Philae | Tiedetuubi

Rosetta-luotaimen tarkka OSIRIS-kameralaitteisto onnistui nappaamaan tarkkoja kuvia Philae-laskeutujasta matkallaan alas komeetan pinnalle ja myös laskeutumisen jälkeen pinnalla.

Otsikkokuvana oleva kooste useasta kuvasta näyttää selvästi miten pieni, vain jääkaapin kokoinen laskeutuja lentää alaspäin kohti komeettaytimen harmaata pintaa ja osuu aivan erinomaisen hyvään paikkaan sen pinnalla. Valitettavasti vain kiinnittyminen pinnalle ei onnistu, vaan suurin laskeutumista varjostanut uhkakuva toteutui: Philae ponnahti pinnalta takaisin lentoon, mutta onneksi se ei kuitenkaan lentänyt takaisin avaruuteen.

Se teki noin kilometrin pituisen, jotakuinkin 450 metrin korkeuteen ulottuneen pomppauksen eteenpäin ja ponnahti sen jälkeen vielä uudelleen lentoon ennen kuin se jäi paikalleen. Kuvissa näkee hyvin pomppausjäljet pinnalla sekä sen, että kalteva pinta käänsi lentosuuntaa hieman vinoon, sillä todennäköisin laskeutumispaikka on kuvissa viimeisenä.

Paikkaa ei täsmälleen vielä tiedetä, mutta Philaen lähettämien kuvien sekä CONCERT-radiotutkimuslaitteen mittausten perusteella oletetaan, että lopullinen laskeutumispaikka oli varjoisa kraatterin reuna; se oli nähtävästi pysäyttänyt laskeutujan paikalleen sen sijaan, että se olisi ponnahtanut vielä kerran tai useamman ennen aloilleen asettumista.

Ensimmäisessä kuvassa Philae on noin 15,5 kilometrin korkeudella pinnasta. Kuvien resoluutio on 28 cm/pikseli ja suurennettujen kuvalaatikoiden koko noin 17 x 17 m. Jäljet pinnalla näyttävä kuva otettiin klo 17:43 Suomen aikaa, eli noin kymmenen minuuttia ”ensimmäisen laskeutumisen” jälkeen. Philae lensi sen jälkeen noin 0,5 metrin sekuntinopeudella liki kahden tunnin ajan ja pomppasi seuraavan kerran klo 19:25 ennen kuin pysähtyi paikalleen klo 19:32. Kuvassa ajat ovat maailmanajassa (GMT). Aiemmin Philae itse lennossa pinnan päällä onnistuttiin saamaan näkyviin kuvissa kuvakäsittelyn avulla (oikealla).

Suomalaislaitteet toimivat erinomaisesti

Ensin päälennonjohdossa ESOCissa ja sitten laskeutujan lennonjohdossa Kölnissä ollut Ilmatieteen laitoksen tutkija Walter Schmidt kertoo, että teknisesti kaikki suomalaiset laitteet toimivat loistavasti.

”[Pinnan vesipitoisuutta sähköisesti mitannut] PP teki laskeutuspaikalla neljä mittaussarjaa heti alussa, kun vielä pohdittiin mitä tilanne on. Ongelma on vain oli se, että MUPUS- ja APXS-laitteissa olleet kaksi muuta anturia eivät olleet vielä tuolloin käytettävissä, joten tarkat havainnot puuttuvat vielä.”

”Tunnelma lennonjohdossa oli sekä loistava että vähän pettynyt, koska vain osa havainnosta suoritettiin.”

Etenkin olosuhteet huomioiden Philae toimi kuitenkin erinomaisesti ja onnistui täyttämään lähes kokonaan ensisijaisen tieteellisen tutkimussarjansa. Se pystyi lähettämään tietonsa Maahan ja yhteys laskeutujaan oli koko ajan erinomainen.

Sen rakenne kesti pomppaukset, ja ainoa harmistuksen aihe teknisesti on pintaan sen kiinnittämiseksi tehtyjen harppuunoiden sekä alaspäin painavan rakettimoottorin pettäminen – sääli, että nämä olivat laskeutumisen kannalta kaikkein tärkeimmät laitteet ja juuri ne eivät toimineet.

Vaikka todennäköisyys siihen, että Philae herää vielä henkiin, on pieni, ei tilanne ole suinkaan toivoton. Avaruuslaitteet ovat pinnistäneet henkiin vaikeammistakin tilanteista.

”Philae voi hyvinkin saada tarpeeksi energiaa myöhemmin kun etäisyys Aurinkoon on pienempi. Jos niin käy, niin havainnot voivat jatkua jopa syksyyn asti.”

Kuvat: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Lue myös aiemmat Philae-juttumme:

Philaen lennonjohdossa ihmeteltiin kuinka sitkeähenkinen pikkulaskeutuja olikaan.

Jari Mäkinen

Rosetta-luotaimen keskiviikkona komeetan pinnalle lähettämä Philae-laskeutuja on hiipunut. Yhteys siihen menetettiin perjantain ja lauantain välisenä yönä noin klo 02:36 Suomen aikaa.

Sammumista edelsi kuitenkin huikea taistelu aikaa ja akun varaustasoa vastaan. Illan tapahtumaketju alkoi klo 23:30 Suomen aikaa, kun yhteysikkuna Rosetta-luotaimen ja Philaen välillä avautui teoreettisesti. Philae oli toiminut jo yli kahden vuorokauden ajan komeettaytimen pinnalla pomppuisan – mutta onnistuneen – laskeutumisensa jälkeen, ja oli odotettavissa, että sen laskeutumisen aikaan täyteen ladattu akku tyhjenisi noin kahden ja puolen vuorokauden toiminnan jälkeen. Vaikka yhteys luotaimen ja laskeutujan välillä oli mahdollinen vain silloin kun Rosetta oli Philaen näkökulmasta horisontin päällä, toimi laskeutuja käytännöllisesti katsoen koko ajan mittauksia tehden. Viimeisen yhteysikkunan tärkein tehtävä olikin saada paitsi uusia tutkimuksia tehtyä, niin ennen kaikkea saada tiedot turvaan laskeutujan (suomalaistekoisesta) massamuistista.

Signaalia odotellessa ESA julkaisi myös erittäin kiinnostavan kuvan paikasta, mihin Philae osui ensimmäiseksi komeetan pinnalla. Se oli käytännöllisesti katsoen aivan suunnitellun laskeutumisalueen keskellä, joten luotaimen navigaatiotiimin ja lennonjohdon sopii olla erittäin tyytyväisiä itseensä. Tähtääminen vain hieman Itäkeskuksen kauppakeskusta suuremman alueen napakymppiin 511 miljoonan kilometrin päässä jääkaapin kokoisella aluksella oli onnistunut erinomaisesti!

Sitten alkoi tapahtua. Ensin yhteys muodostui lyhyeksi aikaa, vain noin minuutiksi, ennen kuin se katkesi. Tämä kuitenkin oli jo normaalia, sillä näin oli käynyt jo aikaisemminkin. Pian sen jälkeen vakaa yhteys muodostuikin, ja tieto alkoi virrata laskeutujasta Rosetta-luotaimen kautta ESAn Argentiinassa olevaan maa-asemaan ja sieltä edelleen niin Rosetta-lennonjohtoon Darmstadtissa kuin Philaen ohjauskeskukseen Kölnissä. Telemetriatiedot olivat hyviä ja akun varaustaso jopa yllättävän hyvä, mutta oli odotettavissa, että varaustaso hiipuisi nopeasti juuri ennen kuin se laskisi vaarallisen alhaiseksi. Akusta tulevan jännitteen piti olla vähintään 20 volttia, jotta laskeutuja voisi toimia.

Lennonjohto oli päättänyt aikaisemmin, että hyppäyksen sijaan laskeutujaa koitetaan vain kääntää 35° siten, että sen aurinkopaneelit osoittavat paremmin kohti Aurinkoa. Tätä varten laskeutujan piti nostaa itseään nelisen senttiä ylöspäin laskeutumisjalustastaan ja pyörittää itseään keskusakselin ympäri tuon verran. Ohjeet tämän tekemiseen oli lähetetty ennalta jo Rosettaan, joten se välitti ne heti yhteyden avauduttua Philaelle.

Ennen pyörimistä Philae aloitti kuitenkin tärkeimmän: jo kerättyjen tietojen välittämisen. Ja näin kävikin. Sitten se teki noin kymmenen minuuttia kestäneen pyörähtämisensä, ja jatkoi tieteellisten laitteidensa käyttämistä sekä tietojen lähettämistä. Kaikki sujuikin erinomaisesti, tosin samalla virtataso putosi koko ajan.

Lopulta kaikki halutut tutkimukset onnistuivat hyvin, paitsi pintaa alaspäin katsomalla tutkinut röntgenspektrometri, jonka suojus ei avautunut. Muut mittalaitteet ja mittaukset, mukaan luettuna poraaminen 20 sentin syvyyteen ja pinnan analysointi, sujuivat kuitenkin hyvin ja oletuksien mukaan 80-90% kaikesta halutusta tieteestä ennätettiin toteuttamaan lyhyen ajan kuluessa.

Philae ennätti juuri lähettämään tiedot ja kuvat ennen kuin sen sähkötaso putosi niin alas, että se sammutti mittalaitteensa, asettui horrokseen ja katkaisi yhteyden Rosettaan. Viime vaiheessa sen toiminta oli taistelua viimeisestä bitistä, yhteyssekunnista ja millivoltista, ja mikäli robotille voisi antaa urhoollisuusmitalin, niin Philae ansaitsisi sellaisen!

Vaikka Philae ennättikin tehdä lähes kaikki sille ensisijaisesti asetetut tehtävät ja se onnistui vaarallisessa laskeutumisessaan komeetalle hyvin, luonnollisesti kaikki toivovat, että se voisi jatkaa työtään Auringon valosta saadun lisävoiman turvin. Philae oli suunniteltu siten, että laskeutuessaan sillä oli sähköä tähän noin 2,5 vuorokauden toimintaan, mutta sen jälkeen se saisi energiansa aurinkopaneeleista. Valitettavasti vain se päätyi hyvin varjoisaan paikkaan, mihin Aurinko paistaa vain parisen tuntia vuorokaudessa. Tästä 1,5 tuntia tuottaa noin 1 wattia ja 20 minuuttia kolmisen wattia voimaa.

Jotta Philae pystyisi käynnistymään horroksestaan, se vaatii viisi wattia. Tutkimuslaitteiden käyttäminen ja yhteydenpito vaatii vielä lisää voimaa. Laskelmien mukaan on mahdollista, että myöhemmin, kun komeetta on lähempänä Aurinkoa, Philae voisi hyvinkin käynnistyä, mutta nyt se on erittäin epätodennäköistä.

Valitettavasti myös akun pitäminen lämpimänä, siis toimintakuntoisena, vaatii myös energiaa. Jotta se pysyisi jotakuinkin 0°C:n lämpötilassa, täytyy aurinkopaneelien kerätä noin 50 wattituntia vuorokaudessa. Kaikki varsinaiseen toimintaan tarvittava sähkö täytyy laskea siis tämän lisäksi. Näin ollen on aika todennäköistä, että Philaesta ei enää kuulla mitään – valitettavasti.

Mutta sen tekemien mittausten tiedot ovat tallessa ja niistä kuulemme varmasti lisää vielä hyvin pian!

Rosetta-luotain jatkaa luonnollisesti toiminnassa komeetan ympärillä ja se toimii erinomaisesti. Se on myös lähettänyt jo nyt valtavana paljon kuvia ja mittaustietoja. Luotain tulee myös tutkimustensa ohessa kuuntelemaan mahdollisia signaaleita Philaelta: seuraava yhteysmahdollisuus on nyt lauantaina 15. marraskuuta klo 12 Suomen aikaa.

Alla on tuorein panoraama ikävän louhikkoisesta alueesta Philaen ympärillä. Otsikkokuvassa Kölnin Philae-ohjauskeskuksen viimeinen Ptolemy-lnstrumenttiryhmän vuoro toivottaa Philaelle hyvää yötä.

Lue myös aiemmat Philae-juttumme:

- Mitä Philaen kuvissa näkyy? http://www.tiedetuubi.fi/?q=mita_komeetan_pinnalla_nakyy
- Philaen laskeutuminen http://www.tiedetuubi.fi/?q=Philae_laskeutunut

Jarmo Korteniemi

Yllä on ensimmäinen julkistettu Philae-laskeutujan kuva komeetan pinnalta. Siitä voi jo esittää muutamia valistuneita arvailuja.

Mitä Philae sitten näkee? Vastaus: "Kalliota", "lohkareita", "kiviä", "hiekkaa" ja "pölyä". Sanat ovat lainausmerkeissä, koska ne ovat vain suuntaa-antavia. Meillä kun ei ole komeetan pinnasta vielä selkeää käsitystä. Toisaalta meille tutut termit sisältävät paljon piilomerkityksiä ja mielikuvia. Todellisuudessa vaikkapa komeetan "kallio" voisi hyvin olla yhtä kiinteää kuin meikäläinen hiekkakakku. Emme tiedä.

Kuvassa näkyy lähinnä "kalliota". Keskellä se on kiiltävää, vasemmassa reunassa rosoista. Kyse voi olla materiaalierosta: harmaa pinta on kenties hiiliyhdistepölyä ja kiiltävä taas hieman puhtaampaa jäätä.

"Kallio" ja "kivet" eivät näytä yhtä tiiviitä kuin meikäläinen. Niissä näkyy paljon halkeamia ja pinta on paikoin paljon rypyliäisempää kuin meillä. Raot johtuvat lämpötilaeroista, sekä siitä, että tavara ei ole alunperinkään pakkautunut yhtä tiiviiksi kuin maapallolla. Myös miljardien vuosien aikana tapahtuneet törmäykset ovat rikkoneet pintaa lähes loputtomiin.

Näkyvän alueen leveys lienee metrin tai parin luokkaa. Laskeutuja on kyljellään ja tämä on ainoa suunta johon se näkee kunnolla. Laskeutuessaan Philae pomppasi ainakin kahdesti, sillä sen kiinnitysmekanismi petti. 360 asteen panoraama löytyy viereistä kuvaa klikkaamalla.

Tähdet ja Avaruus -lehti tietää kertoa, että nykyinen sijainti on kilometrin päässä suunnitellusta.

Lähikuvan yksityiskohtia

Muutamassa "kivessä" näkyy muutamia sisäkkäisten kartioiden muotoisia piirteitä. Ne voisivat hyvällä tuurilla olla pirstekartioita. Sellaisia syntyy voimakkaissa törmäyksissä, ja tämä olisi ensimmäinen kerta kun sellainen löydetään muualta kuin maapallolta.

"Kallion" vaaleassa osassa erottuu kaksi muuta mielenkiintoista piirrettä. Ne on merkitty alimmaiseen kuvaan nuolilla, mutta erottuvat parhaiten alkuperäisessä julkaisussa.

Aivan kuvan keskellä erottuu vasemmalta oikealle hieman alaviistoon ulottuva kerroksellinelta vaikuttava alue. Kyse voisi olla vaikkapa liuskeisesti haljenneesta kivestä, sillä kerrostumista ei pitäisi komeetalla tapahtua kovin helposti.

Ympäri vaaleaa aluetta näkyy lisäksi hyvin outoja, epämääräisiä kohtia. Pehmeitä, "sumuisia" tai "sileitä" alueita. Äkkiä vilkaistuna niiden voisi olettaa olevan nestettä tai jonkinlaista limaa. Ainakaan nestemäistä vettä ei paineettomassa ympäristössä voisi esiintyä... Kyse lienee jostain arkisemmasta asiasta: Joko Auringon lähiohituksen aikana kallion jähmettymisestä hyvin tasaiseksi lasimaiseksi massaksi, tai - kaikkein todennäköisimmin - ainoastaan PR-kuvan JPEG-pakkauksen aiheuttamista virheistä.

Kannattaa muistaa, että nämä olivat hyvin alustavia pohdintoja pakattujen PR-kuvien perusteella. Vaihtoehtoina kaikkiin ehdotuksiin on vain valon ja varjon leikki satunnaisen muotoisilla pinnoilla. Tutkijoiden käytössä oleva aineisto on parempaa ja laajempaa.

Juttua päivitetty klo 17.55: Lisätty panoraamakuva.

Juttua päivitetty klo 17.35: Lisätty kuvia ja analyysiä, sekä tieto laitteen kääntymisestä.

Otsikkokuva: ESA/Rosetta/Philae/CIVA

Jari Mäkinen

Huom: Jutusta on korjattu asiavirhe: ensimmäisen pomppauksen pituus oli kilometri, eli Philae ei noussut uudelleen kilometrin korkeuteen, kuten juttussa sanottiin alun perin.

Tuoreimmat uutiset perjantaisen tilannepäivityksen jälkeen.

Philae näyttää oleva nalkissa: keskiviikkoillan laskeutumisen pomppausten jälkeen se näyttää päätyneen louhikkoon, suurien kivi- tai jäälohkareiden ympäröimäksi. Tästä paikassa Aurinko paistaa siihen vain noin tunnin ja 20 minuuttia yhden noin 12-tuntisen komeetanytimen pyörähdyksen aikana, joten on epvarmaa, saako se kerättyä myöhemmin tarpeeksi sähköä toimiakseen normaalisti. Sen täyteen varatussa paristossa ja uudelleenvaratavassa akussa on virtaa enää lauantaihin – kenties vähemmäksikin aikaa. Niinpä nyt puoleltaöin Suomen aikaa on jännittävää nähdä, pystyykö Philae olemaan enää yhteydessä Rosettaan sen tullessa jälleen näkyviin Philaen horistontin päälle. Ympärillä olevien lohkareiden vuoksi yhteysaikakin on lyhyempi kuin alun perin oletettiin.

Koska virta on käymässä vähiin ovat tutkijat ja lennonjohto (itse asiassa lennonjohdot, sekä Rosettan että Philaen) asettanut etusijalle laskeutujan muistissa olevien tieteellisten havaintojen ja kuvien saamisen Rosettaan myöhemmin Maahan lähetettäväksi. Kaikkin kiinnostavin tieto tulee varmasti porasta, joka ohjelmoitiin ottamaan näytteen 20 cm:n syvyydestä ja analysoimaan sen vähemmän virtaa kuluttavalla minilaboratoriolla.

Philae-tiimin johtaja Stefan Ulamec olettaa, että kenties 80-90% aiotuista havainnoista on saatu tehtyä, eli vaikka laskeutuja vaikenisi lauantaina, se on onnistunut täyttämään vähimmäistavoitteensa varsin hyvin. Tähän ei kuitenkaan haluta tyytyä: lennonjohdossa on kehitetty jo suunnitelma, jonka mukaan viimeisillä voimillaan Philaella yritettäisiin pompata ylös loukosta. Myös lentoa tasaava vauhtipyörä koitetaan sen mukaan käynnistää, jotta Philae pysyisi hyvässä asennossa. Hyppäys olisi riskaabeli, mutta toisaalta paljoakaan ei ole nyt menetettävissä. On hyvin epätodennäköistä, että virran loputtua Philaella voitaisiin enää tehdä kunnolla töitä, koska laskeutuja kylmenisi liikaa. Mutta kuten esimerkiksi Kiinan kylmettynyt kuukulkija Yutu on osiittanut viime kuukausina, lämpimämpänä toimimaan suunniteltu laite saattaa toimia kaikesta huolimatta. Niinpä on täysin mahdollista, että Philae heräisi myöhemmin vielä henkiin, vaikka nyt se sammuisikin.

Tarkkaa laskeutumispaikkaa ei ole onnistuttu vielä löytämään Rosettan ottamista kuvista, sillä se ohjelmoitiin kuvaamaan teleobjektiivillaan alun perin suunniteltua laskeutumispaikkaa ja sen ympäristöä. Laajemmissa kuvissa laskeutuja on liian piani, jotta se erottuisi – etenkin kun se on nyt varjoisalla alueella keskellä louhikkoa.

Etsintä jatkuu, mutta nyt tärkeintä olisi saada kaikki Philaen tekemät havainnot talteen Rosettaan ja sen jälkeen mahdollisesti yritää epätoivoista hyppyä auringonvaloon.

Torstai-illan versio jutusta:

Philae-laskeutuja on nyt komeetta 67P/Churyumov-Gerasimenkon pinnalla erittäin jännittävän ja tapahtumarikkaan laskeutumisen päätteeksi. Jos jossain vaiheessa lento näytti sujuvan käytännössä täysin suunnitelman mukaisesti, niin laskeutuminen osoitti tänään sen, että kyseessä on oikeasti tutkimuslento, jonka kaikkia tilanteita ei voi ennakoida.

Ensimmäinen tenkkapoo tuli laskeutumista edeltävänä yönä, tiistain ja keskiviikon välisenä yönä, kun laskeutujan tehtiin viimeisiä virityksiä laskeutumista varten. Näiden yhteydessä sen päällä olevan pienen rakettimoottorin ponneaineena toimivan kylmän kaasun säiliön syöttöputken sinetti ei avautunut. Putki oli suljettu kymmenvuotisen matkan ajaksi vahalla, joka oli tarkoitus sulattaa. Vastaavanlaista sinettimenetelmää käytetään usein avaruuslaitteissa, mutta nyt tämä normaalisti erittäin toimintavarma järjestely ei toiminut – tai ainakaan lennonjohtoon ei saatu vahvistusta siitä, että rakettimoottori olisi ollut toimintavalmis.

Moottorin tehtävänä olisi ollut puskea laskeutujaa 15 sekunnin ajan alaspäin komeetan pintaa päin heti laskeutumisen jälkeen, jotta Philae ei pomppaisi vahingossa komeetan heikossa vetovoimakentässä takaisin avaruuteen.

Lennonjohto yritti sulatusta neljä kertaa, mutta koska oli erittäin epätodennäköistä, että lisäyritykset muuttaisivat tilannetta, päätettiin laskeutumiseen ryhtyä ilman takuuta moottorin toiminnasta.

Myös laskeutujan tietokoneet oikuttelivat, mutta tavalla, jonka lennonjohto tunsi jo hyvin ja tiesi, ettei siitä ollut haittaa: käynnistyksen jälkeen päätietokoneen sijaan varatietokone otti ohjat ja suostui luovuttamaan työt päätietokoneelle vasta uuden käynnistyksen jälkeen. Näin on tapahtunut jo aikaisemminkin, ja lennonjohtaja Andrea Accomazzo luonnehti tapausta ”vian sijasta laskeutujan ominaisuudeksi”.

Kun kaikki muut valmistelut sujuivat hyvin, Philae irtaantui Rosettasta suunnitelman mukaan klo 11:03 ja aloitti sen jälkeen noin 20 km pitkän matkansa komeetan pinnalle. Se otti kuvan Rosetta-luotaimesta, avasi laskeutumisjalkansa sekä antenninsa ja jatkoi matkaa alaspäin jotakuinkin kävelyvauhtia, siis noin 2–3,5 kilometrin tuntinopeudella. Samoihin aikoihin Rosetta otti puolestaan kuvan Philaesta, ja tämä kuva on nyt jutun lopussa.

Noin seitsemän tuntia kestäneen laskeutumisensa aikana Philae ei enää pystynyt muuttamaan kurssiaan, vaan se jatkoi sillä radalla, mille Rosetta sen sysäsi. Laskeutujan asento pysyi oikeana sen sisällä olevan vauhtipyörän ansiosta.

Rosetta itse teki laskeutujan vapauttamista varten koukkauksen kohti komeettaa ja käänsi sen jälkeen reittinsä jälleen kauemmaksi komeettaytimestä.

Noin kolmen kilometrin korkeudessa komeetan pinnalta Philae otti alaspäin osoittavalla kamerallaan kuvan laskeutumisalueestaan.

Arvio siitä, minne Philae on voinut pompata.

Se, mitä laskeutumisen aikana oikeasti tapahtui, oli aluksi epäselvää, sillä signaali laskeutujasta luotaimen kautta saatiin Maahan jokseenkin suunnitelman mukaan klo 18:03, mutta sen saamisen jälkeen yhteys pätki ja näytti siltä, että Philae oli edelleen liikkeessä. Signaali oli selvä ja voimakas, mutta omituinen.

Laskeutumipäivää seuraavan yön ja torstain kuluessa lennojohto, navigointiryhmä ja radioyhteysasiantuntijat päättelivät, että laskeutuja tosiaankin oli liikkeessä laskeutumisensa jälkeen, koska se oli pompannut takaisin avaruuteen. Se nousi noin 450 metrin korkeuteen ja teki noin kilometrin lentomatkan noin 38 cm/s nopeudella pudoten noin kahden tunnin päästä klo19:26 – ja pomppasi sitten uudelleen vielä taivaalle. Nyt hyppy kesti vain seitsemän minuutin ajan ja nousi "vain" kymmenen metrin korkeuteen. Lopullinen laskeutuminen tapahtui siten klo 19:33 Suomen aikaa.

Nähtävästi ensimmäisen laskeutumisen jälkeen sen sisällä ollut vauhtipyörä kytkeytyi automaattisesti pois päältä – kuten sen pitikin tehdä laskeutumisen jälkeen – mutta nyt hidastuva vauhtipyörä sai ilmaan uudelleen pompanneen laskeutujan kääntymään hieman.

Pomppaus oli mahdollinen paitsi siksi, että rakettimoottori ei toiminut, niin myös siksi, että kumpikaan laskeutujan alla olleista harppuunoista ei lauennut. Laskeutuja ei siis kiinnittynyt pintaan millään tavalla. Ikävästi ESA ennätti jo kertomaan lauenneista harppuunoista, jotka olisivat jo kelanneet vaijerinsa myös sisään ja toimineet siten normaalisti. Kyse taisi olla kuitenkin ennalta tehdystä viestistä, joka lähti vain vahingossa matkaan suunniteltuun aikaan.

Toinen kosketus pintaan sai Philaen jalat painumaan noin neljän senttimetrin syvyydelle pehmeään pinta-aineeseen. Ensitietojen mukaan laskeutumisjalkojen päissä olleista kairamaisista ruuveista vain kaksi porautui pintaan, ja nyt tiedetään myös miksi: laskeutuja on osin tyhjän päällä hyvin louhikkoisessa paikassa ja erittäin kallellaan. Se on kenties viimeisen pomppauksensa päätteeksi ajautunut paikkaan, mistä se ei enää päässyt hyppäämään uudelleen ilmaan.

Hyvää tässä on se, että yhteys Philaeen toimii erinomaisesti ja sen ympärillä on paljon erittäin kiinnostavia kohteita – Jarmo Korteniemi kertoo niistä tarkemmin toisessa jutussamme. Huono uutinen on tosin se, että paikka on hieman varjossa ja siihen osuu vain noin 1/7 auringonvalosta, jonka oletettiin osuvan Philaen aurinkopaneeleihin. Vielä nyt sen akussa on virtaa lauantaihin saakka, mutta sen jälkeen toimiakseen laskeutuja tarvitsee valoa.

Heti kun Philaen tilanne ymmärrettiin, sen automaattinen tutkimusohjelma keskeytettiin, koska osana sitä olisi ollut mm. pinnan poraamista. Poran pelättiin nostavan Philaen ilmaan ja mahdollisesti kaatavan sen. Nyt yön aikana pora otetaan kuitenkin käyttöön, mutta sillä porataan vain 20 sentin syvyyteen suunnitellun 30 cm:n sijaan. Kenties myöhemmin porausta voidaan vielä jatkaa, mutta tämä riittää saamaan jo jotain tietoa.

Matkaan lähtenyt Philaen Rosettan kuvaamana.

Jari Mäkinen

Tämä on vanhentunut ennakkojuttu laskeutumisesta. Uudempi juttu on täällä: http://www.tiedetuubi.fi/?q=Philae_laskeutunut

Komeettatutkimuslento Rosetta huipentuu keskiviikkona siihen, kun sen Philae-laskeutuja irtaantuu ja laskeutuu komeetan ytimen pinnalle.

Näin 67P/Churyumov-Gerasimenkosta tulee ensimmäinen aurinkokunnan pienkappale, jonka pinnalle laskeudutaan erityisellä laskeutumisaluksella. Avaruuslentojen historiassa tämä on ainutlaatuinen ja erittäin jännittävä tapahtuma – verrattavissa vuonna 2004 tapahtuneeseen laskeutumiseen Saturnuksen Titan-kuuhun, paitsi että muutaman tunnin sijaan laskeutujan toivotaan toimivan parin kuukauden ajan.

Tiistaina illalla lennonjohdossa käytiin läpi ensimmäinen neljästä klassisesta "GO - NO GO" -äänestyksistä, jolloin eri lennon systeemejä ja lentotietoja valvovat lennonjohtajat sanovat päälennonjohtajan kysyessä ovatko kaikki valmiita kriittisiin toimenpiteisiin. Tässä ensimmäisessä äänestyksessä päätettiin, että laskeutuminen tehdään keskiviikkona; luotaimen laitteistot, laskeutuja ja kaksikon lentorata ovat kunnossa.

Laskeutuja Philae tosin hieman nikotteli, sillä se käytti herätessään päätietokoneensa sijaan varatietokonettan. Tämän johdosta vain osa telemetriatiedoista saatiin lähetettyä Maahan. Ongelman vuoksi lennonjohto päätti käynnistää laskeutujan uudelleen, ja toisella yrittämällä Philae heräsi normaalisti. Päälennonjohtaja Andrea Accomazzon mukaan "kyseessä ei ollut vika, vaan ominaisuus". Hänen mukaansa laskeutuja on tehnyt aikaisemmin saman jo pariin kertaan, eikä se sinällään ollut yllätys. "Se, että Philae haluaa joskus käynnitysessään käyttää varatietokonetta ennen päätietokoneen käyttöön siirtymistään näyttää olevan vain osa sen persoonallisuutta."

Philae lähtee omille teilleen Rosetta-luotaimen kyljestä keskiviikkona aamupäivällä klo 11:03 Suomen aikaa ja ensimmäinen signaali Philaesta saadaan tuntia myöhemmin, jolloin se on jo hyvän matkaa menossa alaspäin kohti Agilkia-nimen saanutta laskeutumispaikkaansa.

Kellonajat seuraavassa (ja otsikkokuvan infografiikassa) ovat Suomen aikaa, mutta todellisuudessa kaikki tapahtuu jo 28 minuuttia ja 20 sekuntia aikaisemmin. Radiosignaalilta kestää sen tulla Rosettasta Maahan, joten vaikka lennonjohdossa luonnollisesti eletään luotaimen ajan mukaan, meidän tapahtumia jännittävien kannalta nämä ajat, jolloin signaalit tulevat Maahan, ovat kiinnostavampia. Tämä signaalin matkaan kuluva aika kuitenkin kannattaa pitää mielessä.

Laskeutumistunnelmaan voi virittäytyä hyvin kuuntelemalla komeetan laulua:

Kyseessä on Rosettan plasmahavaintolaitepaketin mittauksista tehty, ihmiskorvalla kuultavaksi sovitettu ääni. Äänessä kuuluu miten komeettaydin vuorovaikuttaa aurinkotuulen kanssa ja kuinka komeetan pyrstö on muotoutumassa. Plasma-aalloissa oleva taajuusvaihtelu on ollut täysin uutta ja odottamatonta, ja nyt tutkijat pohtivat mistä tämä 40-50 millihertzin alueella oleva komeetan ”laulu” kertoo.

Laskeutumistoimet ovat jo alkaneet

Valmistautuminen laskeutumiseen on luonnollisesti ollut jo käynnissä hyvän aikaa – itse asiassa aina siitä alkaen, kun laskeutumispaikka valittiin.

Sen jälkeen Rosetta tuli lähemmäksi komeetanydintä ja viiletti parhaimmillaan alle 7 kilometrin päässä sen pinnasta. Lähihavaintojen jälkeen Rosetta ohjattiin kauemmaksi ja sen kiertorataa komeetan ympärillä muutettiin vähitellen sellaiseksi, että se pystyy lähettämään laskeutujan keskiviikkona oikeasta paikasta oikeaan aikaan kohti haluttua laskeutumispaikkaa.

Tällä radalla Rosetta pysyy myös koko laskeutumisen ajan ja pari tuntia sen jälkeenkin suorassa näköyhteydessä Philaeen, mikä on tärkeää sen vuoksi, että luotain välittää laskeutujan signaalin Maahan.

Laskeutumista seurataan myös suurilla radioteleskoopeilla, jotka pystyvät ottamaan vastaan myös Philaen heikon signaalin, mutta siitä saadaan tolkkua vain erityisellä signaalinkäsittelyllä. Tärkein teleskooppien tehtävä on seurata interferometrian avulla laskeutujan rataa alas komeettaa.

Konkreettisesti laskeutumistoimet alkoivat tiistaina 11. marraskuuta klo 21:30, kun luotaimen lentodynamiikkaryhmä vahvistaa, että Rosetta ja Philae ovat oikealla radalla ja Rosetta voi lähettää Philaen suunnitelman mukaan pinnalle. Tällöin lennonjohdossa suoritetaan klassinen ”go - no go” -äänestys, missä päälennonjohtaja kysyy kaikilta eri yksityiskohtia valvovilta lennonjohtajilta onko kaikki kunnossa. Kaikki oli siis kunnossa.

Toinen laskeutumista edeltävä äänestys tapahtuu 12. marraskuuta klo 2:00 yöllä, kun lennonjohto päättää lähetetäänkö luotaimeen käskysarja, jonka käynnistää laskeutumisen. Sen jälkeen lennonjohto tarkistaa, että luotain ja laskeutuja ovat kunnossa, käskyt on vastaanotettu ja että lentorata on oikea.

Kolmas tärkeä lennonjohdon äänestys tapahtuu keskiviikkona klo 03:35, kun Philaen lennonjohto (joka sijaitsee Kölnissä siinä missä Rosetta-lennonjohto on Darmstadtissa) varmistaa laskeutujan olevan kunnossa ja valmis lähtemään matkaan. Laskeutumisen aikana kumpikin lennonjohto pitää huolta ”omasta” aluksestaan, koska kummallakin on kädet täynnä työtä
Keskiviikkona klo 08:03 - 09:03 Rosetta tekee ratamuutoksen, jolla se ”syöksyy” kohti komeettaa radalle, jolla laskeutujan halutaan jatkavan kohti komeetan pintaa. Ensin Rosetta käynnistää rakettimoottorinsa kuusi minuuttia kestävään polttoon, jolla rata käännetään kohti komeetan ydintä vievälle radalle. Rosetta jatkaa tällä radalla Philae edelleen mukanaan noin 22,5 kilometrin päähän komeetan keskipisteestä, eli vain noin 20 kilometrin päähän komeetan pinnasta.

Tämä on laskeutumispäivän tärkein hetki, koska Rosettan rakettimoottorien täytyy toimia juuri oikealla tavalla ja radan täytyy muuttua juuri halutusti, jotta Philaen irrottaminen voisi tapahtua juuri oikeassa paikassa, oikeaan aikaan ja oikeaan suuntaan – muussa tapauksessa laskeutuminen Agilkiaan ei onnistu. Philaessa ei ole ohjausmoottoreita, vaan se voi pitää vain asentonsa oikeana laskeutumisen aikana ja jatkaa eteenpäin, alas kohti komeettaa radalla, jolle Rosetta on sen työntänyt.

Neljäs, ja viimeinen olennainen lennonjohdon ”go - no go” -äänestys tapahtuu 08:35 - 09:35 välisenä aikana, kun lupa Philaen irrottamiseen annetaan. Siinä missä Rosetta voi vielä kaartaa kauemmaksi komeetasta Philae mukanaan ja yrittää laskeutumista uudelleen, ei Philaen irrottamisen jälkeen tapahtumaketjua voi enää katkaista. Philae ei voi koittaa laskeutumistaan enää uudelleen – sen pitää onnistua kerralla.

Signaali, joka vahvistaa Philaen ja Rosettan eronneen toisistaan, saadaan klo 11:03. Irtoaminen tapahtuu klo 10:35, minkä jälkeen signaalilta kestää 28 minuuttia ja 20 sekuntia tulla Maahan. Vaikka viestiä ei aivan heti saataisikaan, ei ole vielä syytä hätääntyä: signaalin saapuminen saattaa viivästyä monista syistä johtuen puolisentoista minuuttia.

Ensimmäinen signaali alas kohti komeettaa matkaavasta laskeutujasta saadaan noin klo 12:53, kun radioyhteys sen ja Rosetta-luotaimen välillä muodostuu. Sen jälkeen tietoa laskeutujasta saadaan koko ajan lennonjohtoon.

Laskeutumisen aikana Philae ottaa jo kuvia ja tekee mittauksia, ja myös Rosetta kuvaa etääntyvää laskeutujaa. Kuvia joudutaan odottamaan myöhemmäksi, koska niitä ei haluta välittää kaiken muun laskeutumistietoliikenteen seassa.

Jos kaikki sujuu hyvin, Philae laskeutuu komeetalle ja tämän vahvistava viesti saapuu klo 18:02. Laskeutumisen aikaan Philaen päällä oleva rakettimoottori puskee laskeutujaa alaspäin ja kaksi harppuunaa sen alla ankkuroivat sen kiinni komeettaan. Laskeutumisjalkojen päissä olevat ruuvit porautuvat (toivottavasti) pintaan.

Voi olla, että signaali laskeutumisesta tulee vasta noin 40 minuutinkin päästä, tai joskus siinä välissä, sillä Philae voi olla sekaisin laskeutumisen jälkeen ja sen signaalin lähettäminen voi viivästyä. Laskeutuja on ohjelmoitu toimimaan hyvin monissa erilaisissa tapauksissa, kuten esimerkiksi tilanteessa, että se ponnahtaisi uudelleen avaruuteen ja laskeutuisi jonnekin muualle komeetan pinnalla. Silloin toki signaali laskeutumisesta viivästyy vielä enemmän, sillä paikka saattaa olla alueella, mistä ei ole suoraa yhteyttä Rosetta-luotaimeen. Tämä on kuitenkin hyvin epätodennäköistä.

Palaamme tapahtumiin useampaan kertaan tällä viikolla ja seuraamme laskeutumista lähes reaaliajassa keskiviikkona. Englanniksi paras seuranta on ESAn Rosetta sivulla www.esa.int/rosetta sekä twitterissä @ESA_Rosetta.

Erinomainen lista kaikista laskeutumistapahtumista on ESAn Rosetta-blogissa osoitteessa http://blogs.esa.int/rosetta/2014/11/07/rosetta-and-philae-landing-time…

Vajaan kuukauden kuluttua komeettaa tutkiva Rosetta-luotain sinkoaa kyljessään matkanneen Philae-laskeutujan komeetan ytimen pinnalle. Ensimmäistä kertaa ihmisen tekemä laite paitsi laskeutuu pyrstötähden pinnalle, niin myös kuvaa sitä, analysoi sen koostumusta ja tutkii millainen paikka komeetta 67P/Churyumov–Gerasimenko oikein on.

Tästä laskeutumispaikasta tulee tärkeä merkkipaalu avaruustutkimuksen historiassa, joten sille täytyy antaa hyvä nimi. Ja ESA pyytää nyt kumppaniensa kanssa kaikkia keksimään ehdotuksiaan nimeksi paikalle, joka nyt tunnetaan vain tylsällä koodinimellä ”Alue J”.

Nimikilpailun säännöt ovat erittäin yksinkertaiset: mikä tahansa ehdotus kelpaa, mutta nimi ei saa olla henkilön nimi. Ehdotuksen mukana pitää olla lyhyt (200 sanaa tai vähemmän) englannin-, ranskan-, saksan- tai italiankielinen selitys siitä miksi juuri tämä nimi olisi paras nimi tälle historialliselle paikalle.

Lopullisen nimen ehdotuksen joukosta valitsee Philae-laskeutujan ohjausryhmä ja voittoisan ehdotuksen lähettäjä kutsutaan paikan päälle ESAn lennonjohtoon Darmstadtiin, Saksaan, 12. marraskuuta seuraamaan laskeutumista.

Kilpailu alkaa tänään ja päättyy 22. lokakuuta klo 23:59 GMT, eli 23. lokakuuta klo 3 yöllä Suomen aikaa. Voittaja julkistetaan 3. marraskuuta ESAn Rosetta-nettisivulla (www.esa.int/rosetta) ja ESAn sosiaalisen median kanavien kautta sekä myös Saksan, Ranskan ja Italian avaruusasioista vastaavien organisaatioiden (DLR, CNES ja ASI) nettisivuilla ja sosiaalisen median kanavissa.

Saksan DLR, Ranskan CNES ja Italian ASI järjestävät kilpailun ESAn kanssa. Vaikka kilpailu julkistetaan erikseen näissä kaikissa maissa ja ESAn jäsenmaissa, kootaan kaikki ehdotukset yhteen ja paikalle valitaan vain yksi nimi. Suomalaisten tulee osallistua ESAn kilpailuun.

Tarkat säännöt ovat englanniksi täällä: http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Rosetta/Name_Rosetta_mi…

Voit osallistua kilpailuun täällä olevalla lomakkeella: http://sci.esa.int/rosetta-competition

esablog

ESA

Rosetta

Philae

67P/Churyumov-Gerasimenko

kilpailu

Lue lisää Keksi nimi Rosetta-lennon laskeutumispaikalle

Kymmenen kilometrin päässä komeetasta

Jari Mäkinen

Päivitys 14. lokakuuta viime perjantaina julkaistuun juttuun

Jos edellinen Rosetta-luotaimen ottama omakuva oli jos huima, niin nyt 7. lokakuuta otettu kuva on vielä ällistyttävämpi: siinä Rosetta on 16 kilometrin päässä kaasua syöksevän komeetan pinnasta. Nyt etäisyyksiä pitää itse asiassa ilmoittaa jo kaksi: matkaa pinnalle on tuo noin 16 km, mutta komeetan keskipisteeseen noin 18 km. Kuvan otti Philae-laskeutujassa oleva kamera ja siinä näkyy komeetan ytimen lisäksi toinen luotaimen 16-metrisistä aurinkopaneeleista ja itse luotaimen runkoa vasemmalla.

Radan hivuttaminen aivan komeetan lähelle on sujunut hyvin ja alla oleva juttu pitää edelleen paikkansa.

Alkuperäinen 10.10. julkaistu juttu

Rosetta on kiertänyt komeettaansa viime aikoina noin 20 kilometrin etäisyydellä, sitä ahkerasti kuvaten ja tutkien, mutta päättyvän viikon kuluessa se on hivuttautunut vieläkin lähemmäksi. Tänään perjantaina Rosetta saapuu vain 10 kilometrin päähän komeetta 67P/Churyumov-Gerasimenkosta.

Tämä on huikean lähellä, vain jotakuinkin kaksi kertaa komeetan suurimman halkaisijan päässä sen pinnasta!

Komeetan lähestyminen on tehty varovasti, koko ajan sen aktiivisuutta tarkkaillen. Ensin luotaimen rataa muutettiin jotakuinkin 18,6 kilometriä olleesta ympyrästä soikeaksi, joka toi sen 9,8 kilometrin päähän. Tässä mennään siis tänään. Kiertoaika on nyt noin 5 vuorokautta.

Seuraavaksi rata muutetaan ympyräksi, jonka keskimääräinen etäisyys komeetasta on noin 9,8 kilometriä. Tarkalleen ottaen luvut mitataan komeetan keskeltä, joten etäisyys pintaan on vielä pienempi. Radan kiertoaika on 66 tuntia, ja Rosettan pitäisi olla tällä radalla kiertämässä 15. lokakuuta.

Rosettaa viettää hyvin lähellä komeettaansa aina lokakuun 28. päivään saakka, eikä todennäköisesti tule enää lennon myöhemmissä vaiheissa tulemaan näin lähelle. Tarkoituksena on tutkia ja kuvata komeetan pintaa erittäin tarkasti, minkä lisäksi se analysoi komeetasta irtoavia kaasuja ja koittaa napata mikroskooppinsa alle pölyhiukkasia.

Lokakuun lopussa luotaimen rataa muutetaan jälleen: tavoitteena on lievästi soikea rata, jonka keskimääräinen etäisyys komeetasta on 30 kilometriä. Tämä on rata, miltä Rosetta tekee 12. marraskuuta nopean, noin kaksi tuntia kestävän koukkauksen kohti komeetan pintaa, jotta se voi irrottaa kyljestään Philae-laskeutujan noin 22,5 kilometrin korkeudella. Tämä tapahtuu suunnitelman mukaan klo 9:35 Suomen aikaa aamulla ja laskeutuja hivuttautuu hitaasti alaspäin ja tömähtää komeetan pinnalle jotakuinkin seitsemää tuntia myöhemmin.

Irrotus tehdään varsin korkealla, koska Rosetta-luotaimen itsensä täytyy muuttaa rataansa, jotta se ei törmäisi komeettaan. Ja jotta tämä voidaan tehdä varmasti ja turvallisesti, on parasta pitää hyvä matka komeettaan.

Lähikuvia pukkaa

Jo ennen 10 kilometrin etäisyydelle saapumistaan on Rosetta pystynyt näkemään komeetan pintaa varsin tarkasti. Suuri osa julkaistuista navigointikameran kuvista ovat olleet jo varsin tarkkoja, mutta luotaimen OSIRIS-kameralaitteisto on pystynyt erottamaan jo nyrkin kokoisia kappaleita sekä yksityiskohtia.

Eräs jännimmistä kuvista löytyneistä asioista ei ole kuitenkaan kovin pieni: suurin yksittäinen komeetan pinnalla lepäävä kappale on kivenmurikka, joka on kooltaan noin 41,5 metriä. Yllä olevassa kuvassa se on 28,5 kilometrin päästä kuvattuna. Erityisen silmiinpistävän kivestä tekee se, että se lepää keskellä komeetan suuremman puoliskon ”alapuolella” olevalla hyvin tasaisella alueella.

Kappale on saanut nimen ”Kheops”, koska se on suurin Kairon luona Gizassa olevista pyramideista. Nimet, joita komeetan pinnalta löytyville merkittäville kohteille annetaan, tulevat noudattamaan tätä egyptiläistä linjaa, koska Rosetta ja Philae itsekin on nimetty siten.

OSIRIS-kameran päätutkija Holger Sierks Max Planck -instituutin aurinkokuntatutkimuslaitokselta kuvailee vaalealla, pölyn peittämällä pinnalla makaavaa Kheopsia ”hyvin epämuotoiseksi ja muhkuraiseksi”.

”Näyttää hieman siltä, että vaalea, irtonainen tomu, joka peittää pintaa, on tunkeutunut myös kivenmurikan halkeamien sisälle. Emme kuitenkaan näe vielä niin tarkasti, että voisimme sanoa tämän varmasti.”

Tutkijat ovat kiinnittäneet viime viikkoina suurimman huomionsa juuri pinnalla oleviin kiviin ja niitä on laskettu sekä niiden jakautumaa eri alueille pinnalla on määritetty. Tämä on paitsi kiinnostavaa sinällään, niin myös oli yksi olennainen seikka laskeutumispaikasta päätettäessä - Philaen ei haluta osuvan suuren kiven päälle. Mitä tarkempia kuvia on saatu, sitä paremmin eri laskeutumisalueiden riskit tiedetään. Tällä haavaa päätös laskeutuja J-alueelle pitää vielä, mutta se varmistetaan uudelleen ensi viikolla.

”Eräs kiinnostavimmista seikoista kivenmurikoissa on se, että miksi ne ovat siellä missä ne ovat”, jatkaa Sierks. ”Onko esimerkiksi komeetan aktiivisuus on saanut ne paljastumaan pölypinnan alta, vai ovatko ne sinkoutuneet avaruuteen ja pudonneet takaisin alas painovoiman vaikutuksesta? Saamme tämän varmasti selville kuvistamme.”

Ja tästä päivästä alkaen siis Rosettan ottamat kuvat ovat parempia ja tarkempia kuin koskaan lennon aikana on ollut ja tulee olemaan.

Plasmatutkija ja potaattikomeetta

Jari Mäkinen

Kun Rosetta-lennon laskeutujan laskeutumispaikka julkistettiin tänään Pariisissa ESAn pääkonttorissa, ei lehdistötilaisuuden puhujien joukossa ollut Matt Tayloria. Lennon päätutkija istui tällä kerralla sivussa, koska huomion kohteena oli laskeutuminen ja siihen liittyvät asiat.

”En ole juuri nyt suoraan tekemisissä jokapäiväisen tiedetyön kanssa, sillä keskityn suunnittelemaan ennen kaikkea lennon ohjelmaa pitemmällä tähtäimellä – silloin, kun laskeutuminen on jo takana ja seuraamme komeettaa”, kertoo Taylor tilaisuuden jälkeen jutellessamme.

”Luonnollisesti seuraan koko ajan kuvia ja tietoja joita saamme, olen yhteydessä tutkijaryhmiin ja jaan tämän innostuksen. Koskaan aikaisemmin ainakaan ESAlla ei ole ollut mitään avaruuslentoa, joka on yhtä intensiivinen kuin tämä.”

”Meillä on vain 24 tuntia vuorokaudessa ja liian pieni joukko käymässä tietoja läpi, joten etenkin juuri nyt tuntuu siltä, että tahti on hyvin hektinen. Tulemme vain parin kuukauden päästä ensimmäisen kerran koskemaan, maistamaan ja haistamaan komeettaa sen pinnalta, ja nyt tuota pitää pohjustaa huolellisesti – sekä pohtia jo aikaa sen jälkeen.”

”Itse syön, juon ja hengitän Rosettaa 24 tuntia vuorokaudessa ja seitsemän päivää viikossa. Elämässäni ei ole juuri nyt yhtään mitään muuta.”

Ainakin melkein, sillä lähes kauttaaltaan tatuoidulla, parrakkaalla ja sikareita toisinaan tupruttelevalla Taylorilla on ollut kesän aikana aikaa ottaa jalkaansa Rosetta-aiheinen kuva.

Antenniaika kortilla

Rosetta-luotain on toiminut erinomaisesti ja lennonjohto on onnistunut tekemään kaikki ratamuutokset erittäin hyvin. Sen aurinkopaneelit tuottavat jo sen verran riittävästi sähkövirtaa, että tieteellisten tutkimuslaitteiden toimintaa ei täydy enää rajoittaa virranpuutteen vuoksi. Sen sijaan ongelmana on – ja lähiaikoina on vielä enemmän - niin sanotun antenniajan puute.

Rosettaan ollaan yhteydessä samojen antennien kautta, joiden avulla pidetään yhteyttä myös muihin avaruusluotaimiin. ESA luottaa pääasiassa omiin ESTRACK-verkostonsa antenneihin, mutta on yhteistyössä NASAn luotainantenniverkoston, kuuluisan Deep Space Networkin kanssa. Samoin NASA pyytää apua ESAlta, kun omat antennit eivät ehdi olla yhteydessä johonkin luotaimeen.

Nykyisin avaruudessa on sen verran paljon luotaimia, että antennien kullekin antamaa aikaa pitää suunnitella tarkasti. Lisäksi nyt lähikuukausina monet luotaimet ovat juuri samalla suunnalla taivasta, joten ne kaikki vaativat samojen antennien käyttöä: Rosetta näkyy Maasta katsoen jokseenkin samoilla seuduilla kuin esimerkiksi kohti Plutoa lentävä New Horizon, asteroidi Cerestä lähestyvä Dawn ja Mars, jonka pinnalla on kaksi kulkijaa sekä kiertoradalla kolme alusta – plus yksi nyt syyskuun lopussa perille pääsevä alus, Nasan MAVEN.

Ensi vuoden alussa tapahtuu myös konjuktio, eli aika, jolloin Aurinko osuu hankalasti Maan ja Rosettan väliin. Silloin siihen ei voi olla vähään aikaan lainkaan yhteydessä.

”Nämä kaikki pitää ottaa siis huomioon suunnitelmissa, joten olemme päivittäin yhteydessä kollegoihimme ympäri maailman ja koitamme jakaa antenniaikaa. Myöhemmin ensi vuonna tilanne helpottuu kuitenkin olennaisesti, ja onneksi silloin on vuorossa myös lentomme toinen kohokohta, eli se, kun komeetta on ratansa Aurinkoa lähimmässä kohdassa.”

Taylor jatkaa selittämällä myös luotaimen operatiivisia ongelmia: ”Kaikki tutkimuslaitteet eivät voi tehdä havaintojaan samanaikaisesti, koska ne toimivat eri tavoilla ja tutkijat haluavat katsoa eri suuntiin.”

Rosetta katsoo avaruuteen vain yhteen suuntaan, eli sen tutkimuslaitteet on suunnattu kaikki jotakuinkin samalla tavalla. Niinpä esimerkiksi kun kameralla halutaan kuvata ytimestä poispäin karkaavaa pölyvirtaa ja mitata sen nopeutta, pitää Rosetta kääntää hieman sivuun komeetan ytimestä. Silloin komeetasta ei voi tehdä luonnollisestikaan suoria havaintoja.

”Koitamme suunnitella siksi kaikki toimet siten, että pystymme koko ajan käyttämään mahdollisimman montaa tutkimuslaitetta ja että kukin voisi tehdä havaintojaan mahdollisimman hyvin juuri silloin kun kyseinen tutkijaryhmä haluaa. Kun olemme päässeet tässä hyvään kompromissiin, niin seuraava ongelma on temppuilla siten, että pystymme siirtämään havaintotiedot mahdollisimman hyvin Maahan.”

Koska Rosetta on kaukana avaruudessa, se joutuu käyttämään suhteellisen hidasta tiedonsiirtonopeutta. Niinpä tietoja ei voi kerätä yksinkertaisesti vain niin paljoa kuin mahdollista, koska kaikkea ei voisi lähettää tutkijoille.

Philaen kamerat ovat ainakin kunnossa: niillä otettiin tämä 'selfie', missä näkyy aurinkopaneeli sekä komeetan ydin.

Syökö joku perunaa?

Taylorin mukaan komeetan kaksijakoinen olemus ei tullut yllätyksenä, vaan siitä saatiin kesän aikana yhä enemmän ja enemmän vinkkejä.

”Oletimme ensin että kuvissa olleet omituisuudet olisivat johtuneet vain pikselöitymisestä, koska komeettaydin oli kuvissa vielä varsin pieni.”

Jo etukäteen valokäyrien perusteella osattiin odottaa, että komeetassa on selvästi suurempi osa ja sitten pienempi pää, mutta oletuksena oli silti perinteinen perunalta näyttävä epämuotoinen möhkäle.

”Mutta kuvien tullessa paremmiksi kaksijakoisuus tuli yhä paremmin ja paremmin esille, kunnes muutamassa sivukuvassa se näkyi erittäin hyvin. Kun nyttemmin olemme tutkineet komeettaa ja sen pintaa sekä arvioineet sen koostumusta, näyttää siltä, että tässä on yhdessä paketissa melkein kaikki aikaisemmin komeettaytimistä havaitsemamme ominaisuudet ja kummalliset yksityiskohdat.”

Heti komeetan skitsofreenisen olemuksen huomaamisen jälkeen on pohdittu miten se on syntynyt: onko kyseessä kaksi toisiinsa törmännyttä ja kiinnittynyttä kappaletta, vai alun perin yksi ainoa kappale, joka on rikkoontunut. Kummassakin palasessa on nyt havaittavissa niin samanlaisia kuin erilaisiakin ominaisuuksia.

Taylorin mukaan se saattaa olla kulunut. ”Mitään varmuutta ytimen synnystä ei vielä ole, mutta yksi vaihtoehto on se, että kapealla kaula-alueella, joka yhdistää pienempää ja suurempaa osaa, on helposti hajoavaa ainetta. Ydin kuluisi siten siitä eniten aina ollessaan lähellä Aurinkoa.”

Jo nyt suurimmat kaasu- ja pölysuihkut näyttävät tulevan juuri niin sanotun kaulan alueelta.

”Kenties joku on syönyt perunaa ja se on muuttunut nyt kumiankaksi. Kunhan saamme vähitellen mittauksia ytimen vetovoimakentästä ja voimme erotella siitä kummankin osan aiheuttaman vetovoiman, niin pystymme sanomaan hieman enemmän tästäkin asiasta.”

Taylor jaksaa toistaa kuinka hyvä onni kävi aikanaan siinä, että valinta osui juuri 67P/Churyumov-Gerasimenkoon, joka on olemukseltaan huiman kiinnostava ja jonka pinnalta voi nähdä jo nyt niin paljon erilaisia asioita. ”Ja löydämme jotain uutta koko ajan!”

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.

Rosetta-laskeutujan kohde valittiin

Markus Hotakainen

Viikonlopun aikana Rosettan Philae-laskeutujalle sopivaa määränpäätä pohtinut työryhmä teki valintansa: laskeutumispaikaksi valittiin J, joka on Churyumov-Gerasimenko-kaksoiskomeetan pienemmän puoliskon pinnalla. Varapaikaksi valikoitui C, joka on puolestaan isommalla puoliskolla.

Satakiloinen laskeutuja suuntaa komeetan ytimen pinnalle parin kuukauden päästä, 11. marraskuuta. “Yksikään ehdolla olleista paikoista ei täyttänyt kaikkia vaatimuksia sataprosenttisesti, mutta J on selkeästi paras vaihtoehto”, totesi Stephan Ulamec, jolla on päävastuu Philaesta.

Nyt päätetty laskeutumispaikka tarjoaa mahdollisuuden tutkia monipuolisesti komeetan eri ominaisuuksia: ikivanhaa ainesta Aurinkokunnan syntyajoilta, ytimen koostumusta ja rakennetta sekä aktiivisuuden taustalla olevia ilmiöitä. Valitun laskeutumispaikan lähistöllä on jo havaittu merkkejä aktiivisuudesta, mutta se ei kuitenkaan vaaranna laskeutujan toimintaa.

Samalla paikka on tarpeeksi turvallinen, sen valaistusolosuhteet ovat hyvät ja Rosetta-luotain voi olla hyvin yhteydessä laskeutujaan pinnalla. Philae-laskeutuja pystyy arvioiden mukaan huonoimmassakin mahdollisessa tapausessa toimimaan pari päivää pinnalla ja tekemään vähintään pari kertaa kaikki tärkeimmät tutkimuksensa.

Laskeutumisen onnistumisen todennäköisyydeksi tänään Pariisissa valintaansa selittänyt päällikkö-, tutkija- ja lennonjohtajatyhmä arvioi 70-75%. Vaikka laskeutuja osuisikin huonoon kohtaan pinnalla ja esimerkiksi kaatuisi, se pystyy toimimaan ja saamaan ainakin joitain tietoja.

Viisi "finaaliin" päässyttä ehdokasta laskeutumispaikaksi - A, B, C, I ja J - valittiin elokuun lopulla. Sen jälkeen Rosetta hivuttautui noin 30 kilometrin etäisyydelle komeetan ytimestä, jolloin saatiin entistä tarkempia tietoja eri vaihtoehdoista ja toisaalta pystyttiin paremmin arvioimaan, kuinka hankalaa eri laskeutumispaikoille olisi päästä.

Nyt kun laskeutumispaikka on valittu, tutkijoilla on edessään työntäyteisiä viikkoja, kun Philaelle lasketaan parasta mahdollista reittiä komeetan ytimen pinnalle. Laskeutuminen on suunniteltu jo hyvin etukäteen, mutta . Seitsemän tuntia kestävä laskeutuminen tapahtuu automaattisesti, ja sen – sekä mahdollisten varasuunnitelmien – ohjelmointi Rosettaan ja Philaeen kestää tämän pari kuukautta. Koodi täytyy tarkistaa moninkertaisesti.

Samalla tietysti Rosetta lähettää yhä tarkempia kuvia ja mittaustuloksia komeetasta ja sen lähiympäristöstä, ja ratasuunnitelmia muutetaan mahdollisesti näiden mukaisesti.

Laskeutumispaikkavalinta vahvistetaan uudelleen 14. lokakuuta, kun komeetan aktiivisuuden kehittymistä on seurattu ja laskeutumispaikkaa on kuvattu vieläkin tarkemmin. Mikäli tuolloin päätetään, että paikkaa tulee vaihtaa, joudutaan laskeutumista lykkäämään mahdollisesti jopa 28 vuorokautta. Tällä hetkellä mikään ei kuitenkaan viittaa tähän ja lennonjohdossa varaudutaan laskeutumiseen 11. marraskuuta.

Vaikka laskeutuminen onkin lennon kohokohta, jatkaa Rosetta itse komeetan tutkimista parin vuoden ajan.

Lue lisää: Tiedetuubi haastatteli Pariisissa lennon päätutkijaa Matt Tayloria.

Jännitys tiivistyy…

Markus Hotakainen

Maanantaina julkistettiin viisi ehdokasta Rosetta-komeettaluotaimen Philae-laskeutujan kohdealueeksi. Valinnan perustana käytettiin yhä tarkemmiksi käyneitä kuvia, joita Rosetta on ottanut ytimestä lähestyessään sitä koko elokuun ajan.

Laskeutumispaikkaa valittaessa on otettava huomioon monia tekijöitä. Sen on oltava turvallinen sekä lähestymisen että itse laskeutumisen kannalta ja tarjottava parhaat mahdolliset edellytykset ytimen pinnalla tehtävälle tieteelliselle tutkimukselle.

Valinta on vaikea, sillä kuten Jean-Pierre Bibring, yksi laskeutujan päätutkijoista, totesi: "Komeetta on tyystin toisenlainen kuin aiemmin näkemämme ja osaa sen piirteistä emme vielä edes ymmärrä. Nyt valitut viisi paikkaa tarjoavat meille parhaat vaihtoehdot laskeutumiselle sekä komeetan koostumuksen, rakenteen ja aktiivisuuden tutkimukselle.”

Tehtävää mutkistaa myös se, että luotaimen navigoinnin epävarmuustekijät ytimen lähettyvillä asettavat rajansa laskeutumisen tarkkuudelle. Etukäteen Philaen laskeutumispaikka pystytään määrittämään noin neliökilometrin kokoisen ellipsin alueelle.

Valittujen kandidaattien tunnukset ovat omituisesti A, B, C, I ja J, mutta selitys löytyy siitä, että ne perustuvat kymmeneen esikarsintaehdokkaaseen, joista viisi pudotettiin pois.

Ehdokas A
Alue sijoittuu komeetan ytimen isomman puoliskon pinnalle, mutta siltä avautuvat hyvät näkymät myös pienempään osaan. Puoliskoja yhdistävän “kannaksen” alueella tapahtuu todennäköisesti kaasupurkauksia. Pinnanmuotojen tarkempi tutkimus vaatii yksityiskohtaisempia kuvia ja myös alueen valaistusolot ovat jatkotarkastelun kohteena.

Ehdokas B
Alue on pienemmän puoliskon pinnalla kraatteria muistuttavan rakenteen kohdalla. Maasto vaikuttaa tasaiselta, joten laskeutumisen kannalta se on turvallinen, mutta valaistusolot eivät ehkä ole parhaat mahdolliset pitkäaikaisten havaintojen kannalta. Alueella on isoja lohkareita, joten pinnalla on todennäköisesti tapahtunut muutoksia, jotka tekevät pintamateriaalista vähemmän “alkuperäistä” kuin muilla paikoilla.

Ehdokas C
Alue on ytimen isommalla puoliskolla. Maasto on hyvin vaihtelevaa – syvänteitä, kukkuloita, jyrkänteitä ja tasankoja – mutta tarkempi arviointi edellyttää yksityiskohtaisempia kuvia. Valaistusolot ovat erinomaiset myös pitkäaikaisia havaintoja ajatellen.

Ehdokas I
Alue on pienemmällä puoliskolla ja se on suhteellisen tasainen. Osa pinta-aineksesta vaikuttaa tuoreelta, mutta myös tämän ehdokkaan tarkempaan arviointiin tarvitaan yksityiskohtaisempia kuvia. Valaistusolot ovat hyvät.

Ehdokas J
Alue on samankaltainen kuin ehdokas I. Alueella on kiinnostavia maastonmuotoja ja hyvät valaistusolosuhteet. Alueella olevat lohkareet ja kielekkeet vaativat kuitenkin vielä tarkempaa arviointia.

Tulevina päivinä Rosetta siirtyy yhä lähemmäs ydintä. 50 kilometrin etäisyydeltä otettavat kuvat mahdollistavat valittujen ehdokkaiden jatkotutkimukset. Asiassa edetään rivakasti, sillä alueet arvioidaan ja sijoitetaan paremmuusjärjestykseen 14. syyskuuta mennessä.

Ykkös- ja kakkosvaihtoehtoja varten laaditaan yksityiskohtaiset lähestymis- ja laskeutumissuunnitelmat. Kun Rosettan etäisyys ytimestä on 20–30 kilometriä, sen kuvien perusteella tehdään yksityiskohtaiset kartat pää- ja varalaskupaikkojen maastonmuodoista, erityisesti isokokoisten lohkareiden sijainneista. Siinä vaiheessa laskeutumisalue voidaan vielä vaihtaa.

Laskeutumisajankohdaksi on kaavailtu marraskuun 11. päivää, mutta aikataulu ja lopullinen päätös laskeutumispaikasta tehdään vasta 12. lokakuuta.