asteroidiluotain

Japanilaisluotain saapuu asteroidille – Ryugu on kuin kummallinen kuutio

To, 06/21/2018 - 18:03 Jari Mäkinen

Tämän vuoden asteroiditutkimusfiesta on alkamassa. Japanilainen Hayabusa 2 on juuri nyt saapumassa Ryugu-nimisen asteroidin luokse ja on lähettänyt siitä ensimmäisiä, hyvin jännittäviä kuvia. Tämän jälkeen amerikkalainen OSIRIS-REx saapuu Bennu-asteroidin luokse joulukuussa.

Hayabusa 2 laukaistiin matkaan joulukuun 3. päivänä vuonna 2014 ja sen noin kolme ja puoli vuotta kestänyt matka Ryugu-asteroidin luokse alkaa olla ohitse.

Ruygun tiedettiin jo etukäteen olevan noin 900 metriä halkaisijaltaan, mutta nyt sitä lähestyvä luotain on lähettänyt siitä myös kuvia. Kuvissa asteroidi näyttää kovin kulmikkaalta: se on kuin kuutio, joka pyörii hitaasti, kerran noin 7,6 tunnissa akselinsa ympäri.

Nyt keskiviikkona luotaimen etäisyys asteroidista oli vain noin 80 kilometriä ja se saavuttanee virallisen perille saapumisen rajapyykin, 20 kilometriä, 27 kesäkuuta.

Lähestyminen tapahtuu hitaasti, koska luotaimen ja asteroidin välinen etäisyys on hieman epävarma. Siksi tätä ennen Ryugua lähestyessään Hayabusa 2 on tehnyt siksakkia, jotta se voisi määrittää takana olevien tähtien avulla tarkasti etäisyyttään – ja samalla sen ohjaamisesta on saatu kokemusta. Matkalennossa lennonjohdolla oli helppoa, sillä luotain oikeastaan vain posotti eteenpäin ionimoottorit (kuvainnollisesti) putputtaen.

Ryugun vetovoima on noin 60 000 kertaa heikompi kuin maapallon, joten Hayabusa 2 ei voi asettua kiertämään sitä. Sen sijaan luotainta voidaan ohjata asteroidin ympärillä hieman samaan tapaan kuin Euroopan avaruusjärjestö ohjasi Rosetta-luotaintaan komeetan ympärillä. Asteroidi tosin on helpompi paikka siinä mielessä, että se ei suihki kaasua ja hitusia samassa määrin ympärilleen.

Heinäkuussa luotaimella aiotaan lähestyä Ryugua jopa noin viiden kilometrin päähän, jolloin sen pinnasta saadaan parempia kuvia. Elokuussa mennään vieläkin lähemmäksi, noin kilometrin etäisyydelle.

Tähän mennessä kuvista on saatu selville jo pääpiirteitä Ryugun olemuksesta. Se on kulmikas ja sen pinnalla on paljon yksityiskohtia, kuten noin 150 metriä pitkä kivimuodostelma. Sen "päiväntasaajalla" on pieniä kohoamia ja lisäksi pinnalta on havaittu kraatterimaisia painautumia.

Myöhemmin tänä vuonna luotain hivuttautuu jopa ihan asteroidin kylkeen kiinni ja koettaa napata siitä näytteen. Se tapahtuu tötteröllä, joka työnnetään kiinni pintaan luotaimen kyljestä. Hayabusa 2:n edeltäjä Hayabusa 1 koetti tätä vuonna 2005 ja onnistui vain osittain, koska luotaimella oli monia teknisiä ongelmia. Hayabusa 2 on ykkösen paranneltu versio ja ainakin tähän saakka se on toiminut hyvin.

Hayabusa 2:n näytteenottolaite

Näyte otetaan tällaisella noin metrin pituisella tötteröllä. Luotaimesta singotaan asteroidin pintaan pieni kuparista tehty ammus, jolloin pieniä palasia pinnalta sinkoaa pinnasta ja ne johtuvat – toivottavasti – luotaimessa olevaan näytekapseliin. Näytettä koetettaneen ottaa syys-lokakuussa.


Hayabusa 2:ssa on mukana luonnollisesti kameroita ja muita tutkimuslaitteita, joilla asteroidin pintaa kuvataan ja mitataan. Lisäksi sillä on neljä pientä laskeutujaa, jotka singotaan Ryugun pinnalle. Näistä yksi on saksalais-ranskalainen: 22-kiloinen MASCOT on pieni laboratorio, joka tutkii pinnan koostumusta. Se on käytännössä samanlainen kuin oli mukana Rosetta-luotaimen Philae-laskeutujassa.

Nykyisen suunnitelman mukaan MASCOT irrotetaan luotaimesta lokakuun alussa. Laskeutuminen asteroidin pinnalle on varsin yksinkertaista, sillä pienessä painovoimassa se vain vajoaa alas irrotuksen jälkeen. MASCOT tosin saattaa pompata takaisin ylös ja tehdä useampiakin pomppauksia ennen asettumistaan paikalle.

Jos kaikki sujuu suunnitelman mukaan, Hayabusa 2 jättää hyvästit Ryugulle vuoden 2019 lopussa ja suuntaa noin gramman massainen näytelasti mukanaan kohti Maata. Näytekapseli putoaa Australian aavikolle samaan tapaan kuin Hayabusa 1:llä, ja tämä tapahtuu toivottavasti joulukuussa 2020.

MASCOTin mallikappale.

Työntäkää ne asteroiditörmäysuutiset nenäänne: Bennu ei varmasti osu Maahan vuonna 2135

Ma, 03/19/2018 - 12:41 Jarmo Korteniemi
Lennokas kuva Bennun pommittamisesta ydinaseella. Kuva: Nasa

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.

Bennu

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)

Video: OSIRIS-RExin lento selitettynä ällistyttävän yksinkertaisesti

Jos kaikki käy suunnitelman mukaan, lähtee pieni OSIRIS-REx -niminen luotain nyt yöllä Suoman aikaa avaruusmatkalle Floridasta, Cape Canaveralista. Matka on eräs jännimmistä luotainlennoista pitkiin aikoihin, sillä tarkoituksena on käydä hakemassa pieni palaneen asteroidista laboratorioissa tutkittavaksi. 

Yllä oleva video kertoo (englanniksi) mistä lennossa oikein on kyse: miksi kannattaa lentää kahden vuoden ajan kohti asteroidia, napata siitä matkaan näyte ja tulla sitten takaisin Maahan?

Jos haluat lukea lisää lennosta, niin se onnistuu täällä: Bennulle ja takaisin.

Didykuun pinnalle tähtäävä laatikkomaskotti

La, 06/11/2016 - 15:26 Jari Mäkinen
Mascot 2


Berliinin ILA- ilmailu- ja avaruusmessuilla on perinteisesti ollut varsin paljon avaruustekniikkaa, eikä tämänvuotinen näyttely ollut poikkeus. Vaikka mitään suurta – Ariane 6:n isokokoisen mallikappaleen lisäksi – ei ollutkaan tarjolla, oli pieniä knoppeja paljon. Kuten esimerkiksi MASCOT 2, joka saattaa olla seuraava eurooppalainen luotainlaskeutuja aurinkokunnan pienkappaleen pinnalle.


ILA ESA pohtii parhaillaan erilaisia vaihtoehtoja 2020-luvun alussa tehtäviksi luotainlennoiksi, ja eräs johtava ehdokas on varsin kunnianhimoinen lento asteroidia tutkimaan.

AIM, eli Asteroid Impact Mission, haluaisi törmätä nimensä mukaisesti astroidiin. Ehdotuksen mukaan AIM lähtisi matkaan lokakuussa 2020 ja lentäisi asteroidi Didymoksen luokse, joka tulee suhteellisen lähelle Maata vuonna 2022. Etäisyyttä silloin on "vain" 16 miljoonaa kilometriä.

Erityisen kiinnostavan Didymos-asteroidista tekee se, että se on itse asiassa kaksi astroidia: noin 800 metriä halkaisijaltaan olevaa asteroidia kiertää noin 170-metrinen kuu, jota kutsutaan tuttavallisesti Didymooniksi, eli Didykuuksi. Halkaisijaltaan kuu on siis jotakuinkin ruotsinlaivan pituuden luokkaa ja itse emoasteroidi kuin Tampereen ydinkeskusta Särkänniemestä Koskikeskukseen.

Juuri Didykuu on lennon pääkohteena. Sitä tutkitaan kameroin ja tutkalaitteistolla, joilla pyritään kartoittamaan sen pinta ja sisukset mahdollisimman tarkasti. Lisäksi sen pinnalle on tarkoitus lähettää pieni, kompakti laskeutuja, MASCOT 2.

Koska Saksan ilmailu- ja avaruustutkimuskeskus DLR vastaa MASCOTin tekemisestä, oli se esillä ILA:ssa heidän osastollaan.

Nimi MASCOT tulee sanoista Mobile Asteroid Surface Scout, eli "liikkuva astroidin pintatiedustelija", mikä kertoo varsin suoraan mistä on kyse: luotain lähettää sen asteroidin pinnalle tutkimaan sitä läheltä. Laitteessa on eri aallonpituuksilla toimivia kameroita ympärille ja alas katsomiseen, magnetometri magneettikentän mittaamiseen ja mikroskooppi, jolla se pystyy tutkailemaan pinta-aineen hitusia hyvin tarkasti.

Radiolähettimiä ja -vastaanottimia voidaan käyttää tietojen välittämisen lisäksi tutkana, jolla voidaan sondata pinnan alla olevia kerrostumia.

MASCOT 1 on parhaillaan matkalla japanilaisen Hayabusa 2 -luotaimen mukana ja sen on tarkoitus päästä toimeen vuonna 2018. Ykkösen käytännössä samanlainen, tosin hieman päivitetty versio on tarjolla AIM-lennolle.

Kooltaan laite on 30 x 30 x 20 cm ja sen massa on noin kymmenen kiloa, mistä kolmisen kiloa on tutkimuslaitteita.

Pinnalle saavuttuaan se voi myös liikkua: pienen moottorin ja iskurin avulla MASCOT voi ponnauttaa itsensä useita kymmeniä metrejä pitkiin, heikossa asteroidin painovoimakentässä hitaisiin hyppäyksiin. Näin se pystyy tekemään mittauksiaan ja tutkimuksiaan useammassakin paikassa.

Siinä missä MASCOT 1:n eliniäksi arvioidaan vain noin 16 tuntia, voi kakkonen olla toiminnassa periaatteessa hyvinkin pitkän aikaa sen pinnalla joka puolella olevien aurinkopaneelien avulla.

Lisäksi pikkusatelliitteja ja törmääjä!

Laskeutujan ja itse AIM-luotaimen lisäksi suunnitelmassa on paljon muutakin.

Suomalaisittain kiinnostavia ovat mukaan laitettavat pienet cubesat-tyyppiset satelliitit, tai pikkuluotaimet, joita voi olla kaksikin kappaletta. Aalto-1 -satelliitin tekijät ovat mukana hahmottelemassa näitä, ja voi hyvinkin olla, että yksi näistä cubesateista tehdään Suomessa; täältä löytyy kaikki tarvittava tietotaito satelliittirungon tekemisestä aina suorituskykyiseen, kevyeen hyperspektrikameraan ja virtapihiin, mutta tarkkaan ja pienikokoiseen tutkalaitteistoon.

AIM-luotaimen suunnitellaan käyttävän myös lasersädettä tiedonvälitykseen Maan kanssa, mikä tekee siitä teknisestikin erittäin kiinnostavan. Luonnollisesti varalla olisi perinteisiä radiolinkkejä.

AIM liittyy myös jo nyt tekeillä olevaan asteroiditörmäyslentoon. NASAn kanssa yhdessä tehtävä (tai siis tässä vaiheessa vielä ehdotettavana oleva) AIDA, eli Asteroid Impact & Deflection Assessment, aikoo törmäyttää 300-kiloisen DART:iksi kutsutun aluksen kuuden kilometrin sekuntinopeudella Didykuun pintaan ja tutkia sitä kaukaa erilaisin kameroin ja mittalaittein. 

Suunnitelman mukaan törmäys tapahtuisi kuutisen kuukautta MASCOT 2:n laskeutumisen jälkeen, joten kohdekuusta saataisiin näin hyvinkin yksityiskohtaista tietoa ennen jysäystä. Lisäksi AIM-luotain voisi myös havaita törmäystä, jonka toivotaan voivan antaa hieman lisätietoa esimerkiksi siitä, voitaisiinko mahdollisesti Maata uhkaavia kappaleita sysätä sivuun radaltaan yksinkertaisesti niihin iskeytymällä.

Asteroidiluotaimen määränpää sai nimen

Ti, 10/06/2015 - 09:21 Markus Hotakainen
Hayabusa 2 ottaa näytettä Ryugu-asteroidista

Viime joulukuun alussa laukaistu japanilaisluotain Hayabusa 2 on tähän saakka matkannut kohti asteroidia 1999 JU3. Nyt kohteena on asteroidi nimeltä Ryugu. Matkan määränpää ei ole vaihtunut, vaan se on saanut uuden, virallisen nimen.

Japanin avaruusjärjestö JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) järjesti viime kesänä kilpailun, jolla haettiin nimeä noin kilometrin mittaiselle pitkulaiselle kappaleelle.

Kilpailuun lähetettiin yli 7 300 ehdotusta, joista 30 oli "Ryugu". Se on japanilaisessa muinaistarustossa lohikäärmeen vedenalainen linna, josta sankarihahmo Taro Urashima kävi noutamassa arvokkaan lippaan.  

Nimi sopii asteroidille hyvin, sillä Hayabusa 2 tuo sieltä näytteen Maahan, ja lisäksi sen kiviaineksessa on todennäköisesti vettä. 

Viisihenkisen tutkijaraadin valitsemaa nimeä ehdotettiin LINEAR-ryhmälle (Lincoln Near Earth Asteroid Research), jolla on asteroidin löytäjänä oikeus tehdä virallinen nimiehdotus Kansainväliselle tähtitieteen unionille (IAU, International Astronomical Union).

Asteroidin nimeämisprosessi kestää yleensä kolmisen kuukautta, mutta tällä kertaa homma hoitui paljon nopeammin. Virallinen nimi "162173 Ryugu" julkaistiin Aurinkokunnan pienkappaleiden luettelossa eilen 5. lokakuuta. 

Prosessin aikana arvioitiin, täyttääkö ehdotettu nimi annetut kriteerit – sen on pohjauduttava mytologiaan – ja tarkistetaan, ettei samaa tai samankaltaista nimeä ole jo jollain toisella Aurinkokunnan kappaleella.

Hayabusa 2 saavuttaa Ryugu-asteroidin suunnitelmien mukaan kesällä 2018, asettuu sitä kiertävälle radalle ja jatkaa tutkimuksia seuraavan vuoden lopulle saakka. Luotain palaa Maan läheisyyteen joulukuussa 2020 ja tuo mukanaan näytteen asteroidin pintamateriaalista.

Nimeämisestä kerrottiin JAXAn uutissivulla.

Kuva: JAXA