ESO:n La Sillassa sijaitseva uusi teleskooppi aloittaa asteroidikartoituksen

eso2107fi — Organisaatiotiedote

Osana maailmanlaajuista pyrkimystä Maan läheisten kohteiden kartoittamiseksi ja tunnistamiseksi Euroopan avaruusjärjestön Test-Bed Telescope 2 (TBT2) on nyt aloittanut toimintansa. TBT2 on ESO:n La Sillan observatoriossa Chilessä sijaitseva kokeilevan teknologian hanke. Pohjoisen pallonpuoliskon kumppaniteleskoopin rinnalla toimiva TBT2 havaitsee asteroideja, jotka voivat aiheuttaa törmäysriskin Maapallon kanssa. TBT2:n avulla testataan laitteistoja ja ohjelmistoja tulevaa kaukoputkien verkostoa varten.

Euroopan avaruusjärjestön Test-Bed Telescope 2: n avoin kupoli erottuu muiden teleskooppiensa kanssa ESO:n La Sillan observatoriossa Chilessä. Test-Bed Telescope 2 liittyy kumppaninsa Test-Bed Telescope 1:n kanssa, joka sijaitsee ESAn avaruusasemalla Cebrerosissa Espanjassa ja kartoittaa taivasta maapallon lähellä saapuvien asteroidien löytämiseksi. Projekti toimii ESA:n suunnitellun Flyeye-teleskooppiverkon teknologian esittelynä. ESO:n 0,5 m ja Tanskan 0,5 m teleskooppien kupolit näkyvät taustalla. Kuva ESO.

 

”Voidaksemme laskea Aurinkokunnassa olevien mahdollisesti vaarallisten kohteiden aiheuttaman törmäysriskin, tarvitsemme ensin näiden kohteiden kartoitusta. TBT-hanke on tärkeä askel siihen suuntaan", ESO:n Chilessä sijaitsevan La Silla -observatorion laitosjohtaja Ivo Saviane kertoi.

Euroopan eteläisen observatorion (ESO) ja Euroopan avaruusjärjestön (ESA) välinen yhteistyöhanke, ”on kokeiluhanke, jolla osoitetaan valmiudet havaita ja seurata Maan läheisiä kohteita samanlaisten kaukoputkien järjestelmällä”, projektia johtava ESA:n optisen teknologian osaston päällikkö Clemens Heese sanoi.

ESO:n La Sillan ja TBT1:n 56-senttinen teleskooppi on samanlainen kuin teleskooppi, joka sijaitsee ESA:n syvän avaruuden tutkimuksen maa-asemalla Cebrerosissa Espanjassa. Järjestelmä toimii esiasteena suunnitellulle ”Flyeye” -teleskooppien verkostolle, joka on erillinen hanke, jota ESA kehittää taivaalla nopeasti liikkuvien kohteiden tutkimiseksi. Tämä tuleva verkosto tulee olemaan täysin robottimainen. Ohjelmisto suorittaa havaintojen reaaliaikaisen aikataulutuksen ja päivän päätteeksi se ilmoittaa havaituista kohteista sijainnit ja muut tiedot. TBT-hanke on suunniteltu osoittamaan, että ohjelmisto ja laitteisto toimivat odotetulla tavalla.

”TBT2:n havaintojen aloittaminen La Sillalla mahdollistaa havainnointijärjestelmän toiminnan käynnistämisen suunnitellussa kahden teleskoopin konfiguraatiossa saavuttaen lopulta hankkeen tavoitteet”, Heese sanoi.

Vaikka vakavasti haitalliset asteroidien vaikutukset maapallolla ovat erittäin harvinaisia, ne eivät ole mahdottomia. Sekä suuret, että pienet asteroidit ovat pommittaneet Maata miljardien vuosien aikana. Vuoden 2013 Tšeljabinskin meteoriitti nosti entisestään yleisön tietoisuutta Maan läheisten kohteiden aiheuttamasta uhasta. Tapahtuma aiheutti noin 1 600 loukkaantumista, mikä johtui enimmäkseen lentävistä kappaleista ja lasinsirpaleista.

Suuremmat kappaleet tekevät enemmän vahinkoa, mutta ovat onneksi helpommin löydettävissä ja tunnettujen suurten asteroidien kiertoradat tunnetaan jo perusteellisesti. On kuitenkin arvioitu, että on olemassa suuri määrä pienempiä, vielä löytämättömiä asteroideja, joista emme ole tietoisia, ja jotka voisivat aiheuttaa vakavaa vahinkoa, jos ne osuisivat asutulle alueelle.

Juuri tähän TBT ja tuleva Flyyeye-teleskooppien verkosto liittyvät. Kun verkosto on täysin toiminnassa, se tarkkailee yötaivasta ja seuraa nopeasti liikkuvia kohteita, mikä on merkittävä edistysaskel Euroopan kyvyssä havaita mahdollisesti vaarallisia Maan läheisiä kohteita.

TBT on osa organisaatioiden välistä jatkuvaa pyrkimystä saada kokonaisvaltainen kuva näistä kohteista ja niiden mahdollisista riskeistä. Hanke perustuu ESO:n aikaisempiin hankkeisiin maapallon suojelemiseksi mahdollisesti vaarallisilta Maan läheisiltä kohteilta. Sekä ESO että ESA toimivat Yhdistyneiden kansakuntien hyväksymässä kansainvälisessä asteroidivaroitusverkostossa, ja ESO:n kaukoputket ovat tehneet tässä paljon havaintoja. Esimerkiksi ESO:n New Technology Telescope-kaukoputkea La Sillalla on käytetty pienten Maan läheisten asteroidien havaintoihin tukien eurooppalaista NEOShield-2-hanketta.

ESO:n ja ESA:n jatkuva organisaatioiden välinen yhteistyö on erityisen merkittävää Maan läheisiä kohteita tutkittaessa. Vaikka TBT on ensimmäinen kaukoputkihanke, joka toteutuu näiden kahden organisaation yhteistyösopimuksen nojalla, ESO on auttanut ESA:a jäljittämään mahdollisesti vaarallisia kohteita vuodesta 2014, käyttämällä Paranalin observatorion Very Large Telescope-kaukoputkea hyvin himmeiden kohteiden havainnoinnissa. Molemmat toiminnat yhdessä ovat merkittävä harppaus eteenpäin maailmanlaajuisessa asteroidien etsinnässä ja kartoituksessa, ja ne ovat jo osoittautuneet hyödyllisiksi sulkemalla pois Maan ja asteroidien potentiaalisten törmäysten mahdollisuuksia.

TBT2:n asennus ja ensimmäiset havainnot ESO:n La Sillan observatoriossa tehtiin tiukkojen terveys- ja turvallisuusvaatimusten mukaisesti. ESO:n observatoriot keskeyttivät toimintansa väliaikaisesti viime vuonna COVID-19-pandemian vuoksi, mutta ovat sittemmin käynnistäneet uudelleen tiedeoperointeja tiukkojen rajoituksien avulla, joilla varmistetaan kaikkien turvallisuus.

 

Ingenuity lensi kolmannen kerran sunnuntaina

NASAn Ingenuity helikopteri lensi sunnuntaina kolmannen lentonsa. Tällä kertaa se ulottui jo 50 metrin etäisyyteen ja lentonopeus oli parhaimmillaan 2 m/s kun toisella lennolla se oli vain 0,5 m/s. Lähipäivinä suoritettavat neljäs ja viides lento ovat sitten aivan omaa luokkaansa, sillä helikopterilla otetaan aikaisempia suurempia riskejä. 

Ingenuityn lento kesti piteempään ja etäämmälle kuin aikaisemmilla lennoilla. Kuva NASA/JPL.

Tutkijat suunnittelevat lentoa, jonka etäisyys on 300 metriä tai jopa 600 metriä. Nämä pitkän etäisyyden lennoissa on ongelma se, että laskeutumispaikan maastoa ei ole voitu kartoittaa ennakolta. Jos huonosti käy, niin helikopteri laskeutuessaan osuu osittain korean kiveen ja kellahtaa nurin. Se on sitten lentojen ehdoton loppu, sillä kevytrakenteisessa laitteessa ei ole mitään työkaluja asennon korjaamiseen Marsin pinnalla.

Suurempien riskien ottaminen on mahdollista, koska tärkein tieto Marsin ilmakehässä lentämisestä on jo saatu: lentäminen on mahdollista! Olisiko se mahdollista myös kiinteäsiipisellä lennokilla, onkin jo toinen juttu. Tosin lennokille voisi olla vaikea löytää riittävän tasaista ja esteetöntä kiitorataa Marsista, vaikka ei se ehkä aivan mahdotonta ole. Ilmeisesti molemmilla lentolaitetyypeillä olisi omat etunsa ja rajoitteensa, joten tehtävästä riippuen valinta näiden kahden laitetyypin välillä riippuu itse tehtävästä.

Ingenuity lensi toisen kerran

Marsiin laskeutunut Perseverance kulkija vei mukanaan pienen helikopterin, Ingenuity:n. Sen ensilento tehtiin 19.4. ja tämä toinen lento tehtiin eilen (23.4.) iltapäivällä Suomen aikaa. Molemmat lennot olivat onnistuneita ja suunnitelman mukaisia. 

Kuvat otettiin Preseverance:n Mastcam-Z kameralle lentotestin aikana 22.4. iltapäivällä Suomen aikaa. Kuva NASA/JPL.

Ensimmäisen lennon kesto oli 39,1 sekuntia ja korkeus noin 3 metriä. Tämän lennon tarkoitus oli testata sitä, olisiko Marsin ohuessa ilmakehässä ylipäätään lentää tämän tyyppisellä laitteistolla. Lentämistä Marsin olosuhteissa oli testattu Maassa testikammiossa, jossa se oli onnistunut, mutta todellinen lento hieman arvaamattomissa ja hallitsemattomissa olosuhteissa on aina vaikeampaa kuin testitilanteessa.

Ensimmäisen lennon onnistumisen jälkeen vuorossa on sarja testilentoja, joilla jokaisella on määrä tehdä joitain uusia tehtäviä. Eilen tehty toisen lennon korkeus oli suurempi, 5 metriä ja lennon kesto 51,9 sekuntia. Lisäksi kopteria siirrettiin jonkin matkaa sivusuunnassa ja käänteli kameraansa eri suuntiin. Tämän jälkeen se palautettiin lähtöpisteeseen ”lentokentän” keskustaan. Yksin kertainen lentosuunnitelma, mutta sen toteuttaminen autonomisesti Marsin olosuhteissa on ollut teknisesti todella vaativa suoritus.

Jatkoa seuraa muutaman päivänä välein. Tulevilla lennoilla Ingenuity siirtyy aina vain pitempiä matkoja ja lentokorkeutta lisätään. Lentoja on suunniteltu tehtävän vähintään viisi, jos laitteisto pysyy toimintakuntoisena. Odotettavissa on myös lento, jossa helikopteri lentää tuulta vasten. Ilmeisesti viimeisen toteuttavan lennon tarkoitus on lentää niin kauas Perseverance:n läheisyydestä kuin mahdollista radioyhteyden säilyessä.

Lentojen päätyttyä, Preseverance on vasta aloittamassa omaa tutkimusohjelmaansa. Sen tarkoitus on koota yli neljäkymmentä näytettä Marsin kivi- ja maaperästä sekä sulkea ne kapseleihin. Näytteet kootaan yhteen paikaan ja seuraava NASAn ja ESAn yhteistehtävä on tuoda ne maapallolle tutkimuksia varten

Vaikka helikopterilennot eivät ole Perseverance:n tutkimustehtävän tärkeimpiä, ne antavat tutkijoille ja insinööreille arvokkaan kokemuksen Marsin olosuhteissa lentämisestä. Lentolaite pääsee paljon helpommin sellaisille alueille, jonne kulkijalla ei ole mitään asiaa. Lisäksi lentäminen sujuu paljon nopeammin ja havaintoja voidaan tehdä paljon laajemmin kuin mitä pinnalla kulkien olisi mahdollista. Tulevaisuudessa varmaankin nähdään helikopterien olevan erittäin tärkeässä roolissa tulevaisuuden Marsin tutkimusmatkoja (ja muidenkin kohteiden) suunniteltaessa ja toteutettaessa. 

Alla video lennosta. 

 

Crew-2 lähdössä Kansainväliselle avaruusasemalle

Perjantaina, 23. 4. 2021, kello 12.49 Suomen aikaa NASAn Kennedyn avaruuskeskuksen laukaisualustalta LC-39A on tarkoitus laukaista Falcon 9 kantoraketti ja sen hyötykuormana oleva Dragon miehistöalus. 

Crew-2 lentoa valmistellaan Kennedyn avaruuskeskuksessa. Kuva SpaceX.

 Lento on miehitetty ja Crew-2 miehistönä ovat NASAn astronautit Shane Kimbrough ja Megan McArthur, Japanin Aerospace Exploration Agency (JAXA) -astronautti Akihiko Hoshide ja Euroopan avaruusjärjestön (ESA) astronautti Thomas Pesquet.

Telakoituminen ISS:ään on suunniteltu tapahtuvaksi lauantaina 24. huhtikuuta kello 12.09 Suomen aikaa. Crew-2 miehistön on määrä palata aikaisintaan lokakuun 31. päivänä Maahan. Jos laukaisuun jostakin syystä, esimerkiksi huonon sään vuoksi, ei päästä. Seuraava laukaisuikkuna avautuu maanantaina 26. huhtikuuta kello 11.48 Suomen aikaa.

Crew-2 korvaa asemalla marraskuusta 2020 työskennelleen Crew-1 miehistön. Miehistössä ovat NASAn astronautit Michael Hopkins, Victor Glover, ja Shannon Walker, sekä Japanin Aerospace Exploration Agency (JAXA) astronautti Soichi Noguchi.

Crew-1 alus irrotetaan avaruusasemasta suunnitelmien mukaan keskiviikkona 28. huhtikuuta kello 15.09 Suomen aikaa ja laskeutuminen tapahtuu noin kello 21.40 Suomen aikaa.

Mars-helikopterin uusi yritys tänään

NASA ilmoitti mars-helikopterin uudesta aikataulusta. Sen mukaan ensilentoa yritetään tänään maanantaina 19.4. kello 10.30 Suomen aikaa. Jos lento onnistuu, niin NASA saa lentotiedot muutama tunti myöhemmin ja NASA-TV lähettää ohjelmaa aiheesta kello 13,15 alkaen.

Aikaisempi lentoyritys 9. huhtikuuta jouduttiin perumaan, kun lennon esivalmistelujen aikana todettiin häiriö laitteistossa. NASAn tiedotteessa ei kerrottu tehdyistä korjaustoimista sen paremmin. Aikaisemmin puhuttiin ohjelmiston päivittämisestä, joka tehtiin viime viikolla ja testitulokset näyttävät siltä, että lento on mahdollinen tänään.

 

Ingenuity:n lento siirretty

NASAn marsluotaimen mukana kuljetettu helikopteri, Ingenuity, oli määrä tehdä ensilentonsa varhain Suomen aikaa ensiyönä. Nyt lentoa on siirretty keskiviikon ja torstain väliselle yölle, sillä lentoa edeltävän roottorien pyörittämisessä ilmeni ongelmia. 

Marskopteri Ingenuity odottelee lähtökomentoa. Kuva NASA/JPL.

Pyörityskokeen aikana, tietokoneen ”vahtikoira” (”watchdog”), joka valvoo tehtävien suorittamista toimien ajastimena, keskeytti ohjelman suorittamisen ja antoi hälytyksen. Tarkkaa syytä ohjelman keskeyttämiseen ei vielä ole tiedossa, mutta NASA arvio testilennon olevan mahdollinen parin vuorokauden kuluttua, kun ongelma selviää ja mahdollinen vika on saatu korjattua. NASAn mukaan helikopteri on täysin kunnossa ja valmiina lentoon.

Ensimmäinen helikopterilento Marsissa on alkamassa

NASA:n Ingenuity (Kekseliäisyys) helikopteri on varhain maanantaiaamuna tekemästä ihmiskunnan ensimmäistä yritystä lentää toisella planeetalla. Jos kaikki etenee suunnitellusti, 1,8 kg massainen helikopterin odotetaan nousevan Marsin Jezeron kraatterista 11.4. kello 12.30 paikallista Marsin aurinkoaikaa (12.4. kello 5.54 Suomen kesäaikaa), leijuen 3 metrin korkeudessa 30 sekunnin ajan. NASA:n Etelä-Kalifornian suihkumoottorilaboratorion (JPL) tehtävienvalvonta-asiantuntijat odottavat saavansa ensimmäiset tiedot ensimmäisestä lentoyrityksestä noin kello 11:15 Suomen aikaa.

Ingenuity muutama vuorokausia sitteen Marsin pinnalla ja valmina ensimmäiseen lentoonsa. Kuva NASA/JPL.

Mars-helikopteri on korkean riskin ja korkean palkkion tekninen demonstraatio. Jos yritys epäonnistuu, se ei vaikuttaisi mitenkään NASA:n Perseverance mars-operaation tiedeohjelmaan.

Hallitusti lentäminen Marsissa on paljon vaikeampi kuin lentäminen maapallolla. Vaikka Marsin gravitaation kiihtyvyys on noin kolmasosa maapallon painovoimasta, helikopterin on lennettävä ilmakehässä, jonka tiheys on vain 1% maapallo ilmakehän tiheydestä. Jos tämä onnistuu, insinöörit saavat arvokkaita lentotietoja vertailua varten täällä Maan päällä suoritettuihin mallinnuksiin, simulaatioihin ja testeihin. NASA saa myös ensimmäisen käytännön kokemuksen roottorialuksen käytöstä etänä Marsilla. Nämä tiedot ovat korvaamattomia mahdollisille tuleville mars-tehtäville.

Kuvasarja helikopterin roottorin pyörityskokeesta. Kuva NASA/JPL.

Ensimmäisen lennon anatomia

Helikopterin lento täytyy suorittua täysin itsenäisesti. Tämä johtuu lähinnä siitä, että radiosignaaleilla kestää 15 minuuttia 27 sekuntia Marsin ja Maan välisen 278 miljoonan kilometrin välisen etäisyyden kulkemiseen.

Perseverance on siirretty noin 65 metrin etäisyyteen helikopterista. Ennen lentoa NASA on lähettänyt tietokoneohjelman Marsiin, jonka ohjaaman lento suoritetaan. Ennen lentoyritystä helikopterin tietokone tekee monia tarkistuksia mm roottorisiipien pyöritystestin, jollainen tehtiin ensimmäisen kerran jo kolme Marsin vuorokautta sitten (8.4.).

Jos opastus-, navigointi- ja ohjausjärjestelmiä käyttävät algoritmit pitävät testituloksia hyväksyttävinä, ne käynnistävät inertiamittausyksikön (elektroninen laite, joka mittaa ajoneuvon suuntaa ja pyörimistä) ja kaltevuusmittarin (joka mittaa kaltevuutta). Jos kaikki onnistuu, helikopteri säätää uudelleen roottorin kallistusta konfiguroimalla ne siten, että ne eivät tuota nostovoimaa pyörimisen alkuvaiheessa.

Roottorin siipien kiihdytys kestää noin 12 sekuntia nopeudesta 0 - 2 537 rpm, mikä on optimaalinen nopeus ensimmäiselle lennolle. Viimeisen järjestelmätarkistuksen jälkeen roottorin siipien nousukulmaa muutetaan jälleen - tällä kertaa siten, että nousu on mahdollinen. Hetkiä myöhemmin ensimmäinen kokeellinen lentotesti toisella planeetalla alkaa.

Jos helikopterin nousu onnistuu, siltä kuluu noin 6 sekuntia nousta 3 metrin korkeuteen, jossa sen on tarkoitus leijua noin 30 sekuntia.

Helikopterin navigointikamera ja laserkorkeusmittari syöttävät tietoja liikkuessaan navigointitietokoneeseen varmistaakseen, että kekseliäisyys pysyy paitsi tasaisena myös keskellä 10 × 10 metrin ”lentokenttää”, joka oli valittu tasaisuuden ja esteiden puutteen vuoksi sopivaksi ensimmäisen lennon suorituspaikaksi.

Kun leijuntakoe on onnistunut, helikopteri laskeutuu Jezeron kraatterin pinnalle lähettääkseen tietoja takaisin maapallolle Preseverancen kautta vahvistaen onnistuneen lennon.

Ingenuityn lennosta odotetaan saatavan kuvia Perseverancen Navcam- ja Mastcam-Z-kameroiden avulla, ja niiden odotetaan saapuvan viimeistään maanantaina. Helikopteri dokumentoi myös lennon perspektiivistään, ja seuraavaan aamuun on mahdollisesti saatavana värillinen kuva ja useita pieniresoluutioisia mustavalkoisia navigointikuvia.