Ilmatieteen laitoksen laitteet lähtevät kohti Jupiterin jäisiä kuita
Kuva: ESA/ATGJUICE-luotain (Jupiter Icy Moons Explorer) on määrä laukaista avaruuteen 13. huhtikuuta Ranskan Guayanan avaruuskeskuksessa Kouroussa. Laukaisu on kellontarkkaa peliä: yhden päivän aikana laukaisun aikaikkuna on nimittäin vain yhden sekunnin mittainen.
Luotainta kuljettava Ariane 5 -kantoraketti on laukaistava Suomen aikaa kello 15.15.01, jotta luotain voi saada tarvitsemaansa lisävauhtia Maan kiertoliikkeeseen nähden oikeassa linjassa olevilta planeetoilta. Jos laukaisu ei ole mahdollista tuolla kellonlyömällä, sitä lykätään vuorokaudella.
Luotaimen matka Jupiteriin kestää kahdeksan vuotta. Vuodesta 2031 alkaen luotaimen mittalaitteet antavat tietoa Jupiterista ja sen lähiympäristöstä, josta on tällä hetkellä löydetty lähes sata kuuta.
PEP-hiukkasmittalaite poimii Jupiterin kuista pakenevia hiukkasia
Luotaimessa on yhteensä 12 eri mittalaitetta. Aalto-yliopisto ja Ilmatieteen laitos ovat olleet mukana rakentamassa PEP-mittalaitetta (Particle Environment Package). Suomalaisten käsialaa ovat laitteen keskustietokone ja sen käyttöjärjestelmä.
PEP-mittalaite tutkii kuiden ympärillä olevia sähköisesti varattuja ja sähköisesti neutraaleja hiukkasia. Mittaukset antavat tietoa kuiden pinnan ja sisäosien koostumuksesta. Lisäksi mittaukset antavat lisätietoa siitä, miten Jupiterin hiukkaset ovat muovanneet kuiden pintaa vuosimiljoonien saatossa.
Luotain ja sen mittalaitteet ovat tarvinneet vahvan metallisuojauksen Jupiteria kiertäviltä erittäin nopeilta hiukkasilta. Yksi PEP-mittalaitteen tietokoneen erityispiirteistä onkin avaruuskelpoisen, säteilynkestävän FPGA-mikropiirin sisälle toteutettu prosessori.
”Jupiterin ympäristön ankaran säteilyn siedon lisäksi kehittämämme ratkaisu mahdollisti myös PEP-laitteen vaatimat erityistoiminnot vähemmällä komponenttien määrällä ja virrankulutuksella”, kertoo Ilmatieteen laitoksen ryhmäpäällikkö Maria Genzer, joka on toiminut laitteen projektipäällikkönä.
Työ on jatkoa kolmelle samantyyppiselle mittalaitteelle, joiden rakentamiseen Ilmatieteen laitos on osallistunut toimittamalla niihin keskustietokoneen. ASPERA-mittalaite mittasi Marsia vuonna 1989. Tällä hetkellä ASPERA-3-mittalaite on Mars Express -luotaimessa ja tutkii Marsin kaasukehää. ASPERA-4-mittalaite Venus Express -luotaimessa puolestaan tutki Venuksen kaasukehää.
Ainutlaatuista tietoa elämän edellytyksistä Jupiterin kuissa
JUICE-luotaimen tekemien mittausten odotetaan tuottavan tietoa Jupiterin ja aurinkokunnan kehityksestä sekä elämän edellytyksistä Jupiterin kuissa. Luotaimen tutkimuskohteena kohteena on Jupiterin lisäksi sen neljä niin kutsuttua Galilein kuuta: Io, Ganymede, Callisto sekä erityisesti jäinen kuu Europa sekä sen pinnan alla oleva meri.
Hiukkassuihkut tekevät kuiden pinnasta epäotollisen elämälle. Sen sijaan kuiden sisällä oletettavasti kymmenien kilometrien paksuinen jääkerros ja valtameri tarjoavat suojaa mahdolliselle elämälle.
Luotain selvittää elämän edellytyksiä erityisesti Europa-, Ganymedes- ja Kallisto-kuissa, joiden jäisen kuoren alla uskotaan olevan valtameriä. Näihin vedestä muodostuneisiin valtameriin on liuennut mineraaleja kuiden kiinteistä sisäosista. Vuorovesivoimien antama lämpöenergia ja mineraalinen virtaava vesi tekevätkin kuista otolliset ympäristöt mahdolliselle Maan kaltaiselle elämälle aurinkokunnassamme.
Luotain tekee kaikkiaan 12 Ganymedes-kuun ohilentoa, joiden jälkeen se alkaa kiertää Ganymedesta. Tämä on ensimmäinen kerta, kun yksikään luotain kiertää jotain muuta kuuta kuin omaa kuutamme.
JUICE-luotaimen tutkimusmatka päättyy vuonna 2035, jolloin se lopulta iskeytyy Ganymedes-kuun pintaan.
Lisätietoja:
Ryhmäpäällikkö Maria Genzer, Ilmatieteen laitos, maria.genzer@fmi.fi
Tutkimusprofessori Ari-Matti Harri, Ilmatieteen laitos, puh. 050 337 5623, ari-matti.harri@fmi.fi
Professori Esa Kallio, Aalto-yliopisto, esa.kallio@aalto.fi