Ennen testejä instrumenttiosan käyttäytymistä on simuloitu tarkasti, ja insinöörit tietävät varsin hyvin miten sen pitäisi täristä täristettäessä. Testin aikana siihen on kiinnitettynä paljon kiihtyvyysmittareita, jotka mittaavat miten eri osat oikeasti liikkuvat. 

Joulukuussa tehdyissä testeissä todelliset tärinämittaukset erosivat kuitenkin olennaisesti ennakkosimulaatioista, joten testi päätettiin keskeyttää. 

Omituisuuksia oli ennen kaikkea peilin avausmekanismissa, joka koostuu ikään kuin kahdesta siivestä: otsikkokuvassa näkyy peilin keskiosa, joka on kiinnitettynä kiinteästi instrumenttiosaan, mutta sen takana on kaksi samaan tapaan pienemmistä peilinosista koottua sivupalaa, jotka liikkuvat paikalleen muodostaen lopulta yhden, suuren peilin. Kaikkiaan peilissä on 18 pienempää, kultapäällysteistä peiliä.

Laukaisun aikana peili on siis taitettuna origamin tapaan kolmeen osaan, mutta avaruudessa siitä tulee yksi iso peili.

Liian suuret kiihtyvyysarvot saattoivat olla merkki siitä, että mekanismi oli hajonnut – tai siitä, että etukäteen tehdyt simulaatiot eivät olleet kunnollisia.

Teleskooppia on jouluun aikana tutkittu tarkasti, eikä siinä havaittu mitään omituisuuksia. Myöskään simulaatioissa ei havaittu mitään kummallista, mutta kun samalla teleskooppi on käyttäytynyt normaalisti muilta osin testeissä, päätettiin testejä jatkaa.

Tällä viikolla uudelleen alkaneet testit tehdään Yhdysvaltain pääkaupunki Washingtonin luona olevassa Goddardin avaruuskeskuksessa. Kunhan nämä tärinätestit on tehty, altistetaan sama instrumenttiosa ja peilisysteemi suurelle metelille akustisessa testikammiossa. Sen avulla simuloidaan laukaisun meteliä.

Sen jälkeen peilin avausmekanismin toimintaa testataan vielä kerran, ennen kuin instrumenttiosa peileineen kuljetetaan huhtikuussa Johnsonin avaruuskeskukseen Houstoniin, Teksasiin, missä on avaruuden olosuhteita jäljittelevä suuri kammio. 

Sieltä instrumenttiosa viedään edelleen Kaliforniaan, Northrop Grumman -yhtiön tiloihin, missä se kiinnitetään huoltomoduuliin. Se pitää huolen teleskoopin sähkönsaannista, tietoliikenneyhteyksistä Maahan ja asennonsäädöstä. 

Yhdessä nämä muodostavat avaruuteen lähetettävän teleskoopin, ja kunhan sitä on vielä kerran testattu, se kuljetetaan vuoden 2018 kesällä Kouroun avaruuskeskukseen. 

Sieltä JWST laukaistaan Ariane 5 -kantoraketilla avaruuteen lokakuussa 2018. 

Teleskooppi ohjataan Maan painovoimatasapainopisteeseen 2, niin sanottuun toiseen Lagrangen pisteeseen noin 1,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta ulospäin aurinkokunnassa – siis päinvastaiselle puolelle missä Aurinko sijaitsee Maasta katsottuna.

Toimenpiteet tällaisessa tapauksessa ovat hyvin yksikertaiset, mutta koska avaruusalalla kaikki halutaan tehdä turvallisesti, myös ratamuutokseen menee vähän aikaa. Lennonjohdossa ei vain napata kiinni joystickistä ja ohjata satelliittia sivuun.

Tässä tapauksessa Yhdysvaltain avaruudessa olevia kappaleita seuraava keskus JSpOC (Joint Space Operations Center) ilmoitti toissa yönä Suomen aikaa ESAlle, että Swarm-B -satelliitin ja Cosmos-375:stä irronneen osan radat leikkaavat toisensa ensi yönä klo 1.10.55 Suomen aikaa.

Euroopan avaruusoperaatiokeskuksessa ESOCissa, Darmstadtissa, Saksassa, sijaitseva lennonjohto alkoi heti suunnitella ratamuutosta.

Ratamuutoksessa tulee huomioida tässä tapauksessa se, että maapallon magneettikenttää mittaava Swarm koostuu kolmesta satelliitista, jotka lentävät suhteellisen lähellä toisiaan. Yhden radan muuttaminen lisäksi vaikuttaa tieteellisiin havaintoihin. 

Tässä tapauksessa päädyttiin siihen, että satelliitin rataa nostetaan 35 metriä ylemmäs ja samalla se siirtyy noin 746 metriä sivuun avaruusromusta. Näin etäisyys kappaleeseen kasvaa sen verran, että törmäysvaara pienenee lähes olemattomaksi.

Sen jälkeen ratamuutosta varten tehtiin lennonjohdossa käskysarja, joka testattiin ensin simulaattoreilla (ettei pikaisesti tehdyssä koodissa ole virheitä, eikä se saa aikaan haitallisia sivuvaikutuksia).

Lisäjännitystä tilanteeseen toi se, että ennen ensi yötä satelliittiin voidaan olla yhteydessä vain kaksi kertaa. Käskyt olivat kuitenkin valmiina jo heti aamulla, jolloin klo 9.51 Suomen aikaa ne välitettiin Kiirunassa olevan maa-aseman kautta satelliittiin.

Nyt satelliitti on ohjelmoitu käynnistämään pienet rakettimoottorinsa 45 minuuttia ennen lähiohitusta 44 sekunnin ajaksi.

Swarm-satelliittien sijaintia noin 500 kilometrin korkeudessa olevilla radoillaan voi seurata ESOCin nettisivuilla.

Virallisesti ESA tiedottaa asiasta vasta 16. helmikuuta, mutta Maurer on todennäköisin valinta ESAn tällä hetkellä seitsenhenkisen astronauttiryhmän vahvistukseksi.

Ensi vaiheessa hänet liitetään aktiiviseksi reserviksi, mutta on todennäköistä, että hän pääsee myös aikanaan avaruuteen.

Joillekin saksalaisille asia voi olla pieni pettymys, sillä siellä on ollut käynnissä paljon huomiota mediassa saanut "Die Astronautin" -hanke, jolla on etsitty maalle naisastronauttia. Nyt virallinen valinta osunee mieheen.

Sukupuoli ei sinänsä ole kriteeri astronautteja valittaessa, mutta Nasan puolella tuoreimmista astronauteista noin puolet on naisia; kyse lienee myös siitä, että naisia on 2000-luvulla ollut yhä enemmän tieteellisteknisissä ammateissa, ja tämä alkaa näkyä nyt valinnoissa – seuraavassa haussa varmasti myös Euroopassa.

ESAn lentopaikat jaetaan kaikkea muuta kuin kronologisesti, sillä esimerkiksi eri maiden maksuosuudet ja senhetkiset kiinnostukset miehitettyihin avaruuslentoihin vaikuttavat voimakkaasti siihen, kuka pääsee lentämään ja milloin.

Niinpä seuraavana avaruuteen nyt Kansainvälisellä avaruusasemalla olevan ranskalaisen – vuoden 2009 astronauttijoukon viimeisen avaruuteen päässeen – Thomas Pesquet'n jälkeen pääsee italialaisen konkari Paolo Nespoli, ja sitten vuorossa on saksalainen, jo kerran lentänyt Alexander Gerst. Hänen jälkeensä lentovuorossa vuonna 2019 on Luca Parmitano.

Heidän jälkeensä ei ole vielä vahvistettua lentopaikkoja, mutta vuosikymmenen lopussa on todennäköisesti hieman nykyistä enemmän paikkoja vapaana, koska venäläiset ovat vähentämässä osallistumistaan ja amerikkalaiset alukset tulevat silloin käyttöön. Suunnitteilla olevat kaupalliset avaruusasemat lisäävät myös kansallisten astronauttien tarvetta.

Maurer on siis työssä jo EAC:ssa ja hänet on koulutettu "Eurocomiksi", eli henkilöksi, joka on yhteydessä avaruusasemalla oleviin astronautteihin Euroopasta. Sen lisäksi hän on osallistunut aktiivisesti astronauttien kanssa erilaisiin hankkeisiin, kuten vuoden 2014 CAVES-koulutukseen, missä avaruuslentäjät laitetaan luolastoon viikon ajaksi tekemään tutkimusta, Nasan merenalaiseen NEEMO-hankkeeseen viime kesänä.

Luolakoulutus on vastaa monessa mielessä avaruuslentoa, sillä ympäristö on hyvin erilainen kuin normaalisti, ja pimeässä sekä kosteassa luolassa eristysissä olon jälkeen paluu normaaliympäristöön tuntuu omituiselta.

Avaruuteen on lähetetty tähän mennessä 20 Galileo-järjestelmään kuuluvaa satelliittia, joista kaksi ensimmäistä kokeellista satelliittia ei ole enää toiminnassa, kaksi on laukaisussa tapahtuneen häiriön vuoksi väärällä radalla ja yksi satelliiteista on lakannut toimimasta.  

Käytössä on siis 15 satelliittia, mutta kun kaksi toimivaa, nyt testikäytössä väärällä kiertoradalla olevaa satelliittia lasketaan mukaan, on Galileo-kelloja avaruudessa kaikkiaan 72.

Kellojen määrä on näin suuri, koska jokaisessa satelliitissa on neljä atomikelloa: kaksi vetymaser- ja kaksi rubiinikidekelloa. Kumpienkin kellojen pääurakoitsija on sveitsiläinen SpectraTime -yhtiö, joka on toimittanut samankaltaisia kelloja myös Kiinaan ja Intiaan satelliitteihin asennettavaksi.

Vikatapauksia on ollut kaikkiaan neljässä Galileo-satelliitissa olevissa kymmenessä kellossa. Näistä yksi vikaantunut kello on saatu toimimaan uudelleen normaalisti. Koska kussakin satelliitissa on useampia kelloja, ovat satelliitit voineet kuitenkin jatkaa toimintaansa.

Juuri näin käy aina välillä omassa Aurinkokunnassammekin, kun pyrstötähdet tulevat hyvin lähelle Aurinkoa. 

Aiemmin Aurinkokunnan nuoruudessa tällaisia auringonliippaajia on ollut enemmänkin, ja nyt tehty löytö auttaa ymmärtämään paremmin oman planeettakuntamme syntyä ja kehitystä. Nähtävästi sinne tänne sinkoilevat komeetat ovat osa tähden nuoruusaikaa.

Kiinnostavinta näissä komeetoissa on se, että ne levittävät muun muassa elämän kannalta olennaisia aineita ympäriinsä nuoressa planeettakunnassa. Muun muassa käytännössä kaikki vesi maapallolla on peräisin tänne syöksyneistä komeetoista. Komeettaytimissä on myös hiiltä ja ne kypsyttelevät erilaisia mutkikkaampia hiiliyhdisteitä pinnallaan, kun ne käyvät aina silloin tällöin lähellä tähteään kuumentumassa.

Kuin katse oman Aurinkomme nuoruuteen

HD 172555 kuuluu samaan vastasyntyneiden tähtien joukkoon 16 muun tähtikunnan kanssa. Joukon tähdet ovat eteläisellä tähtitaivaalla seitsemän tähtikuvion alueella Etelän ristin tienoilla.

Joukkoa kutsutaan Beta Pictoriksen liikkuvaksi joukoksi, koska Beta Pictoris – Maalarin tähtikuvion toiseksi kirkkain tähti – oli ensimmäinen tällainen nuori tähti, joka havaittiin. Sittemmin samoilla seuduilla, samoihin aikoihin syntyneitä ja samalla tavalla avaruudessa liikkuvia tähtiä on löydetty 16 muutakin. Myöhemmin osalta näistä on löytynyt tähtikumppaneita, joten joukkoon kuuluu kaikkiaan 28 tähteä sekä ruskeaa kääpiötä. Ruskeat kääpiöt ovat ikään kuin liian pieniä tähtiä ollakseen kunnolla tähtiä.

Myös Beta Pictoriksen ympäriltä on havaittu komeettoja sen lisäksi, että sen ympärillä on suuri kaasukiekko ja eksoplaneettoja. Kaikkiaan 11 tähdeltä on havaittu toistaiseksi komeettoja (kun Aurinkoa ei lasketa mukaan).

Beta Pictoriksen joukko on kiinnostava siksi, että se on kaikkein lähinnä Maata sijaitseva nuorten tähtien kerääntymä. Sen tähdet ovat juuri sen ikäisiä, jolloin aurinkokunnankin oletetaan alkaneen muodostaa planeettoja ympärilleen. 

Havainnot esiteltiin tällä viikolla pidetyssä Yhdysvaltain tähtitieteellisen yhdistyksen kokouksessa.

Löydettiin päättelemällä – ei suoraan komeettoja näkemällä

Alun perin komeetat HD 172555:n ympärillä havaittiin vuosien 2004 ja 2011 välillä Euroopan eteläisen observatorion HARPS-spektrografilla, joka onnistui löytämään tähden valosta tyypillisesti tähteensä syöksyvien komeettojen jättämiä jälkiä.

Lisää havaintoja tehtiin Hubblen avaruusteleskoopilla vuonna 2015, ja nyt tähden ympäriltä havaittiin myös piitä ja hiiltä. Lisäksi näitä sisältävät alueet näyttivät liikkuvan suurella nopeudella. Todennäköisin selitys havainnolle ovat tähteä ympäröivässä kaasukiekossa liikkuvat komeetat.

Havainnot ovat selvästi erilaisia kuin eksoplaneetoista saatavat merkit. 

Komeettojen suoraan näkemiseen tarvittaisiin paljon nykyisiä suurempia ja tarkempia havaintolaitteita, joten esimerkiksi jutun alussa oleva kuva on taiteilijan näkemys siitä, miltä komeettatähden ympärillä voisi näyttää.

Lisää löydöstä: hubblesite.org/news_release/news/2017-02

Kuva: NASA, ESA, and A. Feild and G. Bacon (STScI)

JWST on ollut testattavana NASAn Goddardin avaruuslentokeskuksessa lähellä pääkaupunki Washingtonia. Tuoreen tilannetiedotteen mukaan joulukuun 3. päivänä tehdyssä testissä havaittiin jotain omituista, ja tämän perusteella testiohjelma on nyt keskeytetty ja tutkijat keskittyvät löytämään syyn omituisiin tuloksiin.

Testeissä teleskooppiin on kiinnitetty eri puolille erilaisia kiihtyvyysmittareita ja muita antureita, ja saadut kiihtyvyysarvot olivat olennaisesti erilaisia kuin odotettiin.

Onneksi teleskoopissa tai sen suuressa ja herkässä peilissä ei näytä olevan rakenteellisia vaurioita, vaan tulokset viittaavat vain odottamattomiin mittausarvoihin. 

Siksi nyt joulukuun aikana teleskooppia on täristetty uudelleen, pienemmillä kiihtyvyysarvoilla, jolloin sen käyttäytymisestä on saatu lisätietoa.

On mahdollista, että tarkemmissa tutkimuksissa ja simulaatioissa käy ilmi, että saadut mittausarvot eivät anna aihetta suurempaan huoleen, mutta voi myös olla niin, että edessä on muutoksia teleskooppiin ja uusi viivästys.

JWST on vuosia myöhässä alkuperäisestä aikataulustaan ja sen kustannukset ovat karanneet käsistä. Ennen nyt paljastunutta huolenaihetta oli teleskooppi tarkoitus laukaista lokakuussa 2018 avaruuteen Ariane 5 -kantoraketilla.

Tämä on olennainen osa Wörnerin ajamaa “Space 4.0” -strategiaa, jonka mukaan avaruustoiminnan tarkoitus on olla kansalaisten apuna ja vaikuttaa myönteisesti tulevien sukupolvien elämään innovaatioiden, tutkimuksen ja kansainvälisen yhteistyön avulla.

Niinpä keskustelussa käytettiin jokaisessa maassa pohjana yhteistä pohjaa ja samoja kysymyksiä, joita käsiteltiin koko päivän kestävässä tilaisuudessa. 

Siinä missä yksinkertaisten rasti-ruutuun -kysymysten vastaukset olivat selvillä hyvinkin nopeasti tilaisuuden jälkeen, kesti tarkempien analyysien tekeminen kauemmin. Osa kysymyksistä piti sisällään myös ideointia: osallistujia esimerkiksi pyydettiin hahmottelemaan haluamansa avaruuslentoprojekti vuonna 2046 toteutettavaksi, ja tuloksena oli yli 200 erilaista ehdotusta.

Koko päivän mittainen puristus

Keskustelussa oli viisi kokonaisuutta, joihin osallistujat kävivät käsiksi heti aamulla. Aiheita olivat “Minä ja avaruus”, “Euroopan rooli avaruustutkimuksessa”, “Avaruuden hallinta”, “Mennään avaruuteen!” ja “Valmistellaan Euroopan tulevaisuutta avaruudessa”, joihin kuhunkin oli tehty johdatteleva video ja sen katsomisen jälkeen aiheesta keskusteltiin pienryhmissä. Osana kutakin osaa oli kysymyssarja, joihin vastattiin keskustelun ohessa.

Kysymyksissä kysyttiin myös tyytyväisyyttä päivään ja sen kulkuun. 92 % ilmoitti olleensa tyytyväisiä keskusteluun ja 95 %:n mielestä ESAn tulisi järjestää vastaavanlaisia tilaisuuksia jatkossakin.

Suomessa, missä on totuttu nykyaikaisempiin kyselyihin ja lomakkeissa esitettyä hieman epämuodollisempaan keskustelutapaan, oltiin myös yleisesti ottaen hyvin tyytyväisiä, mutta toteutustapaa kritisoitiin voimakkaasti. Myös keskusteluille toivottiin enemmän aikaa – nyt tehtävien teko vei kohtalaisen suuren osan keskusteluajasta.

Tänään laskeutumispaikasta – tai pitäisikö sanoa iskeytymispaikasta – saadaan uusia, aiempaa tarkempia kuvia.

Alkuviikosta onnettomuuden syystä saatiin myös lisätietoa, ja nyt näyttääkin siltä, että tapaus on suurelta osin selvitetty: todennäköinen vika on ollut Schiaparellin Doppler-tutkassa, joka mittasi laskeutumisen aikana korkeutta. Sen lähettämät tiedot vastasivat hyvin todellista tilannetta ja ennen laskeutumista tehtyjä malleja siitä, missä laskeutujan olisi pitänyt olla, kunnes sen ohjelmisto nähtävästi hyytyi: se lakkasi keskustelemasta laskeutujan ohjaustietokoneen kanssa, jolloin tietokone päätteli, että laskeutuja oli jo Marsin pinnalla. 

Niinpä tietokone komensi rakettimoottorit sammumaan – tuhoisin seurauksin.

ESA ja laskeutujan valmistanut Thales Alenia Space selvittävät nyt tarkemmin asiaa ja olettavat saavansa vian varmasti selville muutaman viikon kuluessa.

Tässä auttaa myös Schiaparellin tarkan laskeutumisradan määrittäminen, mikä on edelleen menossa. 

Pinnalta ei ole saatu viestejä

Joissain netissä kiertävissä jutuissa on kerrottu Marsia kiertävien luotaimien saaneen viestejä laskeutujalta, mutta näin ei ole asia. Jutuissa on nähtävästi sekoitettu iloisesti laskeutumisen aikana saadut signaalit joko tahallaan tai vahingossa laskeutumisen/törmäyksen jälkeiseen aikaan.