Aurinkokunta | Luotain vihdoin perille Merkuriukseen, mukana suomalainen mittalaite

Kahdeksan vuotta ja lähes kymmenen miljardia kilometriä.

Sellaisen matkan BepiColombo-luotain on taittanut matkallaan kohti Merkuriusta. Lokakuussa 2018 laukaistu luotain asettuu pienen kiviplaneetan kiertoradalle nyt marraskuussa.

Matkallaan luotain on ohittanut kertaalleen maapallon, kaksi kertaa Venuksen ja määränpäänsä Merkuriuksen jopa kuusi kertaa. Mihin noin monta ohilentoa tarvittiin? Miksi se ei jo ensimmäisellä kerralla jäänyt aloilleen?

”Se johtui siitä, että vauhtia oli aivan liikaa. Voimakas jarruttaminen taas olisi vaatinut huomattavasti enemmän polttoainetta. Jo nyt 4 000 kilon painoisesta luotaimesta yli neljäsosa koostui alussa polttoaineesta”, kertoo Helsingin yliopiston avaruusfysiikan professori Emilia Kilpua.

Moottoreiden lisäksi jarrutukseen käytettiin planeettojen painovoimaa.

Merkurius on aurinkokuntamme neljästä kiviplaneetasta vähiten tutkittu.

Se sijaitsee kauimpana Maasta ja lähimpänä Aurinkoa, joten lämpötila on sen ympäristössä korkea ja säteily voimakasta.

Aiemmin planeettaa on tutkinut läheltä vain kaksi yhdysvaltalaista luotainta, Mariner 10 ja Messenger.

Aurinkoa tutkinut satelliitti Hinode kuvasi Merkuriuksen Aurinkoa vasten vuonna 2006. Kuva: JAXA / NASA

Euroopan ja Japanin avaruusjärjestöjen BepiColombo koostuu kahdesta erillisestä luotaimesta ja kuudestatoista mittalaitteesta, joiden tavoitteena on muodostaa Merkuriuksesta aiempaa kattavampi kuva.

Luotaimet tutkivat muun muassa planeetan pintaa ja koostumusta, sisäistä rakennetta, magneettikenttää, kaasukehää ja aurinkotuulen vaikutuksia.

Toisessa luotaimessa on mukana myös suomalaisteknologiaa, hiukkas- ja röntgensäteilyn ilmaisin Sixs, jonka päätutkija Kilpua on.

Neljännellä Merkuriuksen ohilennollaan luotain lensi hyvin läheltä planeetan pintaa, vain 165 kilometrin etäisyydeltä.

Ohilennon aikana kävi onnekas sattuma: juuri samaan aikaan Auringosta purkautui hyvin voimakas hiukkasmyrsky, jonka suomalaislaite sai mitattua.

”Purkauksia ei pystytä kovin tarkasti ennustamaan, ja ohilennon ajankohtaan ei voida varsinkaan vaikuttaa, eli tässä kävi hyvä tuuri. Ja näitä purkauksia oli vieläpä useampi peräkkäin”, Kilpua sanoo.

”Toki Aurinko on ollut jo pidempään aktiivinen, ja isoja purkauksia on tapahtunut muutamia kertoja kuukaudessa.”

Yhdysvaltain avaruushallinnon Messenger-luotaimen kuvassa värit kertovat planeetan pinnan piirteistä. Luotain pääsi planeetan kiertoradalle vuonna 2011. Kuva: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

Myrskyn aikana Auringon kiihdyttämät elektronit ja protonit tunkeutuivat planeetan magneettikenttään ja pommittivat sen pintaa.

Tutkijat mittasivat, kuinka hyvin Merkuriuksen magneettikenttä suojasi planeettaa näiltä hiukkasilta ja kuinka suuri osa pääsi satamaan sen pinnalle.

Mittaukset paljastivat, että pinnalle asti ylsi paljon korkeaenergisiä hiukkasia laajalta alueelta. Planeetalla ei ole merkittävää ilmakehää suojaamassa sitä, ja sen magneettikenttä on huomattavasti heikompi ja pienempi kuin Maassa.

Korkeaenergiset hiukkaset irrottavat Merkuriuksen pinnasta atomeja ja molekyylejä ja synnyttävät röntgensäteilyä. Niiden avulla voitiin selvittää, mistä Merkuriuksen pinta koostuu ja miten planeetta on kehittynyt. Tulokset julkaistiin Nature Astronomy -lehdessä.

Tavallinen aurinkopurkaus Merkuriuksessa vastaa äärimmäistä avaruusmyräkkää Maassa.

Neljäs ohilento oli siinäkin mielessä poikkeuksellinen, että lopulliselle kiertoradalle asettuessaan Sixsiä kantava luotain jää huomattavasti kauemmas planeetan pinnasta: 480–1500 kilometrin etäisyydelle.

Tämä johtuu tieteellisistä tavoitteista ja siitä, että lähempänä oleva rata on vaikeampi saavuttaa. Sillä pysyminen vaatii enemmän korjausliikkeitä ja siten polttoainetta.

”Mitä lähempänä pintaa olemme, sitä paremmin pystymme mittaamaan sinne satavia korkeaenergisiä hiukkasia. Uskon kuitenkin, että saamme hyviä tuloksia myös parisataa kilometriä kauempaa.”

Kuvituksessa luotain BepiColombo lähestyy Merkuriusta. Kuva: Esa

Aurinkopurkausten tutkiminen Merkuriuksessa voi auttaa ennustamaan avaruussäätä myös Maassa.

Vaikka Merkuriuksen magneettikenttä on Maata heikompi, niissä on Kilpuan mukaan rakenteellisia yhtäläisyyksiä.

Tavallinen aurinkopurkaus Merkuriuksessa vastaa olosuhteiltaan äärimmäistä avaruusmyräkkää Maassa.

Sellaisia ei ole osunut kohdalle modernina aikana, ja kaikkein lähimmäksi yltää Carringtonin myrsky vuodelta 1859. Silloin ei ollut vielä satelliitteja, mutta myrsky ilmeni näyttävinä revontulina ja lennätinjärjestelmien häiriöinä.

”Merkuriuksen olosuhteita tutkimalla voimme selvittää, miltä poikkeuksellisen paha myrsky näyttäisi Maassa ja miten siihen voisi valmistautua.”

BepiColombon luotaimet irtosivat kuljetusmoduulistaan syyskuussa ja asettuvat seuraavaksi Merkuriuksen radalle. Toisistaan ne irrottautuvat joulukuussa. Mittaukset alkavat ensi keväänä ja jatkuvat ainakin vuoden.

Julkaistu Tiede-lehdessä 12/2026