Oma aurinkokuntamme ei ole yksin avaruudessa, sillä mitä tarkemmin tähtiä ja niiden ympärillä olevia planeettoja on pystytty havaitsemaan, sitä enemmän niitä on löytynyt. Taivas tuntuu olevan täynnä tähtiä, joita kiertää planeettoja. Jopa niin, että tähdet ilman omaa planeettakuntaansa saattavat olla kummallinen poikkeus.

Planeettoja on paljon, ja niitä on mitä erilaisimpia. Aivan kuten omassa aurinkokunnassamme, osa planeetoista on pieniä metallisydämisiä kiviplaneettoja, osa taas suuria kaasujättiläisiä. Skaala on hyvin laaja, ja jo tämänhetkisen tiedon mukaan voi sanoa suhteellisen varmasti, että myös elinkelpoisia planeettoja on varsin paljon. Ainakin teoriassa siis niiden pinnalla voisi olla enemmän tai vähemmän älykästä elämää.

Eksoplaneettojen etsiminen ja tutkiminen on eräs 2000-luvun alun suurimmista ja kiinnostavimmista asioista tähtitieteessä.

Toisia tähtiä kiertävien planeettojen havaitseminen ei kuitenkaan ole helppoa, koska ne ovat hyvin heikkovaloisia verrattuna kirkkaana loistavaan tähteen ja niiden väliset etäisyydet ovat kaukaa katsottuna hyvin pieniä. Ensimmäiset sellaiset havaittiin 1995 ja laitteiden tullessa peremmiksi ja kokemuksen karttuessa on eksoplaneettoja alkoi löytyä yhä enemmän ja enemmän. Nyt helmikuun 2014 lopussa niitä tunnetaan jo 1792; lähin näistä on Alpha Centauri Bb, planeetta, joka kiertää meitä lähintä tähtisysteemiä, Alfa Kentauria.

Luku lähes tuplaantui keskiviikkona 26.2., kun NASA kertoi 715 uudesta eksoplaneettalöydöstä. Nämä olivat toistaiseksi tehokkaimman planeettalöytäjän, NASAn Kepler-avaruusteleskoopin tekemiä havaintoja, joiden varmistamista on odotettu jo jonkin aikaa. Edelleen todennökäisten, mutta tieteellisesti vielä varmentamattomien havaintojen listalla on liki 2800 tapausta, joita tarkkaillaan ennen kuin ne ilmoitetaan varmasti löytyneiksi. Nämä siis ovat jo vahvistettujen tapausten lisäksi. Oikeasti siis vahvistettujen ja todennäköisten eksoplaneettalöytöjen määrä on jo nyt ylitse 4500.

Jos taivasta pitkään peittäneet pilvet enää ikinä kaikkoavat, pääsemme ihastelemaan talvista tähtitaivasta. Etelän suunnalla kimmeltää useita kirkkaita tähtiä, valovoimaisimpana Sirius, joka tuikkii ja vilkkuu lähellä taivaanrantaa.

Ylempänä on Jupiter, joka päihittää kirkkaudessa kaikki tähdet, ja yön mittaan itäisen horisontin takaa ilmestyvät myös Mars, Saturnus ja Venus. Kuu vaeltaa niiden joukossa ja muuttuu ulkomuodoltaan kapeasta sirpistä täyteen ja taas takaisin kapeaksi sirpiksi vajaan kuukauden kestävän kierroksensa aikana.

Kaikki nämä taivaankappaleet näkyvät hyvin paljain silmin, mutta yksityiskohtia niistä ei Kuuta lukuunottamatta erotu. 1600-luvun alussa keksittiin käyttää optisia apuvälineitä, jotka sitten johtivatkin maailmankuvan mullistukseen. 

Jos kiinnostuu tähdistä ja kaukoputkikuume alkaa kohota, kannattaa harkita huolella, onko arvokkaan aparaatin hankkiminen mielekästä. Hyvään alkuun pääsee tavallisella kiikarilla, jolla erottuvat Kuun kraatterit, Jupiterin suurimmat kuut, Venuksen vaiheet ja aavistuksenomaisesti jopa Saturnuksen renkaat. Puhumattakaan lukemattomista tähtijoukoista, joista monet näkyvät kiikarilla paremmin kuin kaukoputkella.

Mikäli pohdinnan tuloksena päätyy kuitenkin kaukoputken hankintaan, pitää valita omiin käyttötarkoituksiin parhaiten sopiva havaintolaite. Silloin täytyy miettiä, millaisia kohteita aikoo enimmäkseen katsella ja millaisella paikalla niitä tähyilee. Jotta kaukoputken valinta olisi perusteltu ja harkittu ratkaisu, täytyy tietää, miten kaukoputki toimii ja millaisista osista se rakentuu.

Kaukoputken tärkein tehtävä on kerätä valoa. Mitä suurempi kaukoputki, sitä enem­män valoa se kokoaa. Pilkkopimeässä silmän pupillin läpimitta on maksimissaan noin seitsemän millimetriä. Viiden senttimetrin läpimittainen kiikarin linssi kerää valoa yli 50 kertaa enemmän kuin silmä. 25-senttinen kaukoputki kerää valoa melkein 1 300 kertaa silmää tehokkaammin.

Ihmissilmä on monipuolinen ilmaisin, mutta se ei selvästikään ole kehittynyt tähtitaivaan kohteiden katseluun. Silmän ”objektiivin läpimitta” on pieni ja ”polttoväli” lyhyt. Kuuta, useimpia planeet­toja, satunnaisia komeettoja, pariatuhatta tähteä ja Andromedan galaksia lukuun ot­tamatta tähtitaivaan kohteet ovat liian him­meitä erottuakseen paljain silmin.

Sen havaintolaitteita on säädetty ja kalibroitu, ja yllä on eräs viimeisimmistä testikuvista: siinä on Suuressa Magellanin pilvessä oleva nuori tähtijoukko NGC1818. Kuvassa pohjoinen on kuvassa ylhäällä ja itä vasemmalla, kuvan leveys on alle asteen kymmenesosa.

Gaia on siis erittäin hyvässä kunnossa ja aloittaa pian rutiininomaiset havaintonsa. Tämä tarkoittaa pitkään valmistellun työrupeaman alkamista myös tähtitieteilijöille, jotka kästtelevät havaintoja lähes reaaliajassa. Eräs näistä käsittelypaikoista on Helsingin yliopiston fysiikan laitoksella, tähtitieteen professori Karri Muinosen työryhmässä. Heidän kiikarissaan ovat asteroidit.

Gaian urakkana on tuottaa viiden vuoden ajan uutta tietoa galaksimme rakenteesta, muodostumisesta ja kehityksestä. Sen avulla määritellään yli miljardin tähden tarkka sijainti ja etäisyys toisistaan. Tämä on noin prosentti Linnunradan tähdistä.

Odotettavissa on tähän asti kattavin ja tarkin kolmiulotteinen kartta Linnunradasta. Kartan julkaisua saa kuitenkin odottaa vuoteen 2022, sillä kuvaamisen jälkeen havaintoaineiston käsittely vie vielä hyvän aikaa.

Gaia katselee aurinkokuntaa 1,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta, niin sanotussa L2-pisteessä. Sieltä se pystyy havaitsemaan maanpäällisiä teleskooppeja paremmin mm.  aiemmin havaitsemattomia kohteita, esimerkiksi uusia asteroideja. Niitä odotetaan löytyvän tuhansia. Lisäksi Gaia voi löytää toisia tähtiä kiertäviä planeettoja, jopa kokonaisia planeettakuntia.

Helsinki huolehtii asteroideista

Helsingin yliopiston fysiikan laitos vastaa Gaian löytämien tunnistamattomien asteroidien alustavasta radanmäärityksestä.

"Gaia havainnoi yli 300 000 Aurinkokunnan asteroidia", Muinonen kertoo. "Viiden vuoden aikana kertyneestä havaintoaineistosta voidaan johtaa muoto- ja pyörimismalleja vähintään kymmenille tuhansille asteroideille. Massoja voidaan johtaa vähintään sadoille asteroideille, ja havainnoitujen asteroidien radat voidaan ennustaa tarkasti satakunta vuotta eteenpäin.#

Radanmäärityksen jälkeen lähiasteroideja jamuita erityisen kiinnostavia kohteita voidaan seurata kaukoputkilla maan päällä.

Tiedetuubin Gaia-artikkelit ovat kaikki osoitteessa www.tiedetuubi.fi/gaia ja joulukuussa julkaistu Karri Muinosen haastattelu on täällä.

Tämä artikkeli perustuu Helsingin Yliopiston tiedotteeseen Tulossa on tarkka kolmiulotteinen maisema Linnunradasta.

NASA ilmoitti kuvanneensa Marsista tuoreen 30-metrisen törmäyskraatterin. Se on syntynyt vain 2 - 4 vuotta sitten, kahden samalta alueelta otetun kuvan välillä.

Kraatteri on nyt kuvattu tarkimmalla Marsia kiertävällä kameralla, HiRISEllä. Sen parhaimmillaan 25 senttimetrin erotuskyky on vain piirun verran huonompi kuin parhailla Maata kiertävillä vakoilusatelliiteilla.

Kraatterista otettu HiRISE-kuva levisi nopeasti netissä. Osaksi, koska hätkähdyttävä kuva on visuaalisesti kaunis. Toisaalta siksi, että se on myös oudon värinen. Marsin kun pitäisi olla kauttaaltaan punainen.

"Maalari maalas taloa..."

Esimerkiksi Tekniikka & Talous hehkutti kuvan perusteella Marsin olevan todellisuudessa sininen, pinnan alta.

Mutta eipäs olekaan. Kaukana siitä. Kraatterin "sinisyys" tarkoittaa vain, että sen aine on vähemmän punaista. Törmäyksessä punaisen pölyn alta nimittäin paljastui siis vain hieman harmaampaa ja tummempaa tavaraa. Tämä ei ole uusi löytö. Eikä toisaalta salaliittokaan.

Näyttävä uusi kuva on nimittäin väärävärikuva. Se kyllä kuvastaa maailmaa, mutta (kärjistettynä) samaan tyyliin kuin vaikkapa Andy Warholin värikkäät maalaukset. Muodot ovat todellisia, mutta värit pitää ymmärtää hieman totutusta poiketen.

Satelliittien ja avaruusluotainten kamerat on suunniteltu kuvaamaan eroja. Niiden tarkoitus on havaita pinnanmuotoja, värejä ja etenkin materiaaleja. Kiven ja pölyn maailmassa oleellisia ovat kivilajien ja mineraalien erot. Laitteissa on paljon rahaa kiinni, ja niistä täytyy saada maksimaalinen hyöty irti. Tähän yhtälöön ei kuulu ihmissilmän näkemän värimaailman kopiointi. Se olisi rahan haaskausta.

Tämän vuoksi HiRISE-kamerassa on kolme kuvauskaistaa. Yksi on herkkä sinisestä vihreään ulottuville väreille, toinen taas keltaisesta punaiseen, ja kolmas meidän silmillemme näkymättömälle infrapunalle. Jokainen kaista tallentuu erilliseksi mustavalkokuvaksi, joiden sisäiset väriskaalat typistyvät pois - aivan kuten vaatteiden väriloisto 1900-luvun alun valokuvissa. HiRISE-kaistoja voidaan kuitenkin yhdistellä värikuviksi monin erilaisin tavoin, jotta materiaalierot saataisiin näkyviin. Kaikki yhdistelmät kuitenkin poikkeavat varsin paljon siitä, mitä ihmissilmä näkisi.

Nettiä kiertäneessä kuvassa kaistojen kirkkauksia on muokattu, etenkin sinivihreää kaistaa on korostettu huomattavasti. Paljaalla silmällä Marsin kivet kuitenkin näyttäisivät meistä varsin tutuilta. Eivät oudon sinisiltä, vaan perinteisiltä kiviltä.

Kuvauskaistojen käyttöä on selitetty yksityiskohtaisemmin vaikkapa HiRISE-blogissa ja Cornellin yliopiston kysymyspalstalla.

Ajan kanssa sininen heittelekenttä haalistuu. Jutun pääkuvassa näkyy muutamia vanhempia kraattereita, joille näin on jo käynyt. Paljastuneet harmaammat kivet rapautuvat tuulen ansiosta, kenties reagoivat kemiallisesti kaasukehän kanssa, ja hautautuvat osaksi myös uudelleen pölyn alle.

Mikä Marsiin sitten tippui?

Uuden kraatterin läpimitta on lähes tarkalleen 30 metriä. Räjähdyksen energia oli arviolta muutamia satoja, ehkä tuhansia TNT-kiloja. Pintaan kaivautui kymmenisen metriä syvä kuoppa ja kivisade peitti muutaman sadan metrin päähän ulottuvan alueen. Satunnaista pikkukiviä lensi jopa 15 kilometrin päähän.

Törmääjä oli meteoroidi, pieni asteroidin tai komeetan palanen. Se oli ehkäpä vain parimetrinen, ja painoi joitain tonneja. Energia tuli pääasiassa nopeudesta, sillä tyypillinen Marsiin törmäävä kappale liikkuu noin 15 kilometriä sekunnissa. Kiven tarkasta alkuperästä tuskin saadaan tarkempaa tietoa, sillä kivi hajosi totaalisesti törmäyksessä.

Marsiin on törmännyt 90-luvun lopun jälkeen muutamia satoja vastaavan kokoisia (tai vähän pienempiä) kappaleita. Kraatterit on löydetty vertaamalla uusia kuvia vanhempiin - joihinkin kohtiin on ilmestynyt uusi "läikkä". Tilastollisesti tämän uuden sinisen kraatterin kokoisia monttuja syntyy kerran pari vuodessa.

Törmäyksillä voi leikkiä itsekin, vaikkapa Marylandin yliopiston törmäyslaskimella.

Otsikkokuva: Uusi kraatteri Marsissa. Skaalana Helsingin ydinkeskustan tunnettuja kohteita. Kuva: NASA / JPL / UA / Jarmo Korteniemi

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.

Kääpiöplaneetta Cereksen pinnalta on löydetty vettä. Suurimmaksi osaksi se on jäätyneenä pinnalle. Tietyillä alueilla se kuitenkin sulaa ja höyrystyy (tai sublimoituu) avaruuteen suihkuten.

Suihkut syntyvät Auringon lämmön vaikutuksesta. Ceres toimii siis hieman kuin jättimäinen komeetta.

Mullistava löytö julkaistiin tänään torstaina tiedelehti Naturessa. Itse havainto tehtiin Euroopan avaruusjärjestön Herschel-avaruusteleskoopilla jokin aika sitten. Laite lakkasi toimimasta keväällä 2013.

Aiemmin veden olemassaoloa Cereksellä on osattu epäillä. Nyt tehty löydös varmistaa asian.

Ceres on asteroidivyöhykkeen suurin kappale. Sen halkaisija on noin 950 km. Se luokitellaan nykyisin kääpiöplaneetaksi.

Höyrysuihkuja pinnalta

Kenties jännittävintä löydössä on, että vettä löytyy kaasuna Cereksen ympäriltä. Vesihöyry tarkoittaa kenties kaasukehää. Tai ainakin jotain sinne päin.

Tutkijat olettavat, että Cereksen pinnalla tapahtuu ajoittaisista vesihöyryn purkauksia. Sellaisia voi syntyä, jos jäinen pinta lämpiää epätasaisesti. Vesihöyryä ei nimittäin nähty joka kerralla kun Herschel suunnattiin kohti Cerestä. Kääpiöplaneetan oma pyöriminen tuntui peittävän vesihöyryalueet.

Purkausten alkuläheiksi tunnistettiin kaksi oudon tummaa pyöreähköä aluetta Cereksen pinnalla. Toisaalta purkaukset alueilla loppuivat, kun Ceres siirtyi kauemmas Auringosta.

Saksan Darmstadtissa sijaitsevassa ESAn avaruusoperaatiokeskuksessa (European Space Operations Centre eli ESOC) – ja lukemattomien nettiyhteyksien äärellä ympäri maailmaa – istuttiin tukevasti tuolien etureunoilla, kun kaikki odottivat suurella näyttötaululla väräjävään käppyrään ilmestyvää piikkiä: Rosetta oli soittamassa kotiin.

Kello 20.17 Suomen aikaa hartaasti odotettu signaali saapui ja lennonjohto puhkesi riemunhuutoihin: Rosetta oli herännyt! Lennonvalvojien ryhmää johtava Andrea Accomazzo tiivisti tuoreeltaan monien tuntemukset: "Tämä oli elämäni pisin tunti."

Onnea Rosetta! Onnea ESA!

Kiinalaisen laskeutujan Chang'e 3:n toinen (kaksi viikkoa pitkä) päivä Kuussa alkaa sarastaa huomenna perjantaina. Yutu-kulkija suuntaa matkansa ilmeisesti nyt kohti tuntemattomia seutuja etelässä. Sen arvellaan selviävän ehkä kymmenen kilometrin matkasta.

Chang'e:n laskeutumispaikalla Aurinko nousee tulevana perjantaiaamuna puoli kahdeksalta Suomen aikaa, mutta kiinalaisten kuulennonjohto suunnittelee herättävänsä kulkijan ja laskeutujan vasta 12. tammikuuta, kun Aurinko on jo hieman korkeammalla. Heräämisensä jälkeen laitteet voivat tutkia lähiseutuja liki kahden viikon ajan ennen seuraavaa yötä. Eritoten tutka ja tarkat spektrometrit saavat varmasti paljon toiminta-aikaa. Niiden avulla päästään käsiksi siihen, mistä pinta on koostunut ja kuinka alue on muokkaantunut. Yutulla pyritään varmasti myös ajelemaan kohti tuoreita törmäyskraattereita, jotka avaavat ikkunan syvälle laavakerrosten sisään.

Mutta mitä "Kuupupu" tekikään ensimmäisen päivänsä aikana ja mitä uutta se sai selville Kuusta?

Kuvia ja testausta

Pääosa ajasta on mennyt laitteiston toiminnan varmisteluun. Kiinan avaruushallinto on kertonut, että sekä laskeutujan että siitä liikkeelle lasketun kulkijan laitteet ovat kunnossa. Toiminta-ajan on myös vihjaistu todennäköisesti ylittävän alunperin uumoillut kolme kuukautta. Tutkimusta tehdään varmasti niin kauan kun yhteys ja laitteet pelaavat.

Uusia ja mielenkiintoisia kuvia ja videoita alueesta on myös julkistettu. Niitä välitetään kuitenkin yleisölle (johon kuuluvat myös ulkomaiset tutkijat) lähinnä Kiinan television kautta, joten materiaalin laadussa on nykystandardeilla toivomisen varaa. Esimerkkinä vaikkapa tämä jouluna julkistettu video.

Tärkein ja näkyvin saavutus oli Yutu-kulkijan liikkeelle saaminen. Se on tämän jälkeen kiertänyt ja kuvannut itse laskeutujan muutaman metrin päästä. Tämän jälkeen se lähti siirtymään kohti etelää. Lopulta se pysäytettiin noin 40 päähän Chang'e:sta, ja kumpikin vaivutettiin tapaninpäivänä 2013 horrokseen kylmän yön ajaksi.

Tiettävästi ensimmäisen kuupäivän aikana niin kulkija kuin laskeutujakin toimivat suunnitellulla tavalla, joskin kulkija laitettiin varotilaan joulukuun 16.-20. päivien väliseksi ajaksi, koska sen sisälämpötila alkoi kohota laskettua korkeammaksi. Aurinko oli tuolloin ylimmillään taivaalla ja kärvensi kulkijaa eniten. Pekingin mukaan kyseessä oli varotoimi, eikä vastaavaa keskipäivän paussia tarvittane enää vastausuudessa.

Laskeutumisalue on osoittautunut erittäin tyypilliseksi laavatasangoksi, jossa ei ole juuri ollenkaan ylänköalueilta levinneitä mineraaleja. Asia on selvinnyt jo aiemmin NASA:n Kuuta kiertävän LRO-satelliitin tutkimuksissa. Jos myös paikan päältä näyttää samalta, päästään nyt ensi kertaa perehtymään lähes puhtaisiin laavatasankoihin.

Sen jälkeen kun Gaia laukaistiin juuri ennen joulua, on se lentänyt kohti tätä 1,5 miljoonan kilometrin päässä olevaa paikkaa ja sen laitteita on käynnistetty hiljakseen. Gaia-hankkeen suomalainen tiedejohtaja Timo Prusti kirjoitti Gaian ensitoimista avaruudessa blogikirjoituksessaan 31. joulukuuta.

Asettuminen radalle matemaattisen pisteen ympärillä vaatii luonnollisesti paljon laskemista, lentodynamiikan tuntemusta ja kykyä tehdä satelliitilla tarkkoja ohjausliikkeitä. Kun Gaia asettui radalleen tiistaina (7. tammikuuta), sen kahdeksan pientä rakettimoottoria komennettiin toimimaan lähes kahden tunnin ajan klo 20.58 Suomen aikaa alkaen. 

Ne hidastivat matkavauhtia ratanopeudeksi ja muuttivat samalla lentorataa juuri sopivaksi. Tätä tosin tullaan vielä hienosäätämään 14. tammikuuta, kun kaikki rataparametrit on saatu varmistettua.

Tätä toimenpidettä oli valmisteltu jo muutaman vuoden ajan, sillä kaksitonnisen, vain pienillä rakettimoottoreilla varustetun avaruusaluksen vieminen siirtoradalta, minne Sojuz-kantoraketti sen jätti laukaisun jälkeen, L2-pisteen ympärillä olevalle erityiselle ns. Lissajous-tyyppiselle radalle ei ole yksinkertaista. 

Olennaisin hankaluus on se, että L2-pisteessä ei ole mitään kiinteää kappaletta, joka vetäisi alusta puoleensa ja jonka suhteen olisi helppo navigoida.

L2 on siis vain tyhjää avaruutta, missä sattumalta vain Maan ja Auringon vetovoimat sekä kiertoradan keskihakuisvoima (ns. keskipakovoima) nollaavat toisensa siten, että periaatteessa L2-pisteeseen sijoitettu alus kiertää Aurinkoa samalla periodilla Maan kanssa. 

Käytännössä L2:ssa ei olla, vaan sitä kierretään. Gaian kiertoaika pisteen ympärillä on 180 vuorokautta. Kiertorata on säädetty sellaiseksi, että se on kohtisuorassa tasossa planeettojen ratatason, ekliptikan, kanssa, mutta sen akseli osoittaa aina kohti Maata. Rata siis kiertyy suhteessa Aurinkoon koko ajan, mutta pysyy 263 000 x 707 000 x 370 000 km kooltaan olevan kuvitteellisen laatikon sisällä.

Rataa täytyy säätää voin kerra kuukaudessa, sillä L2:ta kiertävät kappaleet koittavat luontaisesti "karata" radoiltaan, ja siten Gaiaakin täytyy koko ajan sysätä ikään kuin takaisin paikalleen.

Gaian laukaisu onnistui kuitenkin hienosti ja lentokoneet Eurooppaan täyttyivät. Oikeastaan juuri joulua ennen tapahtunut laukaisu oli erittäin sopiva – ainakin projektiin osallistuville tutkijoille. Nimittäin Gaialla ei voida tehdä mitään tieteellistä ennen kuin kaikki maanpäälliset, Gaian sisälle jääneet ilmakehän kaasut ovet "kiehuneet" pois. Siksi kaikkia optisia osia lämmitetään, ettei niistä tulisi kylmäloukkoja Gaiasta pakeneville molekyyleille. Tämän seurauksena projektin tieteentekijät pystyivät keskittymään kinkun syöntiin.

Kaikille Gaian rauhallinen joulu ei kuitenkaan ollut rauhallista aikaa. ESAn satelliittien operoinnista vastaava Euroopan avaruusoperaatiokeskus ESOC Saksan Darmstadtissa seurasi ja ohjasi Gaiaa joulun yli. Vaikka tähtitieteelliset mittalaitteet eivät olleet päällä, monia oheislaitteita otettiin käyttöön. Niinpä minunkaan jouluni ei sujunut ainoastaan kinkun parissa, vaan jouduin silloin tällöin avaamaan tietokoneen ja katsomaan uusinta raporttia Gaian tilasta. Kaikki toimi erinomaisesti!

Oli myös tutkijoita, jotka tekivät töitä Gaian lähettämien tietojen kanssa yli joulun. Yksi tärkeä laite Gaiassa on tarkka kello. Kellon lähettämää dataa onkin jo välitetty ESOCin kautta ESACiin, joka on ESAn tieteellinen operointikeskus Madridissa. Siellä Gaian lähettämää telemetriatietoa käsitellään, ja kellon dataa siirrettiin Dresdenin Teknillisen Korkeakouluun, jossa Sergei Klioner korreloi Gaian kelloa maanpäälliseen aikastandardiin nähden.

Myos monet tähtiharrastajat ovat olleet kiireisiä Gaian parissa. Pyysimme seuraamaan Gaian matkaa L2 pisteeseen ja kokoelma valokuvia löytyy osoitteesta http://www.cosmos.esa.int/web/gaia/news_20131220.

Mukana on myös tämän kirjoituksen otsikkokuva, jonka otti Arto Oksanen, vanha tuttuni Helsingin opiskeluajoilta. Heti laukaisun jälkeen Gaia oli kirkas kohde, mutta kun Gaia käännettiin 45 asteen kulmaan Aurinkoon nähden, siitä tulikin haastava kohde. Arto onnistui kuvaamaan Gaian kun sen kirkkaus oli vain 19 magnitudia.

Vuodenvaihde tulee olemaan vielä aika rauhallista. Joulukuun 30. päivä Gaialle tehdään pieni radankorjaus, jotta Gaian asettuminen 7. tammikuuta kiertoradalle L2-pisteen ympärillä voidaan valmistella hyvin. Ratakorjaus on hyvä myös kalibrointia ajatellen. Jännittävin lähiaikojen tapahtuma on 2. – 4. tammikuuta, kun tähtitieteelliset instrumentit käynnistetään.

Sitä odotellessa toivotan Gaian puolesta hyvää uutta vuotta!

Timo Prusti

(Otsikkokuvan on ottanut Arto Oksanen Chilessä sijaitsevalla etäkäytettävällä kaukoputkella. Arto kirjoittaa kuvasta: "Gaia-satelliitti jatkaa edelleen matkaansa kohti havaintopaikkaansa, saavuttaen juuri 700 000 kilometrin etäisyyden eli liki kaksi kertaa Kuun etäisyyden. Satelliitti näkyi himmeänä (mag 19) liikkuvana täplänä 20 kuvan sarjassa. Oheisessa kuvassa yhdistetty kolme ensimmäistä ruutua ja Gaia merkitty ympyröillä.")