Intian Mars-luotain saavutti Marsin

MOM-luotain. Kuva ISRO.

Intian avaruusorganisaation (Indian Space Research Organisation, ISRO) viime marraskuussa matkaan lähetetty Mars Orbiter Misson (MOM) -luotain on asettunut tänään Marsia kiertävälle radalle. Luotaimen tarkoituksena on tehdä havaintoja Marsin ilmakehästä, erityisesti metaanin esiintyvyydestä. Lisäksi luotain tekee havaintoja ja kartoittaa Marsin pinnanmuodoista, rakenteista ja pinnan mineraaleista.

Tieteellisten tavoitteiden lisäksi MOM-luotaimen teknologiset haasteet ovat olleet ISROlle merkittäviä. Etenkin itse luotaimen suunnittelu ja rakentaminen on ollut merkittävä haaste, sen matkaaminen Marsiin yli 300 vuorokautta ja etenkin luotaimen asettuminen Marsin kiertoradalle ovat olleet aivan uusia asioita Intialle. Niinpä onkin merkittävää, että ISROn insinöörit ovat onnistuneet tehtävässään ensimmäisellä kerralla.

Kaavio Marsin kiertoradallea
asettumisesta. Kuva ISRO.

MOM-luotain on nyt asettunut Mrasin kiertoradalle, jonka matalin piste sijaitsee vain noin 423 km (suunniteltu 366 km) korkeudella Marsin pinnasta (periapsis). Etäisin piste (apoapsis) puolestaan sijaitsee noin 80 000 km etäisyydellä.

Hieman samanlaista strategiaa käytettiin luotaimen laukaisussa. Laukaisun jälkeen luotain asettui Maata kiertävälle radalle, jonka lähin piste oli noin 250 km ja etäisin piste noin 23 500 km korkeudella.

Kuuden perättäisen ajomoottorikäynnistyskerralla rataa muutettiin niin, että lopulta luotain päätyi hyperboliselle radalle; irtaantui maapallon gravitaation vaikutuksesta (1.12.2013) ja lähti kohti Marsia. Marsin radan saavuttamiseksi, luotaimen rata oli suunniteltu mahdollisimman vähän energiaa eli ns. Hohmannin siirtorataa käyttäväksi. Radan käyttäminen kuluttaa mahdollisimman vähän polttoainetta, mutta se on myös hitain tapa siirtyä planeetalta toiselle [1].

MOM-luotaimen siirtorata Marsiin.
Kuva ISRO.

MOM-luotaimessa on viisi tutkimusinstrumenttia: värikamera (MCC), jolla luotain valokuvaa Marsia; infrapunaisen aallonpituuden lämpökamera ja spektrometri (TIS), jolla tehdään Marsin pinnan mineraalien kartoitusta; metaanitunnistin (MSM) ilmakehässä mahdollisesti esiintyvän metaanin havainnointiin; yläilmakehän havaintolaitteisto (MENCA), jolla havainnoidaan sähköisesti neutraaleja atomeja ja molekyylejä Marsin yläilmakehästä ja Lyman alfa-fotometri, jolla havainnoidaan ilmakehän deuterium/vety-suhdetta. Tällä laitteella pyritään erityisesti selvittelemään Marsin ilmakehän ja veden menetysprosessia vuosimiljardien aikana.

MOM-luotain laukaistiin matkaan Intian kehittämällä nelivaiheisella PSLV-C25-kantoraketilla. Se pystyy viemään matalalle radalle (LEO) noin 3 250 kg ja GTO-radalle noin 1 410 kg kuorman. MOM-luotaimen laukaisumassa oli 1 337 kg. Kantorakettia on käytetty 27 kertaa, joista 25 on onnistunut täysin. Laukaisuista yksi epäonnistui osittain (29.9.1997) ja yksi kokonaan (20.9.1993). Tänä vuonna (2014) Intia on käyttänyt kantorakettia kaksi kertaa vieden avaruuteen yhteensä 6 satelliittia.

Huomautukset

[1] Intian MOM-luotaimelle sopivia laukaisuikkunoita olivat marraskuu 2013 (jolloin luotain laukaistiin), tammikuu 2016, toukokuu 2018 jne. johtuen Marsin radan elliptisyydestä. Laukaisu täytyi tapahtua noin puoli vuotta ennen oppositiota (8.4.2014) ja rata suuntautui Marsin radan pisteeseen, jossa planeetta tuli olemaan noin 300 vrk kuluttua laukaisusta.  Tarkat päivämäärät ja ajoitukset tehdään luonnollisesti kullekin luotaimelle erikseen.

Minimienergiaradat ovat mahdollisia vain noin 26 kuukauden välein toistuvina Marsin opposition aikoihin, jolloin Maan ja Marsin välinen etäisyys on lyhyin. Erityisesti heinä–elokuussa tapahtuvat oppositiot lyhentävät planeettojen välisen etäisyyden mahdollisimman lyhyeksi.