Rosetta hätätilassa viikonloppuna

Rosetta sekaisin

Komeetta Churyumov-Gerasimenkoa edelleen kiertävä Rosetta-luotain koki kovia viime viikonloppuna lentäessään vain noin viiden kilometrin korkeudella komeettansa pinnan päällä ja yhteys luotaimeen menetettiin jopa vuorokaudeksi. Nyt kaikki on jälleen hyvin, kertoo Euroopan avaruusjärjestö.

Rosetta jatkaa edelleen tutkimuksiaan komeetan ympärillä ja vaikka uutisia siitä tippuu nykyisin vähemmän, on luotain täydessä työn touhussa. Itse asiassa se on tehnyt viime aikoina erittäin tiiviisti Chury-komeetan pinnan kartoitusta, sillä kun Churyn aktiivisuus on hiipunut sen etääntyessä jo radallaan Auringosta, on lennonjohto uskaltanut lentää luotaimella hyvin lähelle.

Näin oli myös viime lauantaina illalla, kun Rosetta teki lähiohituksen vain noin viiden kilometrin korkeudelta komeetastaan. Silloin se meni yllättäen varotilaan ja pysyi siinä huolestuttavat 24 tuntia. Lennon aikana ei ole ollut montaakaan yhtä hektistä ja lennonjohdon kannalta huolestuttavaa hetkeä.

Nähtävästi syy ei kuitenkaan ollut mikään yllätys: luotaimen niin sanotut tähtietsimet lukittuivat "väärään" tähteen, joka oli todennäköisesti komeetasta irronnut pieni kappale, joka loisti kirkkaana kohteena tähtietsimessä.

Tähtietsin kuvaa ympärillä olevaa avaruutta ja paikantaa siitä tähtiä, joiden perusteella luotaimen navigointilaitteet säätävät sen asentoa ja lentorataa. Kun luotain havaitsee tähtietsimensä antavan selvästi virheellistä tietoa – kuten nyt – asettuu luotain varotilaan ja jää odottamaan apua Maasta lennonjohdolta – kuten nyt kävikin.

Näin on tapahtunut muutamia kertoja aikaisemminkin, mutta tällä kerralla jostain syystä tähtietsimet jäivät junnaamaan varotilaan ja niiden toimintakuntoon saattaminen vaati lisätoimia lennonjohdossa. Niinpä viikonloppu oli varsin erikoinen Rosetta-lennonjohtajille, jotka eivät ole aikaisemmin kokeneen luotaimensa kanssa vastaavaa. 

Luonnollisesti tieteelliset havainnot keskeytyivät samalla, ja nyt kun luotain on saatu jälleen täysin hallintaan, käynnistetään kameroita ja mittalaitteita uudelleen. Muutaman päivän sisällä Rosetta on jälleen työn touhussa.

Näillä näkymin luotaimen lento päättyy ensi syyskuussa, kun se ohjataan laskeutumaan komeettansa pinnalle. Luotainta ei ole suunniteltu laskeutuman, joten kyseessä on oikeastaan hellävaraisesti tehtävä tömäys. Lähestymisen aikana Rosetta tutkii komeettaa erittäin läheltä ja jatkaa mittaustensa lähettämistä myös pinnalta.

Tähän mennessä lento on ollut erittäin onnistunut ja alun perin lennon aiottiin päättyvän viime vuoden lopussa. Koska luotain toimii edelleen hyvin ja se pystyy tekemään tieteellisesti kiinnostavia mittauksia, on sen annettu jatkaa toimintaansa. Syksyn jälkeen komeetan aktiivisuus alkaa olla niin heikkoa, ettei lentoa enää kannata jatkaa.

Kaikki näkyy komeetasta: Rosetta otti Churyn suoraan edestä

Chury OSIRIS-kameran kuvaamana suoraan edestä

Komeettaluotain Rosetta kiertää edelleen 67P/Churyumov-Gerasimenkoa ja lähettää siitä koko ajan uusia, edelleen kiinnostavia kuvia sekä tietoja. Viime päivinä luotain on ollut radalla, joka vie sen ajoittain varsin lähelle komeettaa. Viime viikonloppuna etäisyyttä oli noin 30 kilometriä, jolloin Rosetta kulki myös suoraan komeetan ja Auringon välisen säteen läpi. Tuloksena oli tämä ainutlaatuinen kuva.

Päivän kuvaPäivän kuvassa Chury näkyy siis suoraan Auringon suunnasta kuvattuna, eli tilanne on Rosettan kannalta sama kuin täysikuun aikaan Kuu Maasta katsottuna: niin sanotun oppositioilmiön vuoksi se näyttää hieman kirkkaammalta kuin hetkeä aiemmin ja myöhemmin.

Kyse on siitä, että kohdetta valonlähteen suunnasta katsottaessa pinnan epätasaisuudet peittävät omat varjonsa ja suoraan taaksepäin siroava valo on hieman vahvistunutta interferenssin vuoksi.

Ilmiö on havaittavissa ilmakehättömillä kappaleilla, kuten Kuulla ja asteroideilla, ja myös komeettaytimellä – kuten kuva osoittaa.

Aivan tarkalleen ottaen Rosetta oli 0,9° sivussa täysin suorasta linjasta komeetan ytimen keskipisteen ja Auringon välillä, mutta tämä ei havaintoa haitannut. Kuva on siinä mielessä kiinnostava, että sen avulla Churyn pintaa voidaan katsoa täysin ilman varjoja. 

Komeetta ja sitä kiertävä Rosetta ovat etääntymässä parhaillaan Auringosta ja siksi komeetan aktiivisuus on hiipumassa. Rosetta on pystynyt seuraamaan aitiopaikalta Churyn aktiivisuuden kasvua, sen kaasupurkauksia ja suihkuamista radan Aurinkoa lähimmässä osassa ja nyt jälleen komeetan hiipumista. Näillä näkymin luotain ohjataan laskeutumaan komeetan pinnalle ensi syyskuussa.

Viime aikoina komeettakuvia on ollut aiempaakin kiinnostavampaa seurata siksi, että myös paljon OSIRIS-suurtarkkuuskameran kuvia on ollut vapaasti nähtävissä. Niitä voi katsoa OSIRIS-kuva-arkistossa, mistä tämäkin kuva on napattu.

Rosetta nappasi kuvan 10.4.2016 klo 3.57 Suomen aikaa 613 nm:n suodattimen läpi. Kuvan valotusaika oli puoli sekuntia ja yhden pikselin resoluutio on 2,86 metriä. Tarkka etäisyys komeetan keskipisteestä oli 29,933 km – eli pari kilometriä vähemmän pinnasta – ja matkaa tuolloin maapallolle oli 283 050 272 km (1,892074 AU) sekä Aurinkoon 413 890 464 km (2,766687 AU).

Kuvan iso versio on myös ladattavissa sivustolta; sen avulla komeettaa pääsee katsomaan melkein kuin olisi itse paikan päällä!

Rosetta selvitti pinnanalaisen komeettamysteerin


Komeettojen ytimet näyttävät olevat höttöisiä ja kovapintaisia, eikä Rosetta-luotaimen tutkittavana oleva Churyumov-Gerasimenko ole poikkeus. Se on kuitenkin ensimmäinen komeetta, jonka sisuksista on saatu hyvin tarkkaa tietoa.


Kaikkiaan kahdeksaa komeettaa on tutkittu avaruusluotaimien avulla, ja näissä kaikissa tapauksissa komeetan ydin on herättänyt luonnollisesti eniten kysymyksiä.

Komeetat ovat jäisiä kappaleita, jotka ovat ikään kuin jätteitä siitä kun Aurinkokunta syntyi noin 4,6 miljardia vuotta sitten.  Jään lisäksi niissä näyttää olevan pölyä ja kiveä, ja siksi niiden voisi olettaa olevan hieman vettä tiheämpiä – jos ytimet ovat tiivistä ainetta.

Koska mittausten mukaan komeettaytimien tiheys on kuitenkin hyvin pieni, on niiden oltava sisältä huokoisia tai jopa osittain onttoja. 

Nyt, ensimmäistä kertaa komeettatutkimuksen historiassa, on ydintä pystytty sondaamaan pitkän ajan kuluessa eri puolilta ja hyvin tarkasti. 

Luotaimen CONCERT-radiotutkimuslaite on paljastanut jo aikaisemmin, että kaksiosaisen komeetan “pää” on varsin tiukkaa tavaraa ainakin muutaman kymmenen metrin resoluutiolla tutkittuna. 

Viime viikolla Nature-lehdessä julkaistussa artikkelissa saksalainen Martin Pätzoldin johtama tutkimusryhmä kertoo osoittaneensa edelleen, ettei Churyumov-Gerasimenkon koko ytimessäkään ole suuria onkaloita. 

Ytimen tiheys on pieni, vain 533 kg/m3. Luku on saatu yksinkertaisesti siten, että luotaimen rataa tarkasti tutkimalla on voitu ytimen massaksi arvioida hieman alle 10 000 miljoonaa tonnia ja OSIRIS-kameralaitteiston kuvien avulla tehdyn tarkan kolmiulotteisen mallin mukaan ytimen tilavuus on  18,7 km3.

Pätzoldsin ryhmä sai tuloksensa tutkimalla hyvin tarkasti Rosetta-luotaimen radiosignaalin Doppler-siirtymää, joka johtuu siitä kun komeetan ydin vaikuttaa luotaimen kiertorataan vetovoimallaan.

Kun luotain on kiertänyt komeettaydintä eri alueiden päällä ja eri korkeuksilla, on ytimen massajakautumasta saatu siten muodostettua kartta; suuret sisäiset “tyhjät” alueet olisivat saaneet aikaan niin olennaisia muutoksia luotaimen lentoradassa, että ne olisi havaittu radiosignaalin taajuutta analysoimalla.

Radiosignaalin siirtymän paljastamisen teknisen haastavuuden lisäksi ratamuutosten laskeminen oli varsin mutkikasta.

“Meidän täytyi ottaa huomioon Auringon ja planeettojen vaikutukset lentorataan, kuten myös kääpiöplaneettojen ja asteroidien vetovoimat”, kertoo Pätzold.

“Newtonin lait kertovat tarkasti miten luotain liikkuu painovoimakentässä ja onneksi nämä kaikki pienetkin painovoimavaikutukset otetaan nykyisin rutiininomaisesti huomioon luotaimen lentorataa suunniteltaessa ja seurattaessa.”

Mutta tässä ei ollut kaikki: tutkijat ottivat myös huomioon Auringon säteilypaineen ja sen, kuinka paljon komeetasta suihkuava kaasu vaikuttaa lentorataan. Nämä molemmat ikään kuin työntävät luotainta pois radaltaan.

Lisäksi mukana oli myös onnea, sillä komeetan omituinen kaksiosainen muoto teki mittaamisesta ennalta arvioitua helpompaa.

Tutkijaryhmä oli laskenut aikaisemmin, että muutokset signaalissa olisivat tarpeeksi suuria havaittaviksi vain jos luotain kiertäisi komeettaydintä alle 10 kilometrin korkeudessa olevalla radalla. 

Laskelmat olivat perustuneet kuitenkin sille oletukselle, että ydin olisi jotakuinkin pyöreä. Kaksiosaisena se sai kuitenkin aikaan huomattavasti selvempiä vaikutuksia, ja niinpä tutkijat alkoivat saada kunnollisia havaintoja jo silloin, kun etäisyys komeetasta oli noin 30 km.

10 kilometrissä tulokset olivat siten olennaisesti parempia kuin osattiin toivoakaan. 

Ja parempaa on tiedossa ensi syyskuussa, kun Rosetta ohjataan törmäämään hallitusti komeettansa pintaan: mitä lähemmäksi luotain tulee, sitä paremmiksi radiosignaalin Doppler-havainnot tulevat.

Lennonjohtajille tosin matalalento tulee olemaan hyvin haastavaa – ja meille kaikille Rosettan lentoa innolla seuranneille tilanne tulee olemaan samaan aikaan haikea ja iloinen. Huikea seikkailu on saamassa upean lopun.

*

Otsikkokuvassa on kooste Rosettan navigointikameran kuvista elokuusta marraskuuhun vuonna 2014. Kuvat ylhäällä vasemmalla on otettu noin 100 kilometrin etäisyydeltä, kun alhaalla keskellä on kuvia vain 10 ja 8 kilometrin etäisyydeltä otettuina.

Toinen kuva näyttää Churyumov-Gerasimenkon ja sen kaksiosaisen pyrstön kuvattuna 19. tammikuuta 2016 La Palmalla olevalla 2,5-metrisellä Isaac Newton -teleskoopilla. (Kuva: Alan Fitzsimmons / Isaac Newton Telescope)

Komeettalaskeutujan jouluviesti oli häiriö – viimeiset yhteysyritykset ovat dramaattisia


Mitä komeetta Churyumov-Gerasimenkon pinnalla oleva Philae-laskeutuja yritti sanoa Rosetta-luotaimelle joulun aikaan – vai yrittikö lainkaan? Yritykset saada yhteys jatkuvat vielä vähän tammikuun ajan.


Kerroimme Tiedetuubissa juuri ennen joulua kuinka Rosetta oli saanut yhteyden komeetan pinnalla olevaan Philaeen ja täsmensimme seuraavana päivänä, että kyseessä saattoikin olla viestin sijaan "pelkkä" interferenssi – vaikka se vaikutti omituiselta.

Uusia yhteyksiä ei sen koommin ole saatu, ja myös jouluisesta viestistä on saatu nyt lisäselvyyttä. Ja ei ole.

Miten Philae ja Rosetta puhuvat keskenään?

Yhteys Philaen ja Rosettan välillä avautuu periaatteessa siten, että yhteydestä vastaava Rosettan sähkösysteemiprosessoriyksikkö (Electrical Support System Processor Unit, ESS) on etsintämoodissa, jossa se lähettää signaaleita alas komeetan pinnale ja odottaa Philaen lähettämää vastausta.

Kun Philaen vastaanotin ottaa vastaan signaalin Rosettalta, se tarkistaa onko sillä tarpeeksi virtaa akuissaan ja onko se muuten kunnossa yhteyden muodostamiseen. Jos on, niin se lähettää vastauksen Rosettaan.

Kun Rosetta havaitsee vastauksen, se avaa yhteyden ja Philae lähettää ensi töikseen (suomalaistekoisessa) muistissaan olevat tiedot järjestelmiensä tilasta. Tämän jälkeen, jos yhteys toimii edelleen, voi Rosetta lähettää laskeutujaan myös käskysarjoja, joilla esimerkiksi ohjataan Philae tekemään uusia havaintoja tai toimimaan jollain halutulla tavalla.

Se, miten hyvin yhteys muodostuu, riippuu Philaen ja Rosettan välisestä etäisyydestä ja liikkeestä. Nyt joulukuusta alkaen Rosetta on ollut vajaan sadan kilometrin päässä komeetasta ja olosuhteet ovat suotuisat yhteyden muodostumiseen. Arvioiden mukaan Philaen laskeutumisalueella on tarpeeksi auringonvaloa sähkövirran tuottamiseen ja lämpötila on tarpeeksi korkea, jotta laskeutuja voi toimia hyvin.

Tämä tilanne jatkuu tammikuun loppuun saakka. 

Kuten yllä oleva Philaen lähettämä kuva pinnalta näyttää, on sen laskeutumispaikka varsin jylhän näköinen – siis kaikkea muuta kuin otsikkokuvassa olevan, ennen laskeutumista tehty piirros antoi luvan toivoa.

 

Mitä joulukuussa tapahtui?

Joulukuun 21. ja 22. päivien välisenä yönä Rosettan vastaanotin aktivoitui, ja lennonjohdossa ennätettiin jo iloita mahdollisuudesta saada jälleen yhteys laskeutujaan.

Eräs iloitsijoista oli Ilmatieteen laitoksen tutkija Walter Schmidt, joka ilmoitti Tiedetuubillekin hyvästä uutisesta.

"Kaikki tietomme tuolloin joulukuussa perustuivat Rosettan vastaanottimen päälle kytkeytymiseen ja siihen, että vastaanottimesta saatiin Rosettaan tietoa", kertoo Schmidt. 

"Kun vastaanotin havaitsi taustakohinaa voimakkaamman signaalin ja signaalin kaistanleveys oli vain muutamia kymmeniä kilohertzejä, oletimme signaalin olleen eittämättä laskeutujasta. Mikään saaduista tietopaketeista ei kuitenkaan sisältänyt mitään informaatiota, ja koska myöhemmin joulukuussa saimme muutamia vastaavia signaaleita myös sellaisiin aikoihin, jolloin Philae ei ollut lainkaan luotaimen kuuluvissa, oletamme nyt sähköisten häiriöiden saaneen aikaan nämä merkit signaalista."

"Signaalien alkuperä voi olla myös Rosettan vastaanotinlaitteiston elektroniikassa."

Joka tapauksessa yhteyttä yritetään ottaa tammikuun loppuun saakka, sillä pian sen jälkeen lämpötila laskeutumispaikalla laskee jo alle -51°C:n komeetan liikkuessa kauemmaksi Auringosta ja teoreettisetkin mahdollisuuden saada yhteys alkavat olla pienet. 

On myös mahdollista, että Philaen on peittynyt pölyyn ja komeetan pinnalta irronneeseen aineeseen, jolloin sen aurinkopaneelit eivät ole tuottaneet enää kuukausiin tarpeeksi sähköä toimintaan.

Niinpä – kun enää ei ole mitään menetettävää – lennonjohdossa suunnitellaan dramaattisia toimia viimeisiksi yrityksiksi saada yhteys Philaeen. Yksi näistä on lähettää laskeutujaan käsky, jolla se pyöräyttäisi sisällään olevan hyrrän pyörimään. 

Hyrrän tarkoituksena oli pitää laskeutujan asento vakiona laskeutumisen aikana ja se onnistui tehtävässään jopa suunniteltua paremmin. Philae pysyi oikein päin, vaikka se pomppi pari kertaa pinnasta takaisin lentoon.

Pyörivä hyrrä saa aikaan sen, että laskeutuja tärähtää ja se saattaa liikahtaa. Näin aurinkopaneelien päällä oleva pöly saattaa ravistua pois, ja jos laskeutuja on huonossa asennossa, se voi kääntyä parempaan asentoon. Tai jos se makaa nyt kyljellään nalkissa jyrkänteen vieressä, kuten nyt oletetaan, saattaa se myös kaatua ja menettää kaikki mahdollisuutensa. 

Vaikka Philae olisi edelleen toiminnassa, on myös mahdollista, että se ei vain pysty enää vastaamaan. Heinäkuussa olleiden yhteyksien aikaan oli jo selvää, että ainakin yksi kahdesta vastaanottimesta ja yksi kahdesta lähettimestä olivat rikkoutuneet. Ja lähettimestä toimivassakin oli häiriöitä.

Yhteyttä siis yritetään ottaa aktiivisesti tammikuun loppuun saakka, mutta vastaanotinta Rosetta-luotaimessa pidetään päällä senkin jälkeen siltä varalta, että laskeutuja vielä huhuilisi. 

"Yritämme loppuun saakka", vakuuttaa myös Schmidt.

Tieto Philaen signaalista on epäselvä: oikea yhteys vai interferenssiä?

Philae pinnalla piirroksessa

(Juttua päivitetty klo 21:28)

Kerroimme tänään päivällä, että komeettalaskeutuja Philaeen on saatu yhteys.

Yhteyden saamisesta kerrottiin Ilmatieteen laitokselta, missä tiedon läheisessä yhteydessä lennonjohtoon olevalta laskeutujan PP-instrumentin päätutkijalta Walter Schmidtiltä välitti professori Minna Palmroth.

Koska tiedot yhteydestä ovat sekavia, olimme juuri puhelinyhteydessä ESAn tiedotuspäällikköön Pål Hvistendahliin, joka kertoo että viime yönä Rosetta otti tosiaan vastaan omalaatuisen viestin.

Hvistendahlin mukaan kunnollista dataa ei laskeutujasta saatu, mutta viestiä tutkitaan parhaillaan ja uutta yhteyttä yritetään uudelleen aina kun luotain on sopivasti laskeutujan näköpiirissä.

Mitä tapahtui viime yönä?

Walter Schmidt kertoo klo 21:18 että, viime yönä Rosetta oli kuuntelemassa Philaesta mahdollisesti tulevaa viestiä ja huomasi taustakohinaa voimakkaamman signaalin laskeutujan käyttämällä taajuudella.

"Saimme myös telemetriapaketteja, mutta yksikään niistä ei näytä sisältävän mitään käyttökelpoista tietoa", kertoo Schmidt. 

"Periaatteessa tällä taajuudella tuleva signaali voi olla peräisin vain Philaen lähettimestä. Olemme varovaisia ja tutkimme parhaillaan vaihtoehtoisia lähteitä, mistä riittävän voimakas tällä taajuudella tuleva signaali voisi olla peräisin."

Schmidtin mukaan Philaen ohjaustietokoneet käynnistävät sen radiolähettimen vain sen jälkeen kun ne ovat ottaneet vastaan virheettömän datapaketin Rosetta-luotaimelta.

Vaikka tätä ei Schmidt sanokaan, tarkoittaisi tämä siis sitä, että jos (kun) Philae on lähettänyt signaalin, on se tehnyt niin vasta kyettyään ottamaan vastaan viestin kunnolla Rosettalta. Viesti siis kulkee laskeutujassa kumpaankin suuntaan.

Toiveet kunnollisen yhteyden saamisesta ovat näin ollen korkeammalla kuin kertaakaan sitten heinäkuun ja Philae näyttää olevan ainakin jossain määrin toiminnassa.

Palaamme asiaan heti kun saamme lisätietoa (vaikka joulun aikaan).

Komeettalaskeutuja Philaeen on saatu yhteys!

Philae herää

Päivitys 23. joulukuuta:
Ajantasaista tietoa jatkojutussamme: signaali on saatu, mutta sitä ja sen lähdettä tutkitaan. Philae hyvin todennäköinen, mutta ei 100% varma.

Päivitys klo 20:10
Tilanne heräämisen suhteen näyttää olevan epäselvä. Tieto heräämisestä saatiin aamulla Walter Schmidtiltä ja varmistettiin toisesta lähteestä lennonjohdossa, mutta odotamme edelleen virallista varmistusta asialle. ESA tai laskeutujan tehnyt sekä sen lennohjohtona toimiva DRL eivät ole toistaiseksi varmistaneet heräämistä.

Alla on juttumme muuttamattomana, mutta heräämiseen tulee nähtävästi suhtautua vielä varauksin. Joka tapauksessa juuri näinä aikoin yrityksiä on tehty ja tiedon lähteisiin on normaalisti voitu luottaa varauksettomasti.

--------

Tätä on odotettu! Yli vuosi sitten laskeutuneeseen, Rosetta-luotaimen mukana komeetta Churyumov-Gerasimenkoa tutkimaan lähetettyyn Philae-lasketutujaan on saatu yhteys.

Philaen lennonjohto Kölnissä sai otettua vastaan 10 sekuntia kestäneen yhteyden aikana 51 telemetriapakettia laskeutujasta klo 3:17 Suomen aikaa viime yönä.

Saatu data pitää sisällään ennen kaikkea tietoja laskeutujan tilasta ja olosuhteista, missä se on. 

Uutisen suurin merkitys on kuitenkin se, että nyt tiedämme, että laskeutuja on edelleen toiminnassa ja pystyy muodostamaan yhteyden Rosetta-luotaimeen, vaikka todennäköisesti yksi sen lähettimistä ja vastaanottimista on rikkoutunut. 

Lennonjohto koettaa nyt Philaen tilan selvittämisen lisäksi lähettää sille ohjeet, joiden mukaan se tekisi heti kuin mahdollista sarjan mittauksia. Näin komeetalta saataisiin edes vähän tietoja; toiveissa on luonnollisesti se, että yhteys voisi olla pysyvämmin ja laskeutujalla voitaisiin tehdä täysi mittaussarja, ottaa kuvia ja mahdollisesti vielä tehdä niin pitemmän aikaa.

"Jos yhteys muodostuu pysyväksi, lataamme laskeutujaan jo ennalta laaditun ohjelman mittauksista ja siinä eräs ensimmäisistä mittauksista on meidän SESAME / PP", kertoo Ilmatieteen laitoksen Walter Schmidt. PP on suomalaisvetoinen tutkimus, missä Schmidt toimii tieteellisenä johtajana.

Rosetta kiertää nyt noin 100 km:n etäisyydellä komeetasta. Kesän jälkeen sen etäisyyttä jouduttiin kasvattamaan, koska komeetta oli ratansa Aurinkoa lähimmässä osassa elokuussa ja silloin se oli aktiivisimmillaan. Silloin se purskautteli kaasua ja pölyä ympärilleen niin runsaasti, että luotaimen oli pysyttävä kauempana. Lisäksi Rosetta kävi tutkimassa erityisesti avaruutta kauempana komeetasta, jotta tiedettäisiin esim. kuinka kauas kaasu- ja pölyplivi ulottuu.

Kuten yllä oleva OSIRIS-kameran ottama kuva osoittaa, ei komeetta ole suinkaan vielä hiipunut. Kuvan ottohetkellä 12. joulukuuta Rosetta oli 104 kilometrin päässä komeesta.

Yhteys Rosettan ja Philaen välillä ensimmäinen sitten heinäkuun 9. päivän. Viime kesänä yhtys onnistuttiin saamaan useampaan kertaan, ennen kuin Philae jälleen mykistyi. Sen jälkeen Rosetta joutui siirtymään kauemmaksi komeetasta, jolloin se ei pystynyt enää "kuulemaan" kunnolla laskeutujaa. 

Koska komeetta etääntyy nyt koko ajan Auringosta ja valaistusolosuhteet muuttuvat komeetan pinnalla, ei laskeutujan odotetaan olevan toimintakunnossa enää ensi kevään jälkeen.

Sitä ennen on kuitenkin vielä hyvin aikaa mittauksiin ja kuvauksiin, jos yhteys vain saadaan pidettyä toiminnassa. Jos jo aikaisemmin oli selvää, että tehtävässään yli odotusten suoriutunut Philae on tukevaa tekoa ja sitkeä, niin nyt saatu yhteys vain vahvistaa tätä mielikuvaa.

Palaamme toivottavasti pian asiaan!

Tätä on odotettu: supertarkat Rosetta-komeettakuvat tulevat nettiin

OSIRIS-kuva Churystä

Komeetta 67P/Churyumov–Gerasimenkoa kohta puolentoista vuoden ajan tutkineen Rosetta-luotaimen lento on ollut tähän mennessä jo uskomaton menestys, mutta koko tutkimusajasta on jäänyt yksi hapan sivumaku: sen upeita, tarkkoja OSIRIS-kameralaitteiston ottamia kuvia on saatu ihasteltavaksi vain muutamia.

Tämä johtuu luotaimen suunnittelun alkuaikoina – kauan ennen sosiaalista mediaa ja internetiä – tehdyistä sopimuksista, joiden mukaan tutkimuslaitteiden valmistaneet ja rahoittaneet tahot saavat niiden tuotokset ensinnä käyttöönsä. Se on ymmärrettävää, sillä etenkin Rosettan kaltaisessa hankkeessa tuloksena on tieteellisesti äärimmäisen kiinnostavia tietoja, ja kenties koko uransa instrumentin rakentamiseen laittaneet tutkijat haluavat päästä ensinnä käyttämään tietoja hyväkseen.

Pieni panttausaika kuvien ottamisen ja julkistamisen välillä onkin ymmärrettävä, mutta OSIRIS-kameran suhteen tämä on ollut tuskaa. Olemme kaikki odottaneet sen ottamia kuvia, koska jo säännöllisesti julkaistuista navigointikameran kuvista on voinut nähdä miten upea kohde Chury on.

Kameran tehnyt saksalaisryhmä on tulkinnut sopimuksia kenties hieman liian pilkulleen, mutta on upeaa, että kuvia aletaan nyt saada säännöllisesti ihasteltavaksi.

OSIRIS-kameralaitteiston korkearesoluutioiset, eri zoom- ja laajakulma-kameroilla otetut kuvat tulevat nettiin tästä alkaen ja näyttävät miltä komeetta on näyttänyt edellisenä päivänä. Kuvat on katsottavissa omalla nettisivullaan ja tieto uuden kuvan saapumisesta on mahdollista tilata sähköpostiin.

Tämä onkin hyvä mahdollisuus, sillä kuvia ei tule ainakaan vielä ihan joka päivä: niiden saaminen riippuu luotaimen ohjelmasta, tiederyhmän toimista ja siitä, että OSIRIS ei välttämättä ota kuvia joka päivä.

Odotettavissa on vähintään kuva viikossa, mutta usein kuva päivässä.

Kuvien mukana on lyhyt tutkijaryhmän jonkun jäsenen tekemä selitys sekä perustiedot, kuten etäisyys komeetasta, kuvan ottoaika sekä kyseisen kuvan resoluutio.

Kuvat tulevat osoitteeseen planetgate.mps.mpg.de:8114/Image_of_the_Day/public ja suora osoite sähköpostilistalle on osiris-pi@mps.mpg.de.

Vuosi komeettalaskeutumisesta: Philaen lento on paljastunut oletettua rajummaksi

Tasan vuosi sitten Rosetta-komeettaluotaimen pieni Philae-laskeutuja hiipui Churyumov-Gerasimenkon pinnalla.

Se onnistui paitsi laskeutumaan komeetan ytimen pinnalle, vaikkakin pomppien, ja pystyi käymään läpi lähes kokonaan sille asetetut tieteelliset tavoitteet ennen kuin sen pariston lataus putosi niin alas, että laskeutuja meni automaattisesti uneen.

Viime kesänä laskeutujaan onnistuttiin olemaan uudelleen yhteydessä useampaankin kertaan, mutta sillä ei päästy tekemään uusia varsinaisia havaintoja ennen kuin yhteys jälleen kadotettiin.

Juuri nyt uudelleen lähemmäksi komeettaa tullut Rosetta on jälleen kuuntelemassa uudelleen olisiko Philae edelleen hengissä. Jo kesällä sen radiolaitteissa havaittiin vikaa, joten voi olla, että laskeutuja on hereillä, mutta ei vain pysty kommunikoimaan Rosetta-luotaimen kanssa.

Vuoden kuluessa kuitenkin Philaen huiman pomppulaskeutumisen kulku on onnistuttu selvittämää varsin tarkasti, ja se on paljastunut oletettuakin rajummaksi. 

Pieni, pippurinen pikkulaskeutuja sai kestää kovia iskuja ja pyöritystä, mutta tämä vain lisää kunnioitusta sitä ja sen suunnittelijoita kohtaan: kyseessä on ehdottomasti eräs jännimmistä laskeutumisista minkään aurinkokunnan taivaankappaleen pinnalle!

Laskeutumisen kulku selviää alla olevasta videosta.



Viina ei ole mitään – tämä komeetta suihkuttaa happea

Chury Maasta kuvattuna

Tämä komeetta on vanha tuttu 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Rosetta-luotain on tutkinut komeettaansa jo yli vuoden ajan ja se on havainnut jo monenlaisia aineita, joita komeetan pinnalta pääsee avaruuteen: on vesihöyryä, häkää, hiilidioksidia, erilaisia typpeä, hiiltä sekä rikkiä sisältäviä aineita ja myös jalokaasuja. Mukana on myös viime päivinä kohuttua alkoholia, tosin vähemmän kuin Lovejoy-komeetalla.

Nyt Rosetta on havainnut myös happea. Vaikka happea onkin avaruudessa varsin paljon, on se yleensä osana vettä, eikä se viihdy juuri lainkaan vapaana pelkkänä happea.  

Eri alkuaineita ja yhdisteitä esittävästä spektristäTuoreessa Nature-lehdessä julkaistussa tutkimuksessa kerrotaan kuitenkin Churyn suihkuttavan myös happea sn molekylaarisessa muodossaan, siis O2. Odotetusti happean on enemmän lähempänä komeettaa.

Mistään komeetasta ei ole aiemmin havaittu irtaantuvan happea, eikä Churyumov-Gerasimenkostakaan sitä odotettu havaittavan. 

Havainnon tehneen Rosettan ROSINA-mittalaitteen (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) päätutkija Kathrin Altwegg olettaa, että happi on itse asiassa peräisin Aurinkokunnan alusta, jolloin se olisi jäänyt nalkkiin komeetan ytimen sisälle esimerkiksi pölyhiukkasiin.

"Aurinkokunnan syntymallit eivät osaa selittää tätä, eikä happea ole myöskään havaittavissa juuri lainkaan tähtienvälisessä avaruudessa."

Rosettan eräs tehtävä on tutkia komeettaa siksi, että ne ovat ikään kuin hyvin säilyneitä postipaketteja Aurinkokunnan alusta. Ja tämä löytö on juuri sellainen kuin toivottiin – tai pelättiin, sillä nyt Aurinkokunnan syntyteorioita täytyy laittaa uuteen uskoon.

Chury on rauhoittumassa

Otsikkokuvana jutussa on Teneriffalla sijaitsevalla Liverpool-teleskoopilla 30. syyskuuta otettu kuva, jolloin komeetta oli nähtävästi kirkkaimmillaan ja se suihkutti eniten kaasua sekä hitusia avaruuteen.

Chruyn kirkkaus oli tuolloin noin 12. magnitudin luokkaa, eli paljain silmin sitä ei voinut havaita – siihen tarvittiin keskikokoinen kaukoputki.

Havaintojen mukaan komeetan pyrstö oli noin 400 000 km pitkä ja komeetan pinnalta suihkusi avaruuteen noin tonni ainetta sekunnissa.

Rosetta oli kuvan ottamisen aikaan noin 1500 kilometrin päässä komeetan ytimestä. Kuvassa se oli silti keskellä olevan kirkkaan täplän sisällä; koko heikon pyrstön näkyviin saamiseksi kuva on ylivalotettu, ja siten keskellä olevan täplä on "epänormaalin" kirkas.

Ennen periheliä Rosettan tekemien havaintojen mukaan Churyn niin sanottu pöly-kaasu-suhde oli noin 4, eli sen mukaan noin 80% ytimestä pakenevasta aineesta oli pölyä ja loput kaasuja, ennen kaikkea vesihöyryä, häkää ja hiilidioksidia.

Karkeasti arvioiden Chury menetti perihelissä ollessaan noin 110 000 tonnia ainetta vuorokaudessa, mikä sen kokonaismassaan (noin 10 miljardia tonnia) verrattuna ei ole paljon. Silti määrä tarkoittaa noin puolen metrin kerroksen katoamista komeetan ytimen pinnalta, jos se suihkutti ainetta avaruuteen tätä tahtia sadan päivän ajan. Tämä on hyvin realistista, sillä komeetta oli aktiivisimmillaan hieman yli kolmen kuukauden ajan perihelissä ollessaan.

Periheli, eli komeetan radan Aurinkoa lähin piste, oli 13. elokuuta. Havaintojen mukaan sen kirkkaus ja kaasun sekä pölyntuotanto alkoi hiipua nyt lokakuun alusta alkaen.

Itse Rosetta-luotain on nyt palaamassa lähemmäs komeettaansa. Se aloittaa pian ytimen tarkemman havainnot, ja onkin todella kiinnostavaa nähdä mitä muutoksia pinnalla on tapahtunut perihelin aikaan. Onko sieltä todellakin kadonnut tuo puolisen metriä ainetta pinnalta?

Suuri suihku kolmiulotteisena

Alla on Rosettan OSIRIS-kameratiimin tekemä 3D-kuva luotaimen 12. elokuuta havaitsemasta suuresta kaasupurkauksesta. Kuva on koostettu kahdesta kuvasta, jotka otettiin kaksi minuuttia ja 28 sekuntia toisistaan, mikä luotaimen liikkeen huomioiden tekee 1,2° stereokulman. 

Kuvan katsomiseen tarvitaan puna-sini/viher-3D-lasit.

Kuvassa näkyy 3,9 metriä kooltaan olevia yksityiskohtia. Komeetan pinnan Babi- ja Aker-alueet ovat selvästi näkyvissä suuremmassa komeettaytimen osassa vasemmalla.  Ma’at ja Hatmehit (pyöreä painautuma) ovat näkyvissä puolestaan pienemmässä osassa oikealla.

Suuri suihku 3D-kuvana

3D-kuva: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
Otsikkokuva: Colin Snodgrass / Liverpool Telescope 

Rosetta kurkki komeetan pimeälle puolelle

Churyumov-Gerasimenko

Rosetta on tutkinut jo yli vuoden ajan lähietäisyydeltä Churyumovin-Gerasimenkon komeettaa, mutta ytimen eteläiset olivat pitkään pysyvästi pimennossa. Luotaimen laitteilla ei pystytty tekemään pimeästä puolesta havaintoja – lukuunottamatta MIRO-instrumenttia (Microwave Instrument for Rosetta Orbiter), joka toimii millimetri- ja alimillimetrialueilla.

"Teimme MIROlla havaintoja komeetan 'pimeästä puolesta' moneen otteeseen sen jälkeen kun Rosetta saavutti Churyumov-Gerasimenkon ja saamamme ainutlaatuinen data kertoo hyvin mielenkiintoisia asioita heti ytimen pinnan alla olevasta aineesta", toteaa tutkimusta johtanut Mathieu Choukroun.

Rosetta mittasi MIRO-instrumentilla lämpötiloja Churyn eteläisellä puoliskolla. Viime vuoden syys–lokakuussa tehdyt mittaukset on koottu kahdeksi lämpötilakartaksi, joista vasemmanpuoleinen perustuu millimetrialueen ja oikeanpuoleinen alimillimetrialueen havaintoihin. Mitatut lämpötilat (kuvan asteikossa kelvineinä) vaihtelevat noin -70 celsiusasteesta noin 250 pakkasasteeseen.

 

 

Komeetan eteläisiltä napaseuduilta tehtyjen havaintojen perusteella MIROn millimetri- ja alimillimetrialueella tekemien mittausten välillä on merkittäviä eroja. Niiden pohjalta on pääteltävissä, että heti pinnan alla on kymmenien senttien syvyyteen saakka suuria määriä jäätä.

Yllättäen termiset ja sähköiset ominaisuudet ovat komeetan etelänavan tienoilla hyvin toisenlaiset kuin muualla ytimessä", ihmettelee Choukroun. "Näyttää siltä, että joko pintamateriaali tai sen alla muutamien kymmenien senttimetrien syvyyteen ulottuva aines on läpinäkyvää. Se saattaa olla suurimmaksi osaksi vesi- tai hiilidioksidijäätä."

Komeetan eteläisten seutujen ja muun ytimen välinen ero pintakerrosten koostumuksessa voi olla seurausta kummallisesta vuodenaikojen vaihtelusta. Ytimen pohjoisella puoliskolla vallitsee kesä valtaosan komeetan 6,5 vuoden mittaisesta kierroksesta. Silloin etelässä on pitkä, pilkkopimeä ja hyytävän kylmä talvi.

Joitakin kuukausia ennen kuin komeetta ohittaa ratansa Aurinkoa lähimmän pisteen eli perihelin, vuodenajat vaihtuvat ja eteläisellä puoliskolla koittaa lyhyt, mutta "kuuma" kesä. 

Kun Rosetta saapui elokuussa 2014 perille, komeetan pohjoisella puoliskolla oli vielä kesä ja etelässä oli auringonpaistetta hyvin niukasti. Etelänavan ympäristössä oli itse asiassa yötön yö, jota oli jatkunut jo lähes viisi vuotta.

Yksi mahdollinen selitys pintakerrosten erilaisuudelle on, että vesi ja kaasut, jotka vapautuivat komeetan edellisen periheliohituksen aikana eteläiseltä puoliskolta, tiivistyivät vuodenajan taas vaihtuessa takaisin pinnalle. Tulokset ovat kuitenkin alustavia, sillä niihin vaikuttaa ytimen muoto. Kun mittaukset tehtiin viime vuoden syksyllä, pimeässä olevien napa-alueiden pinnanmuotoja ei vielä tunnettu kovin tarkasti. 

"Tarkoitus on käydä MIROn mittaukset läpi uudelleen käyttäen päivitettyä versiota ytimen muodon mallista, jolloin saamme toivottavasti vahvistettua alustavat tulokset ja täsmennettyä mittausten tulkintaa", Choukroun totesi.

Tämän vuoden toukokuussa vuodenajat vaihtuivat komeetalla ja etelässä alkoi lyhyt, kuuma kesä, joka jatkuu vuoden 2016 alkuun saakka. Eteläisille napaseuduille lankeaa nyt enemmän auringonvaloa, joten niistä on voitu tehdä havaintoja myös muilla Rosettan mittalaitteilla.

"Viime kuukausina Rosetta on ylittänyt eteläiset napa-alueet moneen otteeseen ja koonnut mittaustietoja komeetan seuduilta, joilla nyt on kesä", kertoi Rosettan päätutkija Matt Taylor.

"Eteläisen kesän alussa niiltä seuduilta tehdyissä havainnoissa oli tauko, koska Rosetta keskittyi radallaan pohjoiselle puoliskolle Philae-luotaimen kanssa käydyn tietoliikenteen takia. Lähempänä periheliä pääsimme kuitenkin aloittamaan havainnot eteläiseltä puoliskolta."

Rosetta on tällä hetkellä noin 1 500 kilometrin etäisyydellä ytimestä. Sieltä käsin se tekee havaintoja komeetasta ja sen lähiympäristöstä. Jatkossa luotain siirtyy jälleen lähemmäs ydintä ja tutkii sekä pohjoista että eteläistä puoliskoa. Kun ytimen aktiivisuus alkaa loppuvuodesta hiipua, Rosetta menee vielä lähemmäs ydintä, jolloin sen pinnasta saadaan taas yksityiskohtaisia havaintoja luotaimen kaikilla mittalaitteilla.

"Yhdistämällä eri laitteiden mittaustulokset pystymme toivon mukaan vahvistamaan, onko etelänavan koostumus todella erilainen ja muuttuuko se vuodenaikojen vaihdellessa", arvioi Mark Hofstadter, MIRO-instrumentin päätutkija.

Pimeän puolen havainnoista kerrottiin ESAn Rosetta-blogissa ja NASAn uutissivuilla; tutkimus on julkaistu Astronomy and Astrophysics -tiedelehdessä.

Kuvat: ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SA IGO 3.0 [komeetta]; ESA/Rosetta/NASA/JPL-Caltech [lämpötilakartat]