HiRISE

Viikko sitten Marsin pintaan törmännyt Euroopan avaruusjärjestön epäonninen laskeutuja saatiin suunnitelmien mukaan kuvattua tarkalla HiRISE-kameralla. Täysikokoinen kuva on ihasteltavissa ESAn sivuilla.

NASAn luotaimessa lentävän kameran erotuskyky on 25 cm luokkaa kuvapistettä kohden.

Tärkein kuvassa näkyvä kohde on 2,4-metrinen tumma läikkä, jota ympäröi himmeämpi heittelekenttä. Läikkä vastaa kuoppaa, jonka pitäisikin syntyä 300-kiloisen mötikän törmätessä maahan muutamia satoja kilometrejä tunnissa. Laskelmien perusteeella kuopan oletetaan olevan noin 50 cm syvä.

Kuoppa on laskeutujan törmäyksen aiheuttama.

Lontoon University Collegessa kehitetyllä uudella SRR-tekniikalla (Super-Resolution Restoration) kiertorataluotainten otoksista saadaan muodostettua kuvia, joiden tarkkuus vastaa parhaimmillaan Marsin pinnalla vaeltavien kulkijoiden välittämien kuvien erotuskykyä. Ja silloin Beaglen kokoiset ja paljon pienemmätkin yksityiskohdat tulevat esiin.

Vanhojen laskeutujien etsintää tärkeämpää on päästä tutkimaan Marsin pinnanmuotoja kattavasti. Vaikka kulkijat ovatkin taivaltaneet planeetan pinnalla yhteensä useita kymmeniä kilometrejä, niiden näkymät antavat vain rajallisen käsityksen pinnan yksityiskohdista.  

NASA ilmoitti kuvanneensa Marsista tuoreen 30-metrisen törmäyskraatterin. Se on syntynyt vain 2 - 4 vuotta sitten, kahden samalta alueelta otetun kuvan välillä.

Kraatteri on nyt kuvattu tarkimmalla Marsia kiertävällä kameralla, HiRISEllä. Sen parhaimmillaan 25 senttimetrin erotuskyky on vain piirun verran huonompi kuin parhailla Maata kiertävillä vakoilusatelliiteilla.

Kraatterista otettu HiRISE-kuva levisi nopeasti netissä. Osaksi, koska hätkähdyttävä kuva on visuaalisesti kaunis. Toisaalta siksi, että se on myös oudon värinen. Marsin kun pitäisi olla kauttaaltaan punainen.

"Maalari maalas taloa..."

Esimerkiksi Tekniikka & Talous hehkutti kuvan perusteella Marsin olevan todellisuudessa sininen, pinnan alta.

Mutta eipäs olekaan. Kaukana siitä. Kraatterin "sinisyys" tarkoittaa vain, että sen aine on vähemmän punaista. Törmäyksessä punaisen pölyn alta nimittäin paljastui siis vain hieman harmaampaa ja tummempaa tavaraa. Tämä ei ole uusi löytö. Eikä toisaalta salaliittokaan.

Näyttävä uusi kuva on nimittäin väärävärikuva. Se kyllä kuvastaa maailmaa, mutta (kärjistettynä) samaan tyyliin kuin vaikkapa Andy Warholin värikkäät maalaukset. Muodot ovat todellisia, mutta värit pitää ymmärtää hieman totutusta poiketen.

Satelliittien ja avaruusluotainten kamerat on suunniteltu kuvaamaan eroja. Niiden tarkoitus on havaita pinnanmuotoja, värejä ja etenkin materiaaleja. Kiven ja pölyn maailmassa oleellisia ovat kivilajien ja mineraalien erot. Laitteissa on paljon rahaa kiinni, ja niistä täytyy saada maksimaalinen hyöty irti. Tähän yhtälöön ei kuulu ihmissilmän näkemän värimaailman kopiointi. Se olisi rahan haaskausta.

Tämän vuoksi HiRISE-kamerassa on kolme kuvauskaistaa. Yksi on herkkä sinisestä vihreään ulottuville väreille, toinen taas keltaisesta punaiseen, ja kolmas meidän silmillemme näkymättömälle infrapunalle. Jokainen kaista tallentuu erilliseksi mustavalkokuvaksi, joiden sisäiset väriskaalat typistyvät pois - aivan kuten vaatteiden väriloisto 1900-luvun alun valokuvissa. HiRISE-kaistoja voidaan kuitenkin yhdistellä värikuviksi monin erilaisin tavoin, jotta materiaalierot saataisiin näkyviin. Kaikki yhdistelmät kuitenkin poikkeavat varsin paljon siitä, mitä ihmissilmä näkisi.

Nettiä kiertäneessä kuvassa kaistojen kirkkauksia on muokattu, etenkin sinivihreää kaistaa on korostettu huomattavasti. Paljaalla silmällä Marsin kivet kuitenkin näyttäisivät meistä varsin tutuilta. Eivät oudon sinisiltä, vaan perinteisiltä kiviltä.

Kuvauskaistojen käyttöä on selitetty yksityiskohtaisemmin vaikkapa HiRISE-blogissa ja Cornellin yliopiston kysymyspalstalla.

Ajan kanssa sininen heittelekenttä haalistuu. Jutun pääkuvassa näkyy muutamia vanhempia kraattereita, joille näin on jo käynyt. Paljastuneet harmaammat kivet rapautuvat tuulen ansiosta, kenties reagoivat kemiallisesti kaasukehän kanssa, ja hautautuvat osaksi myös uudelleen pölyn alle.

Mikä Marsiin sitten tippui?

Uuden kraatterin läpimitta on lähes tarkalleen 30 metriä. Räjähdyksen energia oli arviolta muutamia satoja, ehkä tuhansia TNT-kiloja. Pintaan kaivautui kymmenisen metriä syvä kuoppa ja kivisade peitti muutaman sadan metrin päähän ulottuvan alueen. Satunnaista pikkukiviä lensi jopa 15 kilometrin päähän.

Törmääjä oli meteoroidi, pieni asteroidin tai komeetan palanen. Se oli ehkäpä vain parimetrinen, ja painoi joitain tonneja. Energia tuli pääasiassa nopeudesta, sillä tyypillinen Marsiin törmäävä kappale liikkuu noin 15 kilometriä sekunnissa. Kiven tarkasta alkuperästä tuskin saadaan tarkempaa tietoa, sillä kivi hajosi totaalisesti törmäyksessä.

Marsiin on törmännyt 90-luvun lopun jälkeen muutamia satoja vastaavan kokoisia (tai vähän pienempiä) kappaleita. Kraatterit on löydetty vertaamalla uusia kuvia vanhempiin - joihinkin kohtiin on ilmestynyt uusi "läikkä". Tilastollisesti tämän uuden sinisen kraatterin kokoisia monttuja syntyy kerran pari vuodessa.

Törmäyksillä voi leikkiä itsekin, vaikkapa Marylandin yliopiston törmäyslaskimella.

Otsikkokuva: Uusi kraatteri Marsissa. Skaalana Helsingin ydinkeskustan tunnettuja kohteita. Kuva: NASA / JPL / UA / Jarmo Korteniemi

Viime vuoden syyskuussa löydetty komeetta ISON aiheutti tiedepiireissä ja mediassa kuhinaa, kun ratalaskelmat osoittivat, että komeetta pyyhkäisee Aurinkoa lähestyessään melko läheltä Marsia.

1. lokakuuta ISON ohittikin punaisen planeetan hieman runsaan 10 miljoonan kilometrin etäisyydeltä.

Marsin kiertoradalla olevat luotaimet ja pinnalla vaeltavat kulkijat suuntasivat havaintolaitteensa komeettaan jo ennen lähintä ohitusta. 29. syyskuuta Mars Reconnaissance Orbiter eli MRO käänsi huipputarkan HiRISE-kameransa (HiRISE) kohti lähestyvää jää- ja pölykimpaletta ja sai otettua siitä kuvia. Niissä näkyy ISONin ydintä ympäröivä toistaiseksi melko himmeä koma. Kuvissa yhden pikselin koko vastaa komeetan etäisyydellä 13,3 kilometriä. Ydin on arvioiden mukaan sitä pienempi.

ISON oli kuvien ottohetkellä noin 12,9 miljoonan kilometrin etäisyydellä Marsista ja MRO-luotaimesta, ja hieman yli 240 miljoonan kilometrin etäisyydellä Auringosta, jonka se ohittaa 28. marraskuuta lähimmillään 1,2 miljoonan kilometrin päästä.

Loppuvuodesta komeetan on arvioitu näkyvän kirkkaana kohteena, mutta komeettojen kirkkauden ennustaminen on aina hankalaa: ISON ei olisi ensimmäinen pettymyksen aiheuttanut "kirkas" komeetta. 

Yhdysvaltain Mars Reconnaissance Orbiter eli MRO-luotain on tutkinut naapuriplaneettaamme vuodesta 2006 lähtien. Yksi sen instrumenteista on huipputarkka HiRISE-kamera (High Resolution Imaging Science Experiment), jonka erotuskyky on kolmenkymmenen senttimetrin luokkaa.

Kameralla on otettu vuosien kuluessa useita kuvasarjoja, joiden avulla voidaan seurata pinnalla tapahtuvia muutoksia. Arizonan yliopiston johtamassa tutkimuksessa Marsista on etsitty tuoreita kraattereita. Kuvista löytyi 248 uutta iskukohtaa ja niiden perusteella pystyttiin laatimaan arvio planeettaan kohdistuvan kivipommituksen tahdista.

Laskelmien mukaan Marsiin osuu vuosittain yli 200 pientä asteroidia tai komeetanpalasta, jotka saavat aikaan vähintään nelimetrisen kraatterin. Se vastaa yhtä iskua noin Suomen kokoiselle alueelle joka toinen vuosi. Tahti osoittautui odotettua harvemmaksi, sillä aiemmat arviot olivat 3–10 kertaa suurempia.

Marsin pintaan osuvat kappaleet ovat läpimitaltaan vain metrin tai parin luokkaa. Maahan osuessaan ne tuhoutuisivat jo korkealla ilmakehässä, mutta Marsin harva kaasukehä ei pysty estämään niiden iskuja.