 |
|
|
| |
Automaatjaamad
planeetide juures
Tõnu Tuvikene (1952)
"Tartu Tähetorni Astronoomiaring" asepresident.
|
|
| |
Kosmoseajastu
algusest saadik on USA ja NSV Liit (hiljem Venemaa) Päikesesüsteemi
uurimisel konkureerinud. 1985. aastal lisandusid neile veel
Jaapan ja ESA (European Space Agency — Euroopa Kosmoseuurimise
Agentuur), kes N. Liidu kõrval saatsid oma automaatjaamad
uurima Maa lähedale jõudnud Halley komeeti. Sellest üritusest
jäi rahapuudusel kõrvale USA, kust aastatel 1978-1989 ei
startinud ühtki planeetidevahelist automaatjaama. Sellegipoolest
ei jäänud USA kõrvale planeetide uurimisest. Juba 1977.
aastal startinud Voyager 2 möödus kõigist hiidplaneetidest,
neist viimasena Neptuunist 1989. Pilk jäi heitmata vaid
Pluutole, mida pole suudetud teha seniajani.
Nõukogude kosmonautika luigelauluks planeetide uurimisel
sai kahe automaatjaama Fobos saatmine Marsi suunas
1988, üks neist vaikis juba poolel teel, teine aga vahetult
enne uuringuid. Et ESA ja Jaapani tegevus piirdus vaid huviga
komeedi vastu, siis on sellest ajast praeguseni ainsaks
planeete automaatjaamadega uurivaks riigiks USA.
Veenus ja "Magellan"
Selle sajandi viimane aastakümme algas planeetide uurimisel
1989 kahe automaatjaama stardiga, ja seda esmakordselt kosmosesüstiku
pardalt. Magellan suundus Veenuse juurde, Galileo
alustas pikka teekonda Jupiteri poole.
Esimesena jõudis oma eesmärgini loomulikult Magellan,
mille peamiseks ülesandeks oli kaardistada radari abil Veenuse
pind. Radarimõõtmisteks ning sidepidamiseks Maaga kasutati
ühte ja sedasama 3,7 m läbimõõduga antenni. Teinud ümber
Veenuse piklikul, üle pooluste kulgeval orbiidil täistiiru
3 tunni ja 15 minutiga, kulus tal terve planeedi kaardistamiseks
8 kuud. Selliseid tsükleid tegi Magellan ajavahemikus
1990. a. septembrist kuni 1993. a. maini neli, mis katsid
98 protsenti planeedi kogupindalast ja võimaldasid uurida
ajalisi muutusi (neid ei leitud).
Saadud piltide põhjal hindavad uurijad Veenuse pinna vanuseks
500 miljonit aastat. Et Veenus, nagu ka teised planeedid,
on 4,5 miljardit aastat vana, siis pidi mingi protsess pinna
uuesti kujundama. Selleks oli ilmselt laava väljavoolamine
massiliste pidevate vulkaanipursete ajal, sest erinevalt
Maast ei asu vulkaanid Veenusel rühmiti, vaid katavad planeeti
enam-vähem ühtlaselt. Kokku võib neid olla mõnesajast tuhandest
miljonini. Piltidelt on näha ka kuni tuhandete kilomeetrite
pikkusi kanaleid, mida mööda pole aga voolanud vesi, vaid
laava. Jälgi vee tegevusest pole üldse märgata, küll aga
tuulte poolt tekitatud luiteid.
11. oktoobril 1994 alandati Magellani orbiiti niipalju,
et kaks päeva hiljem põles ta Veenuse atmosfääris ära. Arvatavasti
kukkusid mõned tükid ka planeedi pinnale.
"Galileo" ja Jupiter
Automaatjaama Galileo väljatöötamisega tehti algust
1977 ja see oleks pidanud startima juba 1982. aastal. Mitmetel
põhjustel, sealhulgas ka Challengeri katastroofist
tingitud pausi tõttu kosmosesüstikute lendudes, võeti lend
ette aga alles 1989. Aastal 1982 toimunud stardi puhul oleks
Galileo jõudnud Jupiteri juurde juba kahe aastaga.
Nüüd aga planeetide seis enam nii soodne ei olnud ja ka
kasutatav kiirendusaste oli esialgselt planeeritust nõrgem
ning seetõttu ootas ees üle kuue aasta pikkune teekond.
See aeg oleks võinud veelgi pikem olla, kuid lennu kavandajad
otsustasid kavaldada ja kasutada täiendavaks kiiruse kogumiseks
möödalende teistest planeetidest. Iga selline möödumine
muudab automaatjaama orbiiti ning lisab talle kiirust. Tõsi
küll, selle võrra aeglustub planeedi liikumine, kuid masside
tohutu erinevuse tõttu on kaotus tühine. Galileo
kasutas kiirendamiseks üks kord Veenust ja kaks korda Maad.
Galileo oli esimene automaatjaam, mis möödus asteroidide
lähedalt. Esimest korda juhtus see juba kahe Maast möödumise
vahel 29. oktoobril 1991, kui Galileo lendas mööda
asteroid Gasprast. Kaks aastat hiljem (28. 08.1993) möödus
ta asteroid Ida-st ja avastas sellel kaaslase, mis sai nimeks
Dactyl. See oli esimene teadaolev asteroidi kaaslane. 22.
juulil 1994 nägi Galileo ainsana otseselt komeedi
Shoemaker -Levy 9 langemist Jupiterile.
Galileod kimbutas mitu probleemi, tõsiseim neist
— paraboolantenn ei avanenud. Seetõttu tuli kõik uurimistulemused
salvestada magnetofonilindile ja sealt edastada Maale tavalise
antenni abil kiirusega (õigemini küll aeglusega) 5 baiti
sekundis! Kõigele lisaks hakkas tõrkuma ka magnetofon. Sellele
vaatamata on lend olnud tulemuslik.
13. juulil 1995 eraldus automaatjaamast sond, mis jätkas
teekonda iseseisvalt ja sisenes 7. detsembril Jupiteri atmosfääri.
Samaks ajaks jõudis Jupiteri juurde ka Galileo ning
salvestas sondilt saabuva info, edastades selle hiljem Maale.
57,6 minutit kestnud töö käigus jõudis sond 200 km pilvedest
allapoole. Temperatuur oli seal juba 150 °C, rõhk aga ületas
maist 30 korda. Sond pilvi peaaegu ei märganudki, sest nagu
näitasid Maalt tehtud vaatlused, sattus ta ühte harvadesse
selgetesse aukudesse Jupiteri atmosfääris. Sellised augud
katavad vaid ühe sajandiku Jupiteri pinnast. Sisenemiskohas
puhus tugev tuul kiirusega kuni 150 m/s, mis näis sügavamal
tugevnevat. See kinnitab oletust, et Jupiteri tuule energiaallikaks
on planeedi sisesoojus, mitte päikesekiirgus, nagu Maal.
Tähelepanu — neli suurt!
Kaks aastat kestnud põhiprogrammi vältel uuris Galileo
ka nelja suuremat Jupiteri kaaslast ning leidis neilt
kõigilt hõreda atmosfääri. Vulkaanidega kaetud Io pind oli
võrreldes Voyageride möödalendudega 1979. aastal
muutunud. Galileo mõõtis sealse Pillan Patera
vulkaani suudme temperatuuriks 1700 °C, mis on absoluutne
kuumarekord Päikesesüsteemis (kui Päikest ennast mitte arvestada).
Nii kõrget temperatuuri pole Maal looduslikult esinenud
juba mitu miljardit aastat. Praegu küünib maistest vulkaanidest
purskuva laava temperauur vaid veidi üle 1100 °C. Ganymedesel
leidis Galileo esimesena planeetide kaaslaste hulgas
magnetvälja.
Kõige huvitavam uurimisobjekt oli aga jääga kaetud ja Päikesesüsteemi
üks paremini peegeldav kaaslane — Europa. Möödalennul tehtud
fotod näitasid tema jääkihis olevaid pragusid, jääplaate
ja -mägesid meenutavaid moodustisi. Tundub, et jäise pinnakihi
all on jääst, veest ja kividest koosnev sulp. Europa uurimistulemused
osutusid nii huvitavateks, et põhiprogrammi lõppemisel 1997.
aasta detsembris alanud lisaprogramm nimetati "Galileo-Europa
missiooniks". Järelejäänud aja jooksul teeb automaatjaam
8 möödalendu Europast. Peale Europa uurib Galileo
lisaprogrammi ajal veel Jupiteri ennast, samuti Io-d ja
tema tekitatud laetud osakeste vööndit. Käesoleva aasta
lõpus kavatsetakse uurimistöö lõpetada ja edaspidi saadab
Galileo infot vaid oma seisukorra kohta, kuni Jupiteri
ümbritsevad kiirgusvööndid ta lõplikult rivist välja löövad.
Rõõmsa näo kraater — viimane avastus Marsil
Selle aastakümne planeediuuringute tõeliseks lemmikuks kujunes
aga Marss. Üle pika aja esimese katse meie punast naaberplaneeti
uurida tegid ameeriklased, kes saatsid 1992 välja automaatjaama
nimega Mars Observer. Kahjuks katkes sellega side
21. augustil 1993, kolm päeva enne Marsi orbiidile jõudmist.
Veel halvemini läks Venemaa automaatjaamal Mars 96,
mis 1996. aastal ei jõudnud kaugemale Maa tehiskaaslase
orbiidist. Hästi läks aga samal aastal startinud USA automaatjaamadel
Mars Pathfinder ja Mars Global Orbiter (MGS),
millest viimane sarnaneb Mars Orbiteriga. Kuna Pathfinderist
ja temaga kaasas olnud sõidukist Sojourner on "Horisondis"
juba juttu olnud (nr. 7 1999), siis sellel siin põhjalikumalt
enam ei peatu. Lisame vaid, et ühendus temaga katkes 27.
septembril 1997, kui ta oli töötanud Marsi pinnal kolm korda
planeeritust kauem ja jõudnud teha üle 16 000 foto. Lisaks
tegi Sojourner 550 pilti ja määras 16 pinnaseproovi
keemilise koostise.
Aga veel enne, kui Pathfinder igaveseks vaikis, jõudis
15. septembril Marsi tehiskaaslase orbiidile Mars Global
Surveyor (MGS). Esialgu oli tema orbiit väga piklik
ja tööks vajaliku, ligi 400 km kõrgusel üle pooluste kulgeva
ringorbiidi saavutamiseks oli ette nähtud kasutada pidurdamist
Marsi atmosfääris. Seda operatsiooni oli katsetanud esmakordselt
Veenuse juures teatavasti Magellan.
Nagu Pathfinderi, nii ka MGSi esialgsed uurimistulemused
viitavad Marsi praegusest kuumemale ja niiskemale minevikule.
Kuid MGS pidi tegelema ka teaduskaugete asjadega. Nii tehti
ühena esimestest 1998. aasta aprillis foto alast, kus asub
nn. Marsi nägu. Inimese nägu meenutav pinnavorm avastati
juba Vikingi tehtud fotodelt 1976. NASA kiirustas
selle pildistamisega, et kummutada arvamus "näo"
tehislikust päritolust. See ka õnnestus, sest nagu arvata
võiski, polnud MGSi tehtud Vikingist 10 korda suurema
lahutusvõimega fotol jälgegi näost, sellel paistis vaid
räsitud küngas. Jällegi oli inimsilm näinud seda, mida ta
näha tahtis, mitte aga seda, mis tegelikult näha oli.
Hoopis teistlaadi "nägu" pildistas MGS oma esimesel
"õigel orbiidil" kulgenud tööpäeval 8. märtsil
1999. See Galle nime kandev kraater on oma lõbusa väljanägemise
poolest tuntud kui "Rõõmsa näo kraater" ("Happy
face crater").
Kümne aasta kavad seoses Marsiga
Eelmisel aastavahetusel lennutati Marsi suunas järjekordselt
kaks automaatjaama. Detsembris startinud Mars Climate
Orbiter jõuab samuti Marsi orbiidile. Erinevalt MGSist
on tema uurimisobjektiks mitte Marsi pind, vaid selle atmosfäär.
Jaanuaris startinud Mars Polar Lander maandub Marsi
lõunapolaarmütsi lähedusse. Muidu Pathfinderi sarnasel
maanduril on lisaks veel kopp pinnaseproovide võtmiseks.
Proove saab selleks ettenähtud seadmes kuumutada ja eraldunud
gaase analüüsida. Täiesti uudse seadmena on maanduril mikrofon,
millega kuuleb Marsi pinnal kostvaid hääli, näiteks tuule
puhumist. Huvitav, et algatus mikrofoni paigaldamiseks ja
seade ise on tulnud ühiskondlikult organisatsioonilt, USA
Planeediühingult. 10 minutit enne maandumist eralduvad kaks
Deep Space 2 nime kandvat sondi, mis tungivad ilma
pidurduseta kiirusega 200 m/s kuni 2 meetri sügavusele Marsi
pinna sisse. Sondid võtavad väikese (mass 0,1 g) pinnaseproovi
ja uurivad seda vee (jää) esinemise seisukohalt. Antenn
saatja ja patareidega jääb pinnale ja saadab uurimistulemused
retranslaatorina toimiva MGSi vahendusel Maale.
Möödunud suvel läkitas oma Nozomi ("Lootus")
nime kandva automaatjaama Marsi suunas ka Jaapan, kuid mootori
vajalikust väiksema veojõu tõttu jõuab see kohale planeeritud
1999. aasta sügise asemel neli aastat hiljem, 2003. aasta
lõpus. Pärast Marsi tehiskaaslase orbiidile jõudmist alustab
Nozomi peaasjalikult atmosfääri uurimist.
Alates MGSist on Marsi külastamine muutunud täiesti perioodiliseks
tegevuseks, uued automaatjaamad stardivad iga kahe aasta
(täpsemalt 26 kuu) tagant, kui Maa ja Marsi omavaheline
asend on sihtkohani jõudmiseks soodsaim.
2001. aastal saadab USA Marsi juurde jälle kaks automaatjaama.
Orbiiter kaardistab Marsi pinna keemilist koostist, kasutades
selleks neutron- ja gammaspektromeetreid. Maandur viib Marsi
pinnale Sojourneriga identse sõiduki Marie Curie.
Aastal 2003 läheb asi hoopis põnevaks — siis saadab oma
"orbiiteri" Marsi juurde ESA. Sellel on ka maandur
Beagle. USAst lendab Marsile vaid maandur, millel
on Sojournerist märksa täiuslikum Athena-tüüpi
sõiduk. Viimane kogub ümbruskonnast umbes ühe kilogrammi
pinnaseproove ja toimetab selle maandurile. Seejärel stardib
maandurilt väike rakett, mis viib pinnaseproovi Marsi tehiskaaslase
orbiidile. 2005. aastal suundub Marsi poole teine samasugune
maanduriga automaatjaam, mis toimetab sealt kogutud pinnaseproovid
samuti Marsi orbiidile. Need toob Maale samal aastal startiv
Prantsuse automaatjaam, mis peaks tagasi jõudma 2008. aastal.
Saturni juurde ja kaugemalegi
1997. aasta oktoobris lähetati Saturni suunas äärmuslike
keskkonnakaitsjate vastuseisust hoolimata USA viimase aja
raskeim (5712 kg) ja kallim (kokku 3,3 miljardit dollarit)
automaatjaam Cassini. Seal asub ka ESA valmistatud
sond Huygens. Keskonnakaitsjate viha põhjustasid
pardal olevad radioaktiivsed isotoop-patareid, mis nende
arvamuse kohaselt võivad stardil toimuva katastroofi korral
suure maa-ala radioaktiivselt reostada. Need kartused polnud
millegagi põhjendatud, sest NASA rakendas patareide ehituses
täiendavaid turvameetmeid.
Cassinit ootab ees pikk teekond. Kuigi kiirendamiseks
kasutatakse möödalende Veenusest (kaks korda), Maast ja
Jupiterist, jõuab ta Saturni tehiskaaslase orbiidile alles
2004. aasta suvel. Sama aasta novembris eraldub Huygens
ülejäänud automaatjaamast ja siseneb Saturni suurima
kaaslase Titani atmosfääri. Peale atmosfääri keemilise koosseisu
ja füüsikaliste tingimuste kindlakstegemist pildistab ta
kuni 2,5 tundi kestva langevarjuga laskumise käigus Titani
pilvi ja pinda. Heal juhul võib pinnal koguni kuni pool
tundi töötada.
Titani uurimisele pöörab suurt tähelepanu ka Cassini.
Muu hulgas kuulub tema varustuse hulka veel radar, millega
kaardistatakse Titani samamoodi nagu Magellaniga
Veenust.
USA kavatseb jätkata Jupiteri kaaslase Europa uurimis ja
2003. aastal välja saata Europa Orbiteri nimelise
automaatjaama. Selle radar peab suutma näha koguni Europat
katva jääkihi alla.
Mis saab Pluutost?
Päikesesüsteemi planeetidest on automaatjaama abil uurimata
veel Pluuto. NASA-l on plaanis see puudus kõrvaldada 2004.
aasta detsembris automaatjaamaga Pluto-Kuiper Express,
mis peaks üheksandast planeedist mööda lendama 2012. aastal.
Stardi aeg on kriitiline, kuna ainult siis on võimalik kiirendamiseks
kasutada Jupiteri. Unustuse hõlma pole jäetud ka Merkuuri.
Päikesele lähima planeedi juurde plaanivad lendu jaapanlased
aastal 2005 ja eurooplased (ESA) 2009.
Kõiki neid ettevõtmisi, juba toimunuid kui kavandatavaid,
ühendavaks lüliks on vee ja seega kaudselt eluvõimaluste
otsimine erinevatelt taevakehadelt. (Vt. ka Laurits Leedjärv.
Universum täis vett. "Horisont" nr. 7 1998). Kas
neid otsinguid saadab ka kunagi edu, eks seda näita aeg,
kuid tõenäosus selleks näib olevat piisavalt suur.
1989-1999 startinud planeetidevahelised automaatjaamad
| Nimi |
Riik |
Taeva
keha |
Start |
Saabu-
mine |
Lennu
eesmärk |
| Magellan |
USA |
Veenus |
04.05.1989 |
10.08.1990 |
Orbiiter
radar-kaardistamiseks |
| Galileo |
USA |
Jupiter |
18.10.1989 |
07.12.1995 |
Sond/orbiiter |
| Mars
Observer |
USA |
Marss |
25.09.1992 |
|
Side
katkes Marsi läheduses 21.08.1993 |
| Mars
Global Surveyor |
USA |
Marss |
07.11.1996 |
12.09.1997 |
Orbiiter
kaardistamiseks |
| Mars
96 |
Venemaa |
Marss |
16.11.1996 |
|
Start
ebaõnnestus |
| Mars
Pathfinder |
USA |
Marss |
04.12.1996 |
04.07.1997 |
Maandur
ja sõiduk "Sojourner" |
| Cassini
Huygens |
USA
ESA |
Saturn
Titan |
15.10.1997 |
01.07.2004
27.11.2004 |
Orbiiter
Sond |
Nozomi
(Planet-B) |
Jaapan |
Marss |
03.07.1998 |
??.12.2003 |
Orbiiter |
| Deep
Space 1 |
USA |
Asteroid
1992KD |
24.10.1998 |
28/29.07.
1999 |
Möödalend |
| Mars
Climate Orbiter |
USA |
Marss |
11.12.1998 |
23.09.1999 |
Orbiiter
atmosfääri uurimiseks |
| Mars
Polar Lander Deep Space 2 |
USA |
Marss |
03.01.1999 |
03.12.1999 |
Maandur
kopaga pinnase kaevamiseks 2 pinnasesse tungivat sondi |
Kavandatud
planeetidevahelised automaatjaamad
| Nimi |
Riik |
Taeva-
keha |
Start |
Lennu
omapära ja eesmärk |
Mars
Surveyor
2001 Orbiter |
USA |
Marss |
07.03.2001 |
Orbiiter |
Mars
Surveyor
2001 Lander |
USA |
Marss |
05.04.2001 |
Maandur
ja sõiduk "Marie Curie" |
Mars
Surveyor
2003 |
USA |
Marss |
mai
2003 |
Maandur
ja sõiduk "Athena", kogutud proovid saadetakse
orbiidile |
| Mars
Express |
ESA |
Marss |
juuni
2003 |
Orbiiter
ja maandur "Beagle" |
Europa
Orbiter
|
USA |
Europa |
november
2003 |
Orbiiter
radari, kaamera ja laser-kõrgusmõõtjaga |
Pluto-Kuiper
Express |
USA |
Pluuto |
detsember
2004 |
Möödalend
2012 |
Mars
Surveyor
2005 Lander |
USA |
Marss |
juuli
2005 |
Maandur
pinnasepuuriga ja sõiduk "Athena", kogutud
proovid saadetakse orbiidile |
Mars
Surveyor
2005 Orbiter |
Prantsusmaa |
Marss |
juuli
2005 |
Orbiiter.
Toob orbiidil olevad pinnaseproovid Maale tagasi |
| Mercury
Orbiter |
Jaapan |
Merkuur |
august
2005 |
Orbiiter |
| Mercury
Orbiter |
ESA |
Merkuur |
2009 |
Orbiiter |
tagasi esilehele ...
|
|
|