Aurinkokunta tänään

Stardustin näytteet ylittivät odotukset

Matkattuaan avaruudessa seitsemän vuotta ja lähes viisi miljardia kilometriä, Stardtust-luotain palautti viime sunnuntaina onnistuneesti komeetasta keräämänsä pölynäytteet Maahan pienessä, n. 50 kilon painoisessa kapselissa. Kapselin paluu ilmakehään synnytti Venusta kirkkaamman, tähdenlentoa muistuttavan valoilmiön taivaalle.

Tehtävä onnistui täydellisesti, kapseli leijui laskuvarjon varassa Utahin autiomaahan 15.1.2006 klo 12:10 Suomen aikaa. Se löydettiin vasta lähes tunnin etsimisen jälkeen, ja toimitettiin puhdastilaan käsiteltäväksi.

Stardust teki useita ennätyksiä:

• Ensimmäinen komeetasta kerätty, Maahan tuotu näyte.
• Ensimmäinen Kuuta kaukaisemmasta taivaankappaleesta kerätyn näytteen tuonti Maahan.
• Nopein alus tullessaan laskuun, n. 46 500 km/h, 12,9 km/s.
• Kauimpana avaruudessa käynyt ja takaisin Maahan palannut avaruusalus. Stardust kävi asteroidivyöhykkeen ulkopuolella, puolimatkassa Jupiteriin.

Stardust emoalus on edelleen avaruudessa. Kapselin irrottamisen jälkeen se teki pienen radankorjauksen, jolla se vältti Maahan putoamisen. Se on nyt Aurinkoa kiertävällä radalla ja valmiina jatkotehtävään, mikäli kiinnostusta ja rahoitusta löytyy. Alus on edelleen hyvässä kunnossa, vaikkakaan enempiä näytteitä se ei pysty tuomaan, näytekapseleita oli vain yksi.

Stardust on maksanut 200 miljoonaa dollaria viimeisen kymmenen vuoden aikana. Projektin johtava tutkija Don Brownlee vertaa summaa huipputason baseball –pelaajaan, josta joutuu kymmenessä vuodessa maksamaan saman verran.

Tehtävän tieteellinen osuus on vasta alkamassa. Kapseli on nyt avattu ja sen näytteenkeräintä valmistellaan tutkimuksia varten. Keräimeen tarttuneiden hiukkasten määrä näyttäisi ylittävän tutkijoiden odotukset. Mikroskooppisen pieniä hiukkasia voi olla yli miljoona. Joukossa on kymmenkunta suurempaa hiukkasta, kooltaan n. 0,1 mm, yksi peräti 1 mm!

Näytteet jaetaan useaan osaan ja lähetetään yli sadalle tutkijalle eri puolille maailmaa. Joitain tuloksia on lupa odottaa ehkä jo vuoden sisällä. Tutkimukset kuitenkin jatkunevat useita vuosia; tutkitaanhan Apollojen tuomia kuunäytteitäkin yhä edelleen, 30 vuotta ohjelman päättymisen jälkeen.

Komeetat ovat peräisin Aurinkokunnan ulkolaidalta, Kuiperin vyöhykkeeltä. Siellä sijaitsee myös yhdeksäs planeetta Pluto, jota tutkimaan lähetettiin viime viikolla New Horizons –luotain. Ennen kuin luotain pääsee perille, saadaan Stardustin näytteistä paljon uutta tietoa Kuiperin vyöhykkeestä. Stardustin tiedot voivat olla suureksi hyödyksi suunniteltaessa New Horizonin tehtävät yksityiskohtia, varsinkin jatkotehtävää Pluton ohilennon jälkeen.

Keräimen toisella puolella on muualta aurinkokunnasta kerättyä tähtienvälistä materiaalia, mutta vain ehkä muutamia kymmeniä hiukkasia ja pienempiä kuin komeettahiukkaset. Niiden löytäminen on työlästä. Tehtävää on verrattu 40 muurahaisen etsimiseen jalkapallokentältä, tutkimalla suurennuslasin kanssa 5 x 5 cm:n osa kentästä kerrallaan. Tehtävään arvioidaan kuluvan 30000 työtuntia. NASA on kutsunut urakkaan mukaan vapaaehtoisia apulaisia. Itse asiassa kuka tahansa voi ilmoittautua vapaaehtoiseksi tähtipölyn etsijäksi. Stardust@Home -niminen projekti toteutetaan siten, että koko näytteenkeräimen pinta kuvataan pieninä paloina automaattimikroskoopin avulla. Kuvat laitetaan jakoon internetiin, josta niitä voi noutaa tutkittavaksi erityisen ohjelman avulla, jonka saa käyttöönsä tehtävää varten. Jos riittävän moni etsijä löytää samasta kuvasta jotakin mielenkiintoista, kuva tarkastetaan NASA:lla tarkemmin.

Kaikilta projektiin osallistujilta vaaditaan kokeen suorittamista hyväksytysti, jotta varmasti ymmärtää mitä kuvista ollaan etsimässä. Stardust@Home -projektiin voi ilmoittautua osoitteessa http://stardustathome.ssl.berkeley.edu/

Aiheesta lisää:

http://stardust.jpl.nasa.gov/home/index.html

http://www.lockheedmartin.com/wms/findPage.do?dsp=fec&ci=14907&rsbci=0&fti=126&ti=0&sc=400

http://80.222.49.33/mars/1-1-2004.htm

http://80.222.49.33/mars/2-1-2004b.htm

http://80.222.49.33/mars/3-1-2004.htm

Stardustin näytekapseli laskeutunut

Stardustin näytekapseli laskeutui onnistuneesti. Kaikki toimi kuten oli suunniteltu. Lämpökilpi kesti ilmakehään osumisen synnyttämän tuhansien asteiden kuumuuden, kumpikin laskuvarjo avautui ajallaan ja kapseli laskeutui Utahin autiomaahan, josta se siirretään edelleen tutkittavaksi.

Stardust tuo näytteitä komeetasta

NASA:n Stardust-luotain tuo komeetan Wild 2-lähistöltä ja muualtakin Aurinkokunnasta keräämiään näytteitä Maahan ensi sunnuntaina. Näytekapseli kohtaa Maan ilmakehän 12,8 kilometrin sekuntivauhdilla. Lämpökilven jarrutettua vauhtia riittävästi, aukeaa ensimmäinen laskuvarjo. Vauhdin pudottua alle äänen nopeuteen, kapselin päälaskuvarjo aukeaa ja se tekee pehmeän laskun Utahin autiomaahan 15.1.2006 klo 12:12 Suomen aikaa. Kapselissa on ensimmäinen Maahan tuotu näyte komeetasta.

Luotain lähetettiin matkaan 7.2.1999. Kaksi vuottaa sitten se lensi Wild 2 komeetan ohi lähietäisyydeltä ja keräsi talteen avaruudessa leijailevaa pölyä. Ennen komeetan ohitusta vuosina 2001 ja 2002 se keräsi hiukkasia joita tähtienvälisestä avaruudesta virtaa Aurinkokunnan sisäosiin. Näytteenkerääjä on nyt suljettu lämpökilvellä varustettuun kapseliin, joka irrotetaan luotaimesta ja ohjataan hallitusti Maan ilmakehään.

Tämä on toinen kerta kun vastaavaa näytteiden palauttamista yritetään. Edellinen palautus osittain epäonnistui elokuussa 2004. Kyseessä oli Genesis-luotain, joka keräsi näytteitä aurinkotuulesta. Paluukapselissa olleen suunnitteluvirheen vuoksi kapselin laskuvarjo ei auennut lainkaan, vaan kapseli putosi 300 km tuntinopeudella maahan ja hajosi kappaleiksi. Romut vietiin laboratorioon, jossa pelastettiin se mikä pelastettavissa oli. Yllättävän suuri osa näytteistä saatiinkin talteen, mutta niiden tutkiminen on monin verroin vaikeampaa kuin oli suunniteltu. Stardustin on rakentanut sama yritys, Lockheed Martin, kuin Genesiksenkin. Dokumentoinnin perusteella on kuitenkin varmistunut, että ainakaan samaa suunnitteluvirhettä siinä ei ole.

Komeetoissa arvellaan olevan tallella ainetta Aurinkokunnan syntyajoilta. Stardustin tuomista näytteistä toivotaan löytyvän vastauksia Aurinkokunnan menneisyyttä ja syntyä koskeviin kysymyksiin.

Aiheesta lisää:

http://stardust.jpl.nasa.gov/home/index.html

http://www.lockheedmartin.com/wms/findPage.do?dsp=fec&ci=14907&rsbci=0&fti=126&ti=0&sc=400

http://80.222.49.33/mars/1-1-2004.htm

http://80.222.49.33/mars/2-1-2004b.htm

http://80.222.49.33/mars/3-1-2004.htm

Likaisesta lumipallosta lumiseksi likapalloksi

Heinäkuun 4. NASA:n avaruusluotain Deep Impact osui Tempel 1 –komeettaan pesukoneen kokoisella, 370 kg:n painoisella kupariammuksella. Törmäyksen nostattamasta pölypilvestä tutkijat ovat päätelleet, että Tempel 1 –komeetan pinta on hyvin hienojakoista, puuterimaista pölyä. Pilven läpikuultamattomuus oli yllätys. Sen läpi ei ollut mitään mahdollisuutta nähdä kraatteria, jonka törmäys synnytti, joten kraatterin koko on edelleen arvoitus. Avaruuteen sinkoutuneen pölyn määräksi on arvioitu useita kymmeniä tuhansia tonneja. Kraatteri on näin ollen mieluummin stadionin kuin talon kokoinen.

Pölyn lisäksi pilvessä havaittiin ainakin vettä, hiilidioksidia ja –monoksidia, sekä joitain hiilivetyjä. Päätehtävänsä jo suorittanut ja kertaalleen suljettu SWAS-tekokuu käynnistettiin uudelleen havaitsemaan törmäystä. SWAS on erityisen hyvin varustettu mittaamaan avaruuden pilvien vesipitoisuuksia. Se mittasi komeetasta erkanevan veden määräksi vain 250 kg sekunnissa. Määrä oli kutakuinkin sama ennen tömäystä. Tämän havainnon perusteella näyttää siltä, että komeetat ovat pikemminkin lumisia likapalloja kuin likaisia lumipalloja, kuten tähän asti on oletettu. Vettä on ainakin tässä komeetassa vähemmän kuin on arveltu. Veden määrään varmasti vaikuttaa paljon komeetan rata, eli kuinka usein se joutuu Auringon läheisyyteen. Mitä useammin Aurinko paahtaa komeetan pintaa, sitä nopeammin vesi katoaa komeetasta. Tempel 1:n jakso on vain 5,68 vuotta, joten se on käynyt usein Auringon läheisyydessä ja ehkä jo menettänyt lähes kaiken vetensä.

Deep Impact emoluotain on edelleen täysin toimintakunnossa. Sille on nyt suunniteltu jatkotehtävää. Heinäkuun aikana luotaimen rataa tullaan muuttamaan siten, että se kohtaa komeetan Boethin vuoden 2008 aikana. Boethin on löydetty 1975, sen jakso on 11 vuotta.

Kuva on väärävärikuva, törmäyksen nostattama pölypilvi DI:n emoluotaimen kuvaamana. Eri värit edustavt ei kikkautta valkoisen ollessa kirkkain ja sinisen himmein.

Aiheesta lisää:

http://www.nasa.gov/mission_pages/deepimpact/main/index.html

http://deepimpact.jpl.nasa.gov/home/index.html

Havaintoja DI:n törmäyksestä

Tämä kuvasarja näyttää, millaisena avaruuskaukoputki Hubble näki Deep Impactin iskeytyjän törmäyksen Tempel 1 komeettaan. Ensimmäinen kuva otettu 10 minuuttia ennen, toinen 15 ja kolmas 62 minuuttia törmäyksen jälkeen.

Tunti törmäyksen jälkeen komeetasta irronneen kaasu- ja pölypilven ulkoreuna oli edennyt 1800 km:n päähän komeetasta. Näissä Hubblen ottamissa kuvissa näkyy nimeen omaan Auringon valoa heijastava ja siroava kaasu- ja pölypilvi, avaruuselokuvista tuttua tulta ja liekkejä ei tietenkään esiintynyt. Deep Impact -emoluotain tallensi törmäyshetkellä komeetasta 20 kuvaa sekunnissa. Niistä vain yhdessä näkyy selvä valonvälähdys.

Maaliskuussa 2004 laukaistu Euroopan avaruusjärjestön ESA:n oma komeettaluotain Rosetta , joka asettuu vuonna 2014 kiertämään komeettaa Churyumov-Gerasimenko, tarkkaili myös DI:n törmäystä.

Rosettan havainnoissa näkyy kirkastuminen viisinkertaiseksi puoli tuntia törmäyksestä. Himmeneminen oli oletettua hitaampaa. Kirkkaus oli kaksinkertainen vielä viiden tunnin kuluttua.

Tässä vielä tähän asti julkaistuista kuvista kaikkein näyttävin ja kaunein. Komeetta Tempel 1, 67 sekuntia iskeytyjän osumisen jälkeen.

Syntyneen kraatterin koosta ei ole vielä tietoa. Kraatteri ei välttämättä suoraan kuvista näy, koska on piilossa pölypilven takana, mutta on kenties nähtävissä jollakin tavalla, kunhan mittausdataa tarkemmin tutkittaan.

Aiheesta lisää:

http://www.nasa.gov/mission_pages/deepimpact/main/index.html

http://deepimpact.jpl.nasa.gov/home/index.html

http://www.esa.int/esaCP/SEMSJ06DIAE_index_1.html#subhead4

Deep Impact oli menestys!

NASA:n komeettaluotain Deep Impact onnistui tehtävässään yli odotusten. Iskeytyjä osui komeetan ytimeen aamulla 8:52 Suomen kesäaikaa, kuten oli suunniteltu, ja räjäytti sen pinnasta valtaisan kaasu- ja pölypilven avaruuteen.

Pilven säteilemän valon spektristä pystytään määrittämään ytimen aineen koostumus. Jos syntyneestä kraatterista saadaan kuvia, voidaan myös päätellä jotakin ytimen rakenteesta.

Emoluotain kuvasi tapahtuman lähietäisyydeltä. Osumakohdassa näkyi kirkas välähdys, joka havaittiin myös maanpäällisillä kaukoputkilla. Itse komeetan pinta on hyvin tumma, vaikka komeetassa on paljon vesijäätä. Pinnasta vesi on kuitenkin haihtunut pois ja jäljellä on vain tummaa kiintoainesta. Samaan tapaan kuin tienposkeen aurattu lumikasa keväällä, kun pintalumi on jo sulanut. Kasan pinnassa on jäljellä pelkkää hiekkaa, vaikka keskellä on vielä paljon lunta. Sillä erotuksella, että komeetan sisäosa on liki viisi miljardia vuotta vanha. Deep Impact paljasti ensimmäisen kerran palan tästä pakastetusta Aurinkokunnan rakennusaineesta. Maapallon veden arvellaan olevan peräisin Maahan törmänneistä komeetoista.

Muutaman minuutin osuman jälkeen luotain ohitti komeetan vain viiden sadan kilometrin päästä ja lensi komeetan koman läpi. Koma muodostuu komeetasta haihtuvista kaasuista ja pölystä, jossa voi olla myös hiekanjyvän kokoisia partikkeleita. Lento pölypilven läpi 36 000 kilometrin tuntivauhdilla on vaarallista, joten luotain ohjautui suunnitellusti turvatilaan. Tätä ennen tärkeimpiä mittaustuloksia oli lähetetty Maahan heti tuoreeltaan siltä varalta, että luotain tuhoutuisi ohituksessa. Se kuitenkin selvisi vahingoittumattomana, ja jatkaa havaintojen tekemistä ohituksen jälkeen. Kaikkien mittaustulosten välittäminen maahan kestää ainakin puoli vuorokautta.

Deep Impact on tuottanut tarkimmat tähän asti komeetasta saadut valokuvat. Iskeytyjä lähetti valokuvia vielä viime hetkillä ennen törmäystä. Kuvien erottelutarkkuus on alle kymmenen metriä. Oheisessa kuvassa komeetan pintaa sellaisena kuin iskeytyjä sen näki vähän ennen törmäystä.

Tarkempia tutkimustuloksia ei ole vielä saatavilla. Normaalisti tällaisen tehtävän tuottamassa tietomäärässä riittää tutkijoille työtä jopa vuosiksi eteenpäin, ennen kuin kaikki tieto on julkaistu. Tarkempia kuvia saataneen jo lähitulevaisuudessa, kun kaikki raakakuvat on käyty läpi ja käsitelty.

Deep Impact emoalus on tehtävänsä jälkeen erinomaisessa kunnossa ja polttoainettakin on toista sataa kiloa jäljellä. Usein tällaisille päätehtävänsä suorittaneille luotaimille keksitään jotakin muuta tekemistä. Tehtävän jatkaminen on halpaa verrattuna uuden luotaimen rakentamiseen ja sen avaruuteen laukaisemiseen.

Jäämme siis odottamaan tarkempaa tietoa tehtävän tuloksista, sekä mahdollista jatkotehtävää.

Aiheesta lisää:

http://www.nasa.gov/mission_pages/deepimpact/main/index.html

http://deepimpact.jpl.nasa.gov/home/index.html

Deep Impact irrotti iskeytyjän

NASA:n komeettaluotain Deep Impact on aamulla irrottanut iskeytymisosan. Sen on määrä huomenna aamulla klo 8:52 Suomen kesäaikaa törmätä komeettaan Tempel 1. Törmääjän massa on n. 400 kg ja nopeutta sillä on 10 kilometriä sekunnissa, yli kymmenen kertaa enemmän kuin kiväärin luodilla. Törmääjässä ei ole räjähdysainetta, mutta nopeuden ansioista törmäyksessä vapautuva energiamäärä vastaa viittä tonnia TNT:tä. Törmääjä valokuvaa komeettaa koko lähestymisen ajan, viimeinen kuva arvellaan saatavan vain kolme sekuntia ennen osumaa.

Tämä on ensimmäinen kerta kun vastaavaa temppua yritetään. Komeetan ydintä ei ole aikaisemmin tutkittu ”kosketusetäisyydeltä”. Sitä ei varsinaisesti nytkään tehdä, mutta törmäyksen seurauksena komeetasta sinkoaa suuri määrä ytimen ainetta avaruuteen, jossa sitä voidaan tutkia spektrometrisesti. Räjähdyspilven säteilemän valon spektristä voidaan pilven koostumus mitata. Komeetoissa on jäljellä Aurinkokunnan alkuperäistä rakennusainetta, ja sitä tutkimalla toivotaan saatavan tietoa Aurinkokunnan synnystä.

Törmäyksen arvellaan synnyttävän komeettaan jalkapallokentän kokoisen kraatterin, mutta tämä on vain arvio, koska komeetan rakennetta ei entuudestaan tunneta. Kraatteri voi olla paljon pienempi, tai iskeytyjä voi sujahtaa komeetan läpi. Pieni mahdollisuus on myös, että komeetta hajoaa osiin. Komeettojen tiedetään hajonneen toisinaan itsestäänkin.

Deep Impact -luotaimen emoalus, jossa kamerat ja mittalaitteet ovat, ohittaa komeetan muutaman sadan kilometrin päästä. Se tekee havaintoja törmäyksestä ja lähettää tiedot saman tien Maahan siltä varalta, että luotain törmää komeetasta avaruuteen sinkoaviin hiekanmurusiin ja vaurioituu. Lisäksi tapahtumaa seuraavat kaikki kynnelle kykenevät muut avaruuskaukoputket Hubblea myöten, sekä suuri joukko maanpäällisiä observatorioita ja harrastaja-astronomeja.

Vaikka tehtävä on tähän mennessä sujunut hyvin, on vaikein vielä edessä. NASA on kuvannut tehtävän vaikeutta samaksi, kuin yrittäisi osua luodilla toiseen luotiin. Iskeytyjässä on ohjausmoottorit ja tietokone, joka on ohjelmoitu itsenäisesti ohjaamaan ”luodin” kohteeseensa. Osumatarkkuuden tulee olla kilometrin luokkaa, jotta tulos on toivottu. Tempel 1:n koko on vain n. 4 x 14 km, joten pienikin ohjausvirhe ja epäonni komeetan sen hetkisen asennon suhteen johtaa hutiin. Kaikki riippuu nyt iskeytyjän toiminnasta, sitä ei voida ohjata Maasta käsin. Myös itse Deep Impact –luotain on ohjelmoitu suorittamaan tutkimukset itsenäisesti.

Tehtävästä toivotaan saatavan myös kokemusta ja tietoa, jonka avulla mahdollisesti Maahan törmääviä komeettoja ja pikkuplaneettoja voitaisiin tulevaisuudessa torjua. Tempel 1 kaltaisen komeetan törmääminen Maahan tuhoaisi lähes kaiken elämän Maasta. Tällainen kappale törmää Maahan keskimäärin kerran sadassa tuhannessa vuodessa.

Aiheesta lisää:

http://www.nasa.gov/mission_pages/deepimpact/main/index.html

http://deepimpact.jpl.nasa.gov/home/index.html

Deep Impact lähestyy kohdettaan

 NASA:n 12.1.2005 matkaan lähetetty Deep Impact –luotain on suunnitellusti lähestymässä kohdettaan, komeettaa Tempel 1. Tulevan heinäkuun 3. päivä luotaimen on tarkoitus irrottaa muutaman sadan kilon painoinen iskeytymisosa, joka ohjataan törmäämään komeetan ytimeen. Iskeytyjässä ei ole räjähdysainetta, mutta se iskeytyy komeettaan niin suurella nopeudella, että törmäyksen seurauksena komeettaan syntyy jalkapallokentän kokoinen kraatteri, ja komeetan sisäosien ainetta sinkoutuu avaruuteen. Deep Impact –luotaimen tutkimusosa on törmäyshetkellä viidensadan kilometrin päässä komeetasta ja se tekee mittalaitteillaan tutkimuksia avaruuteen sinkoavasta aineesta. Törmäystä tullaan seuraamaan tarkasti myös Maassa sijaitsevilla kaukoputkilla, sekä avaruuskaukoputki Hubblella. Tämä on ensimmäinen kerta kun komeetan sisäosien ainetta päästään tällä tavalla tutkimaan.

Lähdön jälkeen luotaimen kaukoputkessa havaittiin samankaltainen vika kuin Hubble avaruuskaukoputkessa oli; kuva on epäterävä. Tämän ei kuitenkaan heikennä tutkimustulosten tieteellistä arvoa, koska tehtävän tärkein tavoite, komeetan sisäosan aineen koostumus pystytään selvittämään suunnitellusti. Lisäksi kuvia voidaan tietokoneella käsitellä ja saada niistä lähes yhtä hyviä kuin alun perin oli tarkoituskin.

Tutkimus on erityisen mielenkiintoinen, koska komeetoissa on Aurinkokunnan alkuperäistä rakennusainetta syväjäädytettynä. Tulosten odotetaan tuovan lisätietoa Aurinkokunnan, ja ehkä myös elämän synnystä.

Lisätietoja:

http://www.nasa.gov/mission_pages/deepimpact/main/

http://deepimpact.jpl.nasa.gov/home/index.html