|
|
| << | Arhiiv | Lingid | Tellimine | Impressum | e-post |
| Horisont 2/2000 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
PÄIKESESÜSTEEMI VÄIKEKEHADE JUURES TÕNU TUVIKENE Eelmisel aastal rääkisime "Horisondis" planeetide uurimisest (vt. nr. 4, lk. 14–18) automaatjaamade abil. Päikesesüsteem ei koosne aga mitte ainult planeetidest, vaid ka tohutust hulgast väikekehadest, nagu komeedid ja asteroidid. Paljuski peitub just väikekehade uurimises võti Päikesesüsteemi tekke mõistmiseks, sest tegemist on selle kõige ürgsemate koostisosadega. Järgnevalt vaatamegi lähemalt nende uurimist automaatjaamadega. Alustame aga meie lähima naabri Kuuga. Kuu uurimine Eelmise aasta juulis möödus kolmkümmend aastat sellest päevast, mil esimene inimene astus Kuule. See oli 1960.–1970. aastatel toimunud Kuu-uurimise kulminatsioon. Antud periood lõppes 1976 Kuult pinnaseproovi toonud Nõukogude Liidu automaatjaama Luna 24 lennuga. Kaheksakümnendatel ei külastanud meie ainsat looduslikku kaaslast mitte ükski automaatjaam. Pärast pikka pausi jõudis esimesena Kuu juurde Jaapani automaatjaam Hiten, mille peamiseks eesmärgiks oli tehnika katsetamine. Põhjalikumalt tegeles Kuu uurimisega USA automaatjaam Clementine alles 1994. Õigupoolest oli ka siis tegemist katselennuga – ameerika sõjavägi tahtis harjutada kosmoses navigeerimist ja sihtmärkide identifitseerimist. Selle kõrval andis Clementine aga olulist teaduslikku infot, mille analüüsimise ja tõlgendamisega tegeldakse veel praegugi. Tolle automaatjaama põhiinstrumentideks olid mitme spektripiirkonna kaamerad. Nendega pildistati Kuu pinda. Pärast Kuud pidi Clementine suunduma asteroidi 1620 Geographos juurde, kuid rikke tõttu jäi see ära. Clementin'lt saadud tulemused näitasid, et Kuu lõunapooluse-lähedaste kraatrite igavesti Päikese eest varjatud külgedel võib olla vett, õigemini küll jääd. See-eest maapealsed radarvaatlused seda oletust ei kinnitanud. Jää otsimine oligi järgmise Kuu juurde saadetud automaatjaama Lunar Prospector tähtsaim ülesanne. 1998. aasta jaanuaris Kuust 100 km kõrgusele polaarorbiidile viidud Lunar Pros-pector kasutas selleks neutron-spektromeetrit ning oletus leidis küllaltki ruttu kinnitust. Selgus, et jääd esineb peale Kuu lõunapooluse ka põhjapoolses piirkonnas, kusjuures viimases isegi kaks korda rohkem. Kokku hinnatakse Kuu veevarusid 200 miljonile tonnile ja arvatakse, et vesi eksisteerib pindmises poolemeetrises pinnakihis kivimitega segatud jääna. Probleemi lahendamise teeb keeruliseks see, et tegelikult leiab neutron-spektromeeter mitte vett, vaid vesinikku, kuid vett peetakse kõige tõenäosemaks ja stabiilsemaks vesinikku sisaldavaks ühendiks Kuul. Kinnitust sellele taheti saada Lunar Prospectori suunamisega oma lennu lõpul, 31. juulil 1999, ühte arvatavalt jääd sisaldavasse kraatrisse. Kokkupõrkel tekkivast pilvest loodeti maapealsete ja Hubbl'i Kosmoseteleskoobiga leida spektroskoopiliselt veeauru. Paraku ei näinud keegi loodetud pilvegi, veeaurust rääkimata, ja nii jäi see küsimus ikkagi lõpliku lahenduseta. 1998. aasta mais jõudis Kuu juurde õige ootamatu külaline – firmas Hughes valmistatud sidetehiskaaslane HGS 1. Esialgselt nime Asiasat 3 kandev tehiskaaslane sattus oma stardil detsembris 1997 kanderaketi Proton tõrke tõttu valele orbiidile. Varsti leidis üks orbiidiarvutustega tegelev firma, et HGSi orbiiti saab kõige energiasäästlikumalt muuta tema möödalennuga Kuust. Esimene Kuu tagant möödalend HGS 1 orbiiti veel piisavalt ei muutnud ja nii tuli tal teha veel teinegi Kuuretk. Selle järel jõudis tehiskaaslane oma õigesse asupaika, geosünkroonsele orbiidile Vaikse ookeani kohal. Kui selle ajani tegelesid Kuu uurimisega automaatjaamade abil USA ja Venemaa (Nõukogude Liit), siis lähitulevikus haaravad ohjad enda kätte Euroopa Kosmoseagentuur ESA ning Jaapan. Esimesena stardib 2002. aasta lõpul ESA automaatjaam SMART 1. Kuule jõudmiseks kulub tal rekordiliselt kaua aega, tervelt 17 kuud! Nii pikk aeg on tingitud väga väikese veojõuga, kuid ökonoomse ioonmootori kasutamisest. Esimesena kasutas niisugust viisi teise taevakehani jõudmiseks Deep Space 1 (lähemalt edaspidi). Kohale jõudnud, läheb SMART 1 polaarorbiidile ümber Kuu ning asub tema pinda pildistama. Järgmisena stardivad Kuu suunas Jaapani automaatjaamad Lunar A ja Selene. Neist esimene saadab lisaks orbiidilt tehtavatele uuringutele kuni 3 meetri sügavusele Kuu pinda kaks seismomeetritega varustatud sondi, mis edastavad aasta jooksul andmeid kuuvärinate kohta. Üks sondidest suunatakse ekvaatori lähedusse Kuu nähtaval küljel, teine aga tagaküljel, kuhu pole seni veel ükski automaatjaam laskunud. Suurel, kaks tonni kaaluval Selenel on lisaks kaamerale pardal ka radar, laser-kõrgusmõõtja, röntgen-spektrograaf jt. uurimisaparaate. Temast eraldub retranslatsiooni-tehiskaaslane, mis tagab Selene ja Maa vahel pideva raadioühenduse. Aastase töötamise järel 100 km kõrgusel orbiidil maandub Selene mootorite osa Kuu pinnale, kust edastab lühikest aega infot seal valitsevate füüsikaliste tingimuste kohta. Asteroidide uurimine Esimesena lendas asteroididest Gaspra (29.10.1991) ja Ida (28.08.1993) mööda Jupiteri juurde suunduv Galileo. Esimene spetsiaalselt asteroidi uurimiseks mõeldud automaatjaam NEAR (USA) startis aga alles 17. veebruaril 1996. Tema reisisihiks on asteroid 433 Eros, mille ümber tuleb NEARil orbiiti minna ja teda siis kaamera, laserkõrgusmõõtja, röntgen- ja gammaspektromeetri ning magnetomeetriga uurida. Orbiidi kõrgust vähendatakse aja jooksul esialgselt 200 kilomeetrilt kuni NEARi maandamiseni asteroidil. Kahjuks ei saa ta selle järel enam antenni pöörata ning side katkeb. Pärast möödalendu asteroid Mathildest (27. juunil 1997, minimaalne kaugus 1200 km) jõudis NEAR 1998. aasta detsembris Erose juurde, kuid lendas mootori tõrke tõttu sellest 3830 km kauguselt mööda, teda eemalt pildistades. Selgus, et Eros on natuke väiksem kui varem arvati. Tema mõõtmed on 33x13x13 km (maapealsed mõõtmised olid andnud 40,5x14,5x14 km). Eros teeb ümber oma telje täispöörde 5 tunni ja 16 minutiga ning kaaslasi ei paista tal olevat. Keskmine tihedus, 2,7 grammi kuupsentimeetri kohta, on umbes sama suur kui Maa pindmistel kihtidel. Erose pind on kaetud kraatritega, millest kahe suurema läbimõõdud on 8,5 ja 6,5 km. Võimalus minna Erose ümber orbiidile avanes NEARil jälle 14. veebruaril 2000 ja seekord asi õnnestus. Esialgu kulges orbiit 300 kilomeetri kõrgusel asteroidi pinnast, maikuus loodetakse seda vähendada 50 kilomeetrini. 24. oktoobril 1998 startinud USA automaatjaam Deep Space 1 (ehk DS 1) on mõeldud eeskätt uute tehnoloogiate katsetamiseks. Peamiseks uudiseks on ioonmootor. Kuigi seda tüüpi mootorit on juba testitud Maa-kesksel orbiidil, rääkimata "kasutamisest" ulmekates "Star Trek" ja "Star War", on DS 1 esimene taolise mootoriga planeetidevaheline automaatjaam. Ioonmootor sarnaneb oma tööpõhimõttelt televiisorites ja kuvarites kasutatavatele elektronkiiretorudele (kineskoopidele). DS 1 ioonmootoris kiirendatakse elektronkahuri abil ioniseeritud ksenooni aatomeid elektriväljas, mille järel nad lendavad välja kiirusega 100 000 kilomeetrit tunnis. Seejuures tekkiv tõukejõud 90 millinjuutonit on kaduvväike. Seda võrreldakse jõuga, mida osutab käele asetatud paberileht. Ent säärasegi jõu arendamiseks kulub elektrilist võimsust 2500 vatti, DS 1 päikesepatareid suudavad keskmiselt anda vaid 500 W. Nii nõrka mootorit ei saa kasutada Maalt startimiseks, küll aga on ta ideaalne automaatjaama pidevaks, kuid ja isegi aastaid kestvaks kiirendamiseks planeetidevahelisel trajektooril. DS 1 kiirus kasvab tervelt 13 000 kilomeetrit tunnis ja ta kulutab selleks kümme korda vähem kütust kui "tavaline" rakettmootor. Peale seadmete katsetamise oli DS 1-l aga ka reaalne eesmärk – mööduda 29. juulil 1999 väikesest asteroidist 9969 Braille. Juhtimisseadme tarkvara vea tõttu õnnestus teha vaid kaks fotot ja sedagi alles 14 000 km kauguselt, kuigi väikseim vahemaa nende vahel oli ainult 26 km. Siiski on piltidelt näha, et 9969 Braille on pikliku kujuga, pikkusega 2,2 km ja laiusega 1 km. Keskelt näib ta olevat peenem. Olulisemat infot andis infrapunaspektromeeter, mis näitas Braille suurt sarnasust suuruselt teise asteroidi Vestaga. Küsimus on nüüd selles, kas 9969 Braille on tükk Vestast või on mõlemal lihtsalt ühine lapsepõlv. Edaspidi peaks Deep Space 1 mööduma veel komeetidest Wilson-Harrington (jaanuaris 2001) ja Borelli (septembris 2001). Järgmisena on plaanis oma automaatjaam asteroidi juurde läkitada USA erafirmal SpaceDev. 3. aprillil 2001 startiv NEAP jõuab asteroid 4660 Nereuse juurde mais 2002 . Edasise kooslennu ajal uurib ta seda asteroidi ja saadab tema pinnale mõned aparaadid. 2002. aasta juulis laskub SpaceDev ka ise tollele paarikilomeetrise läbimõõduga asteroidile ning kuulutab selle firma omandiks! Sama asteroidi juurde on oma automaatjaam Muses-C kavas saata ka Jaapanil. Võrreldes NEAPiga on selle ülesanded palju keerulisemad. Peale kohalejõudmist 9. septembril 2003 on plaanis kolm korda Nereusele läheneda, võtta pinnaseproove ning paigutada tema pinnale pisikene, vaid üks kilogramm kaaluv USAs valmistatud sõiduk. Need tööd tehtud, alustab Muses-C 11. novembril 2003 tagasiteed, et maanduda meie koduplaneedil 28. jaanuaril 2006 ning tuua kaasa kuni 10 grammi Nereuselt võetud pinnaseproove.
Komeetide uurimine Esimene automaatjaamade abil uuritud komeet oli Halley, millest 1986 lendasid mööda Vega 1 ja 2 (Nõukogude Liit), Giotto (ESA) ning Sakigake ja Suisei (Jaapan). USA jäi tookord rahapuudusel kõrvale, nemad jõudsid komeeti uuriva automaatjaama väljasaatmiseni alles Stardusti stardiga 7. veebruaril 1999. Kasutades kiiruse kogumiseks ühte möödalendu Maast, möödub see jaam 2. jaanuaril 2004 komeedist Wild 2 vaid 150 km kauguselt ning kogub sealt proove. Lisaks sellele peab Stardust koguma ka vooluna Päikesesüsteemi tunginud tähtedevahelist ainet. Sealt ka tema nimi: stardust tähendab inglise keeles tähetolmu. Tagasi jõuab ta kaks aastat hiljem, kapsel proovidega maandub USAs 15. jaanuaril 2006. Umbes neljakilomeetrise läbimõõduga komeet Wild 2 ajalugu on eriskummaline. Algul liikus ta Jupiteri ja Uraani orbiidi vahel, kuid 10. septembril 1974 toimunud lähenemine Jupiterile muutis ta orbiiti tugevasti ja nüüd tiirutab komeet juba Marsi ning Jupiteri vahel. Järgmine komeedi-uurija, 2002. aasta juulis startiv CONTOUR (USA) peab külastama koguni kolme komeeti: Encket, Schwassmann-Wachmann 3-e ja d'Arresti. Kui leitakse veel mõni sobival orbiidil liikuv komeet, võib ta neljandana külastada sedagi. Kõigi uuritavate komeetide tuumadele läheneb CONTOUR umbes 100 km kaugusele. Selliselt vahemaalt suudab tema kaamera eristada neljameetrilisi detaile. 21. jaanuaril 2003 stardib ESA automaatjaam Rosetta, kuid oma eesmärgini, komeedini Wirtanen, jõuab ta alles 27. novembril 2011. Vahepeal möödub Rosetta kiiruse kogumiseks Marsist ja kaks korda Maast ning uurib asteroide 4979 Otawara ja 140 Sirod. Jõudnud komeedini, lendab ta umbes kolm kuud sellega kaasa ja läheb siis orbiidile ümber tema tuuma. Kõrgemalt orbiidilt valitakse välja alad, mida uuritakse edaspidi põhjalikumalt madalamatest punktidest. Samuti peilitakse välja ala maanduri laskumiseks. Rosetta orbiit muudetakse niisuguseks, et ta jääks väljavalitud maandumiskohast umbes kilomeetri kõrgusele. Siis eraldub automaatjaamast maandur ja laskub tuumale. Sinna kinnitub ta selle pinda tulistatavate harpuunidega. Maandur on varustatud aparaatidega tuuma keemilise koostise, magnetiliste, elektriliste ning akustiliste omaduste jms. uurimiseks. 2004. aasta esimesel päeval stardib USAst automaatjaam, mis poolteist aastat hiljem, 3. juulil 2005 saadab komeedi Tempel 1 tuuma suunas kuuli. Järgmisel päeval jõuab see kohale ning tekitab kuni 20 m sügavuse ja 100 m läbimõõduga kraatri. Deep Impact vaatleb kokkupõrkel tekkivat pilve ja lendab tekkinud kraatrist umbes 700 km kauguselt mööda. Muidugi ei tarvitse kõik kavas olevad lennud toimuda või õnnestuda. Kui aga läheb hästi, mida me muidugi väga loodame, siis teame varsti Päikesesüsteemist ja tema ajaloost oluliselt rohkem kui praegu.
TÕNU TUVIKENE (1952) on Pildid:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Viimati uuendatud 6. juuni 2003