Näytetään tekstit, joissa on tunniste luotain. Näytä kaikki tekstit
Näytetään tekstit, joissa on tunniste luotain. Näytä kaikki tekstit

lauantai 14. lokakuuta 2023

NASAn Psyche-luotain lähti kohti Psyche-asteroidia

NASAn Psyche-avaruusalus on matkalla samannimiseen metallipitoisen asteroidin kiertoradalle. Luotaimen lähtö onnisti suunnitelmien mukaisesti perjantaina 13.10. 2023 kello 17.19 Suomen aikaa SpaceX Falcon Heavy -raketilla laukaisualustalta 39A:lta NASAn Kennedyn avaruuskeskuksessa Floridassa.

Havainnekuva Psyche-luotaimesta saman nimisen asteroidin kiertoradalla. Luotain saa käyttövoimansa aurinkokennoista, joiden koko on valtava itse luotaimeen verrattuna. Tämä johtuu siitä, että asteroidin rata on sijoittunut pääasteroidivyöhykkeelle, jossa auringonsäteilyn voimakkuus on vain murto-osa siitä, minkä maapallo vastaanottaa. Kuvan NASA.

Luotaimessa on mukana NASAn Deep Space Optical Communications -teknologian kokeiluversio syväavaruuden laserviestintälaitteistosta, joka voisi tukea tulevia tutkimustehtäviä tarjoamalla enemmän kaistanleveyttä tiedonsiirtoon kuin perinteinen radiotaajuusviestintä.

Elokuussa 2029 avaruusalus asettuu Psyche-asteroidin kiertoradalle. Asteroidin halkaisija on 279 kilometriä ja se on ainoa metalliluokan asteroidi, jota on koskaan tutkittu. Psychen korkean rauta-nikkelimetallipitoisuuden vuoksi tutkijat uskovat, että se voi olla planetesimaalin osittainen ydin, varhaisen planeetan rakennuspalikka. Tavoitteena on tehdä havaintoja ja mittauksia 26 kuukauden ajan.

Kuuden vuoden 3,6 miljardin kilometrin matkansa Marsin ja Jupiterin väliselle pääasteroidivyöhykkeelle, Psyche tuottaa propulsiovoimansa aurinkosähköisesti. Työntövoima tuotetaan ksenonin varattuja ioneja kiihdyttämällä voimakkaassa sähkökentässä hyvin suureen nopeuteen. Näin syntyvä propulsiovoima on heikko mutta ionimoottorin käyttöaika on pitkä, joten suuri kokonaisimpulssi mahdollistaa suuret nopeudet ja erittäin tehokkaan ajoaineen käytön. Marsin ohituksella luotaimen lentonopeutta edelleen ja tarvittavan ajoaineen määrää saadaan näin vähennettyä.

Tehtävän ensimmäiset 100 vuorokautta on käyttöönottovaihe, jonka aikana tarkistetaan ja säädetään kaikki lentojärjestelmät. Erityisesti varmistetaan, että ionimoottori toimii suunnitellusti.

Luotaimessa on useita instrumentteja havainnointiin – magnetometri, gamma- ja neutronispektrometri sekä monispektrisen kuvannin (siis hyvin kehittynyt ja monitoimintoinen kamera) – joiden aktiivinen tarkistus alkaa noin kuuden viikon kuluttua. Tänä aikana kuvannin ottaa ensimmäiset kuvat kalibrointia varten kohdistettuna tavallisiin tähtiin ja tähtijoukkoon käyttäen useita eri valotuksia ja useilla eri suodattimia.  Psyche-tiimi julkaisee raakakuvat internetissä kaikkia nähtäväksi.

Ensimmäinen mahdollisuus käynnistää optisen viestintätekniikan kokeiluversio on odotettavissa noin kolmen viikon kuluttua, jolloin Psyche olisi noin 7,5 miljoonan kilometrin etäisyydellä Maasta. Tämä on NASAn ensimmäinen suuren tiedonsiirtonopeuden optisen tai laserviestinnän testi Kuuta kauemmaksi. Testilaitteistolla ei kuitenkaan välitetä Psychen varsinaisen tehtävän aikana kerättyjä tietoja, vaan ne välittyvät tavallisina radioaaltoina Maahan.

Lisätietoja NASAn Psyche-lennosta on osoitteessa:

https://www.nasa.gov/psyche

 

sunnuntai 17. lokakuuta 2021

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).








keskiviikko 21. lokakuuta 2020

NASAn OSIRIS-REx -luotain kosketti asteroidia

NASAn asteroidiluotain OSIRIX-Rex on tehnyt onnistuneen näytteenottokosketuksen Bennu-asteroidin pintaan lähellä sen napa-aluetta. Ennalta valittua näytteenottopaikkaa kutsutaan nimellä Nightingale (suomeksi Satakieli). Näytteenottopaikka valikoitui sen perusteella, että siellä on riittävästi hienojakoista ja irtonaista pinta-ainetta, jota on helppo puhaltaa näytteenottokeräimeen.

OSISRI-REx kokoonpanohallissa. Kuva NASA.

OSIRIS-Rex-luotain on kiertänyt Bennu-asteroidia jo lähes kaksi vuotta. Tänä aikana se on tehnyt kaukokartoitustehtäviä ja harjoitellut asteroidin lähestymistä ja aivan viime aikoina myös itse keräystapahtumaa, kuitenkin koskettamatta asteroidia.

Nyt todella oikea keräystapahtuma alkoi eilen (20.10.2020) kello 20.50 Suomen aikaa. Keräystä varten luotaimessa oleva käsivarsi oikaistiin ja tarvittavat ohjaustoimenpiteet tehtiin lähestymistä varten. Noin neljätuntia kestänyt lähestymisvaiheen jälkeen luotain oli noin 125 metrin etäisyydellä asteroidin pinnasta. Tarkistusten jälkeen luotain oli valmis lähestymisen jatkamiseen ja kosketus asteroidin pintaan tehtiin 11 minuuttia myöhemmin.

Bennu-asteroidi ei ole suuren suuri. Kuva NASA.

Itse näytteenottotapahtuma oli hyvin nopea, aikaa siihen kuluu vain viisi sekuntia. Keräimen koskettaessa asteroidin pintaa, suihkutettiin typpikaasua keräimen suuttimista. Kaasusuihkut pölläyttivät hienojakoista regoliittia kohti keräimen varastosäiliötä. Tämän jälkeen luotain vetäytyi jälleen kauemmaksi, noin 500 m korkeuteen. Kiertoradalla OSIRIS-REx tulee kiertämään asteroidia, kunnes varmistuu se, kuinka paljon näytettä saatiin. Päätös jatkosta tehdään 30.10.2020.

Onnistuneen näytteen massa pitäisi olla vähintään 60 grammaa. Keräimeen mahtuu jopa 2 000 g pölyä ja pieniä kiviä. Kerätyn näytteen määrä selvitetään kahdellakin tavalla. Yksinkertaisin tarkistusmenetelmä on valokuvata näytteenottopää. Jos se näyttää pölyiseltä, näytteenotto on ainakin jossain määrin toteutunut. Tarkempi menetelmä on määrittää luotainta pyörityskokeella. Jos toivottu määrää näytettä on onnistuttu keräämään, luotain on valmis palaamaan Maahan. Ellei näytettä saatu tarpeeksi, tehdään toinen keräys 12. päivä ensi tammikuussa toiselta alueelta, joka tunnetaan nimellä Ospray (Kalasääksi) tai mahdollisesti alueelta Kingfisher (Kuningaskalastaja).

Lähtö paluulennolle Maahan tapahtuu ensi maaliskuussa. Matka on pitkä ja perille luotain tulee 24.9.2023 eli lentoon kuluu aikaa 2,5 vuotta. Ainoastaan näyttteenottokapseli laskeutuu Maahan Utahin testi- ja harjoitusalueelle, johon on aikaisemminkin laskeutunut avaruudessa otettuja näytteitä. 

Ensimmäisiä tutkimustuloksia saataneen vuoden 2024 aikana. NASA varastoi Johnsonin avaruuslentokeskukseen (Houston) vähintään 75 % näytteestä tulevaisuutta varten samaan tapaan kuin 1970-luvulla kerättyjä kuunäytteitä. Varsinaiset tutkimukset tehdään kansainvälisissä tutkimusryhmissä lähivuosina ja ehkä useiden tulevien tutkijasukupolvien aikana (riippuen saadun näyte-erän määrästä).


Bennu-asteroidin numerotiedot:

ekvatoriaalinen halkaisija noin 500 m

napahalkaisija noin 510 m 

pyörähdysaika 4,3 tuntia

kiertoaika 1,2 vuotta

radan inklinaatio 6°

etäisyys Maasta on lyhyimmillään joka kuuden vuosi.


Videot

https://www.youtube.com/watch?v=j7-zQT01v9A

https://www.youtube.com/watch?v=UhSemu3P8aY


keskiviikko 2. tammikuuta 2019

New Horizons-luotain ohitti Ultima Thulen


Nasan planeettaluotain New Horizons on tehnyt onnistuneen ohilennon Kuiperin vyön kappaleen (485968) 2014 MU69, joka tunnetaan nimellä Ultima Thule[1]. Ohilento tapahtui tammikuun 2. päivän aamuna kello 7.33 Suomen aikaa noin 6,5 miljardin kilometrin etäisyydellä Auringosta ja noin 3 500 km etäisyydeltä kuiperoidista[2]. Samalla Ultimasta tuli etäisin planeettaluotaimen ohi lentämä kappale aurinkokunnassamme. Ultima Thulen koko on noin 32×16 km.


Vasemmanpuoleinen kuva on yhdistelmä New Horizons -luotaimen LORRI-kameran kuvista, joita luotain otti ennen ohilentoa. Oikealla on taitelijan näkemys Ultima Thulesta ja kuvaan on merkitty myös kappaleen (pää)pyörimisakseli. Kuva NASA/JHUAPL/SwRI/James Tuttle Keane.

Lähestyessään kuiperoidia, New Horizons valokuvasi kohdettaan lähes koko ajan. Ensimmäiset pieniresoluutioiset kuvat on jo vastaanotettu ja niistä on selvinnyt jo parikin Ultimaan liittyvää arvoitusta. Ensinnäkin kuiperoidi näyttää olevan muodoltaan keila, ilmeisesti kahdesta eri kappaleen liittymässä muodostunut.

Kuiperoidin pyörimisakseli on yhdistelmän massakeskipisteen kohdalla lyhyemmän akselin suuntainen ja pyörimisakseli on suunnaltaan sellainen, että se osoitti kohti New Horizons -luotaimen lähestymissuuntaan. Pyörimisasento selittää myös sen, miksi kuiperoidin kirkkauden vaihtelu oli lähes olematonta.

Ultima Thule sijaitsee niin etäällä Auringosta, että se vastaanottaa vain 0,05 % siitä Auringon säteilymäärästä mitä maapallo vastaanottaa [3], eli noin 0,7 W/m2. Väriltään Ultima on punertava ja sen tiedetään olevan seurausta jääpeitteisen kappaleen pinnalle kertyvästä orgaanisesta materiaalista, joka on väriltään punaisen ruskeaa. Orgaaninen materiaali syntyy ultraviolettivalon vaikutuksesta lähinnä metaanista ja mahdollisesti muista hiilipitoisista molekyyleistä. Kuiperin vyössä punertavan pinnan synty vie miljardeja vuosia.

New Horizons jatkaa lentoaan Kuiperin vyössä. Lähikuukausina luotain lähettää valokuvia ja mittausdataa Maahan. Dataa kertyi ohilennolta niin runsaasti, että viimeisimmät bitit datasta saadaan tutkijoiden käyttöön vasta noin 20 kuukauden kuluttua, siis vuoden 2020 lopulla.

Huomautukset

[1] Ultima Thule nimitys tulee antiikin roomalaisilta, jotka merkitsivät karttoihinsa hallitsemiensa alueiden ulkopuolella olevat maa-alueet tällä nimityksellä. Käännettynä Ultima Thule merkitsee lähinnä ”tunnetun maailman ulkopuolella olevaa”.

[2] Kuiperoidi on asteroidin kaltainen Neptunuksen radan ulkopuolella Aurinkoa kiertävä kappale. Asteroideista poiketen kuiperoidit ovat säilyttäneet kemiallisen ja fyysisen rakenteen aurinkokuntamme alkuajoista lähtien (primitiivinen) ja muistuttavat hyvin paljon planetesimaaleja, joista myöhemmin muodostui planeetat.

[3] Maapallon kohdalla avaruudessa Auringon säteilee noin 1368 W/m2 teholla.




tiistai 27. marraskuuta 2018

Editysaskel: Insight-luotain laskeutui Marsiin


NASAn uusin Mars-luotain Insight on laskeutunut onnistuneesti Marsin Elysium tasangolle, lähelle Marsin ekvaattoria planeetan länsiosassa. Avaruusmatka oli kestänyt noin puoli vuotta, sillä matkaan luotain laukaistiin toukokuun 5. päivänä Ilmavoimien Vanderbergin laukaisukeskuksesta Kaliforniasta.

Insight-luotain Marsin pinnalla. Havainnekuva NASA.


Laskeutuminen oli koko lennon vaikein vaihe, sillä se on monivaiheinen ja kaikkien laitteiden täytyy suoriutua tehtävästään täydellisesti. Luotain saapui Marsin ilmakehään hyvin suurella nopeudella (5,5 km/s). Vaikka Marsin ilmakehä on tiheydeltään vain 1 % maapallon ilmakehästä, se vastustaa samalla tavalla avaruudesta putoavien kappaleiden liikettä. Ilman kompressoituu ja kuumentaa laskeutuvan luotaimen ympärillä olevia kaasuja useiden tuhansien asteiden lämpötilaan ja tältä kuumuudelta tutkimuslaitteisto oli suojattu lämpökilvillä.

Lämpökilven etureuna kohtaa suurimman kuumuuden, jolloin se kuumenee korkeaan lämpötilaan. Lämpökilpi on kuitenkin ablatiivinen eli se haihtuu ja kuten tunnettua, haihtuminen sitoo lämpöä. Näin tässäkin tapauksessa, lämpökilven haihtuminen ja kuluminen mahdollisti hyötykuorman säilyvän toimintakuntoisena ja lämpötilaltaan normaalina.

Lämpökilvin suojattuna luotain laskeutui Marsin ilmakehässä yliääninopeudella, kunnes vauhti oli alentunut riittävästi, jotta laskuvarjo voitiin avata. Tämä tapahtui noin 11 km korkeudessa, jolloin laskeutumisnopeus oli noin 385 m/s. Heti laskuvarjon avauduttua, nyt tässä vaiheessa ylimääräisenä painolastiksi muuttunut lämpösuoja poistettiin noin 10 km korkeudella ja laskutelineinä toimivat luotaimen kolme jalkaa vapautettiin. Laskeutumistutka käynnistyi noin 6 km korkeudella.

Laskeutumisen viimeinen vaihe käynnistyi siinä vaiheessa, kun laskeutuminen oli edennyt noin 1 km korkeuteen. Laskeutumisvauhti oli pudonnut tässä vaiheessa noin 60 m/s. Silloin laskuvarjo ja siihen vaijerilla kiinnitettynä ollut yläpuolinen lämpösuoja irtosivat. Välittömästi tämän jälkeen luotaimen kaksitoista jarrurakettia käynnistyi. Jarruraketteja pystyttiin säätämään lennon edistyessä ja itse luotainta käännettiin niin, että aurinkopaneelit tulivat mahdollisimman edulliseen asentoon (itä-länsisuuntaan) sähköenergian turvaamiseksi. Oikea asento varmisti, että luotaimen työkalut kuten käsivarsi ei varjosta paneeleita.

Laskeutumisvauhti oli 7,7 m/s noin 50 metrin korkeudella ja lähestyminen tapahtui vakionopeudella. Kosketus Marsin pintaan tapahtui vielä hitaammalla vauhdilla noin 15 sekuntia myöhemmin. Kohtaamisnopeus oli noin 2,24 m/s ja se otettiin vastaan laskutelineiden iskunvaimennuksen avulla.

Kaikki edellä kerrotut toimenpiteet olivat ohjelmoitu luotaimen päätietokoneeseen, sillä yhteys Maahan pitkän viiveen vuoksi ei ollut mahdollinen. Lisäksi tulipallona ilmakehään syöksyvä luotain ei olisi edes saanut syntymään minkäänlaista radioyhteyttä, sillä hehkuva ja sähköäjohtava plasma toimii erittäin tehokkaana radioyhteyksien estäjänä.

Laskeutumista seurattiin kahdella pienoisatelliitilla (CubeSat) MarCO-A ja MarCo-B, jotka vietiin avaruuteen samalla kantoraketilla kuin Insight-luotainkin. Pienoissatelliitit ovat 10 cm sivunmittaisia kuutioita ja tarvitsemansa sähköenergia ne saavat avattavista aurinkopaneeleista. Niiden erikoisuus on tietoliikenteeseen käytetty antennijärjestelmä, joka on muodoltaan taso. Antennin rakenteen ansiosta radiolähetys on hyvin suunnattua, joten pienoissatelliitti ei tarvitse massiivista ja suhteellisen tehotonta lautasantennia tietoliikenteeseensä.

X-bandin tasoantenni ei ole ainoa antenni, vaan laitteessa on myös avattava UHF-antenni, jonka avulla satelliitti seurasi Insight-luotaimen laskeutumista. UHF-laitteisto pystyi vain ottamaan vastaan saapuvan signaalin mutta X-bandin laitteistossa ovat molemmat: lähetin ja vastaanotin.

Molemmissa pienoissatelliiteissa on myös kamerat, jonka laajakulmankameran kuvakentän laajuus on 139 astetta ja kapeakenttäisen kameran kuvakenttä on 6,8 astetta laaja. Kamerat on suunnattu UHF-antennin suuntaan eli kohti Marsia laskeutumisosan laskeutumisen aikaan. Kameroista MarCo-A:n kapeakenttäinen kamera todettiin toimimattomaksi heti laukaisun jälkeen, joten tältä osin matkassa oli hieman huonoa tuuria. Kaikkien kameroiden kuvan koko on vaatimattoman tuntuisesti 752 × 460 pikseliä.

Pienoissatelliitit siis mahtuvat kämmenelle, mutta niissä on paljon laitteita jo mainittujen kameroiden ja antenni-radiolaitteiden lisäksi. Satelliitin varusteisiin kuuluu suunnistamisessa käytettävä tähti-jäljitin, aurinkotunnistin, gyroskooppi ja reaktiopyörät, joiden avulla säädetään satelliitin suuntausta ja asentoa. Satelliitin propulsiojärjestelmä toimii paineistetulla kaasulla (R236FA, 
hexafluropropaania), joka on sitä samaa ainetta, jota käytetään kylmälaitteissa tai tietokonekeskusten sammutinlaitteissa. Suuttimia yhdessä satelliitissa on kahdeksan kappaletta. Satelliittien laitteiden kuntoa, lämpötilaa ja toimintaa valvottiin koko lennon ajan Maasta Marsiin. Lämpötilan säätöön satelliiteissa on lämmittimiä, useita lämpömittareita, lämpösuojia herkille laitteille ja jäähdyttimet liian lämmön poistamiseen.

Kaiken kaikkiaan pienoissatelliitit ovat täydellisiä tutkimusluotaimia, jotka oli suunniteltu lähinnä tarkkailemaan Marsin laskeutunutta Insight-luotainta laskeutumisaikana. Vaikeus siinä oli oikea ajoitus, satelliittien piti suorittaa Marsin ohilento sekunnilleen oikeassa aikataulussa, jotta niistä olisi saatu suurin mahdollinen hyöty tutkijoiden ja insinöörien käyttöön. Huomatkaa kuitenkin, että Insight-luotaimen laskeutuminen tai toiminta ei ollut mitenkään riippuvaista pienoissatelliittien toiminnasta tai olemassa olosta.

Insight-luotaimen tutkimuslaitteisto on hyvin monipuolinen. Erityisen ilahduttavaa on, että laitteistoon on saatu mahdutettua seisminen tutkimuslaitteisto, jolla voidaan jäljittää Marsissa tapahtuvia seismisiä ilmiöitä (järistyksiä) ja määrittää havaittujen järistysaaltojen suunta ja taajuus hyvin laaja-alaisesti. Seisminen laitteisto on koottu erilliseen yksikköön, joka asetetaan Matsin kamaralle työkalukäsivarren avulla.

Seisminen tutkimuslaitteisto on nostettu käsivarren avulla laskeutuneen luotaimen viereen ja lämpötilaa mittaava laitteisto on kaivautunut marsperään. Kuva NASA.


Seisminen tutkimuslaitteisto ei ole pelkästään monipuolinen seismometri, vaan se myös voi tärisyttää Marsin kamaraa. Kamaran rakenne ja liike tietysti havainnoidaan ja siitä tutkijat voivat päätellä hyvin monia asioita marsperän rakenteesta, tiheydestä ja koostumuksesta.

Toinen ja aikaisemmin Marssiin lähettämätön tutkimuslaitteisto on marsperän lämpöjakaumasta tehtävät mittaukset. Mittauslaitteiston ydin on itsekaivautuva mittauselin, joka pyrkii mittaamaan marsperän lämpöjakauman kerroksittain. Mittaus ulotetaan jopa 5 metrin syvyyteen mutta onnistuakseen sen on kaivauduttava kuitenkin vähintään 3 metrin syvyyteen.

Laitteistoon kuuluu myös lämmitin, jonka avulla tutkijat pyrkivät selvittämään marsperän lämmönjohtavuuden. Eri syvyyksistä suoritettu lämpötilamittaukset yhdessä lämmönjohtavuuden kanssa paljastavat lämpövuon suuruuden, joka virtaa kohti Marsin pintaa. Tästä puolestaan on mahdollista selvittää Marsin ytimen lämpötila ja mahdollisesti se, mikä on lämmön lähde ja sitä tietä myös Marsin sisäinen rakenne.

Kolmas lennon päätavoitteista on selvittää Marsin pyörimistä. Sen testaamiseen ei kuitenkaan tarvita erillistä laitteistoa, sillä tarvittavat tiedot saadaan koottua luotaimen ja Maan välisen radioliikenteen avulla. Marsin pyörimisakselin vähäiset muutokset näkyvät vastaanotetun signaalin taajuuden hyvin vähäisenä muutoksena. Mars prekessoi samalla tavalla kuin Maa, vaikkakin yhteen kierrokseen kuluu noin 165 000 vuotta (Maan noin 26 000 vuotta). Prekessiotutkimuksen avulla voidaan määrittää Marsin rautasydämen koko ja muita sen ominaisuuksia.

Marsin pyörimisen tarkkailuun sisältyy myös alle vuodenmittaisen nutaation havaitseminen. Nutaattio on hyvin vähäistä ja vaikea havaita. Maapallon pyörimisakselin suunta vaihtelee noin 10 metrin halkaisijaltaan olevalla alueella vuoden aikana. Marsin nutaatio on luultavasti huomattavasti vähäisempää, koska Marsin ytimen uskotaan olevan huomattavasti jähmeämpää kuin maapallon sulassa tilassa oleva ulkoydin. Aikaisempien radiotutkimusten mukaan Marsilla on erittäin tiheä ydin ja sen ulkopuolella voi olla jonkin verran sulaa. Kuinka iso kiinteä ja sula ytimet ovat, toivottavasti selviää tämän liikkumattoman luotaimen avulla.¨

Tutkijat odottavat mielenkiinnolla selvittävänsä muistuttaako Marsin rakenne enemmän Maata vai Kuuta. Kuva NASA.


Tavanomaisempia tutkimuslaitteita edustaa laitteisto, joka tekee mittauksia magneettikentästä, tuulen nopeudesta, lämpötilasta ja ilmakehän paineesta. Marsin pinnalla ei ole aikaisemmin tehty mittauksia magneettikentästä, sillä ne on aina tehty kiertoradalta.

Luotaimen ympäristöä valokuvataan kameroilla mutta mittauksia tehdään myös radiometrillä (säteilymittaus). Kamerat tuottavat kuvia, joiden avulla tutkijat pystyvät seuraamaan Marsin vuodenaikojen vaihtelun aiheuttamia muutoksia luotaimen ympäristössä.

Tulevaisuutta ajatellen Insight-luotaimeen on kiinnitetty vain 5 cm halkaisijaltaan oleva kupu, jossa on kahdeksan laserheijastinta. Heijastimet ovat rakenteeltaan sellaisia, että siihen osunut valo heijastuu tulevan valon suuntaan. Näin avaruudesta laitteeseen kohdistuneen lasersäteen avulla voidaan määrittää laitteiston tarkka sijainti. Myös muut tutkimukset ovat mahdollisia. Vastaavanlaisia heijastimia vietiin Kuuhun Apollo-ohjelman aikana ja niiden avulla on onnistuttu selvittämään mm. se, että Kuu etääntyy Maasta noin 3,82 cm vuodessa.




sunnuntai 3. heinäkuuta 2016

Juno saavuttaa Jupiterin

Taiteilijan näkemys Juno-luotaimesta Jupiteria kiertävällä
radalla. Energiansa luotain saa pitkistä aurinkokennoista.
Kuva NASA.
Nasan Jupiteriin matkalla ollut Juno-luotain saavuttaa määränpäänsä tiistaiaamuna Suomen aikaa. Luotain laukaistiin matkaan elokuun 5 päivänä vuonna 2011 ja se on siitä lähtien matkannut kohti Jupiteria.

Junon on tarkoitus käydä jokaisella kierroksellaan Jupiterin ympäri vain 5 000 km etäisyydellä planeetan pilvipeitteestä. Tämä tarkoittaa sitä, että luotaimeen kohdistuu ennennäkemätön säteilykuormitus, joka voisi vaurioittaa tutkimuslaitteistot hyvin lyhyessä ajassa. Tämän vuoksi kaikki laitteistot on suojattu vahvalla (~13 mm) titaani[1]-kuorella.

Junon tutkimusinstrumentit on suunniteltu tekemään havaintoja Jupiterin pilvikerroksen alaisista rakenteista. Erityisesti Jupiterin ytimen rakenne kiinnostaa tutkijoita. Ytimen arvellaan olevan noin 10–20-kertainen maapallon massaan verrattuna, jonka lämpötila on useita tuhansia asteita. Jupiterin ytimeen kohdistuu korkea paine, joten ytimen olomuotoa ei tunneta. Se voi olla joko kiinteä tai sitten sulassa tilassa.

Luonnollisesti Juno on varustettu Jupiterin magneettikenttää havainnoivilla laitteilla. Ne on sijoitettu pitkän puomin päähän, mahdollisimman etäälle luotaimen massiivisesta (noin 200 kg) metallikuoresta. Jupiterin magneettikenttä on noin 20 000 -kertaa voimakkaampi kuin maapallon magneettikenttä ja se ulottuu noin 100 Jupiterin säteen etäisyydelle[2] Auringon puolella.

Jupiteria ympäröivä säteilyvyöhykkeen voimakkuudelle on kaksi osatekijää: ensimmäinen on voimakas magneettikenttä, joka vangitsee runsaasti aurinkotuulen hiukkasia. Toisena tekijän on se, että hiukkasten määrä kasvaa myös Io-kuusta vapautuvista kaasumaisista hiukkasista (pääosin rikkiä ja rikkidioksidia).  Jupiterin magneettikentässä hiukkaset ionisoituvat, saavat lisäenergiaa (nopeutta) ja saavuttavat lähes valon nopeuden.

Jupiterin yksi mielenkiintoisimmista ilmiöistä ovat planeetan magneettisien napojen ympäristössä esiintyvät revontulet. Ne säteilevät valoaan lähinnä uv-valon aallonpituudella ja niissä on pistemäisiä kirkastumia. Kirkastumat ovat aiheutuneet kuiden ja Jupiterin välillä kulkevista sähkövirroista, joista Ion ja Jupiterin välillä olevat ovat voimakkaimpia.

Juno aloittamasta jarrutuspoltosta vastaanotetaan lyhyt radiosignaali kello 6.18 Suomen aikaa tiistaiaamuna. Signaali ja jarrutuspoltto ovat käynnistyneet jo 48 minuuttia aikaisemmin, mutta radioviestiltä kuluu aikaa Jupiterista Maahan kulkemiseen aikaeron verran. Itse jarrutuspoltto kestää 35 minuuttia, jonka jälkeen luotain lähettää uuden merkkisignaalin polton onnistumisesta.

Ensimmäisen jarrutuspolton jälkeen luotain on erittäin soikealla radalla (kiertoaika 53,5 vuorokautta) jota muutetaan vähitellen tutkimuskäyttöön sopivaksi radaksi. Luotaimen rata Jupiterin ympäri tulee olemaan soikea, yhteen kierrokseen kuluu aikaa noin 14 vuorokautta. Suunniteltu rata saavutetaan lokakuun 19 päivänä.  Juno kiertää Jupiterin 37 kertaa ja sen tehtävä päättyy vuoden 2018 helmikuussa. Tehtävän päätyttyä Juno poistetaan kiertoradalta ohjaamalla se Jupiteriin.

Huomautukset

[1] Titaani (Ti) on siirtymäryhmän metalli, jolla on erittäin suuri lujuus. Titaania yleensä käytetään metallirakenteissa, joissa vaaditaan suurta lujuutta mutta rakenteiden oma massa täytyy olla mahdollisimman pieni. Tyypillisesti titaania käytetään lentokone- ja avaruusteollisuudessa sekä pieniä määriä lääketieteessä etenkin kirurgisissa tukirakenteissa esimerkiksi luunmurtumien hoidossa.


[2] Maapallon magneettikenttä ulottuu vain noin 10 Maan säteen etäisyydelle.

tiistai 14. heinäkuuta 2015

Ohi meni

Kuva Plutosta on otettu 13. heinäkuuta New Horizons -luotaimen
LORRI-kameralla. Kuvan ottohetkellä luotain lähestyi
Plutoa ja oli siitä 768 000 km etäisyydellä. Alkuperäinen kuva on
monokromaattinen ja väri on lisätty Ralph-instrumentin
kokoaman datan perusteella. Monokromaattinen LORRI-
kameran (Long Range Reconnaissance Imager) kuvat ovat
suuriresoluutioisia. Kuva 
NASA/APL/SwRI.
Nasan New Horizons -luotain on ohittanut Pluton suunnitelmien mukaisesti noin 12 500 km etäisyydeltä Pluton pinnasta. Nasan tiedote itse ohilennosta oli hyvin niukka ja nyt odotellaan New Horizons ”soittoa kotiin”. Tämän odotetaan tapahtuvan noin kello 4 Suomen aikaa ensiyönä. Yhteys Maahan jää lyhyeksi, sillä luotain jatkaa Pluton järjestelmän havainnointia ja valokuvien ottamista. Huomenna kello 8-11 Suomen aikaan luotain on yhteydessä Maahan Nasan DSN-verkoston kautta.

keskiviikko 15. huhtikuuta 2015

New Horizons vain kolmenkuukauden etäisyydellä Plutosta

New Horizons -luotaimen ottama kuva Plutosta ja Charonista.
Kuva NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/
Southwest Research Institute.
Nasan planeettaluotain New Horizons on lähestymässä kääpiöplaneetta Plutoa ja sen viittä tunnettua kuuta. Luotaimen matka on kestänyt yli yhdeksän vuotta ja matkalla on ollut pituutta melkein viisi miljardia kilometriä. Vaikka matkaa on vielä jäljellä ja tutkijoilla ja insinööreillä paljon tehtävää ennen varsinaista H-hetkeä, luotain on ottanut ensimmäiset kuvansa pääkohteestaan.

Kuvassa Pluto ja Charon näkyvät vain sumuisina täplinä, mutta kertaakaan aikaisemmin emme ole onnistuneet kuvaamaan Plutoa tällä tarkkuudella. Avaruuskaukoputki Hubblen ottamissa kuvissa Pluto on ollut hyvin pieni piste.

Varsinainen ohilento tapahtuu heinäkuun 14 päivänä. Silloin kuuden tunnin aikana luotain tekee tarkimmat havaintonsa mitä on koskaan on tehty, ja pitkälle tulevaisuuteen tullaan tekemäänkään.  Ei vain valokuvia, vaan havaintoja tehdään useilla eri instrumenteilla ja mittauksia on kymmeniä erilaisia.


New Horizons –luotain ei kuitenkaan jää Plutoa kiertämään vaan jatkaa matkaansa Kuiperin vyöhön. Tutkijat tekevät parhaansa, jotta sieltä löytyisi mielenkiintoisia kappaleita sellaiselta etäisyydeltä, jonka saavuttaminen luotaimella on mahdollista. Tässä aikaisemmin vaikutti siltä, että sopivia kohteita ei olisi löydetty, mutta nyt parin viime vuoden aikana on ilmaantunut pari varsin varteenotettavaa ja ainakin yksi mahdollinen kohde. Mikä tai mitkä vaihtoehdot todella tulevat todeksi jää nähtäväksi.

Missä New Horizons on?

Se selviää oheisista kuvista.



Kuvat NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.


lauantai 21. helmikuuta 2015

Dawn-luotain lähestyy Ceresiä

Dawn-luotaimen tuoreimmat kuvat Ceres-kääpiöplaneetasta.
Kuva Nasa/Dawn.
Nasan Dawn-luotain lähestyy kääpiöplaneetta Ceresiä. Luotain asettuu Ceresin kiertoradalle maaliskuun 6. Päivänä ja pysyttelee sillä ainakin heinäkuulle. Aikaisemmin Dawn-luotain oli asteroidi Vestan kiertoradalla neljäntoista kuukauden ajan heinäkuusta 2011 alkaen. Luotain lähetettiin pitkälle matkalleen syyskuussa 2007.

Lähestymisvaiheessa Dawn on ottanut Ceresitä tarkimmat kuvat mitä koskaan kääpiöplaneetasta on saatu. Nasa julkaisi helmikuun 12. päivänä 83 000 km etäisyydeltä otetut kuvat ja niissä näkyy jo runsaasti yksityiskohtia (pienimmät yksityiskohdat ovat noin 8 km kokoisia); runsaasti kraattereita, joista erityisesti kiinnittyy huomio hyvin vaaleina näkyviin. Yleensä ilmakehättömien kappaleiden pinnalla näkyvät vaaleat kraatterit ovat merkki siitä, että ne ovat suhteellisen uusia. Auringon uv-säteily ja mikrometeoroidien pommitus muuttaa kappaleiden pinnan tummaksi ja sävy syvenee kun pinta ikääntyy. Valkoisena näkyvät kohdat ovat yleensä korkeintaan muutaman miljoonan vuoden ikäisiä, tavallisesti hyvin paljon nuorempia.

Dawn-luotaimen pitkä reitti Ceresille.
Kuva Nasa/Dawn.
Ceresin pinnalla tiedetään olevan vesipitoisia mineraaleja. Dawn-luotaimen mineralogisilla havainnoilla kartoitetaan mineraalien määrää ja jakaantumista Ceresin pinnalla. Tutkijat odottavat näkevänsä hyvin paljon samankaltaisuuksia aurinkokuntamme jäisten kuiden kanssa.


Ceresin ja Vestan välinen vertailu on tutkijoiden mukaan hyvin mielenkiintoista ja se auttaa selvittämään aurinkokuntamme syntyvaiheita aivan uudella tarkkuudella ja syvyydellä. Dawnissa on kolme pääinstrumettia: näkyvän valon kamera, näkyvän ja infrapunaisen valon kartoittava spektrometri sekä gamma- ja neutronispektrometri. Lisäksi Dawnin radiolaitteita käytetään tuottamaan tietoja Ceresin gravitaatiokentästä ja sen sisäisestä rakenteesta.

Animaatio Ceresin pyörimisestä

lauantai 17. tammikuuta 2015

Beagle 2 löytyi osittain avautuneena

Beagle 2 olisi näyttänyt tällaiselta avauduttuaan Marsissa.
Kuva Beagle 2 työryhmä.
Eurooppalainen ensimmäinen Marsiin laskeutunut luotain on löytynyt. Vuonna 2003 Marsiin Mars Expressin mukana matkaan lähetetty ja saman vuoden joulukuun 25 päivänä laskeutumista yrittänyt Beagle 2 -luotain katosi. Luotain oli irrotettu Mars Expressistä kuusi vuorokautta aikaisemmin. Sen arveltiin tuhoutuneen laskeutumisen aikana, tai jopa epäiltiin sen sinkoutuneen Aurinkoa kiertävälle radalle.

Nyt, yli vuosikymmen myöhemmin Beagle 2 on paikannettu Mars Reconnaissance Orbiter -luotaimen huipputarkoista kuvista. Eurooppalaisluotain oli kuin olikin onnistunut laskeutumisessa ja aloittanut avautumistoimintansa. Kuvissa näkyy osittain (kaksi neljästä) aurinkopaneelinsa avannut luotain ja niiden lisäksi myös laskuvarjot  ja takimmainen suojakuori ovat kuvissa näkyvissä.

Tämä kuva osoittaa Beagle 2 -luotaimen
avautuneen vain osittain. Avautuminen
on jostakin syystä jäänyt kesken ja
näin radioyhteyttäkään ei saatu syntymään.

Kuva HiRISE/NASA/JPL/Parker/Leicester.
Beagle 2 -luotaimen osittain avautuminen selittää myös sen, miksi radioyhteyttä luotaimeen ei saatu: aurinkopaneelien olisi pitänyt avautua kokonaan ennen kuin radioantenni olisi voinut suuntautua oikein.


Luotaimen suunnittelua ja rakentamista johti Avoimessa yliopistossa työskennellyt professori Colin Pillinger.  Valitettavasti hän kuoli toukokuussa 2014. Sama kohtalo oli myös kahdella muulla Beagle 2 -luotaimen rakentamiseen osallistuneella tutkimusryhmän johtohahmoilla: professorit David Barnes (Aberystwyth yliopisto) ja George Fraser (Leicester yliopisto) kuolivat myös vuonna 2014.


Animaatio osoittaa Beagle 2 laskeutumisen aikana irroitettujen laskuvarjon
ja takakannen paikat suhteessa laskeutjaan. Kuva HIRISE/NASA/Leicester.

sunnuntai 5. toukokuuta 2013

Katsele ja havaitse Saturnusta

Saturnus harrastajakaukoputkella
valokuvattuna. Kuva Kari A. Kuure

Loppukevään tähtitaivas ei enää juurikaan salaisuuksiaan paljasta. Vaalenevat yöt peittävät kirkkaudellaan himmeät tähtitaivaan kohteet. Ainoastaan kirkkaat kohteet voivat näkyä vaalealla yötaivaalla. Onneksi siellä on yksi huomattava ja suurella mielenkiinnolla havaittu planeetta   Saturnus!

Saturnus oli oppositiossa huhtikuun 28. päivänä. Se merkitsee sitä, että planeetta on näkyvissä koko yön. Tilanne jatkuu samanlaisena aina kesäkuulle asti. Silloin Saturnus laskee horisontin alapuolelle juuri ennen auringonnousua. Iltataivaalla planeetta on näkyvissä aina lokakuun loppupuolelle asti. Vasta marraskuun puolivälissä se laskee auringonlaskun aikaan. Syyspuolella vuotta Saturnus on näkyvissä jälleen aamutaivaalla marraskuun alusta lähtien.

Saturnuksen renkaat ovat komea näky millä tahansa kaukoputkella. Parhaimmillaan ollessaan ne ovat meille näkyvissä suuressa kulmassa. Tämä vuosi on sellainen; näemme renkaat pohjoisen puolta. Näky on niin komea, että tähtitornin yleisönäytöksissä wau-refleksi esiintyy useammin kuin kerran illan aikana. Wau-refleksi esiintyy ensikertalaisen Saturnuksen katselijan keuhkojen, äänihuulten, alaleuan ja silmän täysin hallitsemattomasta yhteistoiminnasta. Refleksi voi esiintyä myös kokeneemmilla tähtiharrastajilla, etenkin silloin kun havaintokeli ja läpinäkyvyys ovat erinomaisia, jolloin kaukoputkessa voidaan käyttää suurta suurennusta.

Tässä artikkelissa en edes yritä kuvata sitä ihmeellistä fiilistä, mikä seuraa Saturnuksen omin silmin koettua näkemistä. Voin vain vakuuttaa, että se on yllättävää ja hienoa. Niinpä, jos ette ole koskaan Saturnusta nähneet omin silmin kaukoputkella, niin nyt jos koskaan se kokemus tulisi hankkia.

Saturnus kiertää Auringon kerran 29,4 vuodessa. Yhden kierroksen aikana näemme renkaat yhden kerran pohjoispuolelta ja yhden kerran eteläpuolelta. Renkaiden avautumiskulma (eli kulma missä ne näemme) on maksimissaan noin 26,7°. Aivan tarkkaan ottaen näkemiskulma voi hieman poiketa tästä, sillä mainittu luku on renkaiden kaltevuuskulma Saturnuksen ratatasoon nähden ja Saturnuksen rata on Maan ratatasoon (ekliptika) nähden 2,49° kallellaan. Karkeasti ottaen, renkaat voivat olla enimmillään noin 28° ”auki”.

Yhden Saturnuksen vuoden aikana näemme renkaat kahdesti täysin sivulta. Itse asiassa täysin sivulta näkymisiä voi esiintyä jopa useampia kertoja, sillä maksimissaan sivulta näkyminen voi esiintyä jopa kolmen sarjoina kuten vuosina 19950–96. Sarja johtui siitä, että Saturnus oli opposition läheisyydessä renkaiden sivulta näkymisen aikaan. Tällöin Saturnuksen ja maapallomme keskinäinen ratadynamiikka kuljetti meidät kolme kertaa rengastason poikki muutaman kuukauden välein.

Koska Saturnuksen kiertoaika on liki 30 vuotta, se merkitsee sitä, että noin 15 vuoden kuluttua tilanne toistuu. Seuraavan kerran mentiin rengastason läpi vuonna 2009, tosin silloin vain yhden kerran. Tulevaisuudessa vasta vuonna 2025 kuljemme rengastason poikki ja renkaat katoavat näkyvistä muutaman vuorokauden ajaksi maaliskuun lopulla ja marraskuun alkupuolella. Tällä kertaa siis vain kaksi rengastason läpäisyä.

Samasta, noin 15 vuoden syklistä johtuu renkaiden näkyminen leveänä tai avoimena. Näin tapahtui vuosina 2002–2003 ja seuraavan kerran vuonna 2017. Tällöin Saturnus on kuitenkin tähtitaivaan eteläisellä pallonpuoliskolla, joten sen näkyminen ei ole kovinkaan hyvä: alkuvuodesta aamuhämärissä ja loppuvuodesta iltahämärässä parin tunnin ajan ennen auringonnousua tai sen jälkeen. Tästä syystä juuri tämä vuosi olisi hyvä käyttää Saturnuksen havaitsemiseen, sillä sen suunta tähtitaivaalla on kohti etelää ja sen näkymisaika lyhenee voimakkaasti lähivuosina.

Niin ja ne renkaat...


Cassin-luotaimen valokuvvamat renkaat. Värikoodaus
ilmentää renkaan kappalekokoa. Kuva Nasa.
Cassini-luotaimen lähettämien tietojen perusteella tiedämme renkaiden muodostuvan suurimmaksi osaksi vesijäästä. Leveyttä renkailla on liki 60 000 km mutta paksuutta (se on hieman vaikeasti määriteltävissä) muutama kymmenen metriä, ehkäpä noin 20 metriä. Kappalekoko vaihtelee renkaissa alueittain mutta suurimmaksi osaksi ne ovat alle nyrkin kokoisia kappaleita. Pienimmät kappaleet ovat aivan hienojakoista jääkidettä ja suurimmat kappaleet (jälleen vaikeasti määriteltävissä) henkilöauton kokoluokkaa.

Renkaat eivät ole homogeenisia, vaan niiden kappalekoossa on merkittäviä poikkeavuuksia toisistaan. Lisäksi osarenkaiden pysyvyydessä ja uudistumisessa on eroja. Tuoreitten tutkimusten mukaan renkaat uusiutuisivat kappaleiden keskinäisistä törmäyksistä, mutta myös ulkopuolelta tulevien meteoroidien törmäysten vaikutuksesta. Lisäksi renkaissa olevat kappaleet muodostavat löyhiä kasautumia tai jonomaisia muodostelmia, joiden ikä saattaa vaihdella merkittävästi. Kasaumia ja kapplejonoja syntyy ja hajoaa kaiken aikaa.