avaruus | Tiedetuubi

Jari Mäkinen

Suurten löytöretkien aika ei ole suinkaan ohitse, mutta ne ovat muuttaneet muotoaan suurten purjelaivojen, viidakkoretkikuntien ja napajäätiköiden tutkijoiden ajoista. Nykyajan tutkimusmatkaajat kiitävät hiljaa planeettainvälisessä avaruudessa ja toimivat omien aistiemme jatkeina: ne mittaavat ja kuvaavat puolestamme, lähettävät tietonsa Maahan ja tekevät sellaista, mihin itse emme kykene tai mitä emme yksinkertaisesti voi tehdä.

Kuten esimerkiksi lentämään vuosikymmenen kylmässä avaruudessa ja ratsastamaan komeetalla kohti Aurinkoa.

Euroopan avaruusjärjestön Rosetta-luotain lähetettiin matkaan maaliskuussa 2004 ja se saapuu perille komeetta Churyumov-Gerasimenkon luokse tänä vuonna. Toiminta alkaa nyt maanantaina, 20. tammikuuta, kello 12 Suomen aikaa, kun luotain herätetään yli kolme vuotta kestäneestä horroksesta. Sen toiminnat sammutettiin minimiinsä vuonna 8. kesäkuuta 2011, jolloin luotaimen edessä oli matkansa tylsin ja yksinäisin matkalento-osuus.

Suurin syy sähkövirran säästämiseen oli kuitenkin se, että Rosetta on kauimmaksi Auringosta lentänyt aurinkopaneeleista voimansa saava avaruusalus: Jupiterin radan toisella puolella valoa on niin vähän, että ainoa tapa selviytyä tuosta lennon vaiheesta oli heittäytyä horrokseen.

Kun Rosetta herätetään nyt unestaan, ei siihen olla oltu yhteydessä kahteen ja puoleen vuoteen (tarkalleen ottaen 31 kuukauteen). Vaikka luotain oli lentonsa aikaisemmassa vaiheessakin jo horroksessa, ei näin pitkää toimintojen sammuttamista ole koskaan tehty aikaisemmin. Saati sitten näin kaukana Auringosta.

Komeetan kohtaaminen toukokuussa, laskeutuminen marraskuussa?

Vielä nyt oikeastaan ainoa toiminnassa oleva laite Rosettan sisällä on tietokone, joka toimii herätyskellona ja valvoo sitä, ettei lämpötila sisällä pääse liian kylmäksi. Jos herätyskello toimii suunnitelman mukaan, ei Rosetta ala työhön suin päin.

Ensin luotain lähettää vain viestin Maahan, että se on herännyt. "Se on vain pelkkä piip, eikä mitään muuta", sanoo Andrea Accomazzo Euroopan avaruusoperaatiokeskus ESOCista. Hän johtaa Rosetta-lennovalvojien ryhmää. "Ensimmäisen piippauksen jälkeen meidän täytyy varsinaisesti herättää Rosetta."

Herätys tapahtuu klo 10 UTC ja sen jälkeen Rosetta alkaa lämmittää itseään ja valmistautua yhteydenottoon, joka tapahtuu iltapäivän lopussa. Koska luotain on noin 800 miljoonan kilometrin päässä Maasta, kestää piippaukselta noin 45 minuuttia saavuttaa Maan. Sen jälkeen lennonjohto lähettää luotaimeen komentosarjan, joka ensin hidastaa luotaimen hidasta pyörimistä, mihin se oli asetettu horrostilan ajaksi, ja alkaa käynnistää vähitellen eri systeemejä.

Päivitys: Nasan Goldstonessa, Kaliforniassa sijaitseva 70-metrinen antenni sai signaalin Rosettasta klo 20:18 Suomen aikaa maanantaina 20. tammikuuta.

Olennaisessa osassa tässä on suomalaistekoinen virranjakolaitteisto, joka toimii ikään kuin Rosettan älykkäänä sähkökeskuksena.

Pitkän horroksen jälkeen käynnistys pitää tehdä hitaasti, huolellisesti ja oikeassa järjestyksessä. Rosettan nukkuessa (ja itse asiassa jo sitä ennen) tätä tärkeää toimenpidesarjaa on pohdittu tarkkaan, käyty moneen kertaan läpi ja simuloitu ESOCissa olevan kaksoiskappaleen kanssa. Tämä, kuten kaikki muutkin tärkeät toimenpideet tehdään ensin kaksoiskappaleella hieman ennen itse Rosettaa, jotta jos jokin menee pieleen, niin toimenpiteen voidaan peruuttaa – avaruudessa pienikin virhe voi olla lennon kannalta kohtalokas.

Noin kahden viikon päästä Rosetta ja sen 24 tutkimuslaitetta sekä kameraa ovat jälleen normaalisti toiminnassa. Silloin luotain alkaa etsiä komeettaansa: sen paikka toki tiedetään varsin hyvin, ratalaskelmien ja maanpäällisten havaintojen perusteella paikkatieto ei ole niin tarkka, että Rosettan voisi näiden tietojen perusteella ohjata kiertämään komeettaa. Siksi komeetta pitää ensin löytää ja sen jälkeen rataa muutetaan siten, että Rosetta päätyy noin toukokuussa "Churyn" (kuten komeetta tuttavallisesti tunnetaan) luokse.

Toukokuussa Rosetta tosin asettuu vasta radalle, joka vie sen sopivasti lähemmäksi komeettaa, jotta se voisi asettua kiertämään komeettaa elokuussa. Temppu ei ole mitenkään helppo. koska Churyn vetovoima on hyvin heikko.

Sen jälkeen, kun Rosetta kiertää komeettaa, aletaan sen mukana lentävälle laskeutujalle etsiä sopivaa laskeutumispaikkaa. Sen tulee olla samanaikaisesti mahdollisimman kiinnostava ja turvallinen; kaksi vaatimusta, jotka usein ovat ristiriidassa toistensa kanssa. Kenties tosin sopiva paikka on löytynyt jo aikaisemmin otetuista kuvista. Laskeutuminen tapahtunee marraskuussa.

Sen jälkeen Rosetta pysyy Churyn luona ainakin vuoden päivät, kun komeetta lähestyy radallaan Aurinkoa ja muuttuu nykyisestä hyisestä jäämöhkäleestä kaasua syökseväksi pyrstötähdeksi.

Takana jo pitkä matka

Kun Rosetta nyt hivuttautuu kohti Churyä, sen etäisyys Maasta on noin 800 miljoonaa kilometriä, 9 miljoonaa kilometriä komeetasta ja matkaa Aurinkoon on 673 miljoonaa kilometriä. Tämä on jotakuinkin neljä astronomista yksikköä ja vastaa noin 2,5 kertaista Marsin ja Auringon keskietäisyyttä. Rosetta on kuitenkin jo hyvin Jupiterin radan sisäpuolella, sillä Jupiterin radan säde on noin 5,2 AU.

Laukaisunsa jälkeen Rosetta on taivaltanut jo 6500 miljoonaa kilometriä, ja se on tehnyt kolme Maan ohilentoa (2005, 2007 ja 2009), yhden Marsin ohituksen (2007) ja tutkinut läheltä kahta asteroidia: vuonna 2008 se ohitti pikkuplaneetta Steinsin 800 kilometrin etäisyydeltä ja vuonna 2010 asteroidi Lutetian 3160 kilometrin päästä.

Planeettojen ohilentojen avulla luotain sai lisää vauhtia, mutta niiden avulla saatiin myös säädettyä ja kalibroitua esimerkiksi kameroita. Tapaamiset asteroidien kanssa olivat puolestaan hyvää harjoittelua harjoitteluna komeetan kohtaamiseen ja sen havaitsemiseen. Lisäksi ne toivat mielekästä toimintaa muutoin kovin monotooniseen matkalentoon.

Mopoauton kokoinen avaruusalus

Kolmisen tonnia matkan alussa massaltaan ollut, mitoiltaan 2,8 x 2,1 x 2,0 metriä oleva luotain on saanut nimensä hieroglyfien arvoituksen selvittäneestä Rosettan kivestä, koska sen odotetaan tuovan paljon uutta tietoa aurinkokunnan synnystä ja kehityksestä. Jos komeetat ovat postipaketteja planeettakuntamme vaippavaiheesta, pääsee Rosetta pian postiauton kyytiin ja matkaamaan sen mukana ainakin vuoden, mutta toivottavasti yli puolentoista vuoden ajan.

Vaikka laatikkomainen luotain itse ei olekaan valtava, ovat sen aurinkopaneelit suuret. Niiden kärkiväli on 32 metriä ja pinta-ala 64 neliömetriä. Siivet ovat suuret, koska luotaimen 24 tieteellistä tutkimuslaitetta vaativat paljon virtaa ja sen saamiseen auringonvalosta kaukana Marsin radan toisella puolella tarvitaan paljon pinta-alaa.

Rosetta oli kaukaisimmillaan Auringosta noin 800 miljoonan kilometrin päässä, kun Jupiterin keskietäisyys Auringosta on 741 miljoonaa kilometriä. Siellä Auringon säteilyteho on vain noin 4% siitä mitä sen on Maan seuduilla. Nyt paneelien lasketaan tuottavan noin 400W:n tehon, kun taas parhaimmillaan tehoa tulee 8700 wattia. Onneksi suurin tehontuotto ja tehontarve osuvat jotakuinkin samaan aikaan, silloin kun kaikki tutkimuslaitteet ovat päällä komeetan ollessa lähempänä Aurinkoa. Tämä tapahtuu 13. elokuuta 2015, jolloin Rosettan etäisyys Auringosta on noin 185 miljoonaa kilometriä.

Luotaimen mustanpuhuvassa pinnassa on kaihdinverhoja muistuttavia laatikoita, jotka ovat toinen luotaimen erikoisuus. Koska Rosettan tulee pystyä toimimaan niin kaukana kylmässä avaruudessa kuin lähempänäkin Aurinkoa, on sen lämmönsäteilimet peitetty räppänöin. Kun kaikki sähkölaitteissa syntyvä lämpö halutaan pitää mahdollisimman tiiviisti aluksen sisällä sitä lämmittämässä, suljetaan lämmönsäteilimet, mutta kun lämpöä lähellä Aurinkoa oli liikaa, ne avattiin apposelleen.

Rosettan kyljessä matkaa pieni laskeutuja, joka on nimeltään Philae. Nimi liittyy Rosettaan siten, että Philae on Niilissä oleva saari, mistä löytyneen obeliskin avulla Rosettan kivi pystyttiin tulkitsemaan.

Luotaimessa ja laskeutujassa olevien tutkimuslaitteiden avulla mitataan, kuvataan ja sondataan monipuolisesti niin komeetan ydintä kuin sen ympäristöäkin. Ydintä havaitaan erityisesti neljällä mittalaitteella: ALICE-ultraviolettispektrometri, korkearesoluutioinen kamera OSIRIS, VIRTIS-kuvaspektrometri ja MIRO-mikroaaltoradiometri/spektrometri. COSIMA- ja ROSINA-spektrometrit ja MIDAS-mikroskooppi havaitsevat ytimen koostumusta ja ytimestä irtoavan kaasun sekä pölyn virtauksia. GIADA-niminen laite analysoi pölyä ytimen läheisyydessä, ja RPC-sensoriryhmä kuvaa komeettaa ympäröivän kaasukehän, koman, sisäistä rakennetta ja sen vuorovaikutusta aurinkotuulen kanssa. Loput kaksi tutkimusvälinettä CONSERT ja RSI käyttävät hyväkseen Rosettan radiolaitteistoja, toinen ytimen sisärakenteen tutkimiseen ja toinen määrittelemään ytimen sisällä olevien massojen jakautumista ja koman rakennetta.

Philae-laskeutujassa on mukana myös täysi paketti havaintolaitteita. Näistä monista eri puolille laskeutujaa sijoitetuista kameroista muodostuva CIVA/ROLIS –järjestelmä ottaa korkearesoluutioisia stereopanoraamakuvia. APXS, COSAC ja Ptolemy analysoivat ytimen pintakerroksen koostumusta. SESAME-seismometri tutkii pintaa kahden metrin syvyydeltä, ja sen piirteitä tutkii MUPUS-instrumentti. ROMAP-magnetometri ja CONSERT tutkivat magneettikenttää ja sen vuorovaikutusta aurinkotuulen kanssa.

Komeetasta tehdään siis laajalla skaalalla mittauksia, joiden perusteella saamme paljon tietoa siitä miten komeetta toimii, mikä on sen rakenne ja millainen on sen historia. Näin päästään kiinni aina aurinkokunnan syntyyn saakka.

Mittalaitteiden tekemiseen ovat osallistuneet ESAn jäsenvaltioiden lisäksi ryhmät Yhdysvalloista, Unkarista, Taiwanista ja Venäjältä. Suomi on mukana niin aktiivisesti, että siitä tarkemmin hieman tuonnempana.

Puolipakolla alas pinnalle

Kunhan Rosetta on tutkinut tarpeeksi Chury-komeetan ydintä, päätetään elo-syyskuussa paikka, minne todennäköisesti marraskuussa laskeutuja lähetetään mittauksiaan tekemään.

Kun normaalisti laskeutujat tarvitsevat rakettimoottorit tai laskuvarjon laskeutumisnopeuden hillitsemiseksi, pitää komeetan heikossa painovoimakentässä laskeutujaa suorastaan työntää rakettimoottorilla kohti komeetan pintaa.

Laskeutuminen kestää vartista puoleen tuntiin riippuen siitä, miltä korkeudelta päätämme aloittaa laskeutumisen. Koska Rosetta ja komeetta ovat kaukana Maasta, ei laskeutumista voi kauko-ohjata, vaan Philae toimii automaattisesti. Laskeutumiskäskyn jälkeen lennonjohto voi vain toivoa parasta ja odottaa radioviestiä komeetan pinnalta.

Pintakosketuksen aikaan laskeutuja ankkuroi itsensä pinnalle kahdella harppuunamaisella ankkurilla. Tämän jälkeen sen laskeutumisjaloissa olevat ruuvit kiinnittävät laitteen tiiviimmin pintaan kiinni. Koska komeetan pinnan tarkkaa rakennetta ei tiedetä, on harppuunoissa kaksimetriset vaijerit siltä varalta, että kiinteän pinnan päällä on paksulti höttömäistä ainetta.

Pinta voi olla hyvinkin haperoa jäämurskaa tai kivikovaa kalliota, joten harppuunat on suunniteltu toimimaan mahdollisimman erilaisissa pintamateriaaleissa. Koskaan aikaisemmin avaruuslaitteissa ole tarvittu ankkureita. Jos tarrautuminen Churyn pinnalle ei onnistu, sinkoutuu laskeutuja takaisin avaruuteen.

Vaikeaniminen, mutta kiinnostava komeetta

Täydelliseltä nimeltään 67P/Churyumov-Gerasimenko oleva Rosettan kohdekomeetta on eräs ns. jaksollisista komeetoista, jotka ikään kuin ovat jääneet loukkuun sisempään aurinkokuntaan niiden tullessa liian lähelle Jupiteria. Se on siten suhteellisen “uusi” komeetta sisemmässä aurinkokunnassa, ja koska tätä ennen se on viettänyt koko historiansa kauempana Auringosta, on se säilynyt todennäköisesti hyvin samanlaisena aurinkokunnan alusta alkaen ja siksi se on hyvin mielenkiintoinen kohde.

Komeetta löydettiin syyskuussa 1969 Alma-Atan astrofysikaalisessa instituutissa Kazakstanissa. Sen havaitsi tähtitieteilijä Klim Tshurjumov Kiovan yliopistosta Ukrainasta kuvista, jotka oli ottanut hänen kollegansa Svetlana Gerasimenko Dushanben astrofysiikan instituutista Tadzikistanista. Suomalaisittain translitteroituna komeetan nimi olisi Tshurjumov–Gerasimenko, mutta se on merkitty virallisiin listoihin englanninkielisen kirjoitusasun mukaan ja siten Tiedetuubi käyttää sitä.

Churyn rata muuttui olennaisesti vuosina 1840 ja 1959, jolloin se ohitti Jupiterin hyvin läheltä. Ohitusten seurauksena komeetta kiertää nyt Aurinkoa soikealla, planeettojen ratatasoon verrattuna hieman kallistuneella radalla. Sen kiertoaika on 6,6 vuotta ja radan Aurinkoa lähinnä oleva piste (periheli) sijaitsee Maan ja Marsin kiertoratojen välissä. Radallaan se etääntyy Jupiterin rataa kauemmaksi.

Komeetan epämuotoinen ydin näyttää olevan halkaisijaltaan noin 4 km ja tarkoituksena on parkkeerata Rosetta sen ympärille noin 25 km korkeudella olevalle kiertoradalle. Philaen vapauttamista vasten Rosetta lähestyy komeettaydintä noin kilometrin korkeudelle.

Rosetta tutkii komeettaa yli vuoden ajan ainakin joulukuuhun 2015 asti, jolloin se on jälleen jo etääntymässä Auringosta lokakuussa 2015 olleen perihelin ohittamisen jälkeen.

Suomi ja Rosetta

Rosettan tarkempi suunnittelu alkoi samoihin aikoihin 1990-luvulla, kun Suomi liittyi Euroopan avaruusjärjestöön, joten kyseessä on eräs ensimmäisistä eurooppalaisluotaimista, mihin suomalaiset yhtiöt ja tutkijat pääsivät kunnolla mukaan alusta alkaen.

Koko luotaimen toiminnan kannalta olennaisin suomalaisosa on sen koko runkorakenne: Rosettan perusrakenne on Patria-yhtiön rakentamaa komposiittimateriaalia. Patrian elektroniikkaosasto on lisäksi tehnyt luotaimen sähköjärjestelmän virranjakoyksiköt, joista toinen toimittaa sähkövirtaa itse luotaimen eri laitteille, ja toinen sen tieteellisille instrumenteille. Jakoyksiköt huolehtivat osaltaan myös luotaimen lämmönhallinnasta, joka joutuu varsin koville lennon aikana.

Tiedepuolella Ilmatieteen laitos on ollut olennaisessa osassa kuuden itse emoluotaimessa olevan laitteen suunnittelussa ja rakentamisessa. Näistä neljä on kiertolaisessa olevaa mittalaitetta: COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Analyzer), MIP (Mutual Impedance Probe), LAP (Langmuir Probe) ja ICA (Ion Composition Analyzer). Erityisesti COSIMA on IL:n väen lempilapsi, sillä sen aiempi versio on tutkinut jo komeettaa amerikkalaisen Stardust-luotaimen mukana ja toinen versio toimii parhaillaan Venus Express -luotaimessa.

Philae-laskeutujan laitteista IL on päävastuussa veden etsintään käytettävästä, PP-laitteesta (Permittivity Probe), jonka lisäksi se toimittaa massamuistin laskeutujan muistiyksikköön. PP-laite liittyy laskeutujassa olevaan suurempaan instrumenttikokonaisuuteen, SESAMEen, jonka tehtävänä on mitata komeetan ytimen pintakerrosten ominaisuuksia, erityisesti sähköisiä ominaisuuksia. PP-laitteen anturit ovat ensimmäiset komeetan pintaan osuvat laskeutujan osat, koska laskeutujan laskutelineinä toimivien jalkojen tassut ovat itse asiassa laitteen antureita.

Nyt IL:n väki varautuu ottamaan vastaan tietoja laitteistaan ja aloittamaan niiden analysoinnin. Luvassa on siten jännä vuosi myös Helsingin Kumpulassa.

Artikkelia on päivitetty signaalin saamisen jälkeen ja muutamia lukuarvoja on tarkennettu.

Uusi asteroidi uhkaa ja ei uhkaa

Jari Mäkinen

Nasa julkisti viime viikolla löytäneensä uuden, aiemmin tuntemattoman maapalloa mahdollisesti uhkaavan asteroidin. 2013 YP139 on noin 650 metriä kooltaan oleva pikkuplaneetta, joka on parhaillaan noin 43 miljoonan kilometrin päässä radallaan, joka saattaa tuoda asteroidin aikanaan joskus satojen vuosien päästä jotakuinkin Kuun etäisyydelle Maasta. Ottaen huomioon virhemarginaalin ja pitkän ajan aikana mahdollisesti tapahtuvat muutokset radassa, on 2013 YP139 mahdollisesti meitä uhkaava aurinkokunnan pienkappale.

Tärkein uhka ja syy siihen, miksi asteroidi nousi nyt uutisiin, on kuitenkin Nasan rahoitus: budjettileikkausten vuoksi Nasan asteroidihavainto-ohjelma on uusien havaintolaitteiden sijaan ottanut käyttöön jo käytöstä poistetun, vanhan WISE-nimisen infrapunateleskoopin. Tämä 40 cm halkaisijaltaan olevalla kaukoputkella varustettu satelliitti laukaistiin avaruuteen joulukuussa 2009 ja se kartoitti tarkasti taivaan 10 kuukauden aikana neljällä eri infrapunasäteilyn aallonpituudella. Kun kameralaitteistojen jäähdytämiseen käytetty nestehelium loppui, teleskooppia ei alkuperäisen suunnitelman mukaan sammutettukaan heti, vaan sen käyttöä jatkettiin asteroidien metsästämiseen: nimi WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) muuttui NEOWISEksi (Near-Earth Object WISE), eikä hiipunut helium haitannut nyt siinä määrin asteroidien paikkahavaintojen tekemistä.

Teleskooppi jouduttiin kuitenkin säästösyistä laittamaan horrokseen helmikuussa 2011, jolloin se oli jo ennättänyt löytämään 38 000 aiemmin löytymätöntä asteroidia – mukana olivat myös niin sanotut Maan troijalaiset asteroidit (jotka kiertävät Aurinkoa samalla radalla ja resonanssissa Maan kanssa Lagrangen pisteissä L4 ja L5). Havaituista asteroideista 135 oli niin sanottuna NEO-asteroideja, Maan lähelle jossain vaiheessa tulevia ja siten mahdollisesti meitä uhkaavia pikkuplaneettoja.

NEOWISE otettiin uudelleen käyttöön syyskuussa 2012 pienellä budjetilla, mutta sen toiminta loppuu jälleen tämän vuoden loppupuolella, mikäli rahoitusta ei saada lisää. Niinpä Nasa uutisoi löydetystä uudesta asteroidista tavallista näkyvämmin.

Kuva: NEOWISE-teleskooppi

Paljon pikkuplaneettoja, mutta pieni uhka

Vaikka tuore asteroidiuutinen oli enempi hätähuuto Nasan rahoituksen suhteen, ovat pikkuplaneettojen havaitsemisohjelmat tärkeitä ja niistä kannattaa puhua. Uusia mahdollisesti uhkaavia asteroideja löydetään jatkuvasti lisää eri havaintovälinein, ja todennäköisesti Euroopan avaruusjärjestön uusi taivasta kartoittava Gaia tulee havaitsemaan niitä ennätyksellisen tehokkaasti. Myös monet maanpäälliset automaattiteleskoopit seulovat jatkuvasti taivasta ja löytävät uusia kappaleita koko ajan.

Nyt tammikuussa 2014 tunnetaan 1450 asteroidia, jotka ovat kooltaan vaarallisen suuria (yli 100 m halkaisijaltaan) ja jotka tulevat jossain vaiheessa hyvin lähelle (alle 7.5 miljoonan kilometrin etäisyydelle tai lähemmäs) Maata. Suurimman uhan näistä muodostaa 2007 VK184, joka on ainoa tunnettu asteroidi, joka saattaa teoreettisesti osua Maahan seuraavan sadan vuoden kuluessa. Se lentänee kuitenkin todennäköisesti vain läheltä ohitse 3. kesäkuuta 2048, sillä törmäykden todennäköisyydeksi arvioidaan vain 1:2700. Kappale on 130 metriä halkaisijaltaan ja se löydettiin Catalina Sky Survey -robottiteleskoopilla marraskuussa 2007.

Maan ohitse lentää myös jatkuvasti jo tunnettuja pienkappaleita. Esimerkiksi nyt vuoden 2014 alussa kymmenkunta asteroidia ohittaa meidät läheltä, ja kaikkein likimmäksi meitä näistä tuli 2014 AW32 viime perjantaina (10. tammikuuta), jolloin tämä 14-metrinen kappale ohitti meidät noin puolen Kuun etäisyyden päästä. Suurin alkuvuoden ohittajista on 2007 SJ, halkaisijaltaan 1,9 kilometriä oleva möhkäle, joka lentää noin 19 Kuun etäisyyden päästä 21. tammikuuta.

Vaikka tunnetut kappaleet osataankin ennustaa hyvin, tiedetään kuitenkin hyvin ettei kaikkia meitä uhkaavia asteroideja vielä tunneta: siksi taivasta täytyy tarkkailla ja mitä paremmin se voidaan tehdä, sitä enemmän meillä on aikaa suojautua mahdollista – ja aikanaan varmasti tulevaa – kosmisen törmäyksen uhkaa vastaan.

Gaia saapui perille Lagrangen pisteeseen

ESA-blogi

ESAn tähtitaivasta kartoittava luotain Gaia on saapunut onnellisesti perille Lagrangen pisteeseen 2 – tai tarkalleen ottaen kiertoradalle tämän painovoimien tasapainopisteen ympärillä.

Sen jälkeen kun Gaia laukaistiin juuri ennen joulua, on se lentänyt kohti tätä 1,5 miljoonan kilometrin päässä olevaa paikkaa ja sen laitteita on käynnistetty hiljakseen. Gaia-hankkeen suomalainen tiedejohtaja Timo Prusti kirjoitti Gaian ensitoimista avaruudessa blogikirjoituksessaan 31. joulukuuta.

Asettuminen radalle matemaattisen pisteen ympärillä vaatii luonnollisesti paljon laskemista, lentodynamiikan tuntemusta ja kykyä tehdä satelliitilla tarkkoja ohjausliikkeitä. Kun Gaia asettui radalleen tiistaina (7. tammikuuta), sen kahdeksan pientä rakettimoottoria komennettiin toimimaan lähes kahden tunnin ajan klo 20.58 Suomen aikaa alkaen.

Ne hidastivat matkavauhtia ratanopeudeksi ja muuttivat samalla lentorataa juuri sopivaksi. Tätä tosin tullaan vielä hienosäätämään 14. tammikuuta, kun kaikki rataparametrit on saatu varmistettua.

Tätä toimenpidettä oli valmisteltu jo muutaman vuoden ajan, sillä kaksitonnisen, vain pienillä rakettimoottoreilla varustetun avaruusaluksen vieminen siirtoradalta, minne Sojuz-kantoraketti sen jätti laukaisun jälkeen, L2-pisteen ympärillä olevalle erityiselle ns. Lissajous-tyyppiselle radalle ei ole yksinkertaista.

Olennaisin hankaluus on se, että L2-pisteessä ei ole mitään kiinteää kappaletta, joka vetäisi alusta puoleensa ja jonka suhteen olisi helppo navigoida.

L2 on siis vain tyhjää avaruutta, missä sattumalta vain Maan ja Auringon vetovoimat sekä kiertoradan keskihakuisvoima (ns. keskipakovoima) nollaavat toisensa siten, että periaatteessa L2-pisteeseen sijoitettu alus kiertää Aurinkoa samalla periodilla Maan kanssa.

Käytännössä L2:ssa ei olla, vaan sitä kierretään. Gaian kiertoaika pisteen ympärillä on 180 vuorokautta. Kiertorata on säädetty sellaiseksi, että se on kohtisuorassa tasossa planeettojen ratatason, ekliptikan, kanssa, mutta sen akseli osoittaa aina kohti Maata. Rata siis kiertyy suhteessa Aurinkoon koko ajan, mutta pysyy 263 000 x 707 000 x 370 000 km kooltaan olevan kuvitteellisen laatikon sisällä.

Rataa täytyy säätää voin kerra kuukaudessa, sillä L2:ta kiertävät kappaleet koittavat luontaisesti "karata" radoiltaan, ja siten Gaiaakin täytyy koko ajan sysätä ikään kuin takaisin paikalleen.

Poissa varjosta, kaukana Auringosta

Eräs tärkeä kriteeri radanhallinnassa ja ennen kaikkea sitä etukäteen suunnitellessa oli se, että Gaiaa ei saa päästää Maan varjoon. Varjon koko ei ole kovin suuri 1,5 miljoonan kilometrin päässä, mutta koska määritelmänsä mukaisesti L2 on tarkalleen Maan varjossa, on vaara vaanimassa koko ajan. Gaian lämpötilaa säädellään hyvin tarkasti ja vaikka luotain itse kestäisikin varjossa olemisen, eivät sen kamerat toimi silloin normaalisti ja tulosten laatu kärsii.

Nykyinen rata estää tämän viiden vuoden ajan, mutta sen jälkeen rataa pitää säätää hieman enemmän, jotta Gaia ei joutuisi varjoon.

Gaian keskiakseli ei saa myöskään osoittaa kohti Aurinkoa: herkät teleskoopit rikkoontuvat välittömästi, jos kirkas Aurinko pääsee paistamaan niiden sisälle. Siksi Gaialla on koko ajan vähintään 15 asteen kulma Aurinkoon. Samalla aurinkopaneelien teho olisi parhain suoraan Aurinkoon osoitettaessa, joten kulma on määrätty siten, että sähköä saadaan tarpeeksi, mutta samalla havaintolaitteet ovat turvassa. Lisäksi ratadynamiikkatiimi on joutunut ottamaan huomioon Maahan osoittavan antennin suunnan.

"Suurin ero Gaian ja monien Maata tai vaikkapa Marsia kiertävien satelliittien välillä on se, että planeettaa kierrettäessä kiertoradat ovat yleensä stabiileita, ja jos jokin ratamuutos ei mene aivan toivotulla tavalla, sitä voidaan korjata helposti myöhemmin", selittää Mathias Lauer, eräs Euroopan avaruusoperaatiokeskuksessa ESOCissa Gaian parissa työskentelevistä ratadynamiikka-asiantuntijoista.

"Gaian tapauksessa rata ei ole stabiili, vaan meidän täytyy olla tarkkana jokaista askelta ottaessamme."

Jotta asettuminen radalle L2:n ympärillä sujui hyvin, Gaia laitettiin hyvissä ajoin ennen manovääriä erityiseen tilaan, missä se sieti normaalia enemmän epätavallisia toimia ennen menoa ns. turvatilaan. Tämä esti sen, että luotain olisi jäänyt odottamaan ohjeita Maasta kesken tärkeän toimenpidesarjan.

Ennen pitkän ratapolton alkua tiistaina illalla, lennojohto oli yhteydessä Gaiaan ESA:n Cerberoksessa, Espanjassa, olevan 35-metrisen antennin kautta ja tarkistivat, että Gaia oli valmis.

Lennonjohtotoiminta siirrettiin sitten ESOCin suureen lennonjohtohuoneeseen, missä aluksen tilaa, rataa, avaruussäätä, tietoliikenneyhteyksiä ja kaikkea muuta asiaan vaikuttavaa voidaan seutata paremmin ja missä suuri määrä asiantuntijoita saadaan kerralla konsolien ääreen. Normaalisti Gaian lennonjohto tapahtuu pienemmästä tilasta ja lopulta osana rutiinitoimintoja.

Klo 20.20 tiistaina illalla Cerberoksen antennin kautta saatiin tieto siitä, että Gaia oli valmis, ja muutamaan minuuttia muöhemmin, klo 20.35, Gaia kääntyi oikeaan asentoon polttoa varten. Ja sitten, tarkalleen klo 20.58 rakettimoottorit syttyivät ja toimivat 103 minuutin ajan.

Ja niin Gaia oli oikealla radallaan. Kunhan tutkimuslaitteet on saatu nyt kalibroitua, voi Gaia aloittaa pitkän ja puuduttavan, mutta huiman kiinnostavan työrupeamansa.

”Tuiki, tuiki tähtönen…”

Markus Hotakainen

Joulun aikaan ehtii hyvin tähyillä tähtitaivaalle – jos vain pilvet suvaitsevat väistyä edes hetkeksi. Yötaivasta katsellessa syntyy vahva mielikuva muuttumattomuudesta. Tähdet pysyvät toistensa suhteen samoilla sijoilla ja vain Maan pyöriminen saa taivaankannella aikaan muutoksia: iltayöstä näkyy eri tähtiä ja tähdistöjä kuin aamuyöstä. Liike on kuitenkin niin hidasta, että ainoastaan jonkin kirkkaan tähden sattuessa lähelle pihakuusen latvaa, tv-antennia tai lyhtypylvästä sen vähittäisen siirtymisen huomaa.

Vielä hitaammin tähtitaivas muuttuu Maan kiertäessä Aurinkoa. Keväisellä yötaivaalla näkyy eri tähtiä ja tähdistöjä kuin syksyisellä ja talvisella. Vuodesta, vuosikymmenestä ja vuosisadasta toiseen tähdistöjen ulkonäkö pysyy kuitenkin samana ja niinpä monien tähtikuvioiden nimet ovat peräisin tuhansien vuosien takaa. Vasta kymmenien tai satojen tuhansien vuosien kuluessa tähtitaivaan ulkonäkö muuttuu huomattavasti.

Tarkemmin katsottuna tähtitaivaalla tapahtuu kuitenkin muutoksia, jopa hyvinkin nopeita. Joidenkin tähtien kirkkaus vaihtelee tuntien, päivien, viikkojen tai kuukausien jaksoissa; joko epäsäännöllisesti tai tarkan säntillisesti. Yleensä kirkkaus muuttuu kuitenkin niin vähän tai niin hitaasti, että sen huomaa ainoastaan seuraamalla tähteä hyvin tarkkaan ja säännöllisesti pitkiä aikoja.

Jos jokin kirkas tähti sattuu näkymään lähellä taivaanrantaa, sen kirkkaus näyttää kuitenkin muuttuvan kaiken aikaa: tähti tuikkii. Tiuhaan tahtiin tähti himmenee ja kirkastuu, ja vieläpä täysin epäsäännöllisesti. Tähden värikin näyttää vaihtelevan. Välillä se voi näyttää siniseltä, välillä punaiselta, välillä puhtaan valkoiselta. Miten tähden ulkonäkö voi vaihdella niin nopeasti?

Ei mitenkään. Tähtien tuikkiminen johtuu pelkästään Maan ilmakehästä. Tähden vakaa valo on saattanut matkata avaruuden tyhjyydessä vuosien, vuosikymmenien tai vuosisatojen ajan, ja taittaa tuhansien ja taas tuhansien miljardien kilometrien matkan. Kohtalokkaaksi osoittautuvat pitkän taipaleen viimeiset kymmenet kilometrit, kun tähdestä tuleva valo kulkee Maan ilmakehän tiheiden osien läpi.

Maan ilmakehä on jatkuvassa myllerryksessä. Tuulet ja ilmavirtaukset pitävät ilmakehän kaiken aikaa liikkeessä ja lämpötilaerot saavat aikaan tiheyden vaihtelua. Kun avaruudesta tuleva tähden valo kulkee tällaisen ”kiehuvan puuron” läpi, sen kulkusuunta vaihtelee hivenen hyvin nopeaan tahtiin. Paljaalla silmällä tämä vaihtelu näkyy kirkkauden jatkuvana muuttumisena – tuikkimisena.

Tähtien värejä on paljain silmin yleensä vaikea erottaa. Silmän verkkokalvon solut vaativat väriaistimuksen synnyttämiseen enemmän valoa kuin useimmista tähdistä silmiin lankeaa. Vain kaikkein kirkkaimpien tähtien värit voi erottaa öiseltä taivaalta. Sama pätee tähtien tuikkimisen aiheuttamaan värien vaihteluun.

Samalla kuin tähden valon kulkusuunta Maan ilmakehässä vaihtelee, se hajoaa erilämpöisten ja -tiheyksisten ilmakerrosten rajapinnoilla väreihin – samaan tapaan kuin prismassa tai sadepisaroissa, jotka voivat leimauttaa taivaalle upean sateenkaaren. Värien vaihtelu ei kuitenkaan erotu, jos tähti on liian himmeä.

Koko taivaan kirkkain tähti on Ison koiran tähdistön Sirius. Se näkyy talvisella taivaalla matalalla eteläisessä horisontissa. Satunnaisetkin taivaalle tähyäjät huomaavat usein Siriuksen kimaltelevan kaikissa sateenkaaren väreissä. Samalla sen kirkkaus vaihtelee. Kumpikin ilmiö erottuu selvästi, koska Sirius on niin kirkas.

Tähtien tuikkiminen on voimakkainta lähellä horisonttia. Silloin tähden valo joutuu kulkemaan pisimmän matkan Maan ilmakehässä ja sen kulkureitille ehtii osua paljon ilman pyörteilyä ja erilämpöisiä kerroksia. Mitä korkeammalla tähti on, sitä vähäisempää on sen tuikkiminen ja suoraan pään yläpuolella tuikkimista on käytännössä mahdoton havaita.

Jos matalalla olevaa kirkasta tähteä katselee kiikarilla tai kaukoputkella, tuikkiminen ja värien vaihtelu voimistuu entisestään. Jos ilmakehä on erityisen levoton, tähti voi näyttää jopa hyppelehtivän ja huojuvan edestakaisin havaintolaitteen näkökentässä.

Kyse ei siis ole tähden kirkkauden, värin tai paikan todellisesta vaihtelusta, vaan syypäänä on Maan oma ilmakehä. Tähtien tarkkailun kannalta siitä onkin pelkkää riesaa, erityisesti pilvisellä säällä. Muuten ilmakehä on toki ihmisten ja kaikkien muidenkin elollisten olentojen kannalta hyvä asia.

Kuva: ESO/Y. Beletsky

Gaia on onnistuneesti avaruudessa

ESA-blogi

Gaia laukaistiin tänään onnistuneesti avaruuteen Kouroun avaruuskeskuksesta Sojuzin laukaisulla numero VS06.

Täysin suunnitelmien mukaan tapahtunut lento alkoi täsmälleen klo 11:12:19 ja ensimmäinen kriittinen vaihe päättyi 101 minuuttia myöhemmin, kun Gaia oli avaruudessa omin voimin, sen aurinkosuoja sekä aurinkopaneelit olivat avoinna, ja se oli oikeassa asennossa yhteydessä lennonjohtoon.

Tämän jälkeen avaruusaluksen systeemejä tarkistetaan ja laukaisun ajaksi sammutettuja laitteistoja käynnistellään vähitellen.

Alla on animaatio siitä, miten Gaia tulee lentämään tästä kohti Lagrangen pistettä numero 2.

Suomalaiset mukana Gaian tiedetyössä

Gaian laukaisusta tulleessa suorassa lähetyksessä oli tiukka suomalaisleima, sillä lennon tiedejohtajana toimiva Timo Prusti selitti koko ajan laukaisuvalmisteluja sekä laukaisua.

Selvästi laukaisun sykähdyttämä Timo on ollut mukana Gaia-hankkeessa jo seitsemän vuoden ajan, ja edessä on nyt ainakin viisi ja puoli vuotta kestävä työsarka.

Kuulemme hänen kommenttejaan laukaisusta lisää myös Tiedetuubissa lähipäivinä.

Havaintojen käsittelyyn osallistutaan myös Helsingin yliopistolla, missä kannetaan päävastuu Gaian tekemistä asteroidihavainnoista. Gaia skannaa kahdella kaukoputkellaan koko ajan taivasta.

Se ei pysty silti itse erottamaan tähtiä ja esimerkiksi asteroideja toisistaan, sillä sen kannalta kyseessä ovat vain pisteet taivaalla. Asteroidit ja muut aurinkokunnan pienkappaleet voidaan kuitenkin erottaa havainnoista siksi, että niiden paikat muuttuvat nopeasti: Gaian havaintoja käsitellään koko ajan ja kuvia verrataan saman tien automaattisesti hieman varhaisempiin kuviin, ja näin liikkuvat kohteet tulevat esiin.

"Niiden radat lasketaan automaattisesti ja tietoja verrataan nyt tiedossa olevien kappaleiden tietoihin", kertoo Helsingin yliopistossa hanketta vetävä professori Karri Muinonen.

"Arvioiden mukaan silti havainnoissamme on noin 200 tuntematonta kohdetta vuorokaudessa, mutta suurin osa niistä on luonnollisesti sellaisia kohteita, että niille ei löyty automaattisesti vastinetta tietokannoista. Meidän tehtävämme on sitten setviä näistä mahdollisesti oikeasti uudet löydöt."

Gaia pystyy havaitsemaan erityisen hyvin Maan radan sisäpuolella olevia asteroideja, joita ei ole aiemmin pystytty havaitsemaan hyvin. Niiden joukossa saattaa olla myös maapalloa mahdollisesti uhkaavia kappaleita, joten Gaian havainnot saattavat olla paitsi kiinnostavia, niin myös erittäin tärkeitä.

"Joka tapauksessa tulemme saamaan paljon uutta tietoa tähtien lisäksi myös aurinkokunnastamme, ja lopulta sijaintitietojen ohella meillä on hyvälaatuisia, pitkiä kirkkauskäyriä sekä spektritietoja kenties jopa 400 000 aurinkokunnan pienkappaleesta", jatkaa Muinonen.

"Tämä vie hurjasti niiden tuntemusta eteenpäin!"

Karri Muinonen kertoo tarkemmin Helsingin yliopiston tekemästä työstä ja asteroidihavaintojen merkityksestä tässä haastattelussa.

Tiedetuubin kaikki Gaia-artikkelit ovat täällä: tiedetuubi.fi/ESA_gaia.

"Gaia on GO"

ESA-blogi

ESAn Gaia-satelliitti laukaistaan tänään klo 11:12:19 Suomen aikaa ja tätä kirjoitettaessa (noin klo 10) kaikki merkkivalot laukaisuun liittyen näyttivät vihreää.

Lennonjohdon näyttötaululla oleva valot ovat siis suotuisia:

- Tuulet, etenkin laukaisupaikan korkean ilmakehän tuulet, sää ja avaruussää ovat hyvin rajojen sisällä
- ESAn Estrack-antenniverkon kaikki maa-asemat ovat valmiina ja toiminnassa
- Etenkin verkon kaikki tärkeimmät asemat Gaian kannalta (Perth ja New Norcia Australiassa, Cebreros ja Masplalomas (Espanjassa) on viritetty Gaiaa varten. Perthin 15-metrinen antenni on jo vastaanottotilassa. Se saa ensimmäisenä yhteyden Gaiaan n. 39 minuuttia laukaisun jälkeen.
- Seurantaverkosta Euroopan avaruusoperaatiokeskuksessa ESOCissa vastaava johtaja Bret Durrett (kuvassa vasemmalla) näyttää tärkää merkkiä: "Kaikki on GO!"

Sojuz Kouroun laukaisupaikalla (kuvassa on Galileo-satelliittja laukaisut raketti, ei Gaian raketti). Laukaisun aikaan Kouroussa on aikainen aamu.

Sojuz-raketin tankkaus aloitettiin noin neljää tuntia ennen laukaisua klo 6 Suomen aikaan. Sen päätyttyä 53 metriä korkea suojarakennelma kantoraketin ympärillä rullattiin sivuun ja laukaisulähtölaskenta alkoi.

Laukaisun (joka tapahtuu sekunnilleen 11:12:19) jälkeen Sojuz suuntaa taivalle hieman itään ja 118 sekunnin lennon jälkeen Sojuzin neljä apurakettia sammuvat. Ne putoavat pois ja raketin keskimmäinen vaihe jatkaa työntämistä. Nokkakartio irtoaa 220 sekunnin päästä laukaisusta, jolloin raketti sekä Gaia ovat noin sadan kilometrin korkeudessa. Suojuksen ainoa tehtävä on suojata satelliittia ilmakehän alaosissa.

Sen jälkeen kun raketin toinen ja kolmas vaihe ovat tehneet tehtävänsä, vastuun Gaian viemisestä tarkalleen oikealle radalleen kantaa Fregat-raketti, Sojuzin neljäs ja ylin vaihe. Sen rakettimoottori toimii kaksi kertaa, ennen kuin Gaia irtoaa Fregatista 42 minuutin kuluttua laukaisusta. Sen jälkeen Gaia on omillaan.

Nyt seuraa laukaisun kenties jännittävin vaihe: irtoamisen jälkeen kenties heittelehtivä Gaia suuntaa itsensä oikeaan asentoon Maan ja Auringon suhteen, käynnistää laukaiun aikaan sammutettuja laitteitaan, avaa yli kymmenmetrisen aurinkosuojansa, jonka mukana toisella puolella ovat aurinkopaneelit. Tämä vaihe alkaa 88 minuutia laukaisun jälkeen ja päättyy noin 17 minuutin kuluttua, silloin kun laukaisusta on kulunut 101 minuuttia.

Vasta silloin virallisesti Gaian laukaisu julistetaan onnistuneeksi.

Kaikki aiemmat Tiedetuubin Gaia-artikkelit ovat kätevässä osoitteessa tiedetuubi.fi/gaia.

Suora lähetys laukaisusta

Kaikki valmista Gaian laukaisuun

ESA-blogi

Huomenna torstaina on tärkeä päivä, sillä vuosien ajan suunniteltu, rakennettu, testattu ja haaveiltu Gaia laukaustaan silloin avaruuteen.

Pari tonnia painavan omalaatuisen avaruusteleskoopin tehtävänä on mitata ennätyksellisen tarkasti satojen tuhansien tähtien ja aurinkokuntamme pienkappaleiden sijainnit ja kirkkaudet moneen kertaan noin viisi vuotta kestävän lentonsa aikana.

Gaia on siis tähtitaivaan supertarkka kartoittaja, mutta sen ensimmäinen tehtävä avaruuteen pääsynsä jälkeen navigoida Maan luota noin 1,5 miljoonan kilometrin etäisyydellä olevalle havaintopaikalleen.

Auringon ja Maan vetovoimien tasapainopiste 2, eli niin sanottu Lagrangen piste 2 sijaitsee Auringosta katsottuna Maan toisella puolella, ja se sopii erinomaisesti tähtitieteellisille avaruusaluksille; maailmankaikkeuden alun mikroaaltosäteilyn tutkija Planc ja infrapunateleskooppi Herschel olivat L2-pisteessä ja Hubblen avaruusteleskoopin seuraaja JWST sijoitetaan myös L2-pisteeseen.

Tarkkaan ottaen L2:ssa olevat avaruusalukset kiertävät kiertoradalla matemaattisen pisteen ympärillä. Gaia saapuu sinne - jos kaikki sujuu hyvin - noin 7. tammikuuta ja silloin ESAn Darmstadtissa, Saksassa, Euroopan avaruusoperaatiokeskus ESOCissa oleva lennonjohto on erittäin tarkkana. Laukaisun jälkeen lennonjohdossa ollaan toki aina valppaina, mutta asettuminen L2:n ympärille on lennon eräs kriittisimmistä hektistä.

"Kyseessä on monimutkainen manöveeri, jonka aikana meidän tulee käyttää Gaian rakettimoottoreita epäsuorasti, sillä emme voi antaa Gaian kääntyä sellaiseen asentoon, missä Auringon kirkas paiste voisi vaurioittaa herkkiä havaintolaitteitamme", selittää Dave Milligan, Gaian operaatiojohtaja lennonjohdossa. "Se on hyvin jännittävä hetki, eikä meillä olen paljoakaan varaa virheisiin."

Toinen tärkeä päivä on 14. tammikuuta, jolloin Gaian rataa hienosäädetään.

Hyvin valmistautunut lennonjohto

ESOCissa sijaitseva lennonjohto on ollut valmis laukaisuun jo marraskuusta alkaen, jolloin Gaia oli tarkoitus lähettää matkaan. Laukaisua jouduttiin kuitenkin lykkäämään noin kuukaudella, koska aluksen radiolaitteisiin haluttiin tehdä tarkistuksia.

Lennonjohto on valmistautunut toimimaan Gaian kanssa monin erilaisin simulaatioin: kaikkia lennon vaiheita ja mitä moninaisimpia häiriötilanteita on harjoiteltu kuukausien ajan.

Jo ennen laukaisua lennonjohto on myös jo yhteydessä itse Gaiaan ja alus on jo nyt laukaisua odottaessaankin jo "päällä". Kaikkiaan lennonjohdossa on ollut 44 todenmukaista simulaatiota, joiden aikana on käyty läpi noin 700 erilaista toimenpidettä.

Gaia pääsee omille teilleen Sojuz-kantoraketista kun laukaisusta on kulunut 42 minuuttia. Sitä ennen Gaia on jo ollut yhteydessä ESAn Australiassa, Perthissä olevaan vastaanottoasemaan, jolloin saadaan ensimmäisen kerran kunnollinen tieto Gaian tilanteesta laukaisun jälkeen.

Sen jälkeen myös muuta ESAn seurantaverkon maa-asemat nappaavat Gaian telemetriatiedot.

Kieppuva alku?

Heti Sojuzin ylimmästä vaiheesta irtaantuminen jälkeen Gaia tekee lyhyen ajan kuluessa koko joukon tärkeitä toimia: se avaa aurinkosuojansa, jonka alapuolella ovat aurinkopaneelit, ja se paineistaa ohjausrakettimoottoriensa polttoainetankit.

Tämän aikana Gaia on myös aivan omillaan, eikä se pyrikään pitämään asentoaan vielä täysin hallinnassa, koska todennäköisesti heti raketista irtoamisen jälkeen se saattaa olla pienessä pyörimisliikkeessä ja on turvallisempaa antaa Gaian heittelehtiä vapaasti. Tämän seurauksena yhteys saattaa pätkiä ja koko toimenpidesarja on ohjelmoitu Gaiaan jo etukäteen.

"Saattaa kestää jopa 17 minuuttia, ennen kuin Gaia on korjannut asentonsa ja yhteys Maahan palautuu", kertoo Dave Milligan.

"Aika ei ole pitkä, mutta nuo minuutit tuntuvat pitkiltä, sillä lennonjohtajat eivät koskaan pidä tilanteista, joissa alukseen ei ole yhteyttä eikä sille voi tehdä mitään".

Noin 27 tuntia laukaisun jälkeen, 20. joulukuuta iltapäivällä, Gaia käyttää ensimmäisen kerran avaruuteen päästyään moottoreitaan ratamuutokseen, kun se sysää itsensä Maan luota kohti L2-pistettä vievälle radalle. Tuon polton tarkka aika ja pituus päätetään vasta sen jälkeen, kun tiedetään miten tarkasti halutulle radalle Sojuz on Gaian kuljettanut.

Parin ensimmäisen päivän aikana Gaian systeemit tarkistetaan ja sen teleskooppeja aletaan jo valmistella käyttöön. Kaikkiaan kestää neljä ja puoli kuukautta, enne kuin Gaia on valmis aloittamaan varsinaiset tieteelliset havainnot.

Teleskooppien tarkistaminen ja kalibrointi tehdään huolella, koska saatavien mittausten tarkkuus riippuu näistä alkuvirityksistä.

Gaia laukaisualustallaan

ESA-blogi

ESAn tähtikartoittajasatelliitti Gaia on rullattu viikonlopun aikana laukaisualustalleen ja Gaian sisältävä nokkakartio sekä ylin vaihe on kiinnitetty Sojuz-rakettiin.

Seuraavassa on muutamia kuvia viime päiviltä.

Nyt niin rakettiin kuin Gaiaankin tehdään viimeisiä tarkistuksia ennen torstaina tapahtuvaa laukaisua.

Ylemmässä kuvassa on Sojuz laukaisualustallaan vielä ilman nokkakartiota ja ylintä vaihetta. Alemmassa kuvassa on rakettia kuljettavan rautatievaunun kylkeen maalatut viisi tähteä merkkinä viidestä Kourousta tehdystä onnistuneesta Sojuz-laukaisusta.

Gaia saapumassa laukaisupaikalle ja siellä Sojuzin nokkaan nostettavaksi.

Kuvat: ESA ja Timo Prusti

Yutu-kulkija heräsi uuteen päivään - kuvasi laskeutujan

Toimitus

Eilen Kuuhun laskeutuneen kiinalaisen Chang'e 3 -laskeutujan kulkija on ottanut ensimmäiset kuvat laskeutujasta tänään. Ensimmäinen kuva julkaistiin sunnuntaina noin klo 17:25 Suomen aikaa ja nyt yllä oleva tarkka kuva noin klo 18:15. Alla on puolestaan laskeutujan kameroiden ottama ensimmäinen tarkka kuva kulkijasta – tähän saakka kuvat ovat olleet TV-kameroiden ottamia kuvia.

Lennonjohdon mukaan kuvia on otettu jo enemmänkin, mutta niitä ei ole vielä julkistettu. Lisäksi kulkija on tehnyt myös ensimmäiset tieteelliset mittauksensa. Kiinalainen tapa jakaa tietoa tipoittain on muistoa menneiltä kylmän sodan vuosilta...

Laskeutumispaikka on hyvin tasainen ja laskeutuminen näyttää sujuneen erinomaisesti."Jadepupulla", eli Yutu-kulkijalla ei liene vaikeuksia liikkua pinnalla. Sen sijaan on todennäköistä, että kulkijan toimintaa rajoitetaan tai jopa sen käyttö lopetetaan kokonaan, kun Kuun vuorokauden keskipäivä lähestyy ja lämpötila nousee suureksi. Laskeutumispaikalla Aurinko paistaa nyt yhtäjaksoisesti 26. joulukuuta saakka, jolloin noin 14-päiväinen yö koittaa; kuun vuorokausi on sananmukaisesti kuukauden mittainen. Parhaillaan Aurinko paistaa Chang'e 3:n horisonstissa noin 30° korkeudella.

Tänään – Kiinan ja maanpäällisen ajanlaskun mukaan – Yutu kääntyi ennen yhteiskuvien ottamista ympäri ja suuntasi kameransa kohti laskeutujaa. Tämän (Maan) päivän aikana kulkijalla on tarkoitus ajaa hitaasti laskeutujan toiselle puolelle – odotettavissa lisää jännittäviä kuvia Kuusta!

Päivitämme tätä sivua vain "tärkeimmistä" tapahtumista nyt sunnuntai-illan kuluessa.

Kuvat: news.cn

Kuupupu Kuun pinnalla

Jari Mäkinen

Kiinan Chang'e 3 -kuulaskeutujan mukana Kuun pinnalle laskeutunut Yutu-kulkija, "Kuupupu", laskettiin laskeutujan päältä tänään illalla noin klo 22:40 Suomen aikaa. Kulkija oli siis laskeutujan "katolla" rampin päällä, ja se laskettiin siihen kiinitettynä alas lähemmäksi Kuun pintaa, missä se ajoi saman tien hitaasti pois rampilta Kuun pinnalle.

Kiinalaisten mukaan kaikki sujui suunnitelmien mukaan ja niin laskeutuja kuin kulkijakin toimivat hyvin. Kulkijaa ei ajettu saman tien laskeutumisen jälkeen pinnalle, koska systeemien tila haluttiin tarkistaa laskeutumisen jälkeen, sen akut haluttiin ladata täyteen ennen ensimmäistä ajoa ja koska avaruuden kylmyydessä liikkuvien osien käyttöönotto vaatii pitemmän ajan – ihan varmuuden vuoksi. Kulkijan tarkoituksena on toimia ainakin kolmen kuukauden ajan Kuun pinnalla, joten sitä ei haluttu vaarantaa liian kiireisellä alulla.

Kulkija näkyy laskeutujan kameroiden ottamissa kuvissa erittäin hyvin, ja seuraavaksi kulkija – kenties jo tätä kirjoitettaessa – ottaa kuvia laskeutujasta. Ne näyttävät millaisessa paikassa ja asennossa laskeutuja on.

Vaikka kulkija on nimeltää "Kuupupu", ei se tule ravaamaan vauhdikkaasti ympäriinsä, vaan se tulee kulkemaan hitaasti noin 10 km:n etäisyydellä laskeutujasta. Kolmen kuukauden aikana se kokee myös kolme yötä ja päivää, ja öiden ajaksi aurinkovoimalla toimiva kulkija asettuu nukkumaan. Itse laskeutuja saa voimaa ydinparistosta, ja sen toivotaan toimivan ainakin vuoden ajan.

Kiinnostavin kulkijassa oleva tieteellinen tutkimuslaite on tutka, joka pystyy tekemään ensimmäiset sondaukset Kuun pinnanalaisesta rakenteesta jopa 30 metrin syvyyteen. Todennäköisesti se pystyy saamaan kaikuja myös syvempää, joten tietoja odotetaan kiinnostuneina paitsi Kiinassa, niin myös kautta maailman kuututkijoiden parissa.

Kuvat: CCTV / CSA

Laskeutumispaikan – ja siten Yutun temmellyskentän – kiinnostavuuksia voi tutkia tästä kuvakoosteesta, missä laskeutumisen aikana otettua kuvaa on verrattu laskeutujan ottamaan kuvaan maisemasta.

Animaatio Yutu:n ajamisesta rampiltaan Kuun pinnalle

Animaatio: Planetary Society, alkuperäinen video: CCTV / CSA