Viime sunnuntain ja maanantain välisenä yönä Suomen aikaa Venusta kiertämään saapunut japanilainen Akatsuki-luotain on kunnossa ja kiertää tällä hetkellä pilvin peittämää naapuriplaneettaamme soikealla kiertoradalla.

Japanin avaruustutkimusviraston JAXA:n mukaan luotain toimii hyvin ja se on ottanut ensimmäiset kuvansa Venuksesta kiertoradaltaan. Otsikkokuvassa on ultraviolettisäteilyn aallonpituusalueella maanantaina aamulla otettu kuva noin 72 000 kilometrin etäisyydellä Venuksesta.

Nykyisellä radallaan luotan etääntyy planeetasta jopa 440 000 kilometrin päähän ja tulee lähimmillään noin 400 kilometrin etäisyydelle sen pinnasta. Kiertoaika tällä hyvin soikealla radalla on 13 Maan vuorokautta ja 14 tuntia. Se on vain noin kolme astetta kallellaan Venuksen päiväntasaajaan verrattuna.

Luotaimen rataa muutetaan vähitellen vähemmän soikeaksi. Tavoitteena on rata, jolla kiertoaika on yhdeksän (Maan) vuorokautta. 

Samalla myös kaikki luotaimen tutkimuslaitteet otetaan käyttöön, testataan ja kalibroidaan. Ultraviolettialueella, infrapuna-alueella ja näkyvän valon alueella toimivat kolme kameraa ovat jo olleet toiminnassa, kun taas kolme muuta mittalaitetta otetaan vasta nyt käyttöön. Näitä ovat toinen infrapunakamera, salamointia ja ilmahehkua tutkiva kamera sekä luotaimen radiolähetintä hyväksi käyttävä koejärjestely.

Luotain siis pystyy kuvaamaan viidellä kamerallaan Venusta laajalla aallonpituusalueella ultravioletista infrapunasäteilyyn saakka. Venuksen tapauksessa ultraviolettihavainnot ovet erityisen tärkeitä, koska niiden avulla voidaan kartoittaa hyvin kaasukehää ja esimerkiksi siinä olevaa rikkidioksidia. Infrapunaisen avulla puolestaan voidaan saada selville pilvikerroksen rakenteita sekä nähdä joissain tapauksissa jopa planeetan pinnalle saakka.

Rutiininomaisten havaintojen tekeminen on tarkoitus aloittaa ensi huhtikuussa.

Japanin avaruustutkimushallinto JAXA kertoi aamulla, että Akatsuki-luotain on käyttänyt ohjausrakettimoottoreitaan suunnitellulla tavalla viime yönä ja asettunut näin Venusta kiertävälle radalle. 

Luotain toimii normaalisti ja moottoreiden 20 minuuttia kestänyt poltto sujui suuri aiotulla tavalla. Aivan täsmällistä kiertorataa ei ole vielä kuitenkaan voitu vahvistaa, mutta se tapahtuu todennäköisesti tänään – luotain on joka tapauksessa nyt Venusta kiertävällä radalla ja se on päässyt viimein perille tutkimaan pilvien peittämää naapuriplaneettaamme.

Kuten kerroimme eilen illalla ja aiemmassa ennakkojutussamme, oli kyseessä jo toinen kerta, kun Akatsuki yritti asettua kiertoradalle Venuksen ympärillä. Ensimmäisellä yrityksellä joulukuussa 2010 luotaimen päämoottori ei toiminut kunnolla, joten luotain jatkoi lentoaan Venuksen ohitse.

Japanilaiset onnistuivat kuitenkin pitämään vain parin vuoden tutkimuksia varten suunnitellun luotaimensa toiminnassa ja ohjasivat sen radalle, joka toi sen uudelleen sopivalle etäisyydelle Venuksesta, jotta kiertoradalle asettumista voitiin yrittää uudelleen.

Japanilainen Akatsuki -luotain on saapumassa nyt yöllä Venusta kiertävälle radalle. Pienen, naapuriplaneettamme kaasukehää tutkimaan lähetetyn luotaimen ohjausrakettimoottorien on tarkoitus syttyä 20 minuuttia kestävään polttoon klo 00:51 Suomen aikaa.

Kuten kerroimme ennakkojutussamme marraskuussa on kyseessä jo toinen kerta, kun Akatsuki yrittää asettua kiertoradalle Venuksen ympärillä. Ensimmäisellä yrityksellä joulukuussa 2010 luotaimen päämoottori ei toiminut kunnolla, joten luotain jatkoi lentoaan Venuksen ohitse.

Japanilaislennonjohto on onnistunut saamaan luotaimen nyt toiseen yritykseen ja on käskenyt nyt luotaimen käyttämään päämoottorinsa sijaan ohjausrakettimoottoreitaan nopeuden hidastamiseen; jarrutusta tarvitaan planeettainväliseltä kiertoradalta Venuksen kiertoradalle pääsemiseen.

Luotaimen joka kulmassa on pieni ohjausrakettimoottori, joten lennonjohto on varautunut pahimman varalle siten, että mikäli nyt hidastuspoltto ei onnistu kunnolla, luotain kääntyy automaattisesti ympäri ja koettaa käyttää toisella puolella olevia ohjausmoottoreitaan.

Japanin avaruushallinto JAXA ei tiedota tapahtumista yhtä aktiivisesti kuin NASA tai ESA, ja lisäksi suurin osa tiedotteista on japaniksi, mutta saatujen tietojen mukaan luotain on kunnossa ja valmis ratapolttoon. Tiedonsiirrossa Japanin omia antenneja avustava NASAn Deep Space Network kertoo tätä juttua kirjoitettaessa, että he ovat saaneet kiinni luotaimen signaalista ja ottavat vastaan sen statustietoja. Kaikki näyttää hyvältä.

JAXA kertoo pitävänsä aamuyöllä klo 5 Suomen aikaa tiedostustilaisuuden ja palaamme asiaan huomenna aamulla.

Onnea, Akatsuki!

Japanilainen Akatsuki on epäonninen luotain, jonka piti asettua kiertämään Venusta joulukuussa 2010. Viallisen venttiilin vuoksi sen päämoottori ei toiminutkaan tuolloin suunnitellulla tavalla, joten  noin 500-kiloinen luotain hujahtikin planeetan ohitse eikä jäänyt sitä kiertämään.

Nyt, viittä vuotta myöhemmin, Akatsuki on jälleen lähestymässä Venusta, ja japanilaiset aikovat yrittää päästä kiertoradalle käyttämällä luotaimen ohjausrakettimoottoreita. 

Tarkoituksena on sytyttää neljä kaikkiaan kahdeksasta pienestä rakettimoottorista  7. joulukuuta 20 minuuttia ja 33 sekuntia kestävään polttoon, jonka ansiosta luotain jäisi kiertämään Venusta hyvin soikealla radalla, joka matalin kohta olisi juuri ja juuri planeetan kaasukehän yläpuolella ja kaukaisin piste usean sadan tuhannen kilometrin päässä.

Japanin avaruushallinnon JAXAn ja luotaimen tieteellisestä toiminnasta vastaavan Japanin kansallisen avaruustutkimusinstituutin mukaan luotaimen systeemit toimivat hyvin (päärakettimoottoria lukuun ottamatta). Lennonjohto suoritti luotaimen ohjausmoottorien avulla ratamuutoksen lokakuun 11. päivänä, jonka seurauksena Akatsuki on nyt tarkasti kurssissa kohti Venuksen kiertoradalle asettumista.

Uusi yritys jäädä kiertämään Venusta

Tarkoituksena on käynnistää ohjausmoottorit joulukuun 7. päivänä noin 541 kilometrin korkeudessa. Luotaimen ohjausmoottoreita ei ole suunniteltu tällaiseen ratamuutokseen ja lennonjohto pitää niiden käyttämistä riskaabelina, mutta silti yrittämisen arvoisena: muutoin luotaimesta ei olisi juurikaan hyötyä, sillä se lentäisi jälleen Venuksen ohi planeettainväliseen avaruuteen.

Lisäksi kahden vuoden toimintaa varten suunniteltu luotain on ollut jo kaikkiaan viisi ja puoli vuotta avaruudessa, joten se saattaa rikkoontua muutenkin lähes milloin vain.

Jotta Venuksen kiertoradalle asettuminen onnistuisi varmemmin, on lennonjohto ruiskuttanut ulos avaruuteen 65 kilogrammaa luotaimen polttoainetta, jotta se tulisi kevyemmäksi. Valitettavasti se vaikuttaa luotaimen myöhempään käyttöön, mutta jälleen tässä tilanteessa käyttämättömän polttoaineen dumppaaminen on järkevä temppu.

Akatsuki laukaistiin matkaan Japanin Tanegashiman rakettikeskuksesta H-IIA -kantoraketilla toukokuun 20. päivänä vuonna 2010 ja se saapui Venuksen luokse 6. joulukuuta 2010. Silloin sen päärakettimoottorin piti toimia 12 minuutin ajan, jotta luotain olisi asettunut kiertämään Venusta, mutta se sammui venttiilivian vuoksi toimittuaan vain hieman alle kolme minuuttia.

Lennonjohdossa onnistuttiin kuitenkin sen jälkeen luotaamaan Akatsuki radalle, jolla se voisi yrittää uudelleen nyt joulukuussa 2015.

Matkansa aikana luotain joutui suunniteltua lähemmäksi Aurinkoa ja siksi se kuumeni enemmän kuin oli tarkoitettu. Ylimääräinen lämpökuorma oli jopa 37% suurempi kuin luotaimen osat oli suunniteltu kestämään. Akatsuki ja sen herkät tutkimuslaitteet kestivät kuitenkin rasitukset.

Nyt suunnitteilla oleva kiertorata Venuksen ympärillä on korkeammalla ja soikeampi kuin alun perin suunniteltu, minkä vuoksi luotaimen tieteelliset tulokset tulevat olemaan parhaimmillaankin huonompia kuin oli odotettu. Parempi kuitenkin näin kuin ei mitenkään.

Tähtäimessä hyvin soikea kiertorata

Aluksi Akatsuki tulee kiertämään Venuksen kerran 15 Maan vuorokaudessa – jos kaikki sujuu hyvin – ja rataa muutetaan hieman paremmaksi ensi maaliskuussa, jolloin kiertoajaksi tulee yhdeksän vuorokautta. Alun perin kiertoajan piti olla 30 tuntia.

Lennonjohto komentaa luotaimen ottamaan kuvia Venuksesta heti suunnitellun ratapolton jälkeen, jotta planeetasta saataisiin tehtyä havaintoja myös siinä tapauksessa, jos poltto ei onnistu ja luotain lentää jälleen Venuksen ohi.

Näin tehtiin myös vuonna 2010, jolloin tuloksena oli muun muassa alla olevat eri aallonpituuksilla otetut kuvat Venuksesta. 

Etäisyys planeettaan oli kuvien ottamisen aikaan noin 600 000 km.

Tasan kymmenen vuotta sitten Euroopan avaruusjärjestön Venus Express -luotain laukaistiin kohti naapuriplaneettaamme. 153 vuorokautta kestäneen matkan jälkeen luotain asettui Venusta napojen kautta kiertävälle radalle, jolla sen kiertoaika oli 24 tuntia. Kaukaisin piste oli etelänavan kohdalla 66 000 kilometrin etäisyydellä ja lähin pohjoisnavan päällä 200 kilometrissä.

Venus Expressin mukana oli myös suomalaista tekniikkaa ja osaamista. Patria suunnitteli ja valmisti luotaimen tehonsäätöjärjestelmän, Ilmatieteen laitos puolestaan oli mukana aurinkotuulen ja Venuksen ionosfäärin hiukkasia tutkivan ASPERA-4-mittalaitteen toteutuksessa.

Luotainlennon keskeisiä tavoitteita oli tutkia Venuksen kaasukehän ilmiöitä ja selvittää siinä tapahtuvia muutoksia. Planeetan pinnalla tuulet puhaltelevat hyvin heikosti, vain joidenkin kilometrien tuntinopeudella, mutta tiheän kaasukehän ansiosta vähäisetkin puhurit ovat varsin voimakkaita.

Pilviverhon yläosissa noin 65 kilometrin korkeudella on sen sijaan käynnissä melkoinen myräkkä. Tuulennopeus voi nousta 400 kilometriin tunnissa, mikä on 60-kertainen verrattuna planeetan pyörimisnopeuteen. Tästä huimasta erosta on seurauksena vinhaa pyörteilyä kaasukehän yläosissa. 

Erityisesti napaseuduilla, missä päiväntasaajan alueilta tullut kuuma kaasu jäähtyy ja alkaa vajota alemmas, on suunnattomia pyörteitä, joista otsikkokuvaan on koottu edustava kavalkadi. Kuvat on otettu etelänavan yläpuolelta helmikuun 2007 (vasemmassa ylänurkassa) ja huhtikuun 2008 (oikeassa alakulmassa) välisenä aikana. 

Pyörteilevät ja alaspäin vajoavat virtaukset painavat pilviverhoa napa-alueilla useita kilometrejä keskimääräistä alemmas, kaasukehän kerroksiin, joissa lämpötila on korkeampi kuin pilvien tasalla normaalisti. 2 000–3 000 kilometrin läpimittaiset pyörteet muuttavat nopeasti muotoaan, kun tuulenpuuskat riepottelevat jatkuvasti paksuja pilviä.

Jos heräät aikaisin ja näet tähtitaivaan ennen Auringon nousua, voit nähdä siellä itäisellä taivaalla kolme kirkasta planeettaa.

Näistä Venus ja Jupiter ovat huomiota herättävän kirkkaita, ja niitä säestävä Mars on puolestaan selvästi punertava.

Ne olivat viime viikonloppuna erityisen lähellä toisiaan, jolloin esimerkiksi John Williams sai kuvattua kolmikon taivaalta. Kuvassa on itse asiassa myös Merkurius, joka näkyy (heikosti tosin) kuvassa horisontin päällä heikkona valopisteenä keskiosan vasemmalla puolelta.

Kolmikko on aamutaivaalla nyt tämän jälkeenkin oikeastaan koko loppuvuoden, tosin ei enää niin tiiviinä muodostelmana. Lisäjännitystä saadaan 7. marraskuuta, jolloin niiden luona on näyttävästi myös kapea kuunsirppi. Saturnus liittyy joukkoon vielä joulukuussa.

Tänään maanantaina muuten Venus on suurimmassa läntisessä elongaatiossaan: tämä tarkoittaa sitä, että se näkyy taivaalla kauimpana Auringosta "länteen päin", eli näkyvissä aamutaivaalla. Tästä Venus, jonka rata on Maan rataa sisempänä Auringon ympärillä, liikkuu taivaalla jälleen lähemmäksi Aurinkoa, kunnes sen havaitseminen on hankalaa (koska se on Auringon suunnalla) ensi maaliskuusta alkaen. Venus alkaa näkyä iltatähtenä jälleen ensi vuonna elokuusta alkaen, kuten se näkyi alkuvuodesta tänä vuonna.

Planeettojen tarkemmat sijainnit voi katsoa mm. Ursan netissä olevasta tähtikartasta.

Kuva: Flickr / John Williams CC-lisenssillä

Eilen kerroimme Venuksen, Marsin ja Jupiterin syksyisestä tanssista aamutaivaalla. Puoli seitsemän aikoihin taivas on vielä sen verran tumma, että ne kaikki näkyvät hyvin – tosin planeetat jäävät helposti puiden taakse, ellei hakeudu avoimelle paikalle.

Kolmen planeetan vaeltelua seuraa sivusta Leijonan tähdistön kirkkain tähti Regulus. Sen nimi juontuu latinasta ja tarkoittaa "Pientä kuningasta", mikä sopii hyvin eläinten kuningasta kuvastavalle tähdistölle. Monissa muissakin kulttuureissa tähti on liitetty monarkiaan ja esimerkiksi babylonialaisten antama nimi oli Sharru eli "Kuningas".

Moni on ehkä kiinnittänyt huomiota aamuvarhaisella itäkaakon suunnalla loistavaan kirkkaaseen valopisteeseen. Venushan se siellä kerjää huomiota itselleen. "Aamutähti" ei kuitenkaan ole ainoa planeetta, jota voi ihailla aamunkoiton taivaalla.

Ennen auringonnousua Venuksesta itään eli sen vasemmalta puolelta hieman alaviistosta löytyvät myös Mars ja Jupiter. Selkeästi himmeämpi Mars erottuu punaisen värinsä ansiosta, mutta Jupiter on Venuksen jälkeen kirkkain planeetta, joten selkeällä säällä sen löytäminen ei ole vaikeaa.

Otsikkokuva on otettu tänään maanantaina aamuseitsemän aikoihin. Venus – ja myös Kuu – näkyivät silloin vielä hyvin, mutta taivas oli jo sen verran valoisa, että Mars oli hävinnyt näkyvistä ja Jupiter oli piilossa puun takana. Kuvaan on kuitenkin merkitty kaikkien kolmen planeetan paikat: tällaista muodostelmaa voi haeskella taivaalta.

Lokakuun aikana kolmikko lähestyy toisiaan ja vähenevä Kuukin piipahtaa niiden seurassa. Tulevana torstaina eli 8. lokakuuta kapeneva kuunsirppi ohittaa Venuksen – tosin ne ovat lähimmän ohituksen aikaan horisontin alapuolella – ja seuraavana päivänä Kuu kulkee Marsin ja Jupiterin ohi – jälleen taivaanrannan takana.

Kaikkein tiiveimmän ryppään kolme planeettaa muodostaa 26. lokakuuta, jolloin ne ovat alle viiden asteen sisällä toisistaan. Jupiter ja Venus ovat silloin vieretysten vaihtamassa paikkaa ja seuraavina päivinä Venus on Marsin ja Jupiterin välissä.

Koko lokakuun lopun ajan planeettojen etäisyys toisistaan on vain muutaman asteen luokkaa. Kuu tulee samaan sakkiin vielä 7. marraskuuta, mutta sen jälkeen planeettojen välimatkat kasvavat siten, että marraskuun lopussa Venuksen ja Jupiterin välinen etäisyys on jo yli 30 astetta. Mars on silloin kahden muun planeetan välissä.

Lokakuussa on mahdollista bongata auringonnousua edeltävältä taivaalta myös Merkurius. Aurinkokunnan pienin planeetta on aina melko lähellä Aurinkoa eikä Suomen leveysasteilta näy koskaan täysin pimeällä taivaalla.

Tällä kertaa Merkurius on kauimpana Auringon länsipuolella eli suurimmassa läntisessä elongaatiossaan 16.10. Silloin se nousee pari tuntia ennen Aurinkoa. Jos hakeutuu aukealle paikalle, jolta on esteetön näkymä itäiseen horisonttiin, pienen valopisteen erottaa melko helposti. Silloin voi ihastella samanaikaisesti peräti neljää planeettaa.

Päivälleen 53 vuotta sitten avaruuteen laukaistiin Mariner 2, ensimmäinen tehtävässään onnistunut planeettaluotain. Alus lähetettiin matkaan Atlas-Agena-raketilla, joka oli pienempitehoinen kuin Atlas-Centaur, jota alkujaan oli tarkoitus käyttää. Tehokkaampi kantoraketti ei kuitenkaan valmistunut ajoissa, joten luotaimen mittalaitteet jouduttiin rajaamaan 18 kilon pakettiin.

Mariner 2 saavutti Venuksen 14. joulukuuta ja ohitti sen 34 773 kilometrin etäisyydeltä. Luotain lähetti tietoja seuraavan vuoden tammikuun alkuun asti ja se kiertää sammuneena edelleen Aurinkoa. Luotain mittasi Venuksen lämpötilaa, tutki sen kaasukehää ja teki havaintoja planeetan lähiavaruudesta.

Mittaukset varmistivat Venuksen huikean korkean lämpötilan, joka oli päätelty jo Maasta tehtyjen havaintojen perusteella. Vaikka myöhemmin todettiin, että Venuksella on heikko magneettikenttä, Mariner 2 ei sitä pystynyt havaitsemaan.

Tietotekniikka oli 1960-luvun alussa hyvin alkeellista, joten planeetasta ja sen lähiavaruudesta saadut numeromuotoiset tiedot tulostettiin telex-laitteilla pitkiksi paperiliuskoiksi.

Vaikka Mars-huuma vaani 1800-luvun puolivälin jälkeen jo nurkan takana, tuolloin todennäköisimpinä naapureinamme pidettiin Venuksen asukkaita.

Venus on jokseenkin samankokoinen kuin Maa ja silloisten vähäisten tietojen varassa sen ajateltiin olevan vain hieman kuumempi maailma, koska se kiertää Aurinkoa lähempänä kuin Maa.

Sittemmin kävi ilmeiseksi, että Venuksella ja Maalla ei oikeastaan olekaan muuta yhteistä kuin suunnilleen sama koko, massa ja tiheys. Olosuhteet ovat tyystin toisenlaiset. 

Venuksella on tiheä hiilidioksidikaasukehä ja kasvihuoneilmiö on nostanut planeetan pintalämpötilan lähelle 500 celsiusastetta. Paine valtaisien laavavirtojen muokkaamalla pinnalla on sama kuin Maan merissä noin kilometrin syvyydessä ja pysyvän pilvipeitteen verhoamia maisemia piiskaavat happosateet.

Miksi Venus ja Maa ovat niin erilaisia? Mark Jellinekin johtaman tutkijaryhmän mukaan yhtenä keskeisenä syynä on uraanin ja kaliumin vähäisyys maapallon kuorikerroksessa.

Kun Maa muinoin jäähtyi, sille muodostui kiinteä kuori, jossa näitä alkuaineita oli runsaasti. Radioaktiivisen hajoamisen tuloksena ne tuottavat lämpöä. Ankara kosminen pommitus kuitenkin pirstoi alkuperäisen kuoren ja sinkosi suuren osan siitä avaruuteen. Samalla katosi merkittävä osa uraanista ja kaliumista.

Tutkijoiden mukaan näiden kahden alkuaineen puutostila johti Maan laattatektoniikan, magneettikentän ja ilmasto-olojen kehittymiseen. Ne kaikki ovat keskeisiä tekijöitä Maan asuttavuuden kannalta.

Laattatektoniikan seurauksena Maan kuorikerros on jatkuvassa liikkeessä. Mannerlaatat painautuvat toisiaan vasten ja paikoin sukeltavat syvälle Maan vaippaan, jolloin se jäähtyy. Tektoniikka pitää yllä myös tulivuoritoimintaa, joka vapauttaa kaasuja Maan ilmakehään ja pitää sen koostumuksen elämälle edullisena. 

"Maa olisi voinut hyvinkin kehittyä samanlaiseksi kuin nykyinen Venus", sanoo Jellinek. "Keskeinen erottava tekijä, joka muutti tilanteen, oli todennäköisesti kosmisen pommituksen aiheuttamat muutokset kuoren koostumuksessa."

Venuksessa ne olivat vähäisempiä, joten planeetan kehitys seurasi toisenlaista reittiä. Tuliperäinen toiminta vaihteli hyvin paljon ja se sai aikaan miljardin vuoden mittaisia ilmastojaksoja. Tällä hetkellä naapuriplaneettamme sääolot ovat tappavat.

"Kun tarkastelimme kosmisen pommituksen seurauksia, saimme selville, että planeetan alkuperäisellä koostumuksella saattaa olla keskeinen vaikutus sen myöhempään kehitykseen", toteaa Jellinek. "Maa on muotoutunut aivan erityisissä olosuhteissa."

Tutkimuksesta kerrottiin University of British Columbian uutissivuilla ja se on julkaistu Nature Geoscience -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: NASA