Viikonlopun aikana Rosettan Philae-laskeutujalle sopivaa määränpäätä pohtinut työryhmä teki valintansa: laskeutumispaikaksi valittiin J, joka on Churyumov-Gerasimenko-kaksoiskomeetan pienemmän puoliskon pinnalla. Varapaikaksi valikoitui C, joka on puolestaan isommalla puoliskolla.

Satakiloinen laskeutuja suuntaa komeetan ytimen pinnalle parin kuukauden päästä, 11. marraskuuta. “Yksikään ehdolla olleista paikoista ei täyttänyt kaikkia vaatimuksia sataprosenttisesti, mutta J on selkeästi paras vaihtoehto”, totesi Stephan Ulamec, jolla on päävastuu Philaesta.

Nyt päätetty laskeutumispaikka tarjoaa mahdollisuuden tutkia monipuolisesti komeetan eri ominaisuuksia: ikivanhaa ainesta Aurinkokunnan syntyajoilta, ytimen koostumusta ja rakennetta sekä aktiivisuuden taustalla olevia ilmiöitä. Valitun laskeutumispaikan lähistöllä on jo havaittu merkkejä aktiivisuudesta, mutta se ei kuitenkaan vaaranna laskeutujan toimintaa.

Samalla paikka on tarpeeksi turvallinen, sen valaistusolosuhteet ovat hyvät ja Rosetta-luotain voi olla hyvin yhteydessä laskeutujaan pinnalla. Philae-laskeutuja pystyy arvioiden mukaan huonoimmassakin mahdollisessa tapausessa toimimaan pari päivää pinnalla ja tekemään vähintään pari kertaa kaikki tärkeimmät tutkimuksensa.

Laskeutumisen onnistumisen todennäköisyydeksi tänään Pariisissa valintaansa selittänyt päällikkö-, tutkija- ja lennonjohtajatyhmä arvioi 70-75%. Vaikka laskeutuja osuisikin huonoon kohtaan pinnalla ja esimerkiksi kaatuisi, se pystyy toimimaan ja saamaan ainakin joitain tietoja.

Maanantaina julkistettiin viisi ehdokasta Rosetta-komeettaluotaimen Philae-laskeutujan kohdealueeksi. Valinnan perustana käytettiin yhä tarkemmiksi käyneitä kuvia, joita Rosetta on ottanut ytimestä lähestyessään sitä koko elokuun ajan.

Laskeutumispaikkaa valittaessa on otettava huomioon monia tekijöitä. Sen on oltava turvallinen sekä lähestymisen että itse laskeutumisen kannalta ja tarjottava parhaat mahdolliset edellytykset ytimen pinnalla tehtävälle tieteelliselle tutkimukselle.

Valinta on vaikea, sillä kuten Jean-Pierre Bibring, yksi laskeutujan päätutkijoista, totesi: "Komeetta on tyystin toisenlainen kuin aiemmin näkemämme ja osaa sen piirteistä emme vielä edes ymmärrä. Nyt valitut viisi paikkaa tarjoavat meille parhaat vaihtoehdot laskeutumiselle sekä komeetan koostumuksen, rakenteen ja aktiivisuuden tutkimukselle.”

Tehtävää mutkistaa myös se, että luotaimen navigoinnin epävarmuustekijät ytimen lähettyvillä asettavat rajansa laskeutumisen tarkkuudelle. Etukäteen Philaen laskeutumispaikka pystytään määrittämään noin neliökilometrin kokoisen ellipsin alueelle.

Valittujen kandidaattien tunnukset ovat omituisesti A, B, C, I ja J, mutta selitys löytyy siitä, että ne perustuvat kymmeneen esikarsintaehdokkaaseen, joista viisi pudotettiin pois.

26. syyskuuta 2014. Etäisyys komeetan ytimestä 26,3 km.

Huomaa komeat kaasusuihkut – komeetta herää!

Uudet Rosettan navigointikameran kuvat ovat erilaisia kuin aiemmat, koska luotain on jo varsin lähellä komeettaa ja sen kameralla otetaan mosaiikkikuvia – koko ydin ei enää mahdu kerralla sen kuvaan. Kuvia tulee nyt myös hieman heinä-elokuuta harvemmin.

Komeetta 67P/Churyumov-Gerasimenkoa kiertävä Rosetta-luotain lähettää parhaillaan suuren määrän tietoa ja kuvia päivässä Maahan, mutta suurin osa näistä menee suoraan tutkijoiden käsittelyyn ja tulee vasta myöhemmin meidän muiden ihailtavaksi. Syynä tähän on luotaimen rakennusvaiheessa tehdyt sopimukset, joiden mukaan kunkin tutkimuslaitteen (joihin kamerat lasketaan) tutkijat saavat tiedot ensinnä omaan käyttöönsä.

Näitä sopimuksia on kuitenkin muutettu sen verran, että kuvia saadaan katsottavaksi hieman alun perin kaavailtua useammin. Kuvat ovat ESAn nettisivuilla, mutta niitä voi katsoa myös kätevästi Tiedetuubissa tällä sivulla.

Rosetta on ollut kiertämässä komeettansa ympärillä elokuun 6. päivästä alkaen, eli noin kahden viikon ajan. Tarkalleen ottaen tuon komeetan luokse saapumisen jälkeen Rosettaa on ohjattu aktiivisesti komeettaytimen ympärillä epävakaata kolmiomaista (aivan tarkalleen tetrahedraalista) rataa pitkin, jolloin luotain on ollut välillä lähempänä ja välillä kauempana komeetasta. Tämän voi huomata esimerkiksi navigointikameran päivittäisistä kuvista, joissa etäisyys on sahannut edes takaisin alle 90:n ja yli 100:n kilometrin välillä.

Tällä haavaa siis Rosetta ei ole vielä komeetan ympärillä radalla, missä se pysyy komeettaytimen vetovoiman ansiosta, vaan jokaisessa kolmion mutkassa luotaimen ohjausrakettimoottoreita käytetään, jotta rataa voidaan kääntää juuri halutunlaiseksi.

Jokaisessa mutkassa samalla lähintä etäisyyttä ytimestä on pudotettu alaspäin, eli Rosettaa ajetaan spiraalimaisesti lähemmäksi kohdettaan. Eilen, 17. elokuuta, oli vuorossa jo kolmas näistä ohjauspoltoista: kuusi minuuttia ja 19 sekuntia kestänyt rakettimoottorien käyttö käänsi rataa ja ohjasi luotaimen ohittamaan komeetan 80 kilometrin päästä elokuun 20. päivänä. Silloin on vuorossa jälleen yksi poltto, jolla mennään edelleen lähemmäksi. 24. elokuuta Rosetta on jo vain 50 kilometrin päässä Churystä.

Kuinka iso onkaan Rosetta-komeetta 67P/Churyumov-Gerasimenko? Otsikkokuvassa komeetan ydin on kuvattuna suhteessa Helsingin keskustaan, eli mikäli komeetan pinnalla voisi juosta kuten Maan pinnalla, ehtisi sen ympäri hölkkäämään hienosti parissa tunnissa.

Rosetta-komeetta on huikean upean näköinen ja paljon monimuotoisempi (kirjaimellisesti) kuin uskallettiin odottaakaan. Tästä seuraa kuitenkin ongelma: laskeutuja Philaen matka alas komeetan ytimen pinnalle tulee olemaan todella hankala. Tai ainakin sopivan laskeutumispaikan valita tulee olemaan vaikeaa.

Rosettan kuvien perusteella komeetan pinta on epätasainen, kraatterien ja repeytymien täyttämä, ja koko ydin on kaksijakoisuutensa vuoksi melkein pelkkää kaltevaa pintaa. Kun laskeutumispaikasta päättävä tutkija- ja insinööriryhmä kokoontuu elokuun 22.-24. päivinä päättämään enintään viidestä mahdollisesta laskeutumispaikasta, pitää heidän ottaa huomioon monenlaisia asioita.

Kaikkein pahimmat pelota on kuitenkin jo saatu karistettua. Stefan Ulamec, laskeutujan tekemisestä vastanneen ryhmän päällikkö Saksan ilmailu- ja avaruushallinto DLR:ssä, kertoi eilen Darmstadtissa, että kuvien perusteella suurin osa pinnasta näyttää varsin pehmeältä. Näin ollen se uhkakuva, jonka mukaan laskeutuja olisi pompannut takaisin avaruuteen kovalta pinnalta, ei näytä todennäköiseltä. Philaen harppuunat ja laskeutumisjalkojen päissä olevat ruuvit pitävät sen todennäköisesti paikallaan.

Laskeutumisen aikaan nopeus tulee olemaan noin 1 metri sekunnissa, eli sama kuin kävelisi päin seinää. Philae on suunniteltu kestämään mainiosti tuollaisesta aiheutuvan iskun – ja paljon enemmänkin. Nopeus on sen verran pieni, että laskeutuja tuskin pomppaa uudelleen omille teilleen.

Pieni painovoima toki tekee laskeutumisesta hankalan, etenkin mikäli Philae sattuisi osumaan kovin kaltevalle pinnalle. Tätä on tutkittu jo aikaisemmin monenlaisissa testeissä, mutta näitä tullaan nyt tekemään lisää Bremenissä sijaitsevalla laskeutujan kaksoiskappaleella sekä erityyppisillä hiekkaisilla kaltevilla pinnoilla.

Ulamecin esitys, ja koko eilisen päivän huima esitysrumba Rosetta-luotaimen komeetan luokse saapumisen kunniaksi on katsottavissa uusintana ESAn nettisivuilta.

(Juttua on päivitetty 7. elokuuta)

ESAn komeettaluotain Rosetta on saapunut kymmenvuotisen matkansa jälkeen onnistuneesti perille. Se kiertää nyt turvallisella, kolmiomuotoisella radalla komeetta 67P/Churyumov-Gerasimenkon luokse. Toukokuun 7. päivän jälkeen luotaimen moottorit ovat käynnistyneet kymmenen kertaa, jolla planeettainvälistä lentorataa on muutettu ensin lähemmäksi komeetan ydintä ja sitten sellaiseksi, että tänään Rosetta saattoi asettua sen kiertoradalle. Viimeinen poltto oli 6 minuuttia ja 26 sekuntia pitkä, ja se tapahtui klo 12 Suomen aikaa alkaen. Kun tieto sen onnistumisesta saapui lennonjohtoon, nousi siellä ilo ylimmilleen: erinomaisesti tähän saakka sujunut lento oli saavuttanut päätepysäkkinsä.

Tänään julkaistiin paitsi komea sunnuntaina otettu kuva koko komeetasta (alla), niin myös ensimmäisiä lähikuvia (aivan alimpana jutussa). Niissä näkyy jo tarkasti kraattereita, halkeamia, yksittäisiä murikoita pinnalla ja muita yksityiskohtia.

Tuoreimpien mittausten mukaan komeettaytimestä suihkuaa nyt vesihöyryä avaruuteen noin 300 millilitraa sekunnissa ja sen keskimääräinen pintalämpötila on -70ºC. On aiempaakin selvempää, että komeetta on enemmänkin tumma ja pölyinen, kuin jääpintainen likainen lumipallo. Rosetta lähetettiin tutkimaan komeettaa, jonka oletettiin olevan mahdollisimman tavallinen, mutta se paljastuihin erittäin omalaatuiseksi – vai ovatko komeetat yleensä sittenkin tällaisia?

Rosettan "kiertorata" komeetan ympärillä on toistaiseksi epästabiili, koska pieni komeetanydin ei pysty pitämään luotainta ympärillään. Siksi rata on kolmionmuotoinen ja sen kunkin reunan pituus on satakunta kilometriä. Jokaisessa kulmassa luotain tekee ratamuutoksen.

Tästä radasta ja siitä, miten Rosetta asettuu lopulta oikeasti kiertämään komeettaa, kerrottiin edellisessä artikkelissamme: Rosetta saapuu perille. Torstaina 7.8. julkaistussa jutussa Minne Philae voisi laskeutua? pohditaan puolestaan laskeutumismahdollisuuksia.

Tai siis jännäähän tämä on jo nyt: sitä mukaa kun komeettaluotain Rosetta on lähestynyt kohdettaan, ovat kuvat tulleet yhä mielenkiintoisemmiksi. 67P/Churyumov-Gerasimenko on enää 300 kilometrin päässä luotaimesta ja keskiviikkona 6. elokuuta luotain saapuu perille komeettansa luokse, jolloin etäisyys on enää satakunta kilometriä. Matkamittarissa on jo 6,4 miljardia kilometriä risteilyä aurinkokunnassa sitten laukaisun, joka tapahtui maaliskuun alussa vuonna 2004.

Saapuminen perille tapahtuu vähemmän dramaattisesti kuin esimerkiksi Marsin kiertoradalle asetuttaessa, sillä odotettavissa ei ole voimakasta luotaimen nopeuden hidastumista päämoottorien kriittisellä poltolla. Luotaimessa ei edes ole suurta päämoottoria, vaan 24 pientä asennonsäätömoottoria, joita käytetään myös ratamuutoksiin.

Rosetta on lähestynyt komeettaydintä jo hitaasti koko kesän ajan, käyttäen moottoreitaan kymmenkunta kertaa, jolloin sen suhteellinen nopeus komeetan suhteen on hidastunut noin 2800 kilometrin tuntinopeuden verran aina siihen, että nyt keskiviikkona nopeus on enää vain noin 1 m/s, eli luotain liikkuu ytimen ympärillä jotakuinkin kävelyvauhdilla.

Jotta se ei olisi joutunut komeetasta jo nyt irtoavan, heikon pyrstön sisään, on Rosetta hivuttautunut kohteensa luokse sen etupuolelta. Nyt sen rata ytimen ympärillä tulee olemaan epävakaa kiertorata, jonka muoto on ympyrän tai ellipsin sijaan lähempänä kolmiota, missä rataa pitää koko ajan hieman korjailla. Yksi kolmikulmaisen radan kierros kestää kolmesta neljään vuorokautta, ja sen aikana luotaimen rataa pitää siis tarkkailla koko ajan sekä muuttaa joka kurvissa aktiivisesti rakettimoottorein.

Myöhemmin Rosettan annettaneen tulla lähimmillään ensin noin 50 kilometrin päähän ytimestä, ja sen jälkeen mahdollisesti jopa 30 kilometrin korkeudelle, jolloin komeetan heikko vetovoima voisi pitää Rosettaa jopa kunnolla kiertoradalla ympärillään.

Näin olleen 6. elokuuta on oikeastaan vain uusi vaihe, eikä vielä aivan perille pääseminen: siitä alkavat lähioperaatiot, ja nyt, kun komeetan ydin näkyy jo kunnolla ja sen toimintaa voidaan seurata, on luotaimen turvallista toimintaa myös helpompaa suunnitella. Mikäli mitään vaaraa ei näytä ilmenevän, annetaan radan tulla lähemmäksi. Lopulta, jos kaikki sujuu hyvin, saattaa Rosetta kiertää ydintä vain 10 kilometrin korkeudella. Tämä on huimaa, sillä tuolta etäisyydeltä kamerat ja tutkimuslaitteet pystyvät näkemään komeetanytimen toimintaa todella intiimisti. Komeetan ytimen kummallista kaksoisolemusta (mikä otsikkokuvassa korostuu varjojen vuoksi) voi tutkia tältä etäysyydeltä kerrassaan upeasti!

Lennonjohto on varpaillaan

Saksan Darmstadtissa, Euroopan avaruusoperaatiokeskus ESOCissa oleva Rosetta-lennonjohto on ollut aktiivinen tammikuun alusta alkaen, kun luotain heräsi pitkästä horroksestaan. Kesän aikana se on piristynyt entisestään ja nyt tästä alkaen se on hyvin aktiivinen vähintään vuoden 2015 loppuun saakka. Siellä tarkkaillaan koko ajan komeetan toimintaa ja luotaimen tilaa, jotta se voidaan pitää koko ajan tarpeeksi turvallisella radalla ytimen luona, mutta samalla tarpeeksi kiinnostavalla radalla, jotta havaintoja voitaisiin tehdä mahdollisimman hyvin ja kaikilla mahdollisilla instrumenteilla.

Juuri parhaillaan saapumista valmisteltaessa kaikki on suunniteltu etukäteen, mutta suunnitelmaa muutetaan sekä tarkistetaan jatkuvasti. Kaikki luotaimelle lähetettävät käskyt tarkistetaan ja suoritetaan ensin luotaimen ESOCissa sijaitsevalla kaksoiskappaleella, ennen kuin ne singotaan avaruuteen.

Niinpä viimeisen, olennaisen ratamuutoksen vaatimat käskyt ovat valmiit vasta tiistaina 5. elokuuta puoleltapäivin. Luotaimen ohjaamiseen tarvittavien toimien lisäksi tutkijaryhmä suunnittelee samanaikaisesti komentoja instrumenteille, jotta ne voisivat kuvata ja mitata mahdollisimman paljon. Komeetan luokse saapumisen hetki on ainutlaatuinen, ja siitä kannattaa puristaa irti mahdollisimman paljon havaintoja!

Kyllä, kuten alkuviikosta jo esiin hetkeksi pulpahtaneiden kuvien mukaan näytti, on Rosetta-luotaimen kohdekomeetta todellakin kiinnostava. Lennon ensimmäin suuri yllätys on se, että epämuotoiseksi jo ennalta odotettu komeettaydin koostuukin kahdesta osasta, jotka ovat kiinni toisissaan.

Tämä ei komeettojen joukossa ole mitenkään tavatonta. Esimerkiksi 8P/Tuttle, jota tutkittiin vuonna 2008 tarkasti Arecibon suurta radioteleskooppia tutkana käyttämällä, näyttää olevan kaksoisytimellinen komeetta. Samoin 103P/Hartley 2, jota Nasan EPOXI-luotain kuvasi ohilennollaan vuonna 2011, koostui selvästi kahdesta osasta.

Voi hyvin kuvitella, että tällaiset kappaleet ovat muodostuneet joko kahden kappaleen kohdatessa toisensa hitaasti ja "liimautuessa" vain painovoiman avulla kiinni toisiinsa, tai jokin suuri planeetta, kuten Jupiter, on voinut avittaa kaksi lähellä liikkunutta komeettaydintä lähelle toisiaan, jolloin ne olisivat ajautuneet kimppaan. Tällainen hivuttautuminen toisen kylkeen on todennäköisempi synty kaksoisytimelle kuin on kahden komeetan nokkakolari – mikä toki sekin on voinut saada aikaan kahden toisiinsa kiinnittyneen kappaleen ytimen. On myös mahdollista, että kappaleet ajautuvat joskus erilleen toisistaan.

Churyumov-Gerasimenko on siis jo nyt osoittautunut erinomaisen kiinnoistavaksi, vaikka vasta nyt kuvat on otettu 12000 kilometrin etäisyydeltä ja kuvista ei pysty näkemään vielä yksityiskohtia. Rosetta lähestyy komeettaa nyt koko ajan ja saapuu sen lähelle 6. elokuuta, jolloin sen etäisyys on enää vain 200 kilometriä. Lentonsa aikana luotain lähestyy sitä vain noin 25 kilometrin päähän, ja luonnollisesti laskeutuja asettuu aivan sen pinnalle. Otsikkokuva on otettu 14. heinäkuuta ja sitä on käsitelty runsaasti, jotta selvästi pikselinen kuva on saatu siistimmän näköiseksi.

Komeetan ydin on kooltaan ennakkoarvioiden mukainen, eli noin 4 x 3,5 kilometriä ja muoto raa'asti katsottuna sellainen kuin oletettiin, paitsi että se koostuukin kahdesta hieman erikokoisesta ja -muotoisesta osasta. Ydin pyörii ja sen pyörähdysaika on noin 12,5 tuntia.

Omalaatuinen ydin tekee lennosta luonnollisesti erittäin paljon kiinnostavamman, mutta huono puoli on se, että kohde valittiin juuri siksi, että se edusti (kuten ajateltiin) mahdollisimman tavallista, kiinteää komeettaa, jonka pinnalle olisi turvallista laskeutua. Nyt Philae-laskeutujan saaminen pinnalle tulee olemaan huomattavasti riskialttiimpaa, mutta toisaalta sen tulokset ovat laskeutumisen onnistuessa vieläkin kiinnostavampia.

Rosetta-lennon johtaja Fred Jansen sanoo, että muoto on todellakin ollut yllätys, mutta ennen kuin siitä osataan sanoa mitään tarkempaa, pitää odottaa lisää tarkkoja havaintoja. "Tiedot ovat kiinnostavia komeettojen tuntemuksen kannalta sinällään, mutta niillä on luonnollisesti vaikutusta myös siihen, miten ja millaisia havaintoja tulemme tekemään. Komeetan ytimen olemus vaikuttaa myös siihen, miten haluamme lentää luotaimella komeetan luona, sekä laskeutumiseen."

Laskeutuminen ei näillä näkymin tule olemaan ennalta oletettua vaikeampaa, mutta todennäköisesti sopivia laskeutumispaikkoja on vähemmän. Voi myös olla, että laskeutumista halutaan aikaistaa suunnitellusta marraskuusta.

Kuvat: ESA / Rosetta (MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA)

Kuvista kerrotaan tarkemmin ESAn Rosetta-blogissa.