TRAPPIST-teleskooppi.

Belgialaisoluthenkisesti nimetty TRAPPIST on kahdesta 60 cm:n robottiteleskoopista koostuva havaintosysteemi, joka mittaa valittuja tähtiä taivaalla automaattisesti. Teleskoopit sijaitsevat Chilessä Euroopan eteläisen observatorion La Sillan observatorioalueella ja Oukaïmdenin observatoriossa Marokossa. 

Nämä ovat havainneet aikaisemmin muun muassa kolme maapallon kokoista planeettaa viileän, vain hieman Jupiteria suuremman punaisen kääpiötähden ympärillä. Koska tähti ei ole kuvin kuuma, ja planeetat kiertävät varsin lähellä tähteään, ovat ne todennäköisesti alueella, missä niiden pinnalla oleva vesi voisi olla nestemäisessä muodossa.

Näin ollen periaatteessa planeettojen pinnalla voisi olla elämää – ainakin sellaista, millaisena elämän täällä maapallolla tunnemme.

Havainnot tästä (otsikkokuvassa hahmotellusta) vain noin 40 valovuoden päässä sijaitsevasta, nimeltään kiihottavasti 2MASS J23062928-0502285 olevasta tähdestä planeettoineen julkaistiin Naturessa viime toukokuussa.

Voi hyvinkin olla, että näistä planeetoista on saatu nyt lisätietoja, kun niitä on tutkittu paremmin esimerkiksi Hubblen avaruusteleskoopilla ja Spitzer-infrapunateleskoopilla (mukana tilaisuudessa on näiden edustajat). On tiedossa, että planeettakolmikkoa on tutkittu tarkemmin näillä havaintolaitteilla. 

Toinen mahdollisuus on se, että TRAPPIST-ryhmä Hubblen ja Spitzerin havainnoilla ryyditettynä on löytänyt jotain muuta, vieläkin kiinnostavampaa.

TRAPPIST on ainakin havainnut aktiivisesti kaikkiaan 50 eri tähteä; koska eksoplaneettoja tuntuu olevat runsaasti joka puolella, ei olisi mitenkään ihmeellistä, että niiden joukosta olisi löytynut jotain kiinnostavaa.

Siis: veikkauksemme on, että keskiviikkona puhutaan Maan kokoisista eksoplaneetoista, joiden pinnalla on mahdollisesti nestemäistä vettä. Tai kaasukehässä jotain jännää, kuten ... happea?

Jupiterin etelänapa ja sen ympäristö 2. helmikuuta olleen ohilennon aikana kuvattuna Junocam-kameralla 101 000 kilometrin etäisyydeltä.

Koska luotain on hyvässä kunnossa ja se pystyy tekemään havaintojaan myös ennen sekä jälkeen lähiohitusten, se pystyy luonnollisesti tekemään paljon kiinnostavia tutkimuksia myös nykyradallaan. Havaintoja ei kuitenkaan voida tehdä niin jatkuvasti ja monipuolisesti kuin tutkijat toivoivat.

Hyvä puoli päätöksestä on se, että luotaimella voidaan tehdä enemmän havaintoja Jupiterin lähiavaruudesta, eikä luotain joudu niin suuren säteilykuormituksen kohteeksi kuin se olisi joutunut lähemmällä radallaan.

Tämän ansiosta lentoa voidaan kenties pidentää suunnitellusta noin puolestatoista vuodesta; nykyinen lennon rahoitus jatkuu kesään 2018 saakka, mutta sitä saatetaan nyt jatkaa luotaimen kunnosta riippuen.

Seuraava lähiohitus tapahtuu 27. maaliskuuta.

Tutkijaryhmä on pantannut suurinta osaa aikaisemmilla tutkimusrupeamilla saaduista tiedoista toistaiseksi, mutta lupaa niiden perusteella tehtyjä tutkimuksia lähikuukausina. Jo laajakulmaisen, "epätieteellisen" Junocamin ottamat kuvat ovat olleet varsin huikeita!

Normaalisti kaikki luotaimelle lähetettävät käskysarjat testataan huolellisesti Maassa ennen lähettämistä, mutta toisinaan käskyt toimivat hieman eri tavalla luotaimessa kuin Maan päällä olevissa simulaattoreissa.

Kosmiset säteet voivat myös saada aikaan häiriöitä joko käskyjä toteuttavassa tietokoneessa tai niitä tallentaneessa muistissa.

Välillä myös pitkän matkan aikana radioviestiin tulee virheitä, vaikka tätä pyritään estämään erilaisin koodauskeinoin ja tarkistusmenetelmin.

Toistaiseksi ei ole tiedossa mistä vika johtui, joskin näyttää siltä, ettei se ole huolestuttava.

Luotain on muutamia kertoja aikaisemminkin asettunut varotilaan, muun muassa juuri ennen Pluton ohilentoa, jolloin lennonjohdossa oli varmasti hiukset pystyssä ja rystyset valkoisina.

Vaikka New Horizons lentää parhaillaan "tyhjässä" avaruudessa Pluton radan ulkopuolella 5,7 miljardin kilometrin päässä Maasta, tekee se koko ajan mittauksia mm. magneettikentästä ja varatuista hiukkasista.

Näillä näkymin mittaukset jatkuvat jälleen huomenna, kun luotain on varmasti selvinnyt tästä pienestä hikastaan.

Nyt luotain on etääntymässä jälleen Jupiterista radallaan, jolla se kiertää planeetan kerran hieman yli 53 Maan vuorokaudessa. Rata on hyvin soikea, sillä kauimmillaan Juno on 8,1 miljoonan kilometrin päässä Jupiterista.

Jalkapalloon suhteutettuna Juno käy siitä 13,3 metrin etäisyydellä.

Näin kaukana Jupiterista luotain ei voi tehdä siitä yksityiskohtaisia havaintoja, joten vaikka planeettaa on toki kiinnostavaa kuvata kauempaakin ja sitä ympäröivää avaruutta on jännää tutkia paikan päällä, on rata tieteellisesti varsin epäkiinnostava. 

Luotaimen olikin tarkoitus muuttaa rataansa paremmaksi viime lokakuussa, mutta kuten useissa jutuissamme (linkit alla) olemme kertoneet, se ei onnistunut. 

Ratamuutos on mahdollista tehdä vain silloin, kun luotain on lähellä Jupiteria. Samalla myös tutkijat haluaisivat pitää kaikki tutkimuslaitteet toiminnassa, ja parhaimmassa tapauksessa nämä kummatkin asiat voitaisiin yhdistää.

On kuitenkin todennäköistä, että ratamuutoksen riskien ja ilmenneiden teknisten ongelmien vuoksi lennonjohto ei uskalla tehdä ratamuutosta ja tieteellisiä havaintoja samanaikaisesti, joten edessä on merkittäviä päätöksiä: nykyisellä radallaan luotain tuottaa hyviä havaintoja, mutta harvoin, mutta kiinnostavammalle radalle siirtymisen yrittäminen saattaa koitua luotaimen kohtaloksi. 

Joka tapauksessa seuraavaan perijoveen, radan lähinnä Jupiteria olevaan kohtaan, on vielä aikaa: ohilento tapahtuu 27. maaliskuuta.

Sitä ennen kiinnostavin päivämäärä on 6. helmikuuta, jolloin tutkijatiimi on luvannut julkistaa Junocam-kameralla yleisön pyyntöjen mukaan otetut kuvat. Kuvat tulevat tälle sivulle: www.missionjuno.swri.edu/junocam

Tarkoituksena oli muuttaa rata lokakuussa pyöreämmäksi, jolloin Jupiteria voitaisiin havaita koko ajan. Tällä radalla kiertoaika olisi 14 vuorokautta. Ratamuutos voidaan tehdä vain silloin, kun luotain on radan Jupiteria lähimmässä kohdassa – valitettavasti siis juuri silloin, kun tutkijat haluaisivat käyttää samanaikaisesti kaikkia kameroita ja tutkimuslaitteita.

Ensimmäisen kerran Juno oli lähellä Jupiteria alkuperäisellä radallaan elokuussa, jolloin luotain viiletti planeetan pilviä lähes hipoen ja lähetti Maahan jonkin verran kiinnostavia tietoja. 

Lokakuussa tarkoituksena oli siis muuttaa rataa paremmaksi, mutta ratamuutoksesta päätettiin luopua viime hetkillä ennen ohilentoa, koska rakettimoottoriin polttoainetta johtavien putkien venttiilit eivät käyttäytyneet normaalisti; niiden epänormaali toiminta voisi saattaa koko luotaimen ja sen lennon vaaraan. Niinpä luotaimen annettiin tehdä "vain" ohilento tutkimuslaitteet surraten.

Paitsi että Juno meni varotilaan juuri ennen ohilentoa, ja näin tilaisuus tutkimuksiin jäi kokonaan käyttämättä. Syynä oli nähtävästi tiedonsiirtovirhe yhden tutkimuslaitteen ja luotaimen tietokoneen välillä. Tämä sai luotaimen sen verran sekaisin, että se jäi odottamaan apua Maasta. 

Joulukuussa ratamuutosta ei haluttu edes yrittääkään, koska venttiiliviasta ei ollut vielä selvyyttä. Sen sijaan luotain käytti yhtä lukuun ottamatta kaikkia tutkimuslaitteitaan ja kameroitaan, mutta vain Junocam-kameran kuvia on julkaistu tähän mennessä.

Nyt tänään Juno käyttää kaikkia kameroitaan ja tutkimuslaitteitaan, eikä ratamuutosta yritetä vieläkään.

Nasan tuoreimmassa tiedotteessa ei enää kerrota enempää ratamuutoksesta tai sen yrittämisestä, vaan todetaan yksinkertaisesti, että Juno pysyy toistaiseksi alkuperäisellä radallaan. Valitettavasti tämä tarkoittaa sitä, että kiinnostavia tietoja saadaan vain noin 53 vuorokauden välein.

"Teoriassa rakettimoottori voisi vielä toimia, mutta meidän täytyy vielä selvittää mikä sen tilanne on", totesi luotaimen tieteellinen johtaja Scott Bolton joulukuussa pidetyssä Yhdysvaltain geofysikaalisen unionin vuosikokouksessa.

Aivan tyhjänpäiväinen ei Junon lento tähän saakka suinkaan ole ollut, vaikka näyttäviä kuvia on julkaistu varsin vähän. 

Bolton ja tutkimusryhmä lupaavat tarkempia tietoja ja kuvia vasta muutaman kuukauden kuluttua, kun varsinaisia tietojen perusteella tehtyjä tutkimuksia julkistetaan. Mediarummutuksen ja kuvajulkistusten puuttuminen kuitenkin kertoo selvästi, että Junon tuotokset ovat olleet varsin vähäisiä. 

Kiinnostavimpia tietoja tähän mennessä lienevät olleet magneettikenttämittaukset ja Jupiterin navoilla olevien revontulten kuvat. Myös Jupiterin kaasukehässä olevien pilvien ja pilvivöiden olemuksesta on saatu jänniä, uusia tietoja.

Kivoimpia kuvia on toistaiseksi tullut Junocam-kamerasta, joka ottaa laajakulmakuvia Jupiterista. Kamera on tarkoitettu juuri suurta yleisöä varten, ja sen ottamia kuvia on esillä osoitteessa www.missionjuno.swri.edu/junocam/processing.

Yksi parhaimmista käsitellyistä kuvista on otsikkokuvana: siinä näkyy erinomaisesti Jupiterin pilvien pyörteitä sekä niin sanottu Pieni punainen pilkku. Se on suuri pyörremyrsky, jonka on havaittu olleen Jupiterissa ainakin 23 vuoden ajan. Junocam otti kuvan joulukuun 11. päivänä, kun luotain oli 16 600 kilometrin päässä Jupiterin pilvien yläpuolella.

Otsikkokuva: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstaedt/John Rogers
Kuva alla: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt

Ennen testejä instrumenttiosan käyttäytymistä on simuloitu tarkasti, ja insinöörit tietävät varsin hyvin miten sen pitäisi täristä täristettäessä. Testin aikana siihen on kiinnitettynä paljon kiihtyvyysmittareita, jotka mittaavat miten eri osat oikeasti liikkuvat. 

Joulukuussa tehdyissä testeissä todelliset tärinämittaukset erosivat kuitenkin olennaisesti ennakkosimulaatioista, joten testi päätettiin keskeyttää. 

Omituisuuksia oli ennen kaikkea peilin avausmekanismissa, joka koostuu ikään kuin kahdesta siivestä: otsikkokuvassa näkyy peilin keskiosa, joka on kiinnitettynä kiinteästi instrumenttiosaan, mutta sen takana on kaksi samaan tapaan pienemmistä peilinosista koottua sivupalaa, jotka liikkuvat paikalleen muodostaen lopulta yhden, suuren peilin. Kaikkiaan peilissä on 18 pienempää, kultapäällysteistä peiliä.

Laukaisun aikana peili on siis taitettuna origamin tapaan kolmeen osaan, mutta avaruudessa siitä tulee yksi iso peili.

Liian suuret kiihtyvyysarvot saattoivat olla merkki siitä, että mekanismi oli hajonnut – tai siitä, että etukäteen tehdyt simulaatiot eivät olleet kunnollisia.

Teleskooppia on jouluun aikana tutkittu tarkasti, eikä siinä havaittu mitään omituisuuksia. Myöskään simulaatioissa ei havaittu mitään kummallista, mutta kun samalla teleskooppi on käyttäytynyt normaalisti muilta osin testeissä, päätettiin testejä jatkaa.

Tällä viikolla uudelleen alkaneet testit tehdään Yhdysvaltain pääkaupunki Washingtonin luona olevassa Goddardin avaruuskeskuksessa. Kunhan nämä tärinätestit on tehty, altistetaan sama instrumenttiosa ja peilisysteemi suurelle metelille akustisessa testikammiossa. Sen avulla simuloidaan laukaisun meteliä.

Sen jälkeen peilin avausmekanismin toimintaa testataan vielä kerran, ennen kuin instrumenttiosa peileineen kuljetetaan huhtikuussa Johnsonin avaruuskeskukseen Houstoniin, Teksasiin, missä on avaruuden olosuhteita jäljittelevä suuri kammio. 

Sieltä instrumenttiosa viedään edelleen Kaliforniaan, Northrop Grumman -yhtiön tiloihin, missä se kiinnitetään huoltomoduuliin. Se pitää huolen teleskoopin sähkönsaannista, tietoliikenneyhteyksistä Maahan ja asennonsäädöstä. 

Yhdessä nämä muodostavat avaruuteen lähetettävän teleskoopin, ja kunhan sitä on vielä kerran testattu, se kuljetetaan vuoden 2018 kesällä Kouroun avaruuskeskukseen. 

Sieltä JWST laukaistaan Ariane 5 -kantoraketilla avaruuteen lokakuussa 2018. 

Teleskooppi ohjataan Maan painovoimatasapainopisteeseen 2, niin sanottuun toiseen Lagrangen pisteeseen noin 1,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta ulospäin aurinkokunnassa – siis päinvastaiselle puolelle missä Aurinko sijaitsee Maasta katsottuna.