Hyppää pääsisältöön

Pidä varasi, Elon – kiinalaiset lähettävät sähköauton Marsin pinnalle nyt kesällä

Tianwen-1 -luotainta valmistellaan lentoon.
Tianwen-1 -luotainta valmistellaan matkaan. Kahdesta osasta koostuvan laitteen kokonaismassa on tankattuna laukaisun aikaan noin viisi tonnia. Tianwen-1 -luotainta valmistellaan lentoon. Kuva: CNSA Mars (planeetat),avaruuslennot,avaruustutkimus,Kiina,Tianwen-1

Avaruusyhtiö SpaceX sinkosi näyttävästi kaksi vuotta sitten punaisen urheiluauton avaruuteen radalle, jolla se käy kääntymässä Marsin radan tienoilla. Temppu oli upea suoritus, ja niin ovat Elon Muskin avaruusyhtiön muutkin avaruustoimet, mutta niiden varjoon on kuitenkin jäänyt se, mitä Kiinassa tapahtuu parhaillaan.

Kiina on nostanut profiiliaan avaruuden suurvaltana viime vuosina kovasti, mistä osoituksena ovat muun muassa jo kaksi omaa avaruusasemaa, sikäläisten astronauttien eli taikonauttien lennot avaruuteen, navigointisatelliittijärjestelmä ja laskeutumiset Kuun Maahan näkymättömälle puolelle.

Paitsi että eri maista tulevia avaruuslentäjiä kutsutaan eri sanoilla (astronautit täällä ns. lännessä, kosmonautit Venäjällä, vyomonautit Intiassa jne), on näillä kaikilla yleistäen omat avaruusaluksensa. Kiinalaisilla tulossa on jo toinen sukupolvi näistä aluksista, sillä aiemman Shenzhoun työtä jatkaa nyt huhtikuussa ensilentonsa tehnyt uusi avaruusalus.

Lisäksi se singottiin kiertoradalle heidän uudella, voimakkaalla kantoraketillaan.

Tämän vuoden lopussa Kiina aikoo lähettää luotaimen noutamaan jopa näytteitä Kuun pinnalta. Vuosikymmenen sisällä Marsin pinnalta – tällä menolla on todennäköistä, että Kiina onnistuu tässä huimassa haasteessa ennen Yhdysvaltoja ja Eurooppaa, missä vastaavaa myös suunnitellaan.

Lisäksi kiinalaiset ovat valmistelemassa lähtöön juuri parhaillaan kunnianhimoista luotainta Marsiin. Itse luotain jää kiertämään naapuriplaneettaamme, mutta sen mukana on myös pieni kulkija, ostoskärryn kokoinen sähkökäyttöinen mönkijä, joka laskeutuu pinnalle tekemään siellä tutkimuksia.

Se ei ole siis kuin Tesla Roadster, mutta silti Marsiin suuntaava ajoneuvo – ja hyvin jännä sellainen!

Tianwen-1 -kulkijaa testataan avaruussimulaattorissa.
Tianwen-1 -kulkijaa testataan avaruuden olosuhteita jäljittelevässä simulaattorissa. Tianwen-1 -kulkijaa testataan avaruussimulaattorissa. Kuva: CNSA Tianwen-1,Mars (planeetat),Kiina,avaruustutkimus,avaruusluotaimet

Onko parempi luottaa Muskiin, Nasaan vai Kiinaan?

Kiinalaisluotaimen nimi on Tianwen, ja kuten tyypillistä sikäläisille avaruusaluksille, on taustalla runollista mytologiaa. Nimi tarkoittaa "taivaallisia kysymyksiä" ja se on peräisin kuuluisan kiinalaisrunoilija Qu Yuanin teksteistä, jotka hän teki noin 300 vuotta ennen ajanlaskun alkua.

Tianwen-1 koostuu kahdesta osasta. Siinä on Marsin kiertoradalle jäävä luotain sekä pinnalle laskeutuva kulkija. Ne kulkevat noin kuusi kuukautta kestävän planeettainvälisen matkan Maasta Marsiin yhdessä ja asettuvat myös kimpassa kiertämään planeettaa.

Siinä missä Musk ideoi Marsin asuttamista epämääräisesti joskus tulevaisuudessa, ei hänellä tai SpaceX -yhtiöllä ole konkreettisia suunnitelmia Mars-lennoista tulevaisuudessa. Ensi kesänä Marsiin luotaimia lähettävillä mailla tarkkoja suunnitelmia, sillä taivaanmekaniikka pitää nyt huolen aikataulusta.

Marsiin voi lähettää parhaiten luotaimia noin joka toinen vuosi, sillä hetki, jolloin Maa ja Mars ovat radoillaan lähimpänä toisiaan toistuu 1,8 vuoden välein. Tällä kerralla tämä Marsin ja Maan niin sanottu oppositio tapahtuu lokakuun 13. päivänä, eli planeetat ovat silloin lähimpänä toisiaan. Siksi kaikki nyt laukaistavat luotaimet lähetetään matkaan siten, että ne ovat jotakuinkin puolivälissä tuolloin.

Matkaan nyt kesällä on lähdössä kolme alusta. Yksi on Nasan uusin mönkijä Perceverance, toinen on yllättäen Yhdistyneiden Arabiemitaattien luotain Hope (joka laukaistaan Japanista!) ja kolmas on kiinalaisten Tianwen-1.

Tianwen-1 matkalla avaruudessa (kuvakaappaus videolta).
Tianwen-1 matkalla avaruudessa (kuvakaappaus videolta). Tianwen-1 matkalla avaruudessa (kuvakaappaus videolta). Kuva: CNSA Tianwen-1,avaruusluotaimet,Kiina

Kiina koettaa lähettää omansa matkaan heinäkuun lopussa, jolloin se saapuisi (tai siis ne saapuisivat) perille helmikuun alussa. Sen jälkeen luotain voi tutkailla ylhäältä kameroillaan tilannetta laskeutumispaikaksi valitulla Utopia-tasangolla ennen kuin laskeutuja lähetetään sinne.

Kiinalaisten mukaan sopivaa aikaa laskeutumiseen alas kiertoradalta voidaan miettiä kesäkuun 2021 loppuun saakka. Kiertolainen jatkaa senkin jälkeen työtään.

Laskeutuja on myös kaksiosainen. Siinä on lavetti, jonka päällä on kulkija, joka ajaa pinnalle lavetista esiin ponnahtavien ramppien päällä. Periaate on siis sama kuin kiinalaisten kuuluotaimissa, jotka ovat vieneet mukanaan Kuun kamaralle myös kulkijat.

Nämä Yutu-nimisen kulkijat ajoivat alas ja toimivat itsenäisesti. Joulukuussa 2013 laskeutuneen Chang'e-3:n mukana ollut kulkija toimi vain 42 Maan vuorokautta, mutta laskeutuja itse on edelleen toiminnassa, vaikkakaan sitä ei enää käytetä.

Yutu-kuukulkija.
Yutu-kuukulkijoita on jo kaksi. Viimeinen niistä on toiminut jo yli vuoden ajan. Yutu-kuukulkija. Kuva: CNSA Kiina,Kuu,avaruus,Yutu,miehittämättömät avaruuslennot

Sitä viime vuonna seurannut Chang'e-4 toimii sekin edelleen, ja myös sen mukana matkannut Yutu-2 hyrrää hyvin. Itse asiassa juuri nyt kulkija on horroksessa, sillä se menee nukkumaan aina Kuun kaksi viikkoa kestävän yön ajaksi.

Chang'e-4 laskeutui Kuun Maahan näkymättömälle puolelle, joka usein kutsutaan pimeäksi puoleksi. Sitä se ei suinkaan ole, sillä sielläkin paistetta riittää 14 vuorokautta kerrallaan – kun täältä Maasta katsottuna on uusikuu ja jotakuinkin viikko sitä ennen ja jälkeen.

Olosuhteet Kuun pinnalla öisin vastaavat kuitenkin paljon Marsin pintaa, missä lämpötila saattaa yön aikana laskea -70°C:n tietämille. Kahden kuukulkijan kokemusten perusteella kiinalaisilla on varmasti tarpeeksi tietotaitoa Mars-kulkijan tekemiseen ja käyttämiseen.

Tässä voi miettiä jälleen Muskia ja hänen autojaan: hänellä ja yhtiöillään on kokemusta avaruudessa lentämisestä ja Maassa ajelusta, mutta ei Marsista. Kun PR-kuvat taannoisesta Teslan Cybertruckista punaisella planeetalla olivat niin pielessä oikeasta, on parempi luottaa kiinalaisiin tai Nasaan toisen taivaankappaleen pinnalla kulkemisessa.

Kuusipyöräisen Tianwen-rooverin tavoitteena on toimia kolme kuukautta Marsissa. Sinä aikana se etääntyy vähän matkan päähän laskeutujasta ja käy tutkimassa kiinnostavia kohteita ja kiviä.

Tianwen-1:n kulkija odottaa rullaamista alas Marsin pinnalle laskeutumisalustansa päällä.
Tianwen-1 odottamassa rullaamista Marsin pinnalle laskeutumislavettinsa päällä. Kulkijan massa on noin 240 kg ja se on kooltaan noin kaksi kertaa Yutu-kuukulkijoita isompi. Tianwen-1:n kulkija odottaa rullaamista alas Marsin pinnalle laskeutumisalustansa päällä. Kuva: CNSA Tianwen-1,Mars (planeetat),avaruustutkimus,avaruuslennot

Aivan kuten amerikkalaiskulkijoiden tavoitteena, on myös kiinalaisten tarkoituksena etsiä merkkejä Marsin historiasta, siellä olevasta vedestä ja mahdollisia merkkejä elämästä, jota siellä on ollut aikoinaan tai mahdollisesti on edelleen.

Sitä kulkija tekee kuudella tutkimuslaitteella. Tärkeimmät ovat varmaankin kamerat, joista yksi näkee useita erilaisia aallonpituuksia ja voi toimia ikään kuin yksinkertaisena spektrometreinä, ja toisen päätarkoitus on avustaa kulkijaa liikkumisessa Marsin pinnalla.

Lisäksi kulkijassa on maatutka, joka pystyy sondaamaan pinnanalaisia rakenteita aina noin sadan metrin syvyyteen, magneettikenttämittari, sääasema ja pinnan koostumusta tutkiva laitteisto.

Kulkija on siinä mielessä yksinkertainen, että sillä ei ole Nasan kulkijoiden tapaan robottikättä , jolla se voisi koputella ja mutustella Marsin pintaa. Monissa tapauksissa kuitenkin jo kiinnostavan kohteen luokse meneminen ja sen kuvaaminen läheltä on riittävää.

Nasan MER-kulkija Marsissa vuonna 2004.
Nasan vuonna 2003 Marsiin laukaisemat kaksi kulkijaa Spirit ja Opportunity aloittivat rullailun Marsin pinnalla ja todistivat, että siten saadaan paljon hyviä tuloksia. Kaksikko on monessa mielessä mullistanut sen, mitä tiedämme ammoisista olosuhteista punaisen planeetan pinnalla: se on ollut vetinen ja siellä on ollut elämän synnylle otolliset olosuhteet. Kiinalaiskulkija on hyvin paljon näiden kaltainen periaatteeltaan ja kooltaan. Nasan MER-kulkija Marsissa vuonna 2004. Kuva: Nasa Mars (planeetat),Nasa,avaruusluotaimet,Spirit,Opportunity

Kiinan Mars-lennoilla on yllättävän pitkä historia

Kiinan tie Marsiin alkoi takkuisasti, sillä heidän Yinghuo-1 -luotaimensa päätyi Tyyneen valtamereen marraksuussa 2011. Kiinalaiset eivät kuitenkaan voi syyttää epäonnistumisesta itseään, sillä laite lähti matkaan venäläisen Fobos-Grunt -luotaimen mukana, sen oheishyötykuormana.

Luotaimen laukaisu epäonnistui siten, että luotainta kuljettaneen raketin ylin vaihe ei onnistunut sysäämään sitä toivotulla tavalla planeettainväliselle siirtoradalle Maata kiertämästä. Fobos-Grunt jäi nalkkiin radalle, jolla se oli tuhoon tuomittu: luotain putosi lopulta kiinalaisten kyytiläinen mukanaan Maahan ja tuhoutui.

Heti sen jälkeen Kiinassa alettiin hahmotella omaa lentoa Marsiin. Se hyväksyttiin virallisesti tehtäväksi vuonna 2016, ja siitä alkaen Kiinassa on suunniteltu ja rakennettu nyt lähes lähtövalmiit luotain ja laskeutuja.

Byrokraateille tiedoksi, että ne on valmistanut Kiinan avaruus- ja ilmailualan tieteen ja teknologian yhtiö CASC Kiinan kansallisen avaruustiedekeskuksen NSSC valvonnassa, ja koko projektista vastaa Kiinan kansallinen avaruushallinto CNSA. Himmelin päällä istunee ainakin virallisesti itse Xi Jinping.

Tianwen-1 laskeutumassa Marsiin (piirros)
Tianwen-1:n laskeutuja lähestymässä Marsin pintaa kulkija mukanaan. Tianwen-1 laskeutumassa Marsiin (piirros) Kuva: CNSA Tianwen-1,Mars (planeetat),Kiina,avaruustutkimus,avaruuslennot

Hankkeessa on avustanut myös Pekingin avaruusmekaniikan ja sähkötekniikan instituutti, joka on mm. testannut laskeutujaa ja sen systeemeitä. Instituutti on esimerkiksi tehnyt laskeutujalla simulaatioita, joilla on testattu laskeutumisen aikana käytettävää kuvatunnistusohjelmistoa, joka osaa – ainakin periaatteessa – viedä laskeutujan juuri oikeaan paikkaan Utopia-tasangolla.

Paikka on Marsin suurin törmäysalue, noin 3300 kilometriä halkaisijaltaan oleva allas, jonka pohja on varsin tasainen ja laskeutumiseen hyvin sopiva. Sen pinnan alla on todennäköisesti paljon jäätä, mistä eräänä merkkinä ovat laajat ikijään mahdollisesti aikaan saamat muodostelman. Osa niistä muistuttaa maapalloltakin tuttuja pingoja, mineraalikumpuja, jonka sisus on jäätä.

Tasanko on siis sopivan turvallinen laskeutumiseen, mutta samalla kiinnostava tutkimuksen tekemiseen. Kuten aina laskeutumispaikkoja valittaessa, turvallisuudesta vastaavat insinöörit ja tieteellisiä löytöjä janoavat tutkijat ovat napit vastakkain, ja lopullinen valinta on jotain sellaista, minkä kummatkin voivat hyväksyä.

Nasan Viking-2 laskeutui Utopia Planitialle vuonna 1976.
Nasan Viking-2 laskeutui Utopia Planitialle vuonna 1976. Alue on kuitenkin varsin suuri, ja sillä on erilaisia maisemia. Tasaista on kaikkialla. Nasan Viking-2 laskeutui Utopia Planitialle vuonna 1976. Kuva: Nasa Mars (planeetat),Nasa,Viking 2

Alun perin kiinalaiset ajattelivat laskeutua joko Chrysen tasangolle (Chryse Planitia) tai Elysiumvuorille (Elysium Mons), jotka ovat hieman eri puolilla planeettaa ja kukin eri syistä kiinnostava, mutta kansainvälisen koordinoinnin jälkeen Tianwen-laskeutujan kohdevaihtoehdoiksi valittiin kaksi Utopia-tasangon kolkkaa. Näistä lopullisesti valitaan toinen kenties vasta kiertoradalta luotaimen tekemien havaintojen perusteella.

Kumpikin näistä Utopian laskeutumisalue-ehdokkaista on kooltaan noin 100 x 40 kilometriä, eli laskeutujalla yritetään kunnianhimoisesti tähdätä varsin tarkasti rajattuihin, kiinnostaviin paikkoihin Utopia-tasangolla.

Jättiraketilla matkaan

Tianwen-1 laukaistaan matkaan kiinalaisten uusimmalla ja suurimmalla raketilla. Pitkä Marssi 5 -raketti ei kansainvälisesti ole kaikkein ärein kantoraketti, mutta varsin kunnioitusta herättävä: se pystyy nostamaan avaruuteen 25 tonnia, eli hieman enemmän kuin eurooppalainen Ariane 5, mutta olennaisesti vähemmän kuin SpaceX:n (siis Elon Muskin yhtiön tekemä) Falcon Heavy.

Falcon Heavy on tällä hetkellä suorituskykyisin kantoraketti, ja sen työtä jatkanee parin vuoden sisällä vieläkin voimakkaampi Starship, jonka koekappaleen testit jatkuvat parhaillaan Yhdysvalloissa.

Kiinalle raskaan kantoraketin tekeminen on kuitenkin suuri askel eteenpäin, sillä he pystyvät nyt laukaisemaan esimerkiksi tulevan avaruusasemansa suuria moduuleita kokonaisina avaruuteen.

Long March 5, eli Pitkä marssi 5, on Kiinan järein kantoraketti.
Long March 5, eli Pitkä marssi 5, on Kiinan järein kantoraketti. Long March 5, eli Pitkä marssi 5, on Kiinan järein kantoraketti. Kuva: CAST Pitkä marssi 5,Kiina,Kantoraketti

Myös uuden avaruuslentäjien kuljettamiseen tarkoitetun avaruusaluksen taannoinen lento tehtiin Pitkä Marssi 5:llä, ja sen erästä versiota tullaan käyttämään taikonauttien lähettämiseen.

Tulevan, järjestyksessään jo kolmannen kiinalaisen avaruusaseman rakentaminen alkaa näillä näkymin ensi vuoden alussa. Kun taikonautit suuntaavat Kuuhun, niin kyytiä antaa todennäköisesti myös Pitkä Marssi 5.

Kiinalla on myös vakaasti aikomuksena tuoda näytteitä Marsista Maahan. Tämä ei ole helppoa, mutta samalla se on seuraavasti niin sanotun avaruuskilpailun seuraava konkreettinen palkinto: ei ole lainkaan mahdotonta, että kiinalaiset pokkaavat sen 2030-luvun alussa, tai jo aiemmin.

Tilanteesta tekee erityisen jännän se, että kesällä myös laukaistava Nasan seuraava kulkija, Perceverance, tulee valmistelemaan näytteenhakulentoa keräämällä kiinnostavia kauhallisia Marsin pinnalta pieniin kapseleihin, joita se pudottelee jälkeensä kuin koirat jättävät matkalleen papanoita.

Ne voidaan myöhemmin käydä hakemassa Maahan, mutta näille lennoille ei ole vielä rahoitusta.

Nyt kuitenkin jäämme jännittämään sitä, miten luotainten laukaisut heinäkuussa sujuvat. Iso peukku kaikille!

Nasan Perceverance -kulkija.
Nasan Perceverance on kuvassa käymässä läpi viimeisiä testejään. Siinä missä kiinalaiskulkija on ostoskärryn kokoinen, on tämä mopoauton luokkaa. Jos Marsissa olisi astronautteja, voisivat he jopa ajella tällä – paitsi että aika saattaisi käydä pitkäksi, koska kulkijan huippunopeus on 0,152 km/h. Nasan Perceverance -kulkija. Kuva: Nasa Nasa,Mars (planeetat),avaruusluotaimet