NASA:n Mars Science Laboratory eli Curiosity laskeutuu Marsin pinnalle kahdeksan jälkeen Suomen aikaa maanantaiaamuna. Näin siis jos kaikki menee hyvin, laskeutuminen on varsin monivaiheinen prosessi. Mars-luotaimia on menetetty aiemminkin ja nyt on kyseessä poikkeuksellisen kunnianhimoinen hanke. Mukana kulkee myös suomalaisia Ilmatieteen laitoksella kehitettyjä mittalaitteita.

NASA:n kaksi aiempaa Mars-mönkijähanketta olivat menestyksekkäitä. Vuonna 1997 radio-ohjattavan auton kokoinen Sojouner lähetti tarkkoja kuvia planeetan pinnalta. Mars Exploration Rover Projectin ajokit Spirit- ja Opportunity puolestaan laskeutuivat 2004. Mönkijöiden kestoikä on hämmästyttänyt suunnittelijatkin: hiekkaan juuttunut Spirit hiljeni vasta yli kuuden vuoden jälkeen ja Opportunity toimii edelleen.

Nyt lentonsa viime vaiheissa oleva Curiosity eli virallisesti Mars Science Laboratory oli henkilöauton kokoinen eli noin kaksi kertaa suurempi kuin Spirit ja Opportunity. Se painaa viisi kertaa enemmän. Tähän sisältyy painolla mitaten kymmenen kertaa enemmän tieteellisiä laitteita kuin edellisen sukupolven mönkijöissä.

Curiosity eli Uteliaisuus sai nimensä NASA:n nettisivuilla järjestetyn kilpailun perusteella. Voittaneen ehdotuksen teki kuudesluokkalainen koululainen Kansasista.

Avaruusalus laukaistiin matkaan United Launch Alliance Atlas V 541 -kantoraketilla 26. marraskuuta 2011. Hankkeen kustannuksiksi on laskettu aiankin 2,5 miljardia dollaria. Toiminta-ajaksi arvioidaan vähintään yksi Marsin vuosi eli 687 päivää punaisen planeetan pinnalla.

Hankkeen tehtävinä on mm. selvittää, onko Marsissa voinut joskus olla elämää. Samaten kerätään tietoa mahdollisia tulevaisuuden miehitettyjä Mars-lentoja varten.

Hankkeessa on mukana myös suomalaisia laitteita. Ilmatieteen laitoksen REMS-P ja REMS-H -instrumentit mittaavat Marsin ilmakehän painetta ja kosteutta.

Aiemmat Mars-mönkijät saivat käyttövoimansa aurinkopaneeleilla tuotetusta sähköstä. Enemmän virtaa tarvitsevassa Curiosityssä on RTG-paristo  (Radioisotope Thermoelectric Generator), jossa plutonium 238:n luontainen hajoaminen tuottaa lämpöä. Laite muuttaa sen sähköksi ja hukkalämmöllä voidaan lämmittää laitteita. Mönkijässä on kaikkiaan 4,8 kiloa plutoniumia.

Koska Marsin ilmakehä on liian ohut pelkkien laskuvarjojen käyttöön, aluksen laskeutumista varten on jouduttu kehittämään monimutkainen järjestelmä. Edellisissä sukupolvissa loppulaskeutumisessa käytettiin ilmatyynyjä, mutta Curiosity on liian painava, jotta niitä voitaisiin hyödyntää.

Aluksi irrotetaan vain planeettojen väliseen matkalentoon tarkoitetut laitteet aurinkokennoineen ja kevennetään näin painoa. Sitten lämpökilpi ilmanvastuksen avulla hidastaa vauhdin nopeudelle, jolla voidaan avata jarruvarjo

Kun nopeus on edelleen pudonnut, irrotetaan laskuvarjo ja mönkijän yläpinnan suojakuori noin 1800 metrin korkeudessa. Samalla käynnistetään jarruraketit, joiden varassa alus laskeutuu kohti pintaa koko ajan hidastaen. Tutkan avulla se määrittää korkeutensa ja suuntaa Gale-kraateriin.

Lopulta varsinainen mönkijä lasketaan kolmen noin seitsemän metriä pitkän kuormaliinan varaan roikkumaan. Alus hidastaa nopeuttaan, kunnes se on lähes leijunnassa pinnan tuntumassa. Operaatiota helpottaa Marsin maata pienempi painovoima. Vajoamista jatketaan, kunnes mönkijä kohtaa Marsin kamaran.

Kun Curiosity on tunnistanut painonsa olevan pyörien varassa, liinat ja data-kaapeli irrotetaan räjähdeleikkureilla. Kaikkiaan avaruusaluksessa on laskuvaiheita varten 76 erilaista tietokoneiden ohjaamaa räjähdepulttia tai -leikkuria. Ne mahdollistavat  esimerkiksi Curiosityn kuorien ja laskuvarjon irtoamisen juuri oikeaan aikaan.

Laskeutumisen lopuksi keventynyt laskeutumisosa kaartaa sivummalle syöksyen maahan vähintään 150 metrin päässä mönkijästä. Curiosity varmistaa ensin sijaintinsa ja asentonsa kiinteillä ajokameroillaan, ennen kuin varsinainen kameramasto nostetaan esille.

Laskeutumisvaihe avaruudesta planeetan pinnalle kestää kokonaisuudessaan seitsemän minuuttia. Täysin automaattisesti totetutettava laskeutumisoperaatio kuullostaa melko monimutkaiselta, joten riskit ovat suuria.

Maanantaiaamuna noin kello 8.30 selviää, olivatko NASA:n insinöörien laskelmat osuneet kohdalleen.

Jet Propulsion Labin animaatio Curiosityn lennosta, laskeutumisesta ja toiminnasta Marsissa: YouTube

NASA:n JPL:n  insinöörit kertovat laskeutumisvaiheen vaaroista: YouTube