Mars Express -luotaimen tutka valmiina käyttöön

MARSIS-tutkassa (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) on kolme antennia: kaksi 20-metristä dipoliantennia ja yksi 7-metrinen monopoli-antenni, joka on kohtisuorassa kahteen muuhun antennipuomiin nähden. MARSIS on ensimmäinen tutka, jolla voidaan tutkia Marsin pinnan alla olevia kerroksia.

Tutka-antennien vaativa avaaminen kolmessa vaiheessa ja luotaimen toimintatestit tehtiin 2. toukokuuta ja 19. kesäkuuta välisenä aikana. Ensimmäisen antennin avaus saatiin päätökseen 10. toukokuuta. Osittain suljettuun asentoon alkujaan jumiutunut antenni saatiin liikkumaan, kun sen niveliä lämmitettiin auringonvalossa.

Ensimmäisen antennin avaamisen aikana saatujen kokemusten perusteella toinen 20-metrinen antennipuomi saatiin onnistuneesti auki 14. kesäkuuta. Sen jälkeen ESAn lennonjohto, joka toimii Darmstadtissa Saksassa sijaitsevassa avaruusoperaatiokeskuksessa (ESOC), käynnisti kolmannen antennin avauksen 17. kesäkuuta. Operaatiota ei pidetty kriittisenä, ja se sujuikin jouhevasti suunnitelmien mukaan.

MARSIS-tutkan kykyä lähettää radioaaltoja avaruudessa testattiin ensi kerran 19. kesäkuuta, kun mittauslaite kytkettiin toimintaan ja se läpäisi lähetystestin.

Laite lähettää yöllä Marsin pintaa kohti suunnatun, koodatun radioaaltovuon ja analysoi radioaaltojen erilaiset kaiut. Niistä tiedemiehet voivat päätellä planeetan pintaa ja pinnanalaista rakennetta koskevia seikkoja. Ensisijaisesti etsitään vettä. MARSIS osaa paljon muutakin: samalla menetelmällä voidaan päiväsaikaan tutkia ylemmän kaasukehän rakennetta.

Ennen tieteellisen havainnoinnin aloittamista MARSIS-tutkalla on käyttöönottovaihe. Tämä rutiinitoimenpide tehdään aina kaikille avaruusalusten mittauslaitteille, ja se on välttämätön suorituskyvyn testaamiseksi todellisilla, luonnollisessa ympäristössä sijaitsevilla kohteilla. Tässä tapauksessa käyttöönottovaihe kestää kymmenisen päivää eli 38 kierrosta. Se alkaa 23. kesäkuuta ja päättyy 4. heinäkuuta.

Käyttöönottovaiheen ajaksi MARSIS suunnataan suoraan alaspäin (nadiiripistesuuntaus), jolloin luotain tarkkailee Marsia niissä elliptisen kiertoratansa kohdissa, joissa se on lähinnä planeetan pintaa. Tässä vaiheessa se tutkii Marsia alueella 15° eteläistä ja 70° pohjoista leveyttä. Alueella on monia mielenkiintoisia kohteita, kuten pohjoiset tasangot ja Tharsisin alue, joten jo nyt alkuvaiheessa on pieni mahdollisuus jännittäviin löytöihin.

Kun käyttöönottovaiheen toiminnot loppuvat 4. heinäkuuta, aloittaa MARSIS varsinaisen tieteellisen havainnoinnin. Aluksi se toimii luotaustilassa ja havainnoi Marsin yöpuolta. Näin saadaan havaintoja syvältä pinnan alta, koska yöllä Marsin ionosfääri ei häiritse matalataajuisia signaaleja, joilla päästään mittamaan planeetan pinnan alle jopa 5 km:n syvyyteen.

Heinäkuun puoleenväliin saakka tutkalla tutkitaan kaikki pituusasteet välillä 30° eteläistä ja 60° pohjoista leveyttä nadiirisuuntausmenetelmää käyttäen. Tällä alueella, jolla sijaitsevat laakeat pohjoiset tasangot, on joskus voinut olla suuret määrät vettä.

MARSIS-tutkan toimintakorkeus on pinnanalaisessa luotauksessa enintään 800 km ja ionosfääriä tutkittaessa enintään 1200 km. Heinäkuun puolestavälistä alkaen kiertoradan lähin piste siirtyy Marsin päiväpuolelle ja pysyy siellä joulukuulle saakka. Tässä vaiheessa pinnanalaisia kerroksia tutkitaan lähelle pintaa jäävillä korkeataajuisilla radioaalloilla sekä aloitetaan kaasukehän luotaus.

“MARSIS-tutkan kaltaisen, avaruudessa nyt ensimmäistä kertaa käytettävän mittauslaitteen toimintaan liittyvien erilaisten teknisten haasteiden voittaminen on ollut mahdollista Atlantin vastakkaisilla puolilla työskentelevien asiantuntijoiden saumattoman yhteistyön ansiosta,” ESAn tiedeohjelman johtaja David Southwood toteaa. “Panostus on todellakin kaiken vaivan arvoinen, koska MARSIS on nyt käytössä, ja mitä tahansa me sen avulla löydämmekin, liikumme aivan uudella alueella. ESAn Mars Express kuuluu todellakin merkittävimpiin tähän mennessä toteutettuihin tieteellisiin Mars-operaatioihin,” Southwood tiivistää.

Huomautus toimittajille

MARSIS-tutkalaitteisto on kehitetty Italiassa, Rooman yliopistossa, yhteistyössä Pasadenassa Kaliforniassa sijaitsevan NASAn Jet Propulsion Laboratoryn (JPL) kanssa. Tutkaryhmän johtajana toimii professori Giovanni Picardi. Tutkalaitteisto on ensimmäinen, joka pystyy tutkimaan Marsin pinnanalaista rakennetta matalataajuisin radioaalloin, jotka heijastuvat eri aineiden kerrostumista eri tavoin. Ensisijaisiin tavoitteisiin kuuluu pinnan alla mahdollisesti olevan jäätyneen veden havaitseminen ja sedimenttikerrosten alla olevien maalajien arviointi. Lisäksi MARSISin avulla suoritetaan suurimittakaavainen korkeudenmittauskartoitus ja hankitaan tietoja planeetan ionosfääristä, koska myös tämä sähköisesti varautunut ylemmän kaasukehän osa heijastaa radioaaltoja.

Mars Express laukaistiin 2. kesäkuuta 2003 ja saapui punaisen planeetan kiertoradalle joulupäivänä samana vuonna. MARSISin kolme antennia aiottiin avata huhtikuussa 2004, luotaimen käyttöönottovaiheen lopuksi. Tietokonesimulaatiot kuitenkin osoittivat, että antennipuomit saattavat ruveta heilumaan ja vahingoittaa alusta ja mittauslaitteita avaamisen aikana. Siksi ESA lykkäsi avaamista, kunnes puomien toimittaja (JPL) ja avaruusaluksen vastaava valmistaja (ranskalainen Astrium) olivat tehneet ESAn asiantuntijoiden kanssa lisää analyyseja ja simuloineet puomien käyttäytymistä ja mahdollista kosketusta alukseen niiden avaamisen aikana. Kun avaamiseen liittyvän riskin suuruus oli arvioitu ja selvitetty ratkaisuvaihtoehdot, ESA päätti avata MARSIS-tutkan antennit toukokuussa 2005.

Lisätietoja:

Fred Jansen
ESA, Mars Express Mission Manager
Sähköposti: fjansen @ rssd.esa.int

Agustin Chicarro
ESA, Mars Express Project Scientist
Sähköposti : agustin.chicarro @ esa.int

ESAn lehdistöosasto
Puhelin : +33(0)1.53.69.7155
Faksi : +33(0)1.53.69.7690