ESA etsii kosmista anomaliaa

Taiteilijan näkemys Junon
ohilennosta. Kuva ESA.

Tänään kello 22.21 Suomen aikaa Jupiteriin matkalla oleva Juno-luotain singahtaa maapallon ohi noin 561 km korkeudelta. Ohilennon tarkoituksena on lisätä luotaimen matkavauhtia maapallon luovuttaman energian avulla. Lisävauhdin ansiosta Juno pääsee perille Jupiterin järjestelmään vuonna 2016.

Linkoratamenetelmää on käytetty usein planeettakuntaan suunnattujen luotainten matkan vauhdittamiseen, tai hidastamiseen jos on tarkoitus matkustaa Venukseen tai Merkuriukseen. Sopivalla ratajärjestelyllä Maan ja luotaimen välillä tapahtuu energiansiirtoa ja näin säästetään polttoaineessa merkittävästi ja se voidaan käyttää hyväksi lisäämällä luotaimiin havaintoinstrumentteja. Kustannuksena on sitten lisääntynyt matka-aika, mutta se ei välttämättä ole kovinkaan suuri uhraus, sillä laitteistoja voidaan testata ohilentojen aikana.

Junon rata vie sen Intian valtameren
yli vain 561 km korkeudelta.
Kuva ESA.

Ohilentoihin liittyy silloin tällöin esiintyvä ilmiö, josta raketti-insinöörit ovat ihmeissään. Ohilentävä luotain on saanut joko hieman liika tai liian vähän matkavauhtia. Erot laskettuun vauhdin muutokseen eivät ole olleet suuren suuria, vain muutama millimetri per sekunti, mutta muutos on ennakoimaton; joskus se esiintyy ja joskus taas ei.

ESA havaitsi anomalian esiintymisen vuonna 2005 kun komeettaluotain Rosetta ohitti Maan. Sen sijaan seuraavilla ohituskerroilla vuosina 2007 ja 2011 ilmiötä ei havaittu. Nasa havaitsi anomalian Jupiter-luotaimen matkavauhdin muutoksessa vuonna 1990. Vauhti lisääntyi 3,9 mm/s enemmän kuin olisi pitänyt.

Suurin todettu anomalia on 13,0 mm/s Nasan NEAR -luotaimen ohilennolla tammikuussa 1998, kun taas Cassini ohilennolla vuonna 1999 ja Messenger-luotaimen ohilennolla vuonna 2005 anomaliaa ei havaittu lainkaan. Insinöörit ovat syystäkin ihmeissään.

Junon ohilentoa seurataan ESAn maa-asemilla 35 m antenneilla Malarüe’ssa (Argentiinassa) ja 15 m antennilla Perth’issä (Australia) alkaen kello 19 Suomen aikaa. Asemat tallentavat luotaimen lähettämää radiosignaalia, jossa tapahtuvat taajuuden muutokset kertovat luotaimen ja asemien välisen keskinäisen nopeudenmuutoksista. Tarkalla analyysillä voidaan jäljittää mahdollisen matkavauhdin anomalia ennakoituun verrattuna.

Tehtävä ei välttämättä ole kovinkaan helppo, sillä Malarüen maa-asema on suunniteltu seuraamaan etäällä olevia ja hitaalla kulmanopeudella eteneviä luotaimia. Juno sujahtaa Maan ohi läheltä ja suurella nopeudella ja maa-asemilla se näkyy luotaimen liikkeen suurena kulmanopeutena. Näin ollen luotaimen luotettava seuraaminen on erittäin haastava tehtävä.

Malarüen 35 m seuranta-antenni. Kuva ESA.