Rosetta lähestyy kohdettaan

Rosetta ja Philae komeetan
kiertoradalla. Kuva ESA.

Euroopan avaruusjärjestö (ESA) laukaisi avaruusluotaimen pitkälle matkalleen maaliskuun 2. päivänä 2004. Luotaimen nimi on Rosetta[1] ja sen päämäärä on asettua komeettaa 67P/Churyumov-Gerasimenko kiertävälle radalle tämän vuoden elokuussa. Rosetan mukana on laskeutumisosa (Philae), joka lähestyy ja yrittää kiinnittyä komeetan jäiseen ytimeen marraskuussa. Jos kaikki menee suunnitelmien mukaan Rosetta ja Philae tekevät havaintoja komeetan lähestyessä periheliään, jonka se saavuttaa 13. elokuuta 2015. Päätettävä päättyy 31.12.2015.

Rosetan pitkä ”talviuni”[2] päätetään parin viikon kuluttua tammikuun 20. päivänä. Tällöin sen havaintolaitteet käynnistetään ja niille tehdään tarkistustestit. Jos ongelmia ei esiinny, kaiken pitäisi olla valmista komeetan kohtaamiseen ja sen kiertoradalle asettumiseen hyvissä ajoin ennen elokuuta.

Rosetta ei ole ollut koko matkansa kymmentä vuotta sammutettuna, vaan se on tehnyt mittauksia ja havaintoja aina tilaisuuden tullessa. Useimmin sen laitteistot ovat olleet käytössä Maan ja Marsin lähiohitusten aikana[3]. Matka-aika muodostui alun perin suunniteltua pidemmäksi, sillä luotaimen alkuperäisenä kohteena li komeetta 46P/Wirtanen[4].

Maan ja Marsin lähiohituksilla muutettiin luotaimen rataa. Ilman niitä Rosettan olisi ollut mahdotonta saavuttaa komeetta. Lähiohitusten lisäksi Rosetta teki kaksi asteroidin ohitusta, joiden aikana luotain teki mittauksia ja otti valokuvia[5].

Rosetta saavuttaa komeetta 67P/Churyumov-Gerasimenko’n ensi elokuussa. Luotain asettuu komeettaydintä kiertävälle radalle, jossa seuraa komeettaa sen ohittaessa ratansa perihelin.

Philae komeetan pinnalla. Kuva ESA.

Kiertoradalle asettumisen jälkeen seuraava kriittinen tapahtuma on Philae’n irrottautuminen ja laskeutuminen komeetan jäiselle pinnalle. Ytimen massa ja siitä johtuva gravitaatio on niin pien, että laskeutuminen on käytännössä telakoitumista. Jotta Philae pysyisi komeettaytimellä, sen täytyy kiinnittyä siihen. Tätä tarkoitusta varten laskeutumisosan laskutelineissä on jääruuvit, jotka kairaituvat komeetan jäisen pintaan heti laskeutumisen tapahduttua. Jotta kairautuminen mahdollistuisi, laskeutumisosassa on pieni kaasusäiliö ja suutin, josta purkautuvan kaasun reaktiovoima painaa luotaimen komeetta vasten.

Luotaimet toimivat suunnitelmien mukaan koko periheliohituksen ajan aina vuoden 2015 loppuun. Tänä aikana komeetta ja molemmat luotaimet päätyvät takaisin Jupiterin radan tutumaan.

Rosetta on huomattava kansainvälinen yhteistyöprojekti. Koko projektin kustannus on noin miljardin euron luokkaa. Mukana ovat lähes kaikki ESAn jäsenvaltiot ja näiden lisäksi USA, Kanada ja Australia. Suomesta mukana on Patria Finavitec, joka perinteisesti on toimittanut tutkimuslaitteistojen virran- ja tehonhallintaelektroniikkaa. Ilmatieteenlaitoksen planeettattutkimusryhmä on osallistunut kuuden havaintoinstrumentin suunnitteluun ja rakentamiseen. Näiden lisäksi peräti 45 suomalaista alihankkijaa on ollut osallisena projektissa.

Huomautukset

[1] Rosetta: Massa laukaistaessa 2900 kg, Philae 100 kg, koko 2,8×2,1×2,0 m, aurinkopaneelit 14 m pitkiä. Aurinkopaneelien pinta-ala on 64 m². Suuri pinta-ala on tarpeen, sillä Auringon säteilyteho Jupiterin radan tuntumassa on vain noin 4 % siitä mitä se on maapallon kohdalla. 

Rosetassa on kaikkiaan 11 tutkimusinstrumenttia ja Philaessa 9 tutkimusinstrumenttia. Luotaimen tarkoituksena on koota riittävästi havaintoja komeetan lähestyessä ratansa periheliä, jotta tutkijat voivat ymmärtää kaikkea sitä mitä tapahtuu komeetassa radan tässä vaiheessa.

[2] "Talviuni" (engl. hibernation) tarkoittaa luotainten tutkimuslaitteiden asettamista energiansäästötilaan, jolloin ainoastaan toimintakunnon yläpitoon liittyvät toiminnot ovat käytössä. Näitä toimintoja ovat lämmitys ja ongelma- ja vikatilojen valvonta.

[3] Lähiohitukset tapahtuivat: 4. maaliskuuta 2005 ensimmäinen Maan ohitus, 25. helmikuuta 2007 Marsin ohitus, 13. marraskuuta 2007 toinen Maan ohitus, 5. syyskuuta asteroidi 2867 Steins’n ohilento, 13. marraskuuta 2009 kolmas Maan ohilento, 10.heinäkuuta 2010 asteroidin 21 Lutetia’n ohilento, 8.6.20011–20.1.2014 luotain oli "talviuni"-tilassa.

[4] Ariane 5 ECA -kantoraketin ongelmien vuoksi joulukuussa 2002 luotaimen laukaisua päätettiin lykätä, jolloin kohteen laukaisuikkuna tammikuussa 2003 sulkeutui. Jos suunnitelma olisi toteutunut, Rosetta olisi kohdannut 46P/Wirtasen vuonna 2011.

[5] Ensimmäinen asteroidin ohitus tapahtui 5. syyskuuta 2008. Silloin Rosetta ohitti 2867 Steins -asteroidin välimatkan ollessa lyhyimmillään vain 802,6 km. Ohitus tapahtui asteroidin valaistulta puolelta, joten luotain pystyi tekemään havaintoja ja ottamaan valokuvia koko ohituksen ajan. Ohituksen aikana Steins oli 2,14 au etäisyydellä Auringosta ja 2,41 au etäisyydellä Maasta. Kuvien paras erotuskyky oli parempi kuin 2 km.

Toinen asteroidin lähiohitus tapahtui 10. heinäkuuta 2010. Tällöin Rosetta ohitti 21 Lutetian, joka on Steinsä kymmen kertaa suurempi. Lutetian mitat ovat 126×103×95 km. Lähin etäisyys asteroidiin oli 3162 km.