Agency

Eurooppa kurkottaa Kuuhun

17/11/2004 276 views 0 likes

ESA PR 60-2004. ESAn SMART-1-luotain kiertää parhaillaan ensimmäistä kierrostaan Kuun ympäri. Tämä on merkittävä saavutus ensimmäiselle eurooppalaiselle SMART-avaruusalukselle (Small Missions for Advanced Research in Technology).

SMART-1 -luotaimen tärkein tehtävä on testata uusia tekniikoita tuleville planeettalennoille, mutta se tulee myös tutkimaan tarkasti Kuuta ja sen pintaa. Matkallaan kohti Kuuta testasi SMART-1 teki siten useista teknisiä kokeita ja valmistautui samalla nyt tammikuussa alkavia tieteellisiä tutkimuksia varten.

Luotain saavutti marraskuun 15. päivänä klo 19.48 Suomen aikaa tähän mennessä lähimpänä Kuun pintaa olleen pisteen - ensimmäisen nk. periluneumin - noin 5 000 kilometrin korkeudessa. Vain muutamaa tuntia tätä ennen, klo 07.24 Suomen aikaa, käynnistettiin SMART-1:n aurinkosähköllä toimiva työntöjärjestelmä (ns. ionimoottori) ja nyt moottorin avulla suoritetaan herkkää manöveeriä, joka vakiinnuttaa luotaimen radan Kuun ympärillä.

Tämän tärkeän vaiheen aikana SMART-1-satelliitin moottori käy ensin neljän päivän ajan lähes tauotta ja sitten lyhyempiä ajanjaksoja vieden aluksen yhä pienenevissä kierroksissa lopulliselle kiertoradalle. Arviolta tammikuun puoliväliin mennessä SMART-1 saavuttaa Kuun ympärillä radan, jonka korkaus on 300 km etelänavan päällä ja 3 000 km pohjoisnavan yläpuolella. Tämän jälkeen luotain aloittaa tieteellisten havaintojen tekemisen.

SMART-1-hankkeen ensimmäinen osa päättyi aluksen saavuttua Kuun läheisyyteenja sen tarkoituksena oli demonstroida uusia avaruusalusteknologioita. Testauksen kohteena oli etenkin aurinkosähköllä toimiva työntöjärjestelmä, jota koeteltiin aluksen yli 84 miljoonan kilometrin pituisella spiraalimaisella matkalla. Tämä matka vastaa pituudeltaan planeettojenvälistä matkaa. SMART-1 on lisäksi kautta aikojen ensimmäinen sähköisellä työntöjärjestelmällä varustettu avaruusalus, jossa käytettiin taivaankappaleiden painovoimaan perustuvaa ohjausta. Tämän toimenpiteen onnistuminen on tärkeä tulevia, ionimoottoreita hyödyntäviä planeettojenvälisiä avaruushankkeita silmällä pitäen. Esimerkiksi lentoaikaa Merkuriukseen voidaan painovoimakenttien hyväksikäytön ja ionimoottorin avulla lyhentää vuosilla.

SMART-1 on osoittanut toimivaksi myös uudenlaisen itsenäisen ohjauslaitteiston. Sen avulla avaruusalukset voivat mahdollisesti ennen pitkää navigoida itsenäisesti. OBAN-kokeessa testattiin Maan pinnalla lennonvalvonnassa olleissa tietokoneissa navigointiohjelmistoa, jolla pyrittiin määrittämään avaruusaluksen tarkka sijainti ja nopeus käyttämällä viitteenä SMART-1-satelliitissa olevan AMIE-kameran taivaalla olleista kohteista (Kuusta, Auringosta, Maasta ja kirkkaista tähdistä) ottamia kuvia. Kun OBAN-kokeessa testattu tekniikkaa siirretään avaruusaluksiin, ne pystyvät määrittämään oman sijaintinsa ja nopeutensa, minkä ansiosta Maasta käsin tapahtuvan ohjauksen tarve vähenee.

SMART-1 testasi lisäksi kauemmaksi avaruuteen tapahtuvaa kommunikointia KaTE- ja RSIS-kokeiden avulla. Niissä radioliikenne tapahtui perinteisten radiotaajuuksien sijasta hyvin korkeilla taajuuksilla. Tulevaisuudessa tällaisen lähetyksen avulla avaruusaluksista voidaan siirtää yhä suurempia määriä tieteellistä dataa. SMART-1 testasi myös Laser Link -kokeessa laserin käyttömahdollisuuksia pitkän välimatkan yhteydenpidossa; kokeessa tähdättiin Maasta lasersäde ulkoavaruudessa liikkuvaan SMART-1 -luotaimeen.

Matkan aikana SMART-1 valmistautui Kuusta tehtäviin havaintoihin suorittamalla alustavia testejä neljällä, avaruudessa ensimmäistä kertaa käytettävällä, aikaisempaa pienemmällä tutkimuslaitteella: AMIE-kameralla (joka on jo avaruudesta käsin kuvannut Maata, Kuuta ja kaksi täydellistä kuunpimennystä), D-CIXS- ja XSM-röntgeninstrumenteilla sekä SIR-infrapunaspektrometrillä.

Ilmatieteen laitoksen tekemä, kahdesta puolimetrisestä puomista koostuva varattuja hiukkasia aluksen lähiympäristössä mittaava SPEDE-instrumentti on toiminut myös lähes koko matkan ajan, koska sen avulla on voitu tutkia ionimoottorin toimintaa. Moottorin tehon ja toiminnan tarkkailun lisäksi SPEDEn avulla tutkitaan kuinka paljon sähköinen työntövoimajärjestelmä vaikuttaa tieteellisten havaintojen tekemiseen. Mittalaite on tehnyt havaintoja myös planeettojenvälisestä avaruudesta ja se jatkaa Kuun kiertodalalla toimintaansa - nyt Kuun ympäristön olosuhteita mitaten.

Pitkän matkansa aikana SMART-1 teki kaiken kaikkiaan 332 kierrosta Maapallon ympäri. Aluksen moottori käynnistyi 289 kertaa ja oli käynnissä yhteensä noin 3 700 tuntia. Ajoaineena käytettävää ksenonia kului koko matkalla vaivaiset 59 kiloa (82 kilosta). Moottori toimi siis yleisesti ottaen erinomaisesti ja se vei aluksen Kuun läheisyyteen kahta kuukautta odotettua aikaisemmin.

Käytettävissä oleva ylimääräinen ajoaine mahdollistaa lopullisen kiertoradan alentamisen huomattavaksi lähemmäksi Kuun pintaa, mistä on erityistä hyötyä tammikuussa alkavassa tieteellisten havaintojen tekemisessä. Kuusi kuukautta kestävät havainnot Kuun läheisyydessä saadaan valmiiksi kesäkuussa, ja mikäli niitä päätetään jatkaa suunnitellun ajan jälkeenkin, pystytään ylimääräisen polttoaineen ansiosta alus nostamaan takaisin korkeammalle, stabiilille kiertoradalle.