VTT Uutta | Uutiset 2004

30.6.Suomalaisteknologiaa Saturnuksen kiertoradalle


USA:n ilmailu- ja avaruushallinnon NASA:n ja Euroopan avaruusjärjestö ESA:n yhteinen hanke Cassini-avaruusluotain saapuu 1. heinäkuuta Saturnuksen kiertoradalle seitsemän vuotta kestäneen matkansa jälkeen. Alus jää kiertämään Saturnusta neljäksi vuodeksi tutkien planeetan kaasukehää, renkaita, kuita ja magneettikenttää. Cassini-luotaimen mukana on suomalaista teknologiaa: VTT:n rakentamat ionisuihkuspektrometri ja kaksi instrumenttien pyörityskoneistoa. Myös Cassinin mukana kulkevassa Huygens-luotaimessa on suomalaista teknologiaa.

Cassini laukaistiin Floridasta kohti Saturnusta lokakuussa 1997. Cassini-emoaluksesta myöhemmin irrotettava Huygens-luotain laskeutuu Saturnuksen Titan-kuun Titan pinnalle tammikuussa 2005. Saturnuksen kiertolaiseksi jäävä Cassini tutkii mm. planeetan ilmakehän, renkaiden, kuiden ja magnetosfäärin koostumusta ja keskinäistä vuorovaikutusta. Lisäksi tutkitaan Saturnuksen ja sen renkaiden alkuperää ja kehitystä sekä planeetan sisäisiä rakenteita. Kiinnostavia tutkimuskohteita ovat myös Saturnuksen revontulet ja niihin liittyvät magnetosfäärin plasmailmiöt sekä Saturnuksen ilmakehässä havaitut salamat ja niiden yhteydessä esiintyvät sähkömagneettiset purkaukset. Huygensissa on suomalaisia meteorologisia mittalaitteita ja tutkakorkeusmittari, joita ovat olleet rakentamassa Ilmatieteen laitos ja Ylinen electronics Oy.

Cassinilla, jonka massa lennon alussa oli 5 300 kg, on 18 tieteellistä instrumenttia. Niistä suomalaista teknologiaa edustavat ionisuihkuspektrometri ja kaksi pyörityskoneistoa. Ne VTT toteutti NASA:n kansainvälisten tiederyhmien tilauksina.

VTT:n ja Oulun yliopiston suunnittelemalla ja rakentamalla ionisuihkuspektrometrillä tutkitaan Saturnuksen magnetosfäärin ja aurinkotuulen varattuja hiukkasia. Laite koostuu kahdesta alumiinista sorvatusta puolipallosta, joiden halkaisijat ovat noin 200 mm ja joiden seinämävahvuudet ovat 0,7 mm. Puolipallojen väliin jäävä rako on 2,5 mm. Ionissuihkuspektrometrin tuottaman mittaustiedon hyödyntämisestä vastaa Oulun yliopisto. Laite on osa avaruusaluksen plasmaspektrometriä, jonka toteuttamiseen ovat osallistuneet VTT ja Oulun yliopisto Suomesta sekä useita ulkomaisia tutkimuslaitoksia, mm. amerikkalaiset Los Alamos National Laboratory ja Southwest Research Institute. Hankkeen suomalaisrahoituksesta vastaavat kauppa- ja teollisuusministeriö, Suomen Akatemia ja VTT. Huygens-luotaimen suomalaisosuudet ovat rahoittaneet Tekes, Euroopan Avaruusjärjestö ja Ilmatieteen laitos. Cassinin suomalaisosuuksia on rahoitettu noin miljoonalla eurolla, Huygensin suomalaisosuuksia noin kahdella miljoonalla eurolla.

VTT on myös kehittänyt pyörityskoneiston luotaimen 17 kg painavaa CAPS-plasmaspektrometriä varten. Pyörityskoneisto suurentaa plasmaspektrometrin näkökenttää keilaamalla sitä ±104 asteen sykleissä tuulilasinpyyhkimen tavoin. Syklien kääntöpisteissä on hidastus- ja kiihdytysrampit, jotta Cassinin toiminta ei häiriinny. Pyörityskoneisto vaihtaa pyörimissuuntaa miljoona kertaa 11 vuoden toiminnan aikana.

VTT:n kehittämälle toiselle pyörityspöydälle on asennettu Low energy magnetospheric measurement system eli LEMMS-instrumentti. Se tutkii Saturnuksen magneettikentän rakennetta havaitsemalla siitä siroavia hiukkasia. Pyörityspöydän tehtävänä on suurentaa anturin näkökenttää pyörittämällä sitä yhtäjaksoisesti säädettävällä nopeudella. Pöytä pyörii 11 vuotta kestävällä lennolla 3 miljoonaa kierrosta.

Saturnus on aurinkokuntamme kuudes ja toiseksi suurin planeetta. Sen päivän pituus on 10 tuntia, vuosi 29,5 Maan vuotta ja sen ilmakehä koostuu vedystä, heliumista ja metaanista. Saturnuksen renkaiden synty on yhä arvoitus. Niiden uskotaan syntyneen suurehkojen kuiden, pyrstötähtien ja meteoriittien törmäyksissä muodostuneista kappaleista, jotka ovat painovoiman vaikutuksesta jääneet kiertämään planeettaa. Renkaissa on todettu runsaasti jäätä, lunta ja suuria jäävuoria. Saturnukselta on löydetty 18 kuuta, joista suurin on Maan alkumuodon kaltainen Titan.


Lisätietoja:

VTT Tietotekniikka
 Ryhmäpäällikkö Heikki Saari
Puh. 020 722 4360, 040 589 1254
heikki.saari@vtt.fi

Oulun yliopisto, Fysikaalisten tieteiden laitos
Jari Vilppola, tutkija
Puh. (08) 553 1361
jari.vilppola@oulu.fi

http://www.nasa.gov/mission_pages/cassini/main/index.html
http://www.esa.int/esaSC/120378_index_0_m.html



Uutta | Uutiset 2004

VTT