Curiosity

Elämääkö Marsissa – mitä oikeasti uutta Nasa kertoi tänään?

Pe, 06/08/2018 - 00:18 Jari Mäkinen

Yhdysvaltain ilmailu- ja avaruushallisto Nasa rummutti jälleen jo useita päiviä etukäteen tänää tulossa olevasta "merkittävästä" uutisesta Marsin tutkimuksen suhteen. Kuten aikaisemmissakin vastaavissa tapauksissa, uutiset olivat kiinnostavia, mutta eivät mullistavia; ei ole epäilystäkään, että Marsissa on voinut olla aikanaan elämää.

Nasa piti tänään illalla Suomen aikaa tiedotustilaisuuden, missä kerrottiin Science-lehdessä perjantaina julkaistavista tutkimuksista, jotka liittyvät Curiosity-kulkijan Marsissa tekemiin löytöihin.

Löydöt ovat monimutkaisia orgaanisia molekyylejä noin kolme miljardia vuotta vanhasta kivestä sekä metaanin määrästä Marsin kaasukehässä. Kyseessä eivät ole siis merkit elämästä, mutta jälleen eräitä merkkejä lisää siitä, että aikanaan Marsissa on voinut olla ainakin alkeellista elämää.

Orgaaniset molekyylit

Marsista on löytynyt jo aikaisemmin orgaanisia molekyylejä, mutta nyt Curiosityn Aeolis Mons -vuoren vieressä olevista mutakivikerrostumista löytämät molekyylit ovat hyvin kiinnostavia. Kerrostumat syntyivät noin kolme miljardia vuotta sitten, kun paikalla olleen järven pohjalle painui sedimenttejä, jotka ajan kuluessa ovat kivettyneet.

Aivan pinnalla Marsissa on liikaa ultraviolettisäteilyä, jotta molekyylit voisivat säilyä. Siksi Curiosity otti porallaan näytteen kiven sisältä ja näyte analysoitiin kulkijan sisällä olevassa minilaboratoriossa. Se kuumentaa näytettä. jotta siitä irtoaa aineita, jotka ohjataan massaspektrometriin. Tulosten mukaan näytteessä oli ainetta nimeltä
tiofeeni. Maan päällä sitä on esimerkiksi kivihiilitervassa.

Havainto tosin voi viitata myös kerogeeniin, samankaltaiseen orgaaniseen yhdisteeseen, missä on myös rikkiä. Rikki voisi auttaa sitä osaltaan selviämään vuosimiljardien ajan käytännössä muuttumattomana.

Kyseessä EI ole siis elämä, tai edes mikään lähellä sitä oleva, vaan ainoastaan monimutkainen orgaaninen yhdiste, jota elämä tarvitsee. Se voi myös olla elämän tuotos: Maan pinnalla kerogeenia on runsaasti kerrostumissa, joissa on puristuneena ammoisia leviä. Kerogeeni voi olla myös peräisin Marsissa aikanaan olleista aktiivisista tulivuorista.

Milton Keynesissä oleva Avoimen yliopiston tutkija Monica Grady toteaa Sciencen jutussa, että "oletan, että aine on geologista perua, mutta toivon, että se on biologista."

Aeolis Mons ja Curiosityn paikka siellä
Curiosity on viisikilometrisen vuoren vieressä olevalla entisellä järvenpohjalla.

Entä metaani?

Toinen Sciencessä julkaistu juttu kertoo siitä, että Curiosity on havainnut Marsin kaasukehässä lähellä pintaa vähäisiä määriä metaania, ja lisäksi metaanin määrä vaihtelee vuodenaikojen mukaan. Curiosity on tehnyt mittauksiaan jo viiden vuoden ajan, joten kyse ei ole enää yksittäisistä tapauksista.

Marsin metaani on ollut suuren kiinnostuksen kohteena aina siitä alkaen, kun ESAn Mars Express löysi sitä ensimmäisen kerran vuonna 2004. Metaanille on oikeastaan vain kaksi mahdollista lähdettä: vulkanismi tai elämä.

Nykytiedon mukaan Marsissa ei ole enää aktiivista tulivuoritoimintaa, mutta on toki mahdollista, että näkymättömissä pinnan alla tapahtuu edelleen jotain. Yhtä lailla mahdollista on se, että vuodenaikojen mukaan aktiivinen ja passiivinen mikrobielämä pinnan alla tuottaa metaania esimerkiksi sään lämpenemisen innostamana.

Tästäkään ei voi havainnon perusteella sanoa yhtään enempää. Onneksi Marsia kiertää nyt ESAn Trace Gas Orbiter, kiertolainen, joka havaitsee kiertoradaltaan varsin tarkasti Marsin kaasukehässä olevia merkkikaasuja (kuten metaania), ja tämän vuoden marraskuussa Marsiin laskeutuu InSight -laskeutuja, joka pystyy toivottavasti seismometrillään havaitsemaan mahdollista pinnanalaista aktiivisuutta.

Varsinaisen elämän etsimisen kannalta parasta olisi kuitenkin saada Marsista näyte maanpäällisissä laboratorioissa tutkittavaksi. Jo pieni määrä marsperää melkein mistä päin tahansa planeettaa voisi pitää sisällään selviä merkkejä elämästä – jos mitään ei löytyisi, olisi sekin selvä tulos.

Lisää pilviä Nasan taivaalla: Mars 2020 -kulkija myöhästyy

To, 02/02/2017 - 20:09 Jari Mäkinen

Nasan tulevat Mars-lennot ovat vastatuulessa. Viime vuonna avaruusjärjestö joutui lykkäämään InSight-laskeutujan lentoa vuoteen 2018, ja nyt näyttää siltä, että Mars 2020 -kulkijasta on tulossa Mars 2022. Iloa synkkien pilvien keskelle tuo kuitenkin Opportunity, joka on toiminut nyt 13 vuoden ajan punaisen planeetan pinnalla!

Maanantaina julkaistun Nasan sisäisen raportin mukaan Mars 2020 -kulkijan tekeminen on pahasti myöhässä.

Raportin mukaan kulkijan hyvin edistyksellinen näytteenkeräyslaitteisto on pääasiallisin ongelma. Useita sen käyttämiä tekniikoita ei ole pystytty todistamaan tarpeeksi luotettavasti toimiviksi, jotta sen lähettäminen Marsiin olisi suositeltavaa.

Se, että laite ei toimi vielä täysin suunnitellulla tavalla, on sinänsä aivan normaalia. Yleensä mutkikkaita, uusia tekniikoita kehitettäessä niitä pitää parannella ja muokata alkuperäisen suunnittelun jälkeen, mutta nyt näytteenottolaitteiston kanssa työssä ollaan olennaisesti aikataulusta jäljessä. On mahdollista – jopa todennäköistä – että sitä ei ennätetä saamaan valmiiksi ajoissa.

Nyt Marsissa olevan Curiosity-kulkijan perustekniikkaan perustuva kulkija on edellisesti virallisesti tarkoitus lähettää matkaan heinäkuussa 2020. Jotta se voisi lähteä tuolloin matkaan, pitäisi kulkijan olla valmiina testattavaksi vuoden 2018 lopussa.

Noin 2200 miljoonaa euroa maksava kulkija on kiinnostava siinä mielessä, että sen on tarkoitus kerätä valmiiksi näytteitä, joita myöhempi näytteenhakulento voisi tuoda takaisin Maahan tarkemmin tutkittavaksi. Tässä nyt ongelmana oleva keräyslaitteisto on luonnollisesti tärkeässä osassa.

Näytteenkeräyslaitteiston lisäksi koko kulkijan suunnittelu on myöhässä ja kahdessa siihen tulossa olevassa tieteellisessä tutkimuslaitteessa on ongelmia.

MOXIE, laitteisto, jonka on tarkoitus testata miten Marsin pintamateriaalista voi tuottaa happea, on ylittänyt budjettinsa reilusti.

Marsin "säätilaa" tutkiva espanjalaisvetoinen MEDA-laitteisto on puolestaan myöhässä. Sen tekemiseen myös Suomen Ilmatieteen laitos osallistuu alihankkijana; suomalaiset toimittavat laitteistoon kosteus- ja paineanturit, mutta niiden toimitukset eivät ole viivyttäneet tekoa lainkaan.

Toistaiseksi siis virallisesti lentoa ei ole lykätty, eikä projektin johtajat harkitsekaan sitä julkisesti, mutta merkit viittaavat vahvasti siihen, että näin tulee tapahtumaan.

Onnea Oppy!

Vaikka uuden kulkijan kanssa onkin hankaluuksia, on toinen jo legenraadisista MER-kulkijoista edelleen toiminnassa. Golf-kärryn kokoinen Opportunity laskeutui Marsiin 25. tammikuuta 2004 ja on siis ollut toiminnassa siellä jo 13 vuoden ajan. 

Alla on Nasan sen kunniaksi tekemä video, missä käydään läpi kulkijan kohtaamia haasteita.

Mars-mönkijä väistää virtaavaa vettä - uhkana mikrobit

To, 09/08/2016 - 11:00 Jarmo Korteniemi

Nasan Curiosity-mönkijän eteen on ilmestynyt ehkä koko reissun suurin haaste: mikrobit. Ne voivat pakottaa muuttamaan laitteen kulkusuuntaa.

Nasan tuorein Mars-mönkijä Curiosity lähestyy hiljakseen rinnettä, jolta on yllättäen löydetty lukuisia tummia ja vuodenaikojen kierron myötä toistuvia juovia. Näiden uskotaan olevan virtaavan veden aiheuttamia.

Tyypilliset juovat ovat muutamia metrejä leveitä ja satoja metrejä pitkiä.

Rinnejuovia on löydetty alueelta lähes 60 kappaletta. Lähimpiin on vielä matkaa viitisen kilometriä, mutta suunniteltu reitti kulkisi niistä kahden kilometrin päästä. Ja silloin voidaan olla jo aivan liian lähellä.

Itse rinnejuovien tutkiminen olisi kiintoisaa. Kukaan ei tiedä, mitä aineita marsilaisessa vedessä todella on, tai edes sitä, ovatko ne syntyneet todella veden vai jokin aivan muun aineen tekemänä. Jos siellä on vettä, sieltä voisi erittäin hyvällä tuurilla löytää jopa marsilaisia pöpöjä. Epätodennäköistä, mutta asiaahan ei voi tietää ennen tutkimista. Ikävä kyllä juovien lähelle ei pääse, sillä ne sijaitsevat aivan liian jyrkillä rinteillä Curiositylle.

Mikä tärkeintä, mönkijä ei edes saisi mennä veden lähelle, vaikka voisikin. Syynä ovat mikrobit. Tämä on varsin ironista, sillä laitteen suurin tavoite on etsiä juuri merkkejä vedestä ja elämästä.

Haitallisia eivät kuitenkaan olisi marsilaiset pöpöt vaan laitteen itsensä kuljettamat mikrobit. Niitä on varmasti mukana, sillä Curiosityä ei ole puhdistettu riittävän hyvin. Marsilaiseen luontoon päästessään mönkijän kyytiläiset voisivat saastuttaa vastaan tulevat vesialueet. Pahinta on, että vahinko saattaisi tapahtua jopa useiden kilometrienkin päästä, mikäli tuulenpuuska sattuu tempaamaan pöpöjä oikeaan suuntaan.

Tutkijat pähkäilevätkin nyt, kuinka pitkään erilaiset mikrobit voisivat periaatteessa säilyä Marsissa hengissä , ja että pystyisikö alueella puhaltava tuuli kuljettamaan niitä tuona aikana kilometrejä. Jos todennäköisyys on liian suuri, Curiosity voidaan joutua kääntämään toiseen suuntaan.

Tuolloin tutkijoiden haaveet menisivät mönkään. Mönkijän on nimittäin tarkoitus mutkitella juuri näitä rinteitä ylös Aeolis Mons -vuorelle ja päästä siellä muinaisten ranta- ja pohjakerrostumien kimppuun. Tuoreet valumat voivat vesittää koko touhun. Vaihtoehtoista reittiä riittävän kaukana juovista ei ole.

Kuva: NASA / JPL
Curiosityn laskeutumispaikalta nähty Aeolis Mon -vuori (NASA/JPL-Caltech)

Rinnejuovat lienevät ajoittaisia kastumisjälkiä, jotka johtuvat hyvin suolaisen veden virtaamisesta. Johtavan oletuksen mukaan vesi on valtaosan ajasta jäänä rinteiden seinämissä, mutta sulaa ja aktivoituu vuoden lämpimimpinä päivinä. Vielä ei kuitenkaan ole täysin varmaa, ovatko jäljet täysin veden aikaansaamia. Joidenkin oletusten perusteella valumassa on vettä vain häviävän pieni osa, toisten mukaan täysin kuivatkin valumat voisivat aiheuttaa vastaavia juovia.

Rinnejuovia on löytynyt Marsista viime aikoina aina vain enemmän ja enemmän. Määrän kasvu johtuu paitsi aiempaa tarkemmista kuvista, myös samojen paikkojen toistuvasta kuvauksesta eri vuodenaikoina.

Curiosityn ongelma on aivan uusi – muilla laskeutujilla ei vastaavia ole ollut. Teoreettinen perinpohjainen perehtyminen rinnejuoviin sekä Maasta peräisin olevien mikrobien leviämiseen on kuitenkin hyödyksi tulevien Mars-lentojen kannalta.

Pienen auton kokoinen Curiosity on tutkinut Marsia tällä hetkellä neljän vuoden ja yhden kuukauden ajan. Sen ajama kokonaismatka lähentelee jo yhdeksää kilometriä.

Ironisesta ongelmasta kertoi tiedelehti Nature. Suomessa siitä uutisoi ensimmäisenä Tiedetuubi.

Mars-kulkijan töyssyinen taival

To, 04/28/2016 - 08:04 Markus Hotakainen
Naukluftin ylänköä

Curiosity otti 4. huhtikuuta ympäristöstään suuren määrän kuvia, joista koottiin 360 asteen panoraama. Kulkija oli tuolloin viettänyt Marsissa jo 1 302 sikäläistä vuorokautta.

Päivän kuvaPäivän kuvassa on osa laajakulmaotoksesta, jonka keskellä näkyy Naukluftin ylängölle tyypillistä hyvin epätasaista maastoa. Naukluft Plateau on Sharp-vuoren alarinteillä, joita Curiosity on kivunnut hitaasti yhä ylemmäs.

Maastoa peittävät eroosion kuluttamat hiekkakivikerrostumat. Alempana, Gale-kraatterin pohjalla, Curiosity vaelsi veteen kerrostuneen kiviaineksen muodostamassa maastossa, jonka vetisestä menneisyydestä kertoivat myös saviesiintymät.

Lähtiessään nousemaan kohti Naukluftin ylänköä Curiosity siirtyi alueelle, jota hallitsevat kuvassa näkyvät tuulen kasaamat hiekkakerrostumat. Näillä seuduin on aikoinaan ollut vähemmän vettä tai kerrostumat ovat muodostuneet kuivempana ajanjaksona.

Koko panoraamakuva löytyy täältä.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Maa näkyy nyt iltataivaalla

Su, 11/22/2015 - 09:59 Markus Hotakainen
Maa Marsin iltaivaalla

Päivän kuva

Ei, otsikossa ei ole kirjoitusvirhettä: Maa tosiaan loistaa iltataivaalla – Marsin pinnalta katsottuna. 

Päivän kuva on parin vuoden takaa. NASAn Curiosity-kulkija otti sen tammikuun viimeisenä päivänä vuonna 2014. Aurinko oli laskenut vajaat puolitoista tuntia aiemmin, ja Maa oli painumassa kohti horisonttia.

Samalla tavalla kuin Merkurius ja Venus näkyvät meidän taivaallamme aina melko lähellä Aurinkoa – ja siten vain aamulla tai illalla – Marsista katsottuna myös Maa kimmeltää ainoastaan aamu- tai iltatähtenä. 

Tällä hetkellä Mars näkyy Venuksen ja Jupiterin kanssa aamulla ennen auringonnousua himmeänä punaisena valopisteenä, joten Marsista katsottuna Maa on iltataivaalla – aivan kuten Curiosityn pari vuotta sitten ottamassa kuvassa.

Jos ihminen joskus matkaa Marsiin, kotiplaneettamme loistaa punasävyisellä ilta- tai aamutaivaalla kirkkaana valopisteenä, mutta sen rinnalla näkyy myös Kuu. Suurennoksessa kiertolaisemme erottuu maapallon alapuolella.

Kuvat: NASA/JPL-Caltech/MSSS/TAMU

Muinaiset järvet kertovat Marsin vetisestä menneisyydestä

Pe, 10/09/2015 - 21:44 Markus Hotakainen
Gale-kraatterin sedimenttejä

Marsin vesi ei ole ollut uutisaihe enää aikoihin, vaikka siitä vastikään yritettiin taas nostattaa mediassa kohua. Punaisella planeetalla on ollut vettä ja sitä on vähäisessä määrin edelleen, mutta suurin osa siitä on kadonnut jo aikoja sitten.

Muinoin Marsin kaasukehä oli huomattavasti tiheämpi, joten siellä saattoi olla käynnissä samanlainen vesikierto kuin Maassa nykyisinkin. Curiosity-kulkijan tutkimassa Gale-kraatterissa on ilmeisesti lainehtinut pitkään järviä.

Viime vuoden syyskuussa Curiosity saavutti yli viisi kilometriä korkean Aeolis Monsin eli epävirallisesti Sharp-vuoren alarinteet ja pääsi tutkimaan niillä esiintyviä kerrostumia.

"Kulkijan tekemät havainnot viittaavat siihen, että 3,3–3,8 miljardia vuotta sitten alueella oli perätysten pitkäikäisiä jokia ja järviä, joihin kerrostuneet sedimentit muodostivat vähitellen Sharp-vuoren alarinteet", kertoo tutkijaryhmään kuulunut Ashwin Vasavada. "Marsin muinaisen ilmaston nykymallit eivät kuitenkaan ennusta tällaista pysyvien järvien sarjaa; lämpötila nousi vaivoin plussan puolelle."

Gale-kraatterissa vaeltava Curiosity on tehnyt useita pysähdyksiä ja tutkinut lukuisia mielenkiintoisia alueita. Kuvien, näytteiden ja kairausten avulla on saatu tietoa, jonka perusteella on pystytty muodostamaan yhä tarkempi kuva alueella tapahtuneista muutoksista.

Jo ennen Curiosityn laskeutumista tutkijat arvelivat Gale-kraatterissa olevan laajoja kerrostumia. Niiden alkuperästä ei kuitenkaan ollut yksimielisyyttä. Yhden koulukunnan mukaan kerrostumat olisivat "kuivia" eli ne olisivat syntyneet tuulen kuljettamasta hiekasta ja pölystä. Toinen vaihtoehto oli, että ne olisivat kasautuneet jokiin ja järviin. Ja niin näyttää myös tapahtuneen.

"Curiosityn matkan varrella on havaittu merkkejä nopeasti virtaavan veden kuljettamasta sorasta ja toisaalta seisovasta vedestä, johon on laskenut jokia. Päättelimme siitä, että lähellä Sharp-vuorta meidän pitäisi alkaa nähdä veteen kerrostuneesta hienojakoisesta aineksesta syntyneitä kiviä. Nyt kun olemme päässeet sinne, näemme runsaasti ohuista kerroksista koostuvia sedimenttikiviä", Vasavada toteaa.

"Kivet muistuttavat huomattavasti vastaavanlaisia täällä Maassa", sanoo niin ikään tutkijaryhmään kuulunut Woody Fischer. "Kerrosten paksuus vastaa sekä millimetrien että senttimetrien mittakaavassa seisovaan veteen vajoavan hienojakoisen aineksen muodostamaa sedimenttiä. Täsmälleen sama on havaittavissa kivissä, jotka kertovat Maan muinaisista järvistä."

Kuvasarjan B-ruudussa on näkymä samaan hiekkakivimuodostelmaan kuin otsikkokuvassa, mutta siihen on merkitty mm. kivi ("Rock"), jonka lähettyviltä on otettu D-ruudussa oleva lähikuva karkearakenteisesta hiekkakivestä. C-ruudussa on puolestaan tarkempi otos otsikkokuvaan punaisella merkitystä kivestä. 

 

Sedimentit viittaavat siihen, että seisovan veden muodostamia järviä on esiintynyt pitkiä aikoja. Ne ovat kenties laajentuneet ja kutistuneet satojen miljoonien vuosien ajan. Näissä järvissä kerrostuneet sedimentit muodostavat nykyisin Sharp-vuoren alarinteet.

"Vuoren paikalla oli aikoinaan syvänne, joka on ollut veden täyttämä", toteaa John Grotzinger, artikkelin pääkirjoittaja. "Curiosityn mittaukset kertovat noin 75 metrin paksuisista sedimenteistä, mutta NASAn Mars Reconnaissance Orbiter -luotaimen kartoituksen ja Curiosityn kuvien perusteella näyttää siltä, että veden kuljettamasta aineksesta muodostunut kerrostuma on voinut kohota 150–200 metriä kraatterin nykyistä pohjaa korkeammalle. Se vastaa miljoonien vuosien ajanjaksoa, jolloin Gale-kraatterissa on voinut esiintyä järviä."

Veden vaikutuksesta syntyneet Gale-kraatterin kerrostumat ovat saattaneet olla vielä havaittuakin paksumpia, jopa 800-metrisiä. Se merkitsisi ajassa kymmeniä miljoonia vuosia. Sitä korkeammalla ei kuitenkaan ole merkkejä "vetisistä" sedimenteistä.

"Sharp-vuoren rinteillä ei ole 800 metrin yläpuolella merkkejä vedessä muodostuneista kerrostumista. Sitä ylempänä on 4 000 metrin verran ainoastaan 'kuivaa' sedimenttiä", Grotzinger arvioi.

Hänen mukaansa kraatterin myöhemmissä vaiheissa kerrostumat ovat muodostuneet tuulen kuljettamasta aineksesta. Silloin vetinen ajanjakso, jonka kuluessa vuoren alarinteet muodostuivat, oli jo päättynyt.

Suuri kysymysmerkki on sedimenttejä muodostaneen veden alkuperä. Jotta Marsin pinnalla on voinut olla virtaavaa vettä, sen kaasukehän on täytynyt olla tiheämpi ja ilmaston lämpimämpi kuin teorioiden mukaan Gale-kraatterin geologisen aktiivisuuden aikoihin on ollut. 

Kivien antaman todistuksen mukaan ilmasto on muinoin ollut kosteampi. Nykyiset mallit, joissa otetaan huomioon kaasukehän aiempi tiheys ja koostumus sekä Auringosta tulevan energian määrä, viittaavat kuitenkin kuivaan ilmastoon. Niiden mukaan Marsin pinnalla ei ole voinut olla suuria määriä nestemäistä vettä.

Gale-kraatterista löytyneet kivet kertovat kuitenkin toisenlaista tarinaa. "Olipa se sitten lumi- tai vesisadetta, geologisten todisteiden mukaan Gale-kraatterin reunamilla oleville ylängöille kertyi kosteutta", Grotzinger päättelee.

Pohjaveden purkautuminen, jolla usein selitetään vetisestä menneisyydestä kertovat havainnot, kun ilmastomallit ennustavat pelkkää kuivuutta, ovat Gale-kraatterissa epätodennäköisiä.

Kraatterin reunamilta alkaa Pohjoinen tasanko, ja joidenkin tutkijoiden mukaan siellä on lainehtinut meri, joten vesi on voinut olla peräisin myös sieltä. Silloinkin ongelmana on, että pinnalla olisi pitänyt esiintyä nestemäistä vettä pitkiä ajanjaksoja.

Samalla kun kehitellään uusia ilmastomalleja, taustatukea saadaan Curiosityn tekemästä tutkimuksesta. Kaikkein kiinnostavin tieto on vasta tulossa, kunhan kulkija ehtii huristella vuorenrinnettä pitkin ylemmäs. Siihen menee kuitenkin vuosia. 

"Kerrostumat kertovat Gale-kraatterin historiasta. Tiedämme siellä olevan kiviä, jotka muodostuivat järven vedessä. Millainen on kivien koostumus? Järvi muodosti rajapinnan veden ja kaasukehän välillä, ja sen pitäisi kertoa meille merkittäviä asioita silloisista olosuhteista."

"Olemme erehtyneet pitämään Marsia yksinkertaisena", Grotzinger jatkaa. "Pidimme aikoinaan Maatakin yksinkertaisena. Mitä tarkemmin katsomme Marsia, sitä enemmän herää kysymyksiä, koska näkemämme todellinen monimutkaisuus alkaa tulla ilmi. Nyt on hyvä hetki arvioida uudelleen aiempia olettamuksiamme. Jokin palanen on vielä kateissa."

Tutkimuksesta kerrottiin Caltechin (California Institute of Technology) uutissivuilla ja se on julkaistu Science-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuvat: NASA/Caltech/JPL/MSSS

Mars-mönkijä löysi merkkejä muinaisesta "mannerkuoresta"

Ke, 07/15/2015 - 13:11 Markus Hotakainen

Marsin Gale-kraatterissa vaeltava Curiosity on löytänyt kiviä, jotka ovat mahdollisesti peräisin Marsin muinaisesta, graniittisesta kuorikerroksesta. Sellaisesta ei ole aiemmin nähty jälkeäkään.

Marsia on pidetty lähes kauttaaltaan kivilajeiltaan basalttisena planeettana. Sikäläiset magmakivet ovat yleensä tummia ja varsin tiheitä, eli samanlaisia kuin maankuoressa valtamerten pohjassa, tai Islannissa ja Havaijulla. Curiosityn laskeutumisalueella eli Gale-kraatterissa on kuitenkin myös vaaleita ja hyvin vanhoja kiviä, joilla on ikää pyöreästi neljä miljardia vuotta.

"Olemme nähneet kulkijan reitin varrella kauniita kiviä, joissa on suuria, vaaleita kiteitä, ja se on Marsissa melkoisen odottamatonta", hämmästelee Roger Wiens, Curiosityn "lasertykin" eli ChemCam-instrumentin päätutkija. "Yleisesti ottaen vaaleiden kiteiden tiheys on pieni, joten niitä on runsaasti Maan mantereiden magmakivissä."

Ranskalais-amerikkalainen tutkijaryhmä selvitti kaikkiaan 22 kiven koostumuksen ChemCamin avulla. Tulosten mukaan vaaleissa kivissä on runsaasti maasälpää ja mahdollisesti myös kvartsia. Siten ne muistuttavat omalla planeetallamme esiintyvää graniittia, jota on maankuoressa mannerten alueella.

Koostumukseltaan tutkitut marsilaiset magmakivet ovat lähimpänä meikäläistä tonaliitti-trondhjemiitti-granodioriittia, joka hallitsi mantereista maankuorta arkeeisella aionilla yli 2,5 miljardia vuotta sitten.

Gale-kraatteri syntyi noin 3,6 miljardia vuotta sitten. Sen reunavallit muodostavat 2–3 kilometrin paksuisen läpileikkauksen punaisen planeetan vieläkin varhaisempaan menneisyyteen. Kraatteriin sirottuneita pieniä irtokiviä on mahdoton tutkia planeettaa kiertävillä luotaimilla, joten Curiosity on jälleen kerran osoittanut olevansa kaiken siihen käytetyn ajan, vaivan ja rahan arvoinen. 

Tutkimuksesta kerrottiin Los Alamosin kansallisen laboratorion uutissivuilla ja se on julkaistu Nature Geoscience -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: NASA/JPL-Caltech/LANL/IRAP/U. Nantes/IAS/MSSS

Mars-kulkijan lasertykki sai supernäön

Ma, 05/25/2015 - 14:12 Jari Mäkinen

Punaisen planeetan pinnalla kohta jo kolmen vuoden ajan vaeltanut Curiosity-kulkija sai viime viikolla vähän kuin uudet silmät. Uusia linssejä ei Marsiin ole luonnollisestikaan lähetetty, mutta sen ChemCam-tutkimuslaitteeseen asennettiin uusi ohjelmisto, joka tekee sen näkökyvystä tarkemman.

Se, että luotaimien ja kulkijoiden ohjelmistoja päivitetään uusiin ja parempiin, ei ole mitenkään erityistä. Nykyisin varsin usein pitkään avaruudessa olevat laitteet tulevat päivityksien ansiosta jopa alkuperäistä paremmiksi ja toisinaan aluksia laukaistaan avaruuteen jopa ikään kuin puolivalmiiden ohjelmistojen kanssa, koska lopulliset voidaan lähettää sitten myöhemmin. Luonnollisestikaan nämä ohjelmistot eivät ole lennon kannalta kriittisiä.

Itse kulkijan ohjelmia on myös paranneltu jo useaan otteeseen, mutta nyt tehty ChemCam-laitteen ohjelmistopäivitys hieman eri tyyppinen. Kyseessä on kulkijan kameramastossa oleva lasertykki ja sen yhteydessä oleva kameralaitteisto, joiden tehtävänä on ampua laserilla näkökentässä (maksimissaan noin kahdeksan metrin päässä) olevaa kohdetta ja havaita siitä laserpulssien höyrystämää kaasua. Kameralaitteisto ja spektrometri tutkivat valon eri aallonpituuksia havaitsemalla mitä aineita kaasussa on ja näistä tiedoista voidaan päätellä mistä kohde koostuu.

ChemCamin kameran (joka itse asiassa on pieni, tehokas kaukoputki) ottama kuva, joka on nyt tarkka.

Parin vuoden ajan laite toimi erinomaisesti, mutta sitten kameran tarkentamiseen käytetty pienempitehoinen laseretäisyysmittari rikkoontui. Sen jälkeen kuvat ovat olleet epätarkkoja. Ainoa tapa saada kohtuullisia kuvia oli ottaa niitä eri tarkennuksilla hyvin paljon, mihin kului paitsi aikaa, niin myös ylimääräisten kuvien lähettäminen söi kallisarvoista kaistanleveyttä linkissä Maahan.

Niinpä laitteiston tekemisestä vastanneet amerikkalaiset ja ranskalaiset tutkijat kehittivät ohjelmiston, joka pystyy korjaamaan tämän vian. Periaatteessa tekoälyohjelma osaa nyt valita tarkimman kuvan ja lähettää sen vain Maahan, minkä lisäksi se oppii tarkentamaan kameraa paremmin ja ottaa siten vähemmän kuvia samaa kohdetta tutkiessaan.

Nyt kuvien tarkkuus on tutkijoiden mukaan parempi kuin alunperin, joten etäisyysmittarin rikkoutuminen osoittautui itse asiassa hyväksi asiaksi.

Curiosityn "laserase" ChemCam sijaitsee sen kameramastossa, joka näkyy hyvin tässä kulkijan ottamassa "selfiessä".

 

Siding Springin jälkihehku Marsissa

Su, 11/09/2014 - 10:32 Jarmo Korteniemi
Taiteilijan näkemys komeetan ohituksesta. Laitteet ja etäisyydet eivät ole oikeassa mittakaavassa.

Komeetta Siding Spring ohitti Marsin ennennäkemättömän läheltä 19.10.2014. Nyt tuo muutaman sadan metrin murikka on paluumatkalla takaisin Oortin pilveen lähes ikuisuuksiksi. Komeetan kiertoaika Auringon ympäri erittäin soikealla radallaan arvioidaan pyöreästi miljoonaksi vuodeksi.

Siding Spring on tiettävästi tuorein (tai ainakin ensimmäinen täysin varma) Oortin pilven kappale, jota on ikinä päästy tutkimaan läheltä. Ainutlaatuista lähiohitusta seurasi suuri joukko Marsin tutkimukseen suunniteltuja laitteita. Niiden havaintojen pohjalta komeetasta voidaan nyt rakentaa jopa parempi malli kuin mihin yksittäinen komeettaa tutkimaan lähetetty laite olisi kyennyt.

Taustatiedoiksi kannattaa lukea Tiedetuubin aiemmat jutut aiheesta: 1, 2, 3 ja 4.

Ionosfääri muuttui

Pian ohituksen jälkeen Marsin kaasukehä muuttui. Siding Springiä ympäröivä hiukkaspilvi nimittäin iskeytyi sitä päin täysin ennakoimattomalla voimalla.

"Komeetan aktiivisuus oli jo hiipunut, ja epäilimme aluksi onnistummeko löytämään kaasukehästä mitään muutoksia", muistelee IUVS-spektrometrin päätutkija Nick Schneider. Viellä kesällä hiukkaspilven arvioitiin olevan juuri ja juuri havaittava.

"Ja sitten silmiemme eteen lävähtivät nämä yksiselitteisen selvät merkit komeetasta. Vaikuttaa siltä, että ainakin muutama tonni pölyä peitti vähintäänkin yhden pallonpuoliskon. Kyse ei siis ollut mistään yksittäisestä törmäyksestä."

Tonnien tavaramäärä kokonaisen planeetan kaasukehässä ei ehkä kuulosta suurelta. Se on kuitenkin kymmeniä, satoja, kenties tuhansia kertoja enemmän kuin normaaliarvo. Käytännössä komeettahiukkasparvi oli kuin 56 kilometrin sekuntinopeudella annettu läimäytys kaasukehän koko poskelle.

Marsin voimistuneesta ionosfääristä erotettiin magnesiumia, rautaa, kaliumia, natriumia, kromia, mangaania, nikkeliä ja sinkkiä. Etenkin magnesium-piikki on valtava; kuva vieressä.

Ja sitten signaali hävisi. Siding Springin aineet vähenivät tunneissa, ja katosivat kokonaan parin päivän aikana. Tämä yllätti tutkijat.

Törmäyksessä kaasuuntuneet metallit ilmeisesti tiivistyivät ja leijailevat nyt jossain kaasukehässä. Nyt odotetaan, aiheuttavatko ne pidempiaikaisia muutoksia. Meteoripöly toimii nimittäin tiivistymisalustana vesipisaroille ja jääkiteille. Meidän ilmakehässämme sama ilmiö aiheuttaa valaisevia yöpilviä yli 75 kilometrin korkeudella. Siding Spring voi siis onnistua jopa vaikuttamaan välillisesti Marsin pinnalle pääsevään auringonvalon määrään. Tämä voidaan ehkä havaita, tai sitten ei.

Ionosfäärin muutos havaittiin useiden erilaisten laitteiden avulla. Mukana olivat ainakin Mars Expressin MARSIS-tutka ja MAVEN-luotaimen IUVS- ja NGIMS-laitteet. Löydöstä kerrottiin NASAn tiedotustilaisuudessa perjantaina (7.11.).

Kuva: Meteorimyrsky Curiosity-kulkijan yllä taiteilijan kuvittelemana. Lähde: NASA/JPL-Caltech

Näkymätön spektaakkeli

Schneiderin mukaan marsilaiselle yökyöpelille näky olisi ollut hieno. "Taivaalla on täytynyt viuhua tuhansia tähdenlentoja tunnissa. Oikea meteorimyrsky. Natrium olisi varmaankin värjännyt taivaan keltaisella jälkihehkulla, joka olisi näkynyt ihmissilminkin."

Mutta kukaan ei nähnyt ilotulitusta. Kaikki planeettaa kiertävät luotaimet olivat pahimman hiukkaspommituksen aikaan suojassa planeetan toisella puolen. Luotainten kuurupiilo lieni kuitenkin oikea päätös.

NASAn planeettatiedeosaston johtaja Jim Green on huojentunut. Pölyn määrä kun ylitti kaikki odotukset. "Olen iloinen päätöksestämme siirtää alukset Marsin toiselle puolelle. Uskon todella, että siellä piileskely pelasti ne [tuholta] ja antoi meille mahtavan mahdollisuuden näiden havaintojen tekemiseen."

Väärällä puolella planeettaa ollut luotain olisi todella voinut olla mennyttä.

Komeetta-aineksen kimpussa

Komeetasta saatiin myös suoria havaintoja. Luotainten kymmenet erilaiset laitteet seurasivat tilannetta. Datan määrä ja laitteiden monimuotoisuus on niin suuri, että lisää löytöjä on varmasti odotettavissa.

Spektrometrien aineistot täydentävät toisiaan. Näkyvän valon ja infrapunan alueella havaitseva CRISM näki komeettaytimen lähiympäristöineen selkeästi monivärisenä pisteenä. Ultraviolettialueella toimiva IUVS taas huomasi selvästi vedyn jakauman komeetan ympäriltä. Kummankin aineistossa jokainen "piste" kuitenkin sisältää tarkat tiedot pitkältä spektrialueelta. Tällaisista moniulotteisina "datakuutioista" erottuvat hyvällä tuurilla paitsi komeetan eri osien absorptio, emissio, heijastukset ja siroaminen, myös pienen tulkinnan kautta monenlaiset suuren mittakaavan materiaalierot. Ja spektrometrejä on muitakin.

Ja sitten on vielä hiukkasilmaisimia, tutkakeilauksia ja muuta. Kun saatu tieto yhdistellään, Siding Springistä saadaan lopulta ennennäkemättömän "värikäs" ja monipuolinen käsitys.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/JHUAPL

Kuva: CRISMin komeettanäkymä värikuvaksi typistettynä - todellisuudessa aineisto on monipuolisempaa spektridataa. Lähde: NASA/JPL-Caltech/JHUAPL

Perinteisistä kuvista ei paljoa iloa

Luotaimilla ei saatu ohituksesta ainuttakaan huippuhienoa tai henkeäsalpaavaa kuvaa, sillä Siding Spring viiletti niistä 140000 kilometrin päästä. Alempana näkyvä kuvasarja on ylivoimaisesti tarkin, mitä komeetasta yleensäkin saatiin. Ytimen halkaisija on siinä vain 2 - 3 kuvapistettä eli alle kilometrin. Pinnanmuotoihin ei siis millään päästä käsiksi.

Myös Mars Express HRSC/SRC-kameran kuvissa erottuu selvästi liikkuva, mutta varsin outo muoto. Kyse ei siinäkään ole komeettaytimen valoista ja varjoista, vaan ytimen ja sitä ympäröivän hiukkaspilven reilusti ylivalottuneesta jäljestä.


Kuva: HiRISEn tarkimmat kuvat Siding Springin ytimestä. Lähde: NASA/JPL

Planeetan pinnalta otettujen kuvien osalta päästiin lähes samaan. Opportunity-kulkija näppäsi otoksen, jossa erottuu sumuinen kohde. Kyse kyllä on komeetasta, mutta suttuisuus johtunee lähinnä erittäin pitkästä valotuksesta ja komeetan nopeasta liikkeestä taivaalla. Myös Curiosity-kulkija sai komeetasta potretin - tosin vain yhden ainoan kuvapisteen levyisenä.

Pinnalta otettuja kuvia voidaan kuitenkin verrata avaruudesta otettuihin komeettaotoksiin. Näin voidaan ehkä määrittää välissä olevan kaasukehän valonläpäisykykyä ja koostumusta ohituksen aikaan. Ja ainahan voi toki toivoa, että jompikumpi pinnalla ajelevista roboteista onnistui (päiväkäyttöön tarkoitetuilla kameroillaan) havaitsemaan edes yhden, riittävän kirkkaan tähdenlennon - tai valaisevia yöpilviä.

Kaksi luotainta vaikuttaa jääneen täysin ilman havaintoja. Mars Odysseyn THEMIS-kameralla kyllä yritettiin, mutta laite oli joko suunnattu väärin tai sitten sen erotuskyky oli liian huono. Intian avaruusjärjestö taas ei ohituksen jälkeen ole kertonut mitään oman MOM-luotaimensa (Mars Orbiter Mission) tekemisistä - siis mikäli "ohi meni" -twiittiä ei huomioida. Kyse voi olla vain Intian vaisummasta uutisointipolitiikasta. Tai kenties upouudella, Intian tietotaitoa testaavalla luotaimella ei edes yritetty tutkia komeettaa. Jos taas luotaimella on jotain ongelmia, niillä ei liene tekemistä Siding Springin ohituksen kanssa.

Tieteellisten löytöjen varmistumiseen ja julkaisuun voi kulua jopa vuosia. Jahka tutkijat ovat saaneet kahlattua aineistot läpi, on kuitenkin luvassa monenlaisia uusia tietoja tämän komeetan olemuksesta. Syynissä ovat sekä ytimen että sitä ympäröivän hiukkaspilven koostumus, aineen jakauma sekä tietysti murikan aktiivisuus. Ehkä samalla voidaan sanoa myös jotain Oortin pilven kappaleista yleensäkin.


Ajantasaista lisätietoa löytyy myös englanniksi NASAn Siding Spring -sivuilta.

Kannattaa lukea myös Tiedetuubin aiemmat jutut Siding Springin Mars-ohituksen eri vaiheista: Historiallinen kohtaaminen vuoden päässä (8.12.2013), Komeetan aktiivisuus kiihtyy (27.3.2014), Ohitushetken tunnelmia (17.-19.10.2014) ja Ensimmäiset kuvat ohituksesta (20.-21.10.2014).


Komeettaa tutkineet laitteet (tärkeimmät lihavoituna):

Luotain Valtio / järjestö Ensisijaiset laitteet Mahdollisesti käytetyt ja toissijaiset laitteet Uutiset
MEX, Mars Express kansainvälinen / ESA ASPERA-3, HRSC, MARSIS OMEGA, PFS 1, 7
MRO, Mars Reconnaissance Orbiter USA / NASA CRISM, HiRISE, CTX, MCS, MARCI SHARAD 2
MO, Mars Odyssey USA / NASA THEMIS GRS 3
MAVEN, Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission USA / NASA IUVS, NGIMS, LPW, MAG, SEP STATIC SWEA, SWIA 4, 7
MOM, Mars Orbiter Mission Intia / ISRO - ? (MCC, TIS, MENCA, LAP...) -
Opportunity, Mars Exploration Rover - B USA / NASA PANCAM - 5
Curiosity, Mars Science Laboratory USA / NASA MastCAM, CHEMCAM - 6

Otsikkokuva: Taiteilijan näkemys komeetan ohituksesta. Laitteet ja etäisyydet eivät ole oikeassa mittakaavassa.

Mikä Marsissa välkkyy?

Ke, 04/09/2014 - 16:54 Markus Hotakainen

Huhtikuun alussa Marsin pinnalla vaeltava Curiosity-kulkija otti kuvia, joissa kaukaisuudessa näkyy kirkas valopiste. Kulkijan mastossa olevan navigointikameran oikean "silmän" kuvassa se näkyy selvästi, mutta vasen "silmä" ei sitä nähnyt. Valopiste näkyi kahtena peräkkäisenä päivänä lähes samalla kellonlyömällä samassa kohdassa ja kummallakin kerralla ainoastaan kameran toisessa kuvassa.

Ennen kuin kenenkään päässä alkaa muotoutua villejä salaliittoteorioita, kannattaa kuunnella, mitä kulkijan pääkameroista vastaava Justin Maki Nasan Jet Propulsion Laboratorysta sanoo: "Curiosityn lähettämien tuhansien otosten joukossa tulee liki viikoittain kuvia, joissa on kirkkaita pisteitä."

Todennäköisiä selityksiä valopisteille on kaksi. Ne voivat olla auringonvalon heijastuksia sileiksi hioutuneiden kivien pinnasta. Huhtikuun alun kuvissa Aurinko on taivaalla valopisteen suunnassa jokseenkin suoraan sen yläpuolella.

 

Toinen vaihtoehto on kosminen säteily, jonka energiset hiukkaset aiheuttavat kameroiden ccd-ilmaisimissa valonvälkähdyksiä. Ne näkyvät kuvissa joko pisteinä tai viiruina riippuen siitä, missä kulmassa hiukkanen sattuu ilmaisimeen osumaan.

Mikäli oheisissa kuvissa näkyvät valopisteet ovat heijastuksia, kiiltävä kivi on harjanteen rinteellä arviolta 160 metrin etäisyydellä kulkijasta. Mikäli ne näkyisivät kummassakin kuvassa, olisi etäisyyden määrittäminen helpompaa ja tarkempaa.

Lisää kuvia löytyy JPL:n sivuilta.

Kuvat NASA / JPL-Caltech