Cygnus aloittaa varsinaisen lähestymisen vasta miehistön saavuttua perille ja sen on tarkoitus saapua aseman lähelle sunnuntaina noin klo 13.05 Suomen aikaa. Silloin alus napataan kiinni avaruusaseman robottikäsivarrella ja kiinnitetään telakointiporttiin.

Tämän, jo viidennen Cygnus-aluksen mukana asemalle viedään 2209 kiloa rahtia sekä aluksen ulkopuolella 83 kilogramman edestä pieniä Cubesat-luokan satelliitteja. 

Tästä tutkimuslaitteista on 498 kg, ruokaa, vaatteita ja muuta astronauteille tulevaa rahtia 585 kg, varaosia 1023 kg, avaruuskävelyillä tarvittavia varusteita viisi kiloa, tietokonelaitteita 56 kg ja aseman venäläiselle puolelle tulevia osia 42 kg.

Mukana tässä on myös koululaisten koejärjestelyyn kuuluvia siemeniä, joista kerroimme enemmän edellisessä jutussamme: Siemenkuljetus avaruusasemalle lähtövalmiina. Linkki juttuun on myös alla.

Nyt entisen sukkula-astronautin mukaan S.S. Alan Poindexteriksi kutsuttu Cygnus on tarkoitus laukaista matkaan ensi iltana paikallista aikaa, Suomen ajan mukaan yöllä klo 2.40.33, eli jotakuinkin samaan aikaan kun avaruusasema kulkee radallaan juuri Virginiassa, Yhdysvaltain itärannikolla olevan Wallops-saaren laukaisukeskuksen päältä.

Sääennuste illaksi on lupaava, sillä suotuisan sään todennäköisyys on 95 %.

Laukaisun lykkäyksistä on se haitta, että alus joutuu nyt laukaisunsa jälkeen – jos se pääsee siis matkaan ensi yönä – viivyttelemään avaruudessa sunnuntaihin saakka, koska tässä välissä asemalle laukaistaan miehitetty Sojuz-alus Baikonurista. Sojuz MS-02 -aluksen on tarkoitus telakoitua avaruusasemaan perjantaina.

Lennosta tekee erityisen kiinnostavan se, että kysessä on Antares-kantoraketin ensimmäinen lento lokakuussa 2014 tapahtuneen onnettomuuden jälkeen. Tuolloin syynä dramaattiseen, laukaisualustan päällä tapahtuneeseen, Cygnus-aluksen tuhonneeseen onnettomuuteen olivat raketissa käytetyt venäläiset AJ26-rakettimoottorit. Nyt moottorit on vaihdetut toisiin venäläismoottoreihin, luotettavammiksi todettuihin RD-181 -moottoreihin. 

Kaksi edellista Cygnus-alusta lähetettiin avaruuteen Atlas 5 -kantoraketeilla.

Eilisillan kuluessa lennonjohto oli yhteydessä TGO-luotaimeen onnistuneen Schiaparellin irrotuksen jälkeen. Aivan kaikki ei kuitenkaan mennyt suunnitelman mukaan.

Siinä missä ensimmäinen tieto irtoamisen onnistumisesta saatiin TGO:n lähettämän kantoaallon Doppler-siirtymän seurannan avulla, ei luotain siirtynytkään lähettämään telemetriatietoja silloin, kun sen olisi pitänyt. Luotain lähetti koko manöveerin ajan siis "tyhjää" radiosignaalia, johon ei oltu koodattu mukaan mitään tietoja. Sen tehtävänä oli lähinnä kertoa, että luotain on toiminnassa, ja toimia Doppler-analyysin pohjana.

Suunnitelman mukaan TGO:n olisi pitänyt alkaa lähettää tietoja tilastaan – ja muun muassa laskeutujan irtoamisesta – heti toimenpiteen jälkeen, mutta näin ei käynyt. Pienen viiveen jälkeen telemetriatiedot ilmestyivät mukaan, eikä sen jälkeen TGO:n toiminnassa havaittu omituisuuksia. Tällaiset pienet asiat kuitenkin aiheuttavat harmaita hiuksia lennonjohdossa, joten asiaa tutkitaan nyt tarkemmin.

Schiaparelli asettui puolestaan irtoamisen jälkeen horrokseen, jotta se voi säästää virtaa laskeutumiseen ja toimintaan Marsin pinnalla. 

Shenzhou-11 -lennon miehistönä ovat Jing Haipeng ja Chen Dong, joista Jing on jo varsinainen konkari: 50-vuotiaalle entiselle hävittäjälentäjälle kyseessä on jo kolmas matka avaruuteen. Tätä ennen hän on lentänyt Shenzhou-7 -lennolla syyskuussa 2008 ja Shenzhou-9 -lennolla maaliskuussa 2012.

Chen on puolestaan ensikertalainen. Vuonna 1978 syntynyt lentäjä otettiin mukaan avaruuslentäjäkoulutukseen vuonna 2010 ja hänet nimitettiin tälle lennolle viime kesänä.

Sen jälkeen hän ja Jing ovat harjoitelleet aktiivisesti lentoaan varten. He tulevat telakoitumaan avaruudessa viime kuussa laukaistuun Tiangong-2 -avaruusasemaan ja työskentelevät siellä kuukauden ajan. 

Euroopan avaruusoperaatiokeskuksen lennonjohtajat iloitsivat tapahtumaa tyypillisen ilmeettömään ja tasavarmaan tyyliinsä taputtamalla vähän aikaa ja siirtymällä saman tien takaisin varmistamaan luotaimesta saatavaa signaalia.

Signaaleita irtaantumisesta saatiin itse asiassa useita, sillä tapahtumaa seurattiin suurilla radioteleskoopeilla ympäri maailman. Ne pystyivät luotaimen radiosignaalin pienenpientä Doppler-siirtymää tarkasti tutkimalla varmistamaan sen, että luotain oli liki 600 kilogrammaa kevyempi ja vaappui hieman irtaantumisen jälkeen. 

Jos laskeutuja olisi jäänyt jostain syystä kiinni luotaimeen, ei se olisi voinut asettua kiertämään Marsia, koska se olisi ollut ylipainoinen. Mikäli irrotus ei olisi onnistunut, olisi lennonjohto voinut tosin yrittää vielä uudelleen ja esimerkiksi voinut heiluttaa luotainta, jotta laskeutuja olisi voinut irtaantua – lukuisille varasuunnitelmille ei onneksi ollut nyt tarvetta.

Lennon seuraava merkkitapaus on ensi aamuyönä, kun kiertoradalle suuntaava luotan muuttaa rataansa nykyiseltä törmäyskurssilta. Se tekee hieman alle kaksiminuuttisen polton rakettimoottorillaan klo 5.42 huomenna aamulla.

Sen jälkeen odotetaankin keskiviikon iltapäivää, jolloin Schiaparelli laskeutuu Marsiin ja TGO asettuu planeetan kiertoradalle. 

Seuraava suuri tutkimusmatka Marsiin on näin oikeasti alkamassa!

Laskeutuminen kestää vain vajaat kuusi minuuttia

Laskeutuminen alkaa siis noin keskiviikkona klo 17.42 Suomen aikaa, ja signaalilta kestää kulkea 9 minuuttia ja 34 sekuntia Marsista Maahan – vahvistukset tapahtumille saadaan tuolloin siis tuon verran myöhemmin.  

Laskeutuja alkaa tuntea kaasukehän vaikutuksen 121 kilometrin korkeudessa, jolloin sen nopeus on vielä 21000 km/h. Sen jälkeen tapahtumat etenevät hyvin nopeasti: lämpökilpi suojaa alusta kaasukehän kitkakuumennukselta ja kitka hidastaa voimakkaasti vauhtia. Noin 11 kilometrin korkeudessa pinnasta nopeus on vielä 1700 km/h. Silloin yliäänen nopeudella toimiva laskuvarjo avataan. 40 sekunnin päästä tästä lämpökilpi irtoaa, ja laskeutujan tutka pystyy näkemään alas Marsin pintaan; se mittaa tästä eteenpäin korkeutta ja nopeutta.

Nyt nopeus on 320 km/h ja korkeutta on seitsemän kilometriä.

Vain minuuttia myöhemmin, 1,2 kilometrin korkeudessa, kun nopeutta alaspäin on vielä noin 250 km/h, laskeutuja irtaantuu sitä suojanneen kuoren yläosasta (alaosa oli suojakilpi, joka irrotettiin jo aiemmin). Samalla kuoreen kiinnitetty laskuvarjo irtaantuu, joten nyt Schiaparelli on vapaassa pudotuksessa. Tätä kestää vain sekunnin ajan, sillä sen jälkeen laskeutuja käynnistää yhdeksän pientä rakettimoottoriansa, joiden hidastamana se laskeutuu alaspäin. 

Noin kahden metrin korkeudessa rakettimoottorit jarruttavat nopeuden nollaan, eli Schiaparelli leijuu paikallaan hetken, kunnes moottorit sammutetaan, ja laskeutuja kopsahtaa pintaan. Sen alaosa on tehty iskua vaimentavaksi, mutta nopeuskaan ei ole enää varsin suuri: vain pari metriä sekunnissa, eli tyypillinen kävelyvauhti.

Aikaa kaasukehään saapumisesta Meridani-tasangon pinnalle iskeytymiseen kuluu vain hieman alle kuusi minuuttia. Laskeutuminen tapahtuu – jos kaikki käy hyvin – klo 17.47 Suomen aikaa.

Koko laskeutumisen ajan Schiaparelli lähettää viestejä tapahtumien kulusta ja paitsi että ne kuullaan Maassa, niin myös Marsia kiertävä Mars Express ja kiertoradalle samaan aikaan asettuva TGO tallentavat kaiken liikenteen.

Pinnalla Schiaparelli tulee toimimaan vain muutaman päivän ajan akuissaan olevan sähkön voimin. Kyseessä on pääasiassa laskeutumisdemonstraattori, mutta lisäksi se tekee pinnalla mittauksia mm. suomalaistekoisin mittalaittein. 

Juno kiertää nyt Jupiteria hyvin soikealla radalla, jolla sen kiertoaika planeetan ympäri on 53,4 vuorokautta. Juno on ensi keskiviikkona tämän radan Jupiteria lähimmässä kohdassa, ja sen aikana oli aikomus käyttää luotaimen rakettimoottoria 22 minuutin ajan ratanopeuden hidastamiseen.

Kun hidastus tehdään radan planeettaa lähimmässä kohdassa, se tuo radan kaukaisinta pistettä alemmaksi ja lyhentää kiertoaikaa, tässä tapauksessa 14 vuorokauteen.

Tällä radalla Juno olisi voinut aloittaa jatkuvan Jupiterin havaitsemisen. Nykyisellä radallaan kunnollisia havaintoja voidaan tehdä vain lähellä Jupiteria – paitsi muutamia mittauksia, jotka kertovat millainen on avaruus kauempana planeetasta.

Keskiviikon ohilento aiotaan tosin nyt käyttää tutkimuksen tekemiseen, eli luotaimen kaikki kamerat ja mittalaitteet ovat silloin päällä ja suunnattuna Jupiteriin. Tuloksena on todennäköisesti siten uusia, kiinnostavia kuvia Jupiterista ja sen pilvipinnasta.

Ratamuutoksen aikaan luotain olisi keskittynyt vain siihen, eikä tutkimuslaitteita olisi pidetty päällä. Näin tutkijoille tämä on kiinnostava ylimääräinen bonus, sillä lopullisella tutkimusradallaan luotain ei tule enää näin lähelle planeettaa.

Edellisestä ohilennosta elokuun 27. päivänä oli tuloksena erittäin kiinnostavia kuvia ja tietoja. Uuden ohilennon lentosuunnitelmaa harsitaankin kokoon nyt tuon edellisen lähiohituksen kokemusten perusteella.

Seuraavan kerran Juno on lähellä Jupiteria joulukuun 11. päivänä, ja toivottavasti ratamuutos voidaan tehdä silloin. 

Sen jännittävä rengassysteemi on säteeltään jopa 90 miljoonaa kilometriä, eli noin 200 kertaa suurempi kuin Saturnuksella.

Valonvaihteluiden avulla on voitu päätellä, että renkaissa on vyöhykkeitä samaan tapaan kuin Saturnuksella, ja renkaissa on ainakin yksi kookkaampi aukko: se on noin 61 miljoonan kilometrin päässä planeetan keskustasta ja sen saanee aikaan hieman maapalloa kevyempi planeettaa kiertävä kuu.

Uutta: renkaat kiertävät "väärään" suuntaan

J1407b on nyt ajankohtainen jälleen siksi, että japanissa supertietokoneiden parissa työskentelevä Steven Rieder ja Leidenin observatoriossa, Alankomaissa, oleva Matthew A. Kenworthy julkaisivat juuri planeettaa koskevan kiinnostavan tutkimuksen Astronomy & Astrophysics -lehdessä.

Heidän tutkimuksensa perustuu jännittävään simulaatioon tilanteesta, missä J1407b tulee radallaan lähelle tähteä, kuten tapahtuu aina välillä. Aiemmin oli arvioitu, että tähden pitäisi hajottaa renkaat vetovoimallaan, mutta simulaatio osoittaa, että näin ei tapahdu, jos renkaat kiertävät planeettaansa vastakkaiseen suuntaan kuin planeetta kiertää tähteään.

Tämä on varsin harvinaista, sillä kaikki planeettoja kiertävät kappaleet asettuvat normaalisti kiertämään niitä samaan suuntaan kuin planeetta kiertää keskustähteään. Ongelmana onkin nyt se, miten ihmeessä renkaat ovat voineet kääntyä kiertämään "väärään" suuntaan planeettaansa. 

Renkaat eivät ole suinkaan yksi kiinteä kappale planeetan ympärillä, vaan koostuvat miljoonista eri kokoisista kappaleista, pölystä ja erilaisista hitusista, jotka ovat asettuneet kuiden paimentamana renkaan muotoon. 

Yksi vaihtoehto on se, että jossain vaiheessa planeettaan on törmännyt jokin suuri kappale, joka olisi saanut aikaan päinvastaisen pyörimisen. Samalla törmäyksessä olisi sinkoontunut avaruuteen ainetta, joka on muodostanut jättirenkaat.

Alla on kaksikon tekemä animaatio renkaan käyttäytymisestä silloin, kun se kiertää "oikeaan" ja "väärään" suuntaan.