Päivitys perjantaina illalla: Torstaille, ja sen jälkeen viikonlopulle suunniteltu koelento on lykätty epäsuotuisan sään vuoksi aikaisintaan maanantaiksi 8. kesäkuuta.

NASA testaa tänään omituista, hieman lentävältä lautaselta näyttävää alusta. Se nostetaan kaasupallolla 36 kilometrin korkeuteen, mistä se pudotetaan alas. Pallo lähetetään ilmaan arvion mukaan klo 20:30 Suomen aikaa Havaijilta ja toiminta alkaa kolmen tunnin kuluttua, kun pallo on saavuttanut halutun korkeuden.

Kun alus irrotetaan kaasupalloon kiinnitetystä köydestä, saavat  neljä pientä rakettimoottoria aluksen pyörimään akselinsa ympäri kuin hyrrän.

Sen jälkeen voimakkaampi rakettimoottori alkaa työntää “lentävää lautasta” ylöspäin. Se saavuttaa noin 55 kilometrin korkeuden, kun moottorin polttoaine loppuu. Siellä ohjausrakettimoottorit nyt lopettavat lentoa vakauttaneen pyörimisliikkeen, ja alus alkaa pudota alas kohti Maata. 

Syy siihen, miksi NASA nostaa avaruuslaitteen stratosfääriin ja haluaa sen tulevan sieltä alas on yksinkertainen: laitteen tarkoituksena on testata uudenlaista laitteistoa Marsiin laskeutumista varten ja yläilmakehässä ilman tiheys vastaa Marsin ohuen kaasukehän tiheyttä. Jos siis systeemi toimii stratosfäärissä, se toimii myös Marsissa.

Tämän “lentävän lautasen” koko nimi on LDSD ja sillä on SIAD, eli kyseessä on ohuessa kaasussa toimiva supersooninen jarrulaitteisto (Low Density Supersonic Decelerator) ja se käyttää kehitteillä olevaa supersooninen puhallettava aerodynaaminen jarrulaitteistoa (Supersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator). 

Suomeksi tämä tarkoittaa sitä, että kyseessä on alus, missä on auton ilmatyynyn tapaan räjähdyspanoksien kehittämän kaasun voimasta auki puhaltuva ilmapussi, joka on muotoiltu Marsiin saapuvien alusten lämpökilven muotoiseksi ja päällystetty lämpöä kestävällä materiaalilla. Alukset tarvitsevat tätä kilpeä, koska Marsin kaasukehä kuumentaa saapuvaa alusta – etenkin kun se syöksyy suoraan Marsiin planeettainvälisestä lennosta – ja samalla kaasukehän kitka hidastaa lentoa. 

Itänaapurimme, Yhdysvaltain, Euroopan, Japanin ja Intian jälkeen nyt myös Yhdistyneet Arabiemiraattikunnat ovat laukaisemassa oman luotaimensa Marsia tutkimaan.

Viime kuussa julkistetusta hankkeesta on nyt kerrottu julkisuuteen myös lisätietoja. Luotain laukaistaan matkaan vuoden 2021 laukaisuikkunassa ja se lentää tyypilliseen Mars-luotaimien tapaan 60 miljoonan kilometrin matkan Maasta Marsiin yhdeksässä kuukaudessa.

“Emiraattien luotain on Islamilaisen maailman ensimmäinen askel avaruuden tutkimukseen”, sanoo sheikki Khalifa bin Zayed Al Nahyan, Yhdistyneiden arabiemiraattikuntien presidentti.

“Aiomme todistaa, että myös me pystymme tuottamaan tieteellisesti kiinnostavia tietoja ihmiskunnalle. Tavoitteemme on rakentaa Arabiemiraattikuntiin teknistä ja intellektuaalista kapasiteettia, jonka avulla voimme käyttää avaruustekniikkaa siten, että se hyödyttää maamme kehitystä.”

Erityisesti Emiraatit ja Qatar ovat pyrkineet kehittämään viime aikoina tieteellisteknistä osaamistaan ja palkanneet runsaasti ulkomaisia asiantuntijoita. Ne ovat investoineet varsin paljon tutkimukseen myös ulkomailla ja pyrkineet irti perinteisen muslimimaan maineesta, vaikka pohjimmiltaan Islam toki värittää maita voimakkaasti. 

“Vaikka Lähi-idässä on runsaasti jännitteitä ja konflikteja, haluamme osoittaa että arabit voivat olla myös saavuttaa jotain positiivista, kunhan olosuhteet ovat oikeat ja meille annetaan mahdollisuus”.

Punaisen planeetan pinnalla kohta jo kolmen vuoden ajan vaeltanut Curiosity-kulkija sai viime viikolla vähän kuin uudet silmät. Uusia linssejä ei Marsiin ole luonnollisestikaan lähetetty, mutta sen ChemCam-tutkimuslaitteeseen asennettiin uusi ohjelmisto, joka tekee sen näkökyvystä tarkemman.

Se, että luotaimien ja kulkijoiden ohjelmistoja päivitetään uusiin ja parempiin, ei ole mitenkään erityistä. Nykyisin varsin usein pitkään avaruudessa olevat laitteet tulevat päivityksien ansiosta jopa alkuperäistä paremmiksi ja toisinaan aluksia laukaistaan avaruuteen jopa ikään kuin puolivalmiiden ohjelmistojen kanssa, koska lopulliset voidaan lähettää sitten myöhemmin. Luonnollisestikaan nämä ohjelmistot eivät ole lennon kannalta kriittisiä.

Itse kulkijan ohjelmia on myös paranneltu jo useaan otteeseen, mutta nyt tehty ChemCam-laitteen ohjelmistopäivitys hieman eri tyyppinen. Kyseessä on kulkijan kameramastossa oleva lasertykki ja sen yhteydessä oleva kameralaitteisto, joiden tehtävänä on ampua laserilla näkökentässä (maksimissaan noin kahdeksan metrin päässä) olevaa kohdetta ja havaita siitä laserpulssien höyrystämää kaasua. Kameralaitteisto ja spektrometri tutkivat valon eri aallonpituuksia havaitsemalla mitä aineita kaasussa on ja näistä tiedoista voidaan päätellä mistä kohde koostuu.

Viime vuoden joulukuussa Marsin kaasukehää tutkiva MAVEN-luotain havaitsi naapuriplaneetallamme revontulia, jotka yllättivät tutkijat. "Jouluvaloiksi" ristitty ilmiö ulottui hyvin laajoille alueille ja olisi värjännyt punaisen planeetan taivaan vihreäksi – jos joku olisi ollut sitä pinnalla katsomassa.

Marsissa on havaittu revontulia aiemminkin. Jo vuosikymmen sitten Euroopan avaruusjärjestön Mars Express -luotain havaitsi ultraviolettialueen hehkua eteläisen pallonpuoliskon magneettisten alueiden yläpuolella. Marsin revontulia on kuitenkin pidetty hyvin paikallisena ilmiönä.

Marsilla ei ole samanlaista koko planeetan sisäänsä kietovaa magneettikenttää kuin Maalla. Naapuriplaneettamme magneettisuus on paikallista ja kenttä muodostaa sinne tänne sateenvarjomaisia kupoleita, jotka kohoavat pinnalta kohti avaruutta. Ne ovat jäänne voimakkaammasta magneettikentästä, joka hiipui jo miljardeja vuosia sitten. 

Revontulet syntyvät, kun Auringon purkauksissa avaruuteen sinkoutuneet varatut hiukkaset törmäävät planeetan kaasukehään. Törmäyksissä kaasukehän atomit ja molekyylit saavat energiaa, joka vapautuu säteilynä. 

Maan magneettikenttä ohjaa avaruuden hiukkaset napaseutuja ympäröiville alueille, ja siksi revontulia näkyy usein esimerkiksi Lapissa. Marsissa tilanne on toinen. Tutkijat olettivat, että vaatimattomia revontulia esiintyisi vain magneettisten "sateenvarjojen" seutuvilla, mutta nyt näyttää siltä, että niitä on muuallakin.

"Hiukkaset syöksyvät kaasukehään missä milloinkin”, toteaa Nick Schneider, joka johtaa MAVEN-luotaimen ultraviolettialueen tutkimusta. "Auringon magneettikenttä tunkeutuu Marsin kaasukehään, joten aurinkotuulen hiukkaset voivat päätyä sen ohjaamana minne päin planeettaa tahansa."

MAVEN-luotaimen viime vuoden lopulla tekemien havaintojen mukaan revontulia esiintyy Marsissa jopa alle sadan kilometrin korkeudella, kun maapallolla ne ovat yleensä useamman sadan kilometrin korkeudessa, alimmillaankin vähintään sadassa kilometrissä.

Sekä MAVEN että Mars Express ovat havainneet marsilaisia revontulia ultraviolettisäteilyn aallonpituuksilla. Tutkijoiden mukaan niitä saattaa esiintyä myös näkyvän valon alueella. Vaikka Marsin kaasukehä on suurimmaksi osaksi hiilidioksidia, siinä on myös jonkin verran happea. Kun varatut hiukkaset törmäävät happiatomeihin, ne säteilevät vihreää valoa.

"Marsin taivaalla voi hyvinkin näkyä vihreää hehkua, kun Auringosta tulee suuria määriä energisiä hiukkasia", Schneider toteaa.

Revontulista kerrottiin NASAn uutissivuilla.

Kuva: University of Colorado

Julkaisimme viime viikolla tämän jutun Marsin siirtokuntia suunnittelevasta MarsOne-hankkeesta otsikolla, jossa oli kysymysmerkki. Nyt merkin voi ottaa pois, sillä hanke on kokenut kaksi takaiskua lisää: reality-televisio-ohjelmia tekevä Egmont, eräs olennaisimmista rahoittajista, on vetäytynyt hankkeesta, minkä lisäksi MarsOnen tieteellinen neuvonantaja, hollantilainen nobelisti Gerard ’t Hooft ei enää usko, että MarsOne voisi alkaa vuonna 2024 – kuten vielä viime viikolla annettiin ymmärtää. Hän ei siis sano, etteikö hanke ole mahdollinen, mutta toteaa nyt sen maksavan enemmän kuin oletettiin ja siksi sen toteuttaminen ei onnistu annetulla aikataululla.

Bas Lansdorp, MarsOnen vetäjä, sanoo nyt että 2024 on edelleen teoriassa mahdollinen, mutta "aloitusvuotta on jo kerran lykätty, ja silloin totesimme vain, että hanke näyttää nyt oikealta avaruushankkeelta, koska se koki ensimmäisen viivästyksensä".

On erittäin todennäkistä, että hanke tällaisenaan tulee kaatumaan, mutta yhtä kaikki – se on tehnyt Marsin asuttamista tunnetuksi kenties enemmän kuin mikään muu hanke aikaisemmin. Ja myöhemmin tänä vuonna Space X -yhtiön Elon Musk aikoo julkistaa oman suunnitelmansa Marsiin lentämiseksi. Todennäköisemmin sillä on enemmän realistisuutta takanaan, kuin oli (on?) MarsOnella.

Alla on alkuperäinen artikkelimme helmikuun 20. päivältä.

---

Tällä viikolla näyttävästi Mars-astronauttien hakukilpailussa jatkoon päässeiden sadan parhaan nimet ilmoittanut MarsOne on lopettanut ensimmäisen, konkreettisen Mars-lentonsa toteuttamisen. Tämä voi olla viesti siitä, että suunnitelmien ja haaveiden toteuttaminen käytännössä on yhtiölle hyvin vaikeaa – tai vaikeaa se on joka tapauksessa, mutta onko se MarsOnelle liian suuri kynnys?

MarsOne on hollantilainen hanke, jonka ideana on lähettää ihmisiä Marsiin yksisuuntaisilla lennoilla siten, että lähtijät muodostavat punaisen planeetan pinnalle siirtokunnan. Vuodesta 2024 alkaen kuusihenkisiä miehistöjä lähetettäisiin kahden vuoden välein, jolloin siirtokunta kasvaisi ja muuttuisi (toivottavasti) lopulta itsenäiseksi samaan tapaan kuin uudisraivaajat synnyttivät siirtokuntia Australiaan tai Amerikkaan aikanaan. 

Rahoituksensa hanke saisi siitä, että lento, valmistautuminen sille ja astronauttivalinnan viime vaiheet tehtäisiin Big Brother -tyyppisessä TV-kilpailussa. Kilpailut alkavat jo nyt valittujen sadan kandidaatin kanssa, jotka osallistuvat maaosittain joukkuekilpailuihin, joista valittavat ovat mukana “lopullisissa” Mars-miehistöissä.

Käytännössä lopulta valittavat osallistuvat ensin vuosia kestävään simulaatioon, ja osa heistä varmasti jättää silloin hankkeen ja heidän tilalleen haetaan uusia osanottajia.

Joulupäivänä vuonna 2003 Marsin pinnalle laskeutunut pieni brittitekoinen Beagle 2 -alus on nähtävästi löydetty 12 vuoden etsimisen jälkeen. 33-kiloinen puolimetriseltä taskukellolta näyttänyt laite matkasi Marsiin Euroopan avaruusjärjestön Mars Express -luotaimen mukana ja lähti omille teilleen liki välittömästä luotaimen saavuttua Marsia kiertävälle radalle.

Se syöksyi Marsin ilmakehään lämpökilpensä suojaamana, irtautui kilvestä ja avasi laskuvarjonsa, minkä jälkeen lentosuunnitelman mukaan se olisi pomppinut lopulta pinnelle ilmatyynyjen pehmustaessa iskua. Suurten pallojen sisällä oleva alus olisi osunut pintaan noin 65 kilometrin tuntinopeudella ja kimmonnut useamman kerran uudelleen ilmaan, kunnes lopulta se olisi asettunut paikalleen, pyristellyt irti ilmatyynyistään ja avautunut simpukan tapaan.

Sitten se olisi levittänyt neljä ympyrän muotoista aurinkopaneeliaan ja nostanut robottikäsivartensa päässä olevan tutkimuslaitepaketin ylös, jolloin siinä oleva kamera välittää ensimmäiset euroilla (ja punnilla) rahoitetut maisemakuvat Marsin pinnalta.

Paitsi että Beagle 2:sta ei kuultu mitään laskeutumisensa jälkeen. Yhteyttä siihen yritettiin kuukausien ajan; samoin sitä yritettiin löytää kiertoradalta otetuista kuvista. Turhaan.

Toukokuussa 2004 koottu ESAn ja brittien raportti kirjasi useita mahdollisuuksia lennon epäonnistumiseen: se saattoi pompata Marsin kaasukehästä takaisin avaruuteen, sen törmäystä vaimentavat ilmatyynyt saattoivat pettää, sen laskuvarjo saattoi jäädä jumiin laskeutujan kuoreen tai pinnalle päästyään laskeutuja olisi sotkeentunut laskuvarjoon tai ilmtyynyihinsä.

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.).

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.

Päivitys sunnuntaina illalla lähiohituksen jälkeen:

Komeetta on ohittanut Marsin ja sen pyrstön tihein hiukkaspommitus on myös ohitse. Mikään Marsia kietävistä luotaimista tai kulkijoista planeetan pinnalla ei näytä kärsineen. Ne kaikki tekivät havaintoja komeetasta ja tietoja odotetaan Maahan viikon alussa.

Alkuperäinen artikkelimme aiheesta: