Paula-Christiina Wirtanen:

Apollo-ohjelman kuumatkat saivat huikean päätöksen Apollo 17:n myötä. Tästä toistaiseksi viimeisestä vierailusta Kuun pinnalle tuli joulukuussa 2022 kuluneeksi 50 vuotta.

Kuva 1. Miehitettyjen Apollo-lentojen laskeutumisalueet Kuussa. Apollo 17 laskeutui Mare Serenitatiksen tuntumaan Taurus–Littrowin laaksoon. Kuva: Nasa. Napsauttamalla saat artikkelin kuvat suuremmiksi.

Jo vuonna 1970 Kuuhun laskeutuvien lentojen tulevaisuus näytti synkältä. Alkuvuodesta viimeinen suunniteltu lento, Apollo 20, oli peruutettu ja syksyllä 1970 ilmoitettiin myös kahden sitä edeltävän lennon peruuttamisesta. Viimeiseksi lennoksi jäisi siis Apollo 17. [1]

Lennon komentajaksi valittiin loppujen lopulta Eugene “Gene” A. Cernan (1934–2017), joskin aiemmin Apollo 12:n komentomoduulin pilottina toiminut ja Apollo 18:n komentajaksi nimetty Richard F. Gordon oli ehdolla.

Gene Cernan syntyi 14.3.1934 Chicagossa. Suoritettuaan sähkötekniikan opinnot hänestä tuli laivaston koelentäjä. Astronautiksi hänet valittiin Nasan kolmanteen astronauttiryhmään (The Fourteen) vuonna 1963. Samassa ryhmässä uransa astronautteina aloittivat myös muun muassa Apollo 15:n komentaja David Scott, Apollo 11:n Buzz Aldrin ja Michael Collins sekä Apollo 1:n harjoituksissa tapahtuneessa tulipalossa menehtynyt Roger Chaffee.

Ensimmäisen avaruuslentonsa Cernan teki yhdessä Thomas Staffordin kanssa Gemini IX:llä kesäkuussa 1966. Tuolla lennolla harjoiteltiin muun muassa telakoitumista toiseen alukseen. Stafford ja Cernan lensivät seuraavan kerran avaruuteen Apollo 10 -lennolla, testaten kuumoduulilla laskeutumista Kuun kiertoradalla. Komentoaluksen pilottina lennolla toimi John Young. Nyt, viimeisellä Kuuhun matkaavalla Apollolla, Cernan pääsisi laskeutumaan Kuun pinnalle saakka. Apollo 17 oli hänen kolmas ja viimeinen avaruuslentonsa. Sekä laivastosta että Nasasta hän eläköityi vuonna 1976 ja kuoli 82-vuotiaana 16.1.2017.

Komentomoduulin pilotiksi nimettiin Nasan viidenteen astronauttiryhmään vuonna 1966 mukaan valittu Ronald E. Evans (1933–1990). Tällä ainoaksi jääneellä avaruuslennollaan hän kiersi komentomoduuli Americassa Kuun kiertoradalla tehden tutkimuksia ja mittauksia, eikä laskeutunut Kuun pinnalle. Evans eläköityi Nasasta vuonna 1977 ja menehtyi sydänkohtaukseen 56-vuotiaana 7.4.1990.

Kuva 2. Kuva 2. Harrison Hagan “Jack” Schmitt. Kuva: Nasa/S71-52260.

Tiedeyhteisön tavoitteena oli saada Kuun pinnalle myös ammattigeologi, ja Apollo 18:n kuumoduulin pilotiksi valittu Harrison “Jack” H. Schmitt (s. 1935) siirrettiin tehtävään Apollo 17 -lennolle. Schmitt syntyi 3.7.1935 New Mexicossa ja hän opiskeli geologiaa California Institute of Technologyssä (Caltech) ja Oslon yliopistossa valmistuen lopulta filosofian tohtoriksi Harvardin yliopistosta vuonna 1964. Nasaan hän tuli vuoden 1965 tiedemiesastronauttiryhmässä ja ennen lentoaan Schmitt oli valmentanut lukuisia astronautteja kenttägeologiassa.

Schmitt jäi eläkkeelle Nasasta vuonna 1975 ja siirtyi politiikkaan toimien myös senaattorina. Hän on edelleen elossa ja täytti viime heinäkuussa 87 vuotta. Apollo 17 oli hänen ainoa avaruuslentonsa.

Kuva 3. Apollo 17:n miehistö kaksi kuukautta ennen lähtöään pitkälle matkalle. Kuuautossa istuu komentaja Cernan, takanaan vasemmalla Jack Schmitt ja oikealla Ron Evans. Taustalla odottaa Apollo 17 lähtövalmiina. Kuva: Nasa.

Apollo 17:n kohtalo ei sekään ollut varma: lennosta haluttiin menestys ja vakava onnettomuus viimeisellä lennolla oli asia, jota ei toivottu. Cernan sai neuvoksi “olla ottamatta turhia riskejä ja palata elossa kotiin”. Väitetään, että jotkut Nasan johdossa olisivat mielellään peruuttaneet tämän viimeisenkin lennon varmuuden vuoksi. [2]

Laskeutumispaikan valinta aiheutti sekin tuskaa, koska jäljellä oli enää yksi lento. Paikaksi valittiin helmikuussa 1972 Taurus–Littrowin laakso. Tämä nimettiin sekä lähellä olevan Taurus-vuoriston että Littrow-kraatterin mukaan.

Alueen geologia on monipuolinen, ja sieltä saisi näytteitä sekä mare-basalteista, breksiasta että ylänköalueiden kivistöstä. Paikan valintaan vaikuttivat osittain Apollo 15:n kiertoradalta ottamat kuvat, joiden perusteella alueelta löytyisi myös kenties jälkiä Kuun geologisessa aikaskaalassa äskettäin tapahtuneesta vulkaanisesta toiminnasta [3, 4].

Lähtölaukaisu pimeässä

Suunniteltu laskeutumispaikka Kuussa edellytti laukaisua yöllä. Lähdön piti tapahtua iltakymmenen aikoihin, mutta lähtölaskennan ongelmien takia se siirtyi myöhemmälle. Apollo 17 lähti matkaan 7. joulukuuta 1972 kello 0.33 Itärannikon aikaa (Suomessa kello oli 7.33 aamulla). Näyttävän yölähdön ansiosta raketin nousua saattoi seurata laajalta alueelta. [5]

Kuva 4. Lähtö kohti Kuuta pimeässä. Apollo 17:n komentoalus tunnettiin nimellä America ja kuumoduuli nimellä Challenger. Kuva: Nasa/S72-55070.

Kuva 5. Evans ja Cernan komentoaluksessa. Kuva: Nasa / AS17-162-24053 / Harrison Schmitt.

Laskeutuminen Kuun pinnalle tapahtui 11.12.1972 kello 21.24 Suomen aikaa, ja J-sarjan lentojen [6] tapaan myös kuuauto oli mukana tälläkin kerralla.

Tarkoitus oli suorittaa kolme tutkimusretkeä ja saada lennosta arvokas päätös Apollo-ohjelmalle. Ennätyksiä rikottiinkin: Apollo 17 oli pisin kaikista Apollo-lennoista kestäen yhteensä 12 vrk 13 h 51 min 59 s. Kuuautolla matkaa kertyi 35,7 kilometriä, ja Maahan saatujen kuuperänäytteiden määrä oli aiempaa suurempi. Onkin sanottu, että Apollo 17 oli lento, josta Kuun tutkimisen piti toden teolla alkaa sen sijaan, että se jäisi viimeiseksi. [7]

Kuva 6. Gene Cernan kuumoduulin sisällä. Apollo 17:n kuumoduuli Challenger oli ainoa kuumoduuli, jonka ikkunasta saattoi lepäillessään ihailla Maata [8]. Kuva: Nasa / AS17-145-22224 / Harrison Schmitt.

MacGyver ja rikkoutunut lokasuoja

Gene Cernan laskeutui Kuun pinnalle yhdentenätoista ihmisenä neljä tuntia laskeutumisen jälkeen. Harrison Schmitt seurasi hieman myöhemmin perässä. Ensimmäinen EVA (Extravehicular activity, aluksen ulkopuolinen toiminta) jäi matkan osalta lyhyemmäksi, koska tutkimuslaitteiston pystyttäminen sekä kuuauton valmiiksi saattaminen vei aikaa. Kaiken lisäksi kuuauton kanssa tuntui olevan ongelma: Cernan vahingossa rikkoi kuuauton lokasuojan ja hätäkorjaus ei tuntunut kestävältä.

Periaatteessa pieni ongelma – täällä Maan päällä! Kuun olosuhteissa lokasuojan puuttuminen kuitenkin tarkoittaisi kuuperän valtavaa pölyämistä ilmakehättömässä ympäristössä pelkästään astronauttien päälle ja aivan kaikkialle muuallekin. No mutta, heillähän oli avaruuspuvut. Mutta nekin ovat tarkoituksella vaaleita ja lämpöä heijastavia. Lämmönsäätely ei toimisi, jos valtava kerros varsin tummaa kuupölyä olisi niissä kuorrutuksena.

Myös kuuauton akut peittyisivät kuupölyyn ja kuumenisivat liikaa. Vaarana oli, että kuuautoa ei voisikaan käyttää, vaan kuukävelyt tehtäisiin kirjaimellisesti kävelemällä. Tutkittava alue jäisi silloin paljon suppeammaksi.  Onneksi astronauteilla oli mukanaan ilmastointiteippiä – ja sopivaa pahvia. Kuulostaako MacGyverin ratkaisulta?

Joka tapauksessa varamiehistön komentajana toiminut John Young vietti yön Houstonin avaruuskeskuksessa avaruuspuvussa ja kuumoduulin tarvikkeiden kanssa miettien ratkaisua. Ja sellainen löytyikin. Kömpelöistä avaruuskäsineistä huolimatta oli mahdollista korvata lokasuoja ilmastointiteipin sekä jo käytetyn kartan avulla onnistuneesti, ja näin tehtävä saattoi jatkua suunnitellusti. Tämä korjaus kestikin loppumatkan ajan. [9, 10]

Ensimmäisen päivän ja yli seitsemän tunnin pinnalla olon jälkeen astronautit päättivät hieman keventää tunnelmaa ja katsoivat ansainneensa hieman huvia. Schmitt aloitti laulamalla The Fountain in the Park -kappaletta sanoilla “I was strolling on a Moon one day…” Cernanin liittyessä mukaan “In the merry, merry month of…” niin, alkuperäinen laulu kertoi toukokuusta, mutta nyt elettiin joulukuuta, joten laulu hieman katkesi [11].

Valkyyrioiden matkassa

Selvää oli, että uni maittoi ensimmäisenä yönä Kuussa mainiosti. Seuraavana aamuna astronautit herätettiin soittamalla Richard Wagnerin Valkyyrioiden ratsastusta. CAPCOMina toimi Schmittin Caltechin opiskelutoveri Gordon Fullerton ja lopputenttipäivänä opiskelijat herätettiin kyseisellä kappaleella.

Toisena päivänä lokasuojan korjauksen jälkeen matka suuntautui eteläisen vuoriston juurelle Shorty-kraatterin ympäristöön (kuva 10, tutkimuspiste 4). Kraatteria epäiltiin nuoreksi ja alkuperältään vulkaaniseksi. Niinpä tarkkana! Ja kuinka ollakaan: Schmitt löysi kuin löysikin oranssin väristä kuuperää. Se tuntui uskomattomalta. Cernan tuli paikalle varmistamaan, näkikö Schmitt oikein. Ja kyllä näki: kuuperästä otettiin näytteitä ja oranssi aines paljastui pyroklastiseksi lasiksi.

Pyroklastisen lasin löytäminen Shorty-kraatterin läheltä osoittautui kuitenkin sattumaksi. Lasi muodostui 3,64 miljardia vuotta sitten materiaalista, joka oli sulanut noin 400 kilometrin syvyydessä. Itse Shorty-kraatteri on löydettyä lasia nuorempi törmäyskraatteri. Tämä pyroklastinen aines on kuitenkin Apollo 17:n tunnetuin yksittäinen löytö. [4, 7]

Kuva 7. Oranssia kuuperää. Kuva: Nasa/AS17-137-20990, jälkikäsittely Dr. Marco Faccin / Lunar Explorer Italia / IPF.

Kuva 8. Näyte 74220 mikroskoopilla nähtynä. Kuva: USRA/LPI.

Kolmantena ja viimeisenä päivänä tutkimusretki suuntautui pohjoisen vuoriston tuntumaan, ja astronautit nousivat kuuautollaan vuoren rinnettä ylös, ehtien ihastella myös näköalaa laakson ylitse. He tutkivat myös suurta lohkaretta, joka oli vierinyt alas pohjoismassiivin rinnettä hajoten useampaan osaan. Astronautit kutsuivat sitä nimellä “Tracy’s Rock” (Tracyn kivi) Cernanin Tracy-tyttären mukaan. Virallisemmin käytetään nimeä “Split Rock” tai “Station 6 Boulder”. Myös ennen lähtöään Cernan ikuisti laskeutumispaikalleen Kuun pintahiekkaan tyttärensä nimikirjaimet TDC. Siellä ne ovat koskemattomana edelleen.

Kuun pinnalla tehtiin yhteensä kolme kuukävelyä ja kuumoduulin ulkopuolella vietettiin yhteensä hieman yli 22 tuntia. Kolmen vuorokauden aikana kerättiin yhteensä 741 yksittäistä näytettä, yhteensä 110,5 kilogrammaa.

Kuva 9. Harrison Smith ja suuri breksialohkare (kuva 10, tutkimuspiste 6). Kuva: Nasa / Wikimedia Commons.

Kuva 10. Kartta laskeutumisalueesta tutkimusretkineen. Ensimmäinen reitti on merkitty sinisellä (EVA1), toinen (EVA2) keltaisella ja kolmas (EVA3) vihreällä. Kuva: Astropedia, Lunar and planetary cartographic catalog.

Viimeinen lähtö

Kolmannen tutkimusretkensä päätteeksi astronautit suorittivat tapansa mukaan tervehdyksen ja pitivät pienen puheen ennen lähtöään kotimatkalle. Houstonin komentokeskukseen oli kutsuttu myös kansainvälisiä opiskelijoita seuraamaan kuulentoa.

Astronautit esittelivät TV-kameralle kolmekiloista basalttimöhkälettä Harrison Schmittin kertoessa:

”Palanen tästä kivestä lähetetään jokaiseen maahan, joita tänään Houstoniin kerääntyneet nuoret ihmiset edustavat. Toivomme että he kantavat mukanaan meidän parhaat [onnen]toivotuksemme, ei vain tulevalle uudelle vuodelle, vaan itselleen, kotimailleen ja koko ihmiskunnan tulevaisuudelle.” [12, 13]

Kuva 11. Näyte 70017. Tästä kuubasaltista lohkottiin murusia lahjaksi maailman valtioille. Kuva: USRA/LPI/S73-21896

Kuva 12. Lohkottavan kuukiven esittely TV-lähetyksessä jäähyväispuheen yhteydessä. Kuvakaappaus videolta “Apollo 17: On the Shouders of Giants”.

Kivestä, luettelonimeltään 70017, pilkottiin jokaiselle maalle 1,1 gramman palanen, joka upotettiin puiseen jalustaan yhdessä (myös kuualuksessa mukana olleen) valtion lipun kera. Suomikin sai oman “hyvän tahdon kivensä” vuonna 1973, ja se on Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) kokoelmissa Espoon Otaniemessä. Aiemmin myös Apollo 11 -lennolta jaettiin kivilahjoja maailmalle. Suomen silloin saama lahja on Urho Kekkosen museossa Tamminiemessä. [13, 14]

Lennon päätteeksi, Schmittin ollessa jo kuumoduulissa, Cernan paljasti vielä muistolaatan sanomalla:

“Tämä jää meiltä muistoksi tänne, kunnes joku teistä, jotka olette tulevaisuuden toivomme, palaa lukemaan sen uudestaan ja jatkamaan Apollon tutkimuksia ja ajatuksia.

Ja kun me lähdemme Kuusta Taurus–Littrowilta, me lähdemme niin kuin tulimmekin ja niin kuin me, jos Jumala suo, aiomme palatakin, ihmiskunnan rauhan ja toivon merkeissä.” [15]

Tämän jälkeen Cernan palasi kuumoduuliin, sulki oven ja oli aika jättää Kuulle hyvästit ainakin toistaiseksi. Kuuautossa olevalla TV-kameralla saatiin kuvattua aluksen nousu Kuun pinnalta.

Paluu Maahan tapahtui aluksen molskahdettua Tyyneen valtamereen 650 kilometrin päähän Samoansaarista 19. joulukuuta 1972 kello 21.24.59 Suomen aikaa. Apollo-ohjelma ja yksi aikakausi ihmiskunnan historiassa oli päättynyt.

Komentomoduuli America on esillä Houstonin avaruuskeskuksessa ja komentaja Cernanin lennolla käyttämä avaruuspuku kansallisessa ilmailu- ja avaruusmuseossa Washingtonissa.

Kuva 15. Panoraama Taurus–Littrowin laaksosta. Tämäkin kuva kannattaa ehdottomasti klikata täysikokoiseksi. Kuva: Nasa/LPI.

Viimeinen Apollo

Lennon päätyttyä oli selvää, että Kuu jäisi rauhaan pitkäksi aikaa, vaikka Maan kiertoradalla avaruudessa lentoja jatkettaisiinkin. Helsingin Sanomat kertoi Apollo 17:n paluusta uutisoidessaan kyseessä olleen “kenties viimeinen kerta, kun ihminen tällä vuosisadalla kävi Kuussa”. [16] Samassa numerossa kerrottiin myös, kuinka nyt päättyneen lennon jälkeen alun perin piti tehdä vielä kolme Kuuhun saakka ulottuvaa lentoa. Lehti jatkaa:

“Ohjelmaa kuitenkin supistettiin ja kolme kuulentoa korvataan maata kiertävällä avaruusasemalla, Skylabilla. Avaruusasema rakennetaan Saturnus-kantoraketin kolmannesta vaiheesta, joka kuulennoilla on vauhdittanut aluksen kohti kuuta. Jäätäessä maata kiertävälle radalle ei kolmannen vaiheen vauhditusta tarvita ja näin säästynyt tila voidaan muuttaa avaruusasemaksi.” [17]

Skylab-asema oli miehitettynä kolme kertaa vuosina 1973 ja 1974 [18] ja näiden lentojen jälkeen olikin amerikkalaisilla astronauteilla edessä enää yksi matka jäljellä ennen avaruussukkulan aikakautta 1980-luvulla. Se olisi Apollo-Sojuz-yhteislento (ASTP) neuvostoliittolaisten kanssa heinäkuussa 1975.

Tämä usein unohdettu lento oli sekin virallinen Apollo-lento, vaikka omaa numeroa sille ei annettu eikä tarkoituksena ollut olla Maan kiertorataa kauempana.

Apollo-Sojuz päätti osaltaan myös astronauttien ensimmäisen astronauttiryhmän, ns. valiojoukon, tarinan.

Alun perin tämä Mercury-lentoja varten koottu seitsemän astronautin joukko valittiin vuonna 1959. Tästä ryhmästä Apollo-ohjelmassa oli mukana Apollo 1:n onnettomuudessa menehtynyt Virgil Grissom, Apollo 7:n komentaja Walter Schirra, Apollo 10:n varamiehistön komentaja Gordon Cooper ja ensimmäisenä amerikkalaisena (ja toisena ihmisenä maailmassa) avaruuteen lentänyt Alan Shepard, joka pääsi Kuun pinnalle saakka Apollo 14 -lennolla.

Mutta yksi Mercury-astronautti, Donald “Deke” Slayton, ei sydämen rytmihäiriöiden vuoksi ei saanut omaa lentoaan lainkaan. Hän jäi kuitenkin Nasan palvelukseen ja oli vastuussa avaruuslentojen miehistöjen valinnasta tullen tunnetuksi “astronauttina, joka ei lentänyt”. Mutta Apollo-ohjelman jälkeen Slayton sai lentoluvan ja sai kuin saikin vihdoin oman avaruuslentonsa Apollo-Sojuz-yhteislennolla. Lopulta hän jäi eläkkeelle Nasasta vuonna 1982 ja menehtyi pahanlaatuiseen aivokasvaimeen 69-vuotiaana vuonna 1993.

Yhteislennon muut amerikkalaisastronautit olivat Thomas Stafford sekä Vance Brand, neuvostokollegoina taas Valeri Kubasov sekä maailman ensimmäisen avaruuskävelyn tehnyt Aleksei Leonov. [19]

Kuva 16. Vihdoin avaruudessa! Viimeinen valiojoukkolainen yhdessä Staffordin, Brandin, Kubasovin ja Leonovin kanssa Apollo-Sojuz-yhteislennolla. Kuva: Nasa/S75-22410.

Apollosta Artemikseen

Ennuste Kuun jäämisestä rauhaan pitkäksi aikaa toteutui turhankin hyvin. Ihmisen viimeisestä käynnistä Kuussa on kulunut nyt yli 50 vuotta ja enää harva Kuussa käyneistä on enää elossa. Nyt, 2020-luvulla, alkaa kuitenkin näyttää, että Kuuhun paluu toteutuu. Seuraava Kuuhun tehtävien miehitettyjen lentojen ohjelma on saanut nimensä Apollonin kaksoissisaren, Artemiksen mukaan.

Ensimmäinen miehittämätön koelento, Artemis I, pääsikin 25-vuorokautiselle matkalleen pienen viivästyksen jälkeen 16.11.2022. Seuraavan Artemis-lennon on tarkoitus lähteä matkaan vuonna 2024 ja se olisi miehitetty lento Kuun kiertoradalle. Kolmannella lennolla, joka suunnitelmien mukaan tapahtuisi vuonna 2025, olisi tarkoitus laskeutua jälleen Kuuhun – yli puolen vuosisadan tauon jälkeen. [20]

Toistaiseksi viimeisen laskeutumispaikan löytäminen kaukoputkella

Apollo 17:n lakeutumisalueen löytää Kuusta Mare Tranquillitatiksen ja Mare Serenitatiksen välisen salmen itäreunalta.

Kuva 17. Etsintäkartta Apollo 17-lennon laskeutumispaikan löytämiseksi. Kartta: Virtual Moon Atlas / LRO WAC / P.C. Wirtanen.

Kuva 18. Mons Argaeus 22.1.2022 klo 1.50–2.40. Piirrokseen on merkitty myös Apollo 17:n laskeutumisalue. Piirros: Jari Kuula.

Liikkeelle kannattaa lähteä Mare Serenitatiksen koillisreunalla sijaitsevasta helposti tunnistettavasta rakopohjaisesta Posidonius-kraatterista. Tästä etelään löytyy laavapohjainen, lahtea muistuttava Le Monnier. Tästä saman verran eteenpäin jatkamalla löytyy laskeutumisalue. Taurus–Littrowin laakso on itään suurikokoisesta Mons Argaeuksesta (kuva 17, kuva 18).

Paras hetki tutkia aluetta kaukoputkella on viisi vuorokautta uudestakuusta tai vastaavasti kolme tai neljä päivää täysikuun jälkeen.

Tietoa muiden laskeutumisalueiden sijainnista Kuussa on kuvassa 1 sekä aiemmissa Zeniitin numeroissa.

Kiitokset

Kiitos Jari Kuulalle kommenteista, Teemu Öhmanille täsmennyksistä ja tietolaatikosta (artikkelin lopussa) sekä Veikko Mäkelälle artikkelin oikoluvusta.

Linkkejä ja lisätietoa

Juonala, J., 2019. Näin kuulennot muuttivat maailmaa – Apollon perintö vaikuttaa sinunkin elämääsi. Ilta-Sanomat, 20.7.2019.
Apollo 17: Lunar Surface Journal. Nasa.
Apollo 17: On the Shouders of Giants. NASA STI Program, YouTube.
Apollo 17: The Untold Story of the Last Men on the Moon. Real Stories, YouTube. Löytyy suomeksi tekstitettynä myös Netflixistä.
Howell, E., 2022. Apollo 17: The final moon mission of the Apollo era. Space.com, 6.12.2022.
Apollo 17. LROC.
Apollo 17. Apollo in real time.
Money, P., 2022. How to see all 6 Apollo landing sites on the Moon. BBC Sky at Night Magazine, 9.4.2022.
Artemis. Nasa.

Viittaukset

[1] Uri, J., 2020. 50 Years Ago: NASA Cancels Apollo 20 Mission. Nasa, 3.1.2020.
[2] Lagerstedt, I., 2008. Rakettimiehiä, s. 365. Karisto, Hämeenlinna.
[3] Uri, J., 2022. 50 Years Ago: NASA Selects Landing Site for Apollo 17. Nasa, 17.2.2022.
[4] Apollo 17 Lunar Samples. The Lunar and Planetary Institute.
[5] Lagerstedt 2008, s. 366.
[6] List of Apollo mission types. National Aeronautics and Space Administration Wiki.
[7] Westman, J., 1995. Vanha ja uusi Kuu, s. 144. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, Helsinki.
[8] Harland, D.M., 2001. Exploring the Moon: The Apollo Expeditions, s. 266. Praxis Publishing Ltd, Chichester, UK.
[9] Running repairs on the moon – archive, 1972. The Guardian.
[10] Apollo 17: The Untold Story of the Last Men on the Moon, kohdassa 29.55–33.40.
[11] I Was Strolling on the Moon One Day. NASA Video, YouTube.
[12] Where Today are the Apollo 17 Goodwill Moon Rocks? CollectSpace.
[13] Kettunen, N., 2019. Vuonna 1970 Suomi sai lahjan, josta on vuosien varrella tullut mittaamattoman arvokas aarre. Helsingin Sanomat, 20.6.2019.
[14] Where Today are the Apollo 11 Lunar Sample Displays? CollectSpace.
[15] Westman 1995, s. 145.
[16] Helsingin Sanomat 20.12.1972, s. 9.
[17] Varteva, R., 1972. Avaruusasema seuraava askel. Helsingin Sanomat, 20.12.1972, s. 24.
[18] Below, L.F., 1977. Skylab, Our First Space Station. Nasa History Division.
[19] Apollo-Soyuz Test Project. Nasa History Division.
[20] Howell, E., 2022. NASA’s Artemis 2 mission: Taking humans around the moon. Space.com, 16.11.2022.

Apollo 17:n kivinäytteet ja törmäysten kronologia

Teemu Öhman:

Vuosikymmen sitten vesipitoisiksi osoitetut oranssit pyroklastiset lasipalloset ovat kiistatta Apollo 17:n maineikkain löytö. Niiden merkitys on ollut käänteentekevä, kun Apollo-ajan käsitykset rutikuivasta Kuusta ovat vaihtuneet nyky-ymmärrykseen Kuun vaipasta, joka ainakin varhaisempina aikoina ja vähintäänkin useilla alueilla sisälsi runsaasti vettä [mm. 1]. Oranssien lasipallosten ohella Gene Cernan ja Jack Schmitt kuitenkin keräsivät 110 kg muitakin näytteitä, jotka ovat auttaneet ymmärtämään Taurus–Littrow’n laakson ja koko Kuun geologista historiaa.

Taurus–Littrowin laakso komentomoduulista nähtynä. Kuvassa pohjoinen alhaalla. Kuva: Nasa/A17-2309.

Yksi Apollo 17:n keskeisistä tieteellisistä tavoitteista oli tutkia Imbriumin allasta vanhempia kiviä [mm. 2–3]. Tämän tekivät mahdolliseksi lukuisat laaksoa ympäröiviltä vuorilta alas vyöryneet lohkareet. Vaikka lohkareiden pomppimisjälkiä seuraamalla niiden lähtöpaikka vuorten rinteillä pystytään määrittelemään monessa tapauksessa hyvinkin tarkasti, paljon vaikeampaa on selvittää, mistä kivet vuorille alkujaan päätyivät.

Kuun kehityshistorian selvittelyn kannalta tärkeimpiä rinteiltä alas Taurus–Littrow’n laaksoon vyöryneitä lohkareita ovat törmäyssulakivet. Niitä on Taurus–Littrow’n laaksossa kahta päätyyppiä: afaniittiset eli erittäin hienorakeiset törmäyssulakivet sekä poikiliittiset törmäyssulakivet, joissa tummemmat pyrokseenirakeet ympäröivät vaaleita plagioklaasirakeita. Poikiliittisten kivien osalta yleisin tulkinta on perinteisesti ollut, että ne ovat peräisin Serenitatiksen törmäyksestä. Afaniittisten törmäyssulakivien tulkinnat sen sijaan ovat vaihdelleet rajusti. Eräiden mukaan ne ovat peräisin Imbriumin altaan synnyttäneestä törmäyksestä, mutta toiset tutkijaryhmät pitävät niiden alkuperänä useita pienempiä törmäyksiä, ja jotkut ovat esittäneet niitäkin Serenitatiksen synnyttämiksi. [4]

Poikiliittistenkin törmäyssulien tulkinta on nykyisellään aiempaa epävarmempi. Esimerkiksi kuututkimuksen suurmestarit Paul Spudis (1952–2018) ja Don Wilhelms (1930–) esittivät yhdessä Lunar Reconnaissance Orbiter -luotaimen kameroiden päätutkijan Mark Robinsonin kanssa vuonna 2011 tulkinnan, jonka mukaan Taurus–Littrow’n laaksoa ympäröivät Sculptured Hills -kukkulat ovat Imbriumin törmäysaltaan heittelettä. Heidän ajatuksensa mukaan kuunäytteiden joukossa ei välttämättä ole laisinkaan Serenitatiksen törmäysaltaan syntyessä sulaneita kiviä. Mikäli näin on, katoaa myöskin poikiliittisten törmäyssulanäytteiden iänmääritysten ”vaatimus” geologisessa mielessä kohtalaisen nuoresta Serenitatiksen altaasta. [5] Serenitatis voisikin olla ikivanha, jollaiselta se näyttääkin ja jollaisena sitä jo kaikkien kuututkijoiden henkinen oppi-isä Ralph Baldwin (1912–2010) piti [6].

”Vanha Serenitatis” on saanut myös tuoretta tukea näytteistä. Viime vuonna julkaistun tutkimuksen mukaan Serenitatiksen törmäysallas saattoi syntyä noin 4,2 miljardia vuotta sitten [7]. Tämä on radikaalisti eri käsitys kuin esimerkiksi kuututkimuksessa aktiivisena pysytelleen Jack Schmittin vetämän ryhmän laajassa Taurus–Littrow’n geologiaa käsitelleessä artikkelissaan vuonna 2017 esittelemä allaskronologia: heidän mukaansa Serenitatiksen ikä on noin 3,82 miljardia vuotta (Ga). Imbriumin allas syntyi Schmittin ryhmän mukaan aikaisintaan 3,82 Ga sitten ja viimeistään 3,72 Ga sitten. Tuo 3,72 Ga on myös laakson mare-basalttinäytteiden keskimääräinen ikä. [8]

Serenitatiksen ikä voi, aivan ymmärrettävästi, tuntua koko lailla kuivakkaalta kysymykseltä. Sillä on kuitenkin hyvin kauaskantoiset seuraukset. Jos Serenitatis on suunnilleen saman ikäinen kuin Imbrium, tukee se erittäin vahvasti late heavy bombardment -hypoteesia (LHB). Sen mukaan noin 3,9 miljardia vuotta sitten huipentui koko aurinkokunnan sisäosat läpäissyt muutaman sata miljoonaa vuotta kestänyt valtaisa asteroidipommitus. Jos taas Serenitatis on selvästi vanhempi, esimerkiksi noin 4,2 Ga, väitteet LHB:n puolesta olisivat huomattavasti heikommalla pohjalla. [5]

Mahdollisen myöhäisen pommituksen rajuutta kuvastaa Schmittin ryhmän artikkelin kanssa samana vuonna ilmestynyt Fiona Thiessenin vetämä Apollo 17:n näytteiden ajoitustutkimus [9]. Heidän tulostensa pohjalta on täysin mahdollista päätyä johtopäätökseen, jonka mukaan Imbriumin ja Serenitatiksen törmäysaltaat sekä niiden välissä syntyneet altaat ja suuret kraatterit (eli perinteisen näkemyksen mukaan ainakin Hertzsprung, Sikorsky–Rittenhouse ja Bailly [10]) olivat seurausta ainoastaan noin 11 miljoonan vuoden kuluessa tapahtuneista törmäyksistä. Thiessenin ryhmä itsekin korosti, että jossain täytyy olla jotain mätää ja että näytteiden, niistä saatujen ikien ja törmäysaltaiden kytkemisessä toisiinsa on vielä valtavasti töitä. [9]

Apollo 17 saattoi mahdollisten Imbriumin ja Serenitatiksen altaiden törmäyssulien lisäksi tuoda Maahan myös kaikkein vanhimpia törmäysten synnyttämiä kuukiviä. Karkearakeinen 155-grammainen oliviinista ja plagioklaasimaasälvästä koostuva (troktoliittinen) näyte 76535 on vuosikymmenten saatossa saanut osakseen runsaasti ihastelua ja hämmästelyä. Esimerkiksi kuunäytteet läpikotaisin tunteva Chuck Meyer on kuvannut sitä kaikkein kiinnostavimmaksi kuunäytteeksi (”Troctolite 76535 is without doubt the most interesting sample returned from the Moon!”) [11].

Näyte 76535. Kuva: Nasa/S73-20402.

Vaikka 76535:n ikäarviot ovat vuosikymmenten varrella vaihdelleet, sitä on viime aikoina yleisimmin pidetty noin 4,26–4,23 Ga:n ikäisenä [11]. Pari vuotta sitten sen iäksi kuitenkin saatiin noin 4,33 Ga. Uuden iän lisäksi erittäin oleellista oli myös uusi tulkinta sen synnystä: se ei olekaan tavanomainen syvällä rauhallisesti kiteytynyt syväkivi, vaan sen on täytynyt kiteytyä erittäin suuressa ja kuumassa törmäyssulakerroksessa [12].

Erityisen kiehtova on mahdollisuus, että se olisi peräisin South Pole – Aitkenin törmäysaltaasta (SPA) [13]. SPA on Kuun ja koko tunnetun aurinkokunnan suurin törmäysallas. Se on myös vanhin Kuun törmäysaltaista, eli sen ikä luo perustan kaikkien altaiden kronologialle ja sen myötä koko Kuun ja edelleen koko aurinkokuntamme kehityksen ajanlaskulle [mm. 4, 10]. Näytteiden saaminen SPA:sta on monessa yhteydessä nostettu yhdeksi lähivuosien ja -kymmenten tärkeimmistä kuulentojen tavoitteista. Onkin kuitenkin täysin mahdollista, että meillä on ollut ainakin yksi kaunis kivi SPA:sta tutkittavanamme jo viisi vuosikymmentä.

Taurus–Littrow’n laakso on kiinnostava paitsi vanhimpien, myös nuorimpien törmäysten ajoittamisen kannalta. Toisella kuukävelyllään Cernan ja Schmitt keräsivät näytteitä South Massif -vuoren rinnettä pitkin laaksoon vyöryneistä kivistä. Vyöryn arveltiin syntyneen, kun 2250 km:n päästä Tychon kraatterista lentänyt heittele törmäsi South Massif -vuoreen. Iäksi tälle tapahtumalle saatiin 109 miljoonaa vuotta [mm. 3]. Se on ollut vuosikymmenien ajan yksi merkkipaaluista, joiden perusteella Kuun geologian nuorimman eli kopernikaanisen kauden kraatteroitumistahtia on yritetty määrittää.

Schmittin ryhmän uuden analyysin mukaan on kuitenkin epätodennäköistä, että Tychon heittele olisi syypää havaittuihin vyöryihin. Heidän mukaansa uskottavampaa on, että ne liittyvät Taurus–Littrow’n laakson ja sen pohjoispuolen vuoria halkovaan Lee–Lincolnin ylityöntösiirrokseen. Siirroksen liikahdus joskus 110–70 miljoonaa vuotta sitten aiheutti kuunjäristyksen, joka puolestaan johti aineksen vyörymiseen Schmittin ja Cernanin ulottuville. [8] Tychon ikä olisi näin ollen tuntematon ja Kuun nuorimpien geologisten tapahtumien absoluuttinen ajoittaminen vieläkin epävarmempaa kuin on ajateltu.

Samassa Ana Černokin johtamassa tutkimuksessa, jossa Serenitatiksen iäksi ehdotettiin noin 4,2 Ga, tarjottiin myös noin 18-kilometrisen Dawes-kraatterin iäksi noin 0,5 Ga. Se sijaitsee noin 150 km Taurus–Littrow’n lounaispuolella. Dawesin synnyttänyt törmäys olisi aivan hyvin voinut nakata isonkin, koostumukseltaan noriittisen kivenmurkulan Taurus–Littrow’n alueelle. Lopulta noin puolimetriseksi muokkautuneen Station 8:n lohkareen toi Schmittin ja Cernanin kerättäväksi noin 260 miljoonaa vuotta sitten tapahtunut vyöry. [7] Kuunäytteiden iän ja lähtöpaikan määritys on kuitenkin niin epävarmaa ja moniselitteistä touhua, että millään lailla varmana tätä tulkintaa ei voi pitää.

Kuudella Kuun pinnalle päässeellä Apollo-lennolla tuodut 382 kg kivinäytteitä ovat pitäneet tutkijat kiireisinä yli viisikymmentä vuotta, eikä loppua tutkimuksille ole näköpiirissä. Tätä kirjoittaessani Orion-alus molskahti Artemis I -lennon päätteeksi onnistuneesti Kalifornian edustalle Tyyneen valtamereen. Sen myötä astronauttien paluu Kuuhun seuraavan vuosikymmenen sisällä näyttää nyt todennäköisemmältä kuin koskaan sitten joulukuun 1972. Milloin astronautteja Kuun pinnalle vievät Artemis-lennot sitten toteutuvatkaan, niiden tuomia näytteitä tutkitaan Apollo-näytteiden rinnalla myös vähintään puoli vuosisataa. On kiehtovaa nähdä, kuinka merkittävästi Artemis-näytteiden avulla Kuun kronologiaan ja muihin keskeisiin ongelmiin saadaan lisävalaistusta. Varmaa on vain se, että vastausten ohella eteen avautuu runsaasti uusia mielenkiintoisia kysymyksiä.

Lähteet

[1] Hu S., He H., Ji J., Lin Y., Hui H., Anand M., Tartèse R., Yan Y., Hao J., Li R., Gu L., Guo Q., He H. & Ouyang Z., 2021. A dry lunar mantle reservoir for young mare basalts of Chang’e-5. Nature:600:49–53.
[2] Schmitt H. H., 1973. Apollo 17 Report on the Valley of Taurus-Littrow. Science 182:681–690.
[3] Wilhelms D. E., 1993. To a Rocky Moon. The University of Arizona Press, 477 pp.
[4] Spudis P. D., 1993. The Geology of Multi-Ring Impact Basins. Cambridge University Press, 263 pp.
[5] Spudis P. D., Wilhelms D. E. & Robinson M. S., 2011. The Sculptured Hills of the Taurus Highlands: Implications for the relative age of Serenitatis, basin chronologies and the cratering history of the Moon. Journal of Geophysical Research – Planets 116:E00H03.
[6] Baldwin R. B., 1963. The Measure of the Moon. The University of Chicago Press, 488 pp.
[7] Černok A., White L. F., Anand M., Tait K. T., Darling J. R., Whitehouse M., Miljković K., Lemelin M., Reddy S. M., Fougerouse D., Rickard W. D. A., Saxey D. W. & Ghent R., 2021. Lunar samples record an impact 4.2 billion years ago that may have formed the Serenitatis Basin. Communications Earth & Environment 2:120.
[8] Schmitt H. H., Petro N. E., Wells R. A., Robinson M. S., Weiss B. P. & Mercer C. M., 2017. Revisiting the field geology of Taurus–Littrow. Icarus 298:2–33.
[9] Thiessen F., Nemchin A. A., Snape J. F., Whitehouse M. J. & Bellucci J. J., 2017. Impact history of the Apollo 17 landing site revealed by U-Pb SIMS ages. Meteoritics & Planetary Science 52(4):584–611.
[10] Wilhelms D. E., 1987. The Geologic History of the Moon. U.S. Geological Survey Professional Paper 1348, 302 pp.
[11] Meyer C., 2011. 76535. The Lunar Sample Compendium. Astromaterials Research & Exploration Science, Johnson Space Center, NASA.
[12] White L. F., Černok A., Darling J. R., Whitehouse M. J., Joy K. H., Cayron C., Dunlop J., Tait K. T. & Anand M., 2020. Evidence of extensive lunar crust formation in impact melt sheets 4,330 Myr ago. Nature Astronomy 4:974–978.
[13] Garrick-Bethell I., Miljković K., Hiesinger H., van der Bogert C. H., Laneuville M., Shuster D. L. & Korycansky D. G., 2020. Troctolite 76535: A sample of the Moon’s South Pole-Aitken basin? Icarus 338:113430.