Tutkimusta kolmella toimialalla

Meteorologian ja meritieteen tutkimusohjelmassa tehdään meteorologista, ilmakehätieteellistä ja fysikaalista meritieteellistä perus- ja soveltavaa tutkimusta. Tutkimuskohteina ovat muun muassa eri aikaskaalojen ennustemallit, tutkimusaloihin liittyvät tieteelliset sovellukset ja kaukokartoitushavainnot sekä ilmastonmuutoksen vaikutukset ja niihin sopeutuminen.
 
Ilmastontutkimusohjelmassa tehdään ilmastojärjestelmän eri osiin liittyvää perus- ja soveltavaa tutkimusta. Tutkimuksen kohteina on erityisesti mennyt, nykyinen ja tuleva ilmasto sekä ilmakehän koostumus ja sen vaikutukset ilmastonmuutokseen ja ilmanlaatuun. Osa ohjelman työntekijöistä työskentelee Kuopion toimipisteessä.
 
Avaruus- ja kaukokartoituskeskus vastaa polaarialueiden ja lähiavaruuden tutkimuksesta ja toimintaan liittyvästä teknologian kehittämisestä. Tutkimuksen kohteina ovat erityisesti arktinen tutkimus sekä kaukokartoitus, uudet havaintomenetelmät ja avaruus. Avaruus- ja kaukokartoituskeskukseen kuuluvat Arktinen avaruuskeskus ja Sodankylän toimipiste.

Tiedeuutiset

Vuosittain julkaisemme noin 300 kansainvälisesti ennakkotarkastettua julkaisua.

Tiedeuutisissa kertomme Ilmatieteen laitoksen tutkimuksista ja niiden tärkeimmistä tuloksista kansantajuisesti.

« Takaisin

Mars MetNet -laskeutuja – Uudentyyppinen Mars-tutkimusalus

Mars MetNet -laskeutuja – Uudentyyppinen Mars-tutkimusalus

Marsin kaasukehän ymmärtäminen vaatii meteorologisten havaintoasemien verkon muodostamista Marsin pinnalle, aivan kuten Maassakin. Ilmatieteen laitos on yhteistyössä venäläisten ja espanjalaisten tutkimuslaitosten kanssa kehittänyt keveän Mars MetNet -laskeutujan, jota voidaan hyödyntää monipuolisesti Marsin kaasukehän tutkimuksessa.

"MetNet -aluksen hienous on siinä, että se kykenee viemään Marsin pinnalle monipuolisen hyötykuorman pienellä kokonaismassalla. Kuvaavaa on  se,  että tälläkin hetkellä Marsin pinnalla  taivaltava Spirit-kulkija vaatii  Marsiin  lennätettäessä  saman  massan kuin noin kymmenen MetNet -alusta", tutkija Ari-Matti Harri tiivistää.   MetNet-ohjelman    tavoitteena  on  lopulta  saada aikaan Marsin pinnalle 10-20 havaintoaseman verkosto. Tämä vaatii yhteistyötä avaruusjärjestöjen kanssa. Nämä neuvottelut ovat käynnissä.

MetNetin kärkiosa porautuu Marsin pintakerrokseen

MetNet -aluksen laskeutumisjärjestelmä perustuu auki puhaltuviin aerodynaamisiin rakenteisiin. Ne sisältävät erillisen hypersoonisen hidasterakenteen, joka toimii samalla lämpökilpenä, sekä alisoonisen vaiheen aikana käytettävän lämpökilpeä leveämmän toroidin muotoisen auki puhaltuvan hidastimen. Lämpökilven ulkoreuna kuumenee kaasukehään saapumisen alkuvaiheessa tuhansien asteiden kuumuuteen. Kilpi on päällystettu kuumuudessa höyrystyvällä materiaalilla, mikä estää aluksen pintaosien lämpötilojen nousun liian korkealle. Näillä rakenteilla aluksen vauhti hidastetaan kaasukehään iskeytymisvauhdista (6000 m/s) noin 50-70 m/s vauhtiin lähellä Marsin pintaa. Tuolla nopeudella MetNet-alus iskeytyy Marsin pintaan ja samalla MetNetin kärkiosa tunkeutuu Marsin pintakerroksiin. Näin kulutetaan laskeutumisen loppuosan liike-energia (vauhtia 50-70 m/s), mistä osa kuluu myös aluksen sisällä olevan hyötykuormamodulin liukumiseen mekaanisesti muovautuvia tukia vasten. Tällä tavoin alus saadaan myös haluttuun ylöspäin suuntautuvaan asentoon.

MetNet -aluksen massa kaasukehään iskeydyttyessä on noin 22 kg. Aluksen sisäosissa on hyötykuorma, jonka massa mekaanisine tukirakenteineen saa olla noin 4 kg.  Alus saa toimintavaiheen energiansa joustavista aurinkopaneeleista, joita on sijoitettu aluksen niihin osiin, jotka jäävät laskeutumisen jälkeen Marsin pinnalle. Energiaa saadaan kokonaisuudessaan noin 12 wh yhtä Marsin vuorokautta kohden. MetNetin toiminta on mitoitettu siten, että tuo energiamäärä riittää tieteellisiin havaintoihin, sekä havaintodatan lähettämiseen Marsia kiertävälle satelliitille. Tämä välittää tiedot edelleen Maahan.

Alustavana hyötykuormana on tutkimuslaitteita, jotka havainnoivat Marsin kaasukehän painetta, kosteutta, lämpötilaa usealla korkeudella, pölyn määrää sekä auringon säteilyä usealla spektrikanavalla. Tutkimuslaitteet mittaavat myös magneettikenttää ja ottavat valokuvia näkyvän valon ja infrapunan aallonpituusalueilla. Näiden havaintojen avulla voidaan tutkia Marsin kaasukehän rajakerroksen toimintaa, synoptisia kiertoliikkeitä, pilvisyyttä, kaasukehän pölyn määrää ja laatua, Marsin jäännösmagnetismia sekä auringon ja Marsin kaasukehän vuorovaikutusta.

MetNetin laskeutumisjärjestelmä sekä muut kriittiset osat on suunniteltu ja testattu labaratorioissa Marsin olosuhteissa. Tällä hetkellä yksi MetNet-alus on hyötykuormaa vaille valmiina Marsiin lentoa varten. MetNet -ohjelmassa kehitetään ja testataan tutkimuslaitteita ja niiden tieteellisiä operaatioita lähettämällä Marsiin MetNetin tutkimuslaitteita myös muiden Mars-ohjelmien avulla. Tästä ovat esimerkkeinä äärimmäisen hyvin onnistuneet kaasukehän paine- ja kosteushavainnot, sekä auringon säteilymittaukset Phoenix ja Mars Science Laboratory -ohjelmissa. Seuraavaksi MetNetin tutkimuslaitteiden tieteellisiä operaatioita koeajetaan NASAn Mars-2020 ja ESAn ExoMars-2020 ohjelmissa.

Lisätietoja: 

Tutkija Ari-Matti Harri, Ari-Matti.Harri@fmi.fi

Ari-Matti Harri1, Konstantin Pichkadze2, Lev Zeleny3, Luis Vazquez5, Walter Schmidt1, Sergey Alexashkin2, Oleg Korablev3, Hector Guerrero4, Jyri Heilimo1, Mikhail Uspensky1, Valery Finchenko2, Vyacheslav Linkin3, Ignacio Arruego4, Maria Genzer1, Alexander Lipatov3, Jouni Polkko1, Mark Paton1, Hannu Savijärvi8, Harri Haukka1, Tero Siili1, Vladimir Khovanskov2, Boris Ostesko2, Andrey Poroshin6, Marina Diaz-Michelena4, Timo Siikonen7, Matti Palin7, Viktor Vorontsov2, Alexander Polyakov2, Francisco Valero5, Osku Kemppinen1, Jussi Leinonen1, and Pilar Romero5Geosci. Instrum. Method. Data Syst., 6, 103-124, 2017 http://www.geosci-instrum-method-data-syst.net/6/103/2017/
doi:10.5194/gi-6-103-2017


Lisää tiedeuutisia arkistossamme

Yhteyshenkilöt

Tieteellinen johtaja Ari Laaksonen
puh. 029539 5530

Meteorologia ja meritiede:
Toimialajohtaja Sami Niemelä
puh. 029 539 4172

Ilmastontutkimus:
Toimialajohtaja Hannele Korhonen
puh. 029 539 2135

Avaruus- ja kaukokartoitus:
Toimialajohtaja Jouni Pulliainen
puh. 029 539 4701

Tiedeuutiset:
viestintäasiantuntija Eija Vallinheimo
puh. 029 539 2231