New Horizons lähestyy Ultima Thulea

Nasan New Horizons -luotain on lähestymässä Kuiperin vyön kohdetta Ultima Thule. Luotain tekee sen ohilennon uuden vuoden yönä. Valmistautuessaan ohilentoon, luotain on ottanut kuvia kuiperoidista jo kolmen kuukauden ajan. Kuvien avulla tutkijat ovat pyrkineet selvittämään sen pyörimisaikaa ja mahdollisesti myös sen muodon.

New Horizons -luotaimen ottama kuva Ultima Thule -kuiperoidista.
Kuva NASA/JHUAPL/SwRI.

Kuiperinvyön kappaleet eivät yleensä ole pyöreitä, vaan pikemminkin pitkulaisia tai jopa kahdesta kappaleesta koostuvia. Valokuvien avulla tehdyssä valokäyrässä ei kuitenkaan ole havaittavissa vähäistäkään vaihtelua, mikä sinällään on vähintäänkin pieni yllätys. Mahdollisia selityksiä on useita, mutta yksikään niistä ei ole kovin todennäköinen.

Ensimmäinen mahdollisuus on se, että Ultima Thulen pyörimisakseli on suoraan lähestyvää luotainta. Paitsi, että tämä on epätodennäköistä, niin se vaatisi jonkin erityisen prosessin kuiperoidin kehityshistoriassa.

Toinen selitys voisi olla se, että kuiperoidin ympärillä olisi komeettamainen koma, ilmakehä, joka koostuu haihtuvista kaasuista ja vapautuvasta pölystä. Jälleen selitys olisi mahdollinen, mutta se vaatisi jonkin ylimääräisen lämmönlähteen syntyäkseen. Auringon lämpö kaukana Neptunuksen radan ulkopuolella ei kuitenkaan ole riittävä selitys.

Kolmas, vielä oudompi selitys olisi se, että Ultima Thule koostuisikin pienistä kuita, joiden valokäyrät sulautuisivat yhteen muodostaen muuttumattoman kirkkauden. Tällaista erillisistä kappaleista kostuvaa ryhmää ei vain ole koskaan havaittu aurinkokunnassamme (eikä muuallakaan).

Ohilennon jälkeen olemme jo selkeästi viisaampia tämäkin asian suhteen. Ensimmäiset kuvat saadaan ensivuoden alussa, jotka varmaankin ratkaisevat valokäyrän mysteerin.

Kiinalainen kuuluotain lähti matkaan

Kiina laukaisi Chang’e-4 luotaimen kohti kuuta eilen (7.12.2018) kello 20.23 Suomen aikaa (8.12.2018 kello 02.23 paikallista aikaa). Kantorakettina oli Pitkä Marssi 3B ja laukaisu tapahtui Lounais-Xichangin avaruuskeskuksesta.

Kuva Kiinan kuukulkijasta Credit: CASC/China Ministry of Defense

Lentoaika Kuuhun on yllättävän pitkä, nimittäin ainakin 27 vuorokautta. Laskeutuminen on suunniteltu tapahtuvaksi ensivuoden ensimmäisten päivien aikana, jolloin ollaan aika lähellä uutta kuuta. Laskeutumisajankohta saattaa aiheuttaa hieman hämmennystä, sillä tavallisesti Kuuhun laskeudutaan vaiheen ollessa lähempänä täyttä kuuta. Selitys onkin siinä, että Chang’e-4-luotaimen laskeutumisalue sijaitsee Kuun toisella puolella sijaitsevan Etelänapa-Aitken -tasangon (SPA) keskellä olevaan Von Karman -kraatteriin (176,245° E 44,451 S), jonka halkaisija on noin 180 km.

Kuun Maasta poispäin olevalle puolelle ei ole aikaisemmin laskeuduttu, ja hyvästä syystä. Kaikenlainen radioliikenne luotaimen ja Maan välillä on estynyt Kuun itsensä vuoksi. Kiinalaiset ovat ratkaisseet tämän ongelman siten, että he ovat lähettäneet viime toukokuussa radio-linkkiluotaimen Maa-Kuu-järjestelmän muodostamaan Lagrangen L2 -pisteeseen.

Chang’e-4 laskeutuu Kuuhun mukanaan kulkijaluotain. Se on koottu Chang’e-3 luotaimen osista, joten se pystyy tekemään samat testit ja havainnot kuin aikaisempi luotain viisi vuotta sitten. Näiden lisäksi laskeutumisosan avulla tehdään joitakin matalataajuisen radiosäteilyn havaintoja suojassa Maasta tulevalta radiosäteilyltä (ihmisen tuottamat ja revontulien aiheuttama radiosäteily). Kuun toinen puoli onkin erinomainen paikka juuri radiotähtitieteen keinoin tehtäviin tutkimuksiin.

Tutkimuslaitteistojen mukana on pieni kasvihuone, jonka avulla kiinalaiset tutkijat pyrkivät selvittämään kuinka Kuun säteilyolosuhteet vaikuttavat kasvien ja muun eloperäisen materiaalin elintoimintoihin, kuten itämiseen. Mukana kokeessa on peruna ja joitakin siemeniä, joiden itämistä siis tarkkaillaan. Mukana on myös silkkiperhosen munia, joiden kuoriutumista toukaksi kiinalaiset tarkkailevat.

Tieteellisten tutkimusten päätavoitteena on perinteisempiä tutkimuskohteita. Niitä varten luotaimessa on kameroita ja erilaisia spektrometrejä, joilla kartoitetaan alueen topografiaa, pinnan kemiallista rakennetta ja pyritäänpä tekemään havaintoja myös muutaman metrin matkalta pinnan alapuolelta. Vastaavaa tutkimusta ei tietystikään ole aikaisemmin tehty Kuussa ja sen tarkoituksena on selvittää se, miksi Kuun toinen puoli on erilainen kuin Maahan näkyvä puoli. Tutkijoilla on useita teorioita mutta puuttuvat havainnot toiselta puolen vaikeuttavat eri hypoteesien välistä vertailua ja tarkan tiedon saamista.

Kiina on tehnyt pitkäjännitteistä työtä kuututkimuksen suhteen. Niinpä seuraavana Chang’e-5 luotaimen tehtävänä tulee olemaan näytteen noutaminen Kuusta jo ensivuoden aikana. Laukaisun pitäisi tapahtua alkuvuodesta. Pidemmän tähtäimen suunnitelmissa kiinalaisilla on miehitetyn kuunlennon tekeminen. Sen aikataulua on vielä avoin, mutta aikaisemmin kiinalaislähteet ovat puhuneet 2020-luvusta, mahdollisesti jo sen alkupuolella. Kiinalla on kuitenkin vielä pitkä matka avaruusteknologiansa kehittämisessä miehitettyjen kuulentojen toteutumiseen, mutta varmasti sellainen tulee suhteellisen lyhyen ajan sisällä tapahtumaan.