MAVEN ja Mangalyaan sanoivat MOI

MAVEN

Kaikki meni aivan suunnitelman mukaan nyt aikaisin maanantaiaamuna, kun kymmenen kuukautta planeettainvälisessä avaruudessa matkaa taittanut Nasan MAVEN-luotain saapui perille Mars-planeettaa kiertämään. Kyseessä oli MOI, eli Mars Orbit Injection, Marsin kiertoradalle saapuminen, mikä tapahtui tällä kertaa ilman ilmajarrutusta: siinä missä edelliset Nasan Marsia kiertämään jääneet luotaimet ovat käyttäneet Marsin kaasukehän kitkajarrutusta nopeuden hidastamiseen, turvautui MAVEN perinteisiin rakettimoottoreihin ja niiden voimaan.

Luotaimen kuusi ohjausrakettimoottoria koitivat tämän hidastuspoltton. Ne syttyivät sunnuntain ja maanantain välisenä yönä klo 04:50 Suomen aikaa 33 minuutin ajaksi. Tätä ennen niitä on testattu lyhyellä moottorien poltolla, jotta luotaimen asento saadaan varmasti vakaaksi ja voidaan varmistaa, että kaikki rakettimoottorit toimivat kunnolla.

Ennen hidastamista luotaimen nopeus Marsin suhteen oli 12 350 kilometriä tunnissa ja ilman jarrutusta se olisi suhahtanut saman tien punaplaneetan ohitse.

"Tämä oli todella suuri päivä MAVENille", sanoi lennon ptojektipäällikkö David Mitchell Nasan Goddardin avaruuslentokeskuksesta onnistuneen ratamuutoksen jälkeen. "Meistä on hienoa liittyä nyt mukaan siihen luotaimien laivueeseen, joka on parhaillaan kiertämässä Marsia."

Polton jälkeen MAVEN on hyvin soikealla radalla Marsin ympärillä. Sen kiertoaika on 35 tuntia, ja lähimmillään luotain tulee sillä vain noin 150 kilometrin päähän punaisen planeetan pinnasta.

Monien Marsiin saapumisten aikana luotain joutuu ratapolton tai ilmajarrutuksen aikana varjoon planeetan taakse, jolloin radioyhteys siihen katkeaa ja lennonjohdossa lasketaan minuutteja, mutta nyt näin ei käy. Koska MAVEN asettuu radalle, joka kiertää jotakuinkin Marsin napojen kautta, se on koko ajan näkyvissä (ja siten kuuluvissa) Maahan. Se ei tee manöveeristä yhtään vähemmän jännittävää, sillä Marsin radalle asettuminen on laukaisun ohella lennon hermoja raastavin hetki.

Kunhan MAVEN on jäänyt turvallisesti kiertämään Marsia, sen rataa muutetaan vähitellen tutkimusten kannalta paremmaksi. Lopulta se on pyöreämpi rata, jolla kiertoaika on noin 4,5 tuntia.

Luotaimen tutkimuslaitteita viritellään ja säädetään nyt kuuden viikon ajan, ennen kuin se aloittaa varsinaisen tieteellisen työnsä. Sen jälkeen MAVEN tekee mittauksiaan ainakin yhden Maan vuoden ajan, mutta luonnollisesti se on suunniteltu kestämään pitempään. Tämän vuoden aikana luotaimella tehdään viisi koukkausta lähemmäksi Marsia noin 75 kilometrin korkeudelle sen pinnasta siinä missä normaalisti sen radan lähin kohta on turvallisesti 150 kilometrin korkeudella.

Viestinvälittäjä

MAVEN ei ole mitenkään valtavan suuri, sillä sen runko on vain noin 2,4 metriä kanttiinsa oleva kuutio ja aurinkopaneelien kärkiväli on 11,4 metriä. Laukaisun aikaan sen massa oli 2454 kiloa.

Mutta verrattuna esimerkiksi Mars Reconnaissance Orbiteriin MAVEN on hieman suurempi: MROn massa oli noin 2100 kiloa ja mittaa paneelien päästä päähän on noin 9,5 metriä.

Kun suurempi massa yhdistetään hieman tavallista ”huonompaan” laukaisuikkunaan viime vuoden marraskuussa, kesti matka Marsiin hieman pitempään kuin esimerkiksi Curiuosity-kulkijalla. Sen matka kesti vain noin kahdeksan kuukautta, mutta nyt aika laukaisusta perille saapumiseen on noin kymmenen. Laukaisu tapahtui 18. marraskuuta ja tapahtui tuolloin lähes koko Yhdysvaltain hallinnon hyydyttäneen budjettikäsittelyn tiimellyksessä. MAVENin laukaisun parissa työskennelleet saivat erikoisluvan hommien jatkamiseen, koska lento oli niin tärkeä, eikä taivaanmekaniikka kunnioita poliittisia pelejä.

Paitsi että tutkijat luonnollisesti halusivat saada luotaimensa Marsiin, on MAVENilla myös toinen tärkeä tehtävä: se toimii Marsin kiertoradalla olevana tietoliikennesatelliittina, joka välittää viestejä pinnalla olevilta kulkijoilta Maahan. Myös nyt Marsia kiertävät luotaimet tekevät niin, mutta on hyvin todennäköistä, että ne eivät enää ole toiminnassa kovin pitkää aikaa – itse asiassa jokainen luotaimista on jo yliajalla ja ne voivat piiputtaa koska tahansa.

Ja koska NASA on nipistänyt tulevista Mars-lennoista(kin), on täysin todennäköistä, että Curiosity-kulkijan seuraaja vuonna 2020 turvautuu kokonaan MAVENiin viestien välittäjänä.

Kaasukehän kautta geologiaan

MAVENin lennon päävastuullinen yliopisto on Boulderissa sijaitseva Coloradon yliopisto, jonka erikoisala on geologia.

Siitä huolimatta MAVENin huomion kohteena on Marsin kaasukehä, mistä se on saanut myös nimensä: MAVEN tulee samoista Mars Atmosphere and Volatile Evolution, eli vapaasti käännettynä Marsin kaasukehän ja haihtuvien aineiden kehitys.

Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että MAVEN on suunniteltu tutkimaan Marsin ympärillä olevia kaasuja ja sitä, miten ja kuinka nopeasti kaasukehä häviää pois avaruuteen. Oletettavasti Marsilla on ollut aikanaan paksu kaasukehä, aivan kuten Maalla. mutta nyt sen tiheys on keskimäärin vain noin 1% siitä mitä Maan pinnalla. Tämän ansiosta todennäköisesti Marsin pinnalla on ollut nestemäistä vettä, meriä ja pilviä, sekä nykyistä huomattavasti leppoisammat olosuhteet.

MAVEN koittaa selvittää sitä miten kaasukehä on karannut ja katoaa edelleen. Se pystyy analysoimaan kaasukehän koostumusta tarkasti ja erityisesti mittaamaan vedyn ja ns. raskaan vedyn osuuksia. Siinä missä aiemmin luotaimet (kuten ESAn Mars Express) ovat voineet mitata varattujen hiukkasten pakoa planeetan kaasukehästä, pystyy MAVEN sondaamaan tarkemmin myös neutraaleita hiukkasia, kuten happiatomeja. Koska Mars Express on edelleen hyvissä voimissa, on sen tarkoitus tehdä samanaikaisesti havaintoja MAVENin kanssa ja siten voidaan saada kuvaa siitä miten varatut ja neutraalit hiukkaset käyttäytyvät samaan aikaan samoissa paikoissa.

Lisäksi MAVEN voi katsoa Marsia ja sen kaasukehää ultraviolettivalon aallonpituudella sekä havaita miten auringonpurkaukset vaikuttavat Marsiin.

Kaikki edeltävä on erittäin kiinnostavaa myös geologisesti, sillä kaasukehän kehitys on riippunut siitä miten esimerkiksi hiilidioksidi, typpi ja vesi ovat vapautuneet marsperästä ilmaan ja kaasukehästä edelleen avaruuteen, ja kuinka kaasukehän tiheys on vaikuttanut esimerkiksi nestemäisen veden esiintymiseen pinnalla. Nämä kaikki ovat vaikuttaneet suoraan geologiseen kehitykseen - MAVEN siis pystyy sondaamaan Marsin geologista menneisyyttä kaasukehän nykyolemusta katsomalla.

MOM

Myös Intia pääsi Marsiin

Toinenkin avaruusluotain on asettunut tänä aamuna Marsia kiertävälle radalle. Intian MOM (Mars Orbiter Mission) eli Mangalyaan laukaistiin matkaan 5. marraskuuta viime vuonna ja se saapui perille vain kaksi päivää MAVEN-luotaimen jälkeen.

MAVENin tavoin MOM jarrutti vauhtiaan rakettimoottorillaan ja asettui hyvin soikealle radalle, jolla luotaimen kiertoaika on 3,2 vuorokautta, lähin piste 423 km ja kaukaisin peräti 80 000 km. Rataa muutetaan vähitellen paremmin tutkimuksiin sopivaksi.

Laukaisun aikaan 1 300 kiloa painaneessa Mangalyaan-luotaimessa on viisi tutkimuslaitetta, joilla selvitetään Marsin kaasukehän koostumusta, lähiavaruuden hiukkasjakaumaa sekä pinnan olosuhteita ja ominaisuuksia.
Kun luotain nyt onnistui pääsemään Marsin kiertoradalle, Intiasta tuli neljäs tässä onnistunut maa tai organisaatio Yhdysvaltain, Neuvostoliiton ja Euroopan avaruusjärjestön jälkeen.

Päivitetty 24.9.2014.