Vaisala - Vuosikertomus 2005

Print E-mail

CASE:Cassini

Vaisala BAROCAP® -paineanturit laskeutuivat Saturnuksen kuuhun Titaniin.

Saturnus on aurinkokuntamme toiseksi suurin planeetta heti Jupiterin jälkeen. Se on kaasumainen planeetta jonka ilmakehä koostuu pääasiassa vedystä ja heliumista. Kirkkaat renkaat joista Saturnus parhaiten tunnetaan muodostuvat jäästä ja kivistä tai kivenkappaleista.

Saturnuksella on enemmän kuita kuin millään muulla tuntemallamme planeetalla. Suurin niistä on osuvasti nimetty Titaniksi. Sen löysi hollantilainen tiedemies Christiaan Huygens vuonna 1655. Saturnuksen puolestaan löysi ensimmäisenä italialainen tähtitieteilijä Galileo vuonna 1609. Siitä lähtien sen salaisuudet ovat kiehtoneet tiedemiehiä maailmanlaajuisesti.

Jotta tämän Auringosta lukien kuudennen planeetan olosuhteista saataisiin enemmän tietoa, NASA, Italian avaruusjärjestö ASI ja Euroopan avaruusjärjestö ESA sekä lukuisat tiedemiehet ympäri maailmaa rakensivat yhteistyössä avaruusaluksen. Cassini-Huygens -alus laukaistiin 15.10.1997 Cape Canaveralista, joka sijaitsee USA:ssa Floridassa.

Vuosia avaruudessa matkattuaan, ja muiden planeettojen gravitaatio-energiaa matkansa vauhdittamiseksi hyödyntäen, Cassini-Huygens -alus saapui Saturnuksen järjestelmään 1.7.2004. Tämä oli sen 4-vuotisen tehtävän alku. Cassini tekee yhteensä 75 kierrosta Saturnuksen ympäri. Lisäksi se tekee useita Titanin ohilentoja.

Tutkimusretki Titaniin

Titan on kiehtova tutkimuskohde, sillä sen uskotaan omaavan monia samankaltaisia ominaisuuksia kuin Maa aikojen alussa. Sillä on typpirikas ilmakehä kuten Maalla, ja vaikka useimmat ovat sitä mieltä että sen pintalämpötila (-181 °C) on liian kylmä elämän kehittymiselle, on myös niitä jotka eivät täysin halua poissulkea elämänmuotojen olemassaolon mahdollisuutta Titanissa.

25.12.2004 Huygens-luotain irtosi Cassinista ja aloitti 20-päivän mittaisen matkansa Titaniin. Se saapui menestyksekkäästi Titanin yläilmakehään 14.1.2005, ja laskeutui sen pinnalle kolmen laskuvarjosarjan avulla. Laskeutumisvaihe kesti noin 2 tuntia ja 27 minuuttia, ja Titanin pinnalta saatiin dataa noin 1 h 10 minuutin verran. Tehtävä oli täydellinen menestys. Pinnalta saatu data oli enemmän kuin mitä useimmat olivat uskaltaneet toivoa, sillä ei ollut mitään takuita siitä että luotain selviytyisi laskeutumisesta. Huygens teki historiaa olemalla ensimmäinen luotain joka on laskeutunut aurinkokuntamme ulommissa osissa sijaitsevan kuun pinnalle.

HASI: ilmakehän rakennetta tutkiva instrumentti

Huygens-luotain kantoi matkassaan kuusi erilaista instrumenttia, joilla mitattiin Titanin ilmakehän ja pinnan ominaisuuksia. Kaikki instrumentit keräsivät dataa koko tehtävän ajan. Yksi instrumenteista (Huygens Atmosphere Structure Instrument, HASI) tutki Titanin ilmakehän rakennetta. HASI on monianturipaketti, joka tutki Titanin ilmakehän fysikaalisia ominaisuuksia. Sen tehtävänä oli mitata lämpötilaa, painetta, turbulenssia ja ilmakehän johtokykyä, sekä tunnistaa salamointia.

HASI:n ilmakehän painetta mittaava anturipaketti - Suomen Ilmatieteen laitoksen kehittämä paineprofiili-instrumentti (Pressure Profile Instrument, PPI) - sisälsi kahdeksan Vaisalan BAROCAP® -paineanturia. BAROCAP® on kapasitiivinen absoluuttisen paineen anturi, joka on valmistettu yksikiteisestä piistä. Kun paine muuttuu, piikalvo taipuu ja muuttaa anturin tyhjiökammion korkeutta. Tämä taas muuttaa anturin sähköistä kapasitanssia, joka mitataan ja muunnetaan painelukemaksi. Vaisala BAROCAP® on tunnettu hyvistä hystereesi- ja toistuvuusominaisuuksistaan, sekä erinomaisesta lämpötila- ja pitkänajan stabiilisuudestaan.

Tehtävä jatkuu yhä

Huygens-luotaimen dataa analysoimalla Titanin tarina alkaa pikkuhiljaa paljastua. Tiedämme esimerkiksi nyt että monet samantapaiset prosessit kuin Maassa, kuten mannerlaattojen liike, eroosio, tuulet ja kenties myös vulkanismi, muokkaavat Titanin pintaa. Työ on kuitenkin vasta alkanut - dataa on niin paljon että sen analysointi työllistää Huygens-tiedemiehiä vielä pitkään.

Vaikka Huygensin tehtävä on viety menestyksekkäästi loppuun, Cassini-alus jatkaa kierroksiaan kesäkuuhun 2008 saakka - tarjoten tiedemiehille arvokasta dataa ja loistavia näkymiä tähän aurinkokuntamme kiehtovaan ja suureen kolkkaan.

Lähteet: ESA/NASA/JPL

Kirjoittaja: Marikka Metso, Vaisala, Helsinki, Suomi
Kuva: Cassini lähestyy Saturnusta, taiteilijan näkemys. (NASA/JPL-Caltech)