Lucy laukaistiin kohti Jupiterin troijalaisia

NASA laukaisi lauantaina 16. lokakuuta kello 12.34 Suomen aikaa uuden luotaimen kohti Jupiterin kiertoradalla kiertäviä pieniä asteroideja, jotka tunnetaan yhteisellä nimellä troijalaiset [1]. Troijalaiset ovat asteroidien kaltaisia jäänteitä aurinkokuntamme alkuajoilta.

Taiteilijan näkemys Lucy-luotaimen tekemästä troijalaisen ohilennosta. Lucy saa energiansa valtavista aurinkokeinnoista, joiden koko selittyy sillä, että Jupiterin radalla ja kauempanankin Lucyn radalla auringonvalon voimakkuus on alle 4 % siitä, mitä maapallon radalla. Kuva NASA.

Luotain on nimetty Lucyksi ihmiskunnan esi-isäksi nimetyn fossiilisen luurangon mukaan. Fossiilin löydyttyä se on muokannut ihmisen kehityshistoriaa aivan uusille urille ja näin toivotaan käyvän nyt Aurinkokunnan kohdalla. Tutkijat toivovat saavansa entistä tarkemman kuvan siitä, kuinka järjestelmämme on syntynyt ja kehittynyt.

Luotaimen matka tulee olemaan pitkä; ensimmäinen vaihe, joka sisältää kaksi ohilento maapallon kanssa tapahtuu hyvin elliptisellä Aurinkoa kiertävällä radalla. Toisen kierroksen aikana Lucy kohtaa pääasteroidivyöhykkeen asteroidin, joka tunnetaan nimellä Donaldjohansson, huhtikuun 22 päivänä vuonna 2025. Helmikuun 1. päivänä 2027 luotain saavuttaa Jupiterin radan, vaikka planeetta onkin aivan toisaalla. 

Lycy asettuu hyvin soikealle Aurinkoa kiertävälle radalle, joka vie sen useamman troijalaisen läheisyyteen.Tässä kuvaprojektiossa rata näyttää olevan kahdeksikko, mutta se johtuu siitä, että kuvan koordinaatisto on kiinnitetty Aurinko — Jupiter -akseliin  Kuva NASA.

Kesäkuun 13. — syyskuun 8. vuonna 2027 Lucy on Eurybates nimisen troijalaisen läheisyydessä tehden siitä havaintoja. Hyvin pian tämän jälkeen luotain havaitsee Polymele nimistä troijalaista syyskuun 17. — joulukuun 12. 2027. Seuraavan vuorossa on Leucus marraskuun 21. 2027 — kesäkuun 16. 2028, Orus 12.lokakuuta 2028 — 7. tammikuuta 2029. Tämän jälkeen luotaimen matka suuntautuu jälleen kohti maapalloa, jonka se ohittaa jouluun 26. päivänä vuonna 2030.

Tästä alkaa luotaimen tutkimusmatkan toinen vaihe sillä se suuntaa kulkunsa Jupiterin perässä kiertävään troijalaisalueelle. Helmikuu 2. päivä vuonna 2033 Lucy lähestyy Patroclus/Menoetius kaksoisasteroidia ja tekee havaintoja järjestelmästä huhtikuun 30. päivään vuonna 2033.

Toistaiseksi NASA ei ole julkaissut lennon jatkosuunnitelmia vuoden 2033 jälkeiselle ajalle. Jos laitteet pysyvät toimintakuntoisina ja luotaimen ohjauspolttoainetta on riittävästi, niin on hyvinkin mahdollista, että luotain saa uusia tehtäviä. Sopivia asteroideja löytynee hyvinkin helposti.

Huomautukset

[1] Troijalaiset ovat joukko asteroideja, jotka kiertävät planeettojen radan tuntumassa Aurinkoa ja ovat nopin 60 asteen etäisyydessä planeetastaan Auringosta katsottuna. Tunnetuimmat troijalaiset ovat Jupiterilla, joita tunnetaan (27.9.2021) noin 6 506 (L4) ja 4006 (L5). Ne ovat siis jakaantuneet kahteen ryhmään Lagrangen pisteitä L4 ja L5 kiertävälle soikealle radalle. 

Lagrangen pisteet Aurinko — planeetta järjestelmässä. Kuva Wikimedia Commons.

Troijalaisten jakautumien näiden pisteiden tuntumaan muodostaa siis hyvin soikean alueen, joka voi olla 30 — 90 astetta pitkä planeetan läheisyydessä. Vaikka troijalainen voi lähestyä planeetta, varsinaista törmäysvaaraa ei ole, sillä liikerata palauttaa asteroidien takaisin noin 30 asteen etäisyydeltä.

Normaalitilanteessa planeetan radalla ei voi olla pienemmille asteroideille pysyviä ratoja, mutta L4 ja L5 ovat poikkeus, sillä Auringon ja planeetan gravitaatiot yhdessä mahdollistavat näissä sijainneissa olevat kiertoradat. Periaatteessa myös sellainen soikea rata on mahdollinen, jossa asteroidi kiertää molempien (L4 ja L5) pisteiden kautta, jolloin radasta tulee hevosenkengän muotoinen Auringon taitse Lagrangen L3 pisteen kautta. 

Jupterin troijalaiset muodostavat suuren parven asteroideja planeetan radalle. Kuva Wikimedia Commons.

Jupiter ei ole ainoa planeetta, jolla on troijalaisia samalla radalla. Maapallolla on tällä hetkellä yksi tunnettu (2010 TK7) (23.5.2019), Marsilla 9 (8 L5 ja 1 L4 pisteissä) ja Neptunuksella 26 (L4) ja 4 (L5) (27.9.2021).

Saturnuksella e tunneta omia troijalaisia, mutta kahdella sen kuulla on teroijalaisi: Tethys:llä on 2 (Telesto ja Calypso) ja Dieone:lla kaksi (Helene ja Polydeuces).