mars

InSight lasketutui onnistuneesti tylsän tasaiseen paikkaan, ja siksi tutkijat ovat innoissaan

Ti, 11/27/2018 - 03:25 By Jari Mäkinen
Toinen InSightin ottama kuva

InSight, Nasan tuorein Mars-luotain laskeutui punaisen planeetan pinnalle maanantaina illalla 21.52 Suomen aikaa. Laskeutuminen sujui suuri suunnitellulla tavalla ja myös laskeutumisalue osoittautui niin tylsän tasaiseksi, mitä etukäteen toivottiin. Pari vuotta kestävä Marsin sisustan sondaaminen voi alkaa.

Toukokuun alussa matkaan lähetetty InSight-laskeutuja saapui perille Elysium Planitia -tasangolle Marsiin juuri toivotulla tavalla. Kyseessä oli jo kahdeksas Nasan tekemä laskeutuminen Marsiin ja ensimmäinen paikallaan pysyvä laskeutuja sitten vuonna 2007 laskeutuneen Phoenix-luotaimen.

Marsissa ja kiertoradalla sen ympärillä on siten juuri nyt kuusi toimivaa Nasan luotainta, minkä lisäksi planeettaa kiertää kaksi eurooppalaisluotainta sekä yksi intialainen. Kaikkiaan siis yhdeksän alusta on parhaillaan tutkimassa punaista planeettaa.

Tarkalleen ottaen InSight ei ole vielä työn touhussa, vaan se on tällä hetkellä vielä pöllähtäneessä tilassa laskeutumisen jälkeen ja se laittaa itseään kuntoon. Ensimmäisten tietojen mukaan laskeutuja on kunnossa ja se on tukevasti Marsin pinnalla vain noin 2° kallistuneessa asennossa.

Se lähetti lähes välittömästi laskeutumisensa jälkeen laskeutumisjalassaan olevan pienen tarkkailukameran ottaman kuva, joka on täynnä pölyä, mutta näyttää millaiselle tasangolle alus saapui. Kamerassa on edelleen varsin hyvin läpinäkyvä pölysuoja, jonka irrottamisen jälkeen kuvien laatu luonnollisesti paranee huomattavasti.

Toinen, yöllä neljän maissa (Suomen aikaa) julkaistu kuva (otsikossa) näyttää maiseman hieman paremmin. Se on eräs kuvista, jotka saatiin kiertoradalla olevan Odyssey-luotaimen välityksellä.

Kuva näyttää, että laskeutujan lähellä on vain muutamia pieniä kivenmurikoita, mutta muutoin maisema on tasaista hiekkaa. Se on aivan erinomainen paikka Marsin sisustan tutkimiseen, koska robottikäsivarsi pystyy varmasti asettamaan seismometrin sopivaan kohtaan pinnalla, joka näyttää nopeasti katsottuna myös oikein sopivalta lämpövuosondille. Se on "myyrä", joka tunkeutuu itseään nakutellen hitaasti syvemmälle Marsin pinnan alle ja pystyy lähettämän sieltä muun muassa lämpötilatietoja.

Aivan aluksi laskeutujan robottikäsivarressa olevien kameroiden avulla otetaan kuitenkin tarkkoja kuvia ympäröivästä maisemasta ja maastosta, ja näiden perusteella valitaan paikka, mihin seismometri voidaan laittaa. Laskeutujassa ei ole siis perinteiseksi jo muodostunutta kameramastoa, vaan 1,8 metriä pitkä robottikäsi toimii myös kameramastona. Se otetaan käyttöön kahden vuorokauden kuluttua.

Kyseessä ei ole ensimmäinen kerta, kun laskeutuja koittaa havaita Marsin järistyksiä, mutta ensimmäinen kerta, kun siinä toivottavasti onnistutaan. 1970-luvun puolivälissä laskeutuneissa Viking-aluksissa oli myös seismometrit, mutta ne olivat laskeutujien rungossa kiinni, ja lopulta muun muassa Marsin kaasukehässä olleet tuulet saivat aikaan enemmän signaaleita kuin järistykset. Nyt seismometri asetetaan suoraan kiinni marsperään ja lisäksi sen ympärillä on erityinen tuulisuoja, joka toivottavasti saa aikaan sen, ettei seismometri toimi tällä kerralla tuulimittarina.

Siinä missä seismometri on tehty Ranskassa, on toinen laskeutujan pääinstrumentti HP3 tehty Saksassa. Tämä koettaa tutkia sitä, miten lämpö siirtyy Marsin pinnan alla. Laite tunkee toivottavasti jopa viiden metrin syvyyteen pinnan alle "myyrän", jonka perässä on antureilla varustettu johto. Näin mittaustietoja saadaan paitsi syvältä, niin myös eri syvyyksiltä.

Tietoja Maahan laskeutujasta välitettiin kahden pienen nanosatelliitin avulla. MarCO-nimiset laitteet ovat ensimmäisiä planeettainväliseen avaruuteen lähetettyjä cubesat-standardin mukaisia laitteita.

Ne laukaistiin kohti Marsia samalla raketilla InSightin kanssa, mutta ne ovat lentäneet kumpikin erillään ja ne hujahtivat tänään Marsin ohitse. Yllä on MarCO-B:n, toisen kahdesta laitteesta, ottama kuva Marsista vain noin 10 minuuttia InSightin laskeutumisen jälkeen. Kuvan ottohetkellä se oli noin 6000 kilometrin päässä Marsista.

MarCO:t tallensivat muistiinsa muitakin kuvia ja tietoja, joita ne lähettävät Maahan lähipäivien kuluessa. Sen jälkeen niiden tehtävä on ohi onnistuneesti: ne todistivat, että pikkusatelliiteilla on mahdollista tehdä tärkeää työtä myös planeettatutkimuksen alalla.

Juuri parhaillaan Jet Propulsion Laboratoryssä olevassa lennonjohdossa odotellaan ensimmäisiä kuvia laskeutujasta, jotka on otettu kiertoradalla olevilla luotaimilla. Mars Reconnaissance Orbiterin tarkalla kameralla koetettiin saada kuva laskeutujasta sen ollessa laskuvarjonsa varassa putoamassa alas kohti planeettaa. Kuva olisi paitsi upea ja suuri taitavuuden osoitus kameratiimiltä, niin myös hyödyllinen tulevia lentoja suunniteltaessa. Kuvan avulla kun voidaan tarkistaa miten laskuvarjo käyttäytyy todellisissa olosuhteissa.

Kiertoradalla olevat luotaimet koettavat myös napata kuvia laskeutujasta heti kuin mahdollista. Ensimmäisenä ehti Odyssey, jonka kuvien avulla saatiin myös varmuus siitä, että laskeutujan aurinkopaneelit ovat avautuneet normaalisti. Vahvistuksen saapuminen kesti hieman odotettua kauemmin, mikä ennätti herättämään jo hieman huolta – ilman avoimia aurinkopaneeleita laskeutuja olisi hiipunut akkujen virran loppuessa.

Mutta kaikki on nyt siis hyvin.

Laskeutujan pitäisi näyttää nyt tällaiselta Marsin pinnalla ollessaan. Tämä kuva on piirros – näin hyvään laatuun eivät kiertoradalta otetut kuvat sentään yllä.

Nasan InSight-luotain laskeutui juuri Marsiin - mutta minne?

Ma, 11/26/2018 - 20:54 By Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA/JPL-Caltech/Lyle Tavernier

InSight-luotain laskeutui onnistuneesti Marsiin. Sen on tarkoitus perehtyä planeetan sisuksiin täysin uusilla tavoilla. Kerromme tässä jutussa laskeutumispaikasta ja sen valintaperusteista tarkemmin.

NASAn InSight-luotain laskeutui Marsiin 26.11.2018 kello 21.54 Suomen aikaa. Tiedetuubi seurasi tapahtumia livenä ja raportoi onnistuneesta laskeutumisesta.

InSightin laskeutumispaikka sijaitsee aivan päiväntasaajan pohjoispuolella: 4.5° pohjoista leveyttä ja 135.9° itäistä pituutta. Tarkemmin sanottuna Elysium Planitia -nimellä tunnetun tasangon länsiosissa.

Maapallolla vastaavat koordinaatit osuisivat Tyyneenmereen 650 kilometriä Uuden-Guinean saaresta pohjoiseen. Marsin tapauksessa kyse on pohjoisista alangoista, jotka ovat kenties myös joskus olleet sikäläisen meren peitossa.

Aluetta voisi kuvailla "tarkoituksella tylsäksi". Alueen pinta on moneen kertaan muokkautunutta tuliperäistä ja veden tuomaa ainesta, jotka peittävät muinaisia laavatasankoja ja sitä mahdollista merenpohjaa. Satelliittikuvista erottuvia mielenkiintoisimpia asioita ovat pienet kraatterit ja tuulen tuivertama lakeus.

Planeettageologi Ingrid Daubar sanoo, että valinnalla on järkisyyt. "Juuri laavatasangot ovat Marsin turvallisinta seutua, sillä ne ovat tasaisia ja niillä on vain vähän kiviä. Mitkä tahansa rinteet voisivat haitata InSightin laskeutumista. Emme halua sen pysähtyvän vaappumaan yksi jalka kiven päällä. Halusimme myös varmistaa että laskeutujan vieressä on paikat joille tieteelliset laitteet voi laskea."

InSightilla on kaksi päälaitetta. Toinen on seismometri, joka rekisteröi Marsin pinnan tärinää ja toinen, muutaman metrin syvyyteen kaivautuva "myyrä" tai virallisemmin "itsehakkautuva naula", seuraa pinnan alta tulevaa lämpövuota. Lisäksi mukana on säätilaa mittaava laite sekä heijastin, jota voidaan myöhemmin käyttää pinnan tarkassa laserskannauksessa. (Apollo-astronautit jättivät Kuun pinnalle vastaavia peilejä, joiden avulla on esimerkiksi määritetty kuinka nopeasti kiertolaisemme etääntyy Maasta.)

InSightin seismometri ja myyrä asetetaan pinnalle robottikäden avulla, ja paikka valitaan Nasan kulkijoiden kameroista kehitetyillä uusilla kameroilla. InSightin on kuitenkin turha odottaa ottavan henkeäsalpaavia panoraamakuvia, sillä kamerat on tarkoitettu juuri laitteiden toiminnan varmistamiseen.

Eikä maisemankaan odoteta olevan kummoinen.

"Emme oikeastaan juurikaan välitä siitä mitä pinnalla on, paitsi aivan lähiympäristössä jahka laskeutuminen saadaan hoidettua. Sitten haluamme varmistaa että laitteet pystyvät tekemään työnsä. Seismometrin täytyy asettua tasaisesti ja tukevasti alle 15 asteen rinteeseen. Itseporautuvan "myyrän" eli HP3-laitteen täytyy pystyä kaivautumaan pinnan alle ongelmitta. Siksi pinnan täytyy olla rikkoutunutta hienojakoista ainesta eikä mitään todella kovaa ainesta. Joukossa ei saa olla paljoa kiviä, tai laite ei pääse riittävän syvälle pinnan alle."

Vain pienellä ratamuutoksella olisi päästy tutustumaan lähialueiden erikoisuuksiin, kuten vulkaaniseen tuhkaan hautautuneeseen vain muutaman miljoonan vuoden ikäiseen ahtojääalueseen, eräisiin planeetan suurimpiin tulivuoriin, tai mittaviin laavatasankoihin. Nuoria pohjoisia alankoja ja vanhoja eteläisiä ylänköjä jakava vyöhykekin alkaisi vain muutaman sadan kilometrin päästä. Curiosity-kulkija on juuri niillä seuduin tutustumassa planeetan vesihistoriaan.

"Valitsimme Elysium Planitian koska InSight on hieman erilainen kuin aiemmat [Mars]lennot. Insightilla on tarkoitus tutkia asioita, joita voitaisiin tutkia melkein missä vain Marsin pinnalla. Laskeutumispaikka valittiin enemmänkin teknisten kriteerien kuin tieteen mukaan", Daubar selittää.

"Tämä on aurinkokennolento, eli saamme kaiken energian auringosta. On hyvä olla päiväntasaajan lähellä, sillä se maksimoi energiamäärän." Luotaimen on tarkoitus pysyä toiminnassa vähintään yhden Marsin vuoden verran eli 690 päivää, joten pysyvä energianlähde on tarpeen.

Alueen tuli myös sijaita mahdollisimman matalalla. Näin kaasukehän jarrutusvaikutus saadaan käytettyä mahdollisimman tehokkaasti hyödyksi. Pääasia tietysti on, että InSight pääsi turvallisesti pinnalle ja onnistuu tutkimaan pinnanalaista maailmaa.

InSightin laskeutumisellipsi on harvinaisen suuri. Se on huimat 130 x 30 kilometriä, kun esimerkiksi Curiosity-mönkijän ellipsi oli kooltaan vain 20 x 7 km. Toisaalta laitteiden tekniset tavoitteet ovat aivan erilaiset. InSightin ei ole tarkoitus perehtyä yksityiskohtiin vaan planeetan yleiseen olemukseen.

InSightille oli määritetty laskeutumisellipsi, jonka alueelle se päätyi noin 99 prosentin todennäköisyydellä. Vastaava alue määritetään mille tahansa alukselle, joka syöksyy kaasukehän läpi suurella nopeudella kohti pintaa. Paikan epätarkkuuteen vaikuttavat esimerkiksi eri korkeuksilla vallitsevat tuulet ja kaasutiheydet, sekä muut pienet etukäteen ennustamattomat asiat. Aivan tarkan laskeutumispaikan tavoittelu olisi vaikeaa, sillä laitteen täytyisi pystyä reagoimaan aktiivisesti pieniin muutoksiin lentoradassa. Tämä lisäisi laitteiston monimutkaisuutta ja virheiden sattumisen riskiä aivan turhaan.

Kirjoittaja on Marsin geologiaan erikoistunut planetologi.

Päivitys 22.40: Juttua päivitetty tiedolla onnistuneesta laskeutumisesta.

Otsikkokuva: JPL:n harjoittelija Heather Lethcoe odottelee InSightin laskeutumista (NASA/JPL-Caltech/Lyle Tavernier)

Koe InSightin laskeutuminen Marsiin uudelleen VR-videolla

Tiedetuubin suora laskeutumisseuranta InSightin laskeutumisesta on päättynyt. Laskeutuminen onnistui erinomaisesti ja InSight on toimintakykyisenä Marsin pinnalla valmiina aloittamaan kahden (Maan) vuoden ajan kestäväksi suunnitellun toimintansa.


Klo 22.40

Seuranta päättyy, mutta Mars-asia ei lopu tähän. InSight-kuulumisia odotellessa kannatta lukea, katsoa ja kuunnella vaikkapa näitä juttuja:

  • Nasan InSight-luotain laskeutui juuri Marsiin - mutta minne?
  • 10 tärkeintä asiaa, jotka tänään laukaistusta Mars-laskeutujasta on hyvä tietää
  • Seuraava Mars-luotain on matkalla – nyt tutkitaan planeetan järistyksiä ja porataan pinnan alle

    Klo 22.16

    InSightin virallinen laskeutumisaika oli 11:52:59 PST, eli Kalifornian paikallisaikaa, eli kello 21.52.59 Suomen aikaa. Signaali otettiin tuolloin vastaan Maassa, mutta se oli lähtenyt jo noin 8,1 minuuttia aikaisemmin laskeutujasta. Sen oman kellon mukaan laskeutuminen tapahtui 19:44:52.

    Klo 22.20

    Kunhan InSight on avannut aurinkopaneelinsa, alkaa se kuvata tarkasti ympäristöään. Ensimmäiset kuvat otetaan jo nyt heti, mutta varsinainen laskeutumispaikan kartoitus alkaa 28. marraskuuta. Joulukuun 10. päivään mennessä on ennakkosuunnitelman mukaan saatu niin paljon kuvia, että niiden perusteella voidaan päättää paikka laskeutujan vieressä, mihin seismometri voidaan laskea robottikäsivarrella.

    SEIS-hankkeen vetäjä Philippe Laudet Ranskan kansallisesta avaruustutkimuskeskuksesta sanoo, että "paikan pitää olla mahdollisimman tasainen, eikä siinä saa olla liian suuria kiviä."

    "Sen jälkeen robottikäsivarsi ottaa kiinni seismometristä ja nostaa sen alas pinnalle sopivaan aikaan. Oletamme, että tämä tapahtuu 4. tammikuuta mennessä, koska nykyisen suunnitelman mukaan silloin aloitetaan saksalaisen HP3-mittalaitteen asentaminen.

    Tammikuun lopusta alkaen kumpaakin laitetta valmistellaan siis käyttöön ja koska lämpövuoinstrumentti porautuu alaspäin pienten iskujen avulla, voidaan näitä pieniä tärähdyksiä käyttää seismometrin kalibrointiin ja testaamiseen. "Ja aina kun naapurimme ei metelöi nakutuksillaan, kuuntelemme Marsia – mikä on tietysti suurin osa ajasta. Laitteen kalibrointi ja käyttöönotto jatkuu maaliskuun loppuun saakka, minkä jälkeen aloitamme varsinaiset tieteelliset mittaukset."

    Klo 22.03

    Laskeutuminen onnistui erinomaisesti ja juuri suunnitelman mukaan. Siitä saatu telemetria kertoo sen toimivan hyvin. InSight lähetti jo ensimmäisen kuvansa, joka tosin ei ole erityinen: kamerassa on edelleen pölysuoja päällä, ja siksi kuva on suttuinen. Kun suoja poistetaan, ovat kuvat (toivottavasti) parempia. Kuva kertoo kuitenkin myös osaltaan laskeutujan toimivan hyvin.

    Parempia kuvia on odotettavissa noin viiden tunnin päästä, kun suoja on irrotettu ja kiertoradalla oleva Odyssey välittää niitä laskeutujasta Maahan.


    Klo 21.57

    InSight on siis laskeutunut pehmeästi Marsin pinnalle ja on hyvässä kunnossa. Nut kuinkin alkaa sen valmistelu tutkimuksia varten: laskeutuja avaa pyöreät aurinkopaneelinsa ja tarkistaa, että sen kaikki systeemit ovat kunnossa.

    Klo 21.54

    InSight on laskeutunut! Signaali pinnalta kertoo kaiken menneen hyvin!

    Klo 21.49

    Nyt laskeutumisen suurin kuumennus, kun kaasukehän kitka (eli "ilmanvastus") hidastaa alusta. Tämä synnyttää kuuman kaasukuplan aluksen ympärille ja siksi telemetriatiedot ovat katkenneet - aivan kuten oletettiin.

    Klo 21.47

    InSight osuu nyt Marsin kaasukehään. Tähän saakka kaikki on sujunut suunnitelman mukaan, mutta tästä eteenpäin on jännää...

    Klo 21.43

    InSightin mukana kohti Marsia lähti kaksi pientä luotainta, MarCO:a. Ne lentävät Marsin ohi, mutta kuuntelevat tapahtumia laskeutumisen aikana. Niistä on saatu nyt myös signaali.

    Klo 21.40

    Nyt se on menoa! Kiertorataosa irtoaa. Odotellaan vahvistusta.

    Klo 21.35

    Nyt lennonjohto ei voi enää kuin odottaa ja seurata tapahtumia. Laskeutuja on omillaan. Tiedot Maahan saadaan 8,1 minuuttia varsinaisten tapahtumien jälkeen.

    Klo 21.28

    Matkaa Marsiin on nyt enää 4700 km. Noin puoli tuntia laskeutumiseen. Laskeutumisen ensimmäinen tärkeä hetki koittaa klo 21.40, kun laskeutuja irtoaa sitä planeettainvälisen avaruuden läpi kuljettaneesta osasta. Tarkalleen ottaen InSight on nyt kapselin sisällä, jonka "alapuolella" on lämpökilpi ja "yläpuolella" suoja sekä laskuvarjo.

    Marsin kaasukehään InSight saapuu klo 21.47 ja siitä alkaa seitsemän minuuttia kestävä tiivis toiminta, niin sanottu "seitsemän helvetillistä minuuttia" tai "7 mins of terror".

    Klo 21.20

    Marsissa on ollut viime aikoina paljon pölymyrskyjä (ja kesällä ollut koko planeetan peittänyt sellainen koitui Opportunity-kulkijan kohtaloksi) ja viime aikoina tilannetta on seurattu hyvin tarkasti. Näytti siltä, että laskeutumisalueella olisi ollut nyt myrsky, mutta tilanne ei ole onneksi mitenkään paha.

    Laskeutuja piti kuitenkin tehdä sellaiseksi, että se kestäisi pölymyrskyn, jos sellainen olisi ollut nyt laskeutumisen aikaan. Laskeutumispäivää kun ei voinut muuttaa, vaan alas oli mentävä säässä kuin säässä.

    Siksi muun muassa laskeutujan lämpökilpi on hieman paksumpi kuin oli Phoenix-laskeutujalla. Tämä siksi, että pölymyrskyn läpi syöksyessä lämpökilpi kuluu enemmän ja nopeammin kuin "normaaleissa" olosuhteissa.

    Lämpökilpi on muuten tehty korkista.

    Klo 21.12

    Laskeutuminen Marsiin ei ole helppoa, vaikka nyt se osataan paljon paremmin kuin aikaisemmin. Paitsi että laskeutumisia on tehty jo aika paljon, niin nyt Marsia ja laskeutumispaikkaa pystytään havaitsemaan koko ajan Marsin kiertoradalla olevilla luotaimilla. Heti laskeutumisen jälkeen laskeutujasta voidaan ottaa myös kuva, joka voi myös näyttää ovatko esimerkiksi aurinkopaneelit auki.

    Nasan omien luotaimien lisäksi Euroopan avaruusjärjestön Mars Express ja TGO auttavat laskeutumisessa. Lisäksi laskeutujan lähettämiä viestejä otetaan vastaan suoraan Maan päällä suurilla radioteleskoopeilla, jotka pystyvät itse asiassa seuraamaan laskeutujan rataa alle metrin tarkkuudella – mutta rata voidaan laskea vasta jälkikäteen.

    Klo 21.05

    InSight perustuu vuonna 2007 Marsiin laskeutuneeseen Phoenix-laskeutunaan, joka puolestaan perustuu vuonna 2009 lentäneeseen Mars Polar Lander -alukseen. Viimeksi mainittu tosin syöksyi Marsiin ja koska sen tuhoutumisen syytä selvitettiin pitkään siksi, että laskeutuja ei lähettänyt kriittisten vaiheiden aikana tietoja, tiedottaa InSight nyt koko ajan laskeutumisen sujumisesta.

    Phoenix onnistui laskeutumisessa erinomaisesti ja ainakin telemetriatietojen mukaan InSight on nyt myös oikein hyvässä kunnossa.

    Klo 21.01

    Tervetuloa Tiedetuubin laskeutumisseurantaan! Laskeutumisen seuranta on siinä mielessä miellyttävämpää kuin esimerkiksi raketin laukaisun seuranta, koska tiedämme täsmälleen, että laskeutuminen tapahtuu – odottamista, mutta ei epävarmuutta muusta kuin siitä, että meneekö kaikki suunnitellusti.

    Ensimmäinen viesti ennen seurannan alkua

    Kuten aina avaruuslennoilla, on tätä laskeutumista harjoiteltu tiiviisti etukäteen ja lennonjohdolla on tarkat suunnitelman monien erilaisten häiriötilanteidenkin varalle.

    Lopulta kuitenkin kyse on hyvästä onnesta. Siksi Jet Propulsion Laboratoryn suuressa lennonjohtohuoneessa on maapähkinöitä. Tämä perinne alkoi vuonna 1964, kun Ranger 7 -luotain oli syöksymässä Kuuhun. Ranger-alukset eivät laskeutuneet, vaan törmäsivät Kuuhun ja ideana oli ottaa siltä vastaan kuvia sekä tietoja viimeiseen saakka ja saada näin tarkkoja kuvia Kuun pinnasta.

    Jostain syystä tuolloin lennonjohdon syömistä maapähkinöistä muodostui seuraavilla lennoilla perinne ja nyt yksikään Nasan planeettaluotain ei tee mitään kriittistä toimenpidettään ilman onnea tuottavia maapähkinöitä.

    Nykyisin homma on tietysti paisunut siten, että näitä maapähkinöitä tehdään erikoisetiketillä ja niitä myydään myös yleisölle JPL:n matkamuistomyymälässä.

  • Avainsanat

    InSight laskeutuu Marsiin – alkaa pian kuunnella punaisen planeetan sydämenlyöntejä

    Nasan uusin Mars-laskeutuja syöksyy punaisen planeetan pinnalle tänään illalla Suomen aikaa. InSight on nimensä mukaisesti laskeutuja, jonka tehtävänä on tutkia Marsin sisustaa. Seuraamme tapahtumia tästä alkaen hetki hetkeltä.


    Juuri nyt, kello 19:30 Suomen aikaa, on laskeutuminen vain vähän yli kahden tunnin päässä. InSight on 38 000 kilometrin päässä Marsin pinnasta ja syöksyy sitä kohden 5,5 kilometrin sekuntinopeudella.

    Alus on törmäyskurssilla Marsin kanssa – se ei siis asetu ensin kiertämään planeettaa, vaan syöksyy suoraan sen pinnalle.

    Tapahtumat alkavat 47 minuuttia ennen laskeutumista, kun InSightin ja laskeutumislaitteiden lämmittimet laitetaan päälle. Pian laskeutujaa läpi avaruuden ohjannut pieni osa irrotetaan ja laskeutuja suojakapselinsa sisällä jatkaa yksin eteenpäin.

    Se syöksyy suoraan planeetan kaasukehään ja alla oleva lämpökilpi suojaa sitä. Kaasun kitkakuumennus alkaa noin 126 kilometrin korkeudessa.

    Laskuvarjo avautuu noin 12 kilometrin korkeudessa ja lämpökilpi irrotetaan noin 10 kilometrin korkeudessa. Nyt laskeutujan kamera pääsee näkemään hyvin alas Marsin pintaan. Laskuteline avautuu noin viiden kilometrin korkeudessa ja myös tutka alkaa nyt mitata tarkkaa korkeutta.

    Noin 1100 metrin korkeudessa laskeutuja putoaa kapselistaan ja samalla se irtoaa laskuvarjosta; se on nyt vapaassa putoamisliikkeessä alaspäin 215 kilometrin tuntinopeudella.

    12 pientä rakettimoottoria syttyy ja laskeutuja hidastaa putoamisnopeuttaan tutkan ohjaamana. Se tarkkailee laskeutumispaikkaansa ja osaa välttää siinä olevia mahdollisia vaarallisia kiviä. Se myös kääntyy tässä lennon loppuvaiheessa siten, että sen tuleva työskentelyalue osoittaa etelään ja aurinkopaneelit levittäytyvät itä-länsi-suuntaan.

    Laskeutuminen 50 metrin korkeudesta pinnalle tapahtuu noin puolessa minuutissa, siis kohtalaisen hitaasti ja rauhallisesti. InSight osuu pintaan lopulta reipasta kävelyvauhtia, 8,6 km/h.

    Jos kaikki käy hyvin, on InSight klo 21.47 Suomen aikaa Elysium Planitian pinnalla Marsissa. Tieto laskeutumisesta saadaan Maahan kahdenksan minuutin kuluttua tästä, kun radioviesti on kulkenut avaruuden halki Marsista lennonjohtoon.

    Lentoa hallitaan Jet Propulsion Laboratorystä, Kaliforniassa Los Angelesin luona Pasadenassa sijaitsevasta Nasan planeettaluotainkeskuksesta. JPL on vastannut kaikista aikaisemmista amerikkalaisista Mars-lennoista, ja vaikka kertyneen kokemuksen avulla laskeutuminen tapahtuu paljon luotettavammin kuin aikanaan, on se silti raju ja suurienerginen tapahtuma, missä pienikin virhe voi johtaa tuhoon.

    Yllä olevalla videolla JPL:n teknologiajohtaja Bob Manning selittää (englanniksi) mitä laskeutumisen aikana tapahtuu.

    Vaikka moni asia voi mennä vikaan, on InSightillä takanaan kuitenkin jo yksi laskeutuminen, sillä vuonna 2007 Marsiin laskeutunut Phoenix-laskeutuja käytti samaa tekniikkaa. InSight perustuu teknisesti suoraan Phoenixiin, joka onnistui tehtävässään erinomaisesti. Käytönnössä InSight on täysin samanlainen, mutta sen mukana olevat tutkimuslaitteet ovat erilaisia ja laskeutujaan on tehty pieniä parannuksia – onhan Phoenixin lennosta kulunut jo vuosikymmen ja tekniikka on mennyt eteenpäin.

    InSight on myös hieman painavampi (608 kg vs. 573 kg).

    Kolmas olennainen eroavaisuus on laskeutumispaikka, joka sijaitsee päiväntasaajan tuntumassa 1,5 kilometrin korkeudessa. Suurempi korkeus tarkoittaa sitä, että kaasukehä ei ennätä hidastamaan laskeutumista niin paljoa kuin edellisellä kerralla. Tämä ei kuitenkaan ole ongelma; joka tapauksessa laskeutuja on suunniteltu toimimaan erilaisissa olosuhteissa ja esimerkiksi laskeutumispaikan säätila (mitä kiertoradalla olevat luotaimet ovat tarkkailleet) on otettu huomioon laskeutumisohjeissa, jotka on lähetetty InSightille juuri nyt ennen laskeutumista.

    Lisää tietoa lennosta ja InSightistä on alla olevissa linkeissä sekä Ylen kesällä lähetetyssä Tiedeykkösessä, jonka voi kuunnella edelleen Yle Areenassa.

    Nasa välittää laskeutumisen tunnelmia suorana JPL:stä laajemmin kuin koskaan netissä ja videosyötettä voi seurata myös Tiedetuubissa. Tiedetuubi on kuitenkin paikan päällä Pasadenassa ja välittää lisäksi huomioita sekä kommentteja omassa seurannassaan. Seuranta alkaa klo 21.

    Avainsanat

    Marsin myrsky alkaa olla ohi, mutta milloin Oppy soittaa kotiin?

    Pe, 08/17/2018 - 19:00 By Jari Mäkinen
    Mars myrskyn kourissa ja selkeänä

    Hurja hiekkamyrsky Marsissa alkaa hiipua vähitellen, joten taivas Opportunity-kulkijan yläpuolella alkaa vähitellen päästää Auringon valoa lävitseen. Mutta kulkija ei ole vielä herännyt henkiin – tai ainakaan siitä ei ole vielä kuultu pihaustakaan. Pitäisikö alkaa pelätä jo pahinta?

    Se, että Marsissa myrskyää, ei ole mitenkään harvinaista. Mutta se, että myrsky on näin tujakka ja kestää kuukausia, on harvinaisempaa. Ennen kuulumatonta se ei kuitenkaan ole, joskin tästä kerrasta verrattuna aikaisempiin tekee hieman erikoisen se, että nyt sen pinnalla on kaksi toimivaa avaruusalusta. Tai siis kulkijaa: Opportunity ja Curiosity.

    Curiosity saa sähkönsä mukanansa olevasta ydinparistosta, joten se ei ole ollut myrskystä moksiskaan. Sen sijaan pienempi ja vanhempi Opportunity luottaa virransaannissaan aurinkopaneeleihin, ja sen toimintaan taivaan sumeneminen myrskyn nostattaman pölyn vuoksi on vaikuttanut olennaisesti.

    Siitä ei ole kuultu mitään sitten kesäkuun 10. päivän, jolloin siihen oltiin viimeisen kerran yhteydessä.

    Oletettavasti kulkija Opportunity, eli tuttavallisesti Oppy, asettui silloin varotilaan, kun sen aurinkopaneelit eivät tuottaneet juurikaan sähköä ja akkujen varaustaso laski kriittiselle tasolle. Silloin, säilyttääkseen akuissa minimivarauksen, se meni horrokseen odottamaan tilanteen paranemista.

    Nyt myrsky osoittaa laantumisen merkkejä ja Marsin pinta on kuvissa tullut jälleen näkyviin punertavan mössön alta.

    Tämän mössön, taivaalla leijuvan pölyn vuoksi Aurinko oli käytännössä näkymätön. Kaasukehän valonläpäisykykyä mitataan arvolla nimeltä tau, mikä on sitä parempi, mitä pienempi luku on. Normaalisti se on luokkaa 0,5, mutta pahin myrskyn aikana mitattu tau oli 10,8. Pinnalla oli silloin kuin iltahämärä koko ajan.

    Tilanne on nyt koko ajan parantunut, ja sitä seurataan jatkuvasti kiertoradalla olevalla Mars Reconnaissance Orbiter -luotaimella. Sen kamera ottaa kuvia, joiden perusteella voidaan määrittää tau.

    Oppyn toiminnasta vastaavien insinöörien mukaan laskeutujan aurinkopaneelit alkavat tuottaa riittävästi energiaa toimintaan silloin, kun tau on 2 tai parempi. Juuri nyt ollaan lähes tässä arvossa, joten kulkijaa odotellaan jälleen linjoille.

    Vaikka edellisestä yhteydestä on jo yli kaksi kuukautta, ollaan lennonjohdossa toiveikkaita. Kulkijan akut ovat olleet hyvässä kunnossa ja arvioiden mukaan lämpötila myrskyn aikana ei ole laskenut liian matalaksi. Tilanne on sama kuin Suomessa talvella: kun on pilvistä, on harvoin paukkupakkasia. Marsissa lisäksi nyt on kesäaika, jolloin lämpötila on kohtalaisen korkealla. Itse asiassa lämpö saa sielläkin myrskyt nousemaan samaan tapaan kuin kesäkausi saa hurrikaanit henkiin täällä Maassa.

    Juuri nyt kulkijaa kuunnellaan päivittäin kahdella tapaa: niin suoraan Nasan Deep Space Networkin suurilla antenneilla, kuin myös lähempää Marsia kiertävistä luotaimista. Sitä myös skannataan hieman laajemmalla aallonpituusalueella kuin se normaalisti lähettää, sillä on mahdollista, että taajuus on vähän muuttunut.

    Pölyn kerääntyminen aurinkopaneelien pinnalle ei ole ollut aiemmin ongelma, sillä vaikka myrskyn aikaan ilmassa on paljon pölyä ja sitä laskeutuu myös aurinkopaneelien pinnalle, on myrskyn aikaan myös normaalia paljon voimakkaampia tuulia, jotka puhaltavat kerääntynyttä pölyä pois paneelien päältä. Kuvaparissa on Opportunity tammikuussa ja maaliskuussa 2014 – silloin pölyä kerääntyi parissa kuukaudessa paljon, mutta sitten se puhaltui pois.


    Kolme vikamahdollisuutta – plus yksi ikävä vaihtoehto

    Se, että Oppy ei ole ottanut yhteyttä, voi johtua konkreettisesti yhdestä seuraavista vaihtoehdoista:

    Liian vähän virtaa johtaa tilaan, missä kulkija asettuu varotilaan odottamaan valoa ja sitä, että aurinkopaneelit tuottavat taas enemmän sähköä. Kun virtaa taas riittää, se alkaa toimia jälleen normaalisti.

    Kellovika horroksen aikana voi johtaa siihen, että kulkija ei tiedä mitä kello on ja siksi se ei osaa lähettää viestiään oikeaan aikaan. Se on ohjelmoitu hätätilanteessa päättelemään ajan hetkeä esimerkiksi Auringon nousun ja laskeutumisen avulla, mutta nämä ajat ovat epätarkkoja.

    Radiovikavaroitus tarkoittaa sitä, että jos kulkija ei ole ollut pitkään aikaan yhteydessä Maahan, se voi olettaa, että sen radiolaitteet eivät toimi. Onneksi radioita on useita, ja mikäli pääradio ei ole käytössä esimerkiksi juuri tämän varoituksen vuoksi, kulkija yrittää ottaa yhteyttä heikkotehoisempien ja hitaampien radiolinkkien avulla.

    Ja on myös mahdollista, että jokin on mennyt rikki niin pahasti, että kulkija joko ei toimi lainkaan tai se ei vain pysty mitenkään olemaan yhteydessä. Hyvin matala lämpötila saattaisi saada aikaan vikoja, mutta nyt tosiaankin lämpötila on ollut siedettävä koko ajan.

    Niinpä lennonjohdossa ollaan toiveikkaita, että Oppy ottaa vielä yhteyttä. Siihen saattaa mennä vielä viikkoja, tai sitten se voi tapahtua jo huomenna. Kun ja jos niin käy, ensimmäiseksi lennonjohto selvittää missä tilassa kulkija, sen systeemit ja virtajärjestelmä akkuineen ja aurinkopaneeleineen on, sekä onko paneelien pinnalle kerääntynyt paljonkin pölyä. Tämä selvitetään yksinkertaisesti selfieitä ottamalla.

    Sen jälkeen kulkijaa ja sen syeteemejä käynnistellään vähitellen vähän samaan tapaan kuin ihmistä herätellään koomaan vaipumisen jälkeen. Ja siihen menee kenties kuukauden päivät, ennen kuin Oppy voi jatkaa toimiaan normaalisti – jos se voi enää jatkaa toimiaan kuten ennen.

    Otsikkokuvassa on kuvakaappaus tästä animaatiosta (latautuminen kestää hetken!), joka näyttää rinnakkain Marsin toukokuussa ja heinäkuussa. Ero on olennainen!

    Mars on nyt lähellä meitä, mutta mitä se merkitsee oikeasti?

    Ke, 08/01/2018 - 00:57 By Jari Mäkinen

    Maa ja Mars ovat nyt hyvin lähellä toisiaan, ja siksi punainen planeetta loistaa varsin kirkkaana (tosin matalalla Suomesta) taivaalla. Mitä tämä tarkoittaa? Miksi Mars on juuri nyt lähellä?

    Maa ja Mars ovat lähellä toisiaan kerran noin 1,8 vuodessa.

    Koska kumpikin planeetta kiertää Aurinkoa hieman soikeilla radoilla hieman eri nopeudella, ne ovat ratansa Aurinkoa lähimmissä kohdissa eri aikoihin. Jotta kumpikin planeetta olisi hyvin lähellä toisiaan, tulee Maan olla ratansa kaikkein kaukaisimmassa kohdassa ja Marsin ratansa lähimmässä.

    Useimmiten tosin tilanne ei ole ihan näin optimaalinen: tänä vuonna lähiohitus tapahtuu hetkellä, jolloin Maa on etääntynyt Auringosta jo liki kuukauden päivät ja Mars on lähimpänä Aurinkoa syyskuun puolivälissä.

    Nyt 31. heinäkuuta Mars oli lähimmillään klo 11 Suomen aikaa 57,59 miljoonan kilometrin päässä maapallosta. Tämä on lyhin etäisyys sitten vuoden 2003, mikä oli eräs teoreettisesti parhaimmista vuosista. Seuraavan kerran Mars on näin lähellä syyskuun 15. päivänä vuonna 2035, jolloin matkaa on itse asiassa vielä hieman vähemmän, 56,98 miljoonaa kilometriä.

    Puhutaan oppositiosta, eli tilanteesta, jolloin Mars ja Aurinko ovat täsmälleen vastakkaisissa suunnissa taivaalla täältä Maasta katsottuna. Tarkalleen ottaen tämä oppositio tosin tapahtui jo 27. heinäkuuta.

    Koska Maa ja Mars kiertävät radoillaan eri tahtia, olemme aina hieman eri kohdissa tämän lähinnä olon aikaan. Tästä eteenpäin vuoteen 2027 saakka mennään vain huonompaan suuntaan, sillä silloin (helmikuun 19. päivänä) Maa ja Mars ovat toisistaan 101,39 miljoonan kilometrin päässä toisistaan – tämä lähes kaksi kertaa enemmän kuin tänä vuonna.

    Tästä vaihtelevuudesta johtuen matkaaminen Marsiin on toisinaan helpompaa ja toisinaan vaikeampaa. Mitä lähemmäksi Maa ja Mars tulevat, sitä raskaampia luotaimia voidaan lähettää sinne helposti. Kun matka on lyhyempi, se vaati vähemmän energiaa, ja siksi samalla raketilla voidaan laukaista matkaan isompi laite.

    Tänä vuonna tosin tätä erinomaista oppositiota ei käytetty täysin hyväksi, sillä kohti Marsia laukaistiin vain yksi luotain, pinnalle laskeutuva InSight. Kuten ratamatemaatikot ovat laskeneet, on se juuri nyt jotakuinkin puolimatkassa. Sehän laukaistiin matkaan toukokuun alussa ja saapuu perille marraskuun lopussa.

    Vuoden 2003 erinomainen oppositio käytettiin paremmin hyväksi, sillä silloin Nasa lähetti matkaan kaksi kulkijaa, Spiritin ja Opportunityn, ja Euroopan avaruusjärjestö Mars Express -luotaimen.

    Taivaanmekaanisen kiertoratatilanteen voi nähdä myös taivaalla, sillä kauriin tähdistössä oleva Mars on varsin kirkas, vaikkakin Suomesta katsottuna se on hyvin matalalla. Etelä-Suomen horisontin yläpuolella punaplaneetta viihtyy vain viitisen tuntia.

    Muilta osin meidän kannaltamme ei oppositiolla ole mitään merkitystä muille kuin meille friikeille.

    Marsin pinnalla tosin lähellä Aurinkoa oleminen näkyy siten, että sen lämpenevän kaasukehän tuulet nostavat lentoon paljon hiekkaa. Siksi Marsissa on nytkin meneillään jo pitkälle toista kuukautta jatkuva pölymyrsky. Se on pitkiin aikoihin suurin ja voimakkain.

    Otsikkokuva näyttä tilanteen varsin konkreettisesti: auringonvalosta riippuvainen Opportunity-kulkija on edelleen hiljaa, mutta sen ydinparistosta sähköä saava serkku Curiosity toimii varsin normaalisti.

    Paitsi että sen kuvaamat maisemat ovat edelleen aika sumuisia.

    Otsikkokuvan kuvat on tosin kuvattu täältä Maan päältä, mutta ne näyttävät hyvin eron ennen myrsyä ja nyt sen aikana.

    *

    Otsikkokuvassa on Mars kuvattuna kesäkuussa ja heinäkuussa 2018, ennen pölymyrskyn alkamista ja sen jatkuessa. Juuri nyt ei Marsista siis kannata tehdä tarkkoja havaintoja, vaikka oppositiot normaalisti sopivat hyvin tähän tarkoitukseen.

    Vuonna 2016 tehty video näyttää hyvin mistä on kyse. Lopun taivaankatsomiskohtaan ei kannata nyt kiinnittää huomiota.

    Kuunpimennyksiä voi nähdä muulloinkin kuin vain täydenkuun aikaan

    Pe, 07/27/2018 - 20:18 By Jarmo Korteniemi
    Kuva: Lucien Rudaux

    Tänään illalla Suomen taivaalla näkyy pitkä ja varsin komea kuunpimennys. Harva tulee ajatelleeksi, että vastaavaa sattuu muuallakin Aurinkokunnassa. Vielä harvempi hoksaa, että niitäkin tapahtumia voi katsella.

    Kuunpimennyksessä planeettamme tulee suoralle linjalle kuumme ja Auringon väliin, ja Maan varjo peittää Kuun. Voisi oikeastaan sanoa, että täysikuu on täydellisimmillään vain ja ainoastaan kuunpimennyksen aikaan.

    Kuunpimennyksiä voi kuitenkin yllättäen nähdä myös silloin kun kuu ei ole täysi. Se tosin onnistuu vain kolmella hieman epätavallisella tavalla. Kaikkiin tarvitaan laatikon ulkopuolella ajattelua, apuvälineitä, ja kenties pilkunkin viilausta.

    (1) Ensimmäinen vaihtoehto on siirtyä planeetalta pois. Kansainvälisen avaruusaseman Cupolassa oleva astronautti voi nähdä sekä täydellisen kuunpimennyksen että vastakkaisessa suunnassa olevan Auringon vain hieman päätään kääntäen. Kuu on sieltä katsoen lähes, muttei aivan täysi.

    (2) Avaruuteen meno ei tietystikään ole kaikille mahdollista. Toinen vaihtoehto on paljon helpompi, ja mahdollistaa kuunpimennyksen katselun huomattavasti useammin kuin normaalisti. Kuunpimennys-termi täytyy vain ymmärtää laajemmin ja suunnata katse kauemmas avaruuteen.

    Jupiteria kiertävät "Galilein kuut" erottuvat selvästi neljänä pienenä valopisteenä emoplaneettansa vieressä jo hyvillä kiikareilla. Aika ajoin, tarkkaan katsottuna, joku niistä kuitenkin voi näyttää sammuvan. Tuolloin kyseinen kuu on joutunut joko Jupiterin tai jonkun kanssakuunsa varjon peittämäksi - eli emoplaneetta tai joku toinen kuu on mennyt "sammuneen" kuun ja Auringon väliin. Kyse on siis kuunpimennyksestä aivan toisaalla. Ja, koskapa tilanteen näkee Maasta katsottuna hieman vinosti, kuu ei meiltä katsottuna ole aivan täysi.

    Esimerkki Jupiterin Europa-kuun rengasmaisesta pimennyksestä.

    Lisää Jupiterin kuiden tapahtumia (okkultaatioita, ylikulkuja ja pimennyksiä) voi tarkastella joko Project Pluton tai Sky and Telescopen taulukoista. Niitä on itse asiassa yllättävän usein. Aikoja kannattaa kuitenkin verrata Jupiterin näkymiseen Suomessa, esimerkiksi Ursan tähtikartan avulla.

    (3) Kolmas keino on sijoittaa käytetty apuväline hieman eri paikkaan kuin missä itse on. Näin pimennyksiä voi nähdä vieläkin enemmän, ja erilaisia.

    Marsin kaksi kuuta joutuvat aika ajoin punaisen planeetan varjoon. Pienen kokonsa vuoksi ne kuitenkin uppoavat kokonaan näkymättömiin. Curiosity-mönkijän ottamassa kuvasarjassa näkyy oivasti kuinka Phobos himmenee hiljalleen Marsin kaasukehän vaikutuksesta ja lopulta sammuu täysin päästessään itse planeetan taa.

    Planeettojen kummajainen on Uranus. Sen kuiden kiertotaso on kohtisuorassa planeetan kiertorataan nähden: Kuut siis kiertävät ikään kuin pystysuorassa planeetan ympäri. Siksi sen kuiden pimennyksiä sattuu vain muutamien kymmenien vuosien välein. Tällä hetkellä Uranus lähestyy vuonna 2028 koittavaa päivänseisausta, jolloin sekä Uranuksen että sen kuidenkin pohjoisnavat osoittavat kohti Aurinkoa. Seuraavan kerran kuunpimennyksiä voi sattua vasta vuonna 2049, päiväntasauksen aikaan - eli silloin, kun kuiden kiertotaso pyyhkäisee Auringon yli eli on linjassa sekä Auringon että Uranuksen kanssa. Edellisen kerran näin kävi vuonna 2007.

    Aurinkokunnassa on lukemattomia muitakin kuunpimennyksiä. Kuita löytyy paitsi kuudelta planeetalta, myös sadoilta muilta kappaleilta. Niitä on useimmilla kääpiöplaneetoilla ja ainakin 300 muulla pienkappaleella. Useimmat kuista joutuvat aika ajoin joko toistensa tai emokappaleensa varjoon. Voi kysyä filosofisesti: tapahtuuko kuunpimennys, jos kukaan ei ole sitä näkemässä?

    Kuunpimennyksiä ainakin löytyy, jos vain tietää mistä hakea.

    Kaikki riippuu kuitenkin näkövinkkelistä - sieltä pimentyneestä kuusta katsottuna kun kyse on aina auringonpimennyksestä. Otsikkokuvana on Rudauxin maalaus aiheesta.

    Otsikkokuva: Lucien Rudaux (1874–1947)

    Marsin etelänavan läheltä löytyi mittava suolajärvi

    Ke, 07/25/2018 - 21:42 By Jarmo Korteniemi

    Marsin etelänavan tuntumasta paksujen kerrosten alta on löytynyt järvi, jossa on alle nolla-asteista suolaista vettä. Liian "älykäs" tietokone oli vähällä estää Marsin ensimmäisen järven löytymisen.

    Tutkijat ovat uumoilleet jo pitkään, että Marsin napajäätiköiden alla saattaisi olla nestemäistäkin vettä. Tätä ennen siitä ei vain ole saatu havaintoja.

    Mutta nyt saatiin.

    Marsin ensimmäinen järvi on noin 20 kilometrin levyinen ja sijaitsee 1,5 kilometrin syvyydellä lähellä etelänapaa (193o itäistä pituutta, 81o eteläistä leveyttä). Joistain uutisista poiketen järvi ei itse asiassa ole varsinaisen napajäätikön alla, vaan sen lähettyvillä levittäytyvällä laajalla tasangolla, vuorottelevien jää- ja tomukerrosten alla.

    Järven syvyydestä ei ole tietoa, mutta varmaa on ettei kyseessä ole ainakaan mikään ohut kalvo jäätikön alapinnalla.

    Järvi (punaisen ympyrän sisällä) sijaitsee etelänavan tuntumassa.
    Ulompi musta raja osoittaa napa-alueen tasangon ja sisempi
    napajäätikön rajat. Kuvan värit kertovat kunkin kohdan korkeudesta
    verrattuna Marsin keskipintaan.

    Järven veden oletetaan olevan hyvin suolaista. Syynä on se, etteivät paine ja lämpötila riitä pitämään puhdasta vettä nestemäisenä - edes tuolla syvyydellä. Suola alentaa sulamispistettä, ja nyt löydetyn järven vesi voi olla paljonkin nollan alapuolella. Suola on todennäköisesti perkloraattia, sillä sitä on löydetty muualtakin Marsista.

    Löytö tehtiin käyttäen Mars Express -luotaimen MARSIS-tutkaa. Se on suunniteltu pinnanalaisten jää- ja vesikerrosten tunnistamiseen. Laitteen nimi on akronyymi sanoista Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding.

    Tutkijat tunnistivat järven vuosien 2012 - 2015 välillä tehtyjen 29 ylilennon tutka-aineistosta. Alue pomppaa aineistosta esiin kirkkaana selvärajaisena piirteenä. Lisäksi selvisi, että tuolla kohdalla suhteellinen dielektrinen permittiivisyys on korkeampi kuin millään muulla alueella Marsissa. Tämä tarkoittaa, että tuon kohdan aines pystyy imemään energiaa sähkökentistä paljon paremmin kuin muualla. Sekä kirkkaus että permittiivisyys ovat hyviä vetisen aineen indikaattoreita.

    Kuva: ESA / Orosei & al. / Science
    Järvi on merkitty punaisella tutka-aineistosta laskettujen karttojen päälle. (ESA / Orosei & al. / Science)

    Kyseessä todella vaikuttaa olevan jäätikön alainen järvi.

    Mars Express -luotain on kiertänyt Marsia jo vuodesta 2003 ja tutka on toiminut pitkään. Miksi aineistossa selvästi näkyvä järvi sitten huomattiin vasta nyt? Syynä oli liian "älykkääksi" ohjelmoitu tietokone.

    Merkkejä järvestä itse asiassa saatiin jo ennen vuotta 2012, mutta ne olivat epäselviä. Syynä oli se, että Maahan lähetettävän datavirran säästämiseksi Mars Express ei lähettänyt alkuvuosina "kotiin" MARSISin raakadataa, vaan aineistoa, josta tietokone oli jo poistanut kaikkein suurimmat poikkeamat. Käytännössä anomalinen kuvapiste oli korvautunut viereisten pikselien keskiarvolla, ja näin suurin osa yllättävistä kirkkaista pisteistä oli jäänyt tähän suodattimeen. Kun yhdeltä alueelta kuitenkin alkoi toistuvasti tulla vastaan aina vain enemmän jopa suodattimen läpi pääseviä kirkkaita signaaleja, tutkijat tilasivat kiintoisalta seudulta myös raakadatan. Ja niin he löysivät järven.

    Marsin eteläisen napajäätikön ja viereisten kerrostumien arvioidaan sisältävän noin 1,6 miljoonaa kuutiokilometriä jäätä. Tämä on runsaat 50 % Grönlannin jäätikön tilavuudesta. Marsin etelänavan päälle ja ympäristöön kertyy joka talvi noin metrin kerros hiilidioksidijäätä, joka sublimoituu pois jälleen kevään tullen.

    Löytö on saanut tutkijoilta sekä innostunutta että skeptistä vastakaikua. Antarktiksen Ellsworth-järven porausyritystä johtava geofyysikko Martin Siegert huomautti, että vaikka Marsin järvi muistuttaakin Grönlannin ja Antarktiksen jäätiköiden alaisia vesialtaita, sen synnyttäneet prosessit ovat todennäköisesti erilaisia. "Tästä avautuu hyvin mielenkiintoinen tutkimussarka Marsissa", hän jatkaa. MARSIS-tiimissä toimiva Jeffrey Plaut taas pitää järvitulkintaa mahdollisena, mutta huomauttaa että "ei se [järvi] mikään lukkoon lyöty löytö vielä ole".

    Marsin pinnalla on planeetan nuoruudessa esiintynyt paljonkin nestemäistä vettä. Tästä kertovat monet rantaviivat, virtausuomat ja jääkerrokset ympäri planeettaa. Nykyisin vesi ei kuitenkaan voi virrata vapaasti hyvin matalan kaasukehän paineen vuoksi. Pinnalle tuleva vesi kiehuisi pian kaasuksi.

    MARSIS-tutka toimii lähettämällä pintaa kohden radioaaltopulsseja. Osa aalloista heijastuu heti pinnasta, osa tunkeutuu syvemmälle, jopa kolmen kilometrin syvyyteen ennen heijastumistaan. Heijastumista tapahtuu erityisesti kiven ja jään tai veden rajapinnoilta. Laitteen aineisto koostuu näistä heijastuneista aalloista, jotka palaavat tutkaan asti.

    Entäpä onko järvessä elämää? Tätä ei tiedetä. Suolan kyllästämä reippaasti alle nolla-asteinen vesi on luultavasti erittäin haastava, jos ei jopa mahdoton elinympäristö. On kuitenkin mahdollista, että sikäläinen elämä on sopeutunut meille tuntemattomilla tavoilla, tai että järvi on yhteydessä muihin vähemmän suolaisiin altaisiin vielä syvemmällä jään alla.

    Järviä saattaa myöhemmin löytyä myös syvemmältä, tai jopa napa-alueiden ulkopuoleltakin. Aika näyttää. Nyt tiedetään mitä etsiä.

    Löydöstä kertoi Suomessa ensimmäisenä Helsingin Sanomat.

    Kirjoittaja on planetologi.

    Päivitys klo 22.15: Korjattu Marsin napajäätikön koostumuksesta kertovaa virkettä. Siitä sai aiemmin kuvan, että etelänavalla olisi merkittäviä määriä CO2-jäätä koko ajan.

    Päivitys klo 23.59: Lisätty kolmas kuva.

    Lähteet: Orosei ja kumpp.: "Radar evidence of subglacial liquid water on Mars" (Science 2018); Clery: "Liquid water spied deep below polar ice cap on Mars" (Science news, 2018)

    Kuvat: Nasa / ESA / Orosei & al. / Science

    Onko Marsin pinnalla muka kylmä - ei tuntuisi Suomen talvea kummemmalta

    Pe, 07/13/2018 - 10:45 By Jarmo Korteniemi
    Kuva: Maartin Takens

    Marsista puhutaan usein kylmänä paikkana. Harva tietää, että punaisen planeetan lämpötilaolot ovat itse asiassa varsin siedettävät, ajoittain jopa mukavatkin. Ihminen pärjäisi Marsin pakkasessa aivan hyvin.

    Tänä vuonna kesähelteet ovat sen verran tukalat, että on mukava pohtia viileämpiä asioita. Käsittelimme jo maapallon kylmyysennätykset taannoisessa jutussamme, joten siirrytään vielä piirun verran enemmän pakkasen puolelle.

    Kuinka kylmä - tai lämmin - naapuriplaneetallamme Marsissa oikein on? Ja mitä se käytännössä tarkoittaa?

    Curiosity-mönkijä laskeutui vuonna 2012 Marsin päiväntasaajan eteläpuolelle. Tämän jälkeen se on raportoinut punaisen planeetan pinnalta jopa +20 asteen "helteitä" ja lähes -130 asteen pakkasia.

    Satelliittimittaukset ovat vahvistaneet nuo Marsin ekvaattorin tienoilla varsin tyypillisiksi arvoiksi. Lämpötilat pysyttelevät päivisin keskimäärin muutamissa miinusasteissa ja laskevat yöksi -70 - -80 asteen tienoille. Navoilla pakkanen saattaa ajoittain yltää jopa -150 celsiusasteeseen.

    Kuulostaako hyisevältä? Kun asiaa tarkastelee lähemmin, moiset lukemat mahtuvat lähes oman planeettamme rajoihin.

    Prikulleen etelänavalla sijaitsevan Amundsen-Scottin aseman kesää paistatellaan tyypillisesti -25 asteessa, lämpöennätys on huimat -12 astetta. Talven kylmimpinä aikoina siellä värjötellään -65 asteessa. Sikäläinen kylmyysennätys on -83 astetta, mutta planeetan viralliset pohjalukemat on mitattu vieläkin syrjemmällä sijaitsevalta Vostok-asemalta: -89,2 astetta.

    Kummassakin paikassa on miehitys läpi vuoden - vaikka pakkanen paukkuu kuin Marsin päiväntasaajan yössä.

    Talvisin tämän päälle tulee vielä tuuli. Jopa 25 metriä sekunnissa puhaltavien jäätikkötuulten vaikutuksesta kovimpien pakkasten purevuus voi Etelämantereella vastata jopa -125 astetta. Nyt ei olla enää kovin kaukana Marsin kylmimmistäkään oloista.

    Toki Marsinkin napajäätiköillä tuulee, jopa hieman kovempaa kuin Antarktiksella. Mutta tarkoittaako se, että siellä tuntuisi sitten vastaavasti kylmemmältä?

    Ei. Päinvastoin.

    Marsin kaasukehä on ohuempi kuin Maan. Paine pinnalla on samaa luokkaa kuin meillä runsaan 30 kilometrin korkeudella. Tällainen harva kaasu ei siirrä lämpöä kovinkaan tehokkaasti, eikä kovallakaan pakkasella siksi ole paljoa vaikutusta.

    Itse asiassa Marsin kaasukehä on niin ohut, etteivät sikäläiset pakkaslukemat tuntuisi ollenkaan pahalta.

    Kuumimmat marsilaispäivät tuntuisivat helteeltä, ainakin jos Aurinko porottaisi suoraan yläpuolelta.

    Marsin keskimääräinen lämpötila on noin -65 astetta. Sikäläisittäin tyypillisessä 7 m/s tuulessa tuntuisi kuitenkin samalta kuin suomalaisittain normaalissa, -15 - -20 asteen pakkasessa.

    Eikä kovimmissakaan marsilaispakkasessa seisoskelu olisi edes Etelämantereen ennätysten veroista. -120 astetta 25 m/s tuulella tuntuisi meikäläisittäin vain -55 asteelta. Vastaisi jotakuinkin Suomen ennätyspakkasia. Siperiassa moiselle naurettaisiin.

    Lämpötoppauksia siis Marsissa tarvitaan, muttei läheskään niin paljoa kuin voisi kuvitella.

    Ajan mittaan kylmyys kuitenkin pureutuisi luihin ja ytimiin. Lämpö nimittäin säteilisi Marsiin eksyneen satunnaisen matkaajan kehosta hiljakseen pois. Siksi astronauttien puvut, asumukset ja kaikki muutkin lämpimänä pidettävät tavarat kannattaisi Marsissa suojata lämpösäteilyn karkaamiselta.

    Maan ja Marsin lämpötilojen suurin ero ei olekaan absoluuttiset arvot, vaan vaihtelunopeus. Meillä äärilämpötilat näyttäytyvät kunnolla vasta vuodenaikojen mittaan eikä yön ja päivän välillä ole yleensä eroa kuin 10 - 20 astetta. Marsissa suurin osa vaihtelusta tapahtuu jokaisen vuorokauden aikana, ja vuodenaikojen vaikutus on varsin.

    Kirjoittaja on Marsiin erikoistunut planetologi.

    Lisälukemista esim. Osczevski: "Martian Windchill in Terrestrial Terms" (Bulletin of the American Meteorological Society, 2014)

    Otsikkokuvan henkilö on varustautunut kirpsakkaan -55 asteen pakkaseen Sahan tasavallassa Venäjällä. (Maarten Takens)

    Video: Phil Bailey on puolisuomalainen, joka tuntee InSight-laskeutujan robottikäden

    Phil Bailey selittää selvällä suomenkielellä, miten InSight-laskeutuja tulee käyttämään robottikättään. Hän on hyvä esimerkki siitä, miten avaruuslentojen pariin saattaa päätyä, vaikka opiskelee ihan jotain muuta kuin avaruusalaa.

    InSight on Nasan seuraava Mars-laskeutuja. Se on nyt matkalla kohti punaista planeettaa ja saapuu sinne marraskuussa. Laskeutumisensa jälkeen se ottaa pian käyttöön robottikäsivartensa, jonka avulla laitetaan Marsin pinnalle laskeutujan vierelle seismometri sekä lämpövuomittari, ja lisäksi kädellä tehdään paljon tutkimuksia.

    Käden toiminnasta vastaa osaltaan suomalaissukuinen robotiikkainsinööri Phil Bailey, joka kertoo videolla työstään Jet Propulsion Laboratoryssä Pasadenassa, Kaliforniassa.

    Erityisesti hänen vastuullaan on WTS, joka näyttää se myös hieman hauskalta: se on kuin puolipallomainnen kupoli, jolla on hame. Se on suoja, joka lasketaan Marsin pinnalle laitettavan seismometrin päälle, jotta Marsin kaasukehän tuulet ja muut ulkoiset häiriöt eivät vaikuta mittauksiaan tekevään seismometriin.

    InSight llaskeutuu marraskuun 26. päivänä rakettimoottorien hidastamana Marsin päiväntasaajan seutuville Elysium-tasangolle ja toimii siellä toivottavasti yhden Marsin vuoden ajan, siis noin kaksi Maan vuotta. Laskeutuja on käytännössä parimetrinen lavetti, jossa on kolme noin metrin pitkuista jalkaa ja kaksi pyöreää aurinkopaneelia, jotka avautuvat laskeutumisen jälkeen lavetin sivuille samaan tapaan kuin kukat avaavat terälehtiään.

    Teknisesti InSight on hyvin samanlainen kuin vuonna 2009 Marsiin laskeutunut Phoenix-niminen laskeutuja. Tuo lento, laskeutuminen ja toiminta Marsissa sujuivat hyvin, joten toiveet ovat nytkin korkealla.

    Laskeutuja on vähän kuin edullinen välilento Nasan Mars-tutkimusohjelmassa. Sen kyydissä onkin aikaisemmista laskeutujista ja kulkijoistra yli jääneitä kameroiden ja mittalaitteiden varakappaleita, ja lisäksi tärkeimmät tutkimuslaitteet pyydettiin Euroopasta.

    Kuten nimi InSight antaa ymmärtää, on laskeutujan tärkein tehtävä nyt katsoa Marsin sisälle. Siksi sen päätutkimuslaite on ranskalainen seismometri, ja sillä on itse asiassa aika pitkä historia jo takanaan. Laitteen projektipäällikkö Ranskan kansallisessa avaruuskeskuksessa CNESissä on Philippe Laudet. Hän kertoi Tiedeykkösessä olleessa kirjoittajan tekemässä ohjelmassa seismometristä näin:

    "Seismologiaa on käytetty Maan sisustan ymmärtämiseen 1900-luvun alusta. Ensimmäisen kerran seisminen aalto havaittiin vuonna 1889, kun Saksassa havaittiin Japanissa olleen maanjäristyksen tärinää. Sen jälkeen aika pian ymmärrettiin, että voimme havaita toisella puolella olevia maanjäristyksiä seismometrillä ja että järistyksistä tulee erilaisia aaltoja, ja niiden kulkuaikojen avulla voidaan määrittää maapallon sisustan rakenne."

    "Kun vuonna 1969 Apollo-astronautit menivät Kuuhun, he veivät sinne seismometrejä. Niitä vietiin Apollo-lennoilla kaikkiaan viisi ja ne muodostivat pienen verkoston, jonka avulla pystyttiin nyt ymmärtämään millainen on Kuun sisusta. Vaikka nyt tiedämmekin aika hyvin millainen on Kuun sisusta, se ei ole hyvä esimerkki toisesta planeetasta, koska Kuun syntyhistoria on niin erilainen. Siksi jo pitkään tutkijat ovat ehdottaneet seismometrin lähettämistä Marsiin."

    "1970-luvulla Viking-laskeutujissa oli yksinkertaiset seismometrit, mutta niistä vain toinen toimi ja sekin oli kiinni laskeutujan rungossa, joten se ei saanut kovin luotettavia signaaleita. Nimittäin Marsissa olevat tuulet heiluttelivat laskautujaa sen verran, että varsinaiset signaalit jäivät tämän varjoon – voisi sanoa, että tuo seismometri toimi lopulta sääasemana. Sillä saatiin kuitenkin 15 signaalia, jotka todennäköisesti olivat mars-järistyksiä. Tästä kuitenkin opittiin se, että seismometri pitää laittaa tiukasti kiinni pintaan ja eristää tuulelta."

    "Meillä täällä Ranskassa on tutkija Philippe Lognonné, joka oli tehnyt seismometrin venäläiseen Mars 95 -luotaimeen, joka valitettavasti syöksyi alas Maahan lähes välittömästi laukaisun jälkeen. Seismometri ei siis päässy Marsiin, mutta ranskassa ei annettu tämän lopettaa seismometrin kehittämistä. Etsimme uutta kumppania ja keskustelimme useammankin maan kanssa, Kiinan, Japanin, Yhdysvaltojen ja Venäjänkin kanssa mahdollisuuksista lennättää seismometri Marsiin, ja ihan viime vaiheessa olimme jo pohtimassa versiota, joka olisi mennyt Japanissa suunnitellun laskeutunan mukana Kuuhun. Se kuitenkin peruttiin, koska Fukushiman ydinonnettomuuden vuoksi japanilaiset leikkasivat avaruusohjelman rahoitusta ja kuulaskeutuja oli eräs ensimmäisistä peruutetuista hankkeista."

    Olimme tämän jälkeen jo jäädyttämässä koko projektia, kun sitten Nasan planeettalennoista vastaava keskus Jet Propulsion Laboratory ehdotti tehtäväksi lentoa, jonka päähyötykuormana olisi tämä meidän seismometrimme. Tunsimme hyvin sikäläisiä tutkijoita, ja he olivat laskeneet, että oman amerikkalaisen seismometrin tekeminen maksaisi paljon ja siihen menisi aikaa, joten he ehdottivat käytettäväksi meidän laitettamme. Vuonna 2011 Nasa päätti sitten antaa rahaa kolmelle uudelle tutkimuslennolle, ja tämä oli yksi valituista. Meille tämä oli erinomainen yhteistyö, sillä heillä ei ole seismometriä, mutta he tietävät miten mennä Marsiin ja meillä on seismometri, mutta ei lentoa Marsiin."

    Laskeutuja rakenteilla Denverissä Lockheed Martin -yhtiössä.


    Hankkeen nimi on siis InSight, eli Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport. Suomeksi tämä on jotakuinkin Eli "sisäsoien tutkiminen käyttäen seismometriä, geodesiaa ja lämpökuljetusta". Samalla nimi tarkoittaa lyhyesti "katso sisälle".

    Geodesia tässä tarkoittaa sitä, että laskeutujan paikkaa seurataan erittäin tarkasti ja siinä tapahtuvan mahdolliset liikkeet kertovat siitä, että mahdollisesti Marsissakin on jonkinlaisia mannerlaattoja, jotka liikkuvat. Nykytiedon mukaan laattoja ei ole, mutta tästä kohta lisää.

    Lämpökuljetus puolestaan tulee siitä, että kyydissä on saksalaisten tekemä laite, joka pystyy mittaamaan sitä, miten lämpö kulkee pinnan alla noin viiden metrin syvyydellä. Siitä voi päätellä paljon mm. siitä, onko pinnan alla jäätä. Laite on itse asiassa pieni puikula, joka nakuttaa itsensä vähä vähältä alemmas pinnan alle ja lähettää siihen kiinnitettyä piuhaa pitkin mittaustietoja.

    Ja päätutkimuslaite on siis tämä ranskalaisten tekemä seismometri, joka on itse sasiassa kolmesta seismometristä - yksi joka suuntaan - koostuva instrumenttipaketti. Se on 22 cm halkaisijaltaan olevan puolipallon muotoisen tyhjiökammion sisällä ja se on toisen puolipallon sisällä. Näin Marsin tuulet eivät pääse nyt sitä heiluttelemaan. Ja jotta se saisi mahdollisimman hyvin signaalinsa pinnalta, nostetaan se laskeutujan robottikäsivarrella makaamaan maahan laskeutujan viereen.

    Piirros näyttää seismometrin ja sen tuulisuojan. WTS, eli wind and thermal shield suojaa sisällään olevaa SEIS-laitteistoa. Kuva: IPGP/David Ducros


    "Laskeutuja avaa aurinkopaneelinsa heti laskeutumisensa jälkeen, jos siis kaikki sujuu suunnitellusti ja laskeudumme Marsiin 26. marraskuuta. 28. marraskuuta alkaen 10. joulukuuta saakka otamme runsaasti kuvia laskeutujan luota ja päätämme niiden perusteella paikan, mihin laskemme seismometrin.

    "Paikan pitää olla mahdollisimman tasainen, eikä siinä saa olla liian suuria kiviä. Sen jälkeen robottikäsivarsi ottaa kiinni seismometristä ja nostaa sen alas pinnalle sopivaan aikaan. Oletamme, että tämä tapahtuu 4. tammikuuta mennessä, koska nykyisen suunnitelman mukaan silloin aloitetaan saksalaisen mittalaitteen asentaminen."

    "Tammikuun lopusta alkaen aloitamme kummankin mittalaitteen käyttämisen, ja koska lämpövuomittalaite porautuu alaspäin pienten iskujen avulla, pystymme kuuntelemaan seismometrillä näitä iskuja, joiden aika ja voimakkuus tunnetaan hyvin. Näin pystymme alustavasti kalibroimaan laitettamme. Ja aina kun naapurimme ei metelöi nakutuksillaan, kuuntelemme Marsia – mikä on tietysti suurin osa ajasta. Laitteen kalibrointi ja käyttöönotto jatkuu maaliskuun loppuun saakka, jolloin suuri osa tiimistämme on Kaliforniassa, mutta sen jälkeen tulemme kotiin ja jatkamme työtä täällä."

    "Kyse ei ole ainostaan siitä, että saamme tietoja seismometriltä ja jaamme tietoja eteenpäin, vaan myös siitä, että yhdistämme näitä tietoja muihin luotaimen tekemiin havaintoihin – ennen kaikkea säätietoihin, koska lämpötilan ja paineen vaihtelulla, kuten magneettikentällä, saattaa olla vaikutusta seismometrin mittauksiin. Havaintojen käsitteluystä tekee hieman haastavan työn se, ettemme tiedä ihan täsmälleen mitä tulemme havaitsemaan."

    "Tilanne on vähän sama kuin Kuun tapauksessa ennen kuin seismometrit vietiin sinne. Sieltä havaittiin paljon signaaleita, jotka olivat tietysti erilaisia kuin Maassa. Osin näiden perusteella on tehty paljon mallinnuksia siitä, millaisia ovat Marsin järistykset, ja teoreettisesti suurimmat voisivat olla luokkaa 4,5 - 5 magnitudia. Näitä parin vuoden aikana voisi olla muutamia, mutta voi olla kymmeniäkin, laskelmasta riippuen. Pienempien määrää on vaikea edes arvioida, koska periaatteessa laite on niin herkkä, että se havaitsee myös meteorien törmöykset Marsin pintaan planeetan toiselta puolelta. Kuten Maassa, tulee sielläkin varmasti ensin niin sanottu P-aalto ja sitten S-aalto, joista voidaan laskea tärinän etäisyys arviolta 10% tarkkuudella. Koska seismometri mittaa tärinöitä kolmessa suunnassa, voidaan tärähdyksen tulosuuntakin saada selville varsin hyvin. Kun kyseessä on voimakas järähdys, voi seismometri havaita varmaankin ensin suoran signaalin, sitten toiselta puolelta Marsin ytimen ympäri tulleen aallon, ja lopulta sigaalin sen kuljettua kerran planeetan ympäri. Marsin tapauksessa tähän kuluu hieman alle kaksi tuntia."

    "Mitä tulee järistysten alkuperään, niin todennäköisesti pääosa niistä tulee lämpöliikkeestä: päivällä Marsin pinta lämpenee ja yöllä viilenee, ja koska kaasukehä on ohut, ovat lämpötilaerot suuria. Päivällä voi olla kymmenen astetta ja yöllä -150 astetta. Toinen järistyksiä aiheuttava tekijä on Phobos-kuun aikaansaamat vuorovesivoimat, ja lisäksi oletamme, että Marsin sydän on kuumaa metallia ja sieltä saattaa nousta laavaa ylemmäs, niin sen liikkeet saattavat myös saada aikaan järistyksiä. Ja sitten ovat meteoriitit: koska seismometri pystyy havaitsemaan niiden törmöyksiä, voidaan nyt ensimmäistä kertaa laskea paljonko Marsiin törmää kappaleita."

    "Lisäksi voimme tehdä oheismittauksia kaasukehästä. Tiedetään, että Marsissa on pölypyörteitä, Dusts Devils, kuten niitä kutsutaan, ja pystymme todennäköisesti havaitsemaan niitä, kun ne menevät ohitse. Voimme siis varmaankin tehdä seismometrillä myös mittauksia, jotka kiinnostavan Marsin kaasukehän ja säätilan tutkijoita. Voi myös olla, ettei niitä tule lainkaan laskeutujan luokse - emme tiedä!"

    Philippe Laudet, SEIS-seismometrin projektipäällikkö Ranskan kansallisessa avaruustutkimuskeskuksessa CNESissä. Kuva: CNES / D. Jamet