Juno lähestyy Jupiteria

Juno on säteilynkestävä avaruusluotain

Mitä kiinnostavaa Jupiterissa vielä on?

JUICE laukaistaan näillä näkymin matkaan vuonna 2022 ja se, kuten Junokin, ohjataan perille Jupiteriin pitkää reittiä pitkin. Näin matkalla saadaan lisäpotkua planeettojen ohilennoista ja luotain voi siten olla painavampi kuin olisi voinut olla suoraan Jupiteriin mentäessä.

Noin kolme tonnia massaltaan oleva, suurilla aurinkopaneeleilla varustettu luotain saapuisi perille Jupiteriin vuonna 2030 ja kierrettyään vähän aikaa Jupiterin ympärillä kuita kuvaamassa ja tutkimassa, se asettuisi lopulta vuonna 2033 kiertämään Ganymedes-kuuta. Näin se pääsisi lopulta tutkimaan aitiopaikalta kuun kiertoradalta eräs kiinnostavimmista Jupiterin kuista.

Kaikki Jupiterin suurimmat kuut – Io, Europa, Ganymedes ja Kallisto – ovat planeetan kokoisia kuita, joista Io on selvästi aktiivinen ja vulkaaninen, mutta muut ovat rauhallisempia jääpintaisia maailmoita. Erittäin todennäköisesti niiden pinnan alla on nestemäistä vettä, missä ainakin periaatteessa voisi olla alkeellista elämää.

JUICEn tarkoituksena on tutkia tarkasti millaisia jääkuut ovat ja sondata mahdollisimman syvälle niiden pintojen alle. Mukaan on tulossa 11 tutkimuslaitetta Euroopasta, Yhdysvalloista ja Japanista, joiden joukossa on "normaalien" kameroiden, spektrometrien, magneettikenttämittarin, hiukkastutkimuslaitteiden ja radioiden lisäksi myös 16-metrisellä antennilla tutka, joka pystyisi sondaamaan jopa yhdeksän kilometrin syvyyteen.

Venäläiset ovat ehdottaneet mukaan vielä otettavaksi pientä laskeutujaa, joka voisi lähettää tietoja Ganymedeen pinnalta usean vuoden ajan.

Tutkan vaatiman tehon vuoksi luotaimeen suunnitellaan todella suuria aurinkopaneeleita, joiden pinta-ala olisi noin 100 m². Vertailun vuoksi: Junon paneelien pinta-ala on noin 60 m² ja Rosetta-luotaimen noin 64 m².

JUICE ja Jupiterin jääkuut

Juno on säteilynkestävä avaruusluotain

Mitä kiinnostavaa Jupiterissa vielä on?

Viime kesänä näihin aikoihin jännitettiin Plutoa lähestyvää New Horizons -luotainta, ja nyt on vuorossa Juno sekä Jupiter.

Kyseessä on kaksi aivan erilaista lentoa, eri tyyppistä luotainta ja kaksi täysin toistaan poikkeavaa maailmaa: kääpiöplaneetta Pluton ohi lennettiin ensimmäistä kertaa (ja viimeistä pitkiin aikoihin), kun taas jättiläisplaneetta Jupiteria on tutkittu jo seitsemällä luotaimella aikaisemmin ja seuraavaa luotainta ollaan jo rakentamassa.

New Horizons oli pieni ydinparistolla toimiva luotain, kun taas Juno on suurilla aurinkopaneeleilla varustettu jättiläinen. Jupiter on aurinkokuntamme suurin planeetta, jonka sisään kaikki muut Aurinkoa kiertävät kappaleet saataisiin helposti mahtumaan, Pluto taas on eräs niin pieni, että se jouduttiin "alentamaan" planeettakategoriasta kääpiöplaneetaksi.

Mitä tapahtuu 4. heinäkuuta?

Vaikka Jupiteria onkin tutkittu jo ennenkin, ei Junon saapuminen Jupiteria kiertämään ole vaaratonta. Luotain joutuu käyttämään kuuden vuoden ajan toimettomana ollutta rakettimoottoriaan 35 minuutin ajan heittääkseen itsensä planeettainväliseltä siirtoradalta kiertoradalle Jupiterin ympärillä. Säteilykenttä Jupiterin lähellä on erittäin voimakas ja se saattaa saada Junon sekaisin, vaikka se onkin luonnollisesti suojattu erittäin hyvin.

Itse asiassa kaikki on jo päätetty etukäteen ja Juno lentää jo nyt kohti Jupiteria autopilotilla lennonjohdon sille jo aiemmin lähettämien käskyjen mukaan. 

Juno lähestyy Jupiteria

JUICE ja Jupiterin jääkuut

Mitä kiinnostavaa Jupiterissa vielä on?

Jos Junoa voisi katsella sen vierestä avaruudessa, tekisi se varmasti vaikutuksen. Sen runko on noin 3,5 metriä korkea ja saman verran leveä, ja sen kolme pitkää aurinkopaneelia ovat kukin lähes kolme metriä leveitä ja yhdeksän metriä pitkiä. Luotaimen aurinkopaneelien kärkiväli on siis noin 20 metriä, eli luotain mahtuisi nipin napin tenniskentälle – vain komeettaa tutkivassa Rosetta-luotaimessa on isommat aurinkopaneelit.

Luotaimen massa laukaisun aikaan oli tarkalleen 3625 kiloa.

Juno laukaistiin matkaan Cape Canaveralista Atlas V -kantoraketilla elokuun 5. päivänä vuonna 2011 ja se lensi Jupiteriin pitkää planeettainvälistä reittiä pitkin.

Matkallaan se poikkesi Maan luokse lokakuussa 2013, jolloin se nappasi kotiplaneetaltaan hieman lisää vauhtia, jolla se pääsi nousemaan aurinkokunnassa aina Jupiteriin saakka. Lähimmillään Juno oli Maata vain 559 kilometrin etäisyydellä.

Juno lähestyy Jupiteria

Juno on säteilynkestävä avaruusluotain

JUICE ja Jupiterin jääkuut

Ensimmäinen Jupiteria läheltä tutkinut luotain oli amerikkalainen Pioneer 10, joka lensi planeetan ohitse vuonna 1973. Vaikka siltä odotettiin paljon uutta tietoa, oli Jupiterin sekä sen kuiden monimuotoisuus tutkijoille yllätys. Sen jälkeen seitsemän muuta luotainta on käynyt tutkimassa jättiläisplaneettaa läheltä, ja niistä vain yksi, Galileo, on viipynyt planeetan luona pitempään.

Galileo asettui kiertämään Jupiteria joulukuussa 1995 ja tutki sitä ja Jupiterin kuita aina syyskuuhun 2003 saakka, jolloin luotain ohjattiin syöksymään hallitusti Jupiterin kaasukehään. Luotain oli käynyt jo vanhaksi ja epäluotettavaksi, joten lento haluttiin päättää kunniakkaasti Galileon vielä toimiessa. Samalla tutkijat halusivat varmistaa sen, ettei luotain vahingossakaan pääse törmäämään johonkin Jupiterin kuista, joita halutaan päästä tutkimaan koskemattomina joskus myöhemmin.

Pitälti Galileon ansiosta Juno-lennon tutkijaryhmä osaa odottaa jo paljon.

Ensiksikin halutaan määrittää tarkasti Jupiterissa olevien hapen ja vedyn määrä, koska näiden suhteesta voidaan päätellä miten Jupiter ja muut kaasujättiläiset ovat aikanaann syntyneet.

Toiseksi kiinnostaa Jupiterin ytimen massa. Tästä voidaan saada havaintoja luonnollisesti vain epäsuorasti, mutta silti: tämäkin auttaa selvittämään Jupiterin syntyhistoriaa.

Eräs tapa mitama ytimen massaa on kartoittaa tarkasti Jupiterin painovoimakenttä, mikä sinällään on myös erittäin kiinnostavaa. Sen avulla voidaan päätellä myös muita Jupiterin rakenteeseen liittyviä asioita sekä pohtia miten kaasu liikkuu planeetan sisällä.

Jupiterin magneettikentän tutkiminen puolestaan auttaa muodostamaan malleja siitä, miten planeetan ns. dynamo toimii. Kuinka Jupiterin magneettikenttä siis syntyy ja pysyy yllä, vaikka sen pitäisi periaatteessa olla nykyisin erilainen? 

Tähän liittyen eräs kiinnostavimmista kysymyksistä on planeetan napa-alueiden magneettikentän rakenne ja olemus. Luotain myös tutkii Jupiterin revontulia; otsikkokuvassa niitä on Hubble-avaruusteleskoopin kuvaamana, mutta Juno luonnollisesti voi tutkia niitä läheltä paljon paremmin ja eri mittalaitteilla. Jupiteria tutkitaan erityisen tarkasti nyt myös maanpäällisin teleskoopein, jotta niiden keräämiä tietoja voidaan yhdistää luotaimen saamiin havaintoihin.

Eräs lennon tärkeimmistä tehtävistä on yksinkertisesti seurata globaalisti koko ajan Jupiterin kaasukehän yläosien koostumusta, lämpötilaa, rakennetta ja dynamiikkaa – siis kuvata ja mitata kaasukehää oikeastaan koko ajan.

Luotaimen avulla tutkitaan myös Jupiterin pyörimistä ja liikettä radallaan Auringon ympärillä.

Lisäksi Juno tutkii ja kuvaa tarkasti Jupiterin kuita, etenkin kaikkein kaikkein kiinnostavimpia, suuria, kenties jääpinnan alla meren sisäänsä kätkeviä kuita. Näiden tarkempi nuuskiminen jää kuitenkin Euroopan avaruusjärjestön tekeillä olevan JUICE-luotaimen tehtäväksi; euroluotain ja Juno ovat tietyssä tapaa toistensa kilpailijoita, mutta niiden päätutkimuskohteet on jaettu siten, etteivät ne tekisi samoja asioita aivan samalla tavalla.

Alla on Jupiterin vulkaanisen Io-kuun pintaa Galileo-luotaimen kuvaamana.

NASAn "Pohjoismaisen planeettakuva-arkiston" materiaalit on siirretty Oulun yliopistolta Lappajärvelle. Kyse on osasta suurempaa projektia, jolla nostetaan koko Pohjanmaan järviseudun profiilia törmäyskraatterin vaikutusalueena.

Suomen nuorin törmäyskraatteri Lappajärvi ulottuu kolmen kunnan, Lappajärven, Vimpelin ja Alajärven alueelle, joista jokaisesta löytyy mielenkiintoisia kraatterista kertovia piirteitä. Kraatterin läpimitta on noin 20 kilometriä, ja se syntyi asteroiditörmäyksessä noin 76 miljoonaa vuotta sitten.

Lappajärvelle siirtyneen planeettakuva-arkiston ylivoimainen leijonanosa on näyttävissä suurissa paperivalokuvissa, joita on yhteensä noin 8000 kappaletta. Niistä osaa, kuten vaikkapa tuhansia Lunar Orbiter -lennoilla otettuja kuvia Kuusta, ei käytännössä löydy enää mistään muualta paperikuvina. Lähes mittaamattoman historiallisen ja kulttuurillisen arvon lisäksi kuvat ovat yhä käypää materiaalia tutkimuksessakin.

Kuvien lisäksi arkistoon kuuluu suuri määrä erilaisia PR-materiaaleja, kuvien digiversioita, sekä muita tutkimusaineistoja.

Arkistoa hallinnoivan Järviseutu-Seuran suunnitelmissa on käyttää sitä aluetta elävöittävän planeettatietokeskuksen kulmakivenä. Alueellisia näkemyksiä uniikista aineistosta ovat jo kertoneet Torstai, Järviseudun Sanomat, Ilkka sekä Yle Pohjanmaa.

Uusi avaruusteleskooppi on monessa suhteessa luonnollisesti parempi kuin kolme vuosikymmentä vanha Hubble, mutta sen kaikkein olennaisin uutuus on paljon Hubblen 2,5-metristä peiliä suurempi peili.

Sen halkaisija on peräti 6,5 metriä  ja pinta-alaa siinä on lähes seitsenkertaisesti verrattuna Hubbleen.

Näin suurta peiliä ei pystytä laukaisemaan kokonaisena avaruuteen, joten peili rakennetaan 18 kulmikkaasta elementistä, jotka kääntyvät mutkikkaan mekanismin ohjaamina tarkasti omille paikoilleen. Pääpeili on laukaisun aikaan pakattu tiiviiksi, monikerroksiseksi paketiksi, joka avautuu, liukuu paikoilleen ja napsahtaa millimetrin osien tarkkuudella oikeaan muotoonsa avaruudessa.

Liikkuvat osat tekevät luonnollisesti peilistä varsin monimutkaisen, koska paitsi että mekanismin täytyy olla erittäin toimintavarma, niin myös hyvin tarkka, koska peilin osat pitää saada millin osien tarkkuudella oikeille kohdilleen.

Peilien materiaali on kevyt ja kestävä, mutta hankalasti työstettävä beryllium-metalli.

JWST on kokonaisuudessaan nyt valmistumassa hyvää vauhtia ja pian sitä päästään testaamaan yhtenä systeeminä. Osia on testattu jo piinaavan hyvin yksin ja erikseen, jotta Hubblen kaltaisia virheitä ei nyt pääse tapahtumaan.

Jättiteleskooppi laukaistaan avaruuteen lokakuussa 2018 Ariane 5 -kantoraketilla – ellei testeissä tule eteen mitään yllättävää.

Kirjoitimme JWST:stä tarkemmin viime vuoden huhtikuussa Hubblen avaruusteleskoopin 25-vuotisjuhlien erikoispaketissamme.

Päivän kuva tulee tuosta viestistä, jonka tekstinä oli yksinkertaisesti: "Crazy who you just run across at #starbucks in the AM. Last time I saw @Astro_Andreas was in space last September!".

Eli "Hassua keneen törmäsinkään Starbucksissa tänä aamupäivänä. Viimeksi näin @Astro_Andreasin avaruudessa viime syyskuussa!"

Tanskalaisastronautti Andreas Mogensen kävi lyhyellä lennollaan Kansainvälisellä avaruusasemalla viime syyskuussa, jolloin Kelly oli siellä nyt maaliskuussa päättyneellä, lähes vuoden kestäneellä lennollaan. Kuten kuvasta näkee, oli tapaaminen iloinen, ja kuve kertoo Kellyn kuntoutumisen pitkän lennon jälkeen etenevän hyvin. 

Avaruuden painottomuus ja olosuhteet vaikuttavat haitallisesti ihmisen kehoon, ja palautuminen normaaliksi kestää yleistäen yhtä pitkän ajan kuin lento on kestänyt. Ennätyspitkän lennon tapauksessa aika on hieman lyhyempi, etenkin kun nykyisin haitallisia vaikutuksia voidaan jo varsin hyvin estää. 

Haitallisuus tässä tarkoittaa ennen kaikkea sitä, että ihmisen elimistö alkaa sopeutua painottomuuteen, ja ongelmana onkin paluu takaisin Maahan. Painottomuudessa esimerkiksi luut ja lihakset surkastuvat sekä verenkiertoelimistö heikkenee, koska niitä ei tarvita siinä määrin kuin Maan pinnalla painovoiman alla. 

Kellyn kuntoutumista voi seurata hyvin myös mm. hänen julkisella Facebook-sivullaan.

Samoin Andreasin tapahtumia voi seurata kätevästi Facebookissa ja Twitterissä. Hän ei ole tyhjän panttina viimevuotisen lentonsa jälkeen, vaan on parhaillaan Houstonissa, NASAn miehitettyjen avaruuslentojen keskuksessa jatkokoulutuksessa. Hänellä ei ole vielä tiedossa uutta lentoa avaruuteen, mutta mitä todennäköisimmin hän viettää seuraavaksi puoli vuotta avaruudessa – mutta milloin ja millä aluksella hän sinne nousee, on vielä epäselvää.

On nimittäin mahdollista, että hänen menopelinsä olisi seuraavalla lennolla venäläisen Sojuzin sijaan joku tulossa olevista Yhdysvaltalaisista aluksista – kenties jopa Orion, NASAn "oma" uusi miehitetty avaruusalus, jolla päästäisiin lentämään matalaa kiertorataa kauemmaksikin.

Viestissä mainittu Starbucks-kahvila on mitä todennäköisimmin Houstonin eteläpuolella sijaitsevan Johnsonin avaruuskeskuksen vieressä olevan yleisökeskuksen luona oleva Starbucks. Vierailijakeskus, nimeltään Space Center Houston, ja itse avaruuskeskus Johnson Space Center, ovat NASA Road -nimisen tien varrella, ja kyseinen Starbucks on tien toisella puolella. 

Se on erinomainen paikka astronauttien tapaamiseen, sillä monet nappaavat sieltä kahvit mukaansa työpaikalleen saapuessa. 

Cassini-luotaimen tiederyhmä julkaisi myöhään perjantaina Suomen aikaa tiedotteen, jossa todetaan, ettei laitteen kiertoradassa ole huomattu selittämättömiä poikkeamia. Tieto kumoaa mediassa levinneet uutiset tuntemattoman planeetan painovoimavaikutuksesta luotaimen rataan, sekä planeetan paikan määrittämisestä Valaskalan tähdistön tienoille.

Tiedotteen takana ovat sekä luotaintiimin johtohahmot että ratalaskujen ekspertit NASAn Jet Propulsion Laboratorystä.

"Vaikka Cassinia olisikin hienoa käyttää uuden planeetan löytämisessä, me emme vain näe sen radassa mitään sellaista, mitä nykymallit eivät selittäisi", pahoittelee Earl Maize, Cassiniprojektin johtaja JPL:stä.

Useat mediat uutisoivat kuluneella viikolla – ilmeisesti Scientific Americanin innoittamana – Saturnusta kiertävän Cassini-luotaimen radasta havaituista poikkeamista sekä niille mallinnetusta huimasta selityksestä.

Uutisissa levisi muutamia virheitä, jotka on syytä korjata. Hypoteettinen yhdeksäs planeetta, lyhennettynä Ykä, heiluttaisi itse asiassa Saturnuksen eikä Cassinin rataa. Koska Cassini-luotain kuitenkin on täysin sidottu Saturnukseen, senkin rata muuttuisi planeetan heiluessa – mutta siis ainoastaan välillisesti, eikä suoraan Ykän vaikutuksesta kuten uutisissa väitettiin. Ja mikäli luotaintiimiin itseensä on uskominen, Cassinin (tai siis Saturnuksen) radan poikkeamiakaan ei toistaiseksi ole havaittu.

Tutkimuksen tärkein anti jää uutisissa hämärän peittoon. Se ennustaa, että mikäli Cassinin (tai siis Saturnuksen) rataa seurattaisiin tarkasti vuoteen 2020 asti, voitaisiin yhdeksännen planeetan sijainti kenties ehkä mahdollisesti lyödä suurin piirtein lukkoon mikäli se on tietyllä suunnalla. JPL:n tutkija William Folkner on samaa mieltä, tosin tiukoin reunaehdoin: "Tästä voisi syntyä havaittava poikkeama Cassinin radassa, mikäli planeetta [Ykä] olisi tarpeeksi lähellä Aurinkoa. Mutta emme ole havainneet mitään selittämätöntä taustakohinan ylittävää poikkeamaa Cassinin aineistossa vuosien 2004 ja 2016 välisenä aikana." Lisäksi Cassini tulee kohtaamaan loppunsa jo ennen vuotta 2020.

Cereksen kirkkaista pisteistä on julkaistu uusia kuvia. Optimoitu valotus näyttää nyt ensi kertaa kirkkaiden kohteiden pinnanmuotoja.  Aiemmissa kuvissa kohteet olivat joko liian pieniä tai ylivalottuneita. Uusien kuvien erotuskyky yltää 35 metriin kuvapistettä kohden. Cereksen pinnalla kurvaileva bussi tai näköalapaikalle rakennettu kesämökki saattaisivat siis erottua jo – vaikkeivät välttämättä kokonaista pikseliä täyttäisikään.

Tämän tarkempia kuvia Cereksen pinnalta ei näillä näkymin saada. Dawn-luotain on saavuttanut kääpiöplaneettaa lähimpänä olevan kartoitusratansa, ja sen lento lähestyy loppuaan.

Otsikkokuvassa uusi tarkka kuva on yhdistetty aiemmin otettuun väärävärikuvaan alueesta. Alla kirjoittajan hahmotelma kuvassa näkyvistä piirteistä.