juno

Juno syytää hunajaa tutkijoille: maistiaiset Jupiterista ovat häkellyttäviä!

La, 09/03/2016 - 14:49 Jari Mäkinen
Junon etelänapaa infrapunakuvassa

Juno-luotain teki ensimmäisen lähitutkimussessionsa Jupiterissa viime lauantaina elokuun 27. päivänä ja kuluneen viikon aikana se on lähettänyt kuviaan Maahan. Nämä kuvat ovat upeita, kiinnostavia ja jopa järisyttäviä.

Jupiterista on saatu aikaisemminkin kuvia, jotka ovat komeita ja kiinnostavia, mutta jo nämä ensimmäiset Junon ottamat kuvat ovat todella hienoja. 

Luotain teki ohilentonsa viikko sitten siten, että luotain lähestyi suurella nopeudella Jupiteria pohjoisen puolelta, tuli lähimmillään vain hieman alle 4200 kilometrin päähän planeetan pilvikerroksesta ja jatkoi etelän suuntaan sekä siitä jälleen kauemmaksi planeetasta.

Ohilennon aikana luotaimen kaikki tutkimuslaitteet olivat päällä, koska kyseessä oli ainutlaatuinen tilaisuus nähdä Jupiter paremmin kuin koskaan. Tällä radalla pystyttiin tekemään myös ensimmäistä kertaa näin hyviä havaintoja planeetan pohjoisnavan seuduista.

Ohilennon kuuden kiivaimman tunnin aikana Juno keräsi tietoa kuuden megatavun verran. Kuvien lisäksi tiedoissa on paljon mittauksia, mutta komeimpia ovat luonnollisesti lähikuvat Jupiterin pilvikerroksesta. Niissä näkyy erinomaisesti Jupiterissa koko ajan olevia useita pieniä, erilaisia myrskykeskuksia ja niiden ympärillä olevia alueita.

Jupiterilla ei ole kiinteää pintaa, vaan se on ns. kaasujättiläinen: sillä on siis noin tuhat kilometriä paksu kaasukehä, joka tiivistyy syvemmälle mentäessä. 

Kaasukehä koostuu pääasiassa vedystä ja heliumista, mutta mukana on myös  metaania, vesihöyryä, ammoniakkia ja silikaatteja sekä pieniä määriä mm. hiiltä, etaania, vetysulfidia, neonia, happea, fosfiinia ja rikkiä. 

Jupiterin pinnalla olevat eri värit tulevat näistä eri aineista,    eroista lämpötiloissa sekä virtauksista pilvikerroksissa; yhden paksun kerroksen sijaan pilviä on selvästi eri kerroksissa, jotka yhdessä saavat aikaan alla olevissa Junon kuvissa näkyviä yksityiskohtia Jupiterin “pinnassa”.

Jupiterin pilvikerros on selvästi jakautunut raitoihin, jotka ovat selvästi eri värisiä. 

Jo aiemmin on selvinnyt, että vaaleat raidat ovat nousevan virtauksen alueita ja tummien raitojen kohdalla virtaukset laskevat alaspäin. Vaaleat alueet ovat korkeammalla ja siten viileämpiä: 70 kilometrin syvyydessä pilvien pintakerroksen alapuolella lämpötila on noin 30°C, kun taas pilvien huipulla jotakuinkin −130°C.

Merkillistä Junon Jupiterin pohjoisnavan seudulta ottamissa kuvissa on se, ettei niissä ole näkyvissä samanlaisia raitoja kuin muualla.

“Pohjoisnapa on selvästi sinisempi kuin muut osat planeetasta ja siellä on paljon erilaisia myrskyjä”, kertoo Scott Bolton, Juno-lennon päätutkija.

“On vaikea uskoa, että nämä kuvat ovat oikeasti Jupiterista! Niissä on merkkejä pilvien alempiin kerroksiin heittämistä varjoista, mikä tarkoittaa sitä, että nuo pilvet ovat korkeammalla kuin muut ympäristön kerrokset.”

Voi olla, että kyseessä ovat kiteisestä ammoniakista muodostuvat pilvet, joita on aiemminkin havaittu Jupiterin kaasukehässä korkealla muiden pilvien yläpuolella.

Tässä on esillä vain muutamia kuvia, mutta jos voisimme nähdä kaikki Junon ottamat kuvat, niin jo niissä olisi selvästi havaittavissa erittäin todennäköisesti muutoksia, sillä tuuli puhaltaa Jupiterissa jopa 600 kilometrin tuntinopeudella. Myös raitojen leveydessä, värissä ja olemuksessa tapahtuu jatkuvasti muutoksia.

Infrapunaa ja aaveääniä

Otsikkokuvassa on hyvä esimerkki siitä mihin Juno kykenee: siinä näkyy infrapunakuva planeetan etelänavasta. Se on siis lämpökuva, ja kyseessä oleva rinkulamainen ilmiö on yksinkertaisesti Jupiterin etelänapaa kiertävä revontuliovaali.

Näitä eteläisiä revontulia ei ole nähty koskaan aikaisemmin, ja jo nämä ensimmäiset kuvat auttavat ymmärtämään alueen monimutkaista rakennetta sekä sen dynamiikkaa. Ja kun kuvia tulee myöhemmin paljon lisää, voi Jupiter opettaa toivottavasti ymmärtämään paremmin Maan ympärillä olevan avaruuden hiukkasilmiöitä.

Mitä hiukkasilmiöihin tulee, niin alla oleva video kertoo hyvin miltä Jupiterin revontulet kuulostavat. Oikeasti niitä ei luonnollisestikaan voi kuulla, mutta Junon plasma-aaltoinstrumentin aallonpituusalueella  7 – 140 kHz tekemät mittaukset voidaan muuttaa kuultavaan muotoon, jolloin niitä voi kuunnella. Jupiterin "äänet", eli planeetan ympärillä olevien varattujen hiukkasten leikki, on tunnettu jo 1950-luvulta alkaen, mutta koskaan aikaisemmin niitä ei ole voitu tutkia näin hyvin.

Tagit

Jupiterluotain Juno aloitti työnsä terhakkaasti – ensimmäinen kuva julki

Su, 08/28/2016 - 11:20 Jari Mäkinen

Kaikki sujui hyvin: Juno toimi suunnitellusti, teki runsaasti havaintoja, otti kuvia ja talletti ne muistiinsa vähitellen Maahan lähetettäväksi. Luotain lähetti kuitenkin jo nyt yhden maistiaisen – ja se on lupaava!

Nasan Juno-luotain on päässyt siis nyt kunnolla toimeen, kun se teki eilen iltapäivällä Suomen aikaa ensimmäisen Jupiterin ohilennon nykyisellä hyvin soikealla kiertoradallaan planeetan ympärillä. Luotain oli lähimmillään Jupiteria vain noin 4200 kilometrin päässä planeettaa verhoavasta pilvikerroksesta. 

Tietojen ja kuvien lähettäminen luotaimesta Maahan kestää muutamia päiviä, ja niitä tullaan julkistamaan vähitellen. Ensimmäisten kuvien joukossa ovat näkyvän valon alueella toimivan "tavallisen" JunoCam -kameran ottamat kuvat, joiden pitäisi olla tähän asti tarkimpia koskaan Jupiterin pilvistä sekä kaasukehästä otettuja kuvia, ja niissä näkyy ensimmäistä kertaa myös Jupiterin pohjois- ja etelänapoja.

Juno kiertää Jupiteria parhaillaan hyvin soikealla kiertoradalla, jonka kaukaisin piste planeetasta on noin kahdeksan miljoonan kilometrin päässä ja läheisin 4150 kilometrin päässä sen "pinnasta". Jupiter on kaasujättiläinen, jolla ei ole kiinteää pintaa, vaan sen näkyvä pinta on planeettaa verhoava paksu pilvikerros. Rata kiertää Jupiteria lähes napojen kautta siten, että Juno ohittaa Jupiterin pohjoisen puolelta kohti etelää.

Yksi kierros tällä radalla kestää noin 53 Maan vuorokautta, joten seuraavan kerran Juno on ratansa kaukaisimmassa pisteessä (apojovessa) syyskuun 23. päivänä, ja jälleen lähellä Jupiteria (perijovessa) lokakuun 19. päivänä. 

Silloin se ei kuitenkaan tee havaintoja, vaan keskittyy muuttamaan kiertorataansa. Sen kaikki tutkimuslaitteet sammutetaan ennen ohitusta, ja juuri oikeaan aikaan Junon moottori käynnistetään 22 minuutin ajaksi.

Kyseessä on hieman saman kaltainen poltto kuin 4. heinäkuuta, kun Juno asettui kiertämään Jupiteria, mutta nyt tarkoituksena on muuttaa hyvin soikea kiertorata vähemmän soikeaksi. 

Jos kaikki sujuu suunnitelman mukaan, on uuden radan kiertoaika noin 14 päivää (tarkalleen 13 Maan vuorokautta, 23 tuntia ja 42 minuuttia).

Tällä radalla seuraava Jupiterin lähiohitus tapahtuu marraskuun toisena päivänä, ja tuolloin Juno tekee jälleen mittauksia sekä ottaa kuvia. Eli eilisen jälkeen seuraava kiinnostava päivä Junon lennossa tutkimusmielessä on vasta marraskuun alussa, joskin lennon kannalta lokakuun ratakorjauspoltto on myös hyvin tärkeä.

Lentosuunnitelman mukaan Juno tulee tekemään 35 tällaista lähiohitusta vielä ennen kuin sen työrupeama päättyy helmikuussa 2018. Tämänhetkisen suunnitelman mukaan luotain on tarkoitus ohjata syöksymään Jupiteriin 20. helmikuuta 2018, mutta tiimi on ehdottanut jo lennon jatkamista hieman pitempään – jos luotain on tuolloin edelleen kunnossa, olisi sääli päättää sen lento vain parin vuoden jälkeen.

Otsikkokuvassa Jupiterin pohjoisnapa on tulossa juuri näkyviin, kun Juno lähestyi Jupiteria. Kuva otettiin eilen luotaimen ollessa vielä 703 000 kilometrin etäisyydellä planeetasta.
Kuva: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Tagit

Jupiter Galileon silmin – parhaat kuvat kaasujättiläisestä ennen Junoa

La, 08/27/2016 - 13:50 Jari Mäkinen
Jupiter Galileon silmin

Juno ottanee tänään lauantaina 27. elokuuta tähän saakka tarkimmat ja parhaimmat kuvat Jupiterista. Tätä ennen upeimmat otokset jättiläisplaneetasta otti Galileo-luotain, jonka kuvista on alle koottu parhaimpia esimerkkejä.

Galileo tarkkaili Jupiteria kaikkiaan 14 vuoden aja planeetan ympärillä sitä kiertäen usealla erilaisella kiertoradalla. Se kuvasi niin Jupiteria kuin sen kuitakin, sekä luonnollisesti mittasi myös avaruutta sen ympärillä.

Nykynäkökulmasta Galileon laitteet olivat varsin yksinkertaisia ja vaatimattomia, minkä lisäksi tietojen lähettämistä Maahan haittasi se, että Galileon suurtehoantenni ei ollut avautunut kunnolla. Lennonjohto onnistui lähettämään tietoja yllättvän hyvin hitaammallakin tietolinkillä siten, että kuvat tallennettiin nauhuriin ja sieltä tietoja välitettiin Maahan vähitellen.

Kenties kaikkein mielenkiintoisinta oli Jupiterin ja sen kaasukehän sekä pilvipinnan seuraaminen.

Luotain otti runsaasti kuvia paitsi kuuluisasta suuresta punaisesta pilkusta, mutta myös jännittävistä pienemmistä, valkoisista pilkuista. Alla olevat vaaleat pyörremyrskyt punaisen pilkun luona havaittiin ensimmäisen kerran 1930-luvulla, ja Galileon kuvien avulla voitiin määrittää niille koko: vasemmanpuoleisin oli 9000 km halkaisijaltaan, eli lähes maapallon kokoinen (halkaisija 12750 km).

Pyörteiden paikat muuttuivat koko ajan, ja niiden välissä oli koko ajan havaittavissa paksuja cumuluspilvien kaltaisia pilvikerroksia. Kuva on kooste useammasta kuvasta, jotka luotain otti helmikuussa 1997.

Usvaa kaasukehässä

Galileo otti nämä kuvat Jupiterin pilvistä kesäkuussa ja marraskuussa 1996; kiinnostavaa niissä on ennen kaikkea kaasukehässä oleva usva ja se, kuinka pilvet ovat selvästi eri korkeuksilla. Kumpikin kuvista on väärävärikuva, eli ne on otettu ja käsitelty siten, että usva ja pilvien ilmiöt näkyvät paremmin. Punainen väri ilmaisee korkealla olevaa usvaa, jota on enemmän lähempänä Jupiterin napa-alueita (vasemmanpuoleinen kuva) ja vähemmän lähempänä päiväntasaajaa (oikeanpuoleinen kuva).

Todennäköisesti lähempänä napoja magneettikenttä ohjaa enemmän varattuja hiukkasia osumaan kaasukehään, jolloin ne saavat aikaan usvaa. Päiväntasaajan luona sen sijaan usva – joka on on heikompaa ja noin 50 km matalammalla – syntynee valokemiallisista reaktioista.

Revontulia

Jupiterin pohjoisnavan luota pimeältä puolelta otettu kuva paljastaa pienen sinertävän kuvakäsittelyn jälkeen Jupiterin revontulia. Ne syntyvät samaan tapaan kuin Maassakin, eli magneettikenttä ohjaa varattuja hiukkasia törmäyskurssille kaasukehän kanssa, mutta Jupiterin tapauksessa on epäselvää mistä hiukkaset ovat peräisin. Aurinkotuulen sijaan ne saattavat olla planeetan ympärillä "varastossa" olevia hiukkasia.

Revontulia on myös Jupiterin päiväpuolella, mutta siellä niiden havaitseminen on hyvin vaikeaa, koska planeetan pilvipinta on paljon ohutta revontulivyötä kirkkaampi.

Kuva otettiin marraskuussa 1997, kun Galileo oli 1,3 miljoonan kilometrin päässä planeetasta.

Punainen pilkku mustavalkokuvina

Kaikki tietävät, että Jupiterin punainen pilkku on punainen, mutta miltä se näyttää eri aallonpituusalueilla kuvattuna? Tältä. Ylhäällä vasemmalla infrapunavalossa (aallonpituus 757 nm), violetissa (415 nm) yläoikealla sekä kahdella muulla infrapunaisen aallonpituudella (732 nm alavasemmalla) ja (886 nm alaoikealla), joita Jupiterin kaasukehän sisältämä metaani imee itseensä. Näin kuvissa nähdään ikään kuin pilviä eri korkeuksilla. Erityisen jännä on alhaalla oikealla oleva kuva, missä näkyy muuta pilvikerrosta korkeammalla olevia pilviä.

Kuvat otettiin kesäkuussa 1996 ja yksi pikseli on niissä kooltaan noin 30 km.

Kuinka korkealla pilvet ovat?

Nämä Galileon infrapunaspektrometrin ottamat kuvat kertovat laajemmin pilvien korkeuksista. Kuvat otettiin syyskuussa 1996, kun luotain oli silloisella soikealla radallaan varsin kaukana planeetasta, noin 2,1 miljoonan kilometrin päässä.

Ylhäällä vasemmalla ja oikealla olevat kuvat näyttävät pilvikerrosta aina syvyyteen, missä kaasun paine on noin kolme Maan ilmakehän painetta.

Keskellä olevassa kuvassa näkyvät korkealla olevat pilvet ja usva. Niinpä korkealle ulottuva punaisen pilkun pyörre näkyy oikein hyvin. Alhaalla vasemmalla näkyy hyvin matalammalla olevia pilviä, ja keskellä alhaalla näkyy hohde, joka tulee lämpimästä alemmasta kaasukehästä.

Alhaalla oikealla oleva väärävärikuva kertoo lämpötilasta ja pilvenkorkeudesta: punainen merkitsee lämmintä, missä ohut pilvikerros päästä alhaalta tulevaa lämpöä lävitseen, ja vihreä puolestaan ilmaisee korkealla olevia viileämpiä troposfääripilviä. Sininen on on stratosfäärin pilvikerros ja kellertävä väri johtunee pienhiukkasista.

Jupiterin pilvipeitteen pinnassa on vaaleita vyöhykkeitä ja tummia vöitä, joista vaaleat vyöhykkeet ovat matalapaineen alueita ja tummat vyöt korkeapaineen alueita. Vaaleat vyöhykkeet ovat korkeammalla olevia viileämpiä pilviä, joiden kohdalla tapahtuu kaasun virtausta ylöspäin. 

Pilvikerros kolmiulotteisesti

Galileon kuvien avulla on tehty myös mallinnoksia siitä, miltä pilvien sisällä voisi näyttää. Tässä hahmotelma päiväntasaajan seuduilta kohtalaisen lämpimältä alueelta, samanlaiselta, minne Galileon kaasukehäluotain putosi 7. joulukuuta 1995.

Siellä oli todennäköisesti ohut, valoa hyvin heijastava yläpilvikerros, jonka alapuolella oli pieni pilvetön alue, ja sitten alempi, tiheä, lämmin pilvikerros, jossa mallinnuksien mukaan voisi olla kuvassa olevan kaltaisia pilvirakenteita.

Pilvet koostuvat todennäköisesti useista eri aineista, mutta Galileon kaasukehäluotain havaitsi ympärillään vain ammoniakista koostuneita pilviä.

Salamointia

Kuten Maassa, myös Jupiterissa on ukkosmyrskyjä. Ne ovat vain paljon suurempia ja voimakkaampia, koska planeetta on isompi ja sen ilmiöt rajumpia. 

Galileo kuvasi Jupiteria salamointia havaitakseen pilviä viiden tunnin ajan ja saikin poimittua useita välähdyksiä. suurin näistä on noin 500 km halkaisijaltaan. Kyseessä on salaman sijaan sen välähdyksen aikaansaama valaistu alue pilvissä; myös maapallolla ukkoset saavat aikaan lentokoneesta tai avaruudesta alaspäin katsottaessa aikaan tällaisia valoalueita pilvissä.

Jupiterin salamat eivät olleet mikään yllätys, sillä jo Voyager-luotaimet havaitsivat 1970-luvun lopussa ohilennoillaan sellaisia.

Pilvien lämpötilakartta

Vasemmanpuoleinen kuva ei ole kovin tarkka, mutta se on eräs parhaimmista ja tarkimmista Jupiterista saaduista lämpökartoista. Oikealla on samaan aikaan Hubblen avaruusteleskoopilla otettu kuva samasta alueesta. 

Lämpötilaerot saavat aikaan Jupiterissakin kaasukehän tuulia ja sen pilvipinnan nauhamainen rakenne johtuu myös lämpötilaerojen synnyttämistä tuulialueista.

Kuvassa kirkkaat alueet ovat lämpimämpiä ja näkyvän valon alueella yleensä tummempia. Niissä kaasu virtaa pääasiassa alaspäin ja kaasun seassa ei ole juurikaan pienhiukkasia. "Pieni punainen pilkku" pohjoisessa (ylhäällä) on selvästi ympäristöään viileämpi.

Io

Galileon ottamat kuvat Jupiterin kuusta Iosta ovat edelleen tarkimpia siitä otettuja. Luotain ohjattiin välillä radalle, jolla se lensi varsin läheltä suurimpia kuita, ja siten se pystyi tekemään niistä hyviä havaintoja. Juno keskittyy enemmän itse Jupiteriin, mutta se tulee myös kuvaamaan kuita – ja saamaan todennäköisesti tätäkin parempia tuloksia.

Yllä on tarkimmat Galileon ottamat kuvat, joissa pikselin koko on parhaimmillaan kolme kilometriä.

Io on pizzalta hieman näyttävä vulkaanisesti aktiivinen kuu, jonka pinnalla näkyy selvästi rikkiyhdisteiden värjäämiä alueita, kuun sisältä tulleita roiskeita ja tulivuoria. 

Keskellä olevissa kuvissa näkyy sivukuvassa käynnissä oleva kaasupurkaus, jonka korkeus oli noin 140 kilometriä, sekä lähikuva Prometheus -nimen saaneesta tulivuoresta. Siitä purkautuu 75-kilometriä korkea kaasusuihku, ja sen purkausaukko sekä sen ympärillä olevat kerrostumat näkyvät myös hyvin. 

Voyagerit havaitsivat jo Ion vulkaanisen toiminnan ja nyt arvioidaan, että Iossa on kaikkiaan yli 400 tulivuorta. Se on ehdottomasti vulkaanisesti aktiivisin kappale aurinkokunnassamme; syynä sen aktiivisuuteen on Jupiterin ja sen muiden suurten kuiden vuorovesivoimat.

Prometheus – Ion suuri tulivuori

Kreikkalaisen tulen jumalan Prometheuksen mukaan nimetty tulivuori on ollut yhtäjaksoisesti aktiivinen ainakin 1970-luvun lopulta alkaen, jolloin se havaittiin Voyagerien ohilennoilla ensimmäisen kerran. Se sijaitsee Ion Jupiterista katsoen takapuolella, ja koostuu 28 kilometriä halkaisijaltaan olevasta purkausaukosta sekä noin 100 kilometriä leveästä laavakerääntymästä. Sen värit tulevat purkauskaasussa olevista rikistä ja rikkidioksidista. Tummat alueet ovat tuoretta laavaa.

Galileo otti nämä kuvat kolmannen Ion lähiohituksen aikaan helmikuussa 2000.

Europa

Galileon ottamat hyvät kuvat Europa-kuusta yhdistettynä. Se teki ensimmäisen Europan ohilennon kesällä 1996, jolloin kuu paljastui jo hyvin omalaatuiseksi...

Marraskuussa 1999 Galileo kartoitti Europan railojen täyttämää jääpintaa infrapunaspektrometrillaan, jolloin pinnassa voidaan nähdä eri tyyppisiä alueita.

Sininen väri osoittaa puhtainta jääpintaa, kun taas punainen ilmaisee alueita, joilla on runsaasti muutakin ainetta kuin jäätä. Tämä ja vastaavat kuvat osoittivat selvästi, että jäässä on tuoreita jälkiä, railoja ja halkeamia, jotka paikoitellen ovat ilmestyneet vanhemman pinta-aineen päälle. Kuu on selvästi siis edelleen toiminnassa.

Tummien alueiden koostumuksesta ei ole täyttä varmuutta, mutta niissä lienee rikkihappoa ja suoloja.

Ganymedes

Ganymedeen pinnalla on myös paljon yksityiskohtia, kuten Enki Catena -niminen kraatteriketju. Sen 13 perättäistä iskukohtaa ovat syntyneet todennäköisesti siten, että Jupiter on vetänyt puoleensa komeettaa, joka on hajonnut osiin, ja sen osat ovat törmänneet sarjatuleva kuun pintaan. 

Galileo otti oikealla olevan kauniin kuvan Ganymedeestä vuoden 1997 huhtikuussa 272 82 kilometrin päästä.

Kallisto

Kallisto on neljäs Jupiterin suuri kuu, josta tässä on toukokuussa 2001 otettu kokokuva (ainoa täysikokoinen värikuva!) ja pienempi infrapunaspektrografilla otettu kuva kuun pinnasta.

Siinä missä Europa ja Ganymedes ovat hyvin jäisiä kappaleita, ei Kallistossa jäätä ole juuri lainkaan. Eri ikäisiä ja kokoisia kraattereita sen sijaan on paljon; jääpintaisissa kuissa kraattereita ei ole nähtävissä, koska jää on peittänyt törmäysjäljet.

Miltä kuut näyttävät sisältä?

Galileo ei tietenkään ole voinut nähdä kuiden sisälle, mutta sen keräämien tietojen perusteella on voitu päätellä kuiden sisärakennetta. Tässä koosteessa Ganymedes on vasemmalla alhaalla, Kallisto oikealla alhaalla, Io ylävasemmalla ja Europa oikealla ylhäällä. Kuut ovat oikeassa kokosuhteessa toisiinsa: Ganymedes on 2634 km säteeltään, Kallisto 2403 km, Io 1821 km ja Europa 1565 km. Oma Kuumme on 1738 kilometrin säteellään siis Kalliston ja Europan välissä.

Kiinnostavinta kuvissa on se, että Ganymedes ja Europa voivat kätkeä 10-20 kilometriä paksun jääpintansa alle nestemäistä vettä sisältävän kerroksen, koko kuun peittävän suolaisen veden valtameren, jonka syvyys on jopa yli sata kilometriä.

Jupiterillakin on renkaat

Kyllä, myös Jupiter on rengasplaneetta, kuten tämä harvinainen kuva osoittaa: marraskuussa 1996 luotain oli täsmälleen planeetan varjon keskellä, siis juuri vastakkaisella puolella kuin Aurinko, jolloin se nappasi tämän kuvan Jupiterista. Ohuiden renkaiden lisäksi kuvassa näkyy rengas, joka syntyy valon taittuessa ja sirotessa kaasukehästä ja sen yläosissa olevista pienenpienistä hiukkasista.

Jupiterin rengassysteemi koostuu selvästi kolmesta osasta, ja kuten Saturnuksessa, myös Jupiterin kuut pitävät renkaita kasassa. Jupiterin renkaat tosin ovat paljon, paljon heikommat kuin Saturnuksen: itse asiassa sen kunnolliseen näkemiseen vaadittiin useita, eri tavalla valotettuja kuvia. Etenkin uloimpia, heikkoja osia kuvatessa kuvien piti olla ylivalotettuja.

Renkaat koostuvat pääasiassa Adrasteia- ja Metis -kuista irtoavasta pölystä ja ovat hyvin tummat.

Kuvassa mainittu "Rj" on Jupiterin säde ja alaosassa olevaa sinistä täplää voi pitää mittatikkuna: se on maapallon koko suhteessa renkaisiin ja Jupiteriin.

Pienet kuut

Galileo ennätti kuvaamaan myös Jupiterin pienempiä kuita, joista tässä ovat Thebe (vas), Amalthea ja Metis (oik). Kaikkiaan Jupiterilta on löydetty 66 kuuta, joista suurin osa on vieläkin pienempiä, planeettaa kiertäviä murikoita.

Kuut ovat näissä kuvissa oikeassa kokosuhteessa toisiinsa, ja niiden pinnalla on selvästi suuria törmäysjälkiä ja se ovat muodoltaan siistin pallomaisen sijaan epämuotoisia möhkäleitä. Todennäköisesti suuri osa näistä on asteroideja tai komeettoja, jotka Jupiter on napannut ympärilleen.

Kun komeetta törmäsi Jupiteriin...

Kun Galileo oli vasta lähestymässä Jupiteria, se pääsi todistamaan aitiopaikalta yhtä avaruustutkimuksen jännittävimmistä näytelmistä: useaan palaseen hajonneen komeetta Shoemaker-Levy 9:n törmäystä Jupiteriin kesäkuun 22. päivänä vuonna 1994. Luotain oli tuolloin 238 miljoonan kilometrin päässä.

Valitettavasti suurimmat törmääjät osuivat Jupiteriin sen yöpuolelle, joten mikään teleskooppi tai havaintolaite ei pystynyt näkemään kaikkia iskun yksityiskohtia. Näissä Galileon ottamissa kuvissa näkyy komeetan W-kirjaimella tunnetun osan valtava törmäys Jupiteriin: kuvissa näkyy kappaleen törmäyksen aikaansaama välähdys, suuri räjähdys, joka hiipui muutamassa tunnissa.

Galileo havaitsi myös Maata: tässä Etelämanner

Kaiken muun ohella Galileo on ensimmäinen luotain, joka teki painovoimalinkousmanöveerin Maan luona ja kuvasi samalla kotiplaneettaamme samalla tavalla kuin luotaimet ovat jo tutkineet muita planeettoja. 

Luotaimen lentorata oli sellainen, että se pystyi havaitsemaan parhaiten Etelä-Amerikkaa, Afrikkaa, Australiaa ja ... Etelämannerta. Yllä olevan kuvakulma onkin erittäin erikoinen, koska mikään Maata kiertävä satelliitti ei ole voinut kuvata Etelämannerta tästä kuvakulmasta näin korkealta. 

Ohilennon aikana saatujen kuvien avulla pystyttiin kalibroimaan Galileon kameroita. Lisäksi Galileo teki samanlaisen ohilennon Venuksen luona.

Sukkula vei Galileon avaruuteen

Galileo oli hyvin erikoinen luotain myös siksi, että se vietiin avaruuteen avaruussukkulalla.

Kuvassa luotain on Atlantiksen rahtiruumassa lokakuun 18. päivänä vuonna 1989, jolloin se vapautettiin omille teilleen. Laukaisu viivästyi vuosilla sukkula Challengerin onnettomuuden vuoksi, ja suoran lentoradan sijaan Galileo joutui tekemään pitkän lennon Aurinkokunnan sisäosissa sekä painovoimalinkouksia Maan ja Venuksen luona, koska onnettomuuden jälkeen tehdyt uudet turvaohjeet kielsivät suunnitellun, voimakkaan rakettimoottorin käyttämisen. Galileo joutui tyytymään turvallisempaan, mutta pienempitehoiseen rakettimoottoriin, joka kiihdytti luotaimen Maan kiertoradalta planeettainväliseen lentoon.

Challengerin onnettomuuden jälkeen myös sukkulan käytöstä planeettaluotaimien lähettämiseen päätettiin luopua. Galileo oli kuitenkin suunniteltu sukkulalla laukaistavaksi, ja sen laittaminen tavallisen kantoraketin kyytiin olisi ollut hyvin vaikeaa.

Alla on vielä viimeinen Galileosta otettu kuva. Siinä luotain on irrallaan sukkulasta ja etääntyy siitä. Hetken päästä kuvan ottamisen jälkeen rakettimoottori käynnistyi ja sinkosi Galileon "kunnolla" matkaan.

Viimeinen kuva Galileosta

Varaudu: Juno kohtaa Jupiterin huomenna

Pe, 08/26/2016 - 10:34 Jari Mäkinen

Nyt se alkaa! Juno-luotain on ensimmäisen kerran tutkimuksellisesti tositoimissa huomenna, kun se lentää radallaan läheltä Jupiteria.

Juno-luotain saapui kiertämään jättiläisplaneetta Jupiteria heinäkuun 4. päivänä, mutta silloin se ei ennättänyt tekemään havaintoja: se vempautti riskaabelisti itsensä pitkän planeettainvälisen lennon jälkeen soikealle kiertoradalle Jupiterin ympärillä ja sen tutkimuslaitteita alettiin vasta tämän jälkeen käynnistellä vähitellen.

Yksi kierros radalla kestää 53,5 Maan vuorokautta.

Kaikki laitteet on nyt toiminnassa ja valmiina huomenna tapahtuvaan ensimmäiseen spurttiin. Luotain on nykyisen, hyvin soikean kiertoratansa Jupiteria lähimmässä kohdassa huomenna lauantaina klo 15:51 Suomen aikaa (12:51 UTC), jolloin sen etäisyys Jupiteria ympäröivästä pilvikerroksesta on vain noin 4200 kilometriä.

Mikään luotain koskaan aikaisemmin ei ole ollut näin lähellä Jupiteria, ellei huomioon oteta tehtävänsä lopuksi planeettaan tarkoituksella syöksymään ohjattua Galileo-luotainta ja sen mukana lentänyttä pientä kaasukehäsondia. Galileo oli Junon edeltäjä, ja se kiersi Jupiteria 14 vuoden ajan joulukuusta 1995 syyskuuhun 2003.

Ohilennon aikana Juno kiitää huimalla 208 000 kilometrin tuntinopeudella, joten se tulee tekemään mittauksia ja ottamaan kuvia nopeasti ja tehokkaasti. Maahan niitä lähetetään vasta myöhemmin, mutta maistiaisia odotetaan jo viikonloppuna.

Myöhemmin Junon rataa muutetaan vähemmän soikeaksi, jolloin ohilennot tapahtuvat hieman hitaammin, mutta niitä ei tule olemaan montaa: koko suunnitellun lentonsa aikana Juno tulee tekemään tämän jälkeen vain 35 ohilentoa lisää, mutta se tulee varsinaisen tutkimusohjelmansa alettua tutkimaan Jupiteria koko ajan.

Nyt luotain keskittää pääasiallisen havaintotoimintansa vain ohilennon aikaan.

Odotettavissa on siis kiinnostavia tietoja kaikilta kahdeksalta tutkimuslaitteelta ja komeita kuvia. Kuvissa on niin lähikuvia kuin laajakulmakuvia, jotka tulevat näyttämään Jupiterin ja sen pilvipeiton paremmin kuin olemme nähneet aikaisemmin. Ainakin toivottavasti – lento on vaaroja täynnä, ja niistä suurin on Jupiteria ympäröivä voimakas säteily.

Otsikkokuvassa on Jupiter Junon Junocam-kameran kuvaamana 23. elokuuta. Etäisyys Jupiteriin oli tuolloin vielä 4,4 miljoonaa kilometriä.

Galileo-luotaimen 339 kg massaltaan ollut kaasukehäsondi syöksyi Jupiteriin 7. joulukuuta 1995. Se lähetti tietoja lähes tunnin ajan (57,6 minuuttia) pudotessaan yhä syvemmälle kaasukehässä. Junon huomenna (toivottavasti) ottamat lähikuvat kaasukehän yläosista ovat hieno lisä sondin lähettämiin tietoihin!
Tagit

Juno lähestyy uudelleen Jupiteria – valmiina ensimmäiseen kuvarumbaan

Ti, 08/02/2016 - 08:37 Jari Mäkinen

Juno-luotain saapui kiertämään Jupiteria 4. heinäkuuta, jolloin se asettui hyvin soikealle kiertoradalle Jupiterin ympärillä. Luotain oli tuon radan kauimmassa kohdassa 31. heinäkuuta ja on jälleen tulossa lähemmäksi Jupiteria. Elokuun 27. päivänä Juno suhahtaa vain 4200 kilometerin korkeudelta jättiläisplaneetan ohi.

Kun heinäkuun 4. päivänä Juno käytti rakettimoottoriaan 35 minuutin ajan ja jarrutti siten nopeuttaan planeettainvälisestä viiletyksestä ratanopeuteen Jupiterin ympärillä, olisi asettuminen suoraan lopulliselle kiertoradalle Jupiterin ympärillä ollut todella vaikeaa. Siksi ensimmäinen rata Jupiterin ympärillä on pitkulainen soikio, jolta Juno vempauttaa itsensä varsinaiseen Jupiterin tutkimiseen sopivalle radalle vasta lokakuussa.

Tämän ensimmäisen radan korkein kohta (niin sanottu perijove, kaukaisin kohta Jupiterista) on 8,1 miljoonaa kilometriä Jupiterista, ja Juno saavutti ensimmäisen kerran tämän kohdan radalla nyt heinäkuun viimeisenä päivänä. Niinpä juuri nyt luotain lähestyy taas Jupiteria ja saavuttaa radan lähimmän pisteen 27. elokuuta.

Tuolloin luotain myös tekee ensimmäiset kunnolliset havaintonsa Jupiterista. 

 

Jupiteriin saapumisen aikaan kaikki tutkimuslaitteet oli kytketty turvallisuussyistä pois päältä, koska Jupiterin voimakas magneettikenttä olisi voinut vaurioittaa niitä ja luotaimen haluttiin keskittyvän täysin ratamuutokseen.

Sen jälkeen kamerat ja muut tutkimuslaitteet on laitettu jälleen päälle, ja elokuun 27. päivänä tapahtuvan lähiohituksen aikaan ne kaikki toimivat täydellä teholla. Silloin onkin luvassa huikeita, ennätyksellisen läheltä otettuja kuvia ja mittaustietoja.

Junon etäisyys tuolloin on vain 4200 kilometriä Jupiterin pilvikerroksesta.

Luotain tekee vielä toisen samanlaisen lähiohituksen lokakuun 19. päivänä, mutta silloin se ei tee juurikaan havaintoja, vaan muuttaa rataansa lopulliseksi 22 minuuttia kestävällä rakettimoottorin poltolla. Muutaman ratakorjauksen jälkeen Juno on tuolla lopullisella radallaan 16. marraskuuta, minkä jälkeen sen edessä on 20 kuukautta (37 kierrosta) kestävä hektinen työrupeama ennen kuin 20. helmikuuta 2018 luotainta aletaan hivuttaa syöksymään alas Jupiteriin.

Tagit

Oliko Juno-luotaimen ensimmäinen Jupiterin kiertoradalta ottama kuva pettymys?

Ke, 07/13/2016 - 11:08 Jari Mäkinen

NASAn Juno-luotain asettui kiertämään Jupiteria viikko sitten tiistaina, heinäkuun 5. päivänä. Nyt ensimmäinen sen uudelta kiertoradaltaan ottama kuva on julkistettu – ja se on kaikkea muuta kuin ennakkojutuissa hehkutettu tarkka, upea kuva jättiläisplaneetasta. Mutta se ei ole yllätys.

Itse asiassa kuva on varsin mainio, sillä se todistaa osaltaan sen, että Juno selvisi huimasta Jupiteriin saapumisestaan hyvin ja että sen kamera toimii.

Kamera, kuten kaikki muutkin tieteelliset tutkimuslaitteet, oli sammutettu Jupiterin kiertoradalle asettumisen ajaksi, koska luotaimen tuli keskittyä silloin käyttämään rakettimoottoriaan juuri oikeaan aikaan täsmälleen halutun aikaa. Luotain kulki myös Jupiteria ympäröivän voimakkaan säteilyn läpi, jolloin mahdollisuus vikatoimintoihin oli suuri.

Kun Juno oli onnellisesti Jupiteria kiertämässä, alettiin sen laitteita herättelemään. Tämä nyt otettu kuva on ensimmäinen "kunnollinen" kameralaitteiston ottama kuva, ja sen luotain nappasi 10. heinäkuuta aamulla Suomen aikaa. Kuvaa on suurennettu, ja siksi Jupiter näkyy siinä hieman suttuisena, mutta silti sen pinnalta näkee hyvin kaasukehän pilvikerrosten raitoja ja myös Jupiterin kuuluisa punainen pilkku on näkyvissä. 

Jupiterin vieressä ovat pisteinä kuut Io (lähinnä Jupiteria, vasemmalla), Europa (ylimpänä) ja Ganymedes (oikealla). 

Kuva ei ole mitenkään huima yksinkertaisesti siksi, että Juno on nyt hyvin soikealla kiertoradalla Jupiterin ympärillä, ja sen etäisyys kuvan ottamisen aikaan Jupiterista oli noin 4,3 miljoonaa kilometriä.

Lennonjohdolle kuvan laatu ei luonnollisestikaan ollut yllätys: koska luvassa ei olisi ollut (aivan Jupiteriin saapumisen aikaa lukuun ottamatta) upeita kuvia, ei kameroiden käynnistämistä ja kuvaamista haluttu alkaa liian nopeasti. Myöhemmin on paljon aikaa hyvien kuvien ottamiseen.

Yksi kierros Jupiterin ympäri tällä radalla kestää 53,5 vuorokautta, joten luotain saapuu uudelleen lähelle Jupiteria elokuun lopussa, jolloin 27. päivänä se on lähimpänä planeettaa ja tekee silloin siitä ensimmäiset, tarkat havainnot.

Silloin saamme siis – ainakin toivottavasti – ensimmäiset upeat lähikuvat Jupiterista. Siis sellaisia kuvia, joita ennen Jupiteriin saapumista kovasti jo hehkutettiin. Sitä ennen kuvat ovat tällaisia (ja jopa "huonompia").

Tagit

Jupiterluotain Junon edessä odotusta ja balettia

Ke, 07/06/2016 - 16:02 Jari Mäkinen
Lennonjohto juhlii

Juno-luotain asettui eilen aamulla kiertämään Jupiteria pitkän planeettainvälisen lentonsa päätteeksi. Ensimmäisiä kuvia joudutaan vielä odottelemaan ainakin huomiseen, sillä luotaimen tutkimuslaitteet – kamerat mukaan luettuna – olivat Jupiteriin saapumisen aikana poissa päältä. Varsinainen kuvashow alkaa marraskuun alussa, vaikka jo sitä ennen saadaan maistiaisia jättiläisplaneetasta.

Kaikki siis sujui tiistaina 5.7. aamulla kuuden tienoilla (Suomen aikaa) juuri suunnitellulla tavalla. Junon pieni brittitekoinen rakettimoottori syttyi ja hidasti luotaimen menoa siinä määrin (tarkalleen 542 m/s, eli 1951,2 km/h), että se jäi kiertämään jättiläisplaneettaa. Viesti rakettimoottorin polton onnistumisesta saatiin klo 6.53.

Tarkalleen ottaen poltto kesti sekunnin oletettua lyhemmän aikaa, "vain" 2102 sekuntia ohjelmoidun 2103:n sijaan – mutta tämä ei ole mikään ongelma.

Noin 35-minuuttisen polton aikana Juno oli kääntynyt siten, että sen rakettimoottori osoitti menosuuntaan. Tämä tarkoitti sitä, että luotaimen aurinkopaneelit eivät osoittaneet kohti Aurinkoa, joten luotaimen eräs ensimmäisistä tehtävistä jarrutuspolton jälkeen oli kääntää paneelinsa jälleen kohti Aurinkoa. 

Samalla Juno hidasti jälleen pyörimistään viidestä kierroksesta minuutissa takaisin normaaniin kahteen kierrokseen. Luotain pysyy oikeassa asennossa avaruudessa hyrrän tapaan pyörimällä hitaasti akselinsa ympäri, mutta nopeutta nostettiin jarrutuspolton ajaksi, jotta asento pysyisi paremmin oikeana.

Saapuminen Jupiteriin oli elokuussa 2011 tapahtuneen laukaisun jälkeen luotaimen lennon tärkein tapahtuma, ja vaikka Juno oli juuri oikeassa suunnassa ja täydessä kunnossa ennen jarrutuspolton alkua, oli tunnelma ennen rakettimoottorin käynnistymistä hyvin jännittynyt.

Vaikka kaikki näytti olevan hyvin, oli epävarmaa kuinka moottori toimii oletaan viisi vuotta toimetta avaruudessa. 

Jupiterin ympäristö on myös vaarallinen paikka: siellä on voimakasta säteilyä, paljon varattuja hiukkasia sekä eri kokoisia kivenkurikoitakin. Luotain olisi saattanut törmätä johonkin tai mennä sekaisin säteilystä. 

Nyt NASAn Jet Propulsion Laboratoryssä, Pasadenassa, Kaliforniassa, sekä luotaimen valmistaneen Lockheed Martin -yhtiön tiloissa Denverissä olevat lennonjohtajat, ja Junon tutkimusohjelmasta vastaavan, Teksasissa sijaitsevan SouthWest Research Instituten tutkijat herättelevät luotaimen vähitellen toimintaan. Junon laitteet ja systeemit tarkistetaan ja kalibroidaan, ja rutiininomaiset havainnot Jupiterista aloitetaan vasta ensi vuoden alussa.

Eräs suuren yleisön kannalta kiinnostavimmista laitteista on JunoCam, kamera, jonka kuvauskohteiden päättämiseen kuka tahansa meistä voi vaikuttaa. Kamera kuvasi jo Jupiteria luotaimen lähestyessä sitä, ja tuloksena oli alla oleva video:

Kamera tulee ottamaan todennäköisesti henkeäsalpaavia kuvia Jupiterista, ja mikä tärkeintä, se näkee kuin ihmissilmä. Muut kamerat on viritetty ennen kaikkea muille aallonpituusalueille, koska näin Jupiterista, sen ilmakehästä ja sitä kiertävistä kuista saadaan enemmän tietoa.

Ylläoleva 1500 kuvasta koottu video kattaa noin 17 vuorokautta ennen kuin kamera sammutettiin viime viikon lopussa.

Edessä ratabalettia

Juno on nyt hyvin soikealla kiertoradalla Jupiterin ympärillä. Radan kiertoaika on 53 vuorokautta, ja sitä säädetään lähemmäksi lopullista "tieteentekorataa" ensimmäisen kerran lokakuun 20. päivänä.

Luotain on silloin jo toisen kerran eilisen saapumisensa jälkeen lähellä Jupiteria – radan Jupiteria lähimmässä kohdassa, niin sanotussa perijovessa – nykyisellä radallaan; ensimmäisellä kerralla elokuun 27. päivänä ei rataa muuteta, vaan Juno ohjelmoidaan ottamaan kuvia ja tekemään ensimmäisiä tieteellisiä tutkimuksiaan.

Vaikka kuvia Jupiterista saadaan kenties jo huomenna, on ensimmäisiä lähikuvia odotettavissa siis vasta tuolloin elokuun lopussa. Sitä seuraavan, lokakuisen perijoven aikana tehdään ratamuutos, ja se on sen verran tärkeä ja aktiivinen manöveeri, että silloin tutkimuslaitteita ei käytetä.

Sen jälkeen tutkimuslaitteet ja kamerat kalibroidaan ja luotain aloittaa 37. kierroksen ajaksi suunnitellun tutkimusohjelmansa. Koska yksi kierros kestää tuolloin 14 Maan vuorokautta, on työrupeama 20 kuukauden mittainen. Tuolloin joka kierroksella luotain tulee vain noin 4600 kilometrin korkeudelle Jupiterin kaasukehän yläosista, joten se tulee saamaan todella tarkkoja kuvia ja hyviä havaintoja siitä. Kauempana planeetasta ollessaan Juno voi havaita kuita, Jupiterin ympäristöä sekä sen renkaita – kyllä, Jupiterillakin on renkaat!

Rata on suunniteltu myös siten, että luotain pysyy myös kaukana Jupiterin ympärillä olevien säteilyvöiden kaikkein voimakkaimmista osista.

Yllä olevassa kuvassa ovat Junon erilaiset radat: tarkalleen kaksi ensimmäistä vihreää saapumisen jälkeistä rataa kestävät 53,5 Maan vuorokautta, ja sen jälkeen rataa muutetaan sinisiksi 14 vuorokautta kestäviksi radoiksi, joilta luotain tekee varsinaiset havaintonsa.

Rata muuttuu koko ajan hieman siten, että sen kaukaisin piste hivuttautuu kohti Jupiteria. Lopulta luotain on tarkoitus ohjata syöksymään Jupiteriin 37. kierroksensa päätteeksi 21. helmikuuta vuonna 2018. Vaikka lennon jatkaminen voisi periaatteessa olla mahdollista rataa muuttamalla ennen syöksyä, on todennäköistä, että tämänkertainen seikkailu Jupiterissa päättyy helmikuussa 2018.

Piirroksessa on punaisella merkitty Jupiterin suurimpien kuiden radat.

Tagit

Juno-luotain saapui Jupiteriin

NASAn planeettaluotain Juno saapui tiistaina 5.7.2016 aamulla Suomen aikaa Jupiterin luo ja asettui sen kiertoradalle. Ensimmäisiä kuvia Jupiterista odotetaan vasta parin päivän päästä, jos kaikki sujuu tästä eteenkinpäin hyvin; varsinaiset rutiininomaiset tieteelliset havainnot alkavat vasta ensi vuoden alussa, kun luotaimen rataa on säädetty sopivaksi. 

Videolla kerrotaan lyhyesti Junosta ja Jupiteriin saapumisesta, ja alla olevista jutuista voi lukea aiheesta hieman enemmän. Tiedetuubi seuraa tapahtumia luonnollisesti koko ajan tämän jälkeenkin.

Avainsanat

JUICE ja Jupiterin jääkuut

Pe, 07/01/2016 - 15:44 Jari Mäkinen

Junon jälkeen seuraava kiinnostava Jupiteria tutkiva luotain on Euroopan avaruusjärjestön JUICE, eli Jupiterin jäisten kuiden tutkija (Jupiter Icy Moon Explorer). Sen ja Junon lennot on suunniteltu siinä määrin yhteisesti eurooppalaisten ja amerikkalaisten välillä, että kummallakin luotaimella on omat kiinnostuksen kohteensa: Junolla Jupiter ja JUICElla sen suurimmat kuut.

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.

Lego-ukot lähestyvät Jupiteria

Pe, 07/01/2016 - 14:50 Jari Mäkinen
Lego-ukot JUNO-luotaimessa

NASAn JUNO-luotain lähestyy Jupiteria ja asettuu kiertämään jättiläisplaneettaa 4. heinäkuuta. Mukana luotaimessa on tutkimuslaitteita sekä kolme pientä Lego-ukkoa, jotka liittyvät Jupiter-nimen planeetalle antaneeseen antiikin Kreikan mytologiaan. JUNO avaa uuden kappaleen Jupiterin tutkimuksessa.

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. 

Jupiter ja sen kuita Junon JunoCam-kameran näkemänä 21. kesäkuuta.

 

Rakettimoottorin suojakuori avattiin kesäkuun 20. päivänä ja polttoaineputkien venttiilit avattiin 27. kesäkuuta. Seuraavana päivänä tankit paineistettiin ja 29. kesäkuuta luotaimen tutkimuslaitteet kytkettiin pois päältä odottamaan saapumista Jupiteriin.

Eilen Junon päätietokone aloitti radalleasettumisohjelman ja lennonjohto ilmoitti kaiken sujuneen hyvin. Nyt siis vain odotellaan, ja varmastikin Los Angelesin luona Pasadenassa, Jet Propulsion Laboratoryssä, rystyset ovat jo valkoisina jännityksestä.

Toiminta alkaa kunnolla heinäkuun 5. päivänä klo 6.18 Suomen aikaa (heinäkuun 4. päivänä 20.18 illalla Kalifornian aikaa), kun Junon rakettimoottori herää henkiin. Tai siis 48 minuuttia aikaisemmin, sillä lennon ajoista puhuttaessa käytetään aikaa, jolloin tieto siitä saadaan Maahan. Oikeasti signaalin saapuessa ratapolton alkamisesta Maahan on koko JOI-koodilla tunnettu (Jupiter Orbit Insertion) manöveeri jo tapahtunut.

Ennen polton alkamista on luotain kääntyneenä moottori menosuuntaan, joten rakettimoottori jarruttaa vauhtia ja hidastaa nopeutta sekä kääntää lentorataa siten, että luotain jää kiertämään Jupiteria. 

Jos moottori ei toimi kunnolla, luotain suhahtaa Jupiterin ohi. Jos moottori käy liian pitkään, Juno sukeltaa Jupiteriin. Mikäli moottori toimii yli 20 minuutin ajan, riittää jarrutus siihen, että Juno jää kiertoradalle Jupiterin ympärillä, mutta silloin lennonjohdolta menee kovasti aikaa ja tutkimustoimintaan varattuja resursseja radan saamiseksi sopivaksi. 30-minuuttinen poltto riittää saamaan radan sen verran hyväksi, että se voidaan muuttaa kätevästi tutkimustoimintaan sopivaksi.

Radalle asettumisen aikana luotain ei ota kuvia eikä tee muitakaan tutkimuksia. Mikäli jostain syystä se menisi sekaisin ratapolton aikana tai juuri sitä ennen, niin se on ohjelmoitu käynnistymään automaattisesti ja jatkamaan toimintaa saman tien. Aikaa tosin tähän boottaukseen kuluu noin kahdeksan ja puoli minuuttia.

Lähes välittömästi radalle asettumisen jälkeen lennonjohto alkaa säätää rataa ja tutkimuslaitteet käynnistetään (jos kaikki sujuu hyvin) kahden päivän kuluttua Jupiteriin saapumisesta, siis ensi keskiviikkona.

Junon rata

Juno on tarkoitus asettaa kiertämään Jupiteria sen napojen kautta kulkevalle soikealle kiertoradalle, jolta se pystyy tutkimaan koko planeettaa ja tekemään ohilentoja sen kuiden luona. Samalla se on suojassa Jupiteria päiväntasaajan kohdalla ympäröiviltä säteilyvöiltä.

Lähimmillään planeetta Juno on tällä radalla noin 4300 kilometrin päässä, mistä se pystyy tekemään jo hyvin tarkkoja ja kiinnostavia havaintoja.

Yksi kierros radalla kestää 14 Maan vuorokautta ja Junon ensisijaisen mission aikana tarkoitus on tehdä 37 kierrosta. 518 vuorokautta ei kuulosta pitkältä, mutta se on lähes kaksi vuotta. Jos luotain on hyvissä voimissa vielä helmikuussa 2018, sen lentoa todennäköisesti jatketaan. Lopulta se kuitenkin ohjataan syöksymään Jupiteriin.

Mukana LEGO-ukkoja ja Galilei

Vaikka luotaimien massa lasketaan hyvin tarkasti ja jokaisen osan tekemisessä pyritään mahdollisimman suureen keveyteen, on tapana kuitenkin laittaa planeettaluotaimien mukaan aina jotain pientä hauskaa. Esimerkiksi ESAn Mars Express -luotaimessa on Ferrari-autojen punaista väriä ja New Horizons -luotaimessa on Pluton löytäneen Clyde Tombaughin tuhkaa. Monissa luotaimissa on mukana levy, jossa on esimerkiksi yleisön lähettämiä tervehdyksiä tai kuvia.

Usein näitä muistoesineitä käytetään luotaimen tasapainoitusmassoina, joten ne eivät ole "ylimääräisiä" kappaleita; kun luotain on suunniteltu pyörimään avaruudessa (näin sen asennonsäätö esimerkiksi planeettainvälisessä lennossa on helpompaa), joudutaan mukaan joka tapauksessa lisäämään pieniä kappaleita, joilla saadaan luotain tasapainoon.

Junon tapauksessa mukana on kolme pientä LEGO-ukkoa, jotka muistuttavat roomalaisten Jupiter-kuningasta, hänen Juno-vaimoaan ja ensimmäiset kunnolliset havainnot Jupiterista tehnyttä Galileo Galileita. Jupiterin suurimmat kuut on nimetty Galilein mukaan Galilein kuiksi, koska hän näki ne ensimmäisenä kaukoputkellaan. Galilei-ukolla on kädessään luonnollisesti tuo kaukoputki.

Vaikka Juno on mytologian Jupiter-kuninkaan vaimon nimi, on luotaimen nimi virallisesti JUpiter Near-polar Orbiter, eli "Jupiterin lähes polaariradalla oleva kiertolainen".