Akatsuki

Kaikki hyvin Venuksessa – japanilaisluotain lähetti kuvia

To, 12/10/2015 - 11:29 Jari Mäkinen
Venus Akatsukin kuvaaman

Viime sunnuntain ja maanantain välisenä yönä Suomen aikaa Venusta kiertämään saapunut japanilainen Akatsuki-luotain on kunnossa ja kiertää tällä hetkellä pilvin peittämää naapuriplaneettaamme soikealla kiertoradalla.

Japanin avaruustutkimusviraston JAXA:n mukaan luotain toimii hyvin ja se on ottanut ensimmäiset kuvansa Venuksesta kiertoradaltaan. Otsikkokuvassa on ultraviolettisäteilyn aallonpituusalueella maanantaina aamulla otettu kuva noin 72 000 kilometrin etäisyydellä Venuksesta.

Nykyisellä radallaan luotan etääntyy planeetasta jopa 440 000 kilometrin päähän ja tulee lähimmillään noin 400 kilometrin etäisyydelle sen pinnasta. Kiertoaika tällä hyvin soikealla radalla on 13 Maan vuorokautta ja 14 tuntia. Se on vain noin kolme astetta kallellaan Venuksen päiväntasaajaan verrattuna.

Luotaimen rataa muutetaan vähitellen vähemmän soikeaksi. Tavoitteena on rata, jolla kiertoaika on yhdeksän (Maan) vuorokautta. 

Samalla myös kaikki luotaimen tutkimuslaitteet otetaan käyttöön, testataan ja kalibroidaan. Ultraviolettialueella, infrapuna-alueella ja näkyvän valon alueella toimivat kolme kameraa ovat jo olleet toiminnassa, kun taas kolme muuta mittalaitetta otetaan vasta nyt käyttöön. Näitä ovat toinen infrapunakamera, salamointia ja ilmahehkua tutkiva kamera sekä luotaimen radiolähetintä hyväksi käyttävä koejärjestely.

Luotain siis pystyy kuvaamaan viidellä kamerallaan Venusta laajalla aallonpituusalueella ultravioletista infrapunasäteilyyn saakka. Venuksen tapauksessa ultraviolettihavainnot ovet erityisen tärkeitä, koska niiden avulla voidaan kartoittaa hyvin kaasukehää ja esimerkiksi siinä olevaa rikkidioksidia. Infrapunaisen avulla puolestaan voidaan saada selville pilvikerroksen rakenteita sekä nähdä joissain tapauksissa jopa planeetan pinnalle saakka.

Rutiininomaisten havaintojen tekeminen on tarkoitus aloittaa ensi huhtikuussa.

Akatsuki onnistui Venukseen saapumisessa

Ma, 12/07/2015 - 10:27 Jari Mäkinen
Akatsuki-luotain Venusta kiertamassa (taiteilijan näkemys)

Japanin avaruustutkimushallinto JAXA kertoi aamulla, että Akatsuki-luotain on käyttänyt ohjausrakettimoottoreitaan suunnitellulla tavalla viime yönä ja asettunut näin Venusta kiertävälle radalle. 

Luotain toimii normaalisti ja moottoreiden 20 minuuttia kestänyt poltto sujui suuri aiotulla tavalla. Aivan täsmällistä kiertorataa ei ole vielä kuitenkaan voitu vahvistaa, mutta se tapahtuu todennäköisesti tänään – luotain on joka tapauksessa nyt Venusta kiertävällä radalla ja se on päässyt viimein perille tutkimaan pilvien peittämää naapuriplaneettaamme.

Kuten kerroimme eilen illalla ja aiemmassa ennakkojutussamme, oli kyseessä jo toinen kerta, kun Akatsuki yritti asettua kiertoradalle Venuksen ympärillä. Ensimmäisellä yrityksellä joulukuussa 2010 luotaimen päämoottori ei toiminut kunnolla, joten luotain jatkoi lentoaan Venuksen ohitse.

Japanilaiset onnistuivat kuitenkin pitämään vain parin vuoden tutkimuksia varten suunnitellun luotaimensa toiminnassa ja ohjasivat sen radalle, joka toi sen uudelleen sopivalle etäisyydelle Venuksesta, jotta kiertoradalle asettumista voitiin yrittää uudelleen.

Koska päämoottoriin ei voitu enää luottaa, päätettiin ratamuutos tehdä neljän ohjausrakettimoottorin voimin. Se kuluttaa luonnollisesti ohjaamiseen tarvittavaa polttoainetta ja lyhentää mahdollisesti tutkimusaikaa Venuksessa, mutta ilman polttoa tutkimusta ei olisi voitu tehdä lainkaan.

Lennonjohdolla oli myös varasuunnitelma: mikäli ohjausmoottorit eivät olisi toimineet suunnitellusti, olisi luotain kääntynyt automaattisesti ympäri ja koettanut käyttää toisella puolella olevia ohjausmoottoreitaan. Laatikkomaisen luotaimen joka kulmassa on yksi ohjausrakettimoottori.

500-kiloisesta Akatsukista tuli näin ensimmäinen Japanin luotain toista planeettaa kiertämässä. 

ESAn Venus Express oli tätä ennen viimeinen Venusta kiertänyt luotain. Se tutki planeettaa vuodesta 2006 tämän vuoden tammikuuhun saakka. Tällä hetkellä ei ole konkreettisia suunnitelmia seuraavista Venus-luotaimista, joskin erilaisia ajatuksia 2020-luvulla mahdollisesti lähetettävistä aluksista toki on tutkijoiden haaveissa.

Kuvat: JAXA (kummatkin kuvat ovat piirroksia)

Japanilaisluotain saapumassa Venukseen

Su, 12/06/2015 - 21:34 Jari Mäkinen
Aktsuki saapumassa Venusta kiertämään

Japanilainen Akatsuki -luotain on saapumassa nyt yöllä Venusta kiertävälle radalle. Pienen, naapuriplaneettamme kaasukehää tutkimaan lähetetyn luotaimen ohjausrakettimoottorien on tarkoitus syttyä 20 minuuttia kestävään polttoon klo 00:51 Suomen aikaa.

Kuten kerroimme ennakkojutussamme marraskuussa on kyseessä jo toinen kerta, kun Akatsuki yrittää asettua kiertoradalle Venuksen ympärillä. Ensimmäisellä yrityksellä joulukuussa 2010 luotaimen päämoottori ei toiminut kunnolla, joten luotain jatkoi lentoaan Venuksen ohitse.

Japanilaislennonjohto on onnistunut saamaan luotaimen nyt toiseen yritykseen ja on käskenyt nyt luotaimen käyttämään päämoottorinsa sijaan ohjausrakettimoottoreitaan nopeuden hidastamiseen; jarrutusta tarvitaan planeettainväliseltä kiertoradalta Venuksen kiertoradalle pääsemiseen.

Luotaimen joka kulmassa on pieni ohjausrakettimoottori, joten lennonjohto on varautunut pahimman varalle siten, että mikäli nyt hidastuspoltto ei onnistu kunnolla, luotain kääntyy automaattisesti ympäri ja koettaa käyttää toisella puolella olevia ohjausmoottoreitaan.

Japanin avaruushallinto JAXA ei tiedota tapahtumista yhtä aktiivisesti kuin NASA tai ESA, ja lisäksi suurin osa tiedotteista on japaniksi, mutta saatujen tietojen mukaan luotain on kunnossa ja valmis ratapolttoon. Tiedonsiirrossa Japanin omia antenneja avustava NASAn Deep Space Network kertoo tätä juttua kirjoitettaessa, että he ovat saaneet kiinni luotaimen signaalista ja ottavat vastaan sen statustietoja. Kaikki näyttää hyvältä.

JAXA kertoo pitävänsä aamuyöllä klo 5 Suomen aikaa tiedostustilaisuuden ja palaamme asiaan huomenna aamulla.

Onnea, Akatsuki!

Epäonninen Akatsuki on saapumassa jälleen Venukseen

To, 11/19/2015 - 23:35 Jari Mäkinen
Akatsuki-luotain Venuksne luona piirroksessa

Japanilainen Akatsuki on epäonninen luotain, jonka piti asettua kiertämään Venusta joulukuussa 2010. Viallisen venttiilin vuoksi sen päämoottori ei toiminutkaan tuolloin suunnitellulla tavalla, joten  noin 500-kiloinen luotain hujahtikin planeetan ohitse eikä jäänyt sitä kiertämään.

Nyt, viittä vuotta myöhemmin, Akatsuki on jälleen lähestymässä Venusta, ja japanilaiset aikovat yrittää päästä kiertoradalle käyttämällä luotaimen ohjausrakettimoottoreita. 

Tarkoituksena on sytyttää neljä kaikkiaan kahdeksasta pienestä rakettimoottorista  7. joulukuuta 20 minuuttia ja 33 sekuntia kestävään polttoon, jonka ansiosta luotain jäisi kiertämään Venusta hyvin soikealla radalla, joka matalin kohta olisi juuri ja juuri planeetan kaasukehän yläpuolella ja kaukaisin piste usean sadan tuhannen kilometrin päässä.

Japanin avaruushallinnon JAXAn ja luotaimen tieteellisestä toiminnasta vastaavan Japanin kansallisen avaruustutkimusinstituutin mukaan luotaimen systeemit toimivat hyvin (päärakettimoottoria lukuun ottamatta). Lennonjohto suoritti luotaimen ohjausmoottorien avulla ratamuutoksen lokakuun 11. päivänä, jonka seurauksena Akatsuki on nyt tarkasti kurssissa kohti Venuksen kiertoradalle asettumista.

Uusi yritys jäädä kiertämään Venusta

Tarkoituksena on käynnistää ohjausmoottorit joulukuun 7. päivänä noin 541 kilometrin korkeudessa. Luotaimen ohjausmoottoreita ei ole suunniteltu tällaiseen ratamuutokseen ja lennonjohto pitää niiden käyttämistä riskaabelina, mutta silti yrittämisen arvoisena: muutoin luotaimesta ei olisi juurikaan hyötyä, sillä se lentäisi jälleen Venuksen ohi planeettainväliseen avaruuteen.

Lisäksi kahden vuoden toimintaa varten suunniteltu luotain on ollut jo kaikkiaan viisi ja puoli vuotta avaruudessa, joten se saattaa rikkoontua muutenkin lähes milloin vain.

Jotta Venuksen kiertoradalle asettuminen onnistuisi varmemmin, on lennonjohto ruiskuttanut ulos avaruuteen 65 kilogrammaa luotaimen polttoainetta, jotta se tulisi kevyemmäksi. Valitettavasti se vaikuttaa luotaimen myöhempään käyttöön, mutta jälleen tässä tilanteessa käyttämättömän polttoaineen dumppaaminen on järkevä temppu.

Akatsuki laukaistiin matkaan Japanin Tanegashiman rakettikeskuksesta H-IIA -kantoraketilla toukokuun 20. päivänä vuonna 2010 ja se saapui Venuksen luokse 6. joulukuuta 2010. Silloin sen päärakettimoottorin piti toimia 12 minuutin ajan, jotta luotain olisi asettunut kiertämään Venusta, mutta se sammui venttiilivian vuoksi toimittuaan vain hieman alle kolme minuuttia.

Lennonjohdossa onnistuttiin kuitenkin sen jälkeen luotaamaan Akatsuki radalle, jolla se voisi yrittää uudelleen nyt joulukuussa 2015.

Matkansa aikana luotain joutui suunniteltua lähemmäksi Aurinkoa ja siksi se kuumeni enemmän kuin oli tarkoitettu. Ylimääräinen lämpökuorma oli jopa 37% suurempi kuin luotaimen osat oli suunniteltu kestämään. Akatsuki ja sen herkät tutkimuslaitteet kestivät kuitenkin rasitukset.

Nyt suunnitteilla oleva kiertorata Venuksen ympärillä on korkeammalla ja soikeampi kuin alun perin suunniteltu, minkä vuoksi luotaimen tieteelliset tulokset tulevat olemaan parhaimmillaankin huonompia kuin oli odotettu. Parempi kuitenkin näin kuin ei mitenkään.

Tähtäimessä hyvin soikea kiertorata

Aluksi Akatsuki tulee kiertämään Venuksen kerran 15 Maan vuorokaudessa – jos kaikki sujuu hyvin – ja rataa muutetaan hieman paremmaksi ensi maaliskuussa, jolloin kiertoajaksi tulee yhdeksän vuorokautta. Alun perin kiertoajan piti olla 30 tuntia.

Lennonjohto komentaa luotaimen ottamaan kuvia Venuksesta heti suunnitellun ratapolton jälkeen, jotta planeetasta saataisiin tehtyä havaintoja myös siinä tapauksessa, jos poltto ei onnistu ja luotain lentää jälleen Venuksen ohi.

Näin tehtiin myös vuonna 2010, jolloin tuloksena oli muun muassa alla olevat eri aallonpituuksilla otetut kuvat Venuksesta. 

Etäisyys planeettaan oli kuvien ottamisen aikaan noin 600 000 km.

Näkee jopa planeetan pinnalle?

Akatsukin tärkein tehtävä on tutkia Venuksen kaasukehää. Sen viisi kameralaitteistoa on suunniteltu kuvaamaan mm. matalalla olevia pilviä ja kartoittamaan vesihöyryä sekä hiilimonoksidia, eli häkää.

Toiveissa on saada myös infrapunahavaintoja pinnalta, joiden perusteella voitaisiin paikantaa toimivia tulivuoria. Myös noin vuosi sitten toimintansa lopettanut Euroopan avaruusjärjestön Venus Express yritti tätä – ja onnistuikin jossain määrin.

Ultraviolettivalon alueella toimiva kamera puolestaan saattaa selvittää rikkidioksidin liikkeitä ja levinneisyyttä kaasukehässä.

Viiden “ylimääräisen” lentovuoden aikana japanilaisinsinöörit ovat virittäneet kameroidensa ohjelmistoja siten, että ne toimivat paremmin uudelta, korkeammalla olevalta kiertoradalta. Toiveena on tehdä havaintoja ainakin kahden vuoden ajan, kuten alun perin suunniteltiin.

Jos ratamanöveeri onnistuu, tulee Akatsukista ensimmäinen japanilainen muuta planeettaa kuin Maata kiertävä luotain.

Akatsuki 3D-kuvana

Akatsuki on noin 1,5 x 1 x 1,4 metriä kooltaan oleva laatikko, mistä sojottaa sivuille kaksi aurinkopaneelia, joiden kokonaispinta-ala on 1,4 m2 (15 sq ft). Paneelit tuottavat noin 700 W:n tehon Venuksen etäisyydellä Auringosta. Luotaimen massa laukaisun aikaan oli 518 kg, ja siitä tieteellisiä tutkimuslaitteita oli 34 kg.