yutu

Kiinan toinen kuupäivä alkaa

To, 01/09/2014 - 04:34 Jarmo Korteniemi
Kuva: CNSA / Gordan Ugarkovic

Kiinalaisen laskeutujan Chang'e 3:n toinen (kaksi viikkoa pitkä) päivä Kuussa alkaa sarastaa huomenna perjantaina. Yutu-kulkija suuntaa matkansa ilmeisesti nyt kohti tuntemattomia seutuja etelässä. Sen arvellaan selviävän ehkä kymmenen kilometrin matkasta.

Chang'e:n laskeutumispaikalla Aurinko nousee tulevana perjantaiaamuna puoli kahdeksalta Suomen aikaa, mutta kiinalaisten kuulennonjohto suunnittelee herättävänsä kulkijan ja laskeutujan vasta 12. tammikuuta, kun Aurinko on jo hieman korkeammalla. Heräämisensä jälkeen laitteet voivat tutkia lähiseutuja liki kahden viikon ajan ennen seuraavaa yötä. Eritoten tutka ja tarkat spektrometrit saavat varmasti paljon toiminta-aikaa. Niiden avulla päästään käsiksi siihen, mistä pinta on koostunut ja kuinka alue on muokkaantunut. Yutulla pyritään varmasti myös ajelemaan kohti tuoreita törmäyskraattereita, jotka avaavat ikkunan syvälle laavakerrosten sisään.

Mutta mitä "Kuupupu" tekikään ensimmäisen päivänsä aikana ja mitä uutta se sai selville Kuusta?

Kuvia ja testausta

Pääosa ajasta on mennyt laitteiston toiminnan varmisteluun. Kiinan avaruushallinto on kertonut, että sekä laskeutujan että siitä liikkeelle lasketun kulkijan laitteet ovat kunnossa. Toiminta-ajan on myös vihjaistu todennäköisesti ylittävän alunperin uumoillut kolme kuukautta. Tutkimusta tehdään varmasti niin kauan kun yhteys ja laitteet pelaavat.

Uusia ja mielenkiintoisia kuvia ja videoita alueesta on myös julkistettu. Niitä välitetään kuitenkin yleisölle (johon kuuluvat myös ulkomaiset tutkijat) lähinnä Kiinan television kautta, joten materiaalin laadussa on nykystandardeilla toivomisen varaa. Esimerkkinä vaikkapa tämä jouluna julkistettu video.

Tärkein ja näkyvin saavutus oli Yutu-kulkijan liikkeelle saaminen. Se on tämän jälkeen kiertänyt ja kuvannut itse laskeutujan muutaman metrin päästä. Tämän jälkeen se lähti siirtymään kohti etelää. Lopulta se pysäytettiin noin 40 päähän Chang'e:sta, ja kumpikin vaivutettiin tapaninpäivänä 2013 horrokseen kylmän yön ajaksi.

Tiettävästi ensimmäisen kuupäivän aikana niin kulkija kuin laskeutujakin toimivat suunnitellulla tavalla, joskin kulkija laitettiin varotilaan joulukuun 16.-20. päivien väliseksi ajaksi, koska sen sisälämpötila alkoi kohota laskettua korkeammaksi. Aurinko oli tuolloin ylimmillään taivaalla ja kärvensi kulkijaa eniten. Pekingin mukaan kyseessä oli varotoimi, eikä vastaavaa keskipäivän paussia tarvittane enää vastausuudessa.

Laskeutumisalue on osoittautunut erittäin tyypilliseksi laavatasangoksi, jossa ei ole juuri ollenkaan ylänköalueilta levinneitä mineraaleja. Asia on selvinnyt jo aiemmin NASA:n Kuuta kiertävän LRO-satelliitin tutkimuksissa. Jos myös paikan päältä näyttää samalta, päästään nyt ensi kertaa perehtymään lähes puhtaisiin laavatasankoihin.

NASAn LRO-satelliitti nappasi joulupäivän pikkutunneilla tarkan kuvan Kiinan laskeutujasta. Oikealla olevassa kuvasarjassa näkyy alue ennen laskeutumista, sen jälkeen, sekä vertailun vuoksi Helsingin keskustaa samassa mittakaavassa.

Ensimmäiset oikeat analyysit

Yutu on myös päässyt tekemään ensimmäisiä varsinaisia tutkimuksiaan. Pintamaterian koostumus todistettiin alustavasti varsin samanlaiseksi kuin odotettiinkin. Se on rakennusaineiltaan samankaltaista kuin Apollo- ja Luna-lentojen näytteetkin. Samoja aineita löytyy runsaasti myös oman planeettamme pinnalta.

Analyysissä tunnistettiin pintamaterian, kenties kuupölyn, yleisimpiä alkuaineita. Mukana oli myös muutamia erikoisemman KREEP-aineryhmän aineita, kuten kaliumia ja yttriumia.

Tutkimus tehtiin aktiivisella röntgenspektrometrillä, APXS:llä. Periaate on yksinkertainen: ainetta pommitettiin ensin voimakkaalla säteilyllä. Energia varastoitui hetkeksi elektroneihin, ja säteili sitten pois fluoresoituneena säteilynä. Eri aineet tunnistettiin, koska niistä jokaisesta lähtevä säteily tapahtuu hieman eri voimakkuudella. Saatu käyrä näkyy alla olevassa kuvassa.

Röntgenspektri Kuun pintamateriasta. Kuva: Kiinan tiedeakatemia, Suurenergiafysiikan instituutti

Vähän tietoa, paljon odotuksia

On helppo huomata, että Kiinan laskeutujan toimista on toistaiseksi julkistettu paljon vähemmän tietoa kuin vaikkapa NASA:n Mars-mönkijöistä. Minimalistisempi tiedotus ei kuitenkaan tarkoita, etteikö Chang'e 3 toimisi hyvin ja tuottaisi tietoa. Ero kertoo ainoastaan Kiinan hillitymmästä tavasta kertoa asioita ulospäin.

Laskeutumisen lopullinen vaikutus kuututkimukseen mitataan saavutetulla tieteellä. Chang'e:n ja Yutun keräämä aineisto tulee varmasti olemaan suurempi ja tarkempi kuin kaikkien aiempien kuulaskeutujien yhteensä. Ajan kanssa arkisto avataan toivottavasti myös muiden maiden tieteentekijöille.

Taulukko: Chang'e:n vuorokausirytmi

Auringon tarkat nousu- ja laskuajat laskeutumispaikalla, ottamatta pinnanmuotoja huomioon. Kaikki ajat ovat Suomen aikaa (UT+2 ja 30.3. jälkeen UT+3).

Päivän numero Auringonnousu Auringonlasku
#1 (mennyt) 11.12. 17:39 26.12. 19:35
#2 (alkava) 10.01. 07:28 25.01. 10:35
#3 08.02. 22:01 24.02. 00:20
#4 10.03. 12:49 25.03. 12:37
#5 09.04. 04:15 24.04. 00:39
#6 08.05. 17:53 23.05. 10:55

Lähde: Greenish, www.unmannedspaceflight.com

Yutu-kulkija heräsi uuteen päivään - kuvasi laskeutujan

Su, 12/15/2013 - 17:37 Toimitus
Chang'e 3 -laskeutuja Yutun kuvaamana

Eilen Kuuhun laskeutuneen kiinalaisen Chang'e 3 -laskeutujan kulkija on ottanut ensimmäiset kuvat laskeutujasta tänään. Ensimmäinen kuva julkaistiin sunnuntaina noin klo 17:25 Suomen aikaa ja nyt yllä oleva tarkka kuva noin klo 18:15. Alla on puolestaan laskeutujan kameroiden ottama ensimmäinen tarkka kuva kulkijasta – tähän saakka kuvat ovat olleet TV-kameroiden ottamia kuvia.

Lennonjohdon mukaan kuvia on otettu jo enemmänkin, mutta niitä ei ole vielä julkistettu. Lisäksi kulkija on tehnyt myös ensimmäiset tieteelliset mittauksensa. Kiinalainen tapa jakaa tietoa tipoittain on muistoa menneiltä kylmän sodan vuosilta...

Laskeutumispaikka on hyvin tasainen ja laskeutuminen näyttää sujuneen erinomaisesti."Jadepupulla", eli Yutu-kulkijalla ei liene vaikeuksia liikkua pinnalla. Sen sijaan on todennäköistä, että kulkijan toimintaa rajoitetaan tai jopa sen käyttö lopetetaan kokonaan, kun Kuun vuorokauden keskipäivä lähestyy ja lämpötila nousee suureksi. Laskeutumispaikalla Aurinko paistaa nyt yhtäjaksoisesti 26. joulukuuta saakka, jolloin noin 14-päiväinen yö koittaa; kuun vuorokausi on sananmukaisesti kuukauden mittainen. Parhaillaan Aurinko paistaa Chang'e 3:n horisonstissa noin 30° korkeudella.

Tänään – Kiinan ja maanpäällisen ajanlaskun mukaan – Yutu kääntyi ennen yhteiskuvien ottamista ympäri ja suuntasi kameransa kohti laskeutujaa. Tämän (Maan) päivän aikana kulkijalla on tarkoitus ajaa hitaasti laskeutujan toiselle puolelle – odotettavissa lisää jännittäviä kuvia Kuusta!

Päivitämme tätä sivua vain "tärkeimmistä" tapahtumista nyt sunnuntai-illan kuluessa.

Kuvat: news.cn

Kuupupu Kuun pinnalla

La, 12/14/2013 - 23:35 Jari Mäkinen
Kuupupu juuri ennen lähtöä pinnalle "kirmaamaan"

Kiinan Chang'e 3 -kuulaskeutujan mukana Kuun pinnalle laskeutunut Yutu-kulkija, "Kuupupu", laskettiin laskeutujan päältä tänään illalla noin klo 22:40 Suomen aikaa. Kulkija oli siis laskeutujan "katolla" rampin päällä, ja se laskettiin siihen kiinitettynä alas lähemmäksi Kuun pintaa, missä se ajoi saman tien hitaasti pois rampilta Kuun pinnalle.

Kiinalaisten mukaan kaikki sujui suunnitelmien mukaan ja niin laskeutuja kuin kulkijakin toimivat hyvin. Kulkijaa ei ajettu saman tien laskeutumisen jälkeen pinnalle, koska systeemien tila haluttiin tarkistaa laskeutumisen jälkeen, sen akut haluttiin ladata täyteen ennen ensimmäistä ajoa ja koska avaruuden kylmyydessä liikkuvien osien käyttöönotto vaatii pitemmän ajan – ihan varmuuden vuoksi. Kulkijan tarkoituksena on toimia ainakin kolmen kuukauden ajan Kuun pinnalla, joten sitä ei haluttu vaarantaa liian kiireisellä alulla.

Kulkija näkyy laskeutujan kameroiden ottamissa kuvissa erittäin hyvin, ja seuraavaksi kulkija – kenties jo tätä kirjoitettaessa – ottaa kuvia laskeutujasta. Ne näyttävät millaisessa paikassa ja asennossa laskeutuja on.

Vaikka kulkija on nimeltää "Kuupupu", ei se tule ravaamaan vauhdikkaasti ympäriinsä, vaan se tulee kulkemaan hitaasti noin 10 km:n etäisyydellä laskeutujasta. Kolmen kuukauden aikana se kokee myös kolme yötä ja päivää, ja öiden ajaksi aurinkovoimalla toimiva kulkija asettuu nukkumaan. Itse laskeutuja saa voimaa ydinparistosta, ja sen toivotaan toimivan ainakin vuoden ajan.

Kiinnostavin kulkijassa oleva tieteellinen tutkimuslaite on tutka, joka pystyy tekemään ensimmäiset sondaukset Kuun pinnanalaisesta rakenteesta jopa 30 metrin syvyyteen. Todennäköisesti se pystyy saamaan kaikuja myös syvempää, joten tietoja odotetaan kiinnostuneina paitsi Kiinassa, niin myös kautta maailman kuututkijoiden parissa.

Kuvat: CCTV / CSA

Laskeutumispaikan – ja siten Yutun temmellyskentän – kiinnostavuuksia voi tutkia tästä kuvakoosteesta, missä laskeutumisen aikana otettua kuvaa on verrattu laskeutujan ottamaan kuvaan maisemasta.

Animaatio Yutu:n ajamisesta rampiltaan Kuun pinnalle

Animaatio: Planetary Society, alkuperäinen video: CCTV / CSA


Pikakatsaus Chang'e 3:n laskeutumispaikkaan

La, 12/14/2013 - 19:08 Jarmo Korteniemi
Kiinalaisten ensimmäinen kuva Kuun pinnalta

Kiinalaisten ensimmäinen kuva Kuun pinnalta. Lähetetty Weibon eli Kiinan Twitterin kautta.

Kiinan Chang'e 3 -luotaimen laskeutumispaikka on varmistunut Mare Imbriumin eli Sateiden meren luoteiskolkaksi. Tarkka paikka on 44,12 astetta pohjoista leveyttä, 19,51 astetta läntistä pituutta. Sijainti siirtyi aiotusta paikasta, Sinus Iridumista, hieman itään.

Laskeutuminen suoritettiin ensimmäisenä mahdollisena hetkenä, ilmeisesti koska kaikki vaikutti toimivan hyvin (ja niin menikin loppuun saakka). Samalla tapahtumaa myös vähän aikaistettiin ilmoitetusta.

Meiltä katsottuna muutos tarkoittaa, että luotain on hitusen "keskempänä" Kuuta. Seudun erottaa hyvin paljaalla silmällä, mutta laitetta ei kylläkään voi nähdä meiltä asti edes teleskoopilla.

 

Chang'e-3:n todellinen laskeutumispaikka valokuvamosaiikissa (ylempi kuva) ja laajemman alueen kattavalla kartalla (alempi kuva). Laplace-F -kraatteri on läpimitaltaan 6 km. Mosaiikki on kooste Lunar Orbiter -luotainten kuvista.

Mitä paikalla voidaan tutkia?

Laskeutumisalue poikkeaa hieman alunperin ilmoitetusta paikasta myös geologialtaan. Se on kyllä yhä harvinaisten KREEP-aineiden esiintymisaluetta, vaikkakin pitoisuudet luultavasti ovatkin vaatimattomampia. Eikä sieltä ei ole mitään mahdollisuuksia lähteä tutkimaan Juravuoriston thorium- tai uraanivarantoja. Matkaa sinne on yli 150 kilometriä. Kulkijan pääsee näillä näkymin enintään 10 km päähän.

Yutu pystyy toisaalta tarkastelemaan täällä useampia laavakerroksia kuin oli alunperin tarkoitus. Muutaman kymmenen kilometrin päästä nimittäin löytyy suurempia tuoreita kraattereita kuin Sinus Iridumilta. Näissä törmäyksissä ympäristöön - eli myös laskeutumisalueelle - on lentänyt kiviä siis myös paljon syvemmältä. Kenties jopa useiden kilometrien syvyydestä. Nyt päästään ehkä käsiksi muutoin täysin saavuttamattomien kivikerrosten saloihin. Olettaen tietysti että oikeat kivet löytyvät.

Chang'e laskeutui ehkä suoraan pohjois-eteläsuuntaisen "ryppyharjanteen" päälle, tai ainakin sen lähelle. Piirre näkyy juuri ja juuri ylläolevissa kartoissa. Nämä muutaman kilometrin levyiset matalat harjanteet ovat laavojen jäähtyessä ja kasaan painuessa syntyneitä puristusrakenteita. Tyypillisimmillään ne ovat juuri Kuun laajimmilla laavakentillä. Harjanteeseen tutustumalla voidaan selvittää Kuun laavojen käyttäytymistä siinä missä koostumustakin.

Mare Imbriumin oudoin erikoispiirre on suuri massakeskittymä, jonka painovoima näkyy selvästi jopa yli lentävien satelliittien radoissa. Se johtuu paksusta laavapatjasta ja sen alla ylös nousseesta raskaasta Kuun vaipan materiasta. Massastaan huolimatta seutu ei ole juuri vajonnut alaspäin, ja aiheuttaa näin poikkeaman painovoimaan. Monien suurimpien törmäysaltaiden kohdalta löytyy massakeskittymiä, eli fingelskaksi "masconeita" (engl. mass concentration, kartta alla). Mare Imbriumin masconi niistä kaikkein suurimpia ja voimakkaimpia.

Juttua päivitetty illan aikana.

 

Kuun painovoimakartta

Kuun painovoimakartta. Massakeskittymät näkyvät punaisella ja pienemmän painovoiman alueet sinisellä, Mustalla pisteellä on merkitty Chang'e:n laskeutumispaikka. Kuvan lähde: Länsi-Australian geodesian keskus, Curtin University, Australia.

Tiedetuubin muita artikkeleita Kiinan kuulaskeutumisesta:

Kiina hamuaa palaa Kuusta tänään

La, 12/14/2013 - 10:05 Jarmo Korteniemi
Kuvakaappaus animaatiosta

Nyt lauantaina Kuussa tehdään historiaa. Tai historiaa toistetaan, mutta uusin voimin ja uudella tekniikalla. Kiinan Chang'e-3 -luotain ja sen Yutu-kulkija (suomeksi "Jadejänis") laskeutuvat Kuun pinnalle.

Laskeutuminen tapahtuu puoli neljä iltapäivällä Suomen aikaa. Kulkija ajetaan ramppia pitkin pinnalle kuutisen tuntia myöhemmin. Perustarkistusten jälkeen Yutu ja Chang'e-3 valokuvaavat toisensa, sekä toimivuuden varmistamiseksi että PR:n takia. Otoksia tullee nähtäväksi myöhään lauantaina tai yöllä. Näin siis, mikäli kaikki menee suunnitellusti.

Vaikka Kiinan Kuuohjelma onkin sujunut toistaiseksi aikataulussa, laskeutuminen on riskialtista. Automatiikan pettäminen, tai vaikkapa vain pienen kraatterin kaltevalle reunalle laskeutuminen voi johtaa ongelmiin.

Laskeutumislue näkyy paljain silmin

Chang'e:n kohdealue on 200 km halkaisijaltaan oleva pyöreä Sateenkaartenlahden tasanko (Sinus Iridum). Tarkka sijainti selviää vasta kun laite nököttää paikallaan signaaliaan lähettäen.

Sateenkaartenlahti erottuu hyvin paljaalla silmälläkin. Se näkyy pienenä lisäkkeenä Sateiden meren (Mare Imbrium) suuren pyöreän hahmon – ja koko näkyvän Kuun – vasemmassa ylälaidassa.

Laskeutumisen aikaan Sinus Iridumilla sarastaa aamu, meiltä katsoen Kuu on lähes täysi. Seudun pinnanmuodot avautuvat parhaiten kiikareilla tai kaukoputkella varjojen ollessa pisimmillään. Näin käy sekä laskeutumisen tienoon että joulun jälkeisinä öinä. Sinus Iridumin länsi- ja pohjoispuolella kohoava Juravuoristo on varsin komeata katsottavaa.

Reunavuoret on nimetty sveitsiläisen vuoriston mukaan, samoin kuin myös dinosaurusten hallitsema Maan geologinen kausi 200-150 miljoonaa vuotta sitten. Kuun Juravuorilta on kuitenkin varsin turha etsiä fossiileja.

Kartta

Pelkkää tylsää kiveä?

Sinus Iridum on tasanko jolla ei juuri ole korkeuseroja. Voisi kuvitella, että Chang'e siis laskeutuu keskelle ei mitään. Mutta silloin olisi väärässä.

Kuun alavat tasangot ovat laavaa, joka on pulpunnut pinnalle ja peittänyt jättimäisten kraatterien pohjia. Eräs kraattereista on Sinus Iridum. Juravuoret ovat sen reunavallit, joissa paljastuu 4 km paksu siivu muutoin pinnan alle jäävää Kuun historiaa.

Tasangon laavojen on päätelty jähmettyneen 3 - 3,5 miljardia vuotta sitten. Sen jälkeen ei alue ole juurikaan muuttunut. Mutta täällä kiinnostavaa onkin se, mitä itse laavasta ja sen alta löytyy.

Harvinaisia maametalleja

Kiinalaiset voivat hyvinkin iskeä laitteensa lähelle kultasuonta. Kuvainnollisesti, tosin, vaikka kyse onkin metalleista.

Osa tummasta laavatasangosta ja etenkin niiden reunamista koostuu erikoisista aineista. Seutua kutsutaan "KREEP-alueeksi" siellä varsin yleisten aineiden mukaan. Nimi tulee kaliumista (kemiallinen merkki K), harvinaisista maametalleista (REE, engl. rare-earth elements) ja fosforista (kemiallinen merkki P). Suomalainen akronyymi olisi siis KHMMF.

Pintalaavoissa on kymmeniä prosentteja rautaa ja titaania. Juravuorilta taas löytyy thoriumrikasta kiveä, kenties uraaniakin. Ja monta muutakin käyttökelpoista ainetta. Kaikki tämä on selvinnyt satelliittimittausten ja Apollo-lennoilta tuotujen muutamien näytteiden pohjalta. On tärkeää, että oletukset varmistetaan paikan päältä. Chang’e tulee olemaan hyödyksi.

Aineiden pitoisuudet eivät välttämättä ole sellaisia, että niitä kannattaisi ikinä hiissata tälle pallolle hyötykäytön toivossa. Ne tulevat kuitenkin varmasti helpottamaan Kuuhun joskus rakennettavien siirtokuntien toimintaa. Ennen tätä (utopiaa?) on kuitenkin tärkeää saada selville, kuinka paljon hyödyllistä tavaraa siellä todella on. Ja missä muodossa. Ja kuinka syvällä.

Syy aineiden olemassaoloon on kuitenkin jo selvillä. Metallit kertovat Kuun syntymästä ja kehityksestä.

Kaikki kuuhunlaskeutumiset kartalla

Yllä olevassa kartassa ovat kaikki tähän mennessä tehdyt kuuhunlaskeutumiset.

Kuun lyhyt historia

Nykykäsityksen mukaan Kuu oli syntymänsä jälkeen kymmeniä miljoonia vuosia suurelta osin sula, kenties kauttaaltaan. Tämä oli seurausta syntymisprosessista. Kun planeetat törmäävät, vapautuu paljon energiaa.

Magmameren aines jäähtyi ja alkoi hiljalleen kiteytyä. Kevyt tavara nousi pinnalle ja jähmettyi kuin puuron kuori. Raskaammat kiteet taas painuivat alemmas ja muodostivat Kuun vaipan.

Väliin jäi kerros nestemäisenä pysyvää huonosti kiteytyvää tavaraa, KREEP-aineita. Jostain syystä niitä näyttää kertyneen eritoten Maahan päin kääntyneelle puolelle.

Myöhemmät isot törmäykset kaivautuivat syvälle. KREEP-tavaraa siirtyi pinnalle paitsi törmäysten heitteleenä, myös tulivuorten pumppaamana. Aineet kertyivät laavapatjojen alle ja niiden alimpiin kerroksiin. Myöhemmät törmäykset levittivät tavaraa edelleen.

Nuorimmat kraatterit antavat oivia läpileikkauksia laavakerroksista, jopa satojen metrien syvyyteen asti. Hyvällä tuurilla Chang’e sattuu laskeutumaan sellaisen lähistölle.

Avaruuskilpailun alkuaikoina Kuun pinnalle tipahteli laitteita harva se kuukausi, osa tarkoituksella, osa vahingossa. Mikään laskeutuja ei kuitenkaan ikinä tutkinut samoja seutuja kuin Chang'e-3. Lähimpänä kävi Neuvostoliiton Lunokhod-1 -kulkija vuosina 1970–71. Sillä ajeltiin 175 kilometriä etelämpänä vastaavia pätkiä mitä Yutulla aiotaan tulevien kolmen kuukauden aikana.

Edellisestä laskeutumisesta Kuuhun on kulunut jo 37 vuotta. Koko pallo on opittu tuntemaan tässä välillä paljon paremmin – satelliittitutkimusten kautta. Pinnallakin on jo vihdoin aika tehdä tiedettä nykyaikaisilla laitteilla. Chang'e-3 on sopivassa saumassa historian tekemiseen.

Päivitys (13.12.2013): Korjattu virheellinen laskeutumisajankohta. Jutussa väitettiin aluksi (vanhentuneisiin tietoihin perustuen), että se tapahtuisi vasta maanantaina.

Tiedetuubin muita artikkeleita Kiinan kuulaskeutumisesta:

PS. Jos haluat vaikkapa suunnitella oman lentosi Kuun pinnalle ja löytää sille hyviä laskeutumispaikkoja, niin tämä tiiliskivi auttaa kovasti.

Alla vielä kiinalaisanimaatio Chang'e 3:n lennosta: