ESA

Ensimmäisenä Merkuriusta tutki amerikkalainen Mariner 10 maaliskuussa 1974. Sen lento osoitti konkreettisesti myös Merkuriukseen menemisen vaikeuden, sillä 1970-luvun tekniikalla pystyttiin tekemään vain ohilentoja. Maaliskuun 1974 jälkeen se teki toisen ohilennon saman vuoden syyskuussa ja kolmannen maaliskuussa 1975, jolloin se lensi vain 327 kilometrin korkeudelta planeetan pinnasta. 

Mariner 10 kuvasi noin 45% Merkuriuksen rokonarpisesta pinnasta. Se havaitsi heikon magneettikentän ja löysi planeetan ympäriltä hyvin ohuen kaasukehän, joka koostui lähinnä heliumista.

Seuraavia luotaimen ottamia lähikuvia jouduttiin odottamaan vuoteen 2008, jolloin Nasan Messenger-luotain suhahti Merkuriuksen ohi. Sen jälkeen luotain teki kaksi ohilentoa lisää ja sääti kiertorataansa siten, että se pääsi lopulta asettumaan kiertoradalle Merkuriuksen ympärillä vuonna 2011.

Massiivisella lämpökilvellä varustettu Messenger onnistui kuvaamaan jo noin 90 % Merkuriuksen pinnasta jo ohilentojensa aikana, mikä auttoi tutkijoita etsimään kaikkein kiinnostavimpia kohteita jo ennen varsinaisen tutkimisen alkamista. Planeettaa kiertäessään luotaimen rataa muutettiin useampaan kertaan, jotta se pystyi paitsi kuvaamaan ja mittaamaan planeetan pintaa mahdollisimman tarkasti, niin myös tutkimaan avaruutta sen ympärillä eri puolilta ja etäisyyksiltä.

Lähimmillään luotain kävi Merkuriusta tammikuussa 2012, jolloin se kävi ratansa lähimmässä osassa vain noin 200 kilometrin päässä pinnasta. Tosin lentonsa lopuksi luotain pääsi vieläkin lähemmäksi, sillä Messenger ohjattiin osumaan planeetan pintaan lentonsa lopuksi huhtikuussa 2015. Se luonnollisesti lähetti tietojaan loppuun saakka.

Merkuriuksen pintaa väärävärikuvana.

Merkurius on hyvin omituinen minihelvetti

Etenkin käsittelemättömissä, ilman värikorostusta olevissa kuvissa Merkurius näyttää varsin tylsältä, mutta silti se on hyvin kiinnostava, mutta koska sen avulla voidaan ymmärtää paremmin yleisesti lähellä Aurinkoa olevia kiviplaneettoja.

Pääosin Messenger vahvisti aiempia oletuksia siitä, että sen koostumuksessa raudan suhde silikaatteihin (siis kiveen) on varsin suuri ja että sillä on heikko magneettikenttä. 

Magneettikentän olemassaolo on erityisen kiinnostavaa, koska periaatteessa planeetta on liian pieni siihen, että sillä olisi magneettikentän synnyttävä sulasta nikkelistä ja raudasta muodostunut hyvin suurikokoinen ydin. Se muodostaa todennäköisesti joka kaksi kolmannesta planeetan massasta ja sen säde voisi olla jopa 1900 km. Siten kivikuoren paksuus olisi vain viitisensataa kilometriä.

Erään teorian mukaan Merkuriukseen olisi törmännyt joskus Aurinkokunnan alkuaikoina jokin suuri kappale, joka olisi singonnut suuren osan pinta-aineesta pois. Toinen teoria ehdottaa, että nuori Aurinko olisi ollut kuumempi ja se olisi yksinkertaisesti höyrystänyt pinnasta paljon ainetta avaruuteen.

Messengerin lähettämissä yli sadassa tuhannessa kuvassa näkyy kuunharmaata pintaa kraattereineen, tasankoineen, laavavirtoineen ja satoja kilometrejä pitkine halkeamineen. Merkurius on selvästi ollut ainakin aikaisemmin aktiivinen, mutta suurelta osin pinnanmuodot on selitettävissä siten, että planeetta on jäähtynyt ja kutistunut syntynsä jälkeen. 

Suurin Merkuriuksen pinnanmuoto on halkaisijaltaan noin 1500 km oleva Caloriksen allas. Se on törmäyskraatteri, jonka reunalla olevat vuoret ovat noin kaksi kilometriä korkeita. Isku on aikanaan ollut niin voimakas, että planeetan pinnalla täsmälleen toisella puolella on sokkiaaltojen aikaansaamia ruhjeita.

Vaikka Merkuriuksessa on hyvin kuumaa, on sen napa-alueilla paikkoja, minne Aurinko ei paista (tällä hetkellä) lainkaan. Siellä, esimerkiksi syvällä kraattereissa, saattaa olla jäätynyttä vettä. Messenger löysi pohjoisnavan luota merkkejä jäästä, kuten myös yksinkertaisista orgaanisista yhdisteistä.

BepiColombo näyttää vähän omituiselta, suurelta alasimelta. Sen mukana matkaan lähtevä magnetosfääriluotain on puolestaan kuin täytekakku, jonka päällä koristeena on antenni.

BepiColombo jatkaa Messengerin työtä 

Jos alkuperäiset suunnitelmat olisivat toteutuneet, olisi BepiColombo lähtenyt matkaan lähes saman tien Messengerin jälkeen. Mutta luotaimen eteen kerääntyi paljon teknisiä ongelmia, ennen kaikkea siksi, että lento on hyvin kunnianhimoinen. 

Amerikkalaiset tekivät luotaimensa varsin suoraviivaisesti piilottamalla sen kookkaan lämpösuojakilven taakse, mikä haittasi olennaisesti Merkuriuksen tutkimista. Euroluotain sen sijaan käyttää monia aivan uusia tekniikoita, joiden kehittäminen osoittautui varsin haastavaksi.

Lentoa alettiin suunnitella jo 1990-luvun lopulla ja 2000-luvun alussa hanke laitettiin ehdolle ESAn Cosmic Vision -tutkimusohjelman erääksi ns. lippulaivalennoksi. Se olisi siis Rosetta-komeettaluotaimen kaltainen kallis ja kunnianhimoinen lento, johon panostettaisiin runsaasti aikaa ja rahaa.

Virallisesti lento hyväksyttiin helmikuussa 2007, jolloin päätettiin myös toteuttaa lento yhdessä Japanin avaruustutkimusvirasto JAXAn kanssa: euroluotaimen kanssa Merkuriusta lähtisi tutkimaan samalla kyydillä pienempi japanilainen ennen kaikkea magneettikentän mittaamiseen erikoistunut alus.

Lento sai omalaatuisen nimen BepiColombo italialaiselta matemaatikolta Giuseppe "Bepi" Colombolta, joka keksi ja laski Mariner 10 -lennon omalaatuisen ohilentoradan.

Rata oli merkittävä myös siksi, että se käytti ensimmäisenä planeettojen ohilentoja luotaimen nopeuden ja lentoradan muuttamiseen rakettimoottorin polttojen sijaan. Mariner 10 ei olisi kyennyt tutkimaan Merkuriusta niin hyvin ilman Bepiksi kutsutun italialaisen ideaa, ja painovoimalinkousta on käytetty sen jälkeen lukuisten luotaimen lentoa avustamaan.

Alkuperäisen aikataulun mukaan laukaisu olisi tapahtunut jo vuonna 2011, mutta nyt se on lokakuussa 2018. 

Tekniset ongelmat on nyt ratkaistu, ja vain luotaimen viimeisissä testeissä tai sen laukaisuvalmisteluissa tapahtuvat onnettomuudet voivat enää lykätä lentoa. Tai jos kantoraketille tapahtuu onnettomuus ennen laukaisua.

Luotaimen varsinainen lentomalli on joka tapauksessa nyt valmis ja se on parhaillaan ESAn teknisessä keskuksessa ESTECissä, Hollannissa.

Kyseessä on itse asiassa kolmikko, joka näyttää omituiselta päällekkäin kasattujen palasten tornilta.

Varsinainen BepiColombo-luotain on vähän alasimen näköinen laatikkomainen laite, joka on viitisen metriä pitkä suurimmalta pinnaltaan. Sen yksi kylki on kuin metallinvärinen sälekaihdin: se on aina varjopuolella oleva lämpösäteilin, joka hohkaa luotaimen sisältä lämpöä ulos avaruuteen. 

BepiColombossa ei ole Messengerin käyttämää lämpökilpeä, vaan se luottaa vaaleaan lämpösuojaan pinnallaan sekä näppärästi suunniteltuun lämmönhallintasysteemiin, joka vie ylimääräisen kuumuuden lämpösäteilimeen. Lämpösuojaus on ollut yksi suurimmista syypäistä viivytykseen; esimerkiksi vaalean kangasmaisen lämpösuojapinnoitteen mustata ompeleet piti tehdä uudestaan, kun saumoista valuikin liikaa lämpöä läpi.

Yllättävä lisäviivästys tuli puolestaan lautasantennista, jonka kautta luotain on yhteydessä Maahan. Sen muoto muuttui liikaa tietyissä tilanteissa, joissa sen toinen puoli oli varjossa ja toinen Auringon paahteessa. Kun antennin lautasmuoto muuttui liikaa, ei tieto enää kulkenutkaan. Siis antennia suojaamaan piti kehittää erityinen valkoinen maali.

Verrattuna Messengeriin joutuu BepiColombon vielä suuremman lämpörasituksen kohteeksi, koska sen kiertorata tulee olemaan lähempänä pintaa. 

Toinen murheenkryyni on ollut aurinkopaneeli, joka toistaiseksi täytyy vielä kuvitella ESTECin hallissa olevaan luotaimeen kiinni. Alun perin käytettäväksi suunnitellut yhdistepuolijohdeaurinkokennot osoittautuivatkin lämmönkestävyydeltään luvattua huonommaksi, joten aurinkopaneelin lisäksi osa alijärjestelmiä piti suunnitella uudelleen.

Koska aurinkopaneelin pitää osoittaa kohti Aurinkoa, on sen suojaaminen ylimääräiseltä lämmöltä hankalaa. Siksi pintaan on asennettu kennojen lisäksi peiliä ja paneelit käännetään osoittamaan hyvin pienessä kulmassa Aurinkoon: se voi olla jopa 80° poispäin Auringosta.

Varsinaisen alasinmaisen luotaimen (josta käytetään myös lyhennenimeä MPO, Mercury Planetary Orbiter) kanssa Merkuriusta tulee kiertämään pienempi japanilainen magneettikenttää mittaava satelliitti, joka vapautetaan omille teilleen Merkuriuksen luona.

Tämä japanilaisten tekemä MMO-nimellä (Mercury Magnetospheric Orbiter) tunnettu alus on kuin aurinkopaneeleilla ja hopeapaperilla päällystetty täytekakku, jonka keskellä sojottaa antenni kuin yksittäinen kynttilä kakussa.

Ja lisäksi on viitisen metriä pitkä toiselta pinnaltaan kaareva laatikko MTM (Mercury Transfer Module), jonka tehtävänä on kuljettaa kaksi kiertolaista planeettainvälisen avaruuden halki Merkuriukseen. Siinä on omat aurinkopaneelit ja neljä voimakasta ionimoottoria. 

Oikeastaan lisäksi osiin tulee laskea vielä aurinkosuoja, metallinen tötterömäinen visiiri, joka tulee suojaamaan luotaimia Auringon paahteelta matkan aikana. 

Jos BepiColombon kehittämiseen on mennyt suunniteltua enemmän aikaa ja rahaa, on tästä ollut jo nyt hyötyä ESAn Aurinkoa tutkivan Solar Orbiter -luotaimen suunnittelun kannalta. Suurin osa ongelmista on liittynyt juuri siihen, että Euroopassa ei ole aikaisemmin tehty yhtä lämpöteknisesti haastavaa avaruusalusta.

Luotaimessa on neljä voimakasta ionimoottoria, jotka vievät BepiColombon mutkikasta rataa pitkin Merkuriukseen.

Lähelle on pitkä matka

Matkassa mitattuna ei Merkurius ole usein paljoakaan kauempana kuin esimerkiksi Mars keskimäärin, mutta sinne meneminen on paljon Marsia vaikeampaa.

Hieman yli neljä tonnia laukaisun aikaan painavalta BepiColombolta matkaan kuluu seitsemän vuotta ja pari kuukautta; Messengeriltä kului noin kahdeksan. Lyhempään matka-aikaan päästään tehokkailla ionimoottoreilla ja näppärällä lentoradalla.

Ensin luotain saapuu noin vuoden kuluttua laukaisunsa jälkeen Maan lähelle ja nappaa käyttää maapalloa ratamuutokseen kohti Venusta. Kaksi 225 vuorokauden välein toistuvaa Venuksen ohilentoa muuttavat soikean radan Aurinkoa lähintä kohtaa pistettä Merkuriuksen etäisyydelle. 

Sitten tehdään kuusi Merkuriuksen ohilentoa, joilla luotaimen nopeus saadaan hidastettua 1,75 kilometriin sekunnissa. Alkunopeus oli 3,36 km/s.

Lopulta luotain vempautetaan joulukuussa 2025 kiertämään Merkuriusta neljällä pitkällä ionimoottoreiden jarrutuspoltolla siten, että lopulta kohdeplaneetta oikeastaan nappaa luotaimen kiertoradalleen.

Aluksi luotain kiertää Merkuriusta hyvin soikealla kiertoradalla, jonka lähin piste on 450 kilometrin korkeudessa ja kaukaisin 175 000 kilometrin päässä planeetasta.

Japanilaisluotain irrotetaan, ja se jää kiertämään itsekseen Merkuriusta.

Sen jälkeen BepiColombo muuttaa rataansa vähemmän soikeaksi siten, että lopulta sen on radalla, joka kulkee planeetan napojen kautta ja vaihtelee korkeudeltaan 400:n ja 1500:n kilometrin välillä.

Pari kuukautta kestävän mittalaitteiden ja kameroiden tarkistuksen jälkeen luotain aloitta ainakin vuoden ajaksi suunnitellun tutkimusrupeamansa. Tosin yleensä avaruuslaitteet kestävät nykyisin minimivaatimuksia pitempään, joten jo nyt lennon arvellaan ja toivotan kestävän vähintään vuoteen 2027.

Ja jos luotain on niin hyvä kuin nyt oletetaan, saattaa se jatkaa tutkimuksiaan tuon jälkeenkin.

Tämä ensimmäinen uuden asteroidin löytö julkistettiin viime tiistaina 24.1.2017, kun tutkijat kokoontuivat Sitgesissä, Espanjassa.

Päätehtävänsä ohella Gaian on arvioitu havaitsevan muun muassa yli 300 000 Aurinkokunnan asteroidia.

Lokakuussa 2016 Gaian löytämä ja aluksi Gaia-606 nimellä tunnettu asteroidi 2016 UV56 on ensimmäinen aiemmin tuntematon asteroidi, jonka olemassaolo on nyt kyetty varmistamaan maanpäällisten kaukoputkien havainnoilla.

Tämä muutaman kilometrin läpimittainen asteroidi liikkuu Marsin ja Jupiterin ratojen välissä sijaitsevan asteroidien päävyöhykkeen ulko-osissa.

Gaian asteroidihavaintojen perusteella Aurinkokunnan pienkappaleista saadaan järjestelmällistä ja tarkkaa tietoa.

Kertyneestä havaintoaineistosta voidaan mm. johtaa muoto- ja pyörimismalleja vähintään kymmenille tuhansille asteroideille. Massoja voidaan johtaa vähintään sadoille asteroideille, ja havaittujen asteroidien radat voidaan ennustaa tarkasti satakunta vuotta eteenpäin.

Vaikka nyt julkistettiin ensimmäinen uusi asteroidi, kerrottiin Gaian tieteellisistä havainnoista ensimmäisen kerran jo viime syksyllä. Silloin julkistettiin mm. yllä oleva kartta, missä on ensimmäisten 14 havaintokuukauden aikana kerätty havaintoaineisto tähtien ja kvasaarien paikoista. 

Laadunvarmistuksen jälkeen osa paikkatiedoista ei vielä ollut julkaisukelpoista, mutta siitä huolimatta Gaian havaintoaineistosta johdettu tähtikatalogi on jo käytännössä paras olemassa olevista katalogeista.

Tämän osoittaa esimerkiksi se, että aineistoon liittyvät tieteelliset julkaisut ovat muutamassa kuukaudessa keränneet jo satoja viittauksia tutkijoilta eri puolilta maailmaa.

Gaian toinen tiedonjulkistus ajoittuu vuoden 2018 loppuun, ja se sisältää tähtiaineiston lisäksi kirkkaus- ja paikkatietoa 10 000 asteroidista.

Yllä on osa Gaian elokuuhun 2015 mennessä tekemistä tunnettujen asteroidien havainnoista. Väriskaala kuvaa asteroidin ennustetun ja havaitun paikan erotusta. Yksi aste jaetaan 3600 kaarisekuntiin (eng. arcsec).

Kuva yllä: ESA/Gaia/DPAC/CU4, L. Galluccio, F. Mignard, P. Tanga (Observatoire de la Côte d'Azur)

Osa yllä olevasta jutusta perustuu Helsingin yliopiston tiedotteseen.

Ennen testejä instrumenttiosan käyttäytymistä on simuloitu tarkasti, ja insinöörit tietävät varsin hyvin miten sen pitäisi täristä täristettäessä. Testin aikana siihen on kiinnitettynä paljon kiihtyvyysmittareita, jotka mittaavat miten eri osat oikeasti liikkuvat. 

Joulukuussa tehdyissä testeissä todelliset tärinämittaukset erosivat kuitenkin olennaisesti ennakkosimulaatioista, joten testi päätettiin keskeyttää. 

Omituisuuksia oli ennen kaikkea peilin avausmekanismissa, joka koostuu ikään kuin kahdesta siivestä: otsikkokuvassa näkyy peilin keskiosa, joka on kiinnitettynä kiinteästi instrumenttiosaan, mutta sen takana on kaksi samaan tapaan pienemmistä peilinosista koottua sivupalaa, jotka liikkuvat paikalleen muodostaen lopulta yhden, suuren peilin. Kaikkiaan peilissä on 18 pienempää, kultapäällysteistä peiliä.

Laukaisun aikana peili on siis taitettuna origamin tapaan kolmeen osaan, mutta avaruudessa siitä tulee yksi iso peili.

Liian suuret kiihtyvyysarvot saattoivat olla merkki siitä, että mekanismi oli hajonnut – tai siitä, että etukäteen tehdyt simulaatiot eivät olleet kunnollisia.

Teleskooppia on jouluun aikana tutkittu tarkasti, eikä siinä havaittu mitään omituisuuksia. Myöskään simulaatioissa ei havaittu mitään kummallista, mutta kun samalla teleskooppi on käyttäytynyt normaalisti muilta osin testeissä, päätettiin testejä jatkaa.

Tällä viikolla uudelleen alkaneet testit tehdään Yhdysvaltain pääkaupunki Washingtonin luona olevassa Goddardin avaruuskeskuksessa. Kunhan nämä tärinätestit on tehty, altistetaan sama instrumenttiosa ja peilisysteemi suurelle metelille akustisessa testikammiossa. Sen avulla simuloidaan laukaisun meteliä.

Sen jälkeen peilin avausmekanismin toimintaa testataan vielä kerran, ennen kuin instrumenttiosa peileineen kuljetetaan huhtikuussa Johnsonin avaruuskeskukseen Houstoniin, Teksasiin, missä on avaruuden olosuhteita jäljittelevä suuri kammio. 

Sieltä instrumenttiosa viedään edelleen Kaliforniaan, Northrop Grumman -yhtiön tiloihin, missä se kiinnitetään huoltomoduuliin. Se pitää huolen teleskoopin sähkönsaannista, tietoliikenneyhteyksistä Maahan ja asennonsäädöstä. 

Yhdessä nämä muodostavat avaruuteen lähetettävän teleskoopin, ja kunhan sitä on vielä kerran testattu, se kuljetetaan vuoden 2018 kesällä Kouroun avaruuskeskukseen. 

Sieltä JWST laukaistaan Ariane 5 -kantoraketilla avaruuteen lokakuussa 2018. 

Teleskooppi ohjataan Maan painovoimatasapainopisteeseen 2, niin sanottuun toiseen Lagrangen pisteeseen noin 1,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta ulospäin aurinkokunnassa – siis päinvastaiselle puolelle missä Aurinko sijaitsee Maasta katsottuna.

Toimenpiteet tällaisessa tapauksessa ovat hyvin yksikertaiset, mutta koska avaruusalalla kaikki halutaan tehdä turvallisesti, myös ratamuutokseen menee vähän aikaa. Lennonjohdossa ei vain napata kiinni joystickistä ja ohjata satelliittia sivuun.

Tässä tapauksessa Yhdysvaltain avaruudessa olevia kappaleita seuraava keskus JSpOC (Joint Space Operations Center) ilmoitti toissa yönä Suomen aikaa ESAlle, että Swarm-B -satelliitin ja Cosmos-375:stä irronneen osan radat leikkaavat toisensa ensi yönä klo 1.10.55 Suomen aikaa.

Euroopan avaruusoperaatiokeskuksessa ESOCissa, Darmstadtissa, Saksassa, sijaitseva lennonjohto alkoi heti suunnitella ratamuutosta.

Ratamuutoksessa tulee huomioida tässä tapauksessa se, että maapallon magneettikenttää mittaava Swarm koostuu kolmesta satelliitista, jotka lentävät suhteellisen lähellä toisiaan. Yhden radan muuttaminen lisäksi vaikuttaa tieteellisiin havaintoihin. 

Tässä tapauksessa päädyttiin siihen, että satelliitin rataa nostetaan 35 metriä ylemmäs ja samalla se siirtyy noin 746 metriä sivuun avaruusromusta. Näin etäisyys kappaleeseen kasvaa sen verran, että törmäysvaara pienenee lähes olemattomaksi.

Sen jälkeen ratamuutosta varten tehtiin lennonjohdossa käskysarja, joka testattiin ensin simulaattoreilla (ettei pikaisesti tehdyssä koodissa ole virheitä, eikä se saa aikaan haitallisia sivuvaikutuksia).

Lisäjännitystä tilanteeseen toi se, että ennen ensi yötä satelliittiin voidaan olla yhteydessä vain kaksi kertaa. Käskyt olivat kuitenkin valmiina jo heti aamulla, jolloin klo 9.51 Suomen aikaa ne välitettiin Kiirunassa olevan maa-aseman kautta satelliittiin.

Nyt satelliitti on ohjelmoitu käynnistämään pienet rakettimoottorinsa 45 minuuttia ennen lähiohitusta 44 sekunnin ajaksi.

Swarm-satelliittien sijaintia noin 500 kilometrin korkeudessa olevilla radoillaan voi seurata ESOCin nettisivuilla.

Virallisesti ESA tiedottaa asiasta vasta 16. helmikuuta, mutta Maurer on todennäköisin valinta ESAn tällä hetkellä seitsenhenkisen astronauttiryhmän vahvistukseksi.

Ensi vaiheessa hänet liitetään aktiiviseksi reserviksi, mutta on todennäköistä, että hän pääsee myös aikanaan avaruuteen.

Joillekin saksalaisille asia voi olla pieni pettymys, sillä siellä on ollut käynnissä paljon huomiota mediassa saanut "Die Astronautin" -hanke, jolla on etsitty maalle naisastronauttia. Nyt virallinen valinta osunee mieheen.

Sukupuoli ei sinänsä ole kriteeri astronautteja valittaessa, mutta Nasan puolella tuoreimmista astronauteista noin puolet on naisia; kyse lienee myös siitä, että naisia on 2000-luvulla ollut yhä enemmän tieteellisteknisissä ammateissa, ja tämä alkaa näkyä nyt valinnoissa – seuraavassa haussa varmasti myös Euroopassa.

ESAn lentopaikat jaetaan kaikkea muuta kuin kronologisesti, sillä esimerkiksi eri maiden maksuosuudet ja senhetkiset kiinnostukset miehitettyihin avaruuslentoihin vaikuttavat voimakkaasti siihen, kuka pääsee lentämään ja milloin.

Niinpä seuraavana avaruuteen nyt Kansainvälisellä avaruusasemalla olevan ranskalaisen – vuoden 2009 astronauttijoukon viimeisen avaruuteen päässeen – Thomas Pesquet'n jälkeen pääsee italialaisen konkari Paolo Nespoli, ja sitten vuorossa on saksalainen, jo kerran lentänyt Alexander Gerst. Hänen jälkeensä lentovuorossa vuonna 2019 on Luca Parmitano.

Heidän jälkeensä ei ole vielä vahvistettua lentopaikkoja, mutta vuosikymmenen lopussa on todennäköisesti hieman nykyistä enemmän paikkoja vapaana, koska venäläiset ovat vähentämässä osallistumistaan ja amerikkalaiset alukset tulevat silloin käyttöön. Suunnitteilla olevat kaupalliset avaruusasemat lisäävät myös kansallisten astronauttien tarvetta.

Maurer on siis työssä jo EAC:ssa ja hänet on koulutettu "Eurocomiksi", eli henkilöksi, joka on yhteydessä avaruusasemalla oleviin astronautteihin Euroopasta. Sen lisäksi hän on osallistunut aktiivisesti astronauttien kanssa erilaisiin hankkeisiin, kuten vuoden 2014 CAVES-koulutukseen, missä avaruuslentäjät laitetaan luolastoon viikon ajaksi tekemään tutkimusta, Nasan merenalaiseen NEEMO-hankkeeseen viime kesänä.

Luolakoulutus on vastaa monessa mielessä avaruuslentoa, sillä ympäristö on hyvin erilainen kuin normaalisti, ja pimeässä sekä kosteassa luolassa eristysissä olon jälkeen paluu normaaliympäristöön tuntuu omituiselta.

Todennäköisesti Maurer ei tule kouluttautumaan koskaan Sojuz-aluksella lentämään, vaan hänet ohjataan suoraan ESAn ja Nasan yhdessä kehittämän Orion-aluksen pariin. Siihen viittaa myös se, että hänet esitellään virallisesti Orionista kertovan tiedotustilaisuuden yhteydessä.

Amerikkalainen Orion-alus käyttää eurooppalaista, ATV-rahtialusta varten kehitettyä huoltomoduulia.

On myös mahdollista, että Maurerin lennon kohteeksi tulee asteroidi tai Kuu Maata kiertävän avaruusaseman sijaan. Orion on tarkoitettu Maan kiertorataa kauemmaksi tehtäviä lentoja varten, ja sen ensimmäiset lennot tehdään Kuun ympäri.

Tätä ajatusta tukee myös se, että Maurer on osallistunut jo jonkin aikaa avaruusasema-ajan jälkeisiä lentoja suunnitteleviin tutkimuksiin.

Tästä saadaan lisätietoa helmikuussa, mutta tässä vaiheessa näyttää siltä, että Matthias Saksasta on liittyy Alexin, Thomasin, Lucan, Paolon, Pedron, Samanthan, Andeasiin ja Timin mukaan ESAn astronauttiryhmään.

Avaruuteen on lähetetty tähän mennessä 20 Galileo-järjestelmään kuuluvaa satelliittia, joista kaksi ensimmäistä kokeellista satelliittia ei ole enää toiminnassa, kaksi on laukaisussa tapahtuneen häiriön vuoksi väärällä radalla ja yksi satelliiteista on lakannut toimimasta.  

Käytössä on siis 15 satelliittia, mutta kun kaksi toimivaa, nyt testikäytössä väärällä kiertoradalla olevaa satelliittia lasketaan mukaan, on Galileo-kelloja avaruudessa kaikkiaan 72.

Kellojen määrä on näin suuri, koska jokaisessa satelliitissa on neljä atomikelloa: kaksi vetymaser- ja kaksi rubiinikidekelloa. Kumpienkin kellojen pääurakoitsija on sveitsiläinen SpectraTime -yhtiö, joka on toimittanut samankaltaisia kelloja myös Kiinaan ja Intiaan satelliitteihin asennettavaksi.

Vikatapauksia on ollut kaikkiaan neljässä Galileo-satelliitissa olevissa kymmenessä kellossa. Näistä yksi vikaantunut kello on saatu toimimaan uudelleen normaalisti. Koska kussakin satelliitissa on useampia kelloja, ovat satelliitit voineet kuitenkin jatkaa toimintaansa.

Galileo-sateliittien kelloja näkyvissä satelliittien rakentamisen aikana. Kuva: ESA / SSTL

Omituinen ongelma

Kello-ongelman ratkaisu on vaikea, sillä vikoja on ollut kummassakin kellotyypissä, eikä samanlaisia vikoja ole tavattu testikelloissa Maan päällä. Kellojen rakenne on periaatteessa kunnollinen, eikä siinä ei ole havaittu epäkohtia. 

Sen sijaan on mahdollista, että jokin vähemmän tärkeä osa satelliiteissa olevissa kelloissa on rikki, tai kun sitä käytetään jollain tietyllä tavalla, se rikkoontuu. Laboratoriossa on pyritty käyttämään testikelloja eri tavoilla, jotta vika saataisiin aikaan, mutta tämä ei ole onnistunut. Kaikki ovat toimineet hyvin.

Jotta avaruuteen ei lähetettäisi enempää mahdollisesti vikaantuvilla kelloilla varustettuja satelliitteja, on seuraavien neljän Galileo-satelliitin laukaisua lykätty ainakin  kolmella kuukaudella. Laukaisu oli suunniteltu ensi kesän loppuun, elo- tai syyskuuksi.

Galileo-ohjelmasta vastaavat haluavat selvittää kellojen ongelmat ennen seuraavia laukaisuita ja luonnollisesti pyrkiä välttämään avaruudessa jo olevien satelliittien kellojen vikaantumisen käyttämällä niitä mahdollisimman hellästi.

Niinpä myös marraskuussa laukaistujen neljän satelliitin 16 kelloa pyritään testaamaan avaruudessa mahdollisimman tarkasti, ennen kuin nämä satelliitit alkavat työt täysipainoisesti.

Maan päällä vielä olevien, myöhemmin laukaistaviin satelliitteihin asennettavien kellojen osia voidaan vaihtaa, mutta avaruudessa se ei luonnollisestikaan ole mahdollista. Siksi tarkoitus on löytää tapa käyttää kelloja siten, etteivät ne menisi rikki. Esimerkiksi sähkövirran jännitettä ja satelliittien sisälämpötilaa voidaan säätää hieman.

Muiden paikannussatelliittijärjestelmien (kuten GPS ja Glonass) operaattorit eivät ole kertoneet julkisesti ongelmistaan, mutta tiettävästi niilläkin on ollut samankaltaisia hankaluuksia kellojen kanssa. Niistä on päästy eroon juuri mm. lämpötilaa ja jännitettä säätämällä.

Tarkemmin kellojen ongemista kerrotaan mm. SpaceIntel-sivustolla.

Otsikkokuva: ESA

Juuri näin käy aina välillä omassa Aurinkokunnassammekin, kun pyrstötähdet tulevat hyvin lähelle Aurinkoa. 

Aiemmin Aurinkokunnan nuoruudessa tällaisia auringonliippaajia on ollut enemmänkin, ja nyt tehty löytö auttaa ymmärtämään paremmin oman planeettakuntamme syntyä ja kehitystä. Nähtävästi sinne tänne sinkoilevat komeetat ovat osa tähden nuoruusaikaa.

Kiinnostavinta näissä komeetoissa on se, että ne levittävät muun muassa elämän kannalta olennaisia aineita ympäriinsä nuoressa planeettakunnassa. Muun muassa käytännössä kaikki vesi maapallolla on peräisin tänne syöksyneistä komeetoista. Komeettaytimissä on myös hiiltä ja ne kypsyttelevät erilaisia mutkikkaampia hiiliyhdisteitä pinnallaan, kun ne käyvät aina silloin tällöin lähellä tähteään kuumentumassa.

Kuin katse oman Aurinkomme nuoruuteen

HD 172555 kuuluu samaan vastasyntyneiden tähtien joukkoon 16 muun tähtikunnan kanssa. Joukon tähdet ovat eteläisellä tähtitaivaalla seitsemän tähtikuvion alueella Etelän ristin tienoilla.

Joukkoa kutsutaan Beta Pictoriksen liikkuvaksi joukoksi, koska Beta Pictoris – Maalarin tähtikuvion toiseksi kirkkain tähti – oli ensimmäinen tällainen nuori tähti, joka havaittiin. Sittemmin samoilla seuduilla, samoihin aikoihin syntyneitä ja samalla tavalla avaruudessa liikkuvia tähtiä on löydetty 16 muutakin. Myöhemmin osalta näistä on löytynyt tähtikumppaneita, joten joukkoon kuuluu kaikkiaan 28 tähteä sekä ruskeaa kääpiötä. Ruskeat kääpiöt ovat ikään kuin liian pieniä tähtiä ollakseen kunnolla tähtiä.

Myös Beta Pictoriksen ympäriltä on havaittu komeettoja sen lisäksi, että sen ympärillä on suuri kaasukiekko ja eksoplaneettoja. Kaikkiaan 11 tähdeltä on havaittu toistaiseksi komeettoja (kun Aurinkoa ei lasketa mukaan).

Beta Pictoriksen joukko on kiinnostava siksi, että se on kaikkein lähinnä Maata sijaitseva nuorten tähtien kerääntymä. Sen tähdet ovat juuri sen ikäisiä, jolloin aurinkokunnankin oletetaan alkaneen muodostaa planeettoja ympärilleen. 

Havainnot esiteltiin tällä viikolla pidetyssä Yhdysvaltain tähtitieteellisen yhdistyksen kokouksessa.

Löydettiin päättelemällä – ei suoraan komeettoja näkemällä

Alun perin komeetat HD 172555:n ympärillä havaittiin vuosien 2004 ja 2011 välillä Euroopan eteläisen observatorion HARPS-spektrografilla, joka onnistui löytämään tähden valosta tyypillisesti tähteensä syöksyvien komeettojen jättämiä jälkiä.

Lisää havaintoja tehtiin Hubblen avaruusteleskoopilla vuonna 2015, ja nyt tähden ympäriltä havaittiin myös piitä ja hiiltä. Lisäksi näitä sisältävät alueet näyttivät liikkuvan suurella nopeudella. Todennäköisin selitys havainnolle ovat tähteä ympäröivässä kaasukiekossa liikkuvat komeetat.

Havainnot ovat selvästi erilaisia kuin eksoplaneetoista saatavat merkit. 

Komeettojen suoraan näkemiseen tarvittaisiin paljon nykyisiä suurempia ja tarkempia havaintolaitteita, joten esimerkiksi jutun alussa oleva kuva on taiteilijan näkemys siitä, miltä komeettatähden ympärillä voisi näyttää.

Lisää löydöstä: hubblesite.org/news_release/news/2017-02

Kuva: NASA, ESA, and A. Feild and G. Bacon (STScI)