Nasa | Tiedetuubi

Jari Mäkinen

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.

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.

Jari Mäkinen

Uusi eksoplaneettoja etsivä teleskooppi lähetetään ensi yönä avaruuteen, jos kaikki sujuu suunnitellusti. TESS tulee todennäköisesti löytämään tuhansia uusia mielenkiintoisia maailmoja.

Eksoplaneetta on jotain muuta tähteä kuin Aurinkoa kiertävä planeetta. Niitä tuntuu olevan hyvinkin runsaasti – jopa niin, että todennäköisesti lähes kaikilla taivaalla olevilla tähdillä on planeettoja ympärillään. Kyse on vain siitä, kuinka monia näistä voimme havaita.

Nyt huhtikuussa 2018 tunnetaan kaikkiaan 3758 eksoplaneettaa, jotka ovat 2808 tähden ympärillä. 627 tähdellä on enemmän kuin yksi planeetta.

Mahdollisia uusia löytöjä – todennäköisiä tapauksia, joita ei ole vielä varmistettu – on tuhansia lisää.

Pian eksoplaneettoja tullaan löytämään varmasti vieläkin enemmän, sillä nyt yöllä avaruuteen laukaistavan TESS-satelliitin odotetaan lisäävän listalle tuhansia uusia planeettoja.

TESS, eli Transiting Exoplanet Survey Satellite, tulee havaitsemaan noin 200 000 meitä lähellä sijaitsevaa tähtiä siten, että se yksinkertaisesti mittaa erittäin tarkasti näiden tähtien kirkkautta.

Kuten satelliitin nimi jo kertoo, se käyttää hyväkseen transitiomenetelmää, eli se havaitsee eksoplaneettoja katsomalla sitä, milloin planeetat kulkevat tähden edestä. Planeetan peittäessä tähden pintaa, tulee tähdestä hieman vähemmän valoa, eli sen kirkkaus laskee vähän.

Kirkkauden väheneminen on hyvin pientä, joten satelliitin tulee tehdä erittäin tarkkoja havaintoja.

Satelliitti itsessään ei löydä eksoplaneettoja, vaan se tekee vain rutiininomaisesti havaintoja ja lähettää niitä tutkijoille. Tietokoneilla analysoidaan tätä suurta valokäyrämäärää ja lopulta, kun jonkun tähden valovaihteluista löydetään säännönmukaisuutta, otetaan se tarkempaan seurantaan. Jos samaa vaihtelua havaitaan lisää, voidaan lopulta eksoplaneettahavainto vahvistaa.

Valokäyrässä olevasta vaihtelusta voidaan laskea planeetan kiertoaika, määrittää sen massa ja kiertorata sekä arvioida planeetan kokoa. Näiden perusteella voidaan edelleen tehdä johtopäätöksiä siitä, millainen planeetta on kyseessä; onko se pieni ja tiheä kiviplaneetta vai suuri ja kevyt kaasujättiläinen.

TESS-hankkeen tutkijat arvioivat, että he saattavat löytää noin 300 jotakuinkin Maan kokoista eksoplaneettaa sen kahden vuoden aikana, jonka satelliitin toivotaan ainakin tekevän havaintojaan.

Huono puoli TESSin käyttämässä havaintometodissa on se, että sen avulla voidaan löytää vain planeettoja, joiden ratataso tähtensä ympärillä on sellainen, että planeetta kulkee suoraan Maan ja tähden välistä.

TESS on varsin pieni: sen massa on laukaisun aikaan 350 kg ja koko 3,7 × 1,2 × 1,5 metriä. Samoin sen havaintolaitteena oleva neljän kameran paketti on varustettu laajakulmaisilla (24°) linssillä, joiden aukko on kooltaan vain 10 cm. Niinpä TESS ei voi tehdä eksoplaneetoista tarkkoja havaintoja, vaan siihen tarvitaan suurempia teleskooppeja.

Tähän mennessä tehokkain eksojen etsijä on ollut Nasan Kepler-avaruusteleskooppi, joka on monessa mielessä erilainen kuin TESS.

Ensinnäkin Kepler on suurempi, sillä sen massa oli yli tonnin ja sen havaintolaitteena oli tehokas, 1,4 metriä halkaisijaltaan olevalla peilillä varustettu teleskooppi. Se pystyi havaitsemaan siis paljon himmeämpiä tähtiä kuin TESS.

TESSin etuna on kuitenkin se, että se tulee katsomaan koko taivasta; Kepler teki tarkkoja katsauksia eri puolille ja koetti löytää mahdollisimman paljon eksoplaneettoja, mutta TESS katsoo kaikkialle ja koettaa löytää vain kiinnostavia tapauksia lähimpien tähtien ympäriltä.

Menee omituiselle radalle

TESS laukaistaan avaruuteen SpaceX:n Falcon 9 -kantoraketilla Floridasta, Cape Canaveralista. Laukaisuaika on ensi yönä* klo 1.51 Suomen aikaa ja koska satelliitti laukaistaan varsin mielenkiintoiselle kiertoradalle Maan ympärillä, pitää laukaisun tapahtua vain 30 sekuntia kestävän laukaisuikkunan aikana.

Tällä hetkellä (keskiviikkona 18.4. iltapäivällä) laukaisuun sopivan sään todennäköisyys on yli 90 %.

Päämääränä TESSillä on erittäin soikea kiertorata Maan ympärillä. Kaukaisimmillaan se on noin Kuun etäisyydellä meistä, mikä tarkoittaa sitä, että satelliitti joutuu tanssimaan Maan ja Kuun painovoimakenttien tahdissa. Tästä on se hyvä puoli, että Maa ja Kuu pitävät rataa luontaisesti hyvin stabiilina.

Yksi kierros radalla kestää 13,7 vuorokautta.

Lento tällaiselle radalle vaatii varsin paljon energiaa, ja siksi pieni satelliitti laukaistaan matkaan "liian" suurella kantoraketilla – TESS näytti hyvin pieneltä laitteelta Falcon 9:n suuren nokkakartion sisällä.

Seuraava siirto tulee Euroopasta

Euroopan avaruusjärjestö hyväksyi maaliskuussa erääksi seuraavista suurista avaruustiedehankkeistaan Ariel-nimisen eksoplaneettateleskoopin. Siitä on tulossa seuraava todella tehokas avaruuteen lähetettävä eksojen tutkija.

Sitä tosin saadaan odottaa vielä jonkin aikaa, sillä tämä noin 1300-kiloinen laite lähetetään matkaan vuonna 2028.

Nimi Ariel tulee sanoista Atmospheric Remote‐sensing Infrared Exoplanet Large‐survey mission, eli se ei tule enää vain etsimään eksoplaneettoja, vaan tutkimaan tuhansia erilaisia eksoplaneettoja ja kartoittamaan niiden hyvin paljon toisistaan poikkeavia ominaisuuksia.

Erityisesti Ariel kiinnittää huomiota lämpimien ja kuumien, hieman maapalloa suurempien sekä jättiläisplaneettojen kokoisten eksoplaneettojen kaasukehiin. Tavoitteena on havaita yksinkertaisesti mahdollisimman paljon erilaisia kaasukehiä ja päästä tutkimaan niiden yleisiä ominaisuuksia. Nythän tunnemme kunnolla maapallon ilmakehän lisäksi vain muutamia omassa aurinkokunnassamme olevia kaasukehiä.

Ariel pystyy havaitsemaan kaasukehistä mm. vesihöyryä, hiilidioksidia ja metaania. Toivon mukaan näiden määrien vaihteluita voidaan seurata pitkän aikaa, jolloin voisimme saada selville mm. eksoplaneettojen muuttumista vuodenaikojen mukaan.

Ariel laukaistaan Ariane 6 -kantoraketilla toivon mukaan vuoden 2028 puolivälissä ja sen lento kestää ainakin neljä vuotta. Satelliitti viedään Maan "varjopuolelle" 1,5 miljoonan kilometrin päähän maapallosta niin sanottuun Lagragnen pisteeseen 2.

*

Huom! Juttua on päivitetty keskiviikkona 18.4. Laukaisu maantain ja tiistain välisenä yönä jouduttiin siirtämään keskiviikon ja torstain väliseksi yöksi, ja tätä koskevat kohdat jutusta on muutettu.

Katso Nasan huima video: Jupiterin pohjoisnavan kolmiulotteinen olemus infrapunavalossa

Nasa Juno-luotaimen tutkijaryhmä on julkaissut tämän upean videon, missä näkyy Jupiterin pohjoisnapa infrapunaisen säteilyn alueella kolmiulotteiseksi renderoituna. Video esiteltiin tänään Itävallassa meneillään olevassa Euroopan geotieteellisen unionin yleiskokouksessa.

Jari Mäkinen

12.04.2018

Jupiter on kaasujättiläinen, eli sillä ei ole kiinteää, näkyvää pintaa, vaan voimme havaita ainoastaan sen pilvikerroksen yläosia.

Planeettaa parhaillaan kiertävä Juno-luotain on kuvannut Jupiterin pilvikerroksia eri laittein jo pian kahden vuoden ajan. Luotain ei ole päässyt alun perin tarkoitetulle radalleen, mutta se on pystynyt saamaan upeita tuloksia myös nykyisellä radallaan, jolla se tulee säännöllisin väliajoin hyvin lähelle Jupiteria.

Eräs luotaimessa olevista tutkimuslaitteista on JIRAM, eli Jovian InfraRed Auroral Mapper, eli Jupiteria infrapunasäteilyn alueella kartoittava laite, jonka tärkein kohde on nimen mukaisesti Jupiterissakin olevat revontulet, mutta se luonnollisesti havaitsee muutakin. Kuten esimerkiksi pilvien yläosia – yöllä ja päivällä, ja hieman pilvipinnan sisälle tunkeutuen.

Infrapuna "näkee" jopa noin 70 kilometriä näkyvää valoa syvemmälle pilvikerroksen sisälle.

Kameran ottamat yksittäiset kuvat on koostettu tässä kolmiulotteiseksi videoksi, missä näkyy erinomaisesti (hieman korkeussuunnassa liioiteltuina) Jupiterin pohjoisen napa-alueen ilmiöitä.

Napa-alueella on voimakas keskuspyörre, jonka ympärillä on kahdeksan pienempää matalapainetta, joiden halkaisijat ovat lähes 5000 km (tarkalleen ottaen 4000 – 4600 km). Tuulet puhaltavat näissä pyörteissä jopa 350 kilometrin tuntinopeudella.

Kun aikaisemmissa havainnoissa on voitu nähdä vain jotain aktiviteettia napa-alueilla, on Juno lentänyt parhaimmillaan vain noin 3500 kilometrin etäisyydeltä napojen päältä ja voinut havaita niitä erittäin tarkasti.

Tietojen perusteella on saatu ensimmäistä kertaa myös tarkkaa tietoa Jupiterin itsensä pyörähdysajasta; pilvien pyöriminen nähdään hyvin, mutta nyt saatujen havaintojen avulla voidaan sanoa, että sen eri osat – tummat ja vaaleat raidat – liikkuvat eri nopeuksilla aina noin 3000 kilometrin syvyyteen saakka.

Koska Jupiterilla ei ole kiinteää pintaa, vaan sen kaasu vain tiivistyy ja tiivistyy tiheämmäksi alemmaksi mentäessä, sen kaasukehä vain muuttuu vähä vähältä nesteeksi ja lopulta kiinteäksi.

Tuo raja noin 3000 km syvyydessä pilvien yläosien alapuolella on merkittävä siitä syystä, että siellä vety muuttuu sellaiseksi, että Jupiterin voimakkaan magneettikentän vuoksi se lukittuu kiertämään planeettaa samalla nopeudella.

Vaikka Jupiterilla ei ole kiinteää pintaa, voidaan tuota rajaa pitää ikään kuin sen pintana. Näin ollen Jupiterin teoreettinen halkaisija on 142 900 kilometriä, eli hieman enemmän kuin aiemmin arvioitiin.

Tämä tarkoittaa siis myös sitä, että tällä noin kolme kertaa Suomen mittaisella kaistaleella "pinnan" päällä Jupiterin kaasukehässä on sääilmiöitä.

Havaintojen avulla voidaan myös nyt ensimmäistä kertaa alkaa päätellä jotain konkreettista Jupiterin sisäisestä koostumuksesta sekä sen niin sanotusta dynamosta, ytimestä, joka synnyttää ja pitää yllä sen voimakkaan magneettikentän.

Jo nyt Junon mittaukset ovat paljastaneet magneettikentässä odottamattomia vaihteluita.

*

Linkki Nasan juttuun: www.missionjuno.swri.edu/news/juno-provides-infared-tour-of-north-pole

Suosituimmat tänään

Tuhat satelliittia pään päällä

Yleinen suhteellisuusteoria hyvin lyhyesti ja yksinkertaisesti

Kuulentojen epäilijöille nieltävää: kaikki Apollo-laskeutumispaikat kuvattu

La Silla – Euroopan eteläisen observatorion ensimmäinen havaintopaikka Chilessä

Auringonpimennysmatka Egyptiin 2027

Video: Tällainen on yliäänikone, joka ei aiheuta yliäänipamausta

Yliäänikone Condordelle on pohdittu moneen kertaan jo seuraajaa, mutta edessä on ollut aina kaksi ongelmaa: koneen saaminen tarpeeksi taloudelliseksi ja yliäänilentämisen haittana oleva voimakas yliäänipamaus – mitä iloa on yliäänilentokoneesta, jos sillä ei saisi ylittää äänivallia muualla kuin kaukaisilla alueilla?

Jari Mäkinen

05.04.2018

Moni unohtaa lyhenteen NASA koko merkityksen: kyseessä ei ole vain Yhdysvaltain avaruushallinto, vaan sen toimialana on myös ilmailu. Siksi Nasan nimi tuleekin sanoista National Aeronautics and Space Administration, siis Kansallinen aeronautiikka- ja avaruushallinto.

Osana tätä aeronautiikan, lentämiseen liittyvää tutkimusta on jo jonkin aikaa ollut koekone, jonka avulla voitaisiin testata uudenlaisia tekniikoita, joilla yliäänipamausta voitaisiin joko vähentää olennaisesti tai jopa päästä sellaisesta kokonaan eroon.

Toissa päivänä Nasa solmi sopimuksen Lockheed-Martin -yhtiön kanssa tällaisen koekoneen tekemisestä.

Virallisesti koneen nimi on LBFD, eli Low-Boom Flight Demonstrator. Koneen on tarkoitus nousta ilmaan vuonna 2022.

Siitä tulee 29 metriä pitkä ja sen rungon koko on sisätiloiltaan samaa luokkaa kuin pienissä liikesuihkukoneissa. Kone pystyy lentämään 1,4-kertaisella äänen nopeudella ja nousemaan 17 kilometrin korkeuteen.

Sen tärkein tehtävä tulee olemaan yliäänipamausten tekeminen ja niiden vaikutusten seuraaminen. Laskelmien mukaan uudella tavalla muotoillut siivet ja rungon muoto auttavat yliäänipamauksen vaimentamisessa olennaisesti; tuloksena olisi mahdollisesti jopa vain autotallin oven kiinni paiskaamisen kaltainen yliäänipamaus. Jos näin on, niin moottorien äänikin on voimakkaampi.

Koneella tullaankin tekemään lentoja asutuilla alueilla ja kyselemään ihmisiltä alhaalla mitä he kuulivat yliäänipamauksen aikaan. Luonnollisesti kuulohavaintojen lisäksi pamauksia mitataan monilla eri tavoin.

Tällä koneella ei lennätetä koskaan maksavia matkustajia, mutta tekniikkaa voidaan myöhemmin käyttää sellaisen koneen tekemiseen.

Kaupalliset yrittäjät saattavat ennättää (tässäkin) ensin

Samaan aikaan kun Nasa on vasta tehnyt sopimuksen koekoneen tekemisestä, on ainakin kaksi yritystä jo rakentamassa omia uudenlaisia yliäänikoneitaan.

Ne tulevat tuottamaan yliäänipamauksia, jotka ovat varmasti kovempia kuin uudella koekoneella, mutta silti vaimeampia kuin aikanaan esimerkiksi Concordella. Tämä tarkoittaa sitä, että koneilla saa lentää todennäköisesti yliäänivauhtia vain merten päällä – mutta esimerkiksi Atlantin yli lennettäessä tästä ei ole olennaista haittaa.

Virgin Galacticin kanssa liittoutunut Boom Technology (heidän koneensa on yllä olevassa kuvassa vasemmalla) suunnittelee lentävänsä omalla koneellaan ensimmäistä kertaa vuonna 2020 ja Spike Aerospace (kone oikealla) tähtää jo tämän vuoden loppuun.

Suosituimmat tänään

Tuhat satelliittia pään päällä

Yleinen suhteellisuusteoria hyvin lyhyesti ja yksinkertaisesti

Kuulentojen epäilijöille nieltävää: kaikki Apollo-laskeutumispaikat kuvattu

La Silla – Euroopan eteläisen observatorion ensimmäinen havaintopaikka Chilessä

Auringonpimennysmatka Egyptiin 2027

Jari Mäkinen

Kuten kerroimme jo pari kuukautta sitten, on Hubble-avaruusteleskoopin seuraaja James Webb -avaruusteleskooppi vaikeuksissa. Tai siis muuta ongelmaa ei enää ole, kuin että sen saaminen laukaisukuntoon vie pelättyäkin enemmän aikaa. Kuten epäviralliset tiedot jo vihjasivat, on nyt tavoitteena kevät 2020.

1960-luvulla avaruuajan alussa Nasaa johtaneen James Webbin mukaan nimetty uusi avaruusteleskooppi on upea laite.

Ja kuten aika usein upeat avaruuslaitteet ovat, on JWST myös monimutkainen ja kallis. Tähän mennessä se on kallein Nasan hanke, kun mukaan ei lasketa Kansainvälistä avaruusasemaa. Vaikka mukana kustannuksia jakamassa ovat Euroopan avaruusjärjestö ja Kanada, on pelkästään amerikkalaisille veronmaksajille tulevassa hintalapussa nyt yli kahdeksan miljardia dollaria.

Ei ihme, että ennen kaikkea Yhdysvaltain hallituksen tilitarkastajat ovat seuranneet menoa viime aikoina tarkasti.

Kun JWST oli lähellä tulla peruutetuksi vuonna 2011 (jo sitä ennen olleiden viivytysten ja budjettiylitysten vuoksi), asetettiin tuolloin hankkeelle tämä kahdeksan miljardin dollarin katto. Tuskin kukaan ehdottaa teleskoopin jättämistä Maahan tämän kaiken jälkeen pienen ylityksen vuoksi, mutta nipotusta on tiedossa.

Viime aikoina lopullinen, varsinainen avaruuteen laukaistava teleskooppi on käynyt läpi tiukkoja testejä ensin Nasan Goddardin avaruuslentokeskuksessa, sitten Houstonissa Johnsonin avaruuskeskuksessa ja lopulta Kaliforniassa Northrop Grumman -yhtiön puhdastiloissa, missä teleskooppiosaan sitä odotti myös erikseen testattu avaruusalusosa – se, mikä pitää optiikasta ja havaintolaitteista koostuvan teleskoopin suunnassa ja toiminnassa avaruudessa.

Testit ovat menneet muuten hyvin, paitsi että niiden aikana on löydetty vikoja, joiden korjaamiseen on mennyt hieman enemmän aikaa kuin toivottiin. On normaalia, että tämän kokoisesta laitteesta löytyy pieniä vikoja; voisi jopa sanoa, että ellei mitään löytyisi, kannattaisi olla huolissaan.

JWST:n tapauksessa kuitenkin vikojen korjaaminen on vaatinut suurien osien purkamista ja uudelleen kasaamista, sekä jälleen kerran testaamista.

Erityisen paljon aikaa on mennyt aurinkosuojan kanssa. Se on viidestä kerroksesta koostuva varjo, joka ponnahtaa auki täyteen kokoonsa vasta avaruudessa. Se on avattu täyteen mittaansa, aivan kuten tapahtuu avaruudessa, mutta sen saaminen takaisin tarkasti laskostettuun pakettiin on vienyt kuukausikaupalla ylimääräistä aikaa.

Lisäksi varjoon on tehty pieniä korjauksia ja siksi se on avattu – ja pakattu ylimääräisen kerran.

Uuden avaruusteleskoopin aurinkosuoja on jotakuinkin tenniskentän kokoinen.

Jo tätä ennen testaaminen oli noin neljä kuukautta myöhässä, ja siksi laukaisua avaruuteen oli lykätty vuoteen 2019. Sitä ennen laukaisua suunniteltiin jo tämän vuoden lokakuulle, mutta nyt tavoitteena on virallisesti "aikaisintaan" toukokuu 2020.

Seuraavaksi osat liitetään toisiinsa, ja sen kuluessa varmasti tulee eteen vielä hankaluuksia. Niinpä Nasa päätti antaa hankkeelle lisäaikaa, jotta työtä ei tarvitse tehdä liian nopeasti; on parempi viivyttää jo viipynyttä teleskooppia vielä vähän sen sijaan että riskeerattaisiin sen toiminta liialla kiireellä.

JWST on nykyiseen Hubbleen verrattuna paljon parempi ja suurempi. Sen mosaiikkimainen peili on halkaisijaltaan yli kolme kertaa leveämpi kuin Hubblen yhdestä osasta koostuva, avaruussukkulan rahtiruuman koon mukaan tehty peili. Uusi teleskooppi on myös viritetty havaitsemaan paremmin näkyvän valon lisäksi infrapunasäteilyä – sitä kun maanpäälliset kaukoputket näkevät heikonlaisesti ilmakehän vuoksi.

Siinä missä Hubble kiertää Maata ja suunniteltiin sellaiseksi, että astronautit voivat sitä huoltaa avaruussukkulan avulla, viedään JWST noin 1,5 miljoonan kilometrin päähän maapallosta ns. Lagrangen pisteeseen. Siellä se pystyy tekemään paremmin havaintoja, mutta sen huoltaminen laukaisun jälkeen on hyvin hankalaa. Siksi JWST on tehty sellaiseksi, ettei siihen täydy kajota enää laukaisun jälkeen.

JWST laukaistaan avaruuteen eurooppalaisella Ariane 5 -kantoraketilla, jonka suuri rahtikuorma oli suunnittelun alkaessa levein ja tilavin käytössä olleista kantoraketeista. Mikäli hanke viivästyy tästä vielä edelleen, on mahdollista, että raketti täytyy vaihtaa toiseen. Ariane 5 korvataan nimittäin noihin aikoihin uudella Ariane 6:lla, joka ei ole yhtä voimakas.

Voi olla, että SpaceX on jo postittamassa Falcon Heavyn esitteitä Nasalle – sen käyttäminen kun saattaisi auttaa budjettipuolella, koska sen käyttäminen on nähtävästi paljon edullisempaa kuin nykyisten isojen kantorakettien.

Piirros JWST:stä avaruudessa.

Lennokas kuva Bennun pommittamisesta ydinaseella. Kuva: Nasa

Jarmo Korteniemi

Ensin oli astronautin muuttunut DNA ja nyt asteroidi Bennu: lennokkaat tiedotteet ja niistä tehdyt vieläkin skandaalikäryisemmät jutut ovat viime aikoina levinneet kulovalkean tapaan netissä ja jopa suomalaismedioissa. Tässä hieman oikeaa tietoa Bennusta ja sen törmäysvaarasta.

Maailmalla on viime päivinä levinnyt uutinen, jonka mukaan Nasa yrittää keksiä keinoja suuren Bennu-asteroidin törmäyksen estämiseksi. Suomessa kauhuskenaariota ovat levittäneet mm. Tiede ja Iltalehti sekä Tekniikan Maailma.

Uutisen mukaan Bennu saattaisi törmätä Maahan vuonna 2135 todennäköisyydellä 1:2700 (eli 0,000 37). Nämä 118 vuoden päähän projisoidut kauhuskenaariot ovat kuitenkin virheellisiä.

Todellisuudessa Bennu viilettää tuolloin täysin turvallisesti Maan ohi, joskin erittäin läheltä. Virhetieto perustuu hieman lennokkaaseen tiedottamiseen ja Acta Astronautica -lehdessä julkaistun tutkimuksen väärinymmärrykseen.

Virhetulkinnan alkuperä on epäselvä, mutta se löytyy jo ainakin yhden tutkimukseen osallistuneen instituutin omasta uutisesta.

Se on hyvä muistutus siitä mitä faktantarkistus tarkoittaa. Mutta kun mehukkaan jutun sisältävä sensaatiopallo lähtee pyörimään, sen kasvua on vaikea estää.

Törmäysuhka vuonna 2135 on tarkoituksella tekaistu ja teoreettinen.

Tutkimuksen lähtökohtana oli radan pieni tuunaus, jolla asteroidi saatiin törmäämään paperilla. Realistinen skenaario ei paljoa poikkea todellisista luvuista. Itse tutkimuksen pihvi on sitten siinä, kuinka tuo leikkitörmäys voitaisiin estää.

Uutisoitu 1:2700 todennäköisyyskin on väärin ymmärretty. Se kun ei tarkoita vain yhden vaan kaikkien mahdollisten törmäysskenaarioiden yhteenlaskettua todennäköisyyttä.

Törmäysuhka on todellinen – mutta paljon myöhemmin ja epätodennäköisemmin

Bennu ohittaa Maan vuosittain 24.-25. päivä syyskuuta. Joku näistä kerroista kuitenkin todella saattaa jäädä sen viimeiseksi. Eeeeerittäin pienellä todennäköisyydellä.

Asteroidin rataa on laskettu tarkasti eteenpäin vuoteen 2200 asti. Ajanjakson viimeisinä vuosina saattaa jo osua, kertoo Nasan Sentry-sivusto.

Aikaisin mallinnettu törmäysmahdollisuus on vasta 2175, todennäköisyydellä 1:25 000 (eli 10 % aiemmin uutisoidusta). Jos se ei osu tuolloin, myöhemminkin on mahdollista, mutta vieläkin epätodennäköisemmin. Esimerkiksi vuoden 2199 mäjähdyksen mahdollisuudet ovat jo 1:10 mrd.

Epävarmuus tulee lähinnä Bennun rakenteesta, jota ei tietystikään tunneta aivan tarkasti. Siksi sen liikkeidenkin tarkkuus huononee mitä kauemmas tulevaisuuteen mennään.

Jos Bennu joskus todella törmäisi, vapautunut energia vastaisi noin 1150 megatonnia TNT:tä. Se olisi lähes puolitoista kertaa voimakkaampi kuin historian suurin tunnettu räjähdys, Tamboran tulivuorenpurkaus.

Suurin koskaan räjäytetty ydinpommi (Tzar bomba, n. 50 MT) olisi siihen verrattuna pieni pöhäys.

Bennun törmäyksessä syntyisi yli nelikilometrinen ja vajaat puoli kilometriä syvä monttu. Hieman pienempi mutta paljon syvempi kuin Vaasan kupeessa sijaitseva Söderfjärden.

Nasan tekemässä grafiikassa Bennu näyttää dramaattisen suurelta, vaikka se on tavallinen asteroidi. Kosmisesti ihmisen tekemät rakennelmat ovat aika pieniä.

Bennu ei ole varsinaisesti millään tavalla erikoinen kappale, vaan vain yksi tuhansista Maan radan läheltä viilettävistä ja mahdollisesti vaarallisista asteroideista. Bennu kuitenkin kiinnostaa, sillä avaruusluotain OSIRIS-REx saapuu sen luo tämän vuoden elokuussa. Laitteen on tarkoitus ensin kartoittaa asteroidin pinta tarkkaan ja lopuksi lähettää siitä pölynäyte takaisin Maahan.

Bennun (oikealta nimeltään 101955 Bennu) oletetaan olevan hiilikondriittinen kappale Aurinkokunnan alkuajoilta. Sen läpimitta on 472-512 metriä ja massa 70-88 miljoonaa tonnia. Tutkamittausten perusteella se on jotakuinkin pyöreähkö kasa kivimurskaletta.

Nasa ja monet muut ovat tehneet jo pitkään erilaisia tutkimuksia mahdollisista tavoista torjua asteroidien ja komeettojen mahdollisia törmäyksiä maapalloon, ja esimerkiksi Bennun tutkiminen tulee edelleen auttamaan tässä.

Lue lisää: Barbee ja kumpp. (2018) (maksumuurin takana)

Jari Mäkinen

Samaan aikaan kun Yhdysvaltain kansallinen ilmailu- ja avaruushallinto koettaa kerätä voimiaan uusiin kuulentoihin, on sen hallinto yhä suuremmissa vaikeuksissa. Nasan väliaikainen johtaja Robert Lightfoot on saanut kyllikseen ja siirtyy eläkkeelle huhtikuun loputtua.

Nasan edellinen administraattori Charles Bolden erosi tehtävästään presidentti Trumpin astuttua valtaan aivan kuten yleensä presidenttien vaihtuessa on tapahtunut.

Usein uuden presidentin tultua on häneltä mennyt vähän aikaa Nasan johtajan nimittämiseen, mutta koskaan siihen ei ole mennyt näin kauaa: kun Lightfoot lopettaa pestinsä 30. huhtikuuta, tulee hän olleeksi väliaikaisena johtajana 406 vuorokautta, eli reippaasti yli vuoden.

New York Timesin mukaan Lightfoot lähetti viime maanantaina henkilökunnalleen pitkän sähköpostin, missä hän kertoi päätöksestään.

Sähköpostissa Lightfoot kertoo lähtevänsä raskain sydämin, mutta ei kerro suoraan syytä lähtöönsä. Sitä ei kuitenkaan ole vaikea arvata: samaan aikaan kun presidentti haluaisi Nasan tekevän yhtä ja toista komeaa, on sen rahoitusta nipistetty, tutkimusohjelmiin puututtu ja Trumpin hallinnon osoittaman uuden johtajan Jim Bridenstinen nimitys on jäänyt jumiin senaattiin. Kaikki demokraatit vastustavat hänen valintaansa, koska häntä pidettään epäpätevänä tehtävään.

Bridenstine on esimerkiksi kyseenalaistanut ilmastonmuutoksen ja jopa monet republikaanit, kuten Floridan senaattori Marco Rubio epäilee hänen kykyään toimia Nasan johtajana.

Lightfootin lähtö on isku myös Yhdysvaltain avaruuspolitiikkaa linjaavalle Avaruusneuvostolle, jonka pitäisi luotsata Nasaa Kuuhun ja kaupallistaa avaruusasema vuonna 2025.

Koska varajohtajankin paikka on edelleen täyttämättä, ottaa toukokuussa Nasan hoitoonsa virka-asteikon kolmas, avaruustekniikasta vastannut apulaisjohtaja Steve Jurczyk. Myös monta muuta avainpaikkaa Nasassa on täyttämättä.

Johtajatason ongelmista huolimatta lähiaikojen toimet menevät Nasassa suunnitelmien mukaan, joten esimerkiksi seuraava Mars-laskeutuja InSight ei välitä pääkonttorin kuohuista.

Robert Lightfoot has announced that he will retire on April 30. He has been Acting Administrator since January 2017. pic.twitter.com/DaN7wQIfWw

— Marcia Smith (@SpcPlcyOnline) March 12, 2018

Jari Mäkinen

Hubble-avaruusteleskoopin seuraaja, James Webb Space Telescope, eli JWST, näyttää olevan yksi ikuisuushankkeista. Sen piti päästä taivaalle vuonna 2010, mutta nyt alkaa näyttää siltä, että tämänhetkinen tavoite 2019 voi olla aika optimistinen arvio.

Nasa on julkaissut viime aikoina usein otsikkokuvanammekin olevan kuvan kaltaisia otoksia teleskoopista testattavana, mutta kuvateksteissä ei ole puhuttu paljoakaan vielä edessä olevista ongelmista ja testaamisen aikana tulleista uusista hankaluuksista.

JWST on kerrassaan upea tähtitieteellinen havaintolaite. Samalla se on hyvin monimutkainen ja lähes kaikki, mitä sitä varten on tehty, on ainutlaatuista ja parempaa, suurempaa tai hankalampaa kuin aikaisemmin. Siksi ei ole mikään ihme, että sen tekeminen on kestänyt paljon suunniteltua pitempään – eivätkä Yhdysvaltain avaruuspolitiikassa tapahtuneet heilahdukset ole yhtään auttaneet asiaa.

Tuorein takaisku Space News -avaruusuutissivuston mukaan tulee myös Yhdysvaltain hallintokoneiston suunnalta, mutta kyseessä on lähinnä tilannekartoitus: tilintarkastajien eilen luovuttaman raportin mukaan todennäköisyys sille, että hanke viivästyy, on erittäin suuri.

Avaruusteleskoopin testaaminen on sujunut hyvin ja työt testaamisen aikana ilmenneiden pienten ongelmien kanssa etenevät. On normaalia, että testaamisen aikana löytyy korjattavaa; itse asiassa olisi huolestuttavaa, jos mitään ei löytyisi.

Erityisesti teleskoopin avaruudessa avautuvat suuret rakenteet ovat olleet hankaluuksissa. Raportti nostaa esiin purjeen tapaan levittäytyvän suuren aurinkosuojan, jonka varjossa teleskoopin on määrä toimia.

Aurinkosuoja koostuu viidestä päällekkäisestä Kaptonista tehdystä tenniskentän kokoisesta kerroksesta. Sen avaaminen testeissä sujui oikein hyvin, eikä sen suhteen näytä olevan huolia avaruudessakaan, mutta varjon saaminen takaisin pakattuun muotoon vie paljon enemmän aikaa kuin kaavailtiin.

Avatusta varjosta löydettiin myös valmistusvirheitä, jotka pitää korjata. Samoin systeemiä, joka kiristää kerrokset tiukoiksi, pitää hieman muuttaa.

Lisäksi avaamista varten piti teleskoopista poistaa muutamia osia, jotka pitää nyt kiinnittää uudelleen.

Kun laukaisuajankohtaa siirrettiin viimeksi lokakuusta 2018 kesään 2019, jätettiin aikatauluun neljä kuukautta varaa viivästyksiin. Aurinkosuojan kanssa tarvitaan todennäköisesti ainakin kolme kuukautta lisäaikaa, eikä lisäajan tarve lopu tähän.

Ongelmana on myös se, että lisätöistä tulee koko ajan lisää kustannuksia, ja on mahdollista, että viimeisin kustannuskatto tulee vastaan. JWST:n hintalapuksi on sovittu kahdeksan miljardia dollaria, eikä nykytaloustilanteessa sitä voida varmasti kasvattaa.

Nasa ei ole vielä kommentoinut tilannetta muuten kuin toteamalla, että aikataulu on haasteellinen.

Näillä näkymin hankkeen aikataulussa pysymisestä pitää tehdä uusi ajantasainen arvio – ja se osaltaan saattaa myös lisätä paineita laukaisun lykkäämiseen vuoden 2019 lopulle, tai jopa vuoden 2020 puolelle.

JWST laukaistaan avaruuteen eurooppalaisella Ariane 5 -kantoraketilla. Sen suhteen onneksi ei ole tiedossa ongelmia.

Jari Mäkinen

Konserttiflyygelin kokoinen luotain New Horizons lensi pari vuotta sitten Pluton ohi ja lähetti sieltä huikeita kuvia. Nyt sillä on edessään vielä hieman yli vuosi matkantekoa ennen sen seuraavaa kohdetta, reitin varrelle sopivasti sattunutta asteroidia nimeltä 2014 MU69. Kohde on yllättäen paljastunut odotettua jännemmäksi.

Amerikan geofysiikan unioni piti viime viikolla vuosikokoustaan ja perinteiseen tapaan päivillä kerrottiin monista uusista, jännistä löydöistä.

Yksi näistä oli se, että 2014 MU69:lta on löytynyt pieni kuu.

MU69 on parikymmentä kilometriä halkaisijaltaan oleva kappale, joka kiertää Aurinkoa 44 kertaa Maata kauempana. Sen etäisyys on siis noin 6,5 miljardia kilometriä.

Se on eräs aurinkokunnan ulko-osissa olevista varsin vähän tunnetuista kiertolaisista, jotka ovat todennäköisesti rippeitä Aurinkokunnan syntyajoilta. Sen tutkiminen New Horizons -luotaimella tulee olemaan todella kiinnostavaa, sillä voi olla, että MU69 yllättää samaan tapaan kuin Pluto.

Ennen uudenvuodenpäivänä 2019 tapahtuvaa ohitusta on MU69 luonnollisesti monien maanpäällisten teleskooppien kohteena, jotta ohilento voidaan suunnitella mahdollisimman hyvin.

Esimerkiksi viime kesänä sitä havaittiin hyvin tiiviisti, koska se kulki kaksi kertaa täsmälleen tähtien edestä. Tutkimalla tarkasti tähden valossa tapahtuvia muutoksia voitiin päätellä monia asioita MU69:n muodosta, koosta ja sen kiertoradasta.

Ensimmäisellä kerralla havainnot antoivat ymmärtää, että kappale voisikin olla komeetta Churyumov-Gerasimenkon tyyliin maapähkinämäinen kahdesta yhteenliittyneestä osasta muodostunut möhkäle. Jos näin on, niin MU69:n pituus olisi 15-20 kilometriä ja leveys kymmenkunta kilometriä. Jos se onkin jokseenkin pyöreä "perinteinen" asteroidi, niin sen halkaisija olisi noin 30 km.

Toisen tähdenpeiton, niin sanotun okkultaation, tuloksena oli epäilys MU69:n vieressä olevasta kuusta. Tyynen valtameren päällä lentäneen, Boeing 747:stä tehdyn lentävän observatorion SOFIAn havainnoissa oli selvä pieni merkki kuusta, ja kun mukaan otettiin Euroopan avaruusjärjestön Gaia-teleskoopin tekemät tarkat paikkamittaukset, oli havainto vieläkin todennäköisempi.

Jo epäilys kuusta on erittäin hyödyllinen sen vuoksi, että luotaimen tarkka lentorata MU69:n luona voidaan nyt suunnitella sellaiseksi, että kuustakin saadaan havaintoja – ja myös siten, että New Horizons ei tule törmäämään kuuhun ohilentonsa aikana.

Ohilento tapahtuu siis tammikuun ensimmäisenä päivänä vuonna 2019, siis noin vuoden ja kahden viikon päästä.

MU69 löydettiin vuonna 2014, eikä siitä ole sen koommin paljon tarkempia kuvia saatu. Kappaletta havaitaan nyt usein ennen noin vuoden päästä tapahtuvaa ohilentoa. Kuva yllä on otettu Hubblen avaruusteleskoopilla. Otsikkokuva on puolestaan taiteilijan näkemys ohilennosta.

Trump haluaa Kuuhun

Yhdysvaltain presidentti on nimittämässä Nasan johtajaksi tiedeskeptikkoa, mutta haluaa Nasan lähtevän nyt takaisin Kuuhun. Onko Space Policy Directive-1 -nimellä kulkeva asiakirja uusi lähtölaukaus kuulennoille, hajoita ja hallitse -temppu Nasassa vai pelkkää bluffia?

Muistatteko syyskuun 2005? Silloin Valkoisessa talossa istui George W. Bush ja Nasan johtajana oli Michael Griffin. Tuolloin takana oli avaruussukkula Columbian onnettomuus ja Nasa päätti siirtää sukkulat eläkkeelle heti kun Kansainvälinen avaruusasema oli saatu valmiiksi.

Sukkuloiden seuraajaksi Griffin esitteli suureellisen suunnitelman, Constellationin, joka veisi Yhdysvallat takaisin Kuun kamaralle. Suunnitelma oli "Apollo steroidella", eli ulkoisesti kuin ammoinen kuuohjelma, mutta siten, että alukset olisivat isompia ja parempia, raketit käyttäisivät avaruussukkuloista perittyä tekniikkaa ja miehistön koko lennoilla voisi olla suurempi kuin Apollo-lennoilla.

Periaatteessa suunnitelma oli hyvä, paitsi että suunnitelma oli mielikuvitukseton, eikä sille annettu koskaan riittävästi rahaa toteuttamista varten. Nyt viimein valmistuva Orion-alus on tuolloin hahmotellun aluksen viivästynyt ja kovasti vaatimaton versio; tulossa oleva superraketti on sekin nysverö suunnitelmiin verrattuna.

Kuuhunlaskeutumisalus on unohdettu kokonaan ja Nasa valmistautuu nyt vain lennättämään astronautteja turvallisesti Kuun ympäri vuonna 2019 (tai todennäköisesti vasta joskus 2020-luvun alussa).