mars

Marsilaisia, onko heitä?

Pe, 04/03/2020 - 14:52 Jarmo Korteniemi
Marsilaisia kulkijaa katsomassa. (Sean Savage / Flickr)

Marsilaiset ovat kiehtoneet ihmismieltä jo parisataa vuotta. Osaako nykytiede vihdoin sanoa jotain niistä oikeista Marsin asukkaista?

 

Jo 1800-luvulla kävi selväksi, että Mars on maankaltainen planeetta: Se pyörii, sillä on vuodenajat, napajäätiköt ja kaasukehä, sekä tummia ja vaaleita alueita. Loppu tarinasta piti kuitenkin täyttää oletuksilla, ja mielikuvitus laukkasi niin tutkijoilla kuin yleisölläkin. Laajalle levinnyt uskomus oli, että Marsissa täytyi olla elämää—koska hei, miksi ei, kun onhan meilläkin. (Aikoinaan myös Kuussa ja Auringossa sanottiin asuvan väkeä.)

1800-luvun lopulla sensaatiouutinen kanaaleja rakentavista marsilaisista tavoitti suuren yleisön. Eräät kuuluisat tutkijat raportoivat nähneensä Marsin pinnalla tummia viivoja. Karttoja julkaistiin, viivoja ilmestyi uusiin paikkoihin ja vanhoja pyyhittiin pois. (Pian kävi ilmi, että viivat johtuivat kenties kaukoputkien linssien huonosta laadusta sekä siitä, että ihmisaivot yhdistävät lähekkäin nähdyt pisteet usein viivoiksi. Mutta eihän se estänyt näkemästään vakuuttuneita tutkijoita inttämästä asiaansa.)

Marsilaisten aikakausi oli alkanut. Tavallaan elämme sitä yhä.

Kun keskustelu kääntyy Marsiin, eräs yleisimmistä pohdinnoista on vieläkin "onko niitä marsilaisia oikeasti olemassa". Vastauksen haluaisivat tietää tahoillaan niin "siviilit", scifi-intoilijat, kuin monet Marsiin perehtyneet tutkijatkin.

Ja nyt siis puhutaan oikeista, tieteellisesti todistettavista "marsilaisista". Toisen planeetan eliöistä.

Merkkejä nykyisestä elämästä?

Yksinkertaisinta (jos niin voi sanoa) lienee selvittää, sattuisiko Marsista löytymään jotain yhä aktiivista elämää. Tällä saralla onkin tehty jo monia erittäin mielenkiintoisia ja mahdollisesti "marsilaisiin" viittaavia löytöjä.

Marsiin 1970-luvun lopulla laskeutuneet kaksi Viking-luotainta etsi pinnalta elämän merkkejä. Laitteet keräsivät pintamateriaa, jota sitten lämmitettiin, ruokittiin ravintoliuoksella ja haudotettiin erilaisissa kontrolloiduissa kaasuissa. Tulos hätkäytti: näytteisiin imeytyi ravintoa ja lisäksi niistä vapautui kaasuja. Päivänselviä aineenvaihdunnan merkkejä, sanoivat optimistisimmat.

Ikävä kyllä oikea tulkinta ei ole ihan niin suoraviivainen.

Yhtä Vikingien koetta uusittaessa aiemmin havaittu ilmiö ei enää toistunutkaan. Joissain kontrollitesteissä taas kuumennus ei vaikuttanut tuloksiin, eli vaikka "marsilaisten" olisi pitänyt varmasti olla kuolleita, niiden "aineenvaihdunta" toimi silti yhä. Vikingien tärkein havainto kuitenkin oli, ettei käsittelemättömässä pinta-aineessa ollut orgaanisia yhdisteitä lainkaan. Kaiken kukkuraksi koejärjestelyissä olisi ollut jopa silloisella tekniikalla parantamisen varaa.

Kokonaisuutena tarkasteltuna Vikingien biologiset tutkimukset olivatkin täysin tuloksettomia. Niiden avulla kuitenkin huomattiin miten "marsilaisia" ehkä kannattaisi etsiä. Tai ainakin että kuinka ei kannata.

Sittemmin Marsista on löydetty useita erilaisia ja monimutkaisiakin orgaanisia yhdisteitä. Ne löytyivät Curiosity-kulkijan ajoreitiltä muinaisen kuivuneen järven pohjalta. Löytö todistaa, että elämän syntyyn tarvittavia aineita on ainakin paikoin ollut Marsissa riittävästi tarjolla. Sekä yhä toimiva Curiosity että muutaman vuoden sisällä laukaistavat Perseverance- ja Rosalind Franklin -kulkijat on kaikki suunniteltu etsimään merkkejä erityisesti "marsilaisista" ja niiden elinoloista.

Satelliitit Marsin kiertoradalla taas ovat tunnistaneet planeetan kaasukehästä hivenen metaania, vaikka aineen pitäisi joko hapettua tai hajota sikäläisissä olosuhteissa nopeasti. Sitä täytyy siis jollain tavalla tulla koko ajan lisää. Metaanin määrä tuntuu myös vaihtelevan sekä alueellisesti että vuodenaikojen mukaan. Syy voisikin ehkä olla jonkinlaisen kesäisin aktivoituvan eliöstön aineenvaihdunnassa. Kaiken kukkuraksi Marsin kaasukehässä on myös hieman formaldehydiä, jota syntyy metaanin hapettuessa. Myös sen olemassaolo olisi oivasti selitetty vaikkapa mikrobimattojen toiminnalla.

Sitten ovat vielä Mars-meteoriitit, eli punaiselta planeetalta Maahan sinkoutuneet kivet. Ainakin parista sellaisesta on tähän mennessä löydetty merkkejä, jotka voi erittäin hyvällä mielikuvituksella tulkita mikrobien toiminnan tuotteiksi. Kivet ovat muutamia miljardeja vuosia vanhoja, joten parhaassa tapauksessa meillä olisi näytteitä "marsilaisten" fossiileista.

Mutta.

Kaikki tähän mennessä löydetyt mahdollisen elämän merkit ovat vain aihetodisteita. Ne voidaan selittää myös elottomilla geologisilla ja kemiallisilla prosesseilla. Se on myös kaikkein yksinkertaisin selitys, ja siksi todennäköisin.

Tylsää, eikö?

"Marsilaisten" tunnistus vaatisi täysin kiistattomia todisteita. Siksi kannattaakin pohtia, mistä sellaisia saattaisi löytää.

Missä se elämä oikein piilottelee?

Marsin pinnan olosuhteet ovat erittäin karut. Siellä on hyvin kuivaa ja erittäin kylmää—parhaimmillaankin kuin Etelämantereen kuivimmissa laaksoissa. Auringon ultraviolettisäteily ja kosmiset säteet piiskaavat pintaa koko ajan. Kaasukehä taas hapettaa kaiken. Pinnalla vallitsee niin mitätön paine, että sinne putkahtava vesi kiehuisi saman tien kaasuksi. Kaiken kukkuraksi Marsin pyörimisakseli kääntyilee varsin hektisesti, joten pintaolosuhteet vaihtelevat pitkien aikojen kuluessa radikaalisti.

Toisaalta Marsissa on aivan varmasti elämän tarveaineita: hieman sisäistä lämpöä, orgaanisia yhdisteitä, sekä vettä. Tunnetut vesivarannot (jäätiköt ja pinnanalaiset suolaiset järvet) riittäisivät peittämään planeetan noin 35 metriä paksulla vesikerroksella.

Muinoin Marsin pinnalla virtasi paljon enemmän vettä. Planeetalla oli paksumpi kaasukehäkin. Tulivuoret ja asteroidit kuskasivat pinnalle paljon uutta tavaraa. Kyllä Marsiin olisi ihan hyvin voinut syntyä elämää siinä missä Maahankin. Jos "marsilaisia" joskus kehittyi, olosuhteiden muutokset ja resurssien niukkuus ovat todennäköisesti pitäneet heidät varsin alkeellisina.

Nykyaikoihin asti selvinneet "marsilaiset" olisivat sopeutuneet oloihin ja luultavasti hakeutuneet johonkin suojaisampaan elinpaikkaan. Osa saattaisi myös vajota pitkiksi ajoiksi horrokseen tai vaikkapa jonkinlaiselle itiöasteelle, herätäkseen vasta kun elinpaikan olosuhteet muuttuvat suotuisammiksi.

Pakopaikkavaihtoehtoja on monia. Kallion sisässä olisi kiveä syöville kemotrofisille mikrobeille yllin kyllin tilaa ja popsittavaa. Planeetan sisuksista kumpuaa vielä riittävästi lämpöä tekemään pinnanalaisetkin olot niille mukaviksi. Auringon valoa energianlähteenään käyttävät mikrobit taas voisivat elellä pintakivien rakosissa endoliitteina. Edistyneemmät eliöt saisivat suojaa vaikkapa tuliperäisten alueiden laavatunneleista tai maanalaisista vesivarastoista.

Elämälle suotuisat olosuhteet eivät kuitenkaan tarkoita, että elämää olisi varmasti ollut. Siksi "marsilaisten" etsintä jatkuu yhä.

Juttu on tehty yhteistyössä Tiedekeskus Tietomaan kanssa.

Kirjoittaja on Mars-tutkija.

Otsikkokuva: Sean Savage / Flickr

Marsin magneettikenttä sykkii oudosti - tutkijat eivät osaa selittää miksi

La, 09/21/2019 - 22:24 Jarmo Korteniemi
Kuva: Nasa/JPL-Caltech
Marsin magneettikenttä sykkii keskiyöllä aivan ennennäkemättömällä tavalla. Asian selvitti planeetan pinnalle laskeutunut Nasan InSight-luotain. Laite sai myös viitteitä runsaista vesivarannoista syvällä planeetan uumenissa.

InSight-laskeutuja on kököttänyt Marsissa nyt lähes vuoden, yrittäen saada tolkkua planeetan sisäosista. Laskeutujan havainnoista on nyt viimein kerrottu ensimmäistä kertaa Genevessä pidetyssä EPSC-konferenssissa.

Kenties yllättävimmät löydöt tehtiin magneettikenttää mittaavalla magnetometrillä.

Monia yllätyksiä

Mielenkiintoisin löytö oli yön pimeimpinä tunteina toistuva täysin odottamaton magneettinen syke. Se tarkoittaa säännöllistä vaihtelua paikallisen magneettikentän voimakkuudessa (ja/tai sen suunnassa). Jopa pari tuntia kestävässä sykesarjassa yksi pulssi saattaa kestää yli minuutin. Voimakkaimmin aaltoilu näkyy pohjoissuunnassa, heikoimmin pystysuunnassa.

Jotain vastaavaa on nähty aiemminkin sekä Maassa että Marsissa. Moista magneettista vispausta tapahtuu tyypillisesti planeetan päiväpuolella (eli siellä missä aurinkotuulen, kaasukehän yläosien virtausten ja monien muiden tekijöiden vaikutukset ovat suurimmillaan) ja öisin lähellä napa-alueita (eli siellä missä kenttäviivat ohjaavat varautuneita hiukkasia kohti ilmakehää ja aiheuttavat revontulia).

InSightin huomaama sykintä tapahtuu kuitenkin keskiyön tienoilla ja päiväntasaajalla. Eli juuri silloin, kun alue on parhaassa mahdollisessa suojassa aurinkotuulelta, lähes 7000 kilometriä paksun kivikerroksen takana.

Vielä ei ole selvää mikä sykinnän aiheuttaa, mutta tutkijoilla on jo alustava idea (valistunut arvaus) mistä hommassa saattaa olla kyse.

Aurinkotuuli synnyttää Marsin hyvin heikon magnetosfäärin (vuorovaikuttaessaan sen kaasukehän kanssa) ja venyttää sen yöpuolelle suuntautuvaksi pitkäksi hännäksi. Lepattaessaan aurinkotuulen voimasta tuo häntä saattaisi sitten vuorostaan aiheuttaa kentän sykintää suoraan allaan olevalla pinnalla – eli juuri päiväntasaajan tienoilla, kun Aurinko on juuri planeetan toisella puolen. Vastaavaa ilmiötä ei ole ikinä havaittu Maassa, ehkä koska meikäläinen magnetosfääri on paljon voimakkaampi ja ilmakehä paksumpi.

Hypoteesi voitaisiin kenties tarkistaa Marsin magneettikenttää kiertoradalta tutkivalla MAVEN-luotaimella, jos se vain saadaan oikeaan paikkaan, oikeaan aikaan.

Tutkijat ovat InSightin löydöstä ymmärrettävästi innoissaan. Jos oudon sykkeen synty joskus vielä ymmärretään ja pulssit voidaan ennustaa, niitä voitaisiin käyttää planeetan sisäosien luotaamiseen. Parhaita tuloksia saisi magnetometrien linjastoilla tai verkostolla, tai pinnalla liikkuvien magneettikenttää mittaavien kulkijoiden avulla. Näin saatu aivan uudenlainen tieto voisi hyvinkin mullistaa käsityksemme Marsin kuorikerroksen rakenteesta ja kehityksestä.

Toinen yllätys oli luotaimen laskeutumispaikan magneettikentän voimakkuus. Aiempien kiertoratahavaintojen perusteella kentän voimakkuudeksi arvioitiin 20–350 nanoteslaa, mutta se osoitautuikin noin 20 kertaa suuremmaksi. Kentän lähde on magnetisoitunut kiviaines laskeutumisalueen alla.

Kannattaa huomata, että jopa tällainen oudon voimakas magneettikenttä jää kuitenkin vain sadasosiin Maan pinnalla vallitsevasta kentästä (leveyspiiristä riippuen 30–100 mikroteslaa).

Pohjavettäkin löytyi?

InSightin magnetometrillä tehtiin toinenkin erittäin mielenkiintoinen löytö: Jossain laitteen alla sijaitsee noin 2,5 kilometriä paksu kerros ainetta, joka on erittäin hyvin sähköä johtavaa. Kerroksen sijaintisyvyydeksi tutkijat arvioivat varovaisesti "enintään 100 kilometriä".

Valistuneiden arvausten perusteella varteenotettavin selitys olisi paksu  pohjaveden kerros. Kenties suolaista, ehkä veden ja jääsohjon sekoitusta.

Olettamusta tukevat lukuisat aihetodisteet. Marsin pinnalla on paljon vesijäätä ja kaasukehässä vesihöyryä. Pinnalla on nähty pieniä suolaveden purkauksia ja etelänavan läheltä on löydetty ainakin yksi iso suolaisen veden järvi jäätikön alta. Aikoinaan pinnalla virranneet ja seisoneet vesimassat ovat jättäneet monenlaisia selviä merkkejä sekä planeetan pinnanmuotoihin että mineraaleihin, eikä noiden vesimassojen katoamista ole ikinä kyetty täysin selittämään. Planeetan lämpötilan myös tiedetään nousevan syvemmälle mentäessä, vaikkei planeetan ydin enää olekaan yhtä kuuma kuin Maalla.

Vesi on selkein tunnettu aine, jolla havaittu sähkönjohtavuus voitaisiin selittää. Kerros saattaa myös hyvin olla alueellinen, ellei jopa globaali.

Pohjavesikerros ei siis olisi täysin odottamaton, mutta sen löytyminen olisi iso asia. Se ensinnäkin nostaisi roimasti marsilaisen elämän synnyn ja jopa nykyisyyteen asti säilymisen todennäköisyyttä. Ja mikäli pohjavesi olisi ihmisteknologialla saavutettavissa, "kaivoveden" saanti voisi olla suuri helpotus Marsiin kenties joskus matkaaville astronauteille.

EPSC-kokouksessa raportoidut InSightin löydöt ovat vasta alustavia, eikä niitä ole vielä ehditty vertaisarvioimaan.

Nasan InSight laskeutui Marsin pinnalle marraskuun 2018 lopulla. Laskeutumispaikka sijaitsee vulkaanisella tasangolla lähellä päiväntasaajaa (4.5° pohj. lev., 135.6° it. pit.). Alue on "tarkoituksella tylsä", sillä InSightin tehtävä ei ole perehtyä pinnan kummallisuuksiin vaan saada uusia tietoja syvältä planeetan uumenista.

Laskeutujan mukana Marsin pinnalle saatiin tutkimushistorian ensimmäinen magnetometri. Sillä tallennetaan laskeutumispaikan magneettikentän ajalliset vaihtelut ja muodostetaan kentästä tarkka kuva kolmella akselilla: itä-länsi, pohjois-etelä ja ylös-alas.

Marsin magneettikentästä saatiin hyvä yleiskuva jo 20 vuotta sitten kiertoratamittausten perusteella, mutta se ei kerro kaikkea. Pinnalta saadaan paljon tarkempaa tietoa kentän voimakkuudesta, suunnasta ja paikasta, sekä selvyys siihen kuinka kenttä aikaa myöten muuttuu.

Aiheesta kertoi Suomessa ensimmäisenä Tekniikan Maailma.

Lähteet: Russell ja kumpp., "The Martian Magnetic Field As Seen By InSight" (EPSC 2019); Andrews, Mysterious magnetic pulses discovered on Mars (National Geographic, 2019)

Aloituskuva: Nasa/JPL-Caltech

Hyvästi, Oppy – ja kiitos kaikesta!

Ke, 02/13/2019 - 17:33 Jari Mäkinen

Nasa yrittää tänään viimeistä kertaa ottaa yhteyttä viime kesästä alkaen hiljaa olleeseen Opportunity -kulkijaan. Toiveet eivät ole korkealla, joten kyseessä on lähinnä virallinen loppu tälle kaikki odotukset ylittäneelle tutkimusmatkalle.

Nasa laukaisi kesällä 2003 kohti Marsia kaksi pientä, jotakuinkin supermarkettien ostoskärryjen kokoista kulkijaa. Ne saapuivat perille tammikuussa 2004, ja ensinnä pinnalle laskeutui Spirit, ja sen jälkeen 25. tammikuuta Opportunity.

Samanlaiset kulkijat olivat eri puolilla punaista planeettaa, ja kummankin oli tarkoitus mönkiä kuudella pyörällään parin kilometrin matkan maksimissaan noin kolmeksi kuukaudeksi suunnitellun toimintansa aikana.

Toisin kävi. Kumpikin kulkijoista osoittautui paljon pitkähenkisemmiksi kuin hurjimmissakaan toiveunissa osattiin ajatella.

Ensinnä vaikeni Spirit: se jäi jumiin vuonna 2009 ja lakkasi ottamasta yhteyttä 2010. Opportunity puolestaan kesti lähes vuosikymmenen pitempään, sillä viimeinen yhteys sen kanssa oli kesäkuun 10. päivänä viime vuonna (siis 2018). Silloin Marsissa oli käynnissä jo suuri pölymyrsky, joka saapui pian Opportunityn päällekin ja pimensi taivaan. Vain vähän Auringon valoa pääsi pinnalle saakka, joten sähköä aurinkopaneeleista saava kulkija asettui horrokseen.

Aluksi toiveet yhteyden saamiseksi uudelleen pölymyrskyn laannuttua olivat korkealla, mutta kun Opportunity ei vastannut kutsuihin koko syksyn ja alkutalven aikana, alkoi vähitellen olla selvää, että myös Opportynity oli myös siirtynyt rullaamaan taivaallisille tantereille.

Tarkalleen ottaen emme tiedä mitä Opportunitylle on tapahtunut. On mahdollista, että se on yksinkertaisesti kylmennyt pölymyrskyn aikana niin, että jokin tärkeä osa on mennyt rikki. Voi olla, että se ei ole vain herännyt horroksestaan, mihin se asettui odottamaan pölymyrskyn päättymistä. Kenties pölymyrsky kasasi sen aurinkopaneelien pinnalle niin paljon pölyä, ettei se saa tarpeeksi virtaa.

Joka tapauksessa se ennätti toimimaan Marsissa 5351 solia, Marsin vuorokautta, mikä on noin 55-kertaisesti se mitä suunniteltiin. Maan ajassa mitattuna Opportunity toimi kaikkiaan 14 vuotta ja 293 vuorokautta. Se kulki kaikkiaan 45,16 kilometrin matkan.

Opportunityn laskeutumispaikka oli Meridiani-tasanko, mistä se teki monia jopa mullistavia löytöjä. Se muun muassa äkkäsi pinnalta ensimmäisen Marista koskaan löydetyn meteoriitin. Se tutki parin vuoden ajan huiman upeaa, geologista historiaa täynnä olevaa Victoria-kraatteria, ja loppuaikansa se oli vieläkin hienommalla, suurikokoisella Endeavour-kraatterilla.

Vuonna 2011 se päihitti jo yhden suuren pölymyrskyn, kunnes nyt vuoden 2018 myrsky koitui sen kohtaloksi.

Tämän jälkeen ainoa toimiva laite Marsin pinnalla on Curiosity, joka on ollut siellä vuodesta 2011 alkaen. Seuraavaksi pinnalle laskeutuvat – jos kaikki sujuu hyvin – vuonna 2021 Nasan samanlainen kulkija ja (alla olevassa kuvassa oleva) Euroopan avaruusjärjestön sekä Roskosmosin yhteinen ExoMars-kulkija, joka nimettiin viime viikolla DNA:n salaisuuksia kartoittaneen, mutta (naisena) nobelitta jääneen Rosalind Franklinin mukaan.

Siirtokuntaa Marsiin kaavaillut MarsOne haettu konkurssiin

Ma, 02/11/2019 - 15:47 Jari Mäkinen

Viisi vuotta sitten hollantilainen Bas Lansdorp oli kovasti otsikoissa, kun hänen MarsOne-yhtiönsä oli aikeissa lähettää ensimmäiset ihmiset Marsiin tosi-TV -hengessä. Nyt tälle hankkeelle laitetaan piste, vaikka loppu on ollut selvä jonkin aikaa.

Tämä 2010-luku on ollut jännää aikaa. Niin sanottu Uusi avaruus on puskenut läpi ja tuloksena ovat niin SpaceX:n menestys, ensimmäiset suomalaissatelliitit avaruudessa ja koko joukko hankkeita, jotka ovat enemmän tai vähemmän mullistamassa elämänmenoamme tulevaisuudessa.

Mukaan mahtuu kuitenkin myös suuria kuplia. Start-up -hengessä on luonnollisesti selvää, että suunnitelmien pitää olla suuria ja niistä täytyy pitää suurta ääntä. Muuten yhtiö ei pääse kunnolla edes alkuun, ja hanke lössähtää saman tien. Osa hankkeista tuntuu äkkiseltään kummallisilta, mutta tarkemmin katsoessa ne eivät sitä olekaan – tästä jo klassinen esimerkki on SpaceX:n uudelleenkäytettävät rakettivaiheet. Suuri joukko "asiantuntijoita" kertoi ensin niiden olevan mahdottomia, sitten epätaloudellisia ja nyt he ovat hiljaa.

Osa hankkeista on kuitenkin ollut varsin epäuskottavia heti alusta alkaen. Tällainen oli Bas Lansdorpin ja Arno Wieldersin perustama Mars One. Kaksikon ajatuksena oli hankkia rahoitus Mars-lennolle televisio-oikeuksia myymällä, sponsorisopimuksilla ja joukkorahoituksella. Mukana sponsoreissa oli mm. suomalainen verkkokauppa.com pienellä osuudella.

Jännää suunnitelmassa oli se, että matkaa Marsiin tarjottiin vain yhteen suuntaan. Paluumatkasta tinkiminen pudottaa kustannuksia olennaisesti ja olisi tietysti tehnyt hankkeesta jännittävämmän.

Alkuperäisen, vuonna 2013 julkistetun suunnitelman mukaan astronauttien valinta ja koulutus olisi tapahtunut Selviytyjät-hengessä ja itse lento Marsiin ja siirtokunnan elämä iloine sekä suruineen punaisen planeetan pinnalla olisivat olleet Big Brotherin tapaan lähes suorana katsottavissa kuvaruuduista Maan päällä.

Vaikka matkaan olisi siis lähdetty vain menolippu kädessä, sai yhtiö tuhansia hakemuksia. Niistä valittiin vuonna 2014 yhteensä 705 (418 miestä ja 287 naista), joista olisi seulottu alueellisilla kilpailuilla kuusi nelihenkistä joukkuetta. Nämä olisivat sitten aloittaneet kouluttautumisen Mars-siirtokunnan mallikappaleessa. Koulutus (sekä tosi-TV-show) olisi jatkunut aina Marsiin lähtöön saakka.

Mars-simulaation tarkoitus oli myös testata tekniikkaa ja menetelmiä, joilla miehistöt voivat tulla toimeen Marsissa. Miehistöt olisivat oppineet näin myös tuntemaan laitteensa ja Mars-asemansa toiminnan perinpohjaisesti.

Tähän saakka kaikki oli järkevää, mutta hahmotelmat Mars-siirtokunnan vaatiman tekniikan ja Mars-lentojen kehittämisestä vuoteen 2018 mennessä eivät olleet oikein perusteltavissa muuten kuin ylitoiveikkaalla haaveilulla. Aikomus oli nimittäin käynnistää hanke lähettämällä ensimmäinen hankkeeseen liittyvä lento matkaan vuonna 2018; se olisi ollut Marsiin pinnalle saapuva laskeutuja sekä Marsia kiertämään lähetettäisiin pieni satelliitti, joka välittäisi Marsin pinnalta Maahan videota, kuvia ja tietoa.

Vuonna 2020 olisi ollut vuorossa kulkija, joka olisi etsinyt ennalta valitulta alueelta tarpeeksi tasaisen paikan, mihin siirtokunta voitaisiin perustaa. Sitä avustaisi toinen kulkija ja robotti, joka olisi kuljettanut turvallisen matkan päähän myöhemmin laskeutuvat rahtialukset ryppääksi toistensa viereen. Näistä tulisi aseman runko.

Vuonna 2022 oli aikomus lähettää matkaan kuusi rahtialusta ja rakennusrobotti Marsiin. Ne alkaisivat valmistamaan happea ja vettä Marsin pinta-aineesta sekä valmistelisivat asemaa ensimmäistä miehistöä varten. Sen oli tarkoitus lähteä matkaan vuonna 2024. Eräs tulokkaiden tärkeimmistä ensimmäisistä tehtävistä olisi ollut levittää aurinkopaneeleita ja tehdä kaikkea sellaista, mitä robotit eivät osaa – esimerkiksi kasvihuoneiden toiminnan käynnistäminen ja rahtialusten välisten tunneleiden asentaminen vaatii ihmisiä.

Toinen miehistö olisi laukaistu kohti Marsia vuonna 2026. Ja sitä olisivat seuranneet rahti- ja miehistölennot säännöllisin väliajoin siten, että pystyssä olisi pian ollut siirtokunta.

Sinänsä suunnitelma on pätevä, mutta aikataulu oli täysin epärealistinen, kun ottaa huomioon edessä olevien teknisten ongelmien määrän ja koon. Myös monet asiasta sinänsä innostuneet tutkijat, jotka varmasti olisivat nähneet mielellään hankkeen toteutuvan, laskivat nopeasti, että jo ensimmäinen miehistö olisi ollut pian pulassa. Kuuluisin tällainen kriittinen ääni oli vuonna 2014 MIT:ssa tehty tutkimus, joka osoitti hankkeen aivan epärealistiseksi.

Hanketta myös kritisoitiin epäeettisenä, koska matkalaiset olisivat tulleet kuolemaan Marsissa. Vasta-argumenttina tälle todettiin se, että aikuiset ihmiset saavat tehdä vapaasti vielä vaarallisempiakin temppuja ilman, että kukaan heitä estää.

Yhtä asiaa ei kukaan kriitikoista ole kuitenkaan kiistänyt: ainoa tapa selvittää se, miten ihmiset voivat elää Marsissa, on testata sitä käytännössä. Ja tämä pätee yhä edelleen – myös nyt kun MarsOne on laitettu selvitystilaan.

Lopulta hankkeen kaatoi teknisten ongelmien lisäksi se, että monikaan TV-kanava tai muu media ei uskonut hankkeeseen. On todennäköistä, että ohjelma olisi ollut erittäin pitkäveteistä katsottavaa, etenkin kun Big Brotherin kaltaisia henkilökahnauksia olisi pitänyt pyrkiä välttämään viimeiseen saakka.

Marsin sykettä kuunteleva seismometri otettu käyttöön

To, 01/10/2019 - 19:50 Jari Mäkinen

Marsiin marraskuun lopussa laskeutunut InSight toimii hyvin ja sen tutkimuslaitteiden käyttöönotto etenee suunnitellusti. Nyt punaisen planeetan järistyksiä mittaava seismometri on toimintavalmis.

Ranskalaistekoinen seismometri SEIS on InSight-laskeutujan tärkein tutkimuslaite. Monimutkainen tärinämittari oli 19. joulukuuta saakka laskeutujan päällä, kunnes tuolloin se nostettiin robottikäsivarrella pinnalle.

Ennen nosto-operaatiota maasto laskeutujan vieressä oli kartoitettu tarkasti robottikäsivarressa olevalla kameralla, jotta sille voitiin löytää mahdollisimman hyvä paikka. Paikan piti olla mahdollisimman tasainen ja kaavasuora, eikä siinä saanut olla juurikaan kiviä. Näin seismometri voisi olla mahdollisimman tarkasti kiinni Marsin pinnassa.

Sopiva paikka valittiin noin 1,6 metrin päästä laskeutujasta. Robottikäsivarsi pystyi nostamaan sen sinne juuri sopivasti.

Seismometri laskeutujan päällä ja pinnalla sekä kuvakooste paikasta pinnalla, mihin seismometri asetettiin.

InSightin robottikäsi on siinä mielessä jännä, että tällä kerralla laskeutujan tärkeimmät kamerat ovat siinä kiinni, ja sen ottimena toimii käsivarren päässä noin 15 cm pitkän teräsvaijerin varassa oleva nipistin.

20. joulukuuta seismometriin kytkettiin virta, mutta varmuuden vuoksi robottikäsivarsi pidettiin kiinni seismometrissä 22. joulukuuta saakka. Koska kaikki toimi hyvin ja paikka vaikutti juuri sopivalta, irrotti käsivarsi tuolloin otteensa ja jätti SEIS-laitteen makaamaan pinnalle.

Ensimmäiset kunnolliset havainnot tehtiin joulun aikaan. Havaintopaikka osoittautui hyväksi ja jo ensimmäisissä havainnoissa huomattiin selvästi se vähemmän yllättävä seikka, että havaintojen laatu pinnalla on paljon parempi kuin laskeutujan päällä ollessa. Laskeutujan kannella ollessa seismometri pystyi havaitsemaan sen, miten laskeutuja tärisi hieman tuulen vuoksi, mutta pinnalla tätä häiriötä ei ole. Päiväsaikaan tuuli on voimakkaampaa kuin yöllä, mutta pinnalla maatessaan seismometri ei huomaa eroa yön ja päivän välillä.

Tämä ei ole yllätys, sillä 1970-luvulla Viking 2 -laskeutujassa mukana ollut seismometri oli kiinni laskeutujassa ja se toimi enemmänkin tuulimittarina kuin tärinähavaitsijana. Sen kokemusten perusteella tiedettiin, että hyviä havaintoja voidaan tehdä vain suoraan pinnalla maaten.

Ero Maan ja Marsin välillä tuli esiin jo heti ensimmäisissä havainnoissa: Marsissa ei ole pientä, jatkuvaa seismistä häiriötä, mikä maapallolla tulee merien vesimassojen jatkuvasta liikkumisesta.

Seuraavaksi seismometri asetettiin täsmälleen vaakatasoon. Pinta, jolla mittari sijaitsee, on varsin hyvin vaakasuora, mutta ei täsmälleen. Se on 2,5° kallellaan. 30. joulukuuta laite vakasi itsensä täsmälleen suoraan allaan olevien kolmen pienen tasausjalan avulla.

Vasta tämän jälkeen seismometri kalibroitiin ja sen mittausta tekevät heilurit asetettiin täsmälleen laitteen keskipisteeseen. 1. tammikuuta seismometri oli lopulta täysin toimintakunnossa.

Paitsi että kaksi asiaa oli vielä tekemättä: mutka kaapeliin ja massa kaapelin päälle. SEIS mittaa tärinää niin tarkasti, että Marsin pinnan lämpötilan muutokset saavat aikaan seismometrin laskeutujaan yhdistävässä kaapelissa muutoksia. Lämpölaajenemisen lisäksi sen asento muuttuu hieman. Siksi juuri ennen seismometriä kaapeli tekee pienen kiepin, joka vähentää kaapelista tulevia häiriöitä. Tämä mutka vapautettiin auki 3. tammikuuta.

Massaa asetetaan paikalleen testikappaleella. Kuva: NASA/JPL-Caltech/IPGP/Philippe Labrot

Tämän jälkeen robottikäsivarrella laitettiin kaapelin päälle pieni massa, joka painaa kaapelin tiukasti kiinni pintaan. Nyt laskeutujan puolella massaa olevat tärinät kaapelissa eivät haittaa käytännössä mitenkään. Yllä olevassa kuvassa toimenpidettä harjoitellaan JPL:ssä olevan laskeutujan kaksoiskappaleen avulla.

Näinä päivinä seismometrin päälle laitetaan vielä pallomainen suojakupu, joka vähentää tuulen aiheuttamaa vaikutusta.

Sen jälkeen aloitetaan InSightin toisen tutkimuslaitteen, saksalaisen HP3:n asentaminen. Se tulee nakuttamaan pienen "myyrän" noin viiden metrin syvyyteen pinnan alle. Tästä tulevien pienten tärähdysten avulla seismometriä tullaan kalibroimaan vielä lisää, ja vasta näiden toimien jälkeen sillä aloitetaan varsinaiset, rutiininomaiset mittaukset helmikuun lopussa.

Silti havaintoja tehdään jo nyt: tästä eteenpäin voimmekin odotella jänniä lisätietoja marsjäristyksistä – johtuvat ne sitten itse Marsista tai siihen törmäävistä kappaleista.

Maisemaa laskeutujan ympärillä. Otsikkokuvassa on jalustassa olevan navigointikameran ottama kuva SEISistä pinnalla. Kameran linssin päälle pääsi linssisuojasta huolimatta laskeutumisen aikana tunkeutumaan pölyä ja hiekkaa, joten sen kuvat ovat hieman roskaisia. Onneksi tätä kameraa käytetään vain tämän kaltaisten tarkistuskuvien ottoon.

InSight lasketutui onnistuneesti tylsän tasaiseen paikkaan, ja siksi tutkijat ovat innoissaan

Ti, 11/27/2018 - 03:25 Jari Mäkinen
Toinen InSightin ottama kuva

InSight, Nasan tuorein Mars-luotain laskeutui punaisen planeetan pinnalle maanantaina illalla 21.52 Suomen aikaa. Laskeutuminen sujui suuri suunnitellulla tavalla ja myös laskeutumisalue osoittautui niin tylsän tasaiseksi, mitä etukäteen toivottiin. Pari vuotta kestävä Marsin sisustan sondaaminen voi alkaa.

Toukokuun alussa matkaan lähetetty InSight-laskeutuja saapui perille Elysium Planitia -tasangolle Marsiin juuri toivotulla tavalla. Kyseessä oli jo kahdeksas Nasan tekemä laskeutuminen Marsiin ja ensimmäinen paikallaan pysyvä laskeutuja sitten vuonna 2007 laskeutuneen Phoenix-luotaimen.

Marsissa ja kiertoradalla sen ympärillä on siten juuri nyt kuusi toimivaa Nasan luotainta, minkä lisäksi planeettaa kiertää kaksi eurooppalaisluotainta sekä yksi intialainen. Kaikkiaan siis yhdeksän alusta on parhaillaan tutkimassa punaista planeettaa.

Tarkalleen ottaen InSight ei ole vielä työn touhussa, vaan se on tällä hetkellä vielä pöllähtäneessä tilassa laskeutumisen jälkeen ja se laittaa itseään kuntoon. Ensimmäisten tietojen mukaan laskeutuja on kunnossa ja se on tukevasti Marsin pinnalla vain noin 2° kallistuneessa asennossa.

Se lähetti lähes välittömästi laskeutumisensa jälkeen laskeutumisjalassaan olevan pienen tarkkailukameran ottaman kuva, joka on täynnä pölyä, mutta näyttää millaiselle tasangolle alus saapui. Kamerassa on edelleen varsin hyvin läpinäkyvä pölysuoja, jonka irrottamisen jälkeen kuvien laatu luonnollisesti paranee huomattavasti.

Toinen, yöllä neljän maissa (Suomen aikaa) julkaistu kuva (otsikossa) näyttää maiseman hieman paremmin. Se on eräs kuvista, jotka saatiin kiertoradalla olevan Odyssey-luotaimen välityksellä.

Kuva näyttää, että laskeutujan lähellä on vain muutamia pieniä kivenmurikoita, mutta muutoin maisema on tasaista hiekkaa. Se on aivan erinomainen paikka Marsin sisustan tutkimiseen, koska robottikäsivarsi pystyy varmasti asettamaan seismometrin sopivaan kohtaan pinnalla, joka näyttää nopeasti katsottuna myös oikein sopivalta lämpövuosondille. Se on "myyrä", joka tunkeutuu itseään nakutellen hitaasti syvemmälle Marsin pinnan alle ja pystyy lähettämän sieltä muun muassa lämpötilatietoja.

Aivan aluksi laskeutujan robottikäsivarressa olevien kameroiden avulla otetaan kuitenkin tarkkoja kuvia ympäröivästä maisemasta ja maastosta, ja näiden perusteella valitaan paikka, mihin seismometri voidaan laittaa. Laskeutujassa ei ole siis perinteiseksi jo muodostunutta kameramastoa, vaan 1,8 metriä pitkä robottikäsi toimii myös kameramastona. Se otetaan käyttöön kahden vuorokauden kuluttua.

Kyseessä ei ole ensimmäinen kerta, kun laskeutuja koittaa havaita Marsin järistyksiä, mutta ensimmäinen kerta, kun siinä toivottavasti onnistutaan. 1970-luvun puolivälissä laskeutuneissa Viking-aluksissa oli myös seismometrit, mutta ne olivat laskeutujien rungossa kiinni, ja lopulta muun muassa Marsin kaasukehässä olleet tuulet saivat aikaan enemmän signaaleita kuin järistykset. Nyt seismometri asetetaan suoraan kiinni marsperään ja lisäksi sen ympärillä on erityinen tuulisuoja, joka toivottavasti saa aikaan sen, ettei seismometri toimi tällä kerralla tuulimittarina.

Siinä missä seismometri on tehty Ranskassa, on toinen laskeutujan pääinstrumentti HP3 tehty Saksassa. Tämä koettaa tutkia sitä, miten lämpö siirtyy Marsin pinnan alla. Laite tunkee toivottavasti jopa viiden metrin syvyyteen pinnan alle "myyrän", jonka perässä on antureilla varustettu johto. Näin mittaustietoja saadaan paitsi syvältä, niin myös eri syvyyksiltä.

Tietoja Maahan laskeutujasta välitettiin kahden pienen nanosatelliitin avulla. MarCO-nimiset laitteet ovat ensimmäisiä planeettainväliseen avaruuteen lähetettyjä cubesat-standardin mukaisia laitteita.

Ne laukaistiin kohti Marsia samalla raketilla InSightin kanssa, mutta ne ovat lentäneet kumpikin erillään ja ne hujahtivat tänään Marsin ohitse. Yllä on MarCO-B:n, toisen kahdesta laitteesta, ottama kuva Marsista vain noin 10 minuuttia InSightin laskeutumisen jälkeen. Kuvan ottohetkellä se oli noin 6000 kilometrin päässä Marsista.

MarCO:t tallensivat muistiinsa muitakin kuvia ja tietoja, joita ne lähettävät Maahan lähipäivien kuluessa. Sen jälkeen niiden tehtävä on ohi onnistuneesti: ne todistivat, että pikkusatelliiteilla on mahdollista tehdä tärkeää työtä myös planeettatutkimuksen alalla.

Juuri parhaillaan Jet Propulsion Laboratoryssä olevassa lennonjohdossa odotellaan ensimmäisiä kuvia laskeutujasta, jotka on otettu kiertoradalla olevilla luotaimilla. Mars Reconnaissance Orbiterin tarkalla kameralla koetettiin saada kuva laskeutujasta sen ollessa laskuvarjonsa varassa putoamassa alas kohti planeettaa. Kuva olisi paitsi upea ja suuri taitavuuden osoitus kameratiimiltä, niin myös hyödyllinen tulevia lentoja suunniteltaessa. Kuvan avulla kun voidaan tarkistaa miten laskuvarjo käyttäytyy todellisissa olosuhteissa.

Kiertoradalla olevat luotaimet koettavat myös napata kuvia laskeutujasta heti kuin mahdollista. Ensimmäisenä ehti Odyssey, jonka kuvien avulla saatiin myös varmuus siitä, että laskeutujan aurinkopaneelit ovat avautuneet normaalisti. Vahvistuksen saapuminen kesti hieman odotettua kauemmin, mikä ennätti herättämään jo hieman huolta – ilman avoimia aurinkopaneeleita laskeutuja olisi hiipunut akkujen virran loppuessa.

Mutta kaikki on nyt siis hyvin.

Laskeutujan pitäisi näyttää nyt tällaiselta Marsin pinnalla ollessaan. Tämä kuva on piirros – näin hyvään laatuun eivät kiertoradalta otetut kuvat sentään yllä.

Nasan InSight-luotain laskeutui juuri Marsiin - mutta minne?

Ma, 11/26/2018 - 20:54 Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA/JPL-Caltech/Lyle Tavernier

InSight-luotain laskeutui onnistuneesti Marsiin. Sen on tarkoitus perehtyä planeetan sisuksiin täysin uusilla tavoilla. Kerromme tässä jutussa laskeutumispaikasta ja sen valintaperusteista tarkemmin.

NASAn InSight-luotain laskeutui Marsiin 26.11.2018 kello 21.54 Suomen aikaa. Tiedetuubi seurasi tapahtumia livenä ja raportoi onnistuneesta laskeutumisesta.

InSightin laskeutumispaikka sijaitsee aivan päiväntasaajan pohjoispuolella: 4.5° pohjoista leveyttä ja 135.9° itäistä pituutta. Tarkemmin sanottuna Elysium Planitia -nimellä tunnetun tasangon länsiosissa.

Maapallolla vastaavat koordinaatit osuisivat Tyyneenmereen 650 kilometriä Uuden-Guinean saaresta pohjoiseen. Marsin tapauksessa kyse on pohjoisista alangoista, jotka ovat kenties myös joskus olleet sikäläisen meren peitossa.

Aluetta voisi kuvailla "tarkoituksella tylsäksi". Alueen pinta on moneen kertaan muokkautunutta tuliperäistä ja veden tuomaa ainesta, jotka peittävät muinaisia laavatasankoja ja sitä mahdollista merenpohjaa. Satelliittikuvista erottuvia mielenkiintoisimpia asioita ovat pienet kraatterit ja tuulen tuivertama lakeus.

Planeettageologi Ingrid Daubar sanoo, että valinnalla on järkisyyt. "Juuri laavatasangot ovat Marsin turvallisinta seutua, sillä ne ovat tasaisia ja niillä on vain vähän kiviä. Mitkä tahansa rinteet voisivat haitata InSightin laskeutumista. Emme halua sen pysähtyvän vaappumaan yksi jalka kiven päällä. Halusimme myös varmistaa että laskeutujan vieressä on paikat joille tieteelliset laitteet voi laskea."

InSightilla on kaksi päälaitetta. Toinen on seismometri, joka rekisteröi Marsin pinnan tärinää ja toinen, muutaman metrin syvyyteen kaivautuva "myyrä" tai virallisemmin "itsehakkautuva naula", seuraa pinnan alta tulevaa lämpövuota. Lisäksi mukana on säätilaa mittaava laite sekä heijastin, jota voidaan myöhemmin käyttää pinnan tarkassa laserskannauksessa. (Apollo-astronautit jättivät Kuun pinnalle vastaavia peilejä, joiden avulla on esimerkiksi määritetty kuinka nopeasti kiertolaisemme etääntyy Maasta.)

InSightin seismometri ja myyrä asetetaan pinnalle robottikäden avulla, ja paikka valitaan Nasan kulkijoiden kameroista kehitetyillä uusilla kameroilla. InSightin on kuitenkin turha odottaa ottavan henkeäsalpaavia panoraamakuvia, sillä kamerat on tarkoitettu juuri laitteiden toiminnan varmistamiseen.

Eikä maisemankaan odoteta olevan kummoinen.

"Emme oikeastaan juurikaan välitä siitä mitä pinnalla on, paitsi aivan lähiympäristössä jahka laskeutuminen saadaan hoidettua. Sitten haluamme varmistaa että laitteet pystyvät tekemään työnsä. Seismometrin täytyy asettua tasaisesti ja tukevasti alle 15 asteen rinteeseen. Itseporautuvan "myyrän" eli HP3-laitteen täytyy pystyä kaivautumaan pinnan alle ongelmitta. Siksi pinnan täytyy olla rikkoutunutta hienojakoista ainesta eikä mitään todella kovaa ainesta. Joukossa ei saa olla paljoa kiviä, tai laite ei pääse riittävän syvälle pinnan alle."

Vain pienellä ratamuutoksella olisi päästy tutustumaan lähialueiden erikoisuuksiin, kuten vulkaaniseen tuhkaan hautautuneeseen vain muutaman miljoonan vuoden ikäiseen ahtojääalueseen, eräisiin planeetan suurimpiin tulivuoriin, tai mittaviin laavatasankoihin. Nuoria pohjoisia alankoja ja vanhoja eteläisiä ylänköjä jakava vyöhykekin alkaisi vain muutaman sadan kilometrin päästä. Curiosity-kulkija on juuri niillä seuduin tutustumassa planeetan vesihistoriaan.

"Valitsimme Elysium Planitian koska InSight on hieman erilainen kuin aiemmat [Mars]lennot. Insightilla on tarkoitus tutkia asioita, joita voitaisiin tutkia melkein missä vain Marsin pinnalla. Laskeutumispaikka valittiin enemmänkin teknisten kriteerien kuin tieteen mukaan", Daubar selittää.

"Tämä on aurinkokennolento, eli saamme kaiken energian auringosta. On hyvä olla päiväntasaajan lähellä, sillä se maksimoi energiamäärän." Luotaimen on tarkoitus pysyä toiminnassa vähintään yhden Marsin vuoden verran eli 690 päivää, joten pysyvä energianlähde on tarpeen.

Alueen tuli myös sijaita mahdollisimman matalalla. Näin kaasukehän jarrutusvaikutus saadaan käytettyä mahdollisimman tehokkaasti hyödyksi. Pääasia tietysti on, että InSight pääsi turvallisesti pinnalle ja onnistuu tutkimaan pinnanalaista maailmaa.

InSightin laskeutumisellipsi on harvinaisen suuri. Se on huimat 130 x 30 kilometriä, kun esimerkiksi Curiosity-mönkijän ellipsi oli kooltaan vain 20 x 7 km. Toisaalta laitteiden tekniset tavoitteet ovat aivan erilaiset. InSightin ei ole tarkoitus perehtyä yksityiskohtiin vaan planeetan yleiseen olemukseen.

InSightille oli määritetty laskeutumisellipsi, jonka alueelle se päätyi noin 99 prosentin todennäköisyydellä. Vastaava alue määritetään mille tahansa alukselle, joka syöksyy kaasukehän läpi suurella nopeudella kohti pintaa. Paikan epätarkkuuteen vaikuttavat esimerkiksi eri korkeuksilla vallitsevat tuulet ja kaasutiheydet, sekä muut pienet etukäteen ennustamattomat asiat. Aivan tarkan laskeutumispaikan tavoittelu olisi vaikeaa, sillä laitteen täytyisi pystyä reagoimaan aktiivisesti pieniin muutoksiin lentoradassa. Tämä lisäisi laitteiston monimutkaisuutta ja virheiden sattumisen riskiä aivan turhaan.

Kirjoittaja on Marsin geologiaan erikoistunut planetologi.

Päivitys 22.40: Juttua päivitetty tiedolla onnistuneesta laskeutumisesta.

Otsikkokuva: JPL:n harjoittelija Heather Lethcoe odottelee InSightin laskeutumista (NASA/JPL-Caltech/Lyle Tavernier)

Koe InSightin laskeutuminen Marsiin uudelleen VR-videolla

Tiedetuubin suora laskeutumisseuranta InSightin laskeutumisesta on päättynyt. Laskeutuminen onnistui erinomaisesti ja InSight on toimintakykyisenä Marsin pinnalla valmiina aloittamaan kahden (Maan) vuoden ajan kestäväksi suunnitellun toimintansa.


Klo 22.40

Seuranta päättyy, mutta Mars-asia ei lopu tähän. InSight-kuulumisia odotellessa kannatta lukea, katsoa ja kuunnella vaikkapa näitä juttuja:

  • Nasan InSight-luotain laskeutui juuri Marsiin - mutta minne?
  • 10 tärkeintä asiaa, jotka tänään laukaistusta Mars-laskeutujasta on hyvä tietää
  • Seuraava Mars-luotain on matkalla – nyt tutkitaan planeetan järistyksiä ja porataan pinnan alle

    Klo 22.16

    InSightin virallinen laskeutumisaika oli 11:52:59 PST, eli Kalifornian paikallisaikaa, eli kello 21.52.59 Suomen aikaa. Signaali otettiin tuolloin vastaan Maassa, mutta se oli lähtenyt jo noin 8,1 minuuttia aikaisemmin laskeutujasta. Sen oman kellon mukaan laskeutuminen tapahtui 19:44:52.

    Klo 22.20

    Kunhan InSight on avannut aurinkopaneelinsa, alkaa se kuvata tarkasti ympäristöään. Ensimmäiset kuvat otetaan jo nyt heti, mutta varsinainen laskeutumispaikan kartoitus alkaa 28. marraskuuta. Joulukuun 10. päivään mennessä on ennakkosuunnitelman mukaan saatu niin paljon kuvia, että niiden perusteella voidaan päättää paikka laskeutujan vieressä, mihin seismometri voidaan laskea robottikäsivarrella.

    SEIS-hankkeen vetäjä Philippe Laudet Ranskan kansallisesta avaruustutkimuskeskuksesta sanoo, että "paikan pitää olla mahdollisimman tasainen, eikä siinä saa olla liian suuria kiviä."

    "Sen jälkeen robottikäsivarsi ottaa kiinni seismometristä ja nostaa sen alas pinnalle sopivaan aikaan. Oletamme, että tämä tapahtuu 4. tammikuuta mennessä, koska nykyisen suunnitelman mukaan silloin aloitetaan saksalaisen HP3-mittalaitteen asentaminen.

    Tammikuun lopusta alkaen kumpaakin laitetta valmistellaan siis käyttöön ja koska lämpövuoinstrumentti porautuu alaspäin pienten iskujen avulla, voidaan näitä pieniä tärähdyksiä käyttää seismometrin kalibrointiin ja testaamiseen. "Ja aina kun naapurimme ei metelöi nakutuksillaan, kuuntelemme Marsia – mikä on tietysti suurin osa ajasta. Laitteen kalibrointi ja käyttöönotto jatkuu maaliskuun loppuun saakka, minkä jälkeen aloitamme varsinaiset tieteelliset mittaukset."

    Klo 22.03

    Laskeutuminen onnistui erinomaisesti ja juuri suunnitelman mukaan. Siitä saatu telemetria kertoo sen toimivan hyvin. InSight lähetti jo ensimmäisen kuvansa, joka tosin ei ole erityinen: kamerassa on edelleen pölysuoja päällä, ja siksi kuva on suttuinen. Kun suoja poistetaan, ovat kuvat (toivottavasti) parempia. Kuva kertoo kuitenkin myös osaltaan laskeutujan toimivan hyvin.

    Parempia kuvia on odotettavissa noin viiden tunnin päästä, kun suoja on irrotettu ja kiertoradalla oleva Odyssey välittää niitä laskeutujasta Maahan.


    Klo 21.57

    InSight on siis laskeutunut pehmeästi Marsin pinnalle ja on hyvässä kunnossa. Nut kuinkin alkaa sen valmistelu tutkimuksia varten: laskeutuja avaa pyöreät aurinkopaneelinsa ja tarkistaa, että sen kaikki systeemit ovat kunnossa.

    Klo 21.54

    InSight on laskeutunut! Signaali pinnalta kertoo kaiken menneen hyvin!

    Klo 21.49

    Nyt laskeutumisen suurin kuumennus, kun kaasukehän kitka (eli "ilmanvastus") hidastaa alusta. Tämä synnyttää kuuman kaasukuplan aluksen ympärille ja siksi telemetriatiedot ovat katkenneet - aivan kuten oletettiin.

    Klo 21.47

    InSight osuu nyt Marsin kaasukehään. Tähän saakka kaikki on sujunut suunnitelman mukaan, mutta tästä eteenpäin on jännää...

    Klo 21.43

    InSightin mukana kohti Marsia lähti kaksi pientä luotainta, MarCO:a. Ne lentävät Marsin ohi, mutta kuuntelevat tapahtumia laskeutumisen aikana. Niistä on saatu nyt myös signaali.

    Klo 21.40

    Nyt se on menoa! Kiertorataosa irtoaa. Odotellaan vahvistusta.

    Klo 21.35

    Nyt lennonjohto ei voi enää kuin odottaa ja seurata tapahtumia. Laskeutuja on omillaan. Tiedot Maahan saadaan 8,1 minuuttia varsinaisten tapahtumien jälkeen.

    Klo 21.28

    Matkaa Marsiin on nyt enää 4700 km. Noin puoli tuntia laskeutumiseen. Laskeutumisen ensimmäinen tärkeä hetki koittaa klo 21.40, kun laskeutuja irtoaa sitä planeettainvälisen avaruuden läpi kuljettaneesta osasta. Tarkalleen ottaen InSight on nyt kapselin sisällä, jonka "alapuolella" on lämpökilpi ja "yläpuolella" suoja sekä laskuvarjo.

    Marsin kaasukehään InSight saapuu klo 21.47 ja siitä alkaa seitsemän minuuttia kestävä tiivis toiminta, niin sanottu "seitsemän helvetillistä minuuttia" tai "7 mins of terror".

    Klo 21.20

    Marsissa on ollut viime aikoina paljon pölymyrskyjä (ja kesällä ollut koko planeetan peittänyt sellainen koitui Opportunity-kulkijan kohtaloksi) ja viime aikoina tilannetta on seurattu hyvin tarkasti. Näytti siltä, että laskeutumisalueella olisi ollut nyt myrsky, mutta tilanne ei ole onneksi mitenkään paha.

    Laskeutuja piti kuitenkin tehdä sellaiseksi, että se kestäisi pölymyrskyn, jos sellainen olisi ollut nyt laskeutumisen aikaan. Laskeutumispäivää kun ei voinut muuttaa, vaan alas oli mentävä säässä kuin säässä.

    Siksi muun muassa laskeutujan lämpökilpi on hieman paksumpi kuin oli Phoenix-laskeutujalla. Tämä siksi, että pölymyrskyn läpi syöksyessä lämpökilpi kuluu enemmän ja nopeammin kuin "normaaleissa" olosuhteissa.

    Lämpökilpi on muuten tehty korkista.

    Klo 21.12

    Laskeutuminen Marsiin ei ole helppoa, vaikka nyt se osataan paljon paremmin kuin aikaisemmin. Paitsi että laskeutumisia on tehty jo aika paljon, niin nyt Marsia ja laskeutumispaikkaa pystytään havaitsemaan koko ajan Marsin kiertoradalla olevilla luotaimilla. Heti laskeutumisen jälkeen laskeutujasta voidaan ottaa myös kuva, joka voi myös näyttää ovatko esimerkiksi aurinkopaneelit auki.

    Nasan omien luotaimien lisäksi Euroopan avaruusjärjestön Mars Express ja TGO auttavat laskeutumisessa. Lisäksi laskeutujan lähettämiä viestejä otetaan vastaan suoraan Maan päällä suurilla radioteleskoopeilla, jotka pystyvät itse asiassa seuraamaan laskeutujan rataa alle metrin tarkkuudella – mutta rata voidaan laskea vasta jälkikäteen.

    Klo 21.05

    InSight perustuu vuonna 2007 Marsiin laskeutuneeseen Phoenix-laskeutunaan, joka puolestaan perustuu vuonna 2009 lentäneeseen Mars Polar Lander -alukseen. Viimeksi mainittu tosin syöksyi Marsiin ja koska sen tuhoutumisen syytä selvitettiin pitkään siksi, että laskeutuja ei lähettänyt kriittisten vaiheiden aikana tietoja, tiedottaa InSight nyt koko ajan laskeutumisen sujumisesta.

    Phoenix onnistui laskeutumisessa erinomaisesti ja ainakin telemetriatietojen mukaan InSight on nyt myös oikein hyvässä kunnossa.

    Klo 21.01

    Tervetuloa Tiedetuubin laskeutumisseurantaan! Laskeutumisen seuranta on siinä mielessä miellyttävämpää kuin esimerkiksi raketin laukaisun seuranta, koska tiedämme täsmälleen, että laskeutuminen tapahtuu – odottamista, mutta ei epävarmuutta muusta kuin siitä, että meneekö kaikki suunnitellusti.

    Ensimmäinen viesti ennen seurannan alkua

    Kuten aina avaruuslennoilla, on tätä laskeutumista harjoiteltu tiiviisti etukäteen ja lennonjohdolla on tarkat suunnitelman monien erilaisten häiriötilanteidenkin varalle.

    Lopulta kuitenkin kyse on hyvästä onnesta. Siksi Jet Propulsion Laboratoryn suuressa lennonjohtohuoneessa on maapähkinöitä. Tämä perinne alkoi vuonna 1964, kun Ranger 7 -luotain oli syöksymässä Kuuhun. Ranger-alukset eivät laskeutuneet, vaan törmäsivät Kuuhun ja ideana oli ottaa siltä vastaan kuvia sekä tietoja viimeiseen saakka ja saada näin tarkkoja kuvia Kuun pinnasta.

    Jostain syystä tuolloin lennonjohdon syömistä maapähkinöistä muodostui seuraavilla lennoilla perinne ja nyt yksikään Nasan planeettaluotain ei tee mitään kriittistä toimenpidettään ilman onnea tuottavia maapähkinöitä.

    Nykyisin homma on tietysti paisunut siten, että näitä maapähkinöitä tehdään erikoisetiketillä ja niitä myydään myös yleisölle JPL:n matkamuistomyymälässä.

  • Avainsanat

    InSight laskeutuu Marsiin – alkaa pian kuunnella punaisen planeetan sydämenlyöntejä

    Nasan uusin Mars-laskeutuja syöksyy punaisen planeetan pinnalle tänään illalla Suomen aikaa. InSight on nimensä mukaisesti laskeutuja, jonka tehtävänä on tutkia Marsin sisustaa. Seuraamme tapahtumia tästä alkaen hetki hetkeltä.


    Juuri nyt, kello 19:30 Suomen aikaa, on laskeutuminen vain vähän yli kahden tunnin päässä. InSight on 38 000 kilometrin päässä Marsin pinnasta ja syöksyy sitä kohden 5,5 kilometrin sekuntinopeudella.

    Alus on törmäyskurssilla Marsin kanssa – se ei siis asetu ensin kiertämään planeettaa, vaan syöksyy suoraan sen pinnalle.

    Tapahtumat alkavat 47 minuuttia ennen laskeutumista, kun InSightin ja laskeutumislaitteiden lämmittimet laitetaan päälle. Pian laskeutujaa läpi avaruuden ohjannut pieni osa irrotetaan ja laskeutuja suojakapselinsa sisällä jatkaa yksin eteenpäin.

    Se syöksyy suoraan planeetan kaasukehään ja alla oleva lämpökilpi suojaa sitä. Kaasun kitkakuumennus alkaa noin 126 kilometrin korkeudessa.

    Laskuvarjo avautuu noin 12 kilometrin korkeudessa ja lämpökilpi irrotetaan noin 10 kilometrin korkeudessa. Nyt laskeutujan kamera pääsee näkemään hyvin alas Marsin pintaan. Laskuteline avautuu noin viiden kilometrin korkeudessa ja myös tutka alkaa nyt mitata tarkkaa korkeutta.

    Noin 1100 metrin korkeudessa laskeutuja putoaa kapselistaan ja samalla se irtoaa laskuvarjosta; se on nyt vapaassa putoamisliikkeessä alaspäin 215 kilometrin tuntinopeudella.

    12 pientä rakettimoottoria syttyy ja laskeutuja hidastaa putoamisnopeuttaan tutkan ohjaamana. Se tarkkailee laskeutumispaikkaansa ja osaa välttää siinä olevia mahdollisia vaarallisia kiviä. Se myös kääntyy tässä lennon loppuvaiheessa siten, että sen tuleva työskentelyalue osoittaa etelään ja aurinkopaneelit levittäytyvät itä-länsi-suuntaan.

    Laskeutuminen 50 metrin korkeudesta pinnalle tapahtuu noin puolessa minuutissa, siis kohtalaisen hitaasti ja rauhallisesti. InSight osuu pintaan lopulta reipasta kävelyvauhtia, 8,6 km/h.

    Jos kaikki käy hyvin, on InSight klo 21.47 Suomen aikaa Elysium Planitian pinnalla Marsissa. Tieto laskeutumisesta saadaan Maahan kahdenksan minuutin kuluttua tästä, kun radioviesti on kulkenut avaruuden halki Marsista lennonjohtoon.

    Lentoa hallitaan Jet Propulsion Laboratorystä, Kaliforniassa Los Angelesin luona Pasadenassa sijaitsevasta Nasan planeettaluotainkeskuksesta. JPL on vastannut kaikista aikaisemmista amerikkalaisista Mars-lennoista, ja vaikka kertyneen kokemuksen avulla laskeutuminen tapahtuu paljon luotettavammin kuin aikanaan, on se silti raju ja suurienerginen tapahtuma, missä pienikin virhe voi johtaa tuhoon.

    Yllä olevalla videolla JPL:n teknologiajohtaja Bob Manning selittää (englanniksi) mitä laskeutumisen aikana tapahtuu.

    Vaikka moni asia voi mennä vikaan, on InSightillä takanaan kuitenkin jo yksi laskeutuminen, sillä vuonna 2007 Marsiin laskeutunut Phoenix-laskeutuja käytti samaa tekniikkaa. InSight perustuu teknisesti suoraan Phoenixiin, joka onnistui tehtävässään erinomaisesti. Käytönnössä InSight on täysin samanlainen, mutta sen mukana olevat tutkimuslaitteet ovat erilaisia ja laskeutujaan on tehty pieniä parannuksia – onhan Phoenixin lennosta kulunut jo vuosikymmen ja tekniikka on mennyt eteenpäin.

    InSight on myös hieman painavampi (608 kg vs. 573 kg).

    Kolmas olennainen eroavaisuus on laskeutumispaikka, joka sijaitsee päiväntasaajan tuntumassa 1,5 kilometrin korkeudessa. Suurempi korkeus tarkoittaa sitä, että kaasukehä ei ennätä hidastamaan laskeutumista niin paljoa kuin edellisellä kerralla. Tämä ei kuitenkaan ole ongelma; joka tapauksessa laskeutuja on suunniteltu toimimaan erilaisissa olosuhteissa ja esimerkiksi laskeutumispaikan säätila (mitä kiertoradalla olevat luotaimet ovat tarkkailleet) on otettu huomioon laskeutumisohjeissa, jotka on lähetetty InSightille juuri nyt ennen laskeutumista.

    Lisää tietoa lennosta ja InSightistä on alla olevissa linkeissä sekä Ylen kesällä lähetetyssä Tiedeykkösessä, jonka voi kuunnella edelleen Yle Areenassa.

    Nasa välittää laskeutumisen tunnelmia suorana JPL:stä laajemmin kuin koskaan netissä ja videosyötettä voi seurata myös Tiedetuubissa. Tiedetuubi on kuitenkin paikan päällä Pasadenassa ja välittää lisäksi huomioita sekä kommentteja omassa seurannassaan. Seuranta alkaa klo 21.

    Avainsanat

    Marsin myrsky alkaa olla ohi, mutta milloin Oppy soittaa kotiin?

    Pe, 08/17/2018 - 19:00 Jari Mäkinen
    Mars myrskyn kourissa ja selkeänä

    Hurja hiekkamyrsky Marsissa alkaa hiipua vähitellen, joten taivas Opportunity-kulkijan yläpuolella alkaa vähitellen päästää Auringon valoa lävitseen. Mutta kulkija ei ole vielä herännyt henkiin – tai ainakaan siitä ei ole vielä kuultu pihaustakaan. Pitäisikö alkaa pelätä jo pahinta?

    Se, että Marsissa myrskyää, ei ole mitenkään harvinaista. Mutta se, että myrsky on näin tujakka ja kestää kuukausia, on harvinaisempaa. Ennen kuulumatonta se ei kuitenkaan ole, joskin tästä kerrasta verrattuna aikaisempiin tekee hieman erikoisen se, että nyt sen pinnalla on kaksi toimivaa avaruusalusta. Tai siis kulkijaa: Opportunity ja Curiosity.

    Curiosity saa sähkönsä mukanansa olevasta ydinparistosta, joten se ei ole ollut myrskystä moksiskaan. Sen sijaan pienempi ja vanhempi Opportunity luottaa virransaannissaan aurinkopaneeleihin, ja sen toimintaan taivaan sumeneminen myrskyn nostattaman pölyn vuoksi on vaikuttanut olennaisesti.

    Siitä ei ole kuultu mitään sitten kesäkuun 10. päivän, jolloin siihen oltiin viimeisen kerran yhteydessä.

    Oletettavasti kulkija Opportunity, eli tuttavallisesti Oppy, asettui silloin varotilaan, kun sen aurinkopaneelit eivät tuottaneet juurikaan sähköä ja akkujen varaustaso laski kriittiselle tasolle. Silloin, säilyttääkseen akuissa minimivarauksen, se meni horrokseen odottamaan tilanteen paranemista.

    Nyt myrsky osoittaa laantumisen merkkejä ja Marsin pinta on kuvissa tullut jälleen näkyviin punertavan mössön alta.

    Tämän mössön, taivaalla leijuvan pölyn vuoksi Aurinko oli käytännössä näkymätön. Kaasukehän valonläpäisykykyä mitataan arvolla nimeltä tau, mikä on sitä parempi, mitä pienempi luku on. Normaalisti se on luokkaa 0,5, mutta pahin myrskyn aikana mitattu tau oli 10,8. Pinnalla oli silloin kuin iltahämärä koko ajan.

    Tilanne on nyt koko ajan parantunut, ja sitä seurataan jatkuvasti kiertoradalla olevalla Mars Reconnaissance Orbiter -luotaimella. Sen kamera ottaa kuvia, joiden perusteella voidaan määrittää tau.

    Oppyn toiminnasta vastaavien insinöörien mukaan laskeutujan aurinkopaneelit alkavat tuottaa riittävästi energiaa toimintaan silloin, kun tau on 2 tai parempi. Juuri nyt ollaan lähes tässä arvossa, joten kulkijaa odotellaan jälleen linjoille.

    Vaikka edellisestä yhteydestä on jo yli kaksi kuukautta, ollaan lennonjohdossa toiveikkaita. Kulkijan akut ovat olleet hyvässä kunnossa ja arvioiden mukaan lämpötila myrskyn aikana ei ole laskenut liian matalaksi. Tilanne on sama kuin Suomessa talvella: kun on pilvistä, on harvoin paukkupakkasia. Marsissa lisäksi nyt on kesäaika, jolloin lämpötila on kohtalaisen korkealla. Itse asiassa lämpö saa sielläkin myrskyt nousemaan samaan tapaan kuin kesäkausi saa hurrikaanit henkiin täällä Maassa.

    Juuri nyt kulkijaa kuunnellaan päivittäin kahdella tapaa: niin suoraan Nasan Deep Space Networkin suurilla antenneilla, kuin myös lähempää Marsia kiertävistä luotaimista. Sitä myös skannataan hieman laajemmalla aallonpituusalueella kuin se normaalisti lähettää, sillä on mahdollista, että taajuus on vähän muuttunut.

    Pölyn kerääntyminen aurinkopaneelien pinnalle ei ole ollut aiemmin ongelma, sillä vaikka myrskyn aikaan ilmassa on paljon pölyä ja sitä laskeutuu myös aurinkopaneelien pinnalle, on myrskyn aikaan myös normaalia paljon voimakkaampia tuulia, jotka puhaltavat kerääntynyttä pölyä pois paneelien päältä. Kuvaparissa on Opportunity tammikuussa ja maaliskuussa 2014 – silloin pölyä kerääntyi parissa kuukaudessa paljon, mutta sitten se puhaltui pois.


    Kolme vikamahdollisuutta – plus yksi ikävä vaihtoehto

    Se, että Oppy ei ole ottanut yhteyttä, voi johtua konkreettisesti yhdestä seuraavista vaihtoehdoista:

    Liian vähän virtaa johtaa tilaan, missä kulkija asettuu varotilaan odottamaan valoa ja sitä, että aurinkopaneelit tuottavat taas enemmän sähköä. Kun virtaa taas riittää, se alkaa toimia jälleen normaalisti.

    Kellovika horroksen aikana voi johtaa siihen, että kulkija ei tiedä mitä kello on ja siksi se ei osaa lähettää viestiään oikeaan aikaan. Se on ohjelmoitu hätätilanteessa päättelemään ajan hetkeä esimerkiksi Auringon nousun ja laskeutumisen avulla, mutta nämä ajat ovat epätarkkoja.

    Radiovikavaroitus tarkoittaa sitä, että jos kulkija ei ole ollut pitkään aikaan yhteydessä Maahan, se voi olettaa, että sen radiolaitteet eivät toimi. Onneksi radioita on useita, ja mikäli pääradio ei ole käytössä esimerkiksi juuri tämän varoituksen vuoksi, kulkija yrittää ottaa yhteyttä heikkotehoisempien ja hitaampien radiolinkkien avulla.

    Ja on myös mahdollista, että jokin on mennyt rikki niin pahasti, että kulkija joko ei toimi lainkaan tai se ei vain pysty mitenkään olemaan yhteydessä. Hyvin matala lämpötila saattaisi saada aikaan vikoja, mutta nyt tosiaankin lämpötila on ollut siedettävä koko ajan.

    Niinpä lennonjohdossa ollaan toiveikkaita, että Oppy ottaa vielä yhteyttä. Siihen saattaa mennä vielä viikkoja, tai sitten se voi tapahtua jo huomenna. Kun ja jos niin käy, ensimmäiseksi lennonjohto selvittää missä tilassa kulkija, sen systeemit ja virtajärjestelmä akkuineen ja aurinkopaneeleineen on, sekä onko paneelien pinnalle kerääntynyt paljonkin pölyä. Tämä selvitetään yksinkertaisesti selfieitä ottamalla.

    Sen jälkeen kulkijaa ja sen syeteemejä käynnistellään vähitellen vähän samaan tapaan kuin ihmistä herätellään koomaan vaipumisen jälkeen. Ja siihen menee kenties kuukauden päivät, ennen kuin Oppy voi jatkaa toimiaan normaalisti – jos se voi enää jatkaa toimiaan kuten ennen.

    Otsikkokuvassa on kuvakaappaus tästä animaatiosta (latautuminen kestää hetken!), joka näyttää rinnakkain Marsin toukokuussa ja heinäkuussa. Ero on olennainen!