Opportunity

Hyvästi, Oppy – ja kiitos kaikesta!

Ke, 02/13/2019 - 17:33 Jari Mäkinen

Nasa yrittää tänään viimeistä kertaa ottaa yhteyttä viime kesästä alkaen hiljaa olleeseen Opportunity -kulkijaan. Toiveet eivät ole korkealla, joten kyseessä on lähinnä virallinen loppu tälle kaikki odotukset ylittäneelle tutkimusmatkalle.

Nasa laukaisi kesällä 2003 kohti Marsia kaksi pientä, jotakuinkin supermarkettien ostoskärryjen kokoista kulkijaa. Ne saapuivat perille tammikuussa 2004, ja ensinnä pinnalle laskeutui Spirit, ja sen jälkeen 25. tammikuuta Opportunity.

Samanlaiset kulkijat olivat eri puolilla punaista planeettaa, ja kummankin oli tarkoitus mönkiä kuudella pyörällään parin kilometrin matkan maksimissaan noin kolmeksi kuukaudeksi suunnitellun toimintansa aikana.

Toisin kävi. Kumpikin kulkijoista osoittautui paljon pitkähenkisemmiksi kuin hurjimmissakaan toiveunissa osattiin ajatella.

Ensinnä vaikeni Spirit: se jäi jumiin vuonna 2009 ja lakkasi ottamasta yhteyttä 2010. Opportunity puolestaan kesti lähes vuosikymmenen pitempään, sillä viimeinen yhteys sen kanssa oli kesäkuun 10. päivänä viime vuonna (siis 2018). Silloin Marsissa oli käynnissä jo suuri pölymyrsky, joka saapui pian Opportunityn päällekin ja pimensi taivaan. Vain vähän Auringon valoa pääsi pinnalle saakka, joten sähköä aurinkopaneeleista saava kulkija asettui horrokseen.

Aluksi toiveet yhteyden saamiseksi uudelleen pölymyrskyn laannuttua olivat korkealla, mutta kun Opportunity ei vastannut kutsuihin koko syksyn ja alkutalven aikana, alkoi vähitellen olla selvää, että myös Opportynity oli myös siirtynyt rullaamaan taivaallisille tantereille.

Tarkalleen ottaen emme tiedä mitä Opportunitylle on tapahtunut. On mahdollista, että se on yksinkertaisesti kylmennyt pölymyrskyn aikana niin, että jokin tärkeä osa on mennyt rikki. Voi olla, että se ei ole vain herännyt horroksestaan, mihin se asettui odottamaan pölymyrskyn päättymistä. Kenties pölymyrsky kasasi sen aurinkopaneelien pinnalle niin paljon pölyä, ettei se saa tarpeeksi virtaa.

Joka tapauksessa se ennätti toimimaan Marsissa 5351 solia, Marsin vuorokautta, mikä on noin 55-kertaisesti se mitä suunniteltiin. Maan ajassa mitattuna Opportunity toimi kaikkiaan 14 vuotta ja 293 vuorokautta. Se kulki kaikkiaan 45,16 kilometrin matkan.

Opportunityn laskeutumispaikka oli Meridiani-tasanko, mistä se teki monia jopa mullistavia löytöjä. Se muun muassa äkkäsi pinnalta ensimmäisen Marista koskaan löydetyn meteoriitin. Se tutki parin vuoden ajan huiman upeaa, geologista historiaa täynnä olevaa Victoria-kraatteria, ja loppuaikansa se oli vieläkin hienommalla, suurikokoisella Endeavour-kraatterilla.

Vuonna 2011 se päihitti jo yhden suuren pölymyrskyn, kunnes nyt vuoden 2018 myrsky koitui sen kohtaloksi.

Tämän jälkeen ainoa toimiva laite Marsin pinnalla on Curiosity, joka on ollut siellä vuodesta 2011 alkaen. Seuraavaksi pinnalle laskeutuvat – jos kaikki sujuu hyvin – vuonna 2021 Nasan samanlainen kulkija ja (alla olevassa kuvassa oleva) Euroopan avaruusjärjestön sekä Roskosmosin yhteinen ExoMars-kulkija, joka nimettiin viime viikolla DNA:n salaisuuksia kartoittaneen, mutta (naisena) nobelitta jääneen Rosalind Franklinin mukaan.

Marsin myrsky alkaa olla ohi, mutta milloin Oppy soittaa kotiin?

Pe, 08/17/2018 - 19:00 Jari Mäkinen
Mars myrskyn kourissa ja selkeänä

Hurja hiekkamyrsky Marsissa alkaa hiipua vähitellen, joten taivas Opportunity-kulkijan yläpuolella alkaa vähitellen päästää Auringon valoa lävitseen. Mutta kulkija ei ole vielä herännyt henkiin – tai ainakaan siitä ei ole vielä kuultu pihaustakaan. Pitäisikö alkaa pelätä jo pahinta?

Se, että Marsissa myrskyää, ei ole mitenkään harvinaista. Mutta se, että myrsky on näin tujakka ja kestää kuukausia, on harvinaisempaa. Ennen kuulumatonta se ei kuitenkaan ole, joskin tästä kerrasta verrattuna aikaisempiin tekee hieman erikoisen se, että nyt sen pinnalla on kaksi toimivaa avaruusalusta. Tai siis kulkijaa: Opportunity ja Curiosity.

Curiosity saa sähkönsä mukanansa olevasta ydinparistosta, joten se ei ole ollut myrskystä moksiskaan. Sen sijaan pienempi ja vanhempi Opportunity luottaa virransaannissaan aurinkopaneeleihin, ja sen toimintaan taivaan sumeneminen myrskyn nostattaman pölyn vuoksi on vaikuttanut olennaisesti.

Siitä ei ole kuultu mitään sitten kesäkuun 10. päivän, jolloin siihen oltiin viimeisen kerran yhteydessä.

Oletettavasti kulkija Opportunity, eli tuttavallisesti Oppy, asettui silloin varotilaan, kun sen aurinkopaneelit eivät tuottaneet juurikaan sähköä ja akkujen varaustaso laski kriittiselle tasolle. Silloin, säilyttääkseen akuissa minimivarauksen, se meni horrokseen odottamaan tilanteen paranemista.

Nyt myrsky osoittaa laantumisen merkkejä ja Marsin pinta on kuvissa tullut jälleen näkyviin punertavan mössön alta.

Tämän mössön, taivaalla leijuvan pölyn vuoksi Aurinko oli käytännössä näkymätön. Kaasukehän valonläpäisykykyä mitataan arvolla nimeltä tau, mikä on sitä parempi, mitä pienempi luku on. Normaalisti se on luokkaa 0,5, mutta pahin myrskyn aikana mitattu tau oli 10,8. Pinnalla oli silloin kuin iltahämärä koko ajan.

Tilanne on nyt koko ajan parantunut, ja sitä seurataan jatkuvasti kiertoradalla olevalla Mars Reconnaissance Orbiter -luotaimella. Sen kamera ottaa kuvia, joiden perusteella voidaan määrittää tau.

Oppyn toiminnasta vastaavien insinöörien mukaan laskeutujan aurinkopaneelit alkavat tuottaa riittävästi energiaa toimintaan silloin, kun tau on 2 tai parempi. Juuri nyt ollaan lähes tässä arvossa, joten kulkijaa odotellaan jälleen linjoille.

Vaikka edellisestä yhteydestä on jo yli kaksi kuukautta, ollaan lennonjohdossa toiveikkaita. Kulkijan akut ovat olleet hyvässä kunnossa ja arvioiden mukaan lämpötila myrskyn aikana ei ole laskenut liian matalaksi. Tilanne on sama kuin Suomessa talvella: kun on pilvistä, on harvoin paukkupakkasia. Marsissa lisäksi nyt on kesäaika, jolloin lämpötila on kohtalaisen korkealla. Itse asiassa lämpö saa sielläkin myrskyt nousemaan samaan tapaan kuin kesäkausi saa hurrikaanit henkiin täällä Maassa.

Juuri nyt kulkijaa kuunnellaan päivittäin kahdella tapaa: niin suoraan Nasan Deep Space Networkin suurilla antenneilla, kuin myös lähempää Marsia kiertävistä luotaimista. Sitä myös skannataan hieman laajemmalla aallonpituusalueella kuin se normaalisti lähettää, sillä on mahdollista, että taajuus on vähän muuttunut.

Pölyn kerääntyminen aurinkopaneelien pinnalle ei ole ollut aiemmin ongelma, sillä vaikka myrskyn aikaan ilmassa on paljon pölyä ja sitä laskeutuu myös aurinkopaneelien pinnalle, on myrskyn aikaan myös normaalia paljon voimakkaampia tuulia, jotka puhaltavat kerääntynyttä pölyä pois paneelien päältä. Kuvaparissa on Opportunity tammikuussa ja maaliskuussa 2014 – silloin pölyä kerääntyi parissa kuukaudessa paljon, mutta sitten se puhaltui pois.


Kolme vikamahdollisuutta – plus yksi ikävä vaihtoehto

Se, että Oppy ei ole ottanut yhteyttä, voi johtua konkreettisesti yhdestä seuraavista vaihtoehdoista:

Liian vähän virtaa johtaa tilaan, missä kulkija asettuu varotilaan odottamaan valoa ja sitä, että aurinkopaneelit tuottavat taas enemmän sähköä. Kun virtaa taas riittää, se alkaa toimia jälleen normaalisti.

Kellovika horroksen aikana voi johtaa siihen, että kulkija ei tiedä mitä kello on ja siksi se ei osaa lähettää viestiään oikeaan aikaan. Se on ohjelmoitu hätätilanteessa päättelemään ajan hetkeä esimerkiksi Auringon nousun ja laskeutumisen avulla, mutta nämä ajat ovat epätarkkoja.

Radiovikavaroitus tarkoittaa sitä, että jos kulkija ei ole ollut pitkään aikaan yhteydessä Maahan, se voi olettaa, että sen radiolaitteet eivät toimi. Onneksi radioita on useita, ja mikäli pääradio ei ole käytössä esimerkiksi juuri tämän varoituksen vuoksi, kulkija yrittää ottaa yhteyttä heikkotehoisempien ja hitaampien radiolinkkien avulla.

Ja on myös mahdollista, että jokin on mennyt rikki niin pahasti, että kulkija joko ei toimi lainkaan tai se ei vain pysty mitenkään olemaan yhteydessä. Hyvin matala lämpötila saattaisi saada aikaan vikoja, mutta nyt tosiaankin lämpötila on ollut siedettävä koko ajan.

Niinpä lennonjohdossa ollaan toiveikkaita, että Oppy ottaa vielä yhteyttä. Siihen saattaa mennä vielä viikkoja, tai sitten se voi tapahtua jo huomenna. Kun ja jos niin käy, ensimmäiseksi lennonjohto selvittää missä tilassa kulkija, sen systeemit ja virtajärjestelmä akkuineen ja aurinkopaneeleineen on, sekä onko paneelien pinnalle kerääntynyt paljonkin pölyä. Tämä selvitetään yksinkertaisesti selfieitä ottamalla.

Sen jälkeen kulkijaa ja sen syeteemejä käynnistellään vähitellen vähän samaan tapaan kuin ihmistä herätellään koomaan vaipumisen jälkeen. Ja siihen menee kenties kuukauden päivät, ennen kuin Oppy voi jatkaa toimiaan normaalisti – jos se voi enää jatkaa toimiaan kuten ennen.

Otsikkokuvassa on kuvakaappaus tästä animaatiosta (latautuminen kestää hetken!), joka näyttää rinnakkain Marsin toukokuussa ja heinäkuussa. Ero on olennainen!

Massiivinen myrsky jatkuu Marsissa – luotain kiertoradalta lähetti paljon kertovan kuvan

Ke, 07/04/2018 - 20:04 Jari Mäkinen
Mars kuvattuna kiertoradalta 2. heinäkuuta

Toukokuussa alkanut suuri pölymyrsky jatkuu Marsissa. Kuten yllä oleva Mars Express -luotaimen ottama kuva näyttää, on sumumainen verho peittänyt lähes koko planeetan.

Myrskyt eivät ole harvinaisia Marsissa, mutta näin sakeaa pölymyrskyä ei ole nähty aikoihin. Laajemmat myrskyt nousevat yleensä Marsin eteläisen pallonpuolen kesän aikaan ja kestävät muutaman viikon ajan. Noin kerran kolmessa Marsin vuodessa, niin noin kerran viidessä ja puolessa Maan vuodessa, myrskyt ovat hieman voimakkaampia ja saattavat kattaa koko planeetan.

Tuulen voimakkuus pinnalla ei ole kovin suuri, koska Marsin kaasukehä on pinnalla vain noin sadasosa maapallon ilmakehän tiheydestä, eikä tuulen nopeuskaan ylitä sataa kilometriä tunnissa. Eli maanpäällisten pyörremyrskyjen äreyteen eivät Marsin myrskyt pääse. Silti ne nostavat ilmaan paljon pölyä, joka muuttaa Marsin ilmeen totaalisesti.

Tästä hyvä esimerkki on Euroopan avaruusjärjestön Mars Express -luotaimen laajakulmaisen visuaalisen tarkkailukameran 2. heinäkuuta ottama kuva. Siinä ainoastaan suurimmat pinnanmuodot ja korkea Olympus Mons -tulivuori erottuvat punertavan pölymössön keskeltä.

Tämä myrsky alkoi toukokuun 30. päivänä ja 20. kesäkuuta se oli laajentunut koko planeetan kattavaksi. Sen jälkeen hiipumista ei juuri ole ollut havaittavissa, vaan myllerrys vain jatkuu.

Tämä on ikävä asia Marsissa olevan Opportunity -kulkijan kannalta. Se vaipui 12. kesäkuuta horrokseen, koska aurinkopaneelit eivät enää tuottaneet tiheän pölyn vuoksi riittävästi sähkövirtaa. Kulkija asettui virransäästötilaan, missä se sulki kaikki toimintansa – mukaan luettuna yhteydenpidon Maahan – ja vain sen sisäinen herätyskello on toiminnassa. Se tarkistaa välillä ovatko paneelit tuottaneet sähköä ja varanneet akkuja, ja jos eivät, niin se jatkaa unessa.

Kun (tai jos) sähköä tulee normaalisti, se käynnistää kulkijan tärkeimmät toiminnat ja muun muassa lähettää viestin planeettaa kiertäville luotaimille, jotka välittävät sen Maahan. Sen jälkeen kulkijaa voidaan herättää uudelleen käyttöön sen mukaan, kuinka paljon sähköä on tarjolla.

Ongelmana on kuitenkin se, että jos Opportunity on pitkään ilman sähköä, se ei voi lämmittää tärkeimpiä osiaan, jolloin kylmyys saattaa rikkoa sen osia. Mitä pitempään tilanne jatkuu, sitä suuremmaksi tulee tällaisten vikojen todennäköisyys.

Nyt kulkija on siis ollut hiljaa jo yli kaksi viikkoa. Sen mahdollista signaalia kuunnellaan koko ajan, mutta kun myrsky jatkuu koko ajan, ovat toiveet sen saamisesta ihan lähiaikoina varsin pienet.

Opportunityn virtatilanne kaaviona

Kuva näyttää selvästi, miten Opportunityn aurinkopaneelien sähköntuotanto ja kaasukehän läpinäkyvyys korreloivat: kun Auringon valo ei enää päässyt kunnolla pölyn läpi, sähköntuotanto romahti.


Toisen Marsin pinnalla olevan kulkijan, Curiosityn, virtatilanteeseen ei pölyllä ole vaikutusta, koska se saa sähkönsä ydinparistosta. Se onkin voinut ottaa alla olevan näyttävän "selfien". Useammasta kuvasta koostettu kuva näyttää kulkijan keskellä ja sen ympärillä olevan maiseman pallomaisesti. Taivas on selvästi tummanpunainen.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/MSSS/Kevin M. Gill

Kuuntele kirjoittajan tekemä tuoreista Mars-asioista kertova Tiedeykkönen YLE Areenassa!

Selviääkö Mars-kulkija Oppy pölymyrskystä? – vaipui jo horrokseen

Pe, 06/15/2018 - 11:11 Jari Mäkinen

Otsikkokuva kertoo karun totuuden: Marsin pinnalla paikassa, missä Nasan Opportunity-kulkija on mönkimässä, on meneillään voimakas pölymyrsky ja kulkija ei saa juuri lainkaan sähköä aurinkopaneeleistaan. Onko 15 vuotta kestänyt matka nyt lopussa?

Alkuvuodesta 2004 Nasan kaksi kulkijaa, Spirit ja Opportunity, laskeutuivat Marsin pinnalle ja aloittivat uuden ajan punaisen planeetan tutkimuksessa. Ne olivat ensimmäiset kunnollisen kulkijat naapurimme pinnalla ja ne ylittivät odotukset moninkertaisesti.

Kulkijat löysivät mineraaleja, jotka kertovat eittämättä Marsin olleen aikanaan vetinen, ja erilaisia merkkejä, joita tulkitessa ammoisen elämän mahdollisuutta ei ainakaan voi olla huomioimatta.

Spirit laskeutui ensin tammikuun neljäntenä Gusevin kraatteriin ja aloitti siellä tutkimuksensa, joiden odotettiin kestävän kolme kuukautta ja toki toivottiin jatkuvan vielä jonkin aikaa sen jälkeen. Kulkija kuitenkin toimi ja toimi, ja sillä rullailtiin eteenpäin. Talven ajaksi toimintaa rauhoitettiin ja Spirit ajettiin sopivaan asentoon, jotta matalammalta paistanut Aurinko osuisi paremmin sen aurinkopaneeleihin. Kulkija kun sai tarvitsemansa virran aurinkopaneeleista.

Spirit ja Opportunity ovat samanlaisia, ostoskärryn kokoisia Mars-kulkijoita.


Toukokuussa 2009, yli viiden vuoden ja 7730 metrin kulkemisen jälkeen, Spirit jäi jumiin. Se kuitenkin toimi ja vasta kahta vuotta myöhemmin se oli uudelleen ongelmissa. Koska sen aurinkopaneelit eivät olleet erityisen hyvin suunnattu Aurinkoon, sen lataustaso laski, eikä se pystynyt käyttämään lämmittimiään. Spirit oli jo asettunut uneen, missä se oli sammuttanut kaikki muut laitteensa paitsi kellon, joka herätti sen välillä tarkistamaan mikä tilanne on: onko virtaa saatu enemmän, jotta toiminta voisi jatkua. Samalla se lähetti piippauksen Maahan, jotta sen tiedettiin olevan vielä hengissä.

Samaa menetelmää oli jo käytetty aikaisemminkin, joten kyseessä ei sinällään ollut hätätilanne – vaikka tietysti sai aikaan hermostumista täällä Maassa.

Lopulta, 2210 Marsin päivän jälkeen maaliskuun 22. päivänä 2010 Spirit ei enää ottanut yhteyttä. Nähtävästi sen kellokin oli sammunut.

Nasa lopetti Spiritin kuuntelun toukokuussa 2011, jolloin virallisesti sen toiminnan katsotaan päättyneen.

Selviääkö Oppy?

Nyt hieman samanlainen tilanne on päällä Opportunity-kulkijan kanssa. Opportunity, eli "Oppy" laskeutui Marsiin kolme viikkoa Spiritin jälkeen, eli tammikuun 25. päivänä 2004. Laskeutumispaikka oli Meridiani-tasanko.

Oppy on osoittautunut sitkeäksi veikoksi, sillä se on kulkenut jo yli 45 kilometrin matkan ja kestänyt Marsissa yli 14 vuotta. Se on siis toiminut tähän mennessä 50-kertaisesti pitempään kuin alun perin odotettiin. Jos se ei siis selviä tästä pinteestään, voidaan silti siihen olla hyvin tyytyväisiä.

Toistaiseksi tilanne ei kuitenkaan ole vielä paha. Ongelmana on nyt massiivinen pölymyrsky, josta ensimmäiset havainnot tehtiin Marsia kiertävästä luotaimesta toukokuun 30. päivänä. Sen jälkeen myrsky on siirtynyt ja ilmassa olevan määrän pölyn määrä on kasvanut. Otsikkokuvassa on Aurinko Opportunityn kuvaamana myrskyn päälle tulemisen aikana: viimeisessä kuvassa Aurinkoa ei enää edes näy.

Alla on animaatio myrskystä kiertoradalta kuvattuna 31. toukokuuta alkaen aina 13. kesäkuuta saakka.

Myrsky on kooltaan Euroopan luokkaa ja etenee kohti Curiosity-kulkijaa, joka on merkitty myös kuvaan (kulkijoista Opportunity on vasemmalla ja Curiosity oikealla). Curiosityyn pölymyrsky vaikuttaa vähemmän, koska se saa sähköä ydinparistosta.

Oppy on nyt horrostilassa, missä se on sammuttanut kaikki laitteensa sähkön säästämiseksi. Ainoastaan kello toimii, ja sen tarkoituksena on herättää kulkija aikanaan. Koska kellon hiipuminen nähtävästi koitui Spiritin kohtaloksi, jännitetään nyt luonnollisesti miten tällä kerralla käy.

Toivoa tilanteeseen tuo kolme seikkaa: ensinnäkin lämpötilan ei oleteta laskevan myrskyn aikana niin alas, että siitä olisi haittaa kulkijalle; toiseksi myrsky menee ohitse ja kenties jo viikon päästä taivas on jo läpinäkyvämpi; ja kolmanneksi Opportunityn akut ovat edelleen oikein hyvässä kunnossa. On oikeastaan ihme, että niiden lataustaso on vielä ollut maksimissaan 85 % siitä, mitä sen oli laukaisun aikaan 15 vuotta sitten.

Lisäksi kannattaa muistaa, että Oppylle pölymyrskyltä suojautuminen ei ole mitään uutta. Vuonna 2007 se kyyristeli sellaisen kourissa parin viikon ajan, ja osan tästä ajasta se oli hiljaa.

Me täällä Maassa emme voi tässä tilanteessa kuin odottaa ja kuunnella. Ja toivoa parasta.

Kuka on haravoinut Marsin maankamaraa?

La, 02/17/2018 - 10:53 Markus Hotakainen

NASAn Mars-kulkija Opportunity on nähnyt punaisen planeetan pinnalla jo 5 000 auringonnousua. Tammikuussa 2004 määränpäähänsä saapuneen robotin oli määrä toimia 90 Marsin vuorokauden ajan, joten "takuuaika" on ylitetty roimasti.

Sisarkulkija Spirit jämähti hiekkaan keväällä 2009 ja yhteys katkaistiin kaksi vuotta myöhemmin, mutta sinnikäs Opportunity jatkaa tutkimuksiaan Endeavour-kraatterissa, jonka reunamille se ehätti vuonna 2011. Nyt Opportunity on löytänyt kraatterin sisärinteeltä muodostelmia, jotka muistuttavat Maasta tuttuja roudan synnyttämiä kivijuovia.

Syynä voivat olla myös kovat tuulet, pienet maanvyörymät tai niiden yhdistelmä. Joka tapauksessa maankamara näyttää siltä kuin se olisi vastikään haravoitu.

Opportunityn tutkiman alueen, Perseverance Valleyn, alkuperää ei vielä tunneta. Se on saattanut syntyä yhtä lailla veden, jään kuin tuulenkin vaikutuksesta.

Kivijuovien löytyminen voi tarjota johtolankoja asian selvittämiseksi, mutta toistaiseksi tutkijat eivät tiedä varmuudella niidenkään syntymiseen johtanutta prosessia. Tai edes juovien ikää: ovatko ne tuoreita muodostelmia vai peräisin Marsin muinaisuudesta.

Punaisen planeetan ilmasto on vaihdellut vuosimiljoonien ja -miljardien kuluessa, sillä sen pyörimisakselin kaltevuudessa on tapahtunut mahdollisesti jopa kymmenien asteiden vaihteluita.

Yksi mahdollisuus on, että kivijuovat ovat syntyneet, kun Marsissa on aika ajoin satanut lunta. Sitä olisi kertynyt rinteisiin ja sulaessaan lumi olisi imeytynyt vetenä maaperään.

Lämpötilan vaihdellessa maa olisi välillä routaantunut ja välillä taas sulanut, jolloin kiviä kulkeutuu vähitellen syvemmältä pinnalle. Se selittäisi kivijuovien synnyn: samanlainen ilmiö on myös Maassa esiintyvien juovien taustalla.

Kuva: NASA/JPL-Caltech

Lisää pilviä Nasan taivaalla: Mars 2020 -kulkija myöhästyy

To, 02/02/2017 - 20:09 Jari Mäkinen

Nasan tulevat Mars-lennot ovat vastatuulessa. Viime vuonna avaruusjärjestö joutui lykkäämään InSight-laskeutujan lentoa vuoteen 2018, ja nyt näyttää siltä, että Mars 2020 -kulkijasta on tulossa Mars 2022. Iloa synkkien pilvien keskelle tuo kuitenkin Opportunity, joka on toiminut nyt 13 vuoden ajan punaisen planeetan pinnalla!

Maanantaina julkaistun Nasan sisäisen raportin mukaan Mars 2020 -kulkijan tekeminen on pahasti myöhässä.

Raportin mukaan kulkijan hyvin edistyksellinen näytteenkeräyslaitteisto on pääasiallisin ongelma. Useita sen käyttämiä tekniikoita ei ole pystytty todistamaan tarpeeksi luotettavasti toimiviksi, jotta sen lähettäminen Marsiin olisi suositeltavaa.

Se, että laite ei toimi vielä täysin suunnitellulla tavalla, on sinänsä aivan normaalia. Yleensä mutkikkaita, uusia tekniikoita kehitettäessä niitä pitää parannella ja muokata alkuperäisen suunnittelun jälkeen, mutta nyt näytteenottolaitteiston kanssa työssä ollaan olennaisesti aikataulusta jäljessä. On mahdollista – jopa todennäköistä – että sitä ei ennätetä saamaan valmiiksi ajoissa.

Nyt Marsissa olevan Curiosity-kulkijan perustekniikkaan perustuva kulkija on edellisesti virallisesti tarkoitus lähettää matkaan heinäkuussa 2020. Jotta se voisi lähteä tuolloin matkaan, pitäisi kulkijan olla valmiina testattavaksi vuoden 2018 lopussa.

Noin 2200 miljoonaa euroa maksava kulkija on kiinnostava siinä mielessä, että sen on tarkoitus kerätä valmiiksi näytteitä, joita myöhempi näytteenhakulento voisi tuoda takaisin Maahan tarkemmin tutkittavaksi. Tässä nyt ongelmana oleva keräyslaitteisto on luonnollisesti tärkeässä osassa.

Näytteenkeräyslaitteiston lisäksi koko kulkijan suunnittelu on myöhässä ja kahdessa siihen tulossa olevassa tieteellisessä tutkimuslaitteessa on ongelmia.

MOXIE, laitteisto, jonka on tarkoitus testata miten Marsin pintamateriaalista voi tuottaa happea, on ylittänyt budjettinsa reilusti.

Marsin "säätilaa" tutkiva espanjalaisvetoinen MEDA-laitteisto on puolestaan myöhässä. Sen tekemiseen myös Suomen Ilmatieteen laitos osallistuu alihankkijana; suomalaiset toimittavat laitteistoon kosteus- ja paineanturit, mutta niiden toimitukset eivät ole viivyttäneet tekoa lainkaan.

Toistaiseksi siis virallisesti lentoa ei ole lykätty, eikä projektin johtajat harkitsekaan sitä julkisesti, mutta merkit viittaavat vahvasti siihen, että näin tulee tapahtumaan.

Onnea Oppy!

Vaikka uuden kulkijan kanssa onkin hankaluuksia, on toinen jo legenraadisista MER-kulkijoista edelleen toiminnassa. Golf-kärryn kokoinen Opportunity laskeutui Marsiin 25. tammikuuta 2004 ja on siis ollut toiminnassa siellä jo 13 vuoden ajan. 

Alla on Nasan sen kunniaksi tekemä video, missä käydään läpi kulkijan kohtaamia haasteita.

Marsin viimeinen järvi?

La, 08/08/2015 - 15:03 Markus Hotakainen
Muinainen Marsin järvi

Nykykäsityksen mukaan Mars jäähtyi ja kuivui jo miljardeja vuosia sitten. Tutkijat ovat nyt paikallistaneet muinaisen järven, joka saattoi olla punaisen planeetan viimeisiä vesistöjä.

Lähellä Opportunity-kulkijan laskeutumispaikkaa Meridiani-tasangolla on vajaan 50 neliökilometrin kloridiesiintymä, joka muistuttaa Maasta tuttuja suolajärviä. Sellaisia syntyy veden haihtuessa, mitä arvellaan tapahtuneen myös Marsissa ilmasto-olojen muuttuessa.   

Suolajärven liepeillä olevien mineraaliesiintymien perusteella muinainen järvenpohja on korkeintaan 3,6 miljardia vuotta vanha. Siinä olisi siis lainehtinut vettä vielä pitkään sen jälkeen, kun suurin osa Marsin vedestä oli jo kadonnut.

"Kyseessä on pitkäikäinen järvi ja pystyimme määrittämään hyvin tarkasti, kuinka vanha se voi korkeintaan olla", sanoo tutkimusryhmää johtanut Brian Hynek. "Voimme olla melko varmoja, että se oli viimeisiä suurikokoisia järviä Marsissa."

Kloridiesiintymän laajuuden ja paksuuden perusteella tutkijat arvioivat, että veden suolapitoisuus on ollut vain noin kahdeksan prosenttia Maan merien suolapitoisuudesta. Siksi siinä on voinut esiintyä alkeellista elämää mikrobien muodossa.

"Pelkän suolapitoisuuden puolesta järvi on mitä ilmeisimmin ollut elämälle suotuisa suurimman osan olemassaolostaan", Hynek arvioi. Tutkimuksessa ei kuitenkaan selvitetty muita elämän edellytyksiin vaikuttavia tekijöitä, kuten taannoisen veden happamuutta.

Tutkimuksesta kerrottiin Coloradon yliopiston uutissivuilla ja se on julkaistu Geology-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: LASP/Brian Hynek

 
 

Siding Springin jälkihehku Marsissa

Su, 11/09/2014 - 10:32 Jarmo Korteniemi
Taiteilijan näkemys komeetan ohituksesta. Laitteet ja etäisyydet eivät ole oikeassa mittakaavassa.

Komeetta Siding Spring ohitti Marsin ennennäkemättömän läheltä 19.10.2014. Nyt tuo muutaman sadan metrin murikka on paluumatkalla takaisin Oortin pilveen lähes ikuisuuksiksi. Komeetan kiertoaika Auringon ympäri erittäin soikealla radallaan arvioidaan pyöreästi miljoonaksi vuodeksi.

Siding Spring on tiettävästi tuorein (tai ainakin ensimmäinen täysin varma) Oortin pilven kappale, jota on ikinä päästy tutkimaan läheltä. Ainutlaatuista lähiohitusta seurasi suuri joukko Marsin tutkimukseen suunniteltuja laitteita. Niiden havaintojen pohjalta komeetasta voidaan nyt rakentaa jopa parempi malli kuin mihin yksittäinen komeettaa tutkimaan lähetetty laite olisi kyennyt.

Taustatiedoiksi kannattaa lukea Tiedetuubin aiemmat jutut aiheesta: 1, 2, 3 ja 4.

Ionosfääri muuttui

Pian ohituksen jälkeen Marsin kaasukehä muuttui. Siding Springiä ympäröivä hiukkaspilvi nimittäin iskeytyi sitä päin täysin ennakoimattomalla voimalla.

"Komeetan aktiivisuus oli jo hiipunut, ja epäilimme aluksi onnistummeko löytämään kaasukehästä mitään muutoksia", muistelee IUVS-spektrometrin päätutkija Nick Schneider. Viellä kesällä hiukkaspilven arvioitiin olevan juuri ja juuri havaittava.

"Ja sitten silmiemme eteen lävähtivät nämä yksiselitteisen selvät merkit komeetasta. Vaikuttaa siltä, että ainakin muutama tonni pölyä peitti vähintäänkin yhden pallonpuoliskon. Kyse ei siis ollut mistään yksittäisestä törmäyksestä."

Tonnien tavaramäärä kokonaisen planeetan kaasukehässä ei ehkä kuulosta suurelta. Se on kuitenkin kymmeniä, satoja, kenties tuhansia kertoja enemmän kuin normaaliarvo. Käytännössä komeettahiukkasparvi oli kuin 56 kilometrin sekuntinopeudella annettu läimäytys kaasukehän koko poskelle.

Marsin voimistuneesta ionosfääristä erotettiin magnesiumia, rautaa, kaliumia, natriumia, kromia, mangaania, nikkeliä ja sinkkiä. Etenkin magnesium-piikki on valtava; kuva vieressä.

Ja sitten signaali hävisi. Siding Springin aineet vähenivät tunneissa, ja katosivat kokonaan parin päivän aikana. Tämä yllätti tutkijat.

Törmäyksessä kaasuuntuneet metallit ilmeisesti tiivistyivät ja leijailevat nyt jossain kaasukehässä. Nyt odotetaan, aiheuttavatko ne pidempiaikaisia muutoksia. Meteoripöly toimii nimittäin tiivistymisalustana vesipisaroille ja jääkiteille. Meidän ilmakehässämme sama ilmiö aiheuttaa valaisevia yöpilviä yli 75 kilometrin korkeudella. Siding Spring voi siis onnistua jopa vaikuttamaan välillisesti Marsin pinnalle pääsevään auringonvalon määrään. Tämä voidaan ehkä havaita, tai sitten ei.

Ionosfäärin muutos havaittiin useiden erilaisten laitteiden avulla. Mukana olivat ainakin Mars Expressin MARSIS-tutka ja MAVEN-luotaimen IUVS- ja NGIMS-laitteet. Löydöstä kerrottiin NASAn tiedotustilaisuudessa perjantaina (7.11.).

Kuva: Meteorimyrsky Curiosity-kulkijan yllä taiteilijan kuvittelemana. Lähde: NASA/JPL-Caltech

Näkymätön spektaakkeli

Schneiderin mukaan marsilaiselle yökyöpelille näky olisi ollut hieno. "Taivaalla on täytynyt viuhua tuhansia tähdenlentoja tunnissa. Oikea meteorimyrsky. Natrium olisi varmaankin värjännyt taivaan keltaisella jälkihehkulla, joka olisi näkynyt ihmissilminkin."

Mutta kukaan ei nähnyt ilotulitusta. Kaikki planeettaa kiertävät luotaimet olivat pahimman hiukkaspommituksen aikaan suojassa planeetan toisella puolen. Luotainten kuurupiilo lieni kuitenkin oikea päätös.

NASAn planeettatiedeosaston johtaja Jim Green on huojentunut. Pölyn määrä kun ylitti kaikki odotukset. "Olen iloinen päätöksestämme siirtää alukset Marsin toiselle puolelle. Uskon todella, että siellä piileskely pelasti ne [tuholta] ja antoi meille mahtavan mahdollisuuden näiden havaintojen tekemiseen."

Väärällä puolella planeettaa ollut luotain olisi todella voinut olla mennyttä.

Komeetta-aineksen kimpussa

Komeetasta saatiin myös suoria havaintoja. Luotainten kymmenet erilaiset laitteet seurasivat tilannetta. Datan määrä ja laitteiden monimuotoisuus on niin suuri, että lisää löytöjä on varmasti odotettavissa.

Spektrometrien aineistot täydentävät toisiaan. Näkyvän valon ja infrapunan alueella havaitseva CRISM näki komeettaytimen lähiympäristöineen selkeästi monivärisenä pisteenä. Ultraviolettialueella toimiva IUVS taas huomasi selvästi vedyn jakauman komeetan ympäriltä. Kummankin aineistossa jokainen "piste" kuitenkin sisältää tarkat tiedot pitkältä spektrialueelta. Tällaisista moniulotteisina "datakuutioista" erottuvat hyvällä tuurilla paitsi komeetan eri osien absorptio, emissio, heijastukset ja siroaminen, myös pienen tulkinnan kautta monenlaiset suuren mittakaavan materiaalierot. Ja spektrometrejä on muitakin.

Ja sitten on vielä hiukkasilmaisimia, tutkakeilauksia ja muuta. Kun saatu tieto yhdistellään, Siding Springistä saadaan lopulta ennennäkemättömän "värikäs" ja monipuolinen käsitys.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/JHUAPL

Kuva: CRISMin komeettanäkymä värikuvaksi typistettynä - todellisuudessa aineisto on monipuolisempaa spektridataa. Lähde: NASA/JPL-Caltech/JHUAPL

Perinteisistä kuvista ei paljoa iloa

Luotaimilla ei saatu ohituksesta ainuttakaan huippuhienoa tai henkeäsalpaavaa kuvaa, sillä Siding Spring viiletti niistä 140000 kilometrin päästä. Alempana näkyvä kuvasarja on ylivoimaisesti tarkin, mitä komeetasta yleensäkin saatiin. Ytimen halkaisija on siinä vain 2 - 3 kuvapistettä eli alle kilometrin. Pinnanmuotoihin ei siis millään päästä käsiksi.

Myös Mars Express HRSC/SRC-kameran kuvissa erottuu selvästi liikkuva, mutta varsin outo muoto. Kyse ei siinäkään ole komeettaytimen valoista ja varjoista, vaan ytimen ja sitä ympäröivän hiukkaspilven reilusti ylivalottuneesta jäljestä.


Kuva: HiRISEn tarkimmat kuvat Siding Springin ytimestä. Lähde: NASA/JPL

Planeetan pinnalta otettujen kuvien osalta päästiin lähes samaan. Opportunity-kulkija näppäsi otoksen, jossa erottuu sumuinen kohde. Kyse kyllä on komeetasta, mutta suttuisuus johtunee lähinnä erittäin pitkästä valotuksesta ja komeetan nopeasta liikkeestä taivaalla. Myös Curiosity-kulkija sai komeetasta potretin - tosin vain yhden ainoan kuvapisteen levyisenä.

Pinnalta otettuja kuvia voidaan kuitenkin verrata avaruudesta otettuihin komeettaotoksiin. Näin voidaan ehkä määrittää välissä olevan kaasukehän valonläpäisykykyä ja koostumusta ohituksen aikaan. Ja ainahan voi toki toivoa, että jompikumpi pinnalla ajelevista roboteista onnistui (päiväkäyttöön tarkoitetuilla kameroillaan) havaitsemaan edes yhden, riittävän kirkkaan tähdenlennon - tai valaisevia yöpilviä.

Kaksi luotainta vaikuttaa jääneen täysin ilman havaintoja. Mars Odysseyn THEMIS-kameralla kyllä yritettiin, mutta laite oli joko suunnattu väärin tai sitten sen erotuskyky oli liian huono. Intian avaruusjärjestö taas ei ohituksen jälkeen ole kertonut mitään oman MOM-luotaimensa (Mars Orbiter Mission) tekemisistä - siis mikäli "ohi meni" -twiittiä ei huomioida. Kyse voi olla vain Intian vaisummasta uutisointipolitiikasta. Tai kenties upouudella, Intian tietotaitoa testaavalla luotaimella ei edes yritetty tutkia komeettaa. Jos taas luotaimella on jotain ongelmia, niillä ei liene tekemistä Siding Springin ohituksen kanssa.

Tieteellisten löytöjen varmistumiseen ja julkaisuun voi kulua jopa vuosia. Jahka tutkijat ovat saaneet kahlattua aineistot läpi, on kuitenkin luvassa monenlaisia uusia tietoja tämän komeetan olemuksesta. Syynissä ovat sekä ytimen että sitä ympäröivän hiukkaspilven koostumus, aineen jakauma sekä tietysti murikan aktiivisuus. Ehkä samalla voidaan sanoa myös jotain Oortin pilven kappaleista yleensäkin.


Ajantasaista lisätietoa löytyy myös englanniksi NASAn Siding Spring -sivuilta.

Kannattaa lukea myös Tiedetuubin aiemmat jutut Siding Springin Mars-ohituksen eri vaiheista: Historiallinen kohtaaminen vuoden päässä (8.12.2013), Komeetan aktiivisuus kiihtyy (27.3.2014), Ohitushetken tunnelmia (17.-19.10.2014) ja Ensimmäiset kuvat ohituksesta (20.-21.10.2014).


Komeettaa tutkineet laitteet (tärkeimmät lihavoituna):

Luotain Valtio / järjestö Ensisijaiset laitteet Mahdollisesti käytetyt ja toissijaiset laitteet Uutiset
MEX, Mars Express kansainvälinen / ESA ASPERA-3, HRSC, MARSIS OMEGA, PFS 1, 7
MRO, Mars Reconnaissance Orbiter USA / NASA CRISM, HiRISE, CTX, MCS, MARCI SHARAD 2
MO, Mars Odyssey USA / NASA THEMIS GRS 3
MAVEN, Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission USA / NASA IUVS, NGIMS, LPW, MAG, SEP STATIC SWEA, SWIA 4, 7
MOM, Mars Orbiter Mission Intia / ISRO - ? (MCC, TIS, MENCA, LAP...) -
Opportunity, Mars Exploration Rover - B USA / NASA PANCAM - 5
Curiosity, Mars Science Laboratory USA / NASA MastCAM, CHEMCAM - 6

Otsikkokuva: Taiteilijan näkemys komeetan ohituksesta. Laitteet ja etäisyydet eivät ole oikeassa mittakaavassa.

Siding Spring Marsin taivaalla

Ma, 10/20/2014 - 21:01 Markus Hotakainen

Komeettaohituksesta tihkuu hitaasti tietoa ja Marsin kiertävien luotainten ottamia kuvia saadaan vielä odotella. Yli kymmenen vuotta punaisen planeetan pinnalla taivaltaneen Opportunity-kulkijan ottama kuva on kuitenkin jo julkaistu. Siinä Siding Spring näkyy pienenä utuläikkänä noin 2,5 tuntia ennen lähintä ohitusta.

Kuva on käsittelemätön raakaversio, joten siinä on esimerkiksi kosmisen säteilyn hiukkasten aiheuttamia viiruja. Otos on silti historiallinen, sillä se on ensimmäinen toisen planeetan pinnalta otettu kuva komeetasta.

Kaikki Mars-luotaimet selvisivät vaurioitta pelätystä hiukkasmyrskystä – jota ei sitten tullutkaan. Varmuuden vuoksi luotaimet ohjattiin kuitenkin radoillaan sopivasti Marsin vastakkaiselle puolelle, kun komeetta ohi lähimpänä planeettaa.

Lähipäivinä on odotettavissa niin kuvia kuin mittaustuloksia luotainarmadalta. Tiedetuubi seuraa tilannetta.

PÄIVITETTY 20.10. klo 21.36:

Myös Curiosity-kulkija on kenties saanut kuvattua komeetan. Rankasti käsitellyssä mustavalkoisessa negakuvassa näkyy taivaalla komeettaa muistuttava kohde. Varmistusta asialle ei ole vielä saatu.

PÄIVITETTY 21.10. klo 11.01:

Toistaiseksi Marsia kiertävien luotainten otoksista on julkaistu vasta MRO:n HiRISE-kameralla yhdeksän minuutin välein otetut kuvat. Niissä erotuskyky on noin 140 metriä pikseliä kohti. Ylemmissä ruuduissa ydin erottuu ainoastaan 2-3 pikselin kokoisena, joten se on todennäköisesti arvioitua pienempi eli läpimitaltaan reilusti alle puoli kilometriä. Alemmissa ruuduissa ydin on ylivalottunut ja sen ympärillä näkyy kaasusta ja pölystä muodostunut koma.

Outo marsilainen kivi kummastuttaa

To, 01/23/2014 - 06:15 Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA / JPL

NASAn Opportunity-kulkija on löytänyt Marsista oudon kiven. Se poikkeaa kaikista tähän asti tutkituista. Ja lisäksi se näyttää ilmestyneen tyhjästä.

Kivi on oudon värinen. Se on vaaleampi kuin ympäröivä hiekka ja muut alueen kivet - lähes valkoinen. Siinä on alustavien tutkimusten mukaan hyvin paljon rikkiä, mangaania ja magnesiumia. Koostumus on erilainen kuin mikään aiemmin tutkittu.

Kivi huomattiin, kun Opportunity kääntyi katsomaan 12 päivää aiemmin kuvaamaansa aluetta. Paikalle oli tupsahtanut uusi, vähän nyrkkiä pienempi murikka.

Opportunity on tutkinut Marsin pintaa tasan kymmenen vuotta. Sinä aikana se on ajellut 38.73 kilometriä. Laitteen alkuperäiseksi toiminta-ajaksi uumoiltiin kolmea kuukautta.

Kiven outo alkuperä

Mistä valkoinen kivi on oikein tullut? Mahdollisuuksia on monia.

Yksi vaihtoehto on, että kivi on avaruudesta tippunut meteoriitti.

Todennäköisyys meteoriitin tippumiselle aivan kulkijan viereen on kuin useampi lottovoitto peräkkäin. Epätodennäköinen siis. Toiseksi, kivi ei juuri näytä meteoriitilta. Vuonna 2005 Opportunity löysi ensimmäisen varmistetun meteoriitin Marsista. Koripallon kokoinen mötikkä oli tuolloin lojunut paikallaan jo jonkin aikaa, päätellen sitä osaksi peittävästä tomusta. Mutta silti sillä oli jäljellä selvä tumma sulamiskuori. Nyt löytynyt valkea kivi on paljon pienempi, ja tuoreempi - eikä sillä ei ole minkäänlaista kuorta.

Toinen mahdollisuus: Isompi törmäys heitti kiven jostain kauempaa.

Voi olla, että johonkin lähistölle on tippunut isompi meteoriitti. Jos törmäys kaivaisi maahan muutaman metrin kraatterin, se viskaisi ympärilleen paljon pintakiveä. Tämäkin on toki epätodennäköistä, mutta hieman uskottavampaa. Suorat havainnot törmäyksistä nimittäin kertovat, että Marsiin törmää vuosittain noin 200 parimetristä murikkaa. Tästä asiasta saadaan varmuus, kun planeettaa kiertävät satelliitit ottavat alueen yltä uusia kuvia.

Jos lähelle olisi todella syntynyt uusi kraatteri, nyt löytynyt kivi voisi olla peräisin ehkä muutaman metrin syvyydestä. Syvemmältä kuin mihin Opportunity-vanhus ikinä olisi omin voimin päässyt. Niin syvältä, että sieltä voisi löytyä jotain näinkin odottamatonta. Kulkijalla tulee tuolloin kiire lähteä nilkuttamaan kohti uutta kraatteria. Pari päivää sitten syntynyt kraatteri olisi ainutlaatuinen tutkimuskohde millä planeetalla tahansa.

Kolmantena, ja todennäköisimpänä vaihtoehtona, pidetään kiven sinkoutumista kulkijan renkaasta. Tällöin kuitenkin ihmetyttää, miksi kiven koostumus on niin erilainen kuin kaikki muu Marsissa. Opportunity on nimittäin tehnyt kaikkensa jotta löytäisi erikoisia kiviä. Sen renkailla on tarkoituksella kaivettu kuoppia jotta päästään kurkistamaan pintatomun alle, ja sen instrumenttikädellä on käännelty ja raaputeltu kiviä. Paljon outoa on löytynyt, mutta ei mitään yhtä outoa kuin nyt.

Opportunity on siis joko etsinyt väärästä paikasta, väärällä tavalla, tai sitten valkoinen kivi on todella harvinaista laatua.

Olisi varsinaista hullun tuuria, jos nyt, kymmenen vuoden tutkimuksen jälkeen, se kaikkein oudoin löytyisi vain sattumalta.

Yksi vaihtoehto voidaan kuitekin sulkea pois. Kyse tuskin on kulkijan alituiseen ympäriinsä surraamiseen suivaantuneesta paikallisesta, joka olisi koettanut heittää kulkijaa kivellä. Ympärillä kun ei näy ainoatakaan jalanjälkeä.