Ensimmäinen kivi Auringosta on vähän tutkittu, sillä matka on mutkikas ja määränpää kuuma. Suomalaiselle avaruustutkimukselle hanke on kaikkien aikojen suurin.

Hyvin kuuma ja äärimmäisen karu – mutta samalla erittäin kiehtova, sanovat tutkijat aurinkokuntamme pienimmästä planeetasta Merkuriuksesta. Se on kiviplaneetoistamme vähiten tunnettu, mutta ei enää kauan: tänä vuonna Merkuriusta kohti ampaisee Japanin ja Euroopan avaruusjärjestöjen luotainpari.

Kaksikon nimi BepiColombo (siirryt toiseen palveluun) on kunnianosoitus edesmenneelle italialaiselle matemaatikolle Giuseppe "Bepi" Colombolle, jonka laskelmien ansiosta Yhdysvaltain avaruushallinnon Nasan luotain pääsi kurkistamaan Merkuriukseen 1970-luvulla.

Mariner 10 -luotaimelta jäi kuitenkin Merkuriuksen toinen puoli tutkimatta, eikä tutkimuslaitteistokaan tietenkään ollut tätä päivää.

Kesti tälle vuosikymmenelle, ennen kuin Nasa lähetti toisen luotaimen Merkuriusta kiertämään. Vaikka tuosta Messengerin matkasta on vain vuosia, BepiColombolta on silti odotettavissa paljon aivan uutta tietoa, sanoo professori Karri Muinonen Helsingin yliopistosta.

– Messenger oli hyvin nopeasti koottu luotain, joka perustui senaikaiseen teknologiaan. Siinä ei otettu mitään suuria teknologisia kehitysaskeleita. BepiColombo on huippumodernilla teknologialla höystetty kahden luotaimen missio.

Kahden luotaimen ansiosta päästään katsomaan samaa ilmiöitä yhtä aikaa eri näkökulmasta. Kun japanilainen MMO esimerkiksi mittaa Merkuriukseen iskeytyvää aurinkotuulta kaukaa, eurooppalainen Bepi tarkkailee vaikutuksia planeetan pinnalla ja lähiavaruudessa.

Siksi ja Miksi

Bepi on Esalle kulmakiviohjelma, joka on ollut työn alla miltei kaksi vuosikymmentä. Luotaimessa on 11 tutkimusinstrumenttia.

Niistä yksi, Solar Intensity X-ray and Particle Spectrometer, on lähes kokonaan suomalaista työtä. Laitteelle Suomessa annettu lempinimi, SIXS, ei kuulosta vahingossa "siksi"-sanalta – syitä ja vastauksiahan tutkijat ovat hakemassa.

Kun britit kuulivat sanan merkityksen, he antoivat mielellään toiselle laitteelle nimen MIXS, kertoo Helsingin yliopiston yliopistonlehtori Juhani Huovelin, joka on SIXS:n päätutkija. Suomalaiset ovat olleet osittain mukana myös MIXS:n rakentamisessa.

Juhani Huovelin ja SIXS-instrumentti. Anniina Wallius / Yle

Malminetsintää Merkuriuksella

SIXS mittaa Auringon roihupurkauksien röntgensäteilyä Merkuriuksen pinnalla. Siten kyetään muun muassa päättelemään, miten alkuaineet ovat Merkuriuksessa jakautuneet. Huovelin vertaa tutkimusta malminetsintään.

Maassakin jo käytetään tällaista teknologiaa kannettavissa malminetsintälaitteissa, ja vastaavaa kysyntää on kohta myös avaruudessa, sanoo Karri Muinonen.

– On aivan selvää, että olemme lähivuosikymmeninä menossa asteroideille louhimaan mineraaleja ja mahdollisesti etsimään vettä ja vetyä polttoaineeksi. Sellaiseen sopii varmasti erittäin hyvin tällainen alkuainepitoisuuksien mittalaite, joka MIXS:n ja SIXS:n kombinaatiossa on.

SIXS tutkii myös Merkuriuksen pintaan osuvien hiukkasten antamaa tietoa siitä, mitä Auringossa tapahtuu, kun siellä on tekeillä jotakin tavallista suurempaa.

– Ilmiöt ovat samoja, jotka aiheuttavat Maassa esimerkiksi revontulia, mutta nyt päästään tekemään mittauksia paljon lähempää Aurinkoa ja voidaan ymmärtää paremmin näiden ilmiöiden etenemistä Maahan, sanoo Huovelin.

Kuuntele miten hankkeen vetäjät kuvailivat ainutlaatuista matkaa Merkuriukseen Radio Suomen Päivässä.

Kallis mutta tuottava hanke

Helsingin ja Turun yliopistojen ja Ilmatieteen laitoksen lisäksi SIXS-projektissa on mukana viisi suomalaista yritystä ja niillä useita alihankkijoita. Projekti on lisännyt suomalaistutkimuksen ja -yritysten jo ennestään arvostettua ammattitaitoa ja kilpailukykyä, Juhani Huovelin sanoo.

– Laitteiden tulee kestää ja toimia erittäin vaativissa olosuhteissa, kuumassa ja suuressa säteilyrasituksessa. Kaikki, mikä on tehty Suomessa näihin instrumentteihin, on täysin uutta teknologiaa.

Hanke on suomalaisen avaruustutkimuksen tähän saakka suurin. Se on ollut kallein, mutta myös tuottavin, Huovelin sanoo.

– En tiedä, montako euroa tästä saadaan per sijoitettu euro, mutta uskoisin, että aika monta. Tulevaisuudessa hyödynnämme tätä kasvanutta osaamista ja mainetta.

SIXS katselee matkalla maisemia

BepiColombon matka vie vuosia. Lähtö on ensi loka- tai marraskuussa, mutta avaruudessa ei noin vain lennetä pisteestä A pisteeseen B. Lisävauhtia otetaan Maan, Venuksen ja myös Merkuriuksen ohilennoista sekä kiepsauttamalla useita kertoja Auringon ympäri ennen kuin BepiColombo saavuttaa Merkuriuksen pysyvän kiertoradan. Siihen menee seitsemän vuotta.

Instrumentit eivät kuitenkaan vain lepäile BepiColombon kyydissä pitkän matkan ajan, vaan mittauksia tehdään aina, kun ionimoottoria ei tarvita työntövoimaan. Silloin siltä liikenee energiaa tutkimuslaitteiden käyttöön.

– SIXS-instrumentti pystyy onnekkaasti näkemään yhdellä röntgennapeistaan avaruutta. Monet instrumentit ovat kuljetusmoduulin sisällä eivätkä näe mitään, kertoo Huovelin.

Perillä luotainten työajaksi on suunniteltu vuosi, mutta sen toivotaan tuplaantuvan. Planeetan pinnalle piti alkujaan lähettää myös laskeutuja, mutta siitä luovuttiin liian kalliina.

Hankkeen hinta on hivuttautunut yli 1,6 miljardin euron. Lisäkuluja on koitunut muun muassa painosta, 4 100 kilosta, joka vaatii aiottua järeämmän kantoraketin.

Karri Muinonen Anniina Wallius / Yle

Ei kaasukehää, ei vettä

Merkuriuksen paikka Auringon kainalossa on vaatinut BepiColombon tekijöiltä erityishuomiota kuumalta suojautumiseen.

Merkuriuksen päivät ovat jopa 430-asteisia. Yöllä miinusasteita voi olla liki 200, sillä lämpö karkaa planeetalta heti illan pimennyttyä, koska Merkuriuksella ei ole kaasukehää lämpöä pidättelemässä.

– Merkuriuksen ilmakehä on käytännössä eksosfääri, joka on ehkä senttimetrin tai muutaman paksuinen. Siinä on kenties joitakin molekyylejä ja ioneja, joita aurinkotuuli on pommittanut irti pinnasta, kertoo Karri Muinonen.

Maan eksosfääri on ilmakehän ylin kerros, virallisesti jo lähiavaruutta.

Elämännestettä, sulaa vettä, Merkuriuksessa ei myöskään ole, on vain ikijäätä kraattereissa, joihin auringonvalo ei koskaan ylety.

Ainutlaatuinen aikakirja

Kaasukehän puuttuminen antaa toisaalta ainutlaatuisen mahdollisuuden lukea avaruuden aikakirjaa. Koska Merkuriuksella ei ole säätä – eikä vuodenaikojakaan – pinta ei ole vuosimiljardien aikana kulunut. Tulivuoretkin vaikenivat hyvin kauan sitten.

Merkuriuksen pinta on kuin isorokon jäljiltä, aivan täynnä arpia, jotka ovat jääneet avaruuden kivisateesta jo miljardeja vuosia sitten. Kraattereista on luettavissa, milloin avaruuden biljardipeli on ollut rajuimmillaan myös muualla aurinkokunnassamme.

– Täällä on ollut pienkappaleita erittäin soikeilla radoilla, mikä on tuottanut törmäyksiä läpi koko aurinkokunnan ja lopulta tyhjentänyt sen pienkappaleista, professori Karri Muinonen kertoo.