteiden varakappaleita, ja lisäksi tärkeimmät tutkimuslaitteet pyydettiin Euroopasta.

    Kuten nimi InSight antaa ymmärtää, on laskeutujan tärkein tehtävä nyt katsoa Marsin sisälle. Siksi sen päätutkimuslaite on ranskalainen seismometri, ja sillä on itse asiassa aika pitkä historia jo takanaan. Laitteen projektipäällikkö Ranskan kansallisessa avaruuskeskuksessa CNESissä on Philippe Laudet. Hän kertoi Tiedeykkösessä olleessa kirjoittajan tekemässä ohjelmassa seismometristä näin:

    "Seismologiaa on käytetty Maan sisustan ymmärtämiseen 1900-luvun alusta. Ensimmäisen kerran seisminen aalto havaittiin vuonna 1889, kun Saksassa havaittiin Japanissa olleen maanjäristyksen tärinää. Sen jälkeen aika pian ymmärrettiin, että voimme havaita toisella puolella olevia maanjäristyksiä seismometrillä ja että järistyksistä tulee erilaisia aaltoja, ja niiden kulkuaikojen avulla voidaan määrittää maapallon sisustan rakenne."

    "Kun vuonna 1969 Apollo-astronautit menivät Kuuhun, he veivät sinne seismometrejä. Niitä vietiin Apollo-lennoilla kaikkiaan viisi ja ne muodostivat pienen verkoston, jonka avulla pystyttiin nyt ymmärtämään millainen on Kuun sisusta. Vaikka nyt tiedämmekin aika hyvin millainen on Kuun sisusta, se ei ole hyvä esimerkki toisesta planeetasta, koska Kuun syntyhistoria on niin erilainen. Siksi jo pitkään tutkijat ovat ehdottaneet seismometrin lähettämistä Marsiin."

    "1970-luvulla Viking-laskeutujissa oli yksinkertaiset seismometrit, mutta niistä vain toinen toimi ja sekin oli kiinni laskeutujan rungossa, joten se ei saanut kovin luotettavia signaaleita. Nimittäin Marsissa olevat tuulet heiluttelivat laskautujaa sen verran, että varsinaiset signaalit jäivät tämän varjoon – voisi sanoa, että tuo seismometri toimi lopulta sääasemana. Sillä saatiin kuitenkin 15 signaalia, jotka todennäköisesti olivat mars-järistyksiä. Tästä kuitenkin opittiin se, että seismometri pitää laittaa tiukasti kiinni pintaan ja eristää tuulelta."

    "Meillä täällä Ranskassa on tutkija Philippe Lognonné, joka oli tehnyt seismometrin venäläiseen Mars 95 -luotaimeen, joka valitettavasti syöksyi alas Maahan lähes välittömästi laukaisun jälkeen. Seismometri ei siis päässy Marsiin, mutta ranskassa ei annettu tämän lopettaa seismometrin kehittämistä. Etsimme uutta kumppania ja keskustelimme useammankin maan kanssa, Kiinan, Japanin, Yhdysvaltojen ja Venäjänkin kanssa mahdollisuuksista lennättää seismometri Marsiin, ja ihan viime vaiheessa olimme jo pohtimassa versiota, joka olisi mennyt Japanissa suunnitellun laskeutunan mukana Kuuhun. Se kuitenkin peruttiin, koska Fukushiman ydinonnettomuuden vuoksi japanilaiset leikkasivat avaruusohjelman rahoitusta ja kuulaskeutuja oli eräs ensimmäisistä peruutetuista hankkeista."

    Olimme tämän jälkeen jo jäädyttämässä koko projektia, kun sitten Nasan planeettalennoista vastaava keskus Jet Propulsion Laboratory ehdotti tehtäväksi lentoa, jonka päähyötykuormana olisi tämä meidän seismometrimme. Tunsimme hyvin sikäläisiä tutkijoita, ja he olivat laskeneet, että oman amerikkalaisen seismometrin tekeminen maksaisi paljon ja siihen menisi aikaa, joten he ehdottivat käytettäväksi meidän laitettamme. Vuonna 2011 Nasa päätti sitten antaa rahaa kolmelle uudelle tutkimuslennolle, ja tämä oli yksi valituista. Meille tämä oli erinomainen yhteistyö, sillä heillä ei ole seismometriä, mutta he tietävät miten mennä Marsiin ja meillä on seismometri, mutta ei lentoa Marsiin."

    Laskeutuja rakenteilla Denverissä Lockheed Martin -yhtiössä.


    Hankkeen nimi on siis InSight, eli Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport. Suomeksi tämä on jotakuinkin Eli "sisäsoien tutkiminen käyttäen seismometriä, geodesiaa ja lämpökuljetusta". Samalla nimi tarkoittaa lyhyesti "katso sisälle".

    Geodesia tässä tarkoittaa sitä, että laskeutujan paikkaa seurataan erittäin tarkasti ja siinä tapahtuvan mahdolliset liikkeet kertovat siitä, että mahdollisesti Marsissakin on jonkinlaisia mannerlaattoja, jotka liikkuvat. Nykytiedon mukaan laattoja ei ole, mutta tästä kohta lisää.

    Lämpökuljetus puolestaan tulee siitä, että kyydissä on saksalaisten tekemä laite, joka pystyy mittaamaan sitä, miten lämpö kulkee pinnan alla noin viiden metrin syvyydellä. Siitä voi päätellä paljon mm. siitä, onko pinnan alla jäätä. Laite on itse asiassa pieni puikula, joka nakuttaa itsensä vähä vähältä alemmas pinnan alle ja lähettää siihen kiinnitettyä piuhaa pitkin mittaustietoja.

    Ja päätutkimuslaite on siis tämä ranskalaisten tekemä seismometri, joka on itse sasiassa kolmesta seismometristä - yksi joka suuntaan - koostuva instrumenttipaketti. Se on 22 cm halkaisijaltaan olevan puolipallon muotoisen tyhjiökammion sisällä ja se on toisen puolipallon sisällä. Näin Marsin tuulet eivät pääse nyt sitä heiluttelemaan. Ja jotta se saisi mahdollisimman hyvin signaalinsa pinnalta, nostetaan se laskeutujan robottikäsivarrella makaamaan maahan laskeutujan viereen.

    Piirros näyttää seismometrin ja sen tuulisuojan. WTS, eli wind and thermal shield suojaa sisällään olevaa SEIS-laitteistoa. Kuva: IPGP/David Ducros


    "Laskeutuja avaa aurinkopaneelinsa heti laskeutumisensa jälkeen, jos siis kaikki sujuu suunnitellusti ja laskeudumme Marsiin 26. marraskuuta. 28. marraskuuta alkaen 10. joulukuuta saakka otamme runsaasti kuvia laskeutujan luota ja päätämme niiden perusteella paikan, mihin laskemme seismometrin.

    "Paikan pitää olla mahdollisimman tasainen, eikä siinä saa olla liian suuria kiviä. Sen jälkeen robottikäsivarsi ottaa kiinni seismometristä ja nostaa sen alas pinnalle sopivaan aikaan. Oletamme, että tämä tapahtuu 4. tammikuuta mennessä, koska nykyisen suunnitelman mukaan silloin aloitetaan saksalaisen mittalaitteen asentaminen."

    "Tammikuun lopusta alkaen aloitamme kummankin mittalaitteen käyttämisen, ja koska lämpövuomittalaite porautuu alaspäin pienten iskujen avulla, pystymme kuuntelemaan seismometrillä näitä iskuja, joiden aika ja voimakkuus tunnetaan hyvin. Näin pystymme alustavasti kalibroimaan laitettamme. Ja aina kun naapurimme ei metelöi nakutuksillaan, kuuntelemme Marsia – mikä on tietysti suurin osa ajasta. Laitteen kalibrointi ja käyttöönotto jatkuu maaliskuun loppuun saakka, jolloin suuri osa tiimistämme on Kaliforniassa, mutta sen jälkeen tulemme kotiin ja jatkamme työtä täällä."

    "Kyse ei ole ainostaan siitä, että saamme tietoja seismometriltä ja jaamme tietoja eteenpäin, vaan myös siitä, että yhdistämme näitä tietoja muihin luotaimen tekemiin havaintoihin – ennen kaikkea säätietoihin, koska lämpötilan ja paineen vaihtelulla, kuten magneettikentällä, saattaa olla vaikutusta seismometrin mittauksiin. Havaintojen käsitteluystä tekee hieman haastavan työn se, ettemme tiedä ihan täsmälleen mitä tulemme havaitsemaan."

    "Tilanne on vähän sama kuin Kuun tapauksessa ennen kuin seismometrit vietiin sinne. Sieltä havaittiin paljon signaaleita, jotka olivat tietysti erilaisia kuin Maassa. Osin näiden perusteella on tehty paljon mallinnuksia siitä, millaisia ovat Marsin järistykset, ja teoreettisesti suurimmat voisivat olla luokkaa 4,5 - 5 magnitudia. Näitä parin vuoden aikana voisi olla muutamia, mutta voi olla kymmeniäkin, laskelmasta riippuen. Pienempien määrää on vaikea edes arvioida, koska periaatteessa laite on niin herkkä, että se havaitsee myös meteorien törmöykset Marsin pintaan planeetan toiselta puolelta. Kuten Maassa, tulee sielläkin varmasti ensin niin sanottu P-aalto ja sitten S-aalto, joista voidaan laskea tärinän etäisyys arviolta 10% tarkkuudella. Koska seismometri mittaa tärinöitä kolmessa suunnassa, voidaan tärähdyksen tulosuuntakin saada selville varsin hyvin. Kun kyseessä on voimakas järähdys, voi seismometri havaita varmaankin ensin suoran signaalin, sitten toiselta puolelta Marsin ytimen ympäri tulleen aallon, ja lopulta sigaalin sen kuljettua kerran planeetan ympäri. Marsin tapauksessa tähän kuluu hieman alle kaksi tuntia."

    "Mitä tulee järistysten alkuperään, niin todennäköisesti pääosa niistä tulee lämpöliikkeestä: päivällä Marsin pinta lämpenee ja yöllä viilenee, ja koska kaasukehä on ohut, ovat lämpötilaerot suuria. Päivällä voi olla kymmenen astetta ja yöllä -150 astetta. Toinen järistyksiä aiheuttava tekijä on Phobos-kuun aikaansaamat vuorovesivoimat, ja lisäksi oletamme, että Marsin sydän on kuumaa metallia ja sieltä saattaa nousta laavaa ylemmäs, niin sen liikkeet saattavat myös saada aikaan järistyksiä. Ja sitten ovat meteoriitit: koska seismometri pystyy havaitsemaan niiden törmöyksiä, voidaan nyt ensimmäistä kertaa laskea paljonko Marsiin törmää kappaleita."

    "Lisäksi voimme tehdä oheismittauksia kaasukehästä. Tiedetään, että Marsissa on pölypyörteitä, Dusts Devils, kuten niitä kutsutaan, ja pystymme todennäköisesti havaitsemaan niitä, kun ne menevät ohitse. Voimme siis varmaankin tehdä seismometrillä myös mittauksia, jotka kiinnostavan Marsin kaasukehän ja säätilan tutkijoita. Voi myös olla, ettei niitä tule lainkaan laskeutujan luokse - emme tiedä!"

    Philippe Laudet, SEIS-seismometrin projektipäällikkö Ranskan kansallisessa avaruustutkimuskeskuksessa CNESissä. Kuva: CNES / D. Jamet

    Marsia kohti lentävä nanosatelliitti otti upean kuvan maapallosta

    Ke, 05/16/2018 - 17:49 Jari Mäkinen
    Kuva maapallosta ja Kuusta MarCO-B:n oittamana

    Maapallo on pieni planeettaa suuressa, tyhjässä ja kylmässä avaruudessa. Monet toki tietävät tämän, mutta sen näkeminen on aina yllättävää. Kohti Marsia lentävä pieni MarCO-luotain otti kuvan Maasta ja Kuusta, ja kuva on yksinkertaisuudessaan kaunis.

    Kaksi ammoisen videonauhurin kokoista nanosatelliittia laukaistiin toukokuun 5. päivänä kohti Marsia. Ne lähetettiin matkaan Nasan InSight-laskeutujan kanssa samalla raketilla ja nyt ne lentävät lähes samanlaisella radalla laskeutujan kanssa kohti punaista planeettaa.

    Ne olivat 9. toukokuuta jo miljoonan kilometrin päässä Maasta, jolloin toinen niistä, MarCO-B, nappasi tämän kuvan.

    Kuvassa näkyy oikealla avattuna oleva antenni auringonvalossa ja vasemmalla luotaimen lämpösuojaa. Keskellä mustaa avaruutta on yksi selvä piste: maapallo.

    Pienen pisteen luona, sen alapuolella vasemmalla on heikompi ja pienempi piste, Kuu.

    Kuva tuo mieleen Voyager 1 -luotaimen vuonna 1990 ottaman kuvan, joka tunnetaan nyt nimellä "pale blue dot", eli "valju sininen piste".

    Tuon kuvan teki tunnetuksi luotaimen tutkijaryhmään kuulunut Carl Sagan, joka myös ehdotti alun perin sen ottamista. Hän näytti sitä aina osoittamaan kuinka pieni ja vaatimaton oma planeettamme on – vaikka meistä se tuntuu niin suurelta. Meille Maa onkin toki tärkeä, mutta harva tulee ajatelleeksi, että se on itse asiassa kuin avaruusalus, jonka pinnalla elämme avaruudessa.

    Siinä missä Voyager 1 otti kuvansa kaukoputkimaisella kamerallaan läpi noin kuuden tuhannen miljoonan kilometrin päästä, oli MarCO:n etäisyys "vain" miljoona kilometriä ja se käytti laajakulmalinssiä.

    MarCO-luotaimet

    MarCO-luotaimet (Mars Cube One) tekivät kuvan ottamista edeltävänä päivänä 8. toukokuuta ennätyksen, koska silloin niistä tuli kauimmaksi Maasta koskaan lähetetyt nanosatelliitit.

    Ne perustuvat nykyisin hyvin suosittuun Cubesat-formaattiin ja ovat hyvin samanlaisia kuin esimerkiksi suomalainen Aalto-1 -satelliitti. MarCO:t ovat tosin kaksi kertaa suurempia, niin sanotusti kuuden yksikön cubesateja.

    Tarkalleen ottaen MarCO:jen rungot ovat kooltaan 36,6 x 24,3 11,8 cm. Avaruudessa niiden kyljistä ponnahti auki aurinkopaneelit ja suuri levymäinen yhteydenpitoon käytettävä antenni.

    Suurin osa nanosatelliiteista kiertää maapalloa alle 800 kilometrin korkeudessa. Nyt aikomuksena on testata niissä käytetyn tekniikan toimivuutta planeettainvälisessä avaruudessa. Koska keskenään samanlaiset MarCO:t eivät kierrä nyt maapalloa, vaan ovat matkalla kohti Marsia, niitä on satelliitti-sanan sijaan parempi kutsua luotaimiksi. 

    Maa on tässä piirroksessa suhteettoman suuri: oikeasti Marsista katsottuna Maa on vain piste taivaalla.

    InSight laskeutuu Marsiin, mutta MarCO:t lentävät Marsin ohi. Ne tarkkailevat laskeutujan asettumista Marsin pinnalle avaruudesta, mutta InSight ei luota niihin laskeutumisensa aikana – Marsia kiertävä Mars Reconnaissance Orbiter välittää tietoja Maahan. Jos pikkuiset luotaimet toimivat kuitenkin hyvin, voitaisiin tulevaisuudessa planeettaluotaimien kanssa lähettää tällaisia pieniä apuluotaimia, ja joissakin tapauksissa koko lento voitaisiin tehdä tällaisella pikkuluotaimella. Ne kun ovat edullisempia tehdä ja lähettää matkaan.

    Seuraava MarCO-luotaimien merkkipaalu on myöhemmin tässä kuussa, kun ne tekevät ratakorjauksen. Vastaavaa ei ole koskaan aikaisemmin yritetty nanosatelliitilla.

    Myös Suomessa on suunniteltu planeettalentoon sopivaa nanosatelliittia.

    Reaktor Space Lab on tehnyt hahmotelman asteroidia tutkivasta laitteesta, joka perustuisi cubesat-formaattiin ja joka käyttäisi VTT:n kehittämää pientä hyperspektrikameraa asteroidin kuvaamiseen.

    Tämä ASPECT-niminen laite olisi lentänyt Didymos -asteroidin luokse Euroopan avaruusjärjestön AIM-luotaimen (Asteroid Impact Mission) mukana. Valitettavasti AIM peruutettiin joulukuussa 2016, mutta sen idea elää edelleen ja myös suomalainen planeettatutkimuscubesat saattaa saada vielä uuden mahdollisuuden.

    Video: Näin InSight -marslaskeutuja lähti matkaan sumun keskeltä

    InSight-laskeutuja lähetettiin tänään kohti Marsia. Jos et ennättänyt katsomaan laukaisua päivällä tai olit pahassa paikassa, niin tässä voit katsoa laukaisun uudelleen!

    Laukaisu tapahtui tänään 5. toukokuuta klo 14.05 Suomen aikaa ja kaikki sujui hyvin. 

    Atlas-kantoraketti nousi matkaan Kaliforniasta Vandenbergin lentotukikohdasta ja suuntasi etelään. Maapallon kierrettyään se kiihdytti luotaimen planeettainväliseen lentoon vaadittavaan nopeuteen ja niin InSight ja kaksi pientä nanosatelliittia olivat matkalla punaiselle planeetalle.

    Laskeutuja saapuu perille 26. marraskuuta ja alkaa pian sen jälkeen sondaamaan Marsin sisustaa seismometrillään ja pinnan alle porautuvalla myyrällään.

    Jos haluat katsoa kokonaisuudessaan tallenteen Nasan tämänpäiväisestä laukaisulähetyksestä, niin sen ensimmäinen osa on täällä ja toinen osa täällä.

    Linkki massiiviseen InSight-juttuumme on alla.

    Avainsanat

    10 tärkeintä asiaa, jotka tänään laukaistusta Mars-laskeutujasta on hyvä tietää

    La, 05/05/2018 - 13:46 Jari Mäkinen
    InSight piirroksessa

    InSight-laskeutuja lähetettiin tänään klo 14.05 Suomen aikaa Kaliforniasta avaruuteen ja edelleen kohti Marsia. Mitä tästä tuoreimmasta Mars-aluksesta tulisi tietää ja miksi se on kiinnostava? Tässä kymmenen helposti sulatettavaa tietopalaa!

    Ensin kuitenkin hieman taustaa.

    InSight on eräänlainen välilento Nasalle, sillä se on lento-ohjelmassa kahden kalliin ja monimutkaisen kulkijan välissä. Pienen henkilöauton kokoinen Curiosity laskeutui Marsiin vuonna 2012 ja seuraavana on vuorossa toistaiseksi vain nimellä "Mars 2020" tunnettu kulkija, joka on kuin Curiosity – mutta hieman toisenlaisilla tutkimuslaitteilla varustettu.

    Edellinen Mars-lento Yhdysvalloista oli planeettaa kiertämään lähetetty MAVEN vuonna 2014 ja InSightin piti olla vuorossa jo vuonna 2016, mutta tuolloin sen laukaisua päätettiin lykätä, koska sen tutkimuslaitteessa havaittiin vikaa. 

    InSight perustuu teknisesti vuonna 2008 Marsin pohjoisnavan tuntumaan laskeutuneen Phoenix-laskeutujaan. Sen mukaan päätettiin laittaa kulkijoista yli jääneitä kameroiden ja mittalaitteiden varakappaleita, joiden lisäksi tarvittiin tosin varsinaisia tutkimuslaitteitakin, ja niiden suhteen Nasa keksi hyvän idean: ne pyydettiin Euroopasta. Niinpä ranskalaiset tekivät (ja maksoivat) seismometrin ja saksalaiset vastasivat pääosin pinnan alle tunkeutuvat mittalaitemyyrän tekemisestä.

    Näin Nasa pääsi varsin halvalla: lennon hinta on noin 545 miljoonaa euroa, tosin lennon lykkääminen vuodesta 2014 tähän kevääseen maksoi lisää noin 120 miljoonaa euroa.

    Nyt kuitenkin lento päässee matkaan ja tiedossa on erittäin kiinnostava, mutta kenties ei kovin näyttävä tutkimuslento.

    1. Miksi InSight on kiinnostava?

    Eräs kiinnostavimmista avoimista kysymyksistä Marsin suhteen on sen sisäinen rakenne. Maapallon sisustaa voidaan tutkia kätevimmin seismometrillä, eli mittaamalla maanjäristyksien kulkua maapallon sisäosien läpi ja analysoimalla signaalien kulkua. Idea InSightissä on jotakuinkin sama, eli sen mukana on seismometri – hyvin herkkä sellainen.

    Ongelmana Marsissa on kuitenkin se, että siellä ei ole tiettävästi maanjäristyksiä samaan tapaan kuin Maassa, koska siellä ei ole liikkuvia mannerlaattoja. Voi olla, että seismometri havaitsee kuitenkin joitain pieniä tärinöitä, jotka tulevat Marsin kuoren raksumisesta tai vähäisestä tulivuoritoiminnasta. Lisäksi Marsiin iskeytyvät meteorit lähettävät tärähdyksiä Marsin läpi ja kuorta pitkin.

    Signaalien avulla voidaan siis hahmotella, millainen Marsin sisusta on. Tutkijat odottavat havaitsevansa parin Maan vuoden aikana useita kymmeniä järistyksiä.

    Lisäksi laskeutujassa on mukana laite, joka junttaa mittalaitteita Marsin pinnan sisälle, kenties joka viiden metrin syvyyteen. Siellä se mittaa lämpötilaa ja tutkii olosuhteita; vaikka se ei ota näytettä syvältä, jo pelkästään marsperän kovuuden tutkiminen auttaa ymmärtämään paljon sitä, mitä pinnan alla on. Voi olla, että siellä on jäätä.

    Otsikkokuvassa seismometri on laskeutujan edessä vasemmalla ja pinnanalaistutkimuslaite vasemmalla. Kummatkin nostetaan laskeutujan päältä pinnalle robottikäsivarrella.

    2. Millainen InSight on?

    Periaatteessa laskeutuja on hyvin yksinkertainen: se on noin puolitoista metriä halkaisijaltaan oleva, lähes ympyrän muotoinen levy, jonka alapuolella ovat laskeutumisjalat ja laskeutumisessa tarvittavat rakettimoottorit, ja päällä tutkimuslaitteet, robottikäsivarsi, kameramasto ja antennit, joiden avulla siihen ollaan yhteydessä. 

    Sen sivuilla ovat lähes saman kokoiset, ympyrän muotoiset, kukan terälehtien tapaan avautuvat aurinkopanaalit. 

    Nyt, kun InSight on nyt pakattuna raketin nokassa, ovat sen aurinkopaneelit taivutettuna kasaan ja koko paketti on Marsiin laskeutuessa suojaavan kapselin sisällä.

    Itse laskeutujan massa on 358 kg, mutta se on vain noin puolet matkaan laukaistavasta massasta: kapseli, jonka sisällä laskeutuja on, ja sen alla oleva lämpökilpi, jonka tehtävänä on suojata laskeutujaa Marsin kaasukehään saavuttaessa, painavat yhdessä  189 kg, Avaruuden halki lentämisessä auttavan osan massa on 79 kg. Polttoainetta ja polttoainetankkien paineistamiseen vaadittavaa kaasua on 67 kg. Kokonaisuudessaan tämä paketti on massaltaan 694 kg.

    Yllä olevassa piirroksessa näkyy myös oikealla olevan lämpökilven ja laskeutujan välissä oleva instrumenttiosa, eli tietokoneita ja laitteita, joita laskeutumisen aikana tarvitaan; paikka on valittu siksi, että tuossa kohdassa on tilaa. Kaikki on pakattu varsin tiiviisti!

    Lisäksi matkaan lähtee kaksi pientä nanosatelliittia (joista myöhemmin enemmän tietoa), joiden massa on 13,5 kg, siis 27 kg yhteensä.

    Kokonaisuudessaan Atlas-kantoraketti sysää siis kohti Marsia tällä laukaisulla 721 kg:n kuorman.

    Kun InSight on laskeutuneena Marsin pinnalla, on sen korkeus 83-108 cm riippuen siitä, kuinka paljon joustamaan tarkoitettu laskeutumisjalusta painuu kasaan laskeutumisen voimasta. Laskeutujan lähes pyöreä keskusosa on halkaisijaltaan 1,56 metriä ja aurinkopaneelit avattuna kokonaisuus on kuusi metriä leveä.

    Robottikäsivarren pituus on 2,4 metriä.

    3. Miten InSight laukaistaan Marsiin?

    Laskeutuja lähetetään kohti Marsia Atlas-kantoraketilla Kaliforniasta. Kyseessä on ensimmäinen Vandenbergin lentotukikohdasta tehtävä planeettaluotaimen lähetys, ja se johtuu siitä, että Floridassa, Cape Canaveralissa alkaa olla ruuhkaa – juuri nyt SpaceX valmistelee siellä raketin lähetystä ja planeettalennon – jonka lähtö saattaa lykkääntyä, mutta jonka täytyy päästä matkaan ajoissa – laittaminen mukaan laukaisulistaan olisi tehnyt sen ja muiden laukaisemisista hankalaa.

    InSight on myös sen verran kevyt lasti, että se voidaan lähettää matkaan Kaliforniasta. Sieltä laukaistaan normaalisti satelliitteja maapallon napojen kautta kulkeville radoille, eikä sieltä voida käyttää hyväksi maapallon pyörimisliikettä. Kun raketti laukaistaan kohti itää, "auttaa" Maan pyöriminen osaltaan saavuttamaan tarvittavan ratanopeuden, mutta Kaliforniasta ei voida lähettää raketteja Yhdysvaltain mantereen päälle.

    Tässä tapauksessa niin ei siis tarvitse tehdä, vaan jopa Atlas-kantoraketin kevytversio V401 riittää sysäämään InSightin Marsia kohden vievälle radalle.

    Atlas lähtee lentämään hieman Los Angelesin yläpuolella rannikolla olevasta laukaisupaikasta etelään. Raketin ensimmäinen vaihe toimii hieman yli neljä minuuttia, minkä jälkeen se putoaa pois ja toinen vaihe aloittaa toimintansa. Se toimii ensin noin yhdeksän minuuttia, minkä jälkeen raketti on maapalloa kiertävällä radalla noin 185 kilometrin korkeudessa. 

    Se on kuitenkin vasta välietappi: toinen vaihe syttyy pian uudelleen ja sysää laskeutujan kohti Mars-rataa. Tällöin laukaisusta on kulunut noin puolitoista tuntia.

    InSight irtoaa omille teilleen ja toinen vaihe tekee pienen ratamuutoksen, jotta se ei vanhingossa osu laskeutujaan. 

    Hetkeä myöhemmin pienet MarCO-nanosatelliitit irrotetaan ja toinen vaihe muuttaa jälleen rataansa.

    Jos Atlas ei voi lähteä tänään matkaan, niin laukaisua voidaan yrittää uudelleen päivittäin kesäkuun 8. päivään saakka. Jokaisena päivänä sopiva laukaisuikkuna on noin kahden tunnin mittainen.

    4. Kauanko matka kestää?

    Mars on nyt 121 miljoonan kilometrin päässä Maasta, mutta InSight ei tule lentämään sinne suoraan. Maasta lähdettyään se on oikeastaan soikealla radalla Auringon ympärillä siten, että kun Mars kulkee eteenpäin radallaan, kohtaavat ne toisensa ensi marraskuun lopussa. 

    Lentomatkaa on kaikkiaan noin 485 miljoonaa kilometriä. Planeettainvälisen lennon aikana rataa tarkkaillaan ja muutetaan tarpeen mukaan siten, että laskeutuminen Marsiin tapahtuu tarkalleen 26. marraskuuta 2018. Matka siis kestää noin kuusi ja puoli kuukautta.

    Itse asiassa aika säädetään tarkasti siten, että laskeutumispaikalla on laskeutumisen aikaan iltapäivä parhaimmillaan; näin InSight voi laskeutua hyvissä olosuhteissa sään ja valaistuksen suhteen, ja se saa saman tien reippaasti sähköä aurinkopaneeleistaan, kun paneelit on saatu auki.

    Marsissa laskeutumispaikalla ensi marraskuussa on talvi. InSight pääsee näin toimimaan mukavasti kevän koittaessa.

    Phoenix laskeutuu

    5. Kuinka InSight laskeutuu Marsiin?

    Hyvin rauhallista planeettainvälistä lentoa seuraa hektinen toiminta, kun InSight syöksyy suin päin Marsiin ja laskeutuu sen pinnalle. Aikaa kaasukehään osumisesta siihen, kun InSight on pinnalla, kuluu vain seitsemän minuuttia.

    Tapahtumat alkavat 47 minuuttia ennen laskeutumista, kun InSightin ja laskeutumislaitteiden lämmittimet laitetaan päälle. Pian laskeutujaa läpi avaruuden ohjannut pieni osa irrotetaan ja laskeutuja suojakapselinsa sisällä jatkaa yksin eteenpäin.

    Se syöksyy suoraan planeetan kaasukehään ja alla oleva lämpökilpi suojaa sitä. Kaasun kitkakuumennus alkaa noin 126 kilometrin korkeudessa.

    Laskuvarjo avautuu noin 12 kilometrin korkeudessa ja lämpökilpi irrotetaan noin 10 kilometrin korkeudessa. Nyt laskeutujan kamera pääsee näkemään hyvin alas Marsin pintaan. Laskuteline avautuu noin viiden kilometrin korkeudessa ja myös tutka alkaa nyt mitata tarkkaa korkeutta.

    Noin 1100 metrin korkeudessa laskeutuja putoaa kapselistaan ja samalla se irtoaa laskuvarjosta; se on nyt vapaassa putoamisliikkeessä alaspäin 215 kilometrin tuntinopeudella.

    12 pientä rakettimoottoria syttyy ja laskeutuja hidastaa putoamisnopeuttaan tutkan ohjaamana. Se tarkkailee laskeutumispaikkaansa ja osaa välttää siinä olevia mahdollisia vaarallisia kiviä.  Se myös kääntyy tässä lennon loppuvaiheessa siten, että sen tuleva työskentelyalue osoittaa etelään ja aurinkopaneelit levittäytyvät itä-länsi-suuntaan.

    Laskeutuminen 50 metrin korkeudesta pinnalle tapahtuu noin puolessa minuutissa, siis kohtalaisen hitaasti ja rauhallisesti. InSight osuu pintaan lopulta reipasta kävelyvauhtia, 8,6 km/h.

    InSight perustuu Phoenix-laskeutujaan ja siten laskeutuminenkin tapahtuu hyvin samaan, jo siis luotettavaksi osoittautuneeseen tapaan. Phoenixin laskeutumiseen verrattuna nyt nopeus, jolla InSight osuu Marsin kaasukehään on tosin hieman pienempi (5,5 km/s, kun Phoenixilla se oli 5,6 km/s) ja laskeutumispaikka on 1.5 kilometriä korkeammalla, eli kaasukehä ei ennätä hidastamaan laskeutumista niin paljoa kuin edellisellä kerralla.

    InSight on myös hieman painavampi (608 kg vs. 573 kg).

    6. Miten laskeutumispaikka on valittu?

    InSigtin laskeutumispaikaksi on valittu laaja laavatasanko nimeltä Elysium Planitia, eli Elysiumtasanko. Se sijaitsee lähellä Marsin päiväntasaajaa, vain noin 4.5° sen pohjoispuolella.

    Kuten yleensä laskeutumispaikkoja valitessa, on päätös tehty monen tekijän perusteella, joista tärkein on ollut se, että alue on turvallinen. Siellä ei ole rotkoja tai isoja kraattereita, jotka voisivat koitua laskeutujan kohtaloksi. Siellä ei ole myöskään paljon isoja kivenmurikoita tai muita vaaratekijöitä.

    Alue, jonne laskeutuja koetetaan saada osumaan, on noin 130 km pitkä ja 27 km leveä soikio.

    Paikka on myös sellainen, että siellä laskeutuja voi hyvin tehdä työtään ja se on tieteellisesti kiinnostava. Curiosity-kulkija ei ole kovin kaukana, mutta kuitenkin sen verran kaukana, että maisemat ovat erilaisia. 

    Ennusteen mukaan laskeutumisen aikaan lämpötila laskeutumispaikalla on varsin miellyttävä, kenties jopa -8°C. Yöllä lämpötila laskee lähelle sataa pakkasastetta.

    7. Kauanko InSight tekee työtään?

    InSightin on suunniteltu toimivan vähintään yhden Marsin vuoden ajan, eli lähes kaksi vuotta Maan ajanlaskun mukaan. Viime aikoina Mars-alukset ovat kuitenkin toimineet paljon suunniteltua pitempään, joten on mahdollista, että myös InSight jatkaa toimiaan tämänkin jälkeen.

    Phoenix toimi lopulta kaksi kuukautta laskettua pitempään, mutta sen laskeutumispaikka Marsin pohjoisnavan tuntumassa oli hyvin haastava. Lämpötila laski siellä nopeasti ja laskeutuja peittyi lopulta todennäköisesti yli metrin paksuiseen hiilidioksidijäähän.

    InSigh on puolestaan päiväntasaajalla, missä lämpötilat ovat paljon mukavampia. Suurin ongelma saattaa olla pölyn kerääntyminen aurinkopaneelien päälle, sillä paikallaan oleva laskeutuja ei voi muuttaa asentoaa ja karistella pölyjä samaan tapaan kuin kulkijat.

    8. Kuinka InSightin tutkimuslaitteet toimivat?

    Nimi InSight tulee sanoista Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport, mikä kertoo lennon päätarkoituksen: Marsin sisustaa ja selvittää sen ytimen koko sekä mitata planeetan lämpötasapainoa.

    Kuten jutun alussa mainittiinkin, on päätutkimuslaite seismometri. Itse asiassa siinä on kolme sellaista, yksi joka suuntaan. Ne ovat 22 cm halkaisijaltaan olevan puolipallon muotoisen tyhjiökammion sisällä. Laskeutujan robottikäsivarsi nostaa sen makaamaan laskeutumispaikan kamaralle.

    Laitteessa on ulompi suojakuori sekä seismometrit sen sisällä, pinnan päälle laskettuina.

    Seismometrin on tehnyt Ranskan kansallinen avaruustutkimuskeskus. 

    Laskeutujassa on mukana myös saksalaistekoinen Marsin pinnan lämmönjohtavuutta mittaava laite, joka junttaa anturinsa viiden metrin syvyyteen pinnan alle. 40 cm pitkä ja lähes kolme senttiä leveä anturipää on yhdistetty laskeutujaan pitkällä johdolla, missä on myös lämpömittareita,

    Lisäksi kyydissä on magnetometri, kameroita, säämittareita sekä italialaisten tekemä laserheijastin, jonka avulla tulevaisuudessa lasereilla varustetut kiertolaiset voivat mitata tarkasti korkeutta. Passiivinen heijastin toimii myös silloin, kun laskeutuja ei enää ole hengissä.

    9. Millaisia ovat mukana lähtevät nanosatelliitit?

    Kyydin kohti Marsia saa myös kaksi pientä MarCO-nimistä satelliittia, jotka perustuvat samaan cubesat-formaattiin, jollainen oli muun muassa Aalto-1 -satelliitti.

    Tähän mennessä tällaisia ei ole kuitenkaan lähetetty planeettalennoille, joten kyseessä on historiallinen tapaus. Kiinnostavaa onkin nähdä miten nanosatelliittitekniikka toimii ulkoavaruudessa.

    Nanosatelliitit nousevat avaruuteen ja lähtevät Marsin suuntaan siis samalla kyydillä, mutta lentävät sinne itsenäisesti. Niissä ei ole rakettimoottoreita, joten ne eivät jää kiertämään Marsia vaan suhahtavat sen ohitse planeettainväliseen avaruuteen.

    Ne kuitenkin lentävät Marsin ohi jotakuinkin samaan aikaan kuin InSight laskeutuu, joten ne voivat osaltaan tarkkailla sitä, miten laskeutuminen sujuu. Varsinainen laskeutumisseuranta tosin tehdään Marsin kiertoradalla olevilla satelliiteilla.

    10. Mitä kaikkea Marsissa on nyt?

    Marsia tutkitaan parhaillaan monin erilaisin luotaimin. Sen pinnalla on toiminnassa kaksi kulkijaa, ydinkäyttöinen isompi Curiosity ja pienempi, jo vuodesta 2003 huristellut Opportunity. 

    Kiertoradalla Marsin ympärillä on toiminnassa kolme Nasan satelliittia, konkari 2001 Mars Odyssey, jo yli kymmenvuotias Mars Reconnaissance Orbiter ja MAVEN, minkä lisäksi Euroopan avaruusjärjestön Mars Express on ollut toiminnassa jo vuodesta 2003 – ja voi siis edelleen hyvin – ja tuorein tulokas on niin ikään ESAn ExoMars-hankkeeseen kuuluva Trace Gas Orbiter. Se saapui Marsiin lokakuussa 2016.

    Myös intialainen Mangalyaan on edelleen toiminnassa. Se saapui Marsia kiertämään vuonna 2014.

    *

    Jutun otsikkoa ja ingressiä on muutettu laukaisun jälkeen.