Klikkaa kuvaa!Huovelinin esitelmää kuunteli 35 henkeä. Kuva Seppo Linnaluoto.
Kirkkonummen Komeetan esitelmäsarjassa oli 15.3.2011 vuorossa dosentti Juhani Huovelin, jonka aiheena oli Tähtäin kohti Merkuriusta. Esitelmä pidettiin Kirkkonummen koulukeskuksen auditoriossa. Esitelmä järjestettiin yhdessä Helsingin yliopiston Avoimen yliopisto kanssa. Esitelmällä oli 35 kuulijaa.
Suomalaista tutkimuslaitetta rakennetaan kuumeisesti Euroopan Avaruusjärjestön BepiColombo-luotainta varten. Luotain lähtee 6-vuotiselle taipaleelleen kohti aurinkokunnan sisimmän planeetan, Merkuriuksen, kiertorataa vuonna 2014, ja tällä hetkellä ollaan jo rakentamassa valmiiksi suomalaisen SIXS-instrumentin lentomallia. Suomi vastaa myös Iso-Britannian MIXS-instrumentin ohjaustietokoneen ja lento-ohjelmiston valmistamisesta. BepiColombo saapuu Merkuriuksen kiertoradalle vuonna 2020 ja tekee mittauksia kahdella luotaimella noin kymmenen eurooppalaisen ja usean japanilaisen instrumentin avulla. Tarkoituksena on selvittää tämän eksoottisen ja kuuman planeetan pinnan, lähiympäristön ja magnetosfäärin ominaisuuksia, planeetan sisärakennetta ja kehityshistoriaa.
Klikkaa kuvaa!Esitelmöitsijä, tutkimuskoordinaattori Juhani Huovelin johtaa suomalaista laiterakennusprojektia BepiColombo-luotainta varten ja on SIXS-instrumentin päätutkija. Hän on ollut mukana useassa aiemmassa kansainvälisessä avaruusohjelmassa (mm. SMART-1, Integral ja Chandrayaan-1), ja toimii tutkimusryhmän johtajana Helsingin yliopiston Fysiikan laitoksen Geofysiikan ja tähtitieteen osastossa.
Merkurius
Merkurius on Aurinkoa lähin ja pienin aurinkokunnan planeetta. Se on kuuma, kuiva ja käytännössä kaasukehätön kuollut maankaltainen planeetta, joka muistuttaa pinnaltaan Kuuta kraattereineen. Merkuriuksen sisus on raskasta metallia.
Merkuriuksen nimi tulee antiikin mytologiasta. Antiikin Roomassa Mercurius oli varkaiden ja kauppiaiden jumala sekä jumalten sanansaattaja.
Klikkaa kuvaa!
Huovelinin esitelmää kuunteli 35 henkeä. Kuva Seppo Linnaluoto.
Merkurius kiertää Auringon ympäri kerran 88 vuorokaudessa. Sen pyörähdysaika akselinsa ympäri on 59 vuorokautta eli 2/3 kiertoajasta. Vuorokaudenaikojen vaihtelu on 176 vuorokautta. Suurin lämpötila Merkuriuksessa on 340 astetta Celciusta. Pienin lämpötila johtuen sen todella hitaasta vuorokaudenaikojen vaihteluista on -140 astetta.
Aurinkokunnassa Merkurius on sisin ja pienin planeetta, jolla on pisin vuorokausi. Sillä on toiseksi suurin tiheys, Maalla se on hivenen suurempi. Venuksella on valloilleen päässeestä kasvihuoneilmiöstä johtuen suurempi lämpötila kuin Merkuriuksella suurimmillaan.
Merkuriuksessa Aurinko paistaa keskimäärin 6,5 kertaa kirkkaammin kuin Maassa. Auringon aiheuttama vuorovesivoima on 17 % suurempi kuin Kuun vuorovesivoima Maassa. Magneettikenttä on sadasosa Maan magneettikentästä. Kaasukehän paine on miljoonasosa Maan vastaavasta. "Kaasukehä" on syntynyt aurinkotuulen irrottamasta pintamateriaalista. Kaasukehässä on enimmäkseen heliumia, natriumia ja happea sekä pieniä määriä vetyä ja kaliumia.
Nykyinen käsityksemme Merkuriuksen rakenteesta on se, että sillä on silikaattikuori, jonka alla on vaippa ja hyvin iso rautaydin, joka on n. 75 % säteestä.
Klikkaa kuvaa!Avoimia kysymyksiä
Merkuriuksesta on joitakin avoimia kysymyksiä. Pitääkö nykyinen käsitys planeetan rakenteesta paikkansa? Onko planeetan historiassa tapahtunut suuri yhteentörmäys, joka on pyyhkäissyt Merkuriuksen pinta-kerroksen avaruuteen? Millainen on Merkuriuksen magnetosfääri? Tarkoituksena on tehdä pinnan kattava topografia ja sen mineraalien sekä alkuaine-koostumuksen kartoitus.
Merkuriuksen tiheys on poikkeuksellisen suuri ja se on keskitiheydeltään Maan jälkeen aurinkokunnan tihein planeetta. Näin ollen on lähellä ajatus, että se on alunperin ollut Venuksen ja Maan kokoinen, mutta suuri yhteentörmäys on pyyhkäissyt pintakerrokset avaruuteen.
Tutkimuksia avaruusluotaimilla
Hyvin harvat avaruusluotaimet ovat tutkineet Merkuriusta. Tämä osittaín johtuu siitä, että sinne on melko hankala lähettää luotaimia.
Pitkään vain yksi luotain oli tutkinut Merkuriusta. Se oli Nasan Mariner 10, joka vuosina 1974-75 teki kolme ohilentoa. Ohilennot suoritettiin pääosin saman Merkuriuksen puoliskon yli. Mariner 10 kuvasi noin 45 % Merkuriuksen pinnasta.
Nasan Messenger-luotain lähetettiin 2004 ja se saapui Merkuriuksen kiertoradalle 18. maaliskuuta tänä vuonna. Se on saanut jo jonkin verran tuloksia ohilentojen aikana.
Hanke on saanut nimensä italialaiselta matemaatikolta Giuseppe ("Bepi") Colombolta (1920-1984), joka oli mukana Mariner 10 -tutkimusohjelmassa. Hän teki merkittävää työtä Merkurius-planeetan tutkimuksessa.
Miehittämätön lento koostuu eurooppalaisesta MPO- ja japanilaisesta MMO-luotaimesta. Ne laukaistaan tämänhetkisen suunnitelman mukaan heinä-elokuun vaihteessa vuonna 2014 Kourousta Etelä-Amerikasta. Laukaisun piti alun perin tapahtua venäläisellä Soyuz-Fregat kantoraketilla. Kantoraketiksi valittiin lopulta Ariane 5, joka nosti mission kustannuksia yli kymmenellä prosentilla. Pääsyynä tähän oli MPO-luotaimen massan kasvu suunnitelmien tarkentuessa. Luotain saapuu Merkuriuksen kiertoradalle vuonna 2020.
MPO-luotain kiertää Merkuriuksen noin 2,3 tunnissa. Matalimmillaan se on 400 km päässä Merkuriuksen pinnasta ja kaukaisimmillaan 1500 km. MMO-luotaimen matalin piste on myös 400 km ja kaukaisin 12.000 km. Kumpikin luotain on polaariradalla eli ne kulkevat Merkuriuksen napojen kautta. MPO-luotaimen rata ja hyötykuorma on optimoitu planeetan itsensä tutkimiseen. MMO-luotain taas tutkii Merkuriuksen magnetosfääriä.
Klikkaa kuvaa!
Planeetta Merkurius Messenger-luotaimen kuvaamana 2008. Kuva Nasa.
Merkuriuksen tutkimus
BepiColombon tarkoituksena on tutkia Merkuriusta aiempaa tarkemmin. Se tutkii Merkuriuksen muotoa, rakennetta, geologiaa ja koostumusta. Sen tarkoituksena on tutkia myös Merkuriuksen magneettikentän alkuperää, eksosfääriä, magnetosfääriä sekä suhteellisuusteoriaa ja gravitaatiofysiikkaa Merkuriuksessa.
BepiColombossa on toistakymmentä mittalaitetta. Suomalaiset ovat mukana röntgensäteilyä mittaavissa SIXS- ja MIXS-mittalaitteissa. SIXS mittaa Auringon röntgensäteilyä ja hiukkasia eli protoneja ja elektroneja. MIXS taas mittaa Merkuriuksen röntgenfluoresenssia ja -sirontaa, jota syntyy Merkuriuksen pinnalla Auringon röntgensäteilyn ja hiukkassäteilyn vaikutuksesta.
SIXS-instrumentti on alle 20 cm mittainen ja puolipyramidin muotoinen ja sen yhtä sivua peittää jonkin verran laitetta itseään suurempi radiaattorilevy, jonka tehtävänä on jäähdyttää instrumentin herkkiä ilmaisimia ja elektroniikkaa. Instrumenttiehdotus jätettiin ESA:lle toukokuussa 2004 ja se hyväksyttiin saman vuoden syksyllä. Sen rahoittaa Tekes, laitteen toteutusta johtaa Helsingin yliopisto ja esitelmöitsijä on sen päätutkijana. Instrumentin varsinainen rakentamisprojekti alkoi 2006. Instrumentin rakenne- ja lämpömalli valmistui lokakuussa 2010, tekninen eli insinöörimalli joulukuussa 2010. Sen varsinainen lentomalli valmistuu huhtikuussa 2012 ja varalentomalli heinäkuussa 2012.
Juhani Huovelin
Seppo Linnaluoto