Endeavour ja suuri tiedeinstrumentti lähdössä avaruuteen - laukaisua lykätty

Laukaisuyritys perjantaina 29 huhtikuuta jouduttiin keskeyttämään, koska sukkulan apuvoimanlähteen lämmittien elektroniikassa havaitiin vika. Endeavour yritetään laukaista avaruuteen mahdollisesti maanantaina 2 toukokuuta klo 21:33 Suomen aikaa.

Avaruussukkulan pääasiallinen rahti on maailmankaikkeuden perusominaisuuksia luotaava, Euroopassa pääosin rakennettu AMS-02 –mittalaite sekä varaosia avaruusasemalle.

Sukkulan kyydissä asemalle matkustaa myös ESAn astronautti Roberto Vittori, josta tulee viimeinen eurooppalainen sukkulan kyydissä. Hän on käynyt avaruusasemalla jo kaksi kertaa aiemminkin, vuosina 2002 ja 2005 venäläisellä Sojuz-aluksella. Avaruusasemalla Vittoria odottaa toinen ESAn astronautti, Paolo Nespoli, joka on kuulunut aseman miehistöön joulukuusta lähtien.

Tutkimuskohteena antimateria ja pimeä aine

AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer) mittaa avaruuden suurienergisiä kosmisia hiukkasia. Se etsii maailmankaikkeuden syntyajoilta peräisin olevaa antimateriaa sekä todisteita pimeästä aineesta.

Cernin LHC-hiukkaskiihdyttimen ohella AMS-02 kuuluu aivan hiukkastutkimuksen kärkiosastoon. Sitä on kutsuttu myös "kosmisten säteiden Hubble-avaruusteleskoopiksi".

"Kaikista jännittävin AMS:n tavoitteista on tuntemattoman luotaaminen; etsiä luonnon ilmiöitä, joita emme vielä ole kuvitelleet ja joiden löytämiseen ei aiemmin ole ollut työkaluja", arvioi AMS-projektia johtaa Nobel-palkittu fyysikko Samuel Ting.

Kaikista jännittävin AMS:n tavoitteista on tuntemattoman luotaaminen; etsiä luonnon ilmiöitä, joita emme vielä ole kuvitelleet ja joiden löytämiseen ei aiemmin ole ollut työkaluja.

Kansainvälinen avaruusaseman stabiilius, pitkäkestoisuus ja huoltomahdollisuudet tekevät siitä ihanteellisen sijoituspaikan koelaitteistolle. ISS pystyy tarjoamaan AMS-02:n tarvitsemat resurssit, kuten tietoliikenneyhteyden, tehon, pitkäkestoisuuden ja radan noston, jotka olisi ollut huomattavasti hankalampi toteuttaa tavallisessa satelliitissa.

7 tonnin massainen AMS-02 ei ole pelkästään avaruusaseman suurin ja monimutkaisin tiedelaite, vaan se on samalla myös historian suurin kansainvälinen yksittäisen avaruuslaitteen yhteistyöhanke. Kaikkiaan AMS-02:n valmisteluun on osallistunut 56 instituuttia 16 eri maasta. Osallistujia on myös Suomesta.

Suomi osallistui valmisteluun

"Metsähovi oli mukana AMS-02:n ohjelman alkuvuosina ja teimme projektia varten muun muassa tiedonkeruuohjelman", kertoo Jouko Ritakari Metsähovin radiotutkimusasemalta. Laitteen tarvitsema keskimäärin 2 megabittiä sekunnissa käsittävä tiedonsiirto maanpinnalle päätettiin kuitenkin toteuttaa toisella tavalla.

Kansainväliselle avaruusasemalle vietävän laitteen prototyyppiä, AMS-01:stä, lennätettiin avaruudessa jo vuonna 1998 avaruussukkula Discoveryn rahtiruumassa. Tuolloin saatujen rohkaisevien tulosten perusteella laitteistosta päätettiin rakentaa suurempi ja parempi versio, joka sijoitetaan pysyvästi avaruusaseman keskusmastoon.

"AMS-01-lento kesti vain kymmenen päivää, nyt päästään keräämään tilastoa pidemmältä ajalta", Ritakari vertaa. "Metsähovi teki laitteet ja ohjelmistot nopeaan tiedonkeruuseen Houstoniin sekä Cape Kennedyyn AMS-01-projektissa. Turun yliopiston ryhmä teki tuolloin molempiin paikkoihin hitaan komento-ja statusyhteyden."

Mittalaitteen ytimenä on voimakas kestomagneetti, joka tuottaa 0,125 Teslan magneettikentän. Se on 4000 kertaa Maan magneettikenttää vahvempi. Laitetta varten valmisteltiin toiseksi vaihtoehdoksi myös vielä voimakkaampaa heliumilla jäähdytettyä suprajohdemagneettia. ESTECissä keväällä 2010 tehtyjen testien tuloksena kokoonpanoon valittiin heikompi kestomagneetti.

"Suprajohtavalla magneetilla olisi ollut mahdollista saada parempia tuloksia mutta muutama tonni nesteheliumia on melko kamala ajatus jo turvallisuussyistäkin", Ritakari arvioi. "Nesteheliumia olisi kulunut AMS-02:n käyttöaikana hämmästyttävät määrät. Se olisi ollut melko hankalaa ainetta säilyttää, esimerkiksi mitkään tiivisteet eivät olisi pitäneet ja esimerkiksi astiaan menevien pulttien kierteet olisi pitänyt hitsata kiinni."

"AMS-02:ssa on monta eri sensoria, ja magneettikentän voimakkuus on tärkeä vain yhdelle", Ritakari painottaa. "AMS:n ansiosta nähdään ensimmäistä kertaa, millaisia hiukkasia ja miten paljon avaruudessa liikkuu, sillä suurin osa niistä ei koskaan pääse maan pinnalle eikä niitä voida mitata täällä."

Eurooppalaisia sukkulassa ja avaruudessa

ESAn astronautit ovat kolmen vuosikymmenen aikana matkustaneet yhteensä 26 sukkulalennolla. Yhteistyö alkoi jo sukkulan ensimmäisenä vuotena 1981, kun Euroopan Spacelab-avaruuslaboratoriota lennätettiin Columbia-sukkulan lastiruumassa.

Eurooppalaisastronautit pääsevät avaruuteen tämän jälkeen seuraavan kerran kuluvan vuoden marraskuussa sekä vuoden 2013 lopussa Sojuz-aluksella. Molemmilla kerroilla vuorossa on puolen vuoden tehtävä osana avaruusaseman miehistöä.