mare imbrium

Kiinan toinen kuupäivä alkaa

To, 01/09/2014 - 04:34 Jarmo Korteniemi
Kuva: CNSA / Gordan Ugarkovic

Kiinalaisen laskeutujan Chang'e 3:n toinen (kaksi viikkoa pitkä) päivä Kuussa alkaa sarastaa huomenna perjantaina. Yutu-kulkija suuntaa matkansa ilmeisesti nyt kohti tuntemattomia seutuja etelässä. Sen arvellaan selviävän ehkä kymmenen kilometrin matkasta.

Chang'e:n laskeutumispaikalla Aurinko nousee tulevana perjantaiaamuna puoli kahdeksalta Suomen aikaa, mutta kiinalaisten kuulennonjohto suunnittelee herättävänsä kulkijan ja laskeutujan vasta 12. tammikuuta, kun Aurinko on jo hieman korkeammalla. Heräämisensä jälkeen laitteet voivat tutkia lähiseutuja liki kahden viikon ajan ennen seuraavaa yötä. Eritoten tutka ja tarkat spektrometrit saavat varmasti paljon toiminta-aikaa. Niiden avulla päästään käsiksi siihen, mistä pinta on koostunut ja kuinka alue on muokkaantunut. Yutulla pyritään varmasti myös ajelemaan kohti tuoreita törmäyskraattereita, jotka avaavat ikkunan syvälle laavakerrosten sisään.

Mutta mitä "Kuupupu" tekikään ensimmäisen päivänsä aikana ja mitä uutta se sai selville Kuusta?

Kuvia ja testausta

Pääosa ajasta on mennyt laitteiston toiminnan varmisteluun. Kiinan avaruushallinto on kertonut, että sekä laskeutujan että siitä liikkeelle lasketun kulkijan laitteet ovat kunnossa. Toiminta-ajan on myös vihjaistu todennäköisesti ylittävän alunperin uumoillut kolme kuukautta. Tutkimusta tehdään varmasti niin kauan kun yhteys ja laitteet pelaavat.

Uusia ja mielenkiintoisia kuvia ja videoita alueesta on myös julkistettu. Niitä välitetään kuitenkin yleisölle (johon kuuluvat myös ulkomaiset tutkijat) lähinnä Kiinan television kautta, joten materiaalin laadussa on nykystandardeilla toivomisen varaa. Esimerkkinä vaikkapa tämä jouluna julkistettu video.

Tärkein ja näkyvin saavutus oli Yutu-kulkijan liikkeelle saaminen. Se on tämän jälkeen kiertänyt ja kuvannut itse laskeutujan muutaman metrin päästä. Tämän jälkeen se lähti siirtymään kohti etelää. Lopulta se pysäytettiin noin 40 päähän Chang'e:sta, ja kumpikin vaivutettiin tapaninpäivänä 2013 horrokseen kylmän yön ajaksi.

Tiettävästi ensimmäisen kuupäivän aikana niin kulkija kuin laskeutujakin toimivat suunnitellulla tavalla, joskin kulkija laitettiin varotilaan joulukuun 16.-20. päivien väliseksi ajaksi, koska sen sisälämpötila alkoi kohota laskettua korkeammaksi. Aurinko oli tuolloin ylimmillään taivaalla ja kärvensi kulkijaa eniten. Pekingin mukaan kyseessä oli varotoimi, eikä vastaavaa keskipäivän paussia tarvittane enää vastausuudessa.

Laskeutumisalue on osoittautunut erittäin tyypilliseksi laavatasangoksi, jossa ei ole juuri ollenkaan ylänköalueilta levinneitä mineraaleja. Asia on selvinnyt jo aiemmin NASA:n Kuuta kiertävän LRO-satelliitin tutkimuksissa. Jos myös paikan päältä näyttää samalta, päästään nyt ensi kertaa perehtymään lähes puhtaisiin laavatasankoihin.

NASAn LRO-satelliitti nappasi joulupäivän pikkutunneilla tarkan kuvan Kiinan laskeutujasta. Oikealla olevassa kuvasarjassa näkyy alue ennen laskeutumista, sen jälkeen, sekä vertailun vuoksi Helsingin keskustaa samassa mittakaavassa.

Ensimmäiset oikeat analyysit

Yutu on myös päässyt tekemään ensimmäisiä varsinaisia tutkimuksiaan. Pintamaterian koostumus todistettiin alustavasti varsin samanlaiseksi kuin odotettiinkin. Se on rakennusaineiltaan samankaltaista kuin Apollo- ja Luna-lentojen näytteetkin. Samoja aineita löytyy runsaasti myös oman planeettamme pinnalta.

Analyysissä tunnistettiin pintamaterian, kenties kuupölyn, yleisimpiä alkuaineita. Mukana oli myös muutamia erikoisemman KREEP-aineryhmän aineita, kuten kaliumia ja yttriumia.

Tutkimus tehtiin aktiivisella röntgenspektrometrillä, APXS:llä. Periaate on yksinkertainen: ainetta pommitettiin ensin voimakkaalla säteilyllä. Energia varastoitui hetkeksi elektroneihin, ja säteili sitten pois fluoresoituneena säteilynä. Eri aineet tunnistettiin, koska niistä jokaisesta lähtevä säteily tapahtuu hieman eri voimakkuudella. Saatu käyrä näkyy alla olevassa kuvassa.

Röntgenspektri Kuun pintamateriasta. Kuva: Kiinan tiedeakatemia, Suurenergiafysiikan instituutti

Vähän tietoa, paljon odotuksia

On helppo huomata, että Kiinan laskeutujan toimista on toistaiseksi julkistettu paljon vähemmän tietoa kuin vaikkapa NASA:n Mars-mönkijöistä. Minimalistisempi tiedotus ei kuitenkaan tarkoita, etteikö Chang'e 3 toimisi hyvin ja tuottaisi tietoa. Ero kertoo ainoastaan Kiinan hillitymmästä tavasta kertoa asioita ulospäin.

Laskeutumisen lopullinen vaikutus kuututkimukseen mitataan saavutetulla tieteellä. Chang'e:n ja Yutun keräämä aineisto tulee varmasti olemaan suurempi ja tarkempi kuin kaikkien aiempien kuulaskeutujien yhteensä. Ajan kanssa arkisto avataan toivottavasti myös muiden maiden tieteentekijöille.

Taulukko: Chang'e:n vuorokausirytmi

Auringon tarkat nousu- ja laskuajat laskeutumispaikalla, ottamatta pinnanmuotoja huomioon. Kaikki ajat ovat Suomen aikaa (UT+2 ja 30.3. jälkeen UT+3).

Päivän numero Auringonnousu Auringonlasku
#1 (mennyt) 11.12. 17:39 26.12. 19:35
#2 (alkava) 10.01. 07:28 25.01. 10:35
#3 08.02. 22:01 24.02. 00:20
#4 10.03. 12:49 25.03. 12:37
#5 09.04. 04:15 24.04. 00:39
#6 08.05. 17:53 23.05. 10:55

Lähde: Greenish, www.unmannedspaceflight.com

Pikakatsaus Chang'e 3:n laskeutumispaikkaan

La, 12/14/2013 - 19:08 Jarmo Korteniemi
Kiinalaisten ensimmäinen kuva Kuun pinnalta

Kiinalaisten ensimmäinen kuva Kuun pinnalta. Lähetetty Weibon eli Kiinan Twitterin kautta.

Kiinan Chang'e 3 -luotaimen laskeutumispaikka on varmistunut Mare Imbriumin eli Sateiden meren luoteiskolkaksi. Tarkka paikka on 44,12 astetta pohjoista leveyttä, 19,51 astetta läntistä pituutta. Sijainti siirtyi aiotusta paikasta, Sinus Iridumista, hieman itään.

Laskeutuminen suoritettiin ensimmäisenä mahdollisena hetkenä, ilmeisesti koska kaikki vaikutti toimivan hyvin (ja niin menikin loppuun saakka). Samalla tapahtumaa myös vähän aikaistettiin ilmoitetusta.

Meiltä katsottuna muutos tarkoittaa, että luotain on hitusen "keskempänä" Kuuta. Seudun erottaa hyvin paljaalla silmällä, mutta laitetta ei kylläkään voi nähdä meiltä asti edes teleskoopilla.

 

Chang'e-3:n todellinen laskeutumispaikka valokuvamosaiikissa (ylempi kuva) ja laajemman alueen kattavalla kartalla (alempi kuva). Laplace-F -kraatteri on läpimitaltaan 6 km. Mosaiikki on kooste Lunar Orbiter -luotainten kuvista.

Mitä paikalla voidaan tutkia?

Laskeutumisalue poikkeaa hieman alunperin ilmoitetusta paikasta myös geologialtaan. Se on kyllä yhä harvinaisten KREEP-aineiden esiintymisaluetta, vaikkakin pitoisuudet luultavasti ovatkin vaatimattomampia. Eikä sieltä ei ole mitään mahdollisuuksia lähteä tutkimaan Juravuoriston thorium- tai uraanivarantoja. Matkaa sinne on yli 150 kilometriä. Kulkijan pääsee näillä näkymin enintään 10 km päähän.

Yutu pystyy toisaalta tarkastelemaan täällä useampia laavakerroksia kuin oli alunperin tarkoitus. Muutaman kymmenen kilometrin päästä nimittäin löytyy suurempia tuoreita kraattereita kuin Sinus Iridumilta. Näissä törmäyksissä ympäristöön - eli myös laskeutumisalueelle - on lentänyt kiviä siis myös paljon syvemmältä. Kenties jopa useiden kilometrien syvyydestä. Nyt päästään ehkä käsiksi muutoin täysin saavuttamattomien kivikerrosten saloihin. Olettaen tietysti että oikeat kivet löytyvät.

Chang'e laskeutui ehkä suoraan pohjois-eteläsuuntaisen "ryppyharjanteen" päälle, tai ainakin sen lähelle. Piirre näkyy juuri ja juuri ylläolevissa kartoissa. Nämä muutaman kilometrin levyiset matalat harjanteet ovat laavojen jäähtyessä ja kasaan painuessa syntyneitä puristusrakenteita. Tyypillisimmillään ne ovat juuri Kuun laajimmilla laavakentillä. Harjanteeseen tutustumalla voidaan selvittää Kuun laavojen käyttäytymistä siinä missä koostumustakin.

Mare Imbriumin oudoin erikoispiirre on suuri massakeskittymä, jonka painovoima näkyy selvästi jopa yli lentävien satelliittien radoissa. Se johtuu paksusta laavapatjasta ja sen alla ylös nousseesta raskaasta Kuun vaipan materiasta. Massastaan huolimatta seutu ei ole juuri vajonnut alaspäin, ja aiheuttaa näin poikkeaman painovoimaan. Monien suurimpien törmäysaltaiden kohdalta löytyy massakeskittymiä, eli fingelskaksi "masconeita" (engl. mass concentration, kartta alla). Mare Imbriumin masconi niistä kaikkein suurimpia ja voimakkaimpia.

Juttua päivitetty illan aikana.

 

Kuun painovoimakartta

Kuun painovoimakartta. Massakeskittymät näkyvät punaisella ja pienemmän painovoiman alueet sinisellä, Mustalla pisteellä on merkitty Chang'e:n laskeutumispaikka. Kuvan lähde: Länsi-Australian geodesian keskus, Curtin University, Australia.

Tiedetuubin muita artikkeleita Kiinan kuulaskeutumisesta: