Kun heinäkuun 4. päivänä Juno käytti rakettimoottoriaan 35 minuutin ajan ja jarrutti siten nopeuttaan planeettainvälisestä viiletyksestä ratanopeuteen Jupiterin ympärillä, olisi asettuminen suoraan lopulliselle kiertoradalle Jupiterin ympärillä ollut todella vaikeaa. Siksi ensimmäinen rata Jupiterin ympärillä on pitkulainen soikio, jolta Juno vempauttaa itsensä varsinaiseen Jupiterin tutkimiseen sopivalle radalle vasta lokakuussa.

Tämän ensimmäisen radan korkein kohta (niin sanottu perijove, kaukaisin kohta Jupiterista) on 8,1 miljoonaa kilometriä Jupiterista, ja Juno saavutti ensimmäisen kerran tämän kohdan radalla nyt heinäkuun viimeisenä päivänä. Niinpä juuri nyt luotain lähestyy taas Jupiteria ja saavuttaa radan lähimmän pisteen 27. elokuuta.

Tuolloin luotain myös tekee ensimmäiset kunnolliset havaintonsa Jupiterista. 

Kansainvälinen avaruusasema on kiinnostava ja tärkeä osa avaruuslentoja, ja sen merkitys on ennen kaikkea se, että sen asioista avaruudessa elämisestä ja työskentelemisestä on tullut rutiinia.

Rutiini ja arkipäiväisyys ei kuitenkaan ole kaikkein koukuttavimpia aiheita avaruuslentoja suurelle yleisölle esiteltäessä, joten ei ole mikään ihme, että Yhdysvaltain suuret avaruuslentokeskukset keskittyvät historiaan: Apollo-lentoja jaksetaan esitellä joka kantilta ja avaruussukkuloistakin otetaan kaikki irti – etenkin niiden hohdokkaimmista lennoista, kuten Hubble-avaruusteleskoopin huoltolennoista.

Kenties paras ja ennen kaikkea upein paikka Apollojen sekä sukkuloiden aikaan tutustumiseen on Floridassa, Cape Kennedyn vieressä sijaitseva Kennedyn avaruuskeskuksen vierailijakompleksi. Kirjoitimme tästä pari vuotta sitten tässä jutussa.

Keskuksessa on huikea kokoelma raketteja ja avaruusaluksia (kuten avaruussukkula Atlantis), erilaisia esineitä ja interaktiivisia näyttelykohteita, ja mikä parasta, sieltä pääsee käymään varsinaisen avaruuskeskuksen puolella. Siellä on esillä puolestaan oikea Saturnus 5 -kantoraketti ja lisäksi siellä voi ihailla jättimäistä VAB-rakennusta sekä laukaisualustoja.

Kiertoajeluilla pääsee myös käymään Cape Canaveralin puolella paikoissa, mistä Yhdysvaltain miehitetyt avaruuslennot tehtiin ennen Kennedyn avaruuskeskuksen rakentamista. Canaveralin puolella on myös oma museonsa, USAn ilmavoimien avaruusmuseo, minne voi mennä erikseenkin ja mistä pääsee katsomaan sen puolen historiaa. Tästäkin museosta kerrottiin USAn avaruuskeskusten avaruusmuseojutussa.

Tuossa jutussa esiteltiin samoin Houstonin avaruuskeskuksen vieressä oleva yleisökeskus, missä on esillä samoin Saturnus 5 sekä koko joukko muita raketteja. Houstonissa pääsee myös käymään historialliseksi muistomerkiksi muutetussa Apollo-ajan lennonjohtokeskuksessa sekä kiertämään muutenkin miehitettyjen avaruuslentojen keskusta.

Itse asiassa kuva on varsin mainio, sillä se todistaa osaltaan sen, että Juno selvisi huimasta Jupiteriin saapumisestaan hyvin ja että sen kamera toimii.

Kamera, kuten kaikki muutkin tieteelliset tutkimuslaitteet, oli sammutettu Jupiterin kiertoradalle asettumisen ajaksi, koska luotaimen tuli keskittyä silloin käyttämään rakettimoottoriaan juuri oikeaan aikaan täsmälleen halutun aikaa. Luotain kulki myös Jupiteria ympäröivän voimakkaan säteilyn läpi, jolloin mahdollisuus vikatoimintoihin oli suuri.

Kun Juno oli onnellisesti Jupiteria kiertämässä, alettiin sen laitteita herättelemään. Tämä nyt otettu kuva on ensimmäinen "kunnollinen" kameralaitteiston ottama kuva, ja sen luotain nappasi 10. heinäkuuta aamulla Suomen aikaa. Kuvaa on suurennettu, ja siksi Jupiter näkyy siinä hieman suttuisena, mutta silti sen pinnalta näkee hyvin kaasukehän pilvikerrosten raitoja ja myös Jupiterin kuuluisa punainen pilkku on näkyvissä. 

Jupiterin vieressä ovat pisteinä kuut Io (lähinnä Jupiteria, vasemmalla), Europa (ylimpänä) ja Ganymedes (oikealla). 

Kuva ei ole mitenkään huima yksinkertaisesti siksi, että Juno on nyt hyvin soikealla kiertoradalla Jupiterin ympärillä, ja sen etäisyys kuvan ottamisen aikaan Jupiterista oli noin 4,3 miljoonaa kilometriä.

Lennonjohdolle kuvan laatu ei luonnollisestikaan ollut yllätys: koska luvassa ei olisi ollut (aivan Jupiteriin saapumisen aikaa lukuun ottamatta) upeita kuvia, ei kameroiden käynnistämistä ja kuvaamista haluttu alkaa liian nopeasti. Myöhemmin on paljon aikaa hyvien kuvien ottamiseen.

Yksi kierros Jupiterin ympäri tällä radalla kestää 53,5 vuorokautta, joten luotain saapuu uudelleen lähelle Jupiteria elokuun lopussa, jolloin 27. päivänä se on lähimpänä planeettaa ja tekee silloin siitä ensimmäiset, tarkat havainnot.

Silloin saamme siis – ainakin toivottavasti – ensimmäiset upeat lähikuvat Jupiterista. Siis sellaisia kuvia, joita ennen Jupiteriin saapumista kovasti jo hehkutettiin. Sitä ennen kuvat ovat tällaisia (ja jopa "huonompia").

Kaikki siis sujui tiistaina 5.7. aamulla kuuden tienoilla (Suomen aikaa) juuri suunnitellulla tavalla. Junon pieni brittitekoinen rakettimoottori syttyi ja hidasti luotaimen menoa siinä määrin (tarkalleen 542 m/s, eli 1951,2 km/h), että se jäi kiertämään jättiläisplaneettaa. Viesti rakettimoottorin polton onnistumisesta saatiin klo 6.53.

Tarkalleen ottaen poltto kesti sekunnin oletettua lyhemmän aikaa, "vain" 2102 sekuntia ohjelmoidun 2103:n sijaan – mutta tämä ei ole mikään ongelma.

Noin 35-minuuttisen polton aikana Juno oli kääntynyt siten, että sen rakettimoottori osoitti menosuuntaan. Tämä tarkoitti sitä, että luotaimen aurinkopaneelit eivät osoittaneet kohti Aurinkoa, joten luotaimen eräs ensimmäisistä tehtävistä jarrutuspolton jälkeen oli kääntää paneelinsa jälleen kohti Aurinkoa. 

Samalla Juno hidasti jälleen pyörimistään viidestä kierroksesta minuutissa takaisin normaaniin kahteen kierrokseen. Luotain pysyy oikeassa asennossa avaruudessa hyrrän tapaan pyörimällä hitaasti akselinsa ympäri, mutta nopeutta nostettiin jarrutuspolton ajaksi, jotta asento pysyisi paremmin oikeana.

Saapuminen Jupiteriin oli elokuussa 2011 tapahtuneen laukaisun jälkeen luotaimen lennon tärkein tapahtuma, ja vaikka Juno oli juuri oikeassa suunnassa ja täydessä kunnossa ennen jarrutuspolton alkua, oli tunnelma ennen rakettimoottorin käynnistymistä hyvin jännittynyt.

Vaikka kaikki näytti olevan hyvin, oli epävarmaa kuinka moottori toimii oletaan viisi vuotta toimetta avaruudessa. 

Jupiterin ympäristö on myös vaarallinen paikka: siellä on voimakasta säteilyä, paljon varattuja hiukkasia sekä eri kokoisia kivenkurikoitakin. Luotain olisi saattanut törmätä johonkin tai mennä sekaisin säteilystä. 

Nyt NASAn Jet Propulsion Laboratoryssä, Pasadenassa, Kaliforniassa, sekä luotaimen valmistaneen Lockheed Martin -yhtiön tiloissa Denverissä olevat lennonjohtajat, ja Junon tutkimusohjelmasta vastaavan, Teksasissa sijaitsevan SouthWest Research Instituten tutkijat herättelevät luotaimen vähitellen toimintaan. Junon laitteet ja systeemit tarkistetaan ja kalibroidaan, ja rutiininomaiset havainnot Jupiterista aloitetaan vasta ensi vuoden alussa.

Eräs suuren yleisön kannalta kiinnostavimmista laitteista on JunoCam, kamera, jonka kuvauskohteiden päättämiseen kuka tahansa meistä voi vaikuttaa. Kamera kuvasi jo Jupiteria luotaimen lähestyessä sitä, ja tuloksena oli alla oleva video:

Juno lähestyy Jupiteria

Juno on säteilynkestävä avaruusluotain

Mitä kiinnostavaa Jupiterissa vielä on?

JUICE laukaistaan näillä näkymin matkaan vuonna 2022 ja se, kuten Junokin, ohjataan perille Jupiteriin pitkää reittiä pitkin. Näin matkalla saadaan lisäpotkua planeettojen ohilennoista ja luotain voi siten olla painavampi kuin olisi voinut olla suoraan Jupiteriin mentäessä.

Noin kolme tonnia massaltaan oleva, suurilla aurinkopaneeleilla varustettu luotain saapuisi perille Jupiteriin vuonna 2030 ja kierrettyään vähän aikaa Jupiterin ympärillä kuita kuvaamassa ja tutkimassa, se asettuisi lopulta vuonna 2033 kiertämään Ganymedes-kuuta. Näin se pääsisi lopulta tutkimaan aitiopaikalta kuun kiertoradalta eräs kiinnostavimmista Jupiterin kuista.

Kaikki Jupiterin suurimmat kuut – Io, Europa, Ganymedes ja Kallisto – ovat planeetan kokoisia kuita, joista Io on selvästi aktiivinen ja vulkaaninen, mutta muut ovat rauhallisempia jääpintaisia maailmoita. Erittäin todennäköisesti niiden pinnan alla on nestemäistä vettä, missä ainakin periaatteessa voisi olla alkeellista elämää.

JUICEn tarkoituksena on tutkia tarkasti millaisia jääkuut ovat ja sondata mahdollisimman syvälle niiden pintojen alle. Mukaan on tulossa 11 tutkimuslaitetta Euroopasta, Yhdysvalloista ja Japanista, joiden joukossa on "normaalien" kameroiden, spektrometrien, magneettikenttämittarin, hiukkastutkimuslaitteiden ja radioiden lisäksi myös 16-metrisellä antennilla tutka, joka pystyisi sondaamaan jopa yhdeksän kilometrin syvyyteen.

Venäläiset ovat ehdottaneet mukaan vielä otettavaksi pientä laskeutujaa, joka voisi lähettää tietoja Ganymedeen pinnalta usean vuoden ajan.

Tutkan vaatiman tehon vuoksi luotaimeen suunnitellaan todella suuria aurinkopaneeleita, joiden pinta-ala olisi noin 100 m². Vertailun vuoksi: Junon paneelien pinta-ala on noin 60 m² ja Rosetta-luotaimen noin 64 m².

JUICE ja Jupiterin jääkuut

Juno on säteilynkestävä avaruusluotain

Mitä kiinnostavaa Jupiterissa vielä on?

Viime kesänä näihin aikoihin jännitettiin Plutoa lähestyvää New Horizons -luotainta, ja nyt on vuorossa Juno sekä Jupiter.

Kyseessä on kaksi aivan erilaista lentoa, eri tyyppistä luotainta ja kaksi täysin toistaan poikkeavaa maailmaa: kääpiöplaneetta Pluton ohi lennettiin ensimmäistä kertaa (ja viimeistä pitkiin aikoihin), kun taas jättiläisplaneetta Jupiteria on tutkittu jo seitsemällä luotaimella aikaisemmin ja seuraavaa luotainta ollaan jo rakentamassa.

New Horizons oli pieni ydinparistolla toimiva luotain, kun taas Juno on suurilla aurinkopaneeleilla varustettu jättiläinen. Jupiter on aurinkokuntamme suurin planeetta, jonka sisään kaikki muut Aurinkoa kiertävät kappaleet saataisiin helposti mahtumaan, Pluto taas on eräs niin pieni, että se jouduttiin "alentamaan" planeettakategoriasta kääpiöplaneetaksi.

Mitä tapahtuu 4. heinäkuuta?

Vaikka Jupiteria onkin tutkittu jo ennenkin, ei Junon saapuminen Jupiteria kiertämään ole vaaratonta. Luotain joutuu käyttämään kuuden vuoden ajan toimettomana ollutta rakettimoottoriaan 35 minuutin ajan heittääkseen itsensä planeettainväliseltä siirtoradalta kiertoradalle Jupiterin ympärillä. Säteilykenttä Jupiterin lähellä on erittäin voimakas ja se saattaa saada Junon sekaisin, vaikka se onkin luonnollisesti suojattu erittäin hyvin.

Itse asiassa kaikki on jo päätetty etukäteen ja Juno lentää jo nyt kohti Jupiteria autopilotilla lennonjohdon sille jo aiemmin lähettämien käskyjen mukaan. 

Juno lähestyy Jupiteria

JUICE ja Jupiterin jääkuut

Mitä kiinnostavaa Jupiterissa vielä on?

Jos Junoa voisi katsella sen vierestä avaruudessa, tekisi se varmasti vaikutuksen. Sen runko on noin 3,5 metriä korkea ja saman verran leveä, ja sen kolme pitkää aurinkopaneelia ovat kukin lähes kolme metriä leveitä ja yhdeksän metriä pitkiä. Luotaimen aurinkopaneelien kärkiväli on siis noin 20 metriä, eli luotain mahtuisi nipin napin tenniskentälle – vain komeettaa tutkivassa Rosetta-luotaimessa on isommat aurinkopaneelit.

Luotaimen massa laukaisun aikaan oli tarkalleen 3625 kiloa.

Juno laukaistiin matkaan Cape Canaveralista Atlas V -kantoraketilla elokuun 5. päivänä vuonna 2011 ja se lensi Jupiteriin pitkää planeettainvälistä reittiä pitkin.

Matkallaan se poikkesi Maan luokse lokakuussa 2013, jolloin se nappasi kotiplaneetaltaan hieman lisää vauhtia, jolla se pääsi nousemaan aurinkokunnassa aina Jupiteriin saakka. Lähimmillään Juno oli Maata vain 559 kilometrin etäisyydellä.

Juno lähestyy Jupiteria

Juno on säteilynkestävä avaruusluotain

JUICE ja Jupiterin jääkuut

Ensimmäinen Jupiteria läheltä tutkinut luotain oli amerikkalainen Pioneer 10, joka lensi planeetan ohitse vuonna 1973. Vaikka siltä odotettiin paljon uutta tietoa, oli Jupiterin sekä sen kuiden monimuotoisuus tutkijoille yllätys. Sen jälkeen seitsemän muuta luotainta on käynyt tutkimassa jättiläisplaneettaa läheltä, ja niistä vain yksi, Galileo, on viipynyt planeetan luona pitempään.

Galileo asettui kiertämään Jupiteria joulukuussa 1995 ja tutki sitä ja Jupiterin kuita aina syyskuuhun 2003 saakka, jolloin luotain ohjattiin syöksymään hallitusti Jupiterin kaasukehään. Luotain oli käynyt jo vanhaksi ja epäluotettavaksi, joten lento haluttiin päättää kunniakkaasti Galileon vielä toimiessa. Samalla tutkijat halusivat varmistaa sen, ettei luotain vahingossakaan pääse törmäämään johonkin Jupiterin kuista, joita halutaan päästä tutkimaan koskemattomina joskus myöhemmin.

Pitälti Galileon ansiosta Juno-lennon tutkijaryhmä osaa odottaa jo paljon.

Ensiksikin halutaan määrittää tarkasti Jupiterissa olevien hapen ja vedyn määrä, koska näiden suhteesta voidaan päätellä miten Jupiter ja muut kaasujättiläiset ovat aikanaann syntyneet.

Toiseksi kiinnostaa Jupiterin ytimen massa. Tästä voidaan saada havaintoja luonnollisesti vain epäsuorasti, mutta silti: tämäkin auttaa selvittämään Jupiterin syntyhistoriaa.

Eräs tapa mitama ytimen massaa on kartoittaa tarkasti Jupiterin painovoimakenttä, mikä sinällään on myös erittäin kiinnostavaa. Sen avulla voidaan päätellä myös muita Jupiterin rakenteeseen liittyviä asioita sekä pohtia miten kaasu liikkuu planeetan sisällä.

Jupiterin magneettikentän tutkiminen puolestaan auttaa muodostamaan malleja siitä, miten planeetan ns. dynamo toimii. Kuinka Jupiterin magneettikenttä siis syntyy ja pysyy yllä, vaikka sen pitäisi periaatteessa olla nykyisin erilainen? 

Tähän liittyen eräs kiinnostavimmista kysymyksistä on planeetan napa-alueiden magneettikentän rakenne ja olemus. Luotain myös tutkii Jupiterin revontulia; otsikkokuvassa niitä on Hubble-avaruusteleskoopin kuvaamana, mutta Juno luonnollisesti voi tutkia niitä läheltä paljon paremmin ja eri mittalaitteilla. Jupiteria tutkitaan erityisen tarkasti nyt myös maanpäällisin teleskoopein, jotta niiden keräämiä tietoja voidaan yhdistää luotaimen saamiin havaintoihin.

Eräs lennon tärkeimmistä tehtävistä on yksinkertisesti seurata globaalisti koko ajan Jupiterin kaasukehän yläosien koostumusta, lämpötilaa, rakennetta ja dynamiikkaa – siis kuvata ja mitata kaasukehää oikeastaan koko ajan.

Luotaimen avulla tutkitaan myös Jupiterin pyörimistä ja liikettä radallaan Auringon ympärillä.

Lisäksi Juno tutkii ja kuvaa tarkasti Jupiterin kuita, etenkin kaikkein kaikkein kiinnostavimpia, suuria, kenties jääpinnan alla meren sisäänsä kätkeviä kuita. Näiden tarkempi nuuskiminen jää kuitenkin Euroopan avaruusjärjestön tekeillä olevan JUICE-luotaimen tehtäväksi; euroluotain ja Juno ovat tietyssä tapaa toistensa kilpailijoita, mutta niiden päätutkimuskohteet on jaettu siten, etteivät ne tekisi samoja asioita aivan samalla tavalla.

Alla on Jupiterin vulkaanisen Io-kuun pintaa Galileo-luotaimen kuvaamana.