Agency

SMART-1 törmää Kuuhun sunnuntaina aamulla

30/08/2006 394 views 1 likes

ESAn kuuluotain SMART-1 lähestyy lentonsa loppua. Se on jo ohjattu Kuun ympärillä kiertoradalle, jolla se osuu Kuun pintaan sunnuntaina 2. syyskuuta aamulla klo 8.41 Suomen aikaa. Luotain jatkaa havaintojen tekemistä viimeiseen saakka.

SMART-1 on kiertänyt Kuuta marraskuusta 2004 alkaen ja tutkinut sen pintaa sekä mitannut sen lähiavaruuden ilmiöitä. Sitä ennen luotain oli lentänyt Kuuhun ennätyksellisen polttoainepihin ionimoottorinsa avulla Maan ja Kuun painovoimakentissä luovien. Luotaimen päätehtävä on ollut useiden uudenlaisten teknisten ratkaisuiden testaaminen avaruudessa, minkä lisäksi se on tehnyt runsaasti tieteellisiä havaintoja. SMART-1:n tekniikkaa tullaan käyttämään mm. Merkuriukseen laukaistavassa Bepi-Colombo -luotaimessa.

Valmistautuminen törmäykseen alkoi jo kesäkuussa, jolloin SMART-1:n kiertorataa muutettiin kahteen otteeseen. Sen jälkeen radan matalinta kohtaa laskettiin vähitellen alaspäin; matala kiertorata tarjosi myös hyvän tilaisuuden tarkkojen havaintojen tekemiseen.

Luotain tulee törmäämään Kuun pintaan Maahan näkyvän puolen eteläisten osien keskivaiheilla Lacus Excellentiae -nimisellä alueella sunnuntaina 3.9. aamulla klo 8.41 Suomen aikaa. Törmäyksen aikaan SMART-1:n nopeus on noin 7200 km/h ja se jättää arvioiden mukaan Kuun pinnalle samankokoisen kraatterin kuin noin kilon painoinen meteori jättäisi.

Tutkijat päättivät ohjata SMART-1:n törmäämään lentonsa lopuksi Kuun pintaan, koska iskeytymisen avulla voidaan tutkia monenlaisia asioita Kuun pintakerrosten koostumuksesta sen rakenteeseen. Törmäystä havaitaan monin suurin maanpäällisin kaukoputkin, jotta esimerkiksi avaruuteen lentävän törmäyspilven koostumus voidaan määrittää mahdollisimman tarkasti.

Myös itse SMART-1 tulee tekemään Kuusta havaintoja lähes loppuun saakka. Viime vaiheissa parhaiten Kuun lähestyvän pinnan näkee luotaimen asennonsäädössä normaalisti käytettävä ns. tähtietsin. Se on pienikokoinen kamera, jonka päätehtävä on kuvata avaruudessa näkyviä tähtiä. Kuvien perusteella voidaan laskea missä asennossa luotain on. Hyvin Auringon häikäisevältä vaikutukselta suojattu tähtietsin pystyy kuitenkin myös ottamaan normaaleja valokuvia ja lennonjohdon tarkoituksena on komentaa etsin kuvaamaan luotaimen lähestymisen ja lopulta törmäyksen Kuun pintaan.

SMART-1:n kaksi suomalaista mittalaitetta

SPEDEn kaksi puomia ovat selvästi näkyvissä SMART-1:n rungossa (ylhäällä ja alhaalla)

Euroopan avaruusjärjestön tilaaman ja pääosin ruotsalaisten rakentaman luotaimen mukana oli myös kaksi suomalaista mittalaitetta. Kahdesta noin puolimetrisestä anturipuomista ja keskuselektroniikasta koostuva SPEDE-plasmamittalaite on kerännyt matkan aikana havaintoja luotainta ympäröivistä sähköisesti varatuista hiukkasista. Havaintojen avulla on voitu tutkia sitä miten ionimoottori vaikuttaa satelliitin ympäristössä; koska toimiessaan moottori syöksee ulos plasmaa, saattaa se vaikuttaa tieteellisiin mittauksiin. SPEDEn havaintojen avulla on voitu saada selville myös moottorin toimintaan liittyviä asioita: pienetkin muutokset moottorin säädöissä näkyvät SPEDE:n mittaamassa signaalissa.

Jokainen avaruudessa oleva satelliitti varautuu sähköisesti siten, että se saavuttaa ympäristönsä kanssa tasapainotilan. Havainnoista on todettu, että SMART-1:n osalta tämä tasapainotila on monimutkaisempi kuin ennen laukaisua arvioitiin. Tällä hetkellä vaikuttaa siltä, että esimerkiksi aurinkopaneelien asento vaikuttaa SPEDE:n mittauksiin.

Matkalla kohti Kuuta ja Kuun kiertoradalla ollessa SPEDE:n mittauksista on pystytty saamaan selville myös laajemmin luotainta ympäröivän avaruuden sähköisiä ominaisuuksia. Erityisen kiinnostavaa on ollut saada tietoa aurinkotuulen käyttäytymisestä kun se kohtaa Kuun ja alkaa pyörteillä sen takana.

Toinen suomalaislaite on Auringosta tulevaa röntgensäteilyä mittaava XSM (X-ray Solar Monitor). Se on pienikokoinen ja tarkka ns. röntgenmonitori, eli sen tärkein tehtävä on valvoa jatkuvasti Auringosta tulevaa röntgensäteilyä. Normaalioloissa sen mittausten avulla kalibroidaan Kuun pinnan koostumusta kartoittavan brittiläisen D-CIXS -instrumentin tietoja, koska Auringon säteily vaikuttaa mittauksiin, mutta esimerkiksi auringonpurkausten aikaan XSM toimii SMART-1:n suojana. Säteilytason noustessa liian korkeaksi XSM määrää luotaimen varotilaan.

XSM tekee myös omia mittauksiaan. Sen havaintojen perusteella saadaan kiinnostavaa tietoa Auringon toiminnasta ja sen herkkyys on riittänyt myös tähtitaivaan röntgenlähteiden tutkimiseen. Niin ikään se havaitsee matkan aikana ympäröivästä avaruudesta tulevaa röntgensäteilyä ja kykenee saamaan lisätietoa esimerkiksi röntgenkaksoistähdistä.

"XSM on toiminut koko ajan oikein hyvin ja se toimii varmasti aina törmäykseen saakka", kertoo laitteesta vastaava Juhani Huovelin Helsingin yliopiston Observatorion suurenergia-astrofysiikan tutkimusryhmästä. "Saimme juuri viimeisimmät havaintosarjat, joissa on pitkiä jaksoja erittäin kiinnostavaa taustataivaan röntgentasoa näyttävää signaalia, mistä erottuu selvästi ajankohtaan nähden yllättäviä Auringon roihupurkauksia."

Auringon aktiivisuus on juuri nyt 11-vuotisen aktiivisuussyklin minimiosassa, eikä siksi purkauksia tulisi juuri olla. Silti Maan päälläkin on havaittu viime viikkoina yllättävän voimakkaita revotontulia, jotka syntyvät samaisten auringonpurkausten johdosta. "Havaitsimme jo vuosina 2003-2004 keskimääräistä voimakkaampaa aktiivisuutta Auringon aktiivisuusjakson laskevalla osalla (mm. suurin mitattu flare), joten tämänkertainen jakso poikkeaa selvästi edellisistä", jatkaa Huovelin.

Röntgenmonitori XSM ja sen vain 200-grammainen ilmaisinosa on suomalaisen Oxford Instruments Analytical Oy:n (aikaisemmin Metorex International Oy) valmistama ja yhdessä Helsingin yliopiston Observatorion suurenergia-astrofysiikan tutkimusryhmän kanssa suunniteltu. Lisäksi Observatoriolla on suuri osuus SMART-1 -luotaimen AMIE-mikrokameran tieteellisessä ohjelmassa.