ESAn toinen joulu avaruudessa: Huygens aloittaa lopullisen matkansa kohti Titania

1,25 miljardin kilometrin päässä Maasta, läpi aurinkokunnan vieneen ja seitsemän vuotta kestäneen matkan jälkeen, ESAn Huygens-luotain valmistautuu irtautumaan Cassini-luotaimesta ballistiselle lentoradalle kohti Saturnuksen suurinta kuuta Titania, jonka kaasukehään se saapuu 14.1.2005. Huygens on ensimmäinen luotain, joka pääsee paikan päälle tutkimaan tätä kuuta, jonka olosuhteiden uskotaan olevan hyvin samanlaiset kuin maapallolla ennen ensimmäisten eliöiden kehittymistä 3,8 miljardia vuotta sitten.

Cassini-Huygens-luotain on NASAn, ESAn ja Italian avaruusjärjestön ASIn yhteishanke, ja se laukaistiin avaruuteen 15.10.1997. Sen matka Saturnukseen kesti lähes seitsemän vuotta, ja sitä ohjattiin perille rengasplaneetan luokse Venuksen, Maan ja Jupiterin painovoimaa hyödyntäen. Huygensiä kuljettava Cassini-luotain asettui Saturnusta kiertävälle radalle 1.7.2004 ja aloitti Saturnuksen ja sen kuiden tutkimisen, jonka on määrä kestää vähintään neljä vuotta.

Heinäkuun 2. ja 3. päivänä luotain ohitti Titanin ensimmäisen kerran kaukaa sen pinnan yläpuolelta ja keräsi tietoja sen kaasukehästä. Lokakuun 26. päivänä luotain ohitti kuun lähempää sen pintaa (1 174 kilometrin korkeudessa) uusia tietoja hankkienn, joiden avulla aiemmin saadut tiedot voitiin vahvistaa. Näiden tietojen perusteella tarkistettiin Huygensin laskeutumisolosuhteet. Joulukuun 13. päivänä Cassini-Huygens-luotaimen on määrä ohittaa Titan uudelleen, nyt noin 1 200 kilometrin etäisyydeltä, jolloin tarjoutuu jälleen mahdollisuus uusien mittausten tekemiseen ja kuvien ottamiseen. Näisen pohjalta laskeutumisolosuhteita voidaan tarkistaa edelleen.

17. joulukuuta Cassini-luotain suunnataan kohti Titania Huygensin lähettämiseksi oikealle lentoradalle ja 21. joulukuuta kaikki järjestelmät valmistellaan irtautumista varten sekä Huygensin ajastimet asetetaan herättämään se muutamaa tuntia ennen Titaniin saapumista.

Huygensin on määrä irtautua Cassini-luotaimesta joulupäivän aamuna noin klo 06.08 Suomen aikaa. Cassini-luotaimen täytyy osoittaa tiettyyn suuntaan irtautumishetkellä, joten se ei voi olla silloin suorassa radioyhteydessä Maahan. Kun luotain kääntyy takaisin asentoon, jossa sen pääantenni osoittaa Maapallon suuntaan, yhteys muodostetaan uudelleen, ja se lähettää Maahan irtautumisen aikana tallennetut tiedot. Signaalin matka Maahan kestää yli tunnin (67 minuuttia), joten irtautumisen lopullisesti vahvistavat tiedot vastaanotetaan vasta myöhemmin joulupäivänä.

Irtautumisen jälkeen Huygens eroaa Cassinista 35 senttimetrin sekuntinopeudella ja pysyäkseen radallaan se pyörii akselinsa ympäri seitsemän kertaa minuutissa. Huygens kommunikoi Cassini-luotaimen kanssa vasta sitten, kun se on saapunut Titanin kaasukehään ja sen päälaskuvarjo on laukaistu. 28. joulukuuta Cassini muuttaa rataansa Titanin ohitse, jatkaa tutkimusten tekemistä ja valmistautuu vastaanottamaan Huygensin lähettämiä tietoja, jotka se tallentaa Maahan lähettämistä varten.

Huygens herätetään 14.1.2005 vain muutamaa tuntia ennen Titaniin saapumista. Sen on määrä saapua kuun kaasukehään klo 12.15 Suomen aikaa. Vajoaminen ilmakehässa kestää suunnitelmien mukaan noin 2 t 15 min, minkä aikana Huygens lähettää keräämänsä tiedot Cassini-luotaimelle, joka puolestaan lähettää ne Maahan samana iltapäivänä. Jos Huygens, joka on ilmakehäluotain eikä varsinainen laskeutuja, laskeutuu kuun pinnalle vaurioitumatta, se saattaa lähettää Cassinille jopa kahden tunnin verran ylimääräistä dataa ennen kuin yhteys menee poikki.

Huygensin lähettämät suorat radiosignaalit matkaavat Maahan valon nopeudella ja saapuvat perille 67 minuutissa. Tutkijat käyttävät lisäksi ympäri Tyynen valtameren olevia radioteleskooppeja Huygensin lähettämän signaalin suoraan vastaanottoon, ja jos tämä onnistuu,saataneen signaali kuuluviin aikaisintaan noin klo 12.30 Suomen aikaa.

Saapumisajankohtaa lukuunottamatta kellonajat ja päivämäärät saattavat muuttua hieman toiminnallisista syistä; laskeutuminen tapahtuu joka tapauksessa 14. tammikuuta ja Huygens saapuu Titanin kaakehään klo 12.15 muutaman minuutin tarkkuudella.ESA omistaa Huygens-luotaimen ja ohjaa sen toimintaa Saksan Darmstadtissa sijaitsevasta valvontakeskuksesta käsin. Cassini-luotaimen on suunnitellut, kehittänyt ja koonnut NASAn Pasadenassa Kaliforniassa sijaitseva Jet Propulsion Laboratory (JPL). JPL:n johtama NASAn planeettaluotaimiin yhteyttä pitävä Deep Space Network (DSN) huolehtii tietojen välittämisestä Cassini-luotaimen kautta käsiteltäviksi ESAn valvontakeskukseen. Cassinin suurivahvistuksinen antenni, valtaosa sen radiojärjestelmästä ja monet sen tieteellisistä instrumenteista ovat peräisin Italian avaruusjärjestöltä (ASI). Huygensin hyötykuormasta puolestaan vastasivat CNES, DLR, ASI, PPARC ja NASA.

Tarkempia tietoja Huygensin Titaniin saapumisen johdosta järjestettävistä lehdistötapahtumista löytyy englanninkielisestä artikkelista: http://www.esa.int/export/esaCP/Pr_63_2004_p_EN.html