Esimesed tulemused asteroid Ryugu proovidest

Kaks ja pool aastat tagasi sisenes Austraalia kohal atmosfääri 16 kilogrammine metallist kapsel, mis oli eelneva kaheksa aasta jooksul maha rännanud 5,2 miljardit kilomeetrit ehk 35 korda Maa-Päikese vahemaa. Kapsli sisemus peitis endas kokku viis grammi tumedat pinnast, mis pärines ühe haruldase Maa-lähedase asteroidi küljest. Tegemist oli teise korraga ajaloos kui inimestel avanes võimalus maises laboris uurida materjali, mis on sama vana kui Päikesesüsteem. Nüüd on avaldama hakatud esimesi ettevaatlike tulemusi.

Austraalias maandunud kapsel toimetatakse laborisse. "Kapsel sisaldas langevarju avamiseks ja kuumuskilbi eraldamiseks pürotehnilisi laenguid (nn lõhkevaid polte). Neid pannakse alati varuga, et isegi mõne laengu mittetöötamisel kogu mehhanism ikkagi toimiks. Sellest ka oht, et mõni lõhkemata laeng võib veel alles jäänud olla."

Proovide võtmise ja Maale toimetamise eest hoolitses Jaapani kosmoseuuringute agentuuri (JAXA) üliedukas sond Hayabusa2, mis lahkus siinselt planeedilt 2014. aastal ja kohtus neli aastat hiljem asteroidiga 162173 Ryugu. Tegemist on umbes kilomeetrise läbimõõduga kivimürakaga, mis teeb Päikese ümber ühe loperguse tiiru iga 1,3 aastaga. Peale asteroidi juurde jõudmist, uuris Hayabusa2 seda kokku 18 kuu vältel. Muuhulgas vabastas see selle pinnale kolm miniatuurset kulgurit, mis uperpallitasid madala gravitatsiooniga taevakehal, edastasid meile sadu fotosid ja väärtuslikke mõõtetulemusi. Hayabusa2 peamiseks vägitükiks oli aga asteroidilt kahel korral proovide võtmine. Seda nii vaakumile paljastatud pinnalt kui ka pisikese kraatri põhjast, mille see spetsiaalse laenguga sinna lõhkas. Proovid turvaliselt kapslisse sulgenud, lahkus sond asteroidi orbiidilt ning möödus 2019. aasta detsembris lähedalt Maast, visates atmosfääri oma väärtusliku lasti.

Hayabusa2 trajektoor. Sinisega Maa, rohelisega Ryugu ja lillaga Hayabusa2.

Kui esimene asteroidilt edukalt proovid Maale toimetanud Hayabusa1 suutis 2010. aastal Itokawa nimeliselt kosmosekivilt kaasa tuua vaid vähem kui tuhandik grammi materjali, siis tema järglasel õnnestus siia toimetada koguni 5 grammi asteroiditükke ja -tolmu. Seda on siis umbes teelusikatäis. Ei kõla just palju, kuid tuleks mainida, et algne missioon nägi ette vaid kusagil 1/10 grammi kogumist. Põhjus, miks antud materjal nii väärtuslik on, seisneb selle päritolus otse kosmosest. Olgugi, et Maale langeb igapäevaselt meteoriitset ainet ja mõnikord on kosmosekive võimalik leida loetud tunde peale saabumist, saastuvad need väga kiiresti maise elu ja keemiaga. Ainuüksi atmosfääri sisenemisel tekkiv kuumus võib muidu miljardeid aastaid puutumatult Päikesesüsteemist tiirutanud kivi keemilist koostist olulisel määral muuta või põletada sellest välja õrnu orgaanilisi ühendeid. Haybusa2 proovide puhul seda muret pole - kogutud otse asteroidilt ning seejärel hermeetilises ja termiliselt isoleeritud kapslis reisinud proovid on värsked.

Niisiis, mis on nende analüüsimisel seni avastatud? Esiteks on leidnud kinnitust, et Ryugu on suhteliselt haruldane C-tüüpi ehk süsinikrikas asteroid, mis moodustus tõenäoliselt Marsi ja Jupiteri orbiitide vahele jääva asteroidivööndi välimises osas. Lõpuks on ka eksperimentaalset kinnitust leidnud hüpotees, et Maalt leitavad üsna haruldased kivised meteoriidid nimega süsinkkondriidid pärinevad C-tüüpi asteroididelt. Olles analüüsinud nii meteoriite kui ka nüüd värsket materjali, ollakse arvamusel, et algselt sisaldasid sellised asteroidid suhteliselt palju vett (jääna), mis Päikesele lähemale migreerudes aurustus (sublimeerus). See lubas nende sisemuses savimineraalide ja soolade teket. Ka arvestatav osa tänapäevasest veest Maal pärineb tõenäoliselt Ryugu sarnastelt asteroididelt, millest meie planeet 4,5 miljardit aastat tagasi tekkis ja millega meie planeeti Päikesesüsteemi algupäevadel mürskudena pommitati. Vee kõrval sisaldasid ja sisaldavad C-tüüpi asteroidid külluslikult orgaanilist ainet (keemilised ühendid, mis baseeruvad süsinik-süsinik ja süsinik-vesinik sidemetel), ilma milleta oleks meile tuttava elu teket raske ette kujutada.

Muuhulgas leiti, et materjal Ryugult on erakordselt tume, peegeldades vaid 2% sellele langevast valgusest ning see on väga poorne ja väikese tihedusega. Keemilise koostise põhjal võib Ryugu kuuluda eriti haruldast tüüpi C-asteroidide hulka (Cl-tüüp), millelt pärinevaid meteoriite on seni Maalt leitud vaid viis tükki.

Uuringud proovide kallal on aga alles algamas. Senised avastused on tehtud niiöelda mitte-invasiivsetel meetoditel, kus uuritavat materjali lihtsalt vaadatakse. On ju täiesti arusaadav, et kui sul on midagi ainult 5 grammi, siis sa ei hakka seda kohe pulbriks hõõruma ja erinevate kemikaalidega lagundama. Uut proovi me niipea ei saa ja tõenäoliselt säilitakse mingit osa sellest ka järgnevatele põlvkondadele, kelle käsutuses võivad olla tööriistad, millest tänapäeva teadlased veel undki näha ei oska.

Hayabusa2 jätkab aga vahepeal oma missiooni Päikesesüsteemis. Kuigi võimet proove koguda sellel enam ei ole, on kõik selle instrumendid töökorras. 2026. aastal peaks see lähedalt mööda lendama L-tüüpi Maa-lähedasest asteroidist 2001 CC 21. Kahel järgneval aastal sooritab see kaks lähedast möödalendu Maast ja 2031. aastal peaks see viimaks kohtuma 30-meetrise asteroidiga 1998 KY26, mille omapäraks on kiire pöörlemine.

Asteroid 162173 Ryugu

Maale saabuvad proovid asteroidilt ja Kuult

Näib, et aastal 2020 on pakkuda ka midagi head. Nimelt toimetas Jaapanlaste Hayabusa2 sond eile Maale kapsli, mis sisaldab proove kiviselt asteroidilt Ryugu. Tegemist üldse teise korraga, kui asteroidi küljest proove on toodud. Samal ajal teatas Hiina rahvuslik kosmoseadministratsioon, et nende Chang'e 5 missioon peaks peagi suunduma Kuu orbiidilt tagasi Maale, kaasas üle kahe kilogrammi kuukive ja -tolmu. Viimati toodi Maale kuupinnast 1976. aastal.

Jaapani kosmoseagentuur JAXA sond Hayabusa2 startis Maalt kuus aastat tagasi ning jõudis oma sihtmärgini, asteroid 162173 Ryuguni 2018. aasta juunis. Seal oli selle ülesandeks uurida umbes kilomeetrise läbimõõduga asteroidi koostist ja ehitust, vabastada selle pinnale kaks minikulgurit ning koguda proove. Seda viimast tegi sond nii asteroidi pinnalt kui ka selle alt, olles eelnevalt proovide kogumise paiga 2,5 kilogrammise vaskmürsuga segi paisanud. Hayabusa2 lahkus Ryugu juurest eelmise aasta novembris ning jõudis eile tagasi Maa juurde, kus see vabastas proove sisaldava kapsli. Korraks taevas meteoorina põlema süttinud 16 kilogrammine kapsel langes kuhugi Austraalia sisemaale, kust seda parasjagu otsitakse.

Asteroid Ryugu

Selle leidmise korral avaneb teadlastel teine võimalus uurida materjali, mis pärineb rikkumatult miljardeid aastaid vaakumis tiirutanud asteroidi küljest. Esimesed taolised proovid toimetas maale Hayabusa(1), mis tõi neid asteroid 25143 Itokawa küljest aastatel 2003-2010. Tookord õnnestus sondil koguda kõigest kusagil 60 mikrogrammi asteroiditolmu. Teiselt sondilt oodatakse enamat. Peamine lootus on proovide järgi kindlaks teha taoliste asteroidide vee-sisaldus ja leida neist elu ehituskivideks olevaid aminohappeid. Arvatakse, et 4,5 miljardit aastat tagasi "kuivalt" tekkinud Maale jõudis vesi just Ryugu sarnaste asteroididega ning võib-olla toimetasid nad siia ka ühendid, millest arenes lõpuks välja elu. Tegemist on seega meie jaoks väga oluliste ja võiks öelda lausa eksistentsiaalsete küsimustega.

Proovide toomisega ei ole aga Hayabusa2 missioon veel kaugeltki läbi. Kuna sondil kütust veel jätkub ja selle instrumendid on korras, suundub see nüüd asteroid (98943) 2001 CC21 poole ning peaks sellest 2026. aastal üsna lähedalt mööda kihutama. 2031. aastal peaks see kohtuma aga mikroasteroidiga 1998 KY26, mille teeb ebatavaliseks selle väga kiire pöörlemine. Seega kindlasti pole see viimane kord kui me Hayabusa2 nime uudiste pealkirjadest lugeda saame.

Hayabusa2 poolt Maa atmosfääri heidetud kapsel nägi korraks välja nagu langev täht.

Teine kosmosetehnoloogia ja eriti mehitatud kuulendude jätkumisest unistavates ringkondades laineid lööv missioon on hiinlaste Chang'e 5, mille ambitsioonikast eesmärgist Kuult vähemalt kaks kilogrammi pinnast tuua oleme siin ka eelnevalt kirjutanud. Erinevalt Hayabusa2 aastatepikkusest ja miljardeid kosmosekilomeetrid sisaldanud teekonnast võivad Chang'e 5 poolt kokku korjatud kuukivid Maale jõuda juba järgmise nädala lõpuks ehk siis vähem kui kolm nädalat peale selle starti. Praeguse seisuga on enamus missiooni etappidest edukalt läbitud - Kuu juurde on jõutud, sellel maandutud, proovid võetud, tagasi Kuu orbiidile lennatud, põkkutud ja proovid spetsiaalsesse kapslisse toimetatud. Iga hetk peaksid need alustama oma teekonda Maa poole, kus need visatakse sarnaselt Hayabusale atmosfääri ning see maandub kuskil Mongoolia tühermaal.

Kuigi Kuult on 60-70ndatel nii USA Apollo missioonide kui Nõukogude Liidu Luna maandurite abil toodud üle 300 kilogrammi kive, pärinevad need kõik geoloogiliselt väga vanadest piirkondadest. Chang'e 5 maandus aga Tormide ookeanis kõrguva Mons Rümkeri lähistel, mis kujutab endast kustunud vulkaani. Kuukraatrite suhteliselt väike arv selle ümbruses näitab, et sealne pinnas tardus sulamagmast kivimiks miljardeid aastaid hiljem kui Apollo või Luna maandumispaikades. Seega peaksid sealt võetud proovid pakkuma meile võimaluse uurida Kuu koostist ja siseehitust varasemast paremini.

Kuult proovidega naasenud moodul põkkumas Kuu orbiidil tiirelnud mooduliga. Taustal paistab Maa hele sirp.

Kuigi Hiina rahvuslik kosmoseadministratsioon on kuulus oma salatsemise ja vähese avalikkusele suunatud informatsiooni poolest, arvavad paljud eksperdid, et erinevatest moodulitest koosnev Chang'e 5 on omamoodi katsetus saatmaks juba lähitulevikus Kuule mehitatud missioonid. Vähe sellest, Hiina tahab sinna arvatavasti ehitada ka alalise baasi. Praeguse seisuga on Venemaa sarnased plaanid alles joonestuslaual ja USA kosmoseagentuuri Kuule naasemine pidevate rahastusprobleemide ja poliitiliste suundade vahetumise tõttu kahtlane või siis aastakümnete kaugusel. Seega, kui me loodame oma elueal näha (jälle) inimesi kuugravitatsioonis ringi hüppamas, peaksime me oma pilgud suunama Hiina poole.