Kuvat komeettaytimestä käyvät yhä tarkemmiksi ja huimemmiksi. Tässä Chury 5. syyskuuta 61 kilometrin etäisyydeltä kuvattuna. Pienimmät yksityiskohdat tässä ovat noin metrin kokoisia.

Valinta on alue ’J’

Toistaiseksi komeetan kummallisuus ei ole kuitenkaan saanut aikaan olennaisia muutoksia lentosuunnitelmaan, ellei huomioon oteta arvioitua hankalampaa laskeutumispaikan valintaprosessia.

Kenties myöhemmin, kun Rosetta on lähempänä ydintä ja sen mahdollisesti epätasainen vetovoima tuntuu selvästi, tulee luotaimen operoinnista hieman erilaista kuin on oletettu. Silloin Rosettaa vain pitää ’oppia lentämään’ uudelleen.

Tämä on tärkeää ennen laskeutumista, sillä silloin Rosetta tulee tekemään koukkauksen kohti laskeutumispaikkaa, irrottamaan Philaen kyljestään ja nousemaan sen jälkeen heti ylöspäin, turvalliselle radalle - mutta siten, että se pystyy olemaan suoraan yhteydessä laskeutujaan.

Itse laskeutuminen tulee kestämään seitsemän tuntia se, miten nopeasti pinnalta saadaan signaali, on hieman epävarmaa. ”Mutta kun se tulee, niin se on merkkipaalu avaruustutkimuksessa ja käynnistää taas uuden jakson lennossamme.”

Taylor oli luonnollisesti mukana valitsemassa laskeutumispaikkaa, mutta hän ainakin väittää, ettei hänellä ollut erityistä suosikkia. ”Minusta jo se, että pääsemme jonnekin alas komeetan pinnalle on erinomaisen hieno asia, ja alue ’J’ on siihen paras.”

”Tai siis se on vähiten huono paikka. Se on suhteellisen tasainen laakea alue, siellä on selvästikin useita pintakerroksia ja hyvin todennäköisesti pinnan alla jotain kiinnostavaa, mitä voimme porata.”

Alue ’J’ ei ole aktiivinen, eikä sillä näytä olevan paikkoja, jotka todennäköisesti muuttuisivat aktiivisiksi lähiaikoina. Sen sijaan sen vieressä on aktiivisia alueita, joita laskeutuja voisi siten tutkia läheltä, mutta ollen itse samalla turvassa. Etäisyys Philaesta pinnan alta suihkuaviin kaasupurkauksiin voi olla vain muutama sata metriä!

Pinta noilla seutuvilla on hienojakoisen soran ja hiekan peittämää, ja siinä on todennäköisesti noin sentin kokoisia kappaleita sekä joitain isompia murikoita sekä muutamia pinnanmuotoja. Pinta on väriltään hyvin mustaa, mustempaa kuin sysimusta hiili, ja on mahdollista, että väri johtuisi ajan myötä muhineista orgaanisista aineista - tästä väitellään kovasti ja onkin äärimmäisen jännittävää nähdä marraskuussa lähikuvia pinnasta ja katsoa mitä pinnan alta löytyy!

Churyn seuralainen

Laskeutumispaikan valinnassa oli suuri joukko kriteereitä, joista yksi tärkeimmistä oli se, että Aurinko paistaa siihen pitkään ja esteettä. Näin laskeutuja pystyy toimimaan toivottavasti kuukausienkin ajan aurinkopaneeliensa tuottamalla sähkövirralla sekä pystyy seuraamaan pinnalta komeetanytimen muuttumista aktiivisemmaksi.

Itse Rosetta tarkkailee tapahtumia joka tapauksessa komeetan ympäriltä. Sen toimintaa suunniteltaessa on komeetan aktiivisuudella luonnollisesti suuri rooli - kaikki oikeastaan määräytyy sen mukaan. Niinpä toimia suunniteltaessa on pohjana ollut mallit siitä miten komeetta tulee käyttäytymään. Sitä ja vastaavia komeettoja on tutkittu jo pitkään ja tiedetään, milloin ja miten ne syöksevät kaasua ympärilleen keskimäärin ollessaan tietyllä etäisyydellä Auringosta.

”Johtolankamme on aktiivisen komeetan malli, ja sen mukaisesti luotaimen rata pidetään koko ajan tietyn, turvallisen etäisyyden päässä ytimestä. Mikäli komeetta onkin rauhallisempi, voimme tulla lähemmäksi ja tehdä tarkempia havaintoja. Juuri nyt näyttää siltä, että komeetta on vain hieman aktiivisempi kuin matala-aktiivisen komeetan mallimme sanoo. Voimme siis lähestyä nyt komeettaa turvallisesti ja tämä on otettu huomioon, kun valitsimme laskeutumispaikkaa.”

Mikäli komeetta muuttuukin yllättäen aktiivisemmaksi, joudutaan suunnitelmaa tarkastelemaan uudelleen ja kenties laskeutumista lykätään. Nyt kuitenkin ennusteen mukaan aktiivisuus pysyy suhteellisen matalana ainakin parin kuukauden ajan.

”Sen jälkeen aiomme pysyä ainakin 11 viikon ajan hyvin lähellä komeettaa, koska se ei todennäköisesti ole mahdollista enää myöhemmin, kun komeetta muuttuu aktiivisemmaksi.”

”Ongelma tässä suunnittelussa on se, että emme ohjaa Rosettaa joystickillä reaaliajassa, vaan luotain on puoliksi automaattinen. Ohjelmoimme sen olemaan tietyllä radalla, mutta jos sen varolaitteistot huomaavat esimerkiksi vaarallisen kaasupurkauksen tai jotain muuta sellaista, niin se nousee automaattisesti korkeammalle radalle turvaan. Se tarkoittaa sitä, että tutkimukset keskeytyvät emmekä voi tehdä yhtä yksityiskohtaisia havaintoja korkeammalta. Meidän siis pitää osata arvioida koko ajan aktiivisuus juuri oikein, jotta voimme olla tarpeeksi lähellä, mutta emme niin lähellä, että hätäpelastustoiminnot käynnistyvät.”

Osin juuri tästä syystä osa tutkijoista seuraa koko ajan luotaimen navigointikameran kuvaa. Se tarkkailee koko ajan komeettaa ja näissä kuvissa näkyy ensinnä mahdolliset uhkaavat purkaukset. Mikäli kohti Rosettaa tuleva purkaus nähdään ajoissa, rataa ennätetään nostamaan sopivasti ja hallitusti.

”Nämä purkaukset ovat minun näkökulmastani kaikkein kiinnostavimpia, sillä olen plasmafyysikko. Komeetan ympäristö on todella jännittävä paikka, koska se on paljon monimutkaisempi kuin esimerkiksi Maan lähitienoot, missä aurinkotuuli puhaltaa ja vuorovaikuttaa ilmakehän kanssa. Siellä plasman, siis varattujen alkeishiukkasten ja atomiydinten seassa on pieniä pölyhitusia, jotka varautuvat sähköisesti ja vaikuttavat siten edelleen plasmaan. Ja lisäksi siellä on ’tavallisia’ plasmailmiöitä, mutta erittäin epätavallisessa ympäristössä. Koko komeetan lähitienoo on todella jännittävä plasmafysiikan koekenttä!”

Taylor henkäisee huomattuaan puhuneensa jälleen lähes tauotta puolisen tuntia.

”Tämä on seksikkäin avaruushanke ikinä, enkä pysty kuvittelemaan mitään jännempää kuin tämä työ juuri nyt!”

Huom: Tiedetuubissa käytämme komeetasta sen virallista IAU:n vahvistamaa nimeä 67P/Churyumov-Gerasimenko, emmekä lähemmäksi suomea venäjästä translitteroitua kirjoitusasua Tshurjumov–Gerasimenko, mihin törmää joissain suomalaisissa tiedotusvälineissä. Muutoin toki pyrimme noudattamaan suomalaisia kirjoitusversioita nimistä ja paikoista.

Lähikuvia! Näitä tulee tästä alkaen ainakin kerran viikossa, kun OSIRIS-kameratiimin valitsemat kuvat julkistetaan. Navigointikamerasta kuvia saadaan joka päivä, joten lennon etenemistä pääsee seuraamaan varsin hyvin netissäkin. Tunnelmia lennonjohdosta ja sen luona pidetystä tilaisuudesta on ESA:n Flickr-sivulla. Tilaisuuden esitykset ovat katsottavissa ESAn nettisivuilla.

Komeetta Hartley 2 Deep Impact -luotaimen kuvaamana marraskuussa 2010.

Philae-laskeutujan saaminen turvallisesti kaksoiskomeetan kraatterien täyttämälle pinnalle tulee olemaan hyvin haastavaa, mutta samalla erittäin kiinnostavaa. Parhaillaan jo laskeutujan tutkijaryhmä hahmottelee paikkoja, minne laskeutuminen voitaisiin tehdä. He myös pohtivat mikä olisi oikea aika: alkuperäisen aikataulun mukaan laskeutuminen olisi ollut vuorossa marraskuun puolivälissä, mutta voi olla, että se halutaan tehdä jo aikaisemmin. Vai olisiko parempi ottaa aikalisä ja tutkia ytimen pintaa tarkemmin?

Tässä vaiheessa kuitenkin huomio kannattaa kiinnittää lähemmäksi, tähän keskiviikkoon. Siitä tulee modernin avaruustutkimuksen tärkein merkkipäivä ja yksi huiman tutkimusmatkan kohokohdista.

Rosettan OSIRIS-kameran tutkijaryhmä on ennättänyt jo tekemään animaation siitä, miltä lähellä komeetan ydintä näyttäisi. Otsikkokuva on luotaimen navigaatiokameran kuva 300 km:n etäisyydeltä otettuna: navigaatiokuvia julkistetaan nyt päivittäin ja tarkempia kuvia vähintään kerran viikossa.

Aikaisempia Tiedetuubin juttuja aiheesta:

Renkaat - uusiutuva luonnonvara?

Cassini kuvasi renkaita vain mustavalkokuvina, jotta se ennätti ottamaan useampia kuvia. Näistä näkyvän valon alueella otetuista kuvista ei suoranaisesti löytynyt mitään uutta, vaan ainoastaan ne näyttivät konkreettisesti sen, miten renkaiden oletettiinkin käyttäytyvän, kuinka kuut muovaavat niitä ja miten yksittäisen renkaat sekoittuvat toisiin muodostaen kauniita aaltomaisia kuvioita.

"Olen tutkinut Saturnuksen renkaita 14 vuoden ajan, enkä uskonut enää yllättyväni mistään, mutta nämä kuvat ovat niin tarkkoja ja teräviä, että niiden näkeminen on hurjaa", selitti Cassinin kameran kuvien tutkimusryhmän johtaja Carolyn Porco heti kuvien saapumisen jälkeen.

Renkaiden ultraviolettikuvia tutkinut Coloradon yliopiston Larry Esposito esitti innoissaan Pariisin kokouksessa tuoreita värillisiä kuvia renkaista. Niissä värit edustavat eri ultravioletin taajuuksia, joten värit eivät ole luonnollisia, mutta antavat hyvän kuvan renkaiden olemuksesta. "Kuvat ovat ihmeellisiä, lähes psykedeelisiä, täynnä värejä. Luonnollisestikin laitoimme värit itse näyttääksemme vesijään sijainnin, mutta olimme yllättyneitä kuinka paljon renkaissa on variaatioita jo pelkästään tässä suhteessa."

"Renkaissa on eri ikäisiä ja koostumukseltaan erilaisia kappaleita, ja ne ovat keskittyneet eri osiin rengasta", kertoi Esposito ja selitti tarkemmin: "vesijäätä pääasiallisesti sisältävät kappaleet ovat renkaiden ulko-osissa ja raskaampia aineita sisältävät sisempänä. Samoin kappaleet, joista renkaat muodostuvat, muuttuvat etäisyyden mukaan pienemmiksi, eli suuremmat kappaleet ovat sisempänä." Uusien havaintojen mukaan renkaat muodostuvat pääosin hyvin hienojakoisesta aineesta, kuin puuterimaisesta lumesta, suurempirakeisiin kappaleisiin, jotka vastaavat paakkuuntunutta riisipuuroa. Lisäksi mukana on siellä täällä muutamia suurempia kappaleita.

Esposito arvelee, että renkaat ovat keskimäärin varsin nuorta ainetta, koska ne ovat jatkuvassa syntymän ja tuhoutumisen kierteessä. "Suuremmat kappaleet törmäilevät toisiinsa ja murskaantuvat pienemmiksi. Pienemmät kappaleet nousevat renkaissa kauemmaksi planeetasta, joten renkaat pyrkivät laajenemaan, mutta samalla magneettikenttä kaitsii laajenemista. Kyse on jauhautumisesta sekä magneettikentän ja renkaiden välisestä taistelusta."

Vaikka lähiohituksen aikana renkaista saatiin paljon kauniita ja yksityiskohtaisia kuvia, on enemmän tietoa luvassa vasta myöhemmin. "Tulemme seuraamaan erityisen tarkasti F-rengasta ja mitä kaikkea siinä tapahtuu", kertoo Esposito ja huomauttaa, että kiinnostavimmat havainnot olivat vasta tulossa. "Tähdenpeitot ovat erittäin hyviä tapoja renkaiden tutkimiseen ja niitä on tulossa paljon." Niin on tullutkin: renkaat ovat paljastuneet aktiivisiksi ja dynaamisiksi rakenteiksi, jotka käyttäytyvät vähän kuin muodostumassa oleva planeettakunta.

Renkaiden olemuksen lisäksi Cassini on kuvannut tarkasti Saturnuksen pohjoisnavalla olevaa outoa kulmikasta myrskykeskusta ja löytänyt hurrikaaneja molemmista napa-alueista. Saturnuksessa oli myös kummallinen suuri myrskyalue vuosina 2010-2011, ja Cassini pääsi tutkimaan sitä aitiopaikalta.

Yllättävä kuukatras

Renkaiden lisäksi toinen Saturnuksen herkku on Titan, planeetan kokoinen kuu, jota peittoaa kaasukehä. Cassinin mukana Saturnukseen ratsastanut eurooppalainen Huygens laskeutui Titaniin 14. tammikuuta 2005, ja paljasti todella omalaatuisen maailman – jo pelkkä laskeutuminen Titaniin olisi jo sinällään ollut lennon väärti!

Sen jälkeen Cassini on luonnollisesti tutkinut Titania runsaasti: se on Maan kaltainen, jatkuvasti muuttuva maailma, missä on jokia, sadetta, järviä ja meriä. Siitä voisi kirjoittaa niin paljon, että se kannattaa jättää toiseen kertaan...

Myös muut kuut ovat yllättäneet. Etenkin aktiivinen, jäisiä kaasusuihkuja avaruuteen puhaltava Enceladus ja kaksinaamainen mustavalkoinen Iapetus osoittautuivat lähes kokonaan odotettua omituisemmiksi.

Alkuperäiseen, nelivuotiseksi suunniteltuun kiertokäyntiin Saturnuksen ympärillä kuului 76 eri kiertorataa ja 45 Titan-kuun ohilentoa. Nyt kuiden ohilentoja on tehty kaikkiaan 132 ja kiertorataa on muutettu jopa 291 kertaa.

Jo ennen laukaisua oltiin varsin luottavaisia siihen, että Cassini jatkaa työtään neljän vuoden jälkeenkin. "Silloinhan se on kuin vanha auto, joka tarvitsee vain vähän bensaa toimiakseen", vertasi Kolhase luotaimen kustannuksia tuolloin. Tuskin kukaan kuitenkaan uskalsi edes toivoa sitä, että Cassini olisi näin hyvässä kunnossa vielä 10 vuoden jälkeen.

Lentoa jatkettiin virallisesti kesällä 2008 ja uudelleen vuonna 2010. Nyt suunnitelmissa on tehdä luotaimella yhä uskaliaampia renkaiden ohilentoja ja ohjata luotain syöksymään Saturnukseen vuonna 2017. Silloin sen polttoaine alkaa viimeistään olla jo niin lopussa, että loppu olisi lähellä joka tapauksessa.

Nasan mukaan kymmenen Saturnuksessa vietetyn vuoden aikana Cassini on kerännyt 514 gigabittiä tietoa, ottanut 332000 kuvaa ja löytänyt seitsemän uutta kuuta. Tutkijat 26 eri maasta ovat julkaisseet yli 3000 tieteellistä julkaisua Cassinin tulosten pohjalta ja lisää tulee koko ajan.

Cassini ja Huygens

Cassini- ja Huygens-alukset on nimetty kahden Saturnusta tutkineen tähtitieteilijän mukaan.

1600 -luvulle saakka Saturnus oli vain valopiste taivaalla ja samalla tunnetun aurinkokunnan uloin planeetta. Kun Galileo Galilei suuntasi noin vuonna 1610 kaukoputkensa taivaalle, hän havaitsi heti Saturnuksen erilaisuuden muihin planeettoihin verrattuna. Saturnuksella oli ikään kuin korvat - olivatko ne oikeat ulokkeet vai kaksi kuuta, sitä ei Galilei pystynyt havaitsemaan. Sen sijaan hollantilainen Christiaan Huygens keksi vuonna 1655, että nimenomaan suuret renkaat tekevät Saturnuksesta pienellä kaukoputkella katsottaessa hieman erikoisen näköisen. Planeetalla on ympärillään renkaat , jotka näkyvät kahtena kuuna tai korvina planeetan molemmilla puolilla.  Renkaiden olemuksen keksimisen lisäksi Huygens löysi Saturnuksen suurimman kuun, Titanin.

Pariisin tähtitornin johtaja Jean-Dominique Cassini pani 1600-luvun loppupuolella paremmaksi. Suuremmilla havaintolaitteillaan hän huomasi vuonna 1675 renkaiden koostuvan ainakin kahdesta osasta ja hän löysi lisäksi useita Saturnuksen kuita.

Rengasplaneetta Saturnus

Saturnus on tyypillinen uloimman aurinkokunnan kaasuplaneetta. Siksi sillä ei ole lainkaan kunnollista pintaa, vaan Saturnusta katsoessa näemme planeetan ilmakehän pilvikerroksen. Tuo pilviverho on Jupiterista poiketen varsin vaisu, sillä siinä ei näy edes luotainkuvissa muuta kuin heikkoja vöitä ja raitoja, sekä jokunen pieni pilkkumainen pyörremyrsky. Tuuli puhaltaa Saturnuksen päiväntasaajalla jopa 500 metrin sekuntinopeudella.

Kaasuplaneettojen tapaan Saturnus on varsin harva, sillä vaikka sen sisälle mahtuisi yli 700 maapalloa, on sen massa kuitenkin vain 95 Maan massaa. Lämpötila Saturnuksen ilmakehässä on matalimmillaan -179°C.

Renkaat ovat luonnollisesti huomiota herättävin Saturnuksen osa, vaikka ne painavat vain noin kymmenesmiljoonasosan koko planeetan massasta; jos kaikki renkaissa oleva aine kerättäisiin yhteen kasaan, saisimme kokoon 500 km läpimitaltaan olevan jääpallon. Tämä ei ole paljon, sillä itse Saturnuksen läpimitta on 109 400 km ja renkaat itsessäänkin ovat 70000 km leveät. Paksuutta renkailla on kuitenkin vain noin parisataa metriä, minkä vuoksi niitä ei voi havaita lainkaan silloin, kun ne osoittavat suoraan Maahan. Renkaat koostuvat lukemattomista pienistä jääkimpaleista, joiden koko vaihtelee tyypillisesti senttimetrin ja millimetrin välillä, vaikkakin joukossa on myös auton ja jopa parin kilometrin kokoisia suurempia kappaleita.

Titan puolestaan on monessa suhteessa kuin ammoinen maapallo, tai niin ainakin uskotaan. Kooltaanhan tämä kuu on itse asiassa lähes planeettaluokkaa, sillä se on läpimitaltaan 5150 kilometriä. Titanin tunnuspiirre on metaani, vaikka sitä on vain noin 1% kaasukehästä - loput 99% on typpeä. Tuo vähä metaani muuttuu koko ajan auringon säteilyn vuoksi typeksi ja vedyksi, joka karkaa kuitenkin avaruuteen. Typpi puolestaan jää ilmakehään ja muodostaa metaanin kanssa monimutkaisempia yhdisteitä, joista osa valuu kuun pinnalle aivan samaan tapaan, kuin tapahtui ammoin maapallolla. Kylmyyden vuoksi pinnalla ei vain ole vettä kuten oli maapallolla, vaan pinnalla on metaanijärviä tai jopa meriä.