TGO

#ihmejakumma - Kuusi luotainta kiertää Marsia

To, 10/20/2016 - 22:54 By Jari Mäkinen

Kun ExoMarsin luotainosa Trace Gas Orbiter on nyt mukavasti Marsia kiertävällä radalla, pyörii punaisen planeetan ympärillä kaikkiaan kuusi toimivaa luotainta. Kaksi niistä on Euroopasta (Mars Express, joka saapui sinne vuonna 2003, ja tuore Trace Gas Orbiter), kolme Yhdysvalloista (Mars Reconnaissance Orbiter, 2006, MAVEN, 2014, ja konkari Mars Odyssey, 2001) sekä yksi Intiasta (Mars Orbiter Mission, joka tunnetaan myös nimellä Mangalayaan, 2014).

Lisäksi planeetan pinnalla ovat toiminnassa kulkijat Opportunity (2003) ja Curiosity (2012).

Kuvassa ovat alhaalta vasemmalta myötäpäivään katsottuna MAVEN, MRO, Mars Odyssey, TGO, Mars Express ja Mangalyaan. Marsin päällä ovat Mars Exploration Rover -kulkija Opportunity vasemmalla ja Mars Science Laboratory, eli Curiosity oikealla.

Schiaparellin epäonnistumisen syy selvinnyt jo nyt?

To, 10/20/2016 - 11:35 By Jari Mäkinen

Enää ei ole epäselvyyttä siitä, että Schiaparellin laskeutuminen on epäonnistunut. Se makaa todennäköisesti murskaantuneena Marsin pinnalla – mutta miksi?

Huom! Uusimmassa asiaa käsittelevässä jutussamme on tuoreita, alla olevasta poikkeavia tietoja: Pettikö tietokone Schiaparellin?

Euroopan avaruusjärjestö piti torstaina aamulla tiedotustilaisuuden keskiviikon Marsiin saapumisen tapahtumista. Tosin jo yön aikana oli käynyt ilmi, että Schiaparelli on erittäin todennäköisesti tuhoutunut, koska sen signaali katosi noin 50 sekuntia ennen laskeutumista. 

Tämä on laimentanut iloa siitä, että laskeutujan emoalus toimii hyvin ja asettui onnistuneesti kiertämään Marsia. Huomio kun oli laskeutujassa ja sen toiminnassa.

Tiedotustilaisuudessa Andrea Accomazzo täsmensi, että "saamamme mittaustiedon mukaan laskuvarjon irtoamisen jälkeen laskeutuja ei toiminut kuten olisi pitänyt".

Tietoa laskeutujasta saatiin sen jälkeenkin ja siitä nähdään selvästi, että jarruraketit, tai ainakin osa niistä, syttyi ainakin parin sekunnin ajaksi, mutta sen jälkeen signaali katkesi noin 19 sekunnin kuluttua.

Lento siis sujui hyvin aina siihen saakka, kunnes laskuvarjo irtaantui ja jarruraketit syttyivät. 

Näyttää siltä, että laskuvarjo ja laskeutujan päällä ollut suojakansi ovat irtaantuneet hieman liian aikaisin. Myös radioteleskoopilta saadut Doppler-havainnot vahvistavat sen, että laskuvarjon irtoamisen aikaan laskeutujan nopeus ei ollut enää se, minkä se olisi pitänyt olla simulaatioiden mukaan.

Mahdollisia syitä siihen, miksi laskuvarjo ja takakansi olisivat irronneet liian aikaisin, on useita, mutta on mahdollista, että laskuvarjo ei olisi toiminut kunnolla.

Se pelkästään ei kuitenkaan selitä signaalin katkeamista. Moottorit eivät käyneet niin pitkään kuin niiden olisi pitänyt (vain pari sekuntia, vaikka niiden olisi pitänyt toimia noin 30 sekuntia), ja se saattaa johtua siitä, että luotain oli liian nopean laskeutumisen jälkeen liian matalalla. On myös mahdollista, että alus olisi pyörinyt laskuvarjojen irtoamisen jälkeen ja moottorit olisivat hidastamisen sijaan työntäneet Schiaparellin syöksyyn. 

Yön aikana laskeutujasta ei kuultu mitään, vaikka Nasan Mars Recoinnance Orbiter yritti kuunnella sitä. ESAn pääjohtaja ja muut tiedotustilaisuuden osallistujat eivät halunneet vielä kertoa, millä todennäköisyydellä laskeutuja olisi selvinnyt. 

Virallisesti siis laskeutumista ei ole vielä julistettu epäonnistuneeksi, mutta on hyvin selvää, että se ei ole onnistunut. Schiaparelliin koetaan vielä saada yhteyttä muutaman päivän ajan, mutta tuskin kovin kauaa. Laskeutujan akut kestäisivät joka tapauksessa vain kolmisen päivää, joten sen jälleen kuuntelu on turhaa.

Joka tapauksessa laskeutumisen alku sujui hyvin ja siitä on saatu paljon mittaustietoa, joten tiedotustilaisuudessa ESA pyrkikin painottamaan sitä, että kokeellisen laskeutumisen eräs tavoitteista saavutettiin, kun Marsiin saapumisen alku saatiin hyvin talteen.

Laskeutujaa pyritään etsimään tämän jälkeen myös Marsin kiertoradalla olevilla aluksilla, sillä jos aluksen hylky, laskuvarjo ja lämpökilpi saataisiin kuvattua, voitaisiin niiden sijainneista päätellä myös paljon siitä, mitä on tapahtunut. Myös muutaman kymmenen kilometrin päässä oleva Opportunity-kulkija kuvasi laskeutumisen aikaan sen suuntaan, ja voi olla, että sekin tarjoaa lisäselvyyttä asiaan. Kulkija on kuitenkin liian kaukana lähteäkseen tutkailemaan laskeutumisaluetta paikan päällä.

"Olen varma siitä, että saamme selvitettyä lopulta mitä tapahtui", totesi Accomazzo. "Se on myös tärkeä saavutus."

Ja tärkeintähän oli se, että lennon emoalus, Trace Gas Orbiter, on hyvässä kunnossa kiertämässä Marsia.

Nyt huomio kiinnittyy ensi viikolla olevaan ExoMars 2020 -lennon statuskokoukseen, missä ESA joutuu pyytämään lisää rahaa jäsenmailta lennon toteuttamiseen. Laskeutumisen epäonnistumisen jälkeen kokouksesta on tulossa kiinnostava.

ESAn laskeutumiset toisille taivaankappaleille ovat saaneet nyt toisen epäonnistumisen, kun Marsiin vuonna 2003 pyrkineen Beagle 2:n jälkeen Schiaparelli on myös tuhoutunut. Huygensin laskeutuminen Saturnuksen Titan-kuun pinnalle tammikuussa 2005 onnistui erinomaisen hyvin, ja laskeutuja toimi yllättävän pitkän aikaa hyisen kuun pinnalla. Komeetta Churyumov-Gerasimenkon pinnalle pyrkinyt Philae-laskeutuja puolestaan toimi muuten hyvin, paitsi että se ei onnistunut kiinnittymään suunniteltuun laskeutumispaikkaansa vaan pomppi jorpakkoon.

Juttua on päivitetty julkaisun jälkeen lisätiedoilla.

ExoMars on onnistuneesti Marsin kiertoradalla – laskeutuja todennäköisesti tuhoutunut

Ke, 10/19/2016 - 22:13 By Jari Mäkinen

Euroopan avaruusjärjestön ExoMars-lento saapui tänään Marsiin ja tuloksena on menestys ja epätietoisuus: lennon tärkein osa, Marsia tutkiva Trace Gas Orbiter asettui hienosti kiertämään planeettaa, mutta sen Schiaparelli-laskeutuja on todennäköisesti tuhoutunut.

Huom! Lue lisäksi tuoreempi juttu tältä aamulta:
Onko Schiaparellin epäonnistumisen syy selvinnyt jo nyt?

Kun ESAn Mars Express -luotain saapui Marsia kiertämään vuonna 2003 ja sen pieni laskeutuja Beagle 2 tuhoutui, monet kuvittelivat koko lennon olleen siinä. Nyt, 13 vuotta myöhemmin, Mars Express on edelleen toiminnassa punaisen planeetan ympärillä, ja otti vastaan signaalia Schiaparellista, uudesta laskeutujasta, joka ratsasti Marsiin TGO-luotaimen mukana.

Mars Express on ollut suuri menestystarina, ja voi olla, että TGO:sta tulee sellainen, vaikka Schiaparellin kohtalosta ei ole vielä varmuutta.

Merkit eivät ole hyviä. Laskeutujan merkkisignaalia voitiin seurata hyvin koko laskeutumisen ajan aina siihen saakka, kunnes sen olisi pitänyt irrottaa laskuvarjo ja käynnistää yhdeksän pientä rakettimoottoriaan. Aivan tarkkaa hetkeä ei vielä tiedetä, mutta signaali katkesi joka tapauksessa jo ennen kuin Schiaparelli oli laskeutunut. On vaikeaa kuvitella tilanteita, joissa laskeutuja olisi nyt planeetan pinnalla ja toiminnassa.

Joka tapauksessa yhteyttä yritetään vielä useampaan otteeseen Marsia kiertävien luotaimien kanssa, ja on luonnollisesti vielä mahdollista, että Schiaparelli ottaa yhteyttä. 

Laskeutujan menettäminen on ikävää, mutta ei suuri menetys tieteellisesti, sillä sen tehtävänä oli pinnalle päästyään "vain" tutkia kaasukehää noin kolmen päivän ajan. Laskeutuja oli tehty testaamaan Marsiin laskeutumisessa tarvittavaa tekniikkaa, ja siinä se näyttää nyt epäonnistuneen. vaikka luotain olisi toiminnassa, ei tämä tekniikka ole nyt toiminut kuten toivottiin.

Laskeutuminen Marsiin on vaikeaa, ja Schiaparelli näyttää todistaneen sen jälleen kerran. Suurin hankaluus on siinä, että koko laskeutuminen täytyy suunnitella varsin tarkasti etukäteen, eikä alus voi tehdä paljoakaan muutoksia laskeutumisproseduuriinsa, vaikka olosuhteet poikkeaisivat siitä, mitä odotettiin.

Esimerkiksi juuri parhaillaan Marsissa on käynnissä monia pölymyrskyjä, tosin sellaisen odotettiin tulevan laskeutumispaikalle vasta viikon lopussa – siis silloin, kun Schiaparelli olisi jo hiipunut.

Mahdollisesti lisätietoja saadaan myös lähellä laskeutumispaikkaa olleelta Nasan Opportynity-kulkijalta, joka kuvasi laskeutumisen aikaan juuri siihen suuntaan, missä Schiaparellin oli tarkoitus olla. Se otti kuvia 10 sekunnin välein siitä ajasta, jolloin laskuvarjon oli tarkoitus avautua. Mitään spektaakkelia eivät kuvat tarjoa edes hyvin onnistuessaan, sillä laskeutuja on kuvissa vain muutamien pikselien kokoinen.

Vaikka vahva epäilys laskeutujan epäonnistumisesta vaivaa mieltä, on emoalus TGO turvallisesti Marsia kiertävällä radalla ja se aloittaa pian työnsä Marsin kaasukehän salaisuuksien tutkimiseksi.

Siis: Euroopalla on nyt kaksi luotainta Marsia kiertämässä, ja siitä voi olla enemmän kuin tyytyväinen. Mutta samalla Eurooppa on epäonnistunut joka kerta, kun se on yrittänyt laskeutua Marsiin (tosin tämän viimeisen lauseen kohdalla kannattaa odottaa vielä huomiseen).

Mitä tänään tapahtui Marsissa? Ja mikä on laskeutujan kohtalo?

Ke, 10/19/2016 - 20:14 By Jari Mäkinen

Euroopan avaruusjärjestön ensimmäinen ExoMars-lento saapui tänään Marsiin. Lentoon kuuluva TGO-luotain asettui onnistuneesti kiertämään punaista planeettaa samalla kun sen mukana lentänyt pieni Schiaparelli-laskeutuja syöksyi Marsin kaasukehään – kenties myös sen pintaan, sillä sen kohtalosta ei ole vielä tietoa. Tällä sivulla on aikajanana se, mitä tänään tapahtui.

Seuranta alkoi klo 15:50

Viimeisin arvio tarkasta laskeutumisajasta on 17.48 Suomen aikaa.

Sekä Marsia kiertävä Mars Express että kiertoradalle saapuva Trace Gas Orbiter kuuntelevat ja tallentavat laskeutujan lähettämää signaalia. Mars Express lähettää tiedot saman tien laskeutumisen jälkeen Maahan. Marsia kiertävä Nasan Mars Reconnaissance Orbiter kuuntelee samoin laskeutumista. Signaalia kuunnellaan myös Maassa suurilla radioteleskoopeilla.

Teleskoopit eivät ota vastaan tietoja, mutta ne pystyvät seuraamaan luotaimien radiolähettimien ns. kantoaaltoja, jonka taajuudessa nopeusvaihteluiden olevia doppler-siirtymiä tarkkailemalla voidaan tietää lähes reaaliajassa mitä on tapahtumassa.

Klo 16:00: Lennonjohdon lentodynamiikkatiimi lähettää kiinnostavia knoppitietoja: Juuri nyt TGO liikkuu 22,8 kilometrin sekuntinopeudella Auringon suhteen ja 3,9 km/s (14040 km/h) Marsin suhteen. 

Klo 16:14: TGO on aloittanut jarrutuspolton, joka kestää 147 minuuttia. Tieto moottorin käynnistymisestä saadaan noin 10 minuutin kuluttua. Luotaimessa on yksi voimakas (424N) rakettimoottori, joka on toivottavasti nyt siis käynnissä.

Klo 16:15: Lennonjohto vahvistaa, että moottori käy. Kaikki OK.

Klo 16:17: "So far, so good." 

Moottori toimii nyt noin kahden tunnin ajan ja hidastaa TGO:n vauhtia yli 5500 km/h. Samalla Marsin vetovoima kääntää jo nyt luotaimen rataa ja lopulta nappaa TGO:n planeetan kiertoradalle – jos ja kun moottori on hidastanut vauhtia kuten on suunniteltu.

Klo 16:24: Yllä olevassa lähetyksessä on nyt tauko, mutta Marsissa tapahtuu. Hetken kuluttua Mars Express alkaa kuunnella Schiaparellia, joka alkaa lähettämään signaaliaan klo 16.36. Myös TGO kuuntelee laskeutujaa jarrutuspolttonsa aikana, kuten myös maanpäälliset radioteleskoopit. 

Klo 16:36: Nyt odotellaan signaalia Schiaparellista, jonka pitäisi olla nyt jo lähettämässä. Signaalia odotetaan intialaiselta suurelta radioteleskoopilta.

TGO:n moottori jatkaa toimintaansa ja seuraava tärkeä hetki on klo 17:52, jolloin Schiaparelli osuu Marsin kaasukehän yläosiin 21000 km/h:n vauhdilla. Lämpökilpi suojaa sitä kaasukehän kitkakuumennusta vastaan ja nopeus alkaa hidastua voimakkaasti. Vajaan kuuden minuutin kuluttua siitä laskeutujan tulisi olla pinnalla.

Klo 16:40: Intiasta ei ole tullut vahvistusta, mutta se ei tarkoita, että Schiaparelli ei olisi toiminnassa. Signaali on heikko ja intialaisille tämä on hyvä yritys vaativaan vastaanottoon. Virallisesti Intian teleskoopin käyttö on kokeellista.

Klo 16:43: Intian Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) on saanut Schiaparellin signaalin kuuluviin! Kaikki hyvin!

Intialaisteleskooppi näyttää tältä:

GMRT

Klo 16:44: TGO on aloittanut nyt myös Schiaparellin signaalin vastaanoton ja tallentamisen.

Schiaparelli pyörii lempeästi 2,75 kierrosta minuutissa. Tämä pyöriminen pitää aluksen hyrräliikkeen ansiosta oikeassa asennossa.

Klo 16:50: Telemetriatieto TGO:sta kertoo kaiken sujuvan suunnitelman mukaan.

Klo 17:00: Nyt odotellaan vähän aikaa – kaikki sujuu hyvin. GMRT:n mukaan Schiaparellista saadaan selvä, voimakas signaali ja TGO:n moottori toimii hyvin. Marsiin laskeutuminen tapahtuu klo 17:48 alkaen, mutta jo sitä ennen saadaan lisää vahvistuksia siitä, että kaikki on edelleen OK.

Klo 17:10: Tässä odotellessa voidaan muistella Schiaparellissa olevia suomalaislaitteita. DREAMS-tutkimuslaitteistoon kuuluvat Ilmatieteen laitoksen tekemät painetta ja kosteutta mittaavat laitteet DREAMS-P ja DREAMS-H. DREAMS on lyhenne sanoista Dust Characterization, Risk Assessment, and Environment Analyser on the Martian Surface, ja samantyyppisiä laitteita on ollut aikaisemmin mm. Nasan Curiosity-kulkijassa ja Mars Phoenix -laskeutujassa.

Laitteet perustuvat Vaisala Oyj:n anturiteknologiaan. Lisäksi nyt testataan myös uutta Ilmatieteen laitoksen tekemää mittaustietokonetta, joka perustuu autoihin kehitetyn vähävirtaisen ja kyvykkään mikrokontrolleriin. 

Pienet, kookkaan tulitikkuaskin kokoiset laitteet ovat laskeutujan yläpinnassa paikoissa, jotka näkyvät alla olevasta kuvasta, missä on myös kuva laitteista ennen niiden lähettämistä laskeutujaan asennettaviksi.

Klo 17:25: Lennonjohto vahvistaa, että TGO nauhoittaa nyt myös Schiaparellin signaalia. Se tosin lähetetään Maahan vasta huomenna; Mars Express -luotain lähettää omansa heti laskeutumisen jälkeen. Lisäksi Nasan Mars Reconnaisance Orbiter on siis nyt kuuntelemassa Schiaparellia. 

Nasa on muutenkin mukana menossa, sillä Meridiani-tasangolla oleva Opportunity-kulkija tarkkailee taivasta Schiaparellin laskeutumissuunnassa ja toivottavasti se pystyy kuvaamaan laskeutumisen pinnalta. Tästä kerrotaan tarkemmin aiemmin tänään julkaistussa jutussamme.

Klo 17:45: Schiaparelli osuu nyt Marsin kaasukehän yläosiin. Signaali tästä saadaan 9 minuutin ja 47 sekunnin päästä.

Klo 17:50: TGO:n moottori jatkaa toimintaansa normaalisti. Sen polton pituus on laskettu tarkoituksella 1,6 % "liian" pitkäksi, mikä tuo luotaimen vähän lähemmäksi, mutta turvallisesti Marsia kuin olisi aikomus. Luotain tosin mittaa hidastuvuutta koko ajan ja sammuttaa moottorin juuri oikeaan aikaan – jos siis kaikki sujuu hyvin.

Klo 17:53: Schiaparelli on nyt noin 11 kilometrin korkeudessa – jos kaikki on mennyt hyvin – ja se avaa näihin aikoihin jarruvarjonsa. Nopeus on n. 1650 km/h. Seuraavaksi  Lämpökilpi irtoaa n. 7 kilometrin korkeudessa, jolloin nopeus on n. 320 km/h.

Klo 17:55: GMRT on saanut signaalin, joka kertoo laskeutumisen alkaneen hyvin!

Klo 17:57: Signaali katosi vähäksi aikaa, kun laskeutuja oli kuuman plasman ympäröimänä, mutta GMRT sai sen kuuluviin heti sen jälkeen. Sen jälkeen signaalissa havaittiin muutos, joka kertoi laskuvarjon avautuneen.

Klo 17:59: Signaali on nyt vakaa, kun Schiaparelli laskeutuu alaspäin laskuvarjonsa varassa.

Seuraavaksi jarruvarjo irtoaa n. 1,3 kilometrin korkeudessa, nopeus 240 km/h. Sitten Schiaparelli käynnistää yhdeksän pientä jarrumoottoriaan, korkeus n. 1,1 km ja nopeus n. 250 km/h.

Kaikki tämä on siis tapahtunut jo noin 10 minuuttia sitten, koska signaali Marsista saapuu vasta nyt.

Klo 18:02: Odotamme laskeutumisesta kertovaa signaalia koska tahansa...

Klo 18:03: Schiaparellin jarrurakettien olisi pitänyt hidastaa sen nopeuden noin 2 metrin korkeudella pinnasta nollaan ja laskeutujan olisi pitänyt jäädä hetkeksi leijumaan paikallaan. Sen jälkeen sen olisi pitänyt pudota pinnalle.

Klo 18:04: Signaalia odotetaan yhä...

Klo 18:08: Tämä alkaa olla jo huolestuttavaa. Myös lennonjohdossa ollaan hermostuneita.

Klo 18:09: Signaali on siis intialaisesta radioteleskoopista saatu Schiaparellin radiomajakan lähetys, jossa olevia pieniä muutoksia on tarkkailtu ja niistä on voitu päätellä tapahtumia. Se, että laskeutumista ei ole havaittu signaalissa, ei merkitse suinkaan sitä, että laskeutuminen olisi epäonnistunut. 

Klo 18:11: Intialaiset ovat nähtävästi menettäneet signaalin kokonaan. Tilanne on huolestuttava, mutta ei välttämättä merkitse vielä mitään.

Klo 18:13: Mars Express on myös kuunnellut signaalia lähempää, Marsin kiertoradalta, ja sen lähetys Maahan on parhaillaan käynnissä. Se kertoo, mitä on tapahtunut.

Klo 18:15: Joka tapauksessa Schiaparelli on nyt asettunut horrostilaan akkujen säästämiseksi, joten sen signaali on katkennut, vaikka kaikki olisi sujunut hyvin. Samalla TGO:n jarrutuspoltto jatkuu hyvin ja sen on tarkoitus päättyä klo 18.41.

Klo 18:19: Korjaus: Mars Express oli vasta kääntämässä antenniaan kohti Maata ja alkaa lähetyksensä hetken päästä. Sen nauhoitus on otettu vastaan ja käsitelty noin 1,5 tunnin kuluttua.

Klo 18:22: Signaali kiertoradalle asettuvasta, moottoriaan edelleen käyttävästä TGO:sta on katkennut. Tämä on normaali asia, koska se kulkee radallaan Marsin reunan taakse, planeetan "toiselle puolelle".

Klo 18:26: Lennonjohtaja Paolo Ferri toteaa, että  intialaisteleskoopista tulleen signaalin katkeamisesta ei kannata tehdä vielä mitään johtopäätöksiä. Ennemminkin oli ihmeellistä, että ennen laskeutumista saatiin paljon tietoja.

Klo 17:28: TGO:n moottori on sammunut, mutta varmistusta tälle ei saada ennen kuin hieman alle tunnin kuluttua, kun luotain tulee jälleen esiin Marsin takaa.

Klo 17:32: Mars Express on nyt alkanut lähettää laskeutumisen aikana tallentamaansa signaalia Schiaparellista. Se otetaan vastaan ESAn Cerberoksessa olevalla antennilla ja vastaanoton pitäisi alkaa klo 18:40 Suomen aikaa. 

Klo 18:36: Jos kaikki on sujunut hyvin, on TGO nyt päättänyt rakettimoottorin polttonsa ja sulkenut polttoainejärjestelmänsä varoventtiilit. Moottoria ei enää tämän jälkeen voi käyttää. Se on myös avannut aurinkopaneeleitaan Marsiin saapumisen aikana paikallaan pitäneet lukot ja on kääntämässä 2,2 metriä halkaisijaltaan olevaa antenniaan kohti Maata. Näin se on valmiina ottamaan yhteyttä heti kun se tulee radallaan jälleen näkyviin Maasta Marsin toiselta puolelta.

Klo 18:44: Tänään tapahtuu myös Jupiterissa: Juno tekee lähiohituksen ja monet Nasan Deep Space Networkin antennit on suunnattu kohti Jupiteria. Madridin antenni avustaa ESAa kuuntelemalla myös TGO:ta hetken päästä. 

Klo 18:48: ESAn Cebrerosin maa-asema vahvistaa, että Mars Expressin lähetys on alkanut. Tieto siitä, mitä laskeutumisen aikana oikein tapahtui, saadaan pian!

Klo 18:55: Mars Expressin nauhoittama tiedosto laskeutumisesta on sen kokoinen kuin pitäisi olla, joten tämä on hyvä uutinen. Sen käsittely lennonjohdossa on alkanut.

Klo 18:59: Mieleen tulee Mars Expressin mukana Marsiin lentänyt laskeutuja Beagle 2, joka laskeutui vuonna 2003. Kaikki sujui hyvin aina siihen saakka, kun laskeutuja oli pinnalla: silloin se sammui ennen kuin ennätti ottaa yhteyttä Maahan. Nyt tilanne on hieman erilainen, mutta voi olla, että historia on toistanut itseään...

Klo 19:08: Mitä Schiaparellille on voinut tapahtua? Voi olla, että kaikki on sujunut hyvin, mutta vain intialaisteleskooppi kadotti signaalin. Tai voi olla niin, että laskeutuja on mennyt liian nopeasti horrokseen, joka oli suunniteltu alkamaan vasta hetkeä myöhemmin. Tai sitten laskeutuja on törmännyt Marsin pintaan: joko laskuvarjo ei ole toiminut tai jarrumoottorit eivät ole toimineet. Viimeisin GMST:n saama signaali kertoi laskeutujan olleet mukavasti laskuvarjon alla laskeutumassa alaspäin, mutta sen jälkeen tietoa ei ole.

Mars Expressin nauhoittama lähetys kertoo mitä tapahtui. Siinä ei ole mukana lainkaan telemetriatietoja, mutta signaali sinällään on paljonpuhuva.

Klo 19:19: Tietoja laskeutumistesta saadaan ihan pian...

Klo 19:21: TGO ilmaantuu myös pian jälleen näkyviin. Silloin saadaan vahvistus sille, että ratapoltto on onnistunut (tai ei). Heti yhteyden saamisen jälkeen lennonjohdon lentodynamiikkaryhmä laskee tarkan radan, jolle luotain on päätynyt.

Klo 19:28: Mars Express havaitsi myös Curiosity-laskeutujan matkaa planeetan pinnalle samaan tapaan kuin nyt Schiaparellin laskeutumista. Tuo nauhoite näytti visualisoituna tältä:

Klo 19:31: Yhteyden muodostumista luotaimeen odotetaan aivan päästä, kun TGO on tullut jälleen näkyviin.

Klo 19:35: TGO:n signaali saapui. Kaikki on OK! ... ainakin siis kiertoradalla.

Klo 19:36: ESAlla on nyt kaksi luotainta Marsia kiertävillä radoilla. Ainakin tämä osa lennosta on siis onnistunut tähän saakka erinomaisesti. TGOn signaali on hyvä ja voimakas. Tietoa Schiaparellista odotetaan vielä...

Klo 19:39: Se, että tietoa Schiaparellista ei ole vielä saatu analysoitua kokonaan, ei ole hyvä merkki. Jos kaikki olisi ollut hyvin, tieto olisi jo saatu. Mutta on liian aikaista vielä sanoa, että laskeutuja olisi tuhoutunut.

Klo 19:44: Tunnelma on nyt kuten vuonna 2003, kun Mars Express asettui Marsia kiertämään ja Beagle 2:n kohtalosta odotettiin varmuutta. TGO kiertää Marsia turvallisesti ja se on paljon tärkeämpää kuin laskeutujan onnistuminen. 

Klo 19:53: Telemetriatiedot kertovat, että TGO on erittäin hyvässä kunnossa.

Klo 19:57: Jos Schiaparelli on toiminnassa, sen pitäisi ottaa yhteys Nasan Mars Reconnaissance Orbiteriin noin puolen tunnin päästä. Silloin viimeistään tiedetään onko laskeutuja selvinnyt – tai ainakin toimintakunnossa.

Klo 20:05: Marsin pinnalla oleva Opportunity-kulkija otti kuvan Schiaparellin laskeutumisena aikaan siihen suuntaan. Tuo kuva saadaan Maahan tänään illalla klo 23:07 alkavassa yhteydessä.

Klo 20:07: Uutta kerrottavaa ei todennäköisesti tule kuin vasta noin klo 21:30. Nyt taas siis odotellaan...

Klo 20:16: Lennonjohdosta kerrotaan, että Mars Expressin lähettämä nauhoitus laskeutumisesta ei kerro mitä aivan lopuksi tapahtui. Kaikki ei ole siis mennyt kuten suunniteltiin, ja laskeutuja on joko törmännyt pintaan tai sen lähetys on katkennut jostain muusta syystä. Tieto siitä, onko Schiaparelli ollut yhteydessä MRO-luotaimen kanssa, saadaan tunnin tai parin kuluessa.

Klo 21:32: Lennonjohto vahvistaa, että TGO on hyvällä radalla ja toimii normaalisti. Se vaihdetaan nyt toiseen toimintamoodiin, missä se toimii normaalisti Marsia kiertäessä. Saapumisen aikaan luotain oli tilassa, missä se sieti varsin suuriakin epätavallisia olosuhteita, jotta se radalle asettuminen olisi tapahtunut suunnitellulla tavalla. Nyt se voi "säikähtää" pienemmästäkin, asettua varotilaan ja odottaa ohjeita Maasta, koska se kiertää Marsia turvallisella radalla.

Klo 21:37: Lennojohto: Schiaparellin signaali katkesi jo ennen laskeutumista, joten syy signaalin katkeamiseen ei voi olla iskeytyminen Marsin pintaan. Kaikkia saatuja signaaleita tutkitaan ja todennäköisesti lisätietoja asiasta saadaan vasta huomenna aamulla.

Klo 07:12 (torstaina aamulla): Schiaparellista saadut tiedot viittaavat siihen, että signaali katkesi noin minuuttia ennen laskeutumista. Syy toistaiseksi tuntematon.

Lennonjohdon pöydällä oli hyvää onnea tuottavia maapähkinöitä.

Ratakorjaus onnistui, ExoMars on turvassa

Ma, 10/17/2016 - 07:00 By Jari Mäkinen

Kaikki on nyt kunnossa ensi keskiviikon Marsiin saapumista ja laskeutumista varten: Schiaparelli-laskeutuja irtosi onnistuneesti eilen ja emoaluksen tärkeä ratamuutos nyt aamuyöstä onnistui sekin erinomaisesti.

Euroopan avaruusjärjestön ensimmäinen ExoMars-lento koostuu kahdesta osasta: Marsia kiertämään jäävästä Trace Gas Orbiter -luotaimesta, lyhyesti TGO:sta, ja Marsin pinnalle laskeutuvasta Schiaparelli-laskeutujasta. 

Nyt sunnuntaina TGO:n mukana planeettainvälisen avaruuden halki taivaltanut Schiaparelli irrotettiin ja se suuntaa radallaan suoraan kohti Marsia. Jotta TGO olisi voinut suunnata Schiaparelli tarkasti kohti laskeutumispaikkaa Meridiani-tasangolla Marsin pinnalla, oli kaksikko törmäyksurssilla planeetan kanssa. Jotta TGO olisi voinut asettua kiertämään Marsia, piti sen muuttaa rataansa – ja niin se teki nyt aamuyöstä.

Luotain sytytti rakettimoottorinsa minuutin ja 46 sekuntia kestäneeseen ratamuutospolttoon, joka päättyi kello 5.42 Suomen aikaa. TGO-luotain otti polton jälkeen jälleen yhteyden lennonjohtoon, ja ilmoitti kaiken sujuneen hyvin.

Nyt se on radalla, joka vie sen pari sataa kilometriä Marsin ohitse. Siis juuri oikealla radalla kiertoradalle asettumista varten keskiviikkona iltapäivällä.

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. 

Kun ero on hyvä asia: Mars-laskeutuja Schiaparelli lähti omille teilleen

Su, 10/16/2016 - 18:23 By Jari Mäkinen

ExoMars-lento etenee kohti keskiviikkoista laskeutumista onnellisten tähtien alla, sillä Schiaparelli-laskeutuja irtosi TGO-luotaimesta heti sitten juuri suunnitellulla tavalla.

TGO-luotain ja Schiaparelli – joista tämä vuoden 2016 ExoMars-lento koostuvat – ovat olleet yhdessä viime vuoden huhtikuusta alkaen, jolloin ne liitettiin toisiinsa Cannesissa sijaitsevassa puhdastilassa.

Nyt, Cannesista yhdessä laukaisupaikalle Baikonuriin tehdyn lentomatkan ja sieltä helmikuussa tapahtuneen laukaisun sekä planeettainvälisen taivalluksen jälkeen kaksikko siis sanoi hyvästit toisilleen klo 17.42 Suomen aikaa. Alustavien lupaavien merkkien jälkeen lopullinen varmuus irrotuksen onnistumisesta saatiin noin klo 18.

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!

Tietopaketti ExoMarsin laukaisuun

Ma, 03/14/2016 - 09:02 By Jari Mäkinen
Suomalaislaitteet


Miten ExoMars laukaistaan? Miksi signaalin saamiseen menee lähes 11 tuntia? Ja millaisia ovat mukana matkaavat suomalaislaitteet?


ExoMars on Euroopan avaruusjärjestön kunnianhimoinen hanke, missä Venäjän avaruushallinto on mukana mm. siten, että venäläiset tarjoavat hankkeen kahdelle luotaimelle kyydit avaruuteen.

Ensimmäisenä on vuorossa tänään laukaistava TGO-nimisen luotaimen ja Schiaparelli-laskeutujan paketti, jota kutsutaan mielikuvituksellisesti nimellä ExoMars 2016, ja sitten kahden vuoden päästä lähtee matkaan kunnianhimoinen kulkija, joka viedään rullaamaan ja tekemään tutkimuksiaan Marsin pinnalle. Sitä kutsutaan virallisesti yhtä jännällä nimellä ExoMars 2018.

Alkuperäinen ExoMars oli tämä kulkija, mutta vuosikymmenen kuluessa hanke on muuttunut kovasti – mutta päätavoite on pysynyt samana. Se on elämän merkkien etsiminen Marsista ja siitä tulee myös nimi ExoMars, eli "eksobiologiaa Marsissa".

Tänään laukaistava lasti ei ole sen vähempää kuin massiivisin koskaan Marsiin lähtevä kuorma: kaksikon massa punaisen planeetan luokse saavuttaessa on yhteensä noin 4300 kg.

TGO jää kiertämään Marsia ja tutkii mm. sen kaasukehän hivenkaasuja. Nämä ovat kaasuja, joita on hyvin vähän, mutta joilla on suuri merkitys – eräs kiinnostavimmista on metaani, joka voi olla merkki myös elämästä Marsissa. Toinen vaihtoehto on tulivuoritoiminta. TGO pystynee ellei nyt ratkaisemaan Marsista havaitun metaanin arvoituksen niin ainakin tuomaan siihen lisää tietoja.

Schiaparelli puolestaan testaa toisella lennolla tarvittavia tekniikoita Marsiin laskeutumisessa. Alun perin laskeutujan tehtävä oli vain laskeutua, mutta sen akkujen virta riittää todennäköisesti muutaman päivän ajaksi, joten se tulee toivottavasti ja todennäköisesti tekemään pinnalla havaintoja vähän aikaa.

Laskeutujassa on mukana myös Ilmatieteen laitoksen toimittamia laitteita, jotka mittaavat Marsin kaasukehän painetta ja kosteutta. Laitteet ovat osana Schiaparellin DREAMS-nimistä säähavaintopakettia. 

Otsikkokuvassa ovat kummatkin suomalaislaitteet: vasemmalla painemittari ja oikealla kosteusmittari.

Kummatkin perustuvat Vaisalan anturitekniikkaan, joita Ilmatieteen laitoksella on muokattu ja niihin on liitetty tarvittava elektroniikka. Aiemmin samantyyppisiä laitteita on toimitettu mm. NASAn Curiosity-marskulkijaan (2012-) ja Mars Phoenix -laskeutujaan (2008), sekä Saturnuksen Titan-kuuhun vuonna 2005 laskeutuneeseen ESAn Huygens-luotaimeen. Suomalaiset ovat osallistuneet myös laitteista saatujen tietojen käsittelyyn ja analysointiin.

Signaali luotaimesta saadaan vasta illalla

Kun toivottavasti laukaisu tänään puolelta päivin sujuu hyvin, aloittaa aluskaksikko pitkän matkansa automaattisesti kohti Marsia. Ensimmäinen signaali siitä ja sen toiminnasta saadaan vasta noin 11 tunnin kulutta laukaisusta, siis noin klo 22:30 Suomen aikaa illalla.

Tarkalleen ottaen laukaisu tapahtuu klo 11.31:42 Suomen aikaa, jolloin Proton M -kantoraketti nousee matkaan Baikonurin laukaisualueella 200 olevalta alustalta 39.

Proton on eräs voimakkaimmista kantoraketeista ja ammoinen Neuvostoliitto kehitti sen alun perin 1960-luvulla suunnittelemiaan miehitettyjä kuulentoja varten. Sittemmin sitä on käytetty mitä erilaisimpiin laukaisuihin avaruusaseman osista tietoliikennesatelliitteihin ja planeettaluotaimiin.

Sen luotettavuus ei ole aivan yhtä hyvä kuin monilla muilla kantoraketeilla, esimerkiksi venäläisellä Sojuzilla, sillä hieman yli 400 laukaisusta nelisenkymmentä on epäonnistunut. Viime aikoina raketin nykyinen, M-versio on toiminut varsin ongelmitta, joten enteet ExoMarsin laukaisun onnistumiseen ovat hyvät.

Lentoonlähdön aikaan 58-metrisen kantoraketin massa on yli 700 tonnia. Raketin ensimmäinen vaihe lopettaa toimintansa kahden minuutin jälkeen ja se putoaa Siperiaan.

Ekologisesti tämä ei ole erityisen hyvä asia, koska raketti käyttää ympäristölle (palamattomina ollessaan) haitallisia aineita polttoaineenaan ja hapettimena, ja niitä on hieman jäljellä putoavan rakettivaiheen tankeissa. Siinä missä ennen tämä asia ohitettiin olan kohauttamisella, ollaan nyt epäkohdasta tietoisia, ja siksi Venäjä on kehittämässä Protonille puhtaampaa seuraajaa.

Toinen vaihe toimii kolme ja puoli minuuttia, ja sen jälkeen vuoroon tulee kolmas vaihe, jonka hiivuttua ExoMars on avaruudessa. Vaikka korkeus on jo 153 km, ei luotaimella ole kuitenkaan vielä tarpeeksi vauhtia Maan kiertoradalla pysymiseen. Nopeus on "vain " 7 230 metriä sekunnissa.

Siksi ylin vaihe – nimeltään Breeze M – ottaa ohjat ja kantaa vastuun siitä, että luotain saadaan pidettyä avaruudessa ja työnnettyä juuri oikeaan suuntaan oikealla nopeudella siirtoradalle kohti Marsia. Sitä varten se sytyttää rakettimoottorinsa useampaan kertaan; ensin kuudeksi minuutiksi, joiden aikana luotain saadaan turvalliselle pysäköintiradalle Maan ympärillä, ja sitten radan muuttamiseen hyvin soikeaksi ja lopulta viimeiseen puskemiseen, joka sinkoaa sen planeettainväliseen avaruuteen.

Soikea rata välissä vie luotaimen noin 5 000 kilometrin päähän Maasta, ja ratamuutos sitä varten voidaan tehdä vasta yhden matalan ratakierroksen jälkeen, eli tästä tulee noin kaksi tuntia odottamista. Sen jälkeen tehtävä ratamuutos saa luotaimen vieläkin soikeammalla radalle, joka vie sen jopa 21000 kilometrin päähän. 

Tällä radalla yhteen kierrokseen menee taas kuusi tuntia, joten vasta sen jälkeen Breeze-M voi sytyttää moottorinsa jälleen, joten aika laukaisusta siihen, että TGO ja Schiaparelli ovat kunnolla matkalla kohti Marsia ja pystyvät olemaan yhteydessä lennonjohtoon, on piinaavat 10 tuntia ja 56 minuuttia (jos kaikki sujuu hyvin).

Kunhan luotaimeen ollaan yhteydessä ja lennonjohto tietää, että se toimii hyvin, se laitetaan horrokseen. Siitä se herätetään vasta noin seitsemän kuukauden kuluttua, jolloin saapuminen Marsiin on lähellä. Jos laukaisu tänään on jännittävä, niin Marsiin saapumisen päivä, 19. lokakuuta 2016, on kenties vieläkin jännittävämpi. Silloin TGO asettuu kiertämään planeettaa ja Schiaparelli laskeutuu sen pinnalle.

Otsikkokuva: Ilmatieteen laitos / Markku Mäkelä; luotainkuva lopussa: ESA

Postikortti Baikonurista: "It's rock'n'roll today!"

Ma, 03/14/2016 - 06:29 By Jari Mäkinen
Proton laukaisualustallaan

Siinä se on, ExoMars valmiina lähtöön! Päivän kuvassa on tänään laukaistava Proton-kantoraketti laukaisualustallaan Baikonurin kosmodromissa, valmiina nostamaan lastinsa kohti punaista planeettaa vievälle radalle. Laukaisu tapahtuu tänään klo 11:31 Suomen aikaa ja suora lähetys laukaisupaikalta alkaa klo 10:30 Suomen aikaa.

Päivän kuvaMyös Tiedetuubi seuraa laukaisua tiiviisti. Laukaisujuttua odotellessa on hyvää aikaa lukea alla olevia taustatietojuttuja sekä vaikkapa katsella kuvia parin vuoden takaisesta Baikonurista.