Marsin sykettä kuunteleva seismometri otettu käyttöön

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.

Kiinan kuukulkijan päivätorkut ovat ohitse

Jadekani2 kraatterilla

Hiljaisuus Kiinan kuulaskeutumisen ympärillä toivottavasti päättyy tänään, kun suunniteltu tauko Chang'e-4:n ja Yutu-2:n toiminnassa päättyy tänään. Kulkija otti noin viikon kestäneet torkut välttääkseen Auringon liiallista kuumennusta.

Kuun Maahan näkymätön "pimeä puoli" on kaikkea muuta kuin pimeä juuri nyt, koska Aurinko paistaa sinne todella hyvin. Kuu pyörii hitaasti akselinsa ympäri, kerran noin kuukaudessa (tarkalleen 27 vuorokaudessa), joten päivä ja yö kestävät siellä kumpikin noin kaksi viikkoa (13 Maan vuorokautta).

Kiinalaiset valitsivat laskeutujalleen laskeutumisajan 3. tammikuuta juuri tämä mielessään: Chang'e-4 laskeutui pinnalle Kuun "aamupäivällä", eli kun Aurinko oli jo hyvin näkyvissä laskeutumispaikalta ja laskeutuja pystyi saamaan hyvin energiaa aurinkopaneeleillaan heti laskeutumisen jälkeen. Laskeutujalla olisi näin myös aikaa lähes kaksi viikkoa ennen kuin yö tulee – ja yö on aina pieni riski, koska silloin lämpötila laskee noin -170°C:n tienoille.

Kuun etelänavalla lämpötila saattaa olla jopa noin -240°C keskiyöllä, mutta vaikka laskeutuja ja kulkija ovat Kuun eteläisellä pallonpuolella suuren kraatterin sisällä, ei näin alas todennäköisesti mennä laskeutumispaikalla.

Jos yön aikana vaarana on jäätyminen ja matalan lämpötilan aiheuttamat ongelmat, ovat nyt keskipäivän aikaan hankaluudet juuri päinvastaisia. Lämpötila on noin 130°C, mihin lisäksi täytyy laskea sähkölaitteiden tuottama lämpö: varmuuden vuoksi kulkija ja laskeutuja laitettiinkin viettämään nyt vähän aikaa hiljaiseloa, jotta kuumuus niiden sisällä ei nousisi liian suureksi.

Tauko päättyy siis tänään ja pian odotettavissa Kuusta on jälleen uusia kuvia ja tietoja!

Maa ja Kuu linkkisatelliitti Queqiaon näkemänä. Koska Chang'e-4 ei voi olla suoraan yhteydessä Maahan, kiertävät viestit Kuun "takapuolella" ns. Langrangen pisteen ympärillä olevan satelliitin kautta.

Asteroidi sai juuri komeettamaisen pyrstön

Kuva: Alan Hale / LCO / SAAO

Törmäystutkijan mukaan nimetty asteroidi on ilmeisesti kokenut vastikään törmäyksen.

3,7-kilometrinen asteroidi (6478) Gault on saanut yllättäen noin sadantuhannen kilometrin pituisen komeettamaisen pyrstön.

Ensimmäisenä pyrstö huomattiin ATLAS Sky Survey Programin avulla. Kuvat otti 5.1.2019 K.W. Smith Belfastin yliopistolta. Noin magnitudin 18 asteroidi tai sen pyrstö eivät näy paljaalla silmällä, mutta hyvällä kaukoputkella sen löytää Vesikäärmeen tähdistöstä.

Todennäköisin syy pyrstön syntyyn on jonkin pienemmän kappaleen törmäys Gaultiin. Pyrstön leviämisestä päätellään alustavasti, että törmäys olisi tapahtunut joskus marraskuussa.

Pyrstön syntymekanismi on vielä hieman epäselvä. Jos nimittäin kyse olisi pelkästä kiviheitteleestä ja -pölystä, asteroidin ympärille pitäisi mallien mukaan muodostua diffuusi kehä. Sellaisesta ei ole ainakaan vielä merkkejä.

Osa kuvia alustavasti vilkaisseista tutkijoista epäileekin, että pyrstö on suurelta osin vesihöyryä. Gaultilla olisi tämän idean mukaan runsaasti pinnanalaista jäätä, jota räjähdys olisi nyt höyrystänyt. Kovalla paineella purkautuva höyry pääsisi helposti pakenemaan Gaultin pienestä painovoimasta.

Gaultin 3,5-vuotinen rata on varsin elliptinen ja sen etäisyys Auringosta vaihtelee välillä 1,85 - 2,75 au. Gault kiertää Aurinkoa asteroidivyöhykkeen sisälaidalla. Kivestä ja raudasta koostuvat S-tyypin asteroidit ovat seudulle tyypillisimpiä, mutta poikkeuksiakin on. Osa asteroidivyöhykkeen kappaleista on entisiä komeettaytimiä.

Gault-asteroidin löysivät Carolyn ja Eugene Shoemaker vuonna 1988. He nimesivät sen kuulun asteroiditutkijan, Donald Gaultin mukaan. Vuonna 1999 kuollut Gault kirjoitti uransa aikana noin 80 vertaisarvioitua julkaisua, pääosin asteroiditörmäyksistä. Hän aloitti uransa Nasan kuututkimusprojektissa vuonna 1965.

Perinteisen määritelmän mukaan komeetoiksi kutsutaan erittäin elliptisillä radoilla kiertäviä jäisiä kappaleita, asteroideiksi taas kivisempiä kappaleita. Komeettojen alkuperä on jossain ulommassa aurinkokunnassa, asteroidien taas Jupiterin ja Marin ratojen välissä. Todellisuudessa komeetoilla ja asteroideilla ei kuitenkaan ole mitään selvää rajaa.

Päivitys klo 15.10: ensihavainnon tekijä korjattu. Ilmoitimme aiemmin, että pyrstö löydettiin 8.1. Kanada-Ranska-Havaiji -teleskoopilla.

Lähteet: Minor Solar System Objects -facebook-sivu, vendégcsillag-keresö-blogi (unkariksi)

Otsikkokuva: Alan Hale / Las Cumbres Observatory / South African Astronomical Observatory. Toinen kuva: Richard
Wainscoat / Canada-France-Hawaii Telescope

Kuiperin vyöhykkeen kaksijakoinen kohde näkyy entistäkin selvemmin – tänään yhteys katkeaa

New Horizons -luotaintiimi esitteli jälleen eilen illalla Suomen aikaa tuoreimpia luotaimelta saatuja kuvia. Lumiukko näkyi niissä paremmin ja nyt stereona.

Odotuksiin verrattuna uudet kuvat olivat pieni pettymys, sillä päätutkija Alan Stern joukkoineen julkisti vain muutaman uutuuden. Toinen näistä on hieman tarkempi, ja toinen hieman heikompiresoluutioinen. Aikaeroa kuvilla on 30 minuuttia, ja niiden avulla Ultima Thulesta voitiin tehdä stereokuva.

Tiedetiimissä on tehty myös jo kolmiulotteinen malli, jota otsikkokuvassa esittelee hyvin nuorekkaan tiedetiimin eräs edustaja.

Kuvat osoittavat hyvin kuinka nopeasti (noin (51 000 km/h) New Horizons kiisi kohti Ultima Thulea, ja myös sen, että myöhemmin saapuvissa kuvissa on todennäköisesti kiinnostavia yksityiskohtia. Viimeisessä kuvassa takaa pilkottaa jo korkeita pinnanmuotoja.

Vaikka uutta silmäkarkkia ei ollutkaan juuri tarjolla, oli tietoa nyt aiempaa enemmän. 2014 MU69:n kaksi osaa, jotka on nimetty osuvasti Ultimaksi ja Thuleksi, ovat hyvin samanlaisia kokoa lukuun ottamatta. Niiden värit ovat hyvin samankaltaisia ja vastaavat monia muita Kuiperin vyöhykkeen kohteita, joista on tehty havaintoja kaukoputkilla.

Voi siis olettaa, että kyseessä on hyvin tavallinen ulkoaurinkokunnan kappale.

Sillä ei näytä olevan pienempiä kuita tai renkaita ympärillään ainakaan hyvin lähellä. Siitä ei ole myöskään irronnut kaasua siinä määrin, että kaasu muodostaisi kehän tai koman kappaleen lähistölle.

Kuvissa Ultima Thulen pinnalla olevia selvästi vaaleampia alueita on myös pohdittu tarkemmin. Etenkin kappaleiden "kaulaosa" on varsin vaalea. Hyvin todennäköisesti syynä on se, että kaikki hiemankin nuorempi, irtonainen aines kappaleiden pinnalla on hivuttautunut kaulan alueelle samaan tapaan kuin hiekka putoaa kuopan pohjalle. Vaaleat alueet muuallakin näyttävät olevan painautumia.

Vaaleus on kuitenkin suhteellista: Ultima Thule on oikeasti varsin tumma kappale. Jos sen vieressä olisi leijumassa ja sitä katselisi paljain silmin, näyttäisi se lähes mustalta.

Tänään perjantaina tiimi esittelee vielä uusia kuvia ja tietoja, mutta sen jälkeen tietojen vastaanotto luotaimesta keskeytyy noin viikoksi.

New Horizons on lähes suoraan Auringon toisella puolella Maasta katsottuna, joten radiosignaali ei kuulu hyvin. Seuraava yhteys on tammikuun 10. päivänä, ja pian sen jälkeen alas saadaan toivottavasti jo kuvia ohilennon läheisimmistä kohdista.

Onko se asteroidi, komeetta vai mikä?

Olemme myös Tiedetuubissa kutsuneet aikaisemmin Ultima Thulea asteroidiksi, eli pikkuplaneetaksi, mutta tämä on väärin. Koska kyseessä on todennäköisemmin enemmän komeetan kaltainen kohde, mutta siitä ei ole varmuutta, on sitä parempi kutsua toistaiseksi vain "kappaleeksi" tai "kohteeksi".

Virallisesti kyseessä on Kuiperin vyöhykkeessä sijaitseva ns. transneptuninen kohde (Neptunuksen radan ulkopuolella oleva kappale), jonka täydellinen koodinimi on (486958) 2014 MU69.

Vaikka monien asteroidien nimi on samankaltainen (esim. 2001 QS322, 2007 OR10 tai 2003 VB12), on asteroideiksi varmasti tunnistettujen kappaleiden nimet tyyppiä 4 Vesta, 617 Patroclus tai 90377 Sedna, ja komeetoiksi varmennettujen kappaleiden nimet tyyppiä 2006 D4, C/1995 O1 tai 67P/Churyumov–Gerasimenko).

Historiassa nimeämismenetelmiä on ollut erilaisia, minkä lisäksi monissa tapauksissa luokittelu on ollut aluksi väärä (ja sitä on korjattu). Kahdeksassa tapauksessa ei tyyppiä ole osattu päätellä lainkaan, joten näillä komeetta-asteroideilla on sekasikiönimet tyyliin 4015 Wilson–Harrington (107P/Wilson–Harrington), 118401 LINEAR (176P/LINEAR) tai (457175) 2008 GO98 (362P/2008 GO98).

Yleistäen komeetan ja asteroidin erottaa tosistaan siitä, kuinka paljon niissä on vesijäätä: komeetta on kuin likainen lumipallo, eli siinä on pääosin jäätä, jonka mukana on kiviainetta, kun taas asteroidit ovat kuin jääpintaisia kiviä. Mutta missä menee raja näiden välillä? Ja kuinka se määritellään tai lasketaan?

Sana "pyrstötähti" on vielä hankalampi, koska kummastakin saattaa tulla pyrstötähti, kun se lähestyy Aurinkoa. Pyrstöhän on komeetasta/asteroidista aurinkotuulen ja Auringon lämmittävän vaikutuksen vuoksi irtoavaa kaasua sekä hiukkasia.

Olennaisempi ongelma on se, että etenkin kauempana Aurinkokunnassa olevista kohteista on todella paha mennä sanomaan mitään. Aiemmin jo mainittu 90377 Sedna on hyvä esimerkki tästä. Se tunnettiin aikaisemmin myös nimellä 2003 VB12 ja se oli aikanaan suurin Aurinkokunnasta löytynyt kappale Pluton löytymisen jälkeen. Sen läpimitta-arvio liikkuu haarukassa 1 180–1 800 km ja se luokitellaan nyt suureksi planetoidiksi tai jopa kääpiöplaneetaksi – vaikka se saattaa olla koostumukseltaan ennemminkin kuin komeetta.

Sedna on kuitenkin punertava samaan tapaan kuin Ultima Thule ja sen pinnalla on todennäköisesti hyvinkin paljon jäätä sekä hiilivetyjä. Ultima Thulen kaksi osaa voisivat hyvinkin olla kuin hyvin pieniä sednoja, jotka ovat vain tulleet lähelle toisiaan ja jääneet löyhästi kiinni kyljistään.

Voi olla, että Aurinkokunnan alkuaikoina nämä kaikki ovat muodostuneet suuresta määrästä pienempiä jääklönttejä.

Joka tapauksessa niin Ultima Thule kuin Sednakin, samoin kuin valtaosa muistakin erikokoisista Kuiperin vyöhykkeen ja sen ulkopuolella olevan Oortin pilven kappaleista ovat pysyneet hyvin todennäköisesti samankaltaisina noin 4,5 miljardin vuoden ajan ja niiden tutkiminen tuo huiman kiinnostavaa lisätietoja siitä, miten Aurinkokunta syntyi. Tämä puolestaan auttaa ymmärtämään tähtien ja planeettakuntien kehitystä laajemmin.

Mitä muuten tulee vielä nimiin, niin Ultima Thule ei ole New Horizonsin ohilentokohteen 2014 MU69:n virallinen nimi. Se on "vain" tiimin ja Nasan sille antama nimi, joka on hienompi ja romanttisempi kuin virallinen koodinimi.

Minne Kuun pinnalla on laskeuduttu tähän mennessä?

Kuvan pohja: APSI /  Tiedetuubi / Jarmo Korteniemi

Ennen kiinalaista Chang'e-4 -alusta on vain 20 lentoa laskeutunut Kuun pinnalle. Kartta näyttää milloin ja minne!

Sitten kevään 1966 on Kuuhun laskeutunut kuusi miehitettyä lentoa, neljä kulkijaa ja 11 paikallaan pysynyttä laskeutujaa. Ennen kuin Kiina alkoi tutkia naapuriamme uudelleen laskeutujin vuonna 2013 (ja nyt 2019), oli edellisestä laskeutumisesta ennättänyt jo kulua 37 vuotta.

Olikin jo korkea aika palata Kuuhun!

Kiertoradalta Kuuta on tutkittu tässä välissäkin, ja 2000-luvulla jälleen hieman aktiivisemmin. Paitsi että Kiinan edellinen laskeutuja Chang'e-3 on edelleen toimintakuntoinen (tosin vain sen taivasta ultraviolettialueella kuvaava kaukoputki on enää kunnossa), on Kuuta kiertämässä edelleen kolme toimintakuntoista luotainta: amerikkalaiset Artemis P1, Artemis P2 sekä Lunar Reconnaissance Orbiter, sekä kiinalaiset Chang'e 5-T1, Queqiao ja Longjiang-2.

Viimeisistä Chang'e 5-T1 on Kiinan tulevaan näytteenhakulentoon liittyvä testialus, Queqiao Chang'e-4:n linkkiluotain ja Longjiang-2 pieni Queqiaon mukana Kuuhun liftannut satelliitti. Sen kumppanina ollut Longjiang-1 ei onnistunut asettumaan Kuuta kiertävälle radalle.

Mutta minne laskeutujat ovat laskeutuneet?

Pehmeät laskeutumisen Kuussa

Kuva: APSI / Tiedetuubi / Jarmo Korteniemi.

Kuvaa saa käyttää lähteen mainitsemalla; tarkemmat tekijänoikeustiedot ovat täällä. Korkearesoluutioisempi versio löytyy Arktisen planeettatutkimusinstituutin APSIn kuvagalleriasta. Siellä on myös englanninkielinen versio.

Alla olevassa kartassa ovat mukana myös ihmisten tekemät kappaleet, jotka ovat pudonneet, törmäytetty tai muuten vain päätyneet Kuun pinnalle.

Kuuhun tehdyt laskeutumiset

Kuva: APSI / Tiedetuubi / Jarmo Korteniemi.

 

Kuusipyöräinen kulkija hivuttautui Kuun pinnalle kiinalaislaskeutujan päältä

Yutu-2 Kuun pinnalla. Kuva: CLEP/CNSA

Viime yöllä Suomen aikaan Kuun pinnalle laskeutunut kiinalainen Chang'e-4 on käynyt heti toimiin. Sen päällä Kuuhun matkannut pieni kulkija laskeutui tänään iltapäivällä pinnalle ja aloittaa omat työnsä Von Kármán -kraatterin tutkimisessa.

Chang'e-4 on pitkälti samanlainen kuin oli kiinalainen, Kuun Maahan näkyvälle puolelle vuonna 2013 laskeutunut Chang'e-3. Samaan tapaan nelosen mukana on kulkija, joka on nimetty kolmosen kulkijan perinteitä jatkaen Yutu-2:ksi.

Yutu tarkoittaa "Jadekaniinia", kiinalaisissa kansantarinoissa olevaa kania, joka asuu Kuussa.

Pieni – kooltaan farmariauton tavaratilaan helposti mahtuva – kulkija rullasi erityisiä ramppeja pitkin alas Kuun pinnalle klo 16.22 Suomen aikaa, eli noin 12 tuntia sen jälkeen, kun Chang'e-4 laskeutui Kuuhun.

Yutu-2 oli laskeutumisen aikana Chang'e-4:n päällä. Sieltä se laskeutui pinnalle pitkien ramppien avulla.

Kaksikko on nyt siis noin 180 km halkaisijaltaan olevan Von Kármán -kraatterin sisällä, joka puolestaan sijaitsee Kuun Etelänapa-Aitken -törmäysaltaan sisällä. Allas on sinällään myös kraatteri, halkaisijaltaan noin 2500 km ja syvyydeltään jopa 13 km. Mount Everest siis mahtuisi hienosti altaan sisään.

Tiedetuubin toimituksen jäsen, planeettatutkija Jarmo Korteniemi toteaa, että paikka on erittäin kiinnostava geologisesti.

"Kraatteriin on lentänyt materiaalia alueen pohjoispuolella olevista suurista törmäyskraattereista, joten sieltä saa kivan läpileikkauksen laajemmin koko alueen pinnanalaisista materiaaleista. Lisäksi se on täyttynyt laavoilla, jotka ovat varmasti aivan erilaisia koostumukseltaan kuin laavat ovat Kuun Maahan näkyvällä puolella."

"Siellä on siis kaikenlaista kiinnostavaa, mitä muualta Kuusta ei löydy. Siellä saattaa jopa päästä jotenkin käsiksi Kuun pinnan alla olevaan vaippaan. Oikeastaan ainoa jännä asia, mitä siellä ei ole, ovat tulivuorijäänteet."

Chang'e-4 ja Yutu-2 tulevat kumpikin paitsi kuvaamaan, niin myös tutkimaan useilla erilaisilla mittalaitteilla Kuun pinnan olemusta sekä sen alla olevia kerroksia.

Yutu-kulkija analysoi tarkasti myös pinnan koostumusta näkyvän valon ja lähi-infrapunavalon alueella toimivan spektrometrin avulla. Siinä on myös eräänlainen tutkalaitteisto, joka voi "nähdä" jopa satojen metrien syvyyteen pinnan alle.

Yutu-2 Kuun pinnalla. Kuva: CLEP/CNSA

Kuvat: CLEP/CNSA

Tällaisia ovat ensimmäiset kuvat Kuun kääntöpuolen pinnalta

Kiinalainen Chang'e-4 -luotain laskeutui onnistuneesti viime yönä Kuun pinnalle. Laskeutumispaikka on Kuun maapallolle näkymättömällä puolella, minne aikaisemmin ei ole laskeuduttu lainkaan. Kyseessä on paitsi teknisesti vaativa saavutus, niin myös osoitus kiinalaisen avaruustekniikan ja -osaamisen korkeasta nykytasosta.

Laskeutuminen tapahtui hieman eilen arveltua myöhemmin, klo 10.26 Pekingin aikaa, eli 4.26 Suomen aikaa.

Kiinalaiseen tapaan laskeutumista ei seurattu reaaliajassa julkisesti, vaan tiedot laskeutumisajasta perustuivat pitkälti huhuihin ja Kuun ympäriltä muualta maailmassa havaituista radioviesteistä. Virallisen Kiinan täydellinen hiljaisuus oletetun laskeutumisajan jälkeen anoi jo aihetta epäillä laskeutumisen menneen mönkään, mutta lopulta Kuun pinnalta näytettiin ensimmäisiä kuvia.

Alustavien tietojen mukaan laskeutumispaikka on lähes täsmälleen suunnitellussa paikassa Kuun kääntöpuolen eteläosassa Von Kármán -kraatterissa.

Nyt julki on myös osittain lennonjohdossa laskeutumisen aikana kuvattu video:

Kuu kääntää aina saman puolensa Maahan, koska sen pyöriminen on lukittunut vuorovesivoimien vuoksi Maahan. Aurinko siis paistaa myös Kuun toiselle puolelle aivan samaan tapaan kuin tälle toiselle puolelle, mutta Maa ei koskaan ole sieltä näkyvissä. Suurin hankaluus Chang'e-4:n operoinnissa onkin tämä suoran radiolinkin puute. Siksi kiinalaiset lähettivät Kuun toiselle puolelle pienen tiedonvälityssatelliitin, joka toimii linkkinä laskeutujan ja lennonjohdon välillä.

Piirros näyttää laskeutujan, sen pienen kulkijan ja taivaalla olevan linkkisatelliitin.

Tämä Queqiao -niminen laite pysyy jotakuinkin paikallaan Kuun toisella puolella, koska se kiertää siellä niin sanottua Lagrangen pistettä; ne ovat avaruudessa olevia kohtia, joissa kahden toisiaan kiertävän massapisteen vetovoimat sekä keskipakoisvoima kumoavat toisensa niin, että kolmas, pieni massa voi pysytellä niissä paikoillaan suhteessa kahteen muuhun kappaleeseen.

Maan ja Kuun tapauksessa tällainen on kätevästi noin 61 000 kilometrin päässä Kuun takapuolella, jolloin sitä sopivasti kiertävä luotain voi olla käytännössä koko ajan näkyvissä Maasta, ja samalla se pystyy näkemään lähes koko Kuun kääntöpuolen.

Kuun pintaa laskeutumisjalan vieressä. Kuva: CNSA

Kuun pintaa laskeutumisjalan vieressä. Kuva: CNSA

Mukana kulkija ja kovasti tutkimuslaitteita

Tapahtumat etenevät nyt varsin nopeasti laskeutumisen jälkeen. Laskeutujan mukana oleva pieni kulkija rullaa pian alas Kuun pinnalle ja itse laskeutuja alkaa kartoittaa ympäristöään sekä sondaamaan allaan olevaa pintaa.

Se pystyy tutkimaan radioaaltojen avulla myös syvemmältä Kuun rakennetta. Chang'e-4:n mittalaitteiden tekemiseen ovat osallistuneet Kiinan lisäksi tutkimuslaitokset Saksasta, Ruotsista, Alankomaista ja Saudi Arabiasta.

Otsikkokuvassa on maisemaa laskeutujan ympärillä ja kokonaisuudessaan tämä kuva on tällainen. Kuva: CNSA

Aurinko paistaa nyt laskeutumisalueella lähes kahden Maan viikon ajan, ennen kuin seuraava pariviikkoinen Kuun yö alkaa. Kiina yrittää tehdä mahdollisimman paljon tänä aikana, koska yöllä lämpötila laskee olennaisesti ja se saattaa koitua laskeutujan sekä sen kulkijan kohtaloksi – vaikka ne on suunniteltu kestämään yöllisen kylmyyden ja toimimaan vähintään kuukausien ajan.

Kaukainen kohde värikuvassa: Ultima Thule on kuin lumiukko!

NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

New Horizons -luotaimen tutkijat lupasivat tänään parempia kuvia Ultima Thulesta, ja niitä saatiinkin. Parhaimmat otokset ovat vielä tulossa, mutta jo nyt on selvää, että se on kuin kaksipalloinen lumiukko, joka pyörähtää kerran kallellaan olevan akselinsa ympäri 15 tunnissa.

Hyvin mediatietoinen New Horizons -luotaimen päätutkija Alan Stern hehkutti tänään illalla Suomen aikaa olleessa tiedotustilaisuudessa, että mitään vastaavaa ei ole nähty aikaisemmin.

Kun kyse on etäisyydestä, väite pitääkin paikkaansa, sillä jo tähän mennessä tulleiden kuvien laatu ja tarkkuus ovat suorastaan ällistyttäviä, kun ajatellaan että Ultima Thule on kaukana Aurinkokunnan ulko-osissa ja siellä Auringon valoa on enää hyvin vähän. Oma tähtemme on siellä tosiaankin kuin vain kirkas tähti taivaalla, ja kuvia ottaakseen luotaimen täytyi ottaa aikavalotuskuvia, joiden aikana se muutti asentoaan koko ajan.

Kuvat ovat siksi suorastaan häkellyttävän ihmeellisiä.

Mutta se, että Ultima Thule (virallisesti 2014 MU69) on lumiukkomainen, ei ole enää mikään ihme. Jo aikaisemmin on löydetty useita kaksiosasia kappaleita ja alkaa näyttää vähitellen siltä, että etenkin Aurinkokunnan laitamaiden jäiset vaeltajat ovat olleet vuosimiljardien kuluessa niin seurankipeitä, että ne ovat lyöttäytyneet yhteen.

Kun kaksi kappaletta osuu lähelle toisiaan kaukana Auringosta, ne ajautuvat helposti kiinni toisiinsa ja ajan kuluessa niistä muotoutuu löyhästi toisiinsa kiinnittynyt kaksikko.

Yllä oleva Emily Lakdwallan tiimin Planetary Societyssä tekemä kuva näyttää kaikki tähän mennessä läheltä tutkitut asteroidit ja komeetat oikeassa kokosuhteessa toisiinsa.

Tämä pieni otos näyttää jo sen, että mukana on Ultima Thulen lisäksi seitsemän muutakin kappaletta, jotka ovat kaksiosaisia. Onko niin, että tämä on itse asiassa hyvin tavallinen Aurinkokunnan (ulko-osien) pienkappaletyyppi?

Näin ollen Ultima Thulea katsoessa ja tutkiessa emme näe ainoastaan todennäköisesti vanhimman koskaan ihmisen läheltä tutkiman kohteen, vaan myös tyypillisen sellaisen kehityshistorian.

NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Parhaat tähän mennessä luotaimesta saadut kuvat (kuten yllä) on otettu noin 27 000 kilometrin etäisyydellä Ultima Thulesta. Luotain oli tuolloin lentämässä sitä kohden ja siksi seuraavat vastaanotettavat kuvat ovet vielä parempia – ainakin siis niiden odotetaan olevan.

Kuvia on nyt käsitelty voimakkaasti; niiden tarkkuutta on parannettu matemaattisesti ja kuvista on tehty jopa otsikkokuvassakin oleva väriversio. Se perustuu kappaleen lähettämän valon analyysiin ja pieneen taiteelliseen näkemykseen; Ultima Thule vaikuttaa punertavalta, mutta paljain silmin sen vierestä katsottuna se ei näyttäisi näin räikeän punaiselta.

Kuvista on voitu laskea myös kohteen tarkempi koko. Se on noin 31 km pitkä ja sen suurempi osa (joka on nimetty Ultimaksi) on halkaisijaltaan noin 19 km ja pienempi (Thule) on 14 km.

*

Kutsuimme tässä(kin) jutussa aiemmin Ultima Thulea asteroidiksi, mutta se ei ole oikea sana. Lue täältä lisää siitä,miksi Ultima Thulea ei kannata kutsua asteroidiksi.

Video: Näin kiinalainen Chang'e-4 -laskeutuja jysähtää Kuun kääntöpuolelle ensi yönä

Video: Näin kiinalainen Chang'e-4 -laskeutuja jysähtää Kuun kääntöpuolelle ensi yönä

Kiihkeä aika avaruustutkimuksessa jatkuu: nyt esiin tulee Kiina, jonka Chang'e-4 -luotain laskeutuu pieni kuukulkija ja silkkitoukkasiirtokunta mukanaan Kuun Maahan näkymättömälle puolelle kolmen tienoilla ensi yönä 2. tammikuuta Suomen aikaa.

 

02.01.2019

Chang'e-4 laukaistiin matkaan Xichangista, Kiinasta, joulukuun 7. päivänä. Sen on tarkoitus laskeutua Kuuhun nyt yöllä klo 2:30 – 3:00 Suomen aikaa, eli noin klo 9 (tai hieman ennen) aamulla Pekingin ajan mukaan.

Kyseessä on merkittävä tapaus paitsi siksi, että kuulaskeutumiset ovat edelleen hyvin harvinaisia, niin myös siksi, että kyseessä on ensimmäinen Kuun "kääntöpuolelle" tehtävä laskeutuminen. Kuu kääntää aina saman puolensa kohti Maata, joten sen Maahan näkymättömältä puolelta ei voida olla suoraan yhteydessä lennonjohtoon. Maa kun ei ole sieltä koskaan näkyvissä.

Tämän vuoksi Kiina lähetti jo kesällä Kuuta kiertämään pienen Queqiao -nimisen linkkisatelliitin. Yhteydenpito maavalvomon ja laskeutujan välillä tapahtuu siis sen kautta. Linkkiä testattiin jo 12. joulukuuta, kun Chang'e-4 asettui kiertämään Kuuta.

Yllä oleva video näyttää, miten laskeutuminen nyt yöllä tapahtuu. Videossa on mukana kuvamateriaalia Chang'e-3 -laskeutujalta, joka oli hyvin samanlainen kuin Chang'e-4. Kolmonen laskeutui Kuun "etupuolelle" vuonna 2013.

Chang'e-4 on laskeutumisen alkaessa soikealla kiertoradalla, jonka läheisin piste tulee 15 kilometrin päähän Kuun pinnasta ja kaukaisin on noin sadan kilometrin päällä. Laskeutuja sytyttää rakettimoottorinsa ja hidastaa ratanopeuttaan, jolloin se alkaa pudota alaspäin. Vähitellen rataa käännetään yhä pystysuoremmaksi, jolloin lopulta laskeutuja lähestyy pintaa suoraan ylhäältä päin.

Radan muutos pystysuoraksi tapahtuu 6 – 8 kilometrin korkeudessa.

Laskeutuja seuraa laskeutumista tutkallaan ja tarkkailee kameroillaan laskeutumispaikkaa siltä varalta, että maastossa on vaarallisia kohteita. Jos kaikki sujuu hyvin, se navigoi automaattisesti itsensä turvalliselle alueelle, jos alkuperäisellä laskeutumispaikalla on jotain mahdollisesti uhkaavaa.

Kameroiden lisäksi laskeutuja kartoittaa maastoa allaan 3D-laserskannerilla. Sitä varten se pysähtyy hetkeksi leijumaan paikoillaan noin sadan metrin korkeudessa.

Rakettimoottori sammuu parin metrin korkeudessa ja sen jälkeen laskeutuja putoaa vapaasti alas. Kuun pienessä painovoimassa tämä ei ole vaarallista, mutta silti osuminen pintaan on kuin ajaisi kolarin pienellä nopeudella.

Koko laskeutuminen tapahtuu automaattisesti, koska radiosignaalin viive Maan ja luotaimen välillä on liian suuri.

von Karman

Laskeutumispaikka on eräs Kuun "kääntöpuolen" suurimmista kraattereista, joka on saanut nimensä Theodore von Kármánilta, unkarilais-amerikkalaiselta matemaatikolta ja fyysikolta, joka oli muun muassa perustamassa Nasan Jet Propulsion Laboratoryksi myöhemmin muuttunutta avaruustekniikan tutkimuslaitosta Kaliforniaan.

Nimellä ei tietenkään ole mitään suoraa tekemistä kiinalaislennon kanssa; kraatteri vain on kiinnostava ja juuri sopiva laskeutumiseen.

186 kilometriä halkaisijaltaan oleva kraatteri sijaitsee Kuun etelänavan tuntumassa olevan Aitkenin altaassa, joka on eräs suurimmista Kuussa olevista (ja ylipäänsä Aurinkokunnassa tunnetuista) törmäyskraattereista. Se on puolestaan pienempien kraatterien peitossa, ja von Kármán on yksi niistä.

Seutu on erittäin kiinnostavaa siksi, että osa kraattereista on aina varjossa. Niiden pohjilta on havaittu myös vesijäätä, ja nähtäväksi jää, millainen on von Kármánin pohjan olemus.

Massaltaan noin 1,2-tonnisen laskeutujan kyydissä on 140-kiloinen kulkija, joka rullaa alas laskeutujan päältä varsin pian laskeutumisen jälkeen. Se tekee omia tutkimuksiaan laskeutujan ympäristössä ja lähettää osaltaan – toivottavasti – hienoja kuvia tästä ennen näkemättömästä paikasta Kuun pinnalla.

Lue lisää lennosta Andrew Jonesin erinomaista artikkelista gptimes.com -sivulla.

Viesti New Horizons -luotaimelta 6,6 miljardin kilometrin päästä saapui – mukana kuvia

Kuva: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Kuten odotettua, New Horizons soitti kotiin. Mukana tuli jo kuviakin, joskin parhaimpia joudutaan vielä odottelemaan huomiseen.

Ensimmäinen luotaimen lähettämä signaali ohilennon jälkeen saapui Maahan noin klo 17.29 Suomen aikaa. Se otettiin vastaan Nasan Deep Space Networkin Madridissa olevan antennin kautta.

Signaali kertoi sen, että ohilento oli sujunut hyvin ja että New Horizons on hyvässä kunnossa. Luotaimen muistissa on nyt noin 50 GB tietoja, joita se lähettää tästä eteenpäin hitaasti Maahan; vastaanotto tapahtuu alle 1000 bitin sekuntinopeudella useissa pienissä palasissa siten, että viimeisten tietojen odotetaan saapuvan vasta syyskuussa 2020.

Ihan niin kauaa ei kuitenkaan ensimmäisiä maistiaisia täytynyt odottaa.

Jo nyt saapuneessa viestissä oli mukana muutamia hyvin pieniä kuvia, joissa on Ultima Thule, virallisesti 2014 MU69, kuvattuna ennen ohilennon läheisintä osaa. Paras niistä on otsikkokuvana: vain muutamien pikselien kokoisessa kuvassa näkyy selvästi, että asteroidi on maapähkinän muotoinen, selvästi kaksiosainen kappale.

Sen pituus on noin 35 kilometriä ja paksuus 15 kilometrin luokkaa.

Toistaiseksi kuvista ei voi sanoa onko asteroidi itse asiassa kaksiosainen vaiko onko kyseessä kaksi kappaletta, jotka kiertävät toisiaan hyvin lähellä.

Nyt olemassa olevien kuvien perusteella on voinut myös arvioida kappaleen pyörimistä. Sen akseli näyttää olevan keskivaiheilla ja lähes poikittaisessa suunnassa.

Parempia kuvia odotellaan vielä tämä illan kuluessa, mutta niistäkään ei kannata vielä innostua liikaa. Koska suurin osa kappaleen pinnasta oli tuossa vaiheessa luotaimesta katsottuna varjon puolella ja etäisyys siihen oli vielä suuri, eivät seuraavatkaan kuvat ole vielä huimia. Kiinnostavia kylläkin!

Huomenna tutkijaryhmä lupailee jo kuvia ohilennon parhaimmista vaiheista, eli silloin saamme nähdä Ultima Thulen kaikessa komeudessaan.

Lisää dataa luotaimesta saatiin joka tapauksessa tiistaina 1.1. illalla noin klo 22 Suomen aikaa, jolloin alkanut yhteys kestää noin puoli kahteen yöllä Suomen aikaa. Sitä seuraava vastaanotto tapahtuu keskiviikkona aamulla klo 6 alkaen (Suomen aikaa).

Lisää tietoja ja uusia kuvia on luvassa myös lähipäivinä, mutta tämän viikon jälkeen tiedonsiirrossa pidetään taukoa, koska Aurinko häiritsee tuolloin signaalia. Sen jälkeen dataa alkaa taas virrata 15. tammikuuta.

Juttua on päivitetty uusilla tiedoilla.

*

Kutsuimme tässä(kin) jutussa aiemmin Ultima Thulea asteroidiksi, mutta se ei ole oikea sana. Lue täältä lisää siitä,miksi Ultima Thulea ei kannata kutsua asteroidiksi.