Koe uusi yle.fi

Cassini-luotain syöksyy Saturnuksen syleilyyn – kaksikymmentä vuotta kestänyt tutkimusmatka tulee tänään päätökseen

Miljardeja kilometrejä matkannut Cassini-luotain mullisti tietomme aurinkokuntamme ulkoplaneetoista.

Cassini-Huygens
Piirroskuva luotaimesta lähestymässä Saturnusta.
Taiteilijan näkemys paljon tietoa tuottaneesta Cassini-luotaimesta ja sen kohteesta, Saturnuksesta renkaineen ja kuineen. Nasa

Kolmetoista vuotta kaasujätti Saturnuksen kiertoradalla taivaltanut Cassini-luotain on kulkenut tiensä päähän. Kaikkien aikojen kallein avaruusluotain syöksyy suunnitellusti Saturnuksen kaasukehään tänään perjantaina iltapäivällä.

Cassinin loppunäytös käynnistyi jo huhtikuussa, kun luotain ohitti Titan-kuun 127:nnen ja viimeisen kerran. Viimeinen ohilento tapahtui vajaan tuhannen kilometrin päästä, jolloin Titanin painovoima muutti luotaimen lentorataa hienoisesti.

Tämä kurssimuutos aiheutti sen, että Saturnuksen uloimpien renkaiden kiertämisen sijaan Cassini aloitti viisi kuukautta kestäneen syöksyjen sarjan planeetan ja sen renkaiden välistä. Viimeinen syöksy vie Cassinin Saturnuksen kaasukehään, jossa luotain palaa kuin Maan ilmakehään syöksyvä meteori.

Cassini-luotain
Prisma Studion video tiivistää Cassini-luotaimen matkan kohokohdat.

Luotain tuhotaan, koska muuten jää riski, että se törmää johonkin Saturnuksen kuista ja saastuttaa ne maaperäisillä materiaaleilla.

"Kiistelty Cassini-luotain kohti Saturnusta"

Cassini-luotain laukaistiin matkalleen Kennedyn avaruuskeskuksesta Floridasta aikaisin aamulla 15. päivä lokakuuta 1997. Teknisten ongelmien ja kovan tuulen vuoksi laukaisu oli muutaman päivän myöhässä.

Kyseessä oli ja on yhä kaikkien aikojen kallein avaruusluotain. Yhdysvaltain avaruushallinnon Nasan, Euroopan avaruusjärjestön Esan ja Italian avaruushallinnon yhteishanke maksoi lähes neljä miljardia dollaria.

1970-luvulla laukaistujen Voyager-avaruusluotaimien ansiosta halu päästä tarkastelemaan aurinkokuntamme toiseksi suurinta planeetta ja sen kiehtovia kuita oli kuitenkin kasvanut niin suureksi, etteivät budjettileikkaukset ja politiikka estäneet ohjelman toteutumista.

Tosin vielä viime metreillä eurooppalaiset joutuivat painostamaan presidentti Bill Clintonin hallintoa, jotta Yhdysvallat pysyy mukana ohjelmassa.

Pyörremyrsky Saturnuksen pohjoisnavalla.
Nasan 29. huhtikuuta julkaisema Cassini-luotaimen erikoiskameran ottama kuva Saturnuksen pohjoisnavalla olevasta pyörremyrskystä. Kuva on koostettu useasta valon eri aallonpituuksilla otetusta kuvasta.Nasa

Laukaisua seuraavana päivänä Helsingin Sanomat uutisoi: "Kiistelty Cassini-luotain kohti Saturnusta". Kiistely koski luotaimen polttoaineena toimivaa plutoniumia, jonka ydinvoimanvastustajat pelkäsivät leviävän ympäri maapalloa, jos luotain syöksyisi ilmakehään lentäessään Maan ohi muutaman vuoden kuluttua.

Suuren kokonsa vuoksi Cassinia ei nimittäin voitu Voyager-luotaimien lailla suunnata suoraan Saturnusta kohti kulkevalle lentoradalle. 2 500- kiloinen luotain ammuttiin ensin kohti Venusta, jonka ohi se lensi ensimmäisen kerran huhtikuussa 1998. Vuotta myöhemmin Cassini kävi toisen kerran ottamassa lisävauhtia Venuksesta, minkä jälkeen matka jatkui Maan ja Jupiterin ohi kohti määränpäätä.

Törmäystä Maan ilmakehään ei tapahtunut, ja vajaan seitsemän vuoden ja 3,4 miljardin kilometrin jälkeen luotain asettui Saturnuksen kiertoradalle heinäkuussa 2004. Cassinista tuli ensimmäinen Saturnuksen kiertoradalle asettunut luotain.

Uusia kuita ja havaintoja elämän edellytyksistä

Cassinin oli alun perin tarkoitus tutkia Saturnusta ja sen kuita neljän vuoden ajan. Erinomaisten tulosten innoittamina avaruusohjelmaa päätettiin kesällä 2008 jatkaa kahdella vuodella. Myöhemmin lisäaikaa tuli vielä seitsemän vuotta.

Cassinin ansiosta olemme päätelleet Saturnuksen renkaiden olevan miljardeja vuosia vanhoja. Tiedämme, että Enceladus-kuun jäisen pinnan alla velloo meri ja pintajään raoista suihkuaa geyshirien lailla vesihöyryä ja kaasuja avaruuteen.

NASAN Cassini-avaruusalukselta otettu valokuva Saturnuksen renkaasta ja Maasta.
Nasan Cassini-luotaimen ottama valokuva Saturnuksen renkaasta ja Maasta. Maa on merkitty kuvaan nuolella. Kuva on otettu heinäkuun 19. päivänä.NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Olemme löytäneet uusia Saturnuksen kuita ja onnistuneet ratkaisemaan monia niihin liittyviä mysteerejä. Olemme saaneet henkeäsalpaavia kuvia aurinkokunnastamme ja tietomme ulkoplaneetoista on moninkertaistunut.

– Oikeastaan se on mullistanut meidän ajatusmaailmamme ja tieteellisen kuvan siitä, mitä näillä ulkoplaneetoilla on. Ennen Cassinia tietomäärämme niistä oli oikeastaan aika rajallinen. Nyt se on moninkertainen juuri Cassini-ohjelman myötä, sanoo Ilmatieteen laitoksen avaruustutkija Ilkka Sillanpää.

Sillanpää työskenteli vuosina 2008–2016 Cassini-projektin parissa texasilaisessa tutkimusyrityksessä. Jo ennen sitä hän oli verrannut väitöskirjassaan Cassinin Titan-kuusta lähettämää dataa Ilmatieteen laitoksella kehitettyyn malliin, joka tutki planeettojen vuorovaikutusta ympäröiviin hiukkasiin ja magneettikenttiin.

Avaruustutkija Ilkka Sillanpää.
Avaruustutkija Ilkka Sillanpää.Tanja Heino / Yle

Cassinin ja sen kuljettaman, Titanin pinnalle laskeutuneen Huygens-laskeutujan tuottamia mittaustuloksia on Ilmatieteen laitoksen lisäksi analysoitu Oulun yliopistossa. Cassinin plasmamittauslaitteessa on VTT:n teknologiaa sisältäviä osia ja Huygensin painemittauslaite on Ilmatieteen laitokselta.

Sillanpää uskoo, että mahdollisuus työskennellä Cassini-ohjelman parissa aukesi osittain suomalaisten maineen vuoksi.

Tutkittavaa pitkäksi aikaa

Saturnuksen kiertoradalla viettämiensä 13 vuoden aikana Cassini lähetti Maahan yli 600 gigatavua tieteellistä dataa, jonka pohjalta on tähän mennessä julkaistu jo lähes 4 000 tutkimusta. Sillanpään mukaan tutkittavaa riittää vielä pitkäksi aikaa.

Yksi kiinnostavimmista kohteista on Saturnuksen suurin kuu Titan. Halkaisijaltaan vajaat 5 200 kilometriä leveä Titan on aurinkokuntamme ainoa kuu, jolla on kaasukehä. Sen pinnalla läikehtivät metaanijärvet, ja sen uskotaan jossain määrin muistuttavan alkuaukojen Maata.

– Kun me tutkimme yhä uusia planeettoja ja nyt tätä planeetan kokoista kuuta Titania, se auttaa meitä ymmärtämään, kuinka monimuotoisia planeetat ovat, ja myös niiden ilmastoja. Minun mielestäni sillä on myös vaikutusta siihen, että voimme paremmin ymmärtää, kuinka ilmasto muuttuu ja voi muuttua myös Maassa, Sillanpää pohtii.