Kiina laukaisi oman marsluotaimen

Kiinan marsluotain lähetetiin tänään kello 7.41 Suomen aikaa kohti naapuriplaneettaamme. Tianwen-1 -luotaimen odotetaan saapuvan perille Marsiin helmikuussa. Asetuttuaan Marsin kiertoradalle ja saavutettuaan oikean ^[3], luotaimesta irrotetaan laskeutumisluotain^[1]. Tähän odotetaan kuluvan aikaa noin kaksi kuukautta.

Kiinan marsluotaimet kokoonpanossa. Kuva Wkimedia Commons.

Kiinan Pitkämarssi 5 on uusin kantoraketti ja ensimmäistä kertaa käytössä^[2]. Sen kantokyky on noin 5 tonnia. Lähtö tapahtui Wenchang (Xichang) avaruuskeskuksesta Hainan maakunnasta. Noin 36 minuuttia laukaisusta marsluotain ohjattiin Marsiin vievälle radalle.

Laskeutumisluotaimen, marskulkijan tehtävä on enemmän kuin puolet Kiinan tieteellisistä tavoitteista. Kiertoradalle jäävä osa tekee myös havaintoja Marsissa. Orbiter-osassa on kaikkiaan kuusi havaintoinstrumenttia: Keskiresoluution kamera (MRC), Korkean resoluution kamera (HCR), Mars magnetometri (MM), Mars Minaraalispektrometri (MMS), Pintatutka (OSR) ja Marsin ioni ja neutraalien hiukkasten analysaattori (MINPA).

Orbiter-osan tutkimuslaitevalikoimasta päätellen kiinalaiset pyrkivät valokuvaamaan Marsia mahdollisimman tarkasti ja myös kartoittamaan Marsin geologiaa ja myös he etsivät vesijäätä. Nämä tutkimukset palvelevat pitkälti tulevia marslentoja ja mahdollisia laskeutujia ja näytteiden noutajia. Pitkällä aikavälillä nämä tutkimukset varmasti palvelevat myös miehitettyjä lentoja Marsin. Myös ioni ja neutraalien hiukkasten määrät ja niiden energiat ovat sellaista dataa, jota voidaan hyödyntää myöhemmissä projekteissa.

Huomautukset

[1] Laskeutumisluotaimen tehtävästä on kerrottu artikkelissa Kiinalainen luotain on myös lähdössä kohti Marsia.

[2] Pitkämarssi-sarjan kantoraketteja Kiina on käyttänyt jo pitkään ja nyt tehty laukaisu oli sarjan kolmassadas neljäskymmenes. Pitkämarssi-5:llä on aikaisemmin tehty vain kolme testilaukaisua.

[3] Kiertorata on polaarirata, eli se kulkee Marsin napojen kautta. Radan koko on 265 km × 12 000 km, eli se on hyvin soikea.

Kiinalainen luotain on myös lähdössä kohti Marsia

Tämän vuoden laukaisuikkuna Marsiin tulee olemaan myös Kiinan mahdollisuus lähettää kulkija Marsin pinnalle. Laukaisu tapahtunee loppukuusta, heinäkuun 20. ja 25. päivien välissä. Kantorakettina on Kiinan suorituskykyisin kantoraketti Pitkä marssi 5 Y4^[3]. Perille marsluotain pääsee aikaisintaan 11.helmikuuta 2021. Laskeutuminen Marsiin tapahtunee muutaman vuorokauden kuluttua luotaimen asetuttua Marsia kiertävälle radalle.

Kiinan marsluotain kokoonapanohallissa. kuva Wikimedia Commons.

Kiinan marsluotain on nimetty Tianwen-1:ksi^[1][2] ja tiettävästi se pystyy kulkemaan hieman samaan tapaan kuin Kuuhun laskeutunut Yutu-2-luotain. Kiinalaiset ovat valinneet laskeutumispaikaksi kaksi aluetta Utopia Planitialla. Molemmat alueet ovat kooltaan 100 × 40 km ja suhteellisen tasaisia. Tasaisuus ehkä auttaa laskeutumisessa jonkin verran, kun tiettyyn tarkkaan paikkaa on ehkä vaikea päästä näin ensimmäisellä lennolla. Kiina on kuitenkin kehittynyt viime vuosina hurjasti erilaisissa avaruusosaamisissa, joten onnistuessaan lento olisi sille uusi aluevaltaus.

Utopia Planitia on kartan ylöosassa oikealla. Se on hyvin tasaista aluette, luultavasti muinaisen merenpohjaa. Kuva Wikimedia Commons.

Marsin ilmakehä on hyvin ohut (noin 1/100 maapallon ilmakehän tiheydestä). Lisäksi laskeutuminen tapahtuu Marsin ollessa 150 miljoonan km etäisyydellä, joten viestit saapuvat noin 8 minuutin kuluttua niiden lähettämisestä. Tämä viestiliikenteen hitaus vaatii sen, että laskeutuminen on tehtävä täysin automaattisesti. Laskeutumisen hoitaa GNC-laskeutumisproseduuri luotaimen tietokoneessa ja se on kehittynyt versio Chang’e-4 kuuluotaimen ohjausjärjestelmästä, jonka avulla luotain laskeutui Kuun toiselle puolelle Maasta näkymättömiin viime vuonna.

Itse laskeutuminen tapahtuu suunnilleen samalla tavalla kuin mitä NASA käyttää. Luotaimen saapuessa Marsin ilmakehään, sitä suojaa lämpökilpi. Se on muodoltaan tylppä kartio ja se kuumenee useiden tuhansien asteiden lämpötilaan. Lämpökilpi poistetaan ylemmässä ilmakehässä ja vielä tässä vaiheessa yliäänennopeudella putoava luotainta jarrutetaan laskuvarjolla. Aivan pinnalle asti ei laskuvarjolla voida laskeutua, vaan lopulliseen vauhdin jarruttamiseen täytyy käyttää rakettimoottoreita. Tässä vaiheessa käytetään myös laser-käyttöisiä etäisyysmittareita (LIDAR) ja mikroaaltoihin perustuvia tutkia laskeutumisen ohjaamiseen.

NASAn julkaisema suuriresoluutioinen kuva laskeutumisalueesta. Kuva NASA.

Laskeutumisen saavutettua noin 70 metrin korkeuden kulkijaosa erotetaan laskeutumisrungosta. Samaan aikaan 3D-laserskannauksella määritetään alueen kivet ja muuta turvallisen laskeutumisen kannalta välttämättömät maastoesteet. Noin 20 m korkeudessa otetaan avuksi vielä optiset kamerat, joiden avulla tietokone tarkistaa ja valitsee lopullisen laskeutumispaikan.

Yutu-2 luotain on kooltaan ja massaltaan kaksinkertainen verrattuna Kiinan kuukulkijoihin. Massaa sillä on noin 240 kg ja siinä on 13 tutkimuslaitetta kuten navigointi-, topografia- ja monispektrikameroita, maanalaisen havaintotutkan sekä laserin indusoitu hajoitusspektroskopia-instrumentti. Luonnollisesti luotaimessa on mukana myös korkearesoluutioisia kuvantimia (kameroita).

Huomautukset

[1] Nimi Tianwen tarkoittaa suomeksi Taivaallisia kysymyksiä.

[2] Marsluotain on massaltaan noin 3175 kg josta kulkijan osuus on 240 kg. 

[3] Pitkämarssi 5 kantorakettia käytettiin ensimmäisen kerran 2016. Heinäkuussa 2017 tehty toinen laukaisu ei mennyt aivan putkeen, vaan jäi vajaaksi. Tämän jälkeen sen rakettimoottorit ovat suunniteltu ja rakennettu uudelleen ja niitä testattiin viime joulukuussa suoritetulla laukaisulla.

Lisää luettavaa

https://newssearch.chinadaily.com.cn/en/search?query=Tianwen