Olen Kouroun avaruuskeskuksessa Etelä-Amerikassa, Ranskan Guyanassa. Tämä on paikka, mistä Ariane-kantoraketit laukaistaan matkaan ja mistä nykyisin lähetetään myös venäläisiä Sojuz-raketteja sekä uusia eurooppalaisia Vega-raketteja.

Tänään illalla on vuorossa Vega, joka tekee nyt viidennen lentonsa. Raketti, joka on jo lähes laukaisuvalmis, kantaa mukanaan Sentinel-2A -satelliittia. Kyseessä on tuorein lisä rakenteilla olevaan eurooppalaiseen Kopernikus-satelliittijärjestelmään, jonka avulla Eurooppa saa lähes reaaliajassa havaintoja kaikkialta maailmasta ja jonka tarkoituksena on tehdä lopulta kaukokartoitustiedoista samanlaista tylsää, arkista käyttötietoa kuin on satelliittipaikannus oheispalveluineen nykyisin.

Olen käynyt täällä jo seitsemän kertaa aikaisemmin ja tällä kerralla olen mukana ESAn toimittajaryhmässä. Käymme läpi Kouroun avaruuskeskuksen eri paikat sekä seuraamme luonnollisesti Vegan laukaisua nyt maanantaina illalla klo 22:52 paikallista aikaa (3:52 yöllä tiistaiaamuna Suomen aikaa). Sen jälkeen käymme pahamaineisilla Pirunsaarilla, jotka ovat Atlantin valtameressä Kouroun luona ja missä sijaitsee nykyisin mm. rakettien nousua seuraavia kameroita ja tutkia.

Seuraan matkaa Tiedetuubin twitter-tilillä lähes reaaliajassa ja julkiasen pieniä artikkeleita parin päivän aikana täällä Tiedetuubin sivuilla.

Sentinel 1A -tutkasatelliitti lähti tarkalleen klo 00:02 matkalleen kohti kiertorataansa Maan ympärillä venäläisen Sojuz-kantoraketin nokassa Kourousta, Euroopan avaruussatamasta. Laukaisu sujui täysin suunnitelmien mukaisesti ja satelliittiin saatiin pian yhteys sen päästyä avaruuteen.

Kyseessä on ensimmäinen ESAn Sentinel-sarjan satelliiteista, joiden tarkoituksena on kuvata, havaita ja tutkia maapallon pintaa – meriä, maita, jäätiköitä – sekä ilmakehää lähes reaaliaikaisesti osana eurooppalaista Copernicus -ohjelmaa.

Näistä on tarkemmin tietoa mm. Tiedetuubin ESA-blogissa.

Sentinel-1 on 2,3 tonnia painava tutkasatelliitti, joka on suunniteltu toimimaan ainakin seitsemän vuoden ajan. Sen lennosta kuitenkin kolme ensimmäistä tuntia olivat tärkeimmät, koska niiden kuluessa se saapui paitsi avaruuteen, niin myös avasi aurinkopaneelinsa sekä tutka-antenninsa.

Tämä oli jo seitsemäs venäläisen Sojuz-kantoraketin laukaisu Ranskan Guyanassa sijaitsevasta Kouroun avaruuskeskuksesta.

Huomenna torstaina on tärkeä päivä, sillä vuosien ajan suunniteltu, rakennettu, testattu ja haaveiltu Gaia laukaustaan silloin avaruuteen. Pari tonnia painavan omalaatuisen avaruusteleskoopin tehtävänä on mitata ennätyksellisen tarkasti satojen tuhansien tähtien ja aurinkokuntamme pienkappaleiden sijainnit ja kirkkaudet moneen kertaan noin viisi vuotta kestävän lentonsa aikana.

Gaia on siis tähtitaivaan supertarkka kartoittaja, mutta sen ensimmäinen tehtävä avaruuteen pääsynsä jälkeen navigoida Maan luota noin 1,5 miljoonan kilometrin etäisyydellä olevalle havaintopaikalleen. Auringon ja Maan vetovoimien tasapainopiste 2, eli niin sanottu Lagrangen piste 2 sijaitsee Auringosta katsottuna Maan toisella puolella, ja se sopii erinomaisesti tähtitieteellisille avaruusaluksille; maailmankaikkeuden alun mikroaaltosäteilyn tutkija Planc ja infrapunateleskooppi Herschel olivat L2-pisteessä ja Hubblen avaruusteleskoopin seuraaja JWST sijoitetaan myös L2-pisteeseen.

Tarkkaan ottaen L2:ssa olevat avaruusalukset kiertävät kiertoradalla matemaattisen pisteen ympärillä. Gaia saapuu sinne - jos kaikki sujuu hyvin - noin 7. tammikuuta ja silloin ESAn Darmstadtissa, Saksassa, Euroopan avaruusoperaatiokeskus ESOCissa oleva lennonjohto on erittäin tarkkana. Laukaisun jälkeen lennonjohdossa ollaan toki aina valppaina, mutta asettuminen L2:n ympärille on lennon eräs kriittisimmistä hektistä. 

"Kyseessä on monimutkainen manöveeri, jonka aikana meidän tulee käyttää Gaian rakettimoottoreita epäsuorasti, sillä emme voi antaa Gaian kääntyä sellaiseen asentoon, missä Auringon kirkas paiste voisi vaurioittaa herkkiä havaintolaitteitamme", selittää Dave Milligan, Gaian operaatiojohtaja lennonjohdossa. "Se on hyvin jännittävä hetki, eikä meillä olen paljoakaan varaa virheisiin."

Toinen tärkeä päivä on 14. tammikuuta, jolloin Gaian rataa hienosäädetään.

ESAn tähtikartoittajasatelliitti Gaia on rullattu viikonlopun aikana laukaisualustalleen ja Gaian sisältävä nokkakartio sekä ylin vaihe on kiinnitetty Sojuz-rakettiin. Seuraavassa on muutamia kuvia viime päiviltä.

Nyt niin rakettiin kuin Gaiaankin tehdään viimeisiä tarkistuksia ennen torstaina tapahtuvaa laukaisua.

ESAn Gaia-avaruusteleskoopi on nyt suljettu kantorakettinsa nokkakartion sisään. Hieman yli neljä metriä halkaisijaltaan oleva ja 11,4 metriä korkea, kahdesta puolikkaasta koostuva kartio suojaa Gaiaa laukaisun alkuvaiheessa, kun Sojuz-kantoraketti lentää ilmakehän tiheimpien osien lävitse. Nokkakartio irroitetaan vain 187 sekunnin (kolmen minuutin ja seitsemän sekunnin) kuluttua laukaisusta, jolloin raketti on jo turvallisesti sadan kilometrin korkeudessa. Siellä ilma on jo niin ohutta, ettei siitä ole haittaa satelliitille.

Gaian "kapsulointi" tapahtui Kouroun avaruuskeskuksen hallin S3B puhdastilassa, mistä raketin kokonainen nokkaosa kuljetetaan laukaisualustalle ensi viikolla kun raketti on siirretty kokoonpanohallistaan sinne ja nostettu pystyyn.

Omalaatuiselta, kultapaperiin käärityltä tölkkimäiseltä paketilta näyttävä Gaia kiinnitettiin myöhään tiistaina Sojuz-kantoraketin ylimmän vaiheen päälle. Raketin ylimpänä vaiheena toimii Fregat, venäläistekoinen rakettivaihe, joka tulee viemään Gaian Maan luota kohti Lagrangen pistettä L2 vievälle radalle.

Fregat on omatoiminen, luotettavaksi osoittautunut rakettivaihe, jota voidaan käyttää niin Maata kiertävien satelliittien vientiin tarkasti oikealle radalle, planeettaluotainen lähetykseen ja Gaian tapaan omalaatuisemmillekin lentoradoille kuljettamiseen.

Seuraavaksi Gaian ja Fregatin muodostama "pino" suljetaan raketin nokkakartion sisään. Kartio koostuu kahdesta puolikkaasta, jotka liitetään yksinkertaisesti toisiinsa. Sen jälkeen satelliittia ei enää nähdä, vaan viimeiset kuvat siitä Maan pinnalla voidaan ottaa juuri ennen kuorien kiinnittämistä toisiinsa. Gaia itse on sen sijaan koko ajan hengissä: siihen syötetään virtaa johdolla, se on toiminnassa, siihen ollaan yhteydessä ja sen toimintoja tarkkaillaan koko ajan. Satelliitille laukaisu avaruuteen on kuin lapsen syntymä: lapsi on jo hengissä äidin kohdussa ja tulee toimeen napanuoran ansiosta, mutta vasta synnytyksen jälkeen lapsi on lopullisessa toimintaympäristössään ja toimii itsenäisesti.

Laukaisu tapahtuu viikon kuluttua torstaina 19. joulukuuta klo 11:12:19 Suomen aikaa.

Marraskuun lopussa ESAn tähtikartoittajasatelliitti Gaia oli jo lähes valmis laukaisuun, jonka pitäisi nykysuunnitelman mukaan tapahtua 19. joulukuuta Kouroun avaruuskeskuksesta Ranskan Guayanasta, Etelä-Amerikasta päiväntasaajan luota Atlantin rannikolta klo 11:12 Suomen aikaa.

Olennaisin Gaialle itselle tapahtunut asia viime päivinä oli sen tankkaus. Laukaisun aikaan sillä on tankeissaan 296 kg polttoainetta, mistä suurin osa käytetään matkalla havaintopaikalle Lagrangen pisteeseen numero 2 noin 1,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta sekä asettumiselle oikealle paikalle siellä. Sen jälkeen aluksen isoja rakettimoottoreita käytetään vain suuriin radan- tai asennonmuutoksiin, sillä satelliitin rutiininomaisesta asennonsäädöstä pidetään huolta pienemmillä kylmää kaasua suihkuttavilla mikrorakettimoottoreilla.

Gaian asennonsäätö on periaatteessa helppoa, sillä sen ei täydy monien teleskooppien tapaan osoittaa tarkasti tiettyyn kohtaan taivaalla, vaan se pyörii hitaasti akselinsa ympäri – nopeus on neljä kierrosta vuorokaudessa. Verkkainen vauhti kääntää sitä koko ajan uuteen kohtaan taivasta ja pitää samalla sen hyrräilmiön avulla suunnassaan.

Voimakkaiden rakettimoottorien polttoaineena käytetään hydratsiinia, luotettavaa ja toimintavarmaa, mutta valitettavasti ihmisille hyvin myrkyllistä nestettä. Siksi Gaian tankkaaminen tehtiin hyvin varovasti ja erityisesti tankkaukseen varustellussa rakennuksessa. Sitä varten Gaia piti siirtää erityisessä, hyvin puhtaassa kuljetuslaatikossa Kouroun avaruuskeskuksessa rakennuksesta toiseen, niin sanotusta S1B-hallista S5-rakennukseen.

Suuri säiliö, missä käytännössä laukaisuvalmis Gaia siirrettiin hallista toiseen, oli kuin pieni puhdastila. Siinä on oma ilmastointilaitteistonsa, mikä pitää sen sisäilman oikeassa lämpötilassa, kosteudeltaan sopivana ja mahdollisimman pölyttömänä.

Gaian käyttöön laatikko oli hieman suuri, sillä se on suunniteltu suurimpia Ariane 5:n kyytiin mahtuvia satelliitteja varten. Tällainen on muun muassa suuri ATV-rahtialus. Sama kuljetuslaatikko on palvellut aikaisemmin myös sellaisia kuuluisia avaruusaluksia kuin Herschel, Planck ja Envisat.

Kuljetus hallista toiseen eteni varovasti vauhdikkaimmillaan vain 10-20 kilometrin tuntinopeudella kuorma-auton vetämänä. Vajaan kilometrin matkaan kului hieman vajaa tunti.

Aivan ilman ongelmia ei operaatio kuitenkaan sujunut: kun Gaia oli saatu tankkaushallin ilmalukkoon, huomattiin, että lintu oli lentänyt avoimesta ovesta sisälle. Se piti hätistää pois ja tila puhdistaa uudelleen, ennen kuin kallisarvoinen satelliitti nostettiin pois kuljetuslaatikostaan.

Sen jälkeen Gaia kiinnitettiin erityiseen tankkaustelineeseen, minkä päällä sen tankit täytettiin polttoaineella maanantaina 2. joulukuuta.

Noin kuukausi sitten Euroopan avaruusjärjestön tähtikartoittajasatelliitti Gaian laukaisua päätettiin siirtää myöhemmäksi, koska sen radiolaitteistojen niin sanotut transponderit saattoivat mahdollisesti rikkoontua: vastaavanlaiset laitteet olivat hajonneet avaruudessa, eikä kukaan halunnut lähettää Gaiaa matkaan niiden kanssa, vaikka riski oli pieni.

Syypäitä ovat pienet transistorit Gaian kahdessa transponderissa, eli erikoisessa radiovastaanottimessa, joita ei kutsuta vastaanottimiksi, koska pelkän radiosignaalin vastaan ottamisen lisäksi ne käsittelevät ja muokkaavat signaalia sellaiseksi, että Gaian laitteet pystyvät sitä käyttämään. Avaruusluotaimissa ja satelliiteissa käytettävät transponderit pakkaavat siis samaan pakettiin koko joukon yhteydenpidossa vastaanottamisessa käytettävää tekniikkaa, mitä monissa maanpäällisissä sovelluksissa hoitavat monet eri laatikot.

Lyhyesti: kyseessä ovat hyvin tärkeät laitteet, joten ne ruuvattiin irti Gaiasta ja lennätettiin pikaisesti Eurooppaan korjattavaksi ja tarkistettavaksi. Otsikkokuva näyttää missä Gaian transponderit ovat ja miten niihin pääsee käsiksi.

Osien irrottaminen laukaisuvalmiista avaruusaluksesta ei ole vaikeaa, mutta kukaan ei halua tehdä sitä ilman todella päteviä perusteita. Koko laitteisto on jo testattu moneen kertaan ja sen muuttaminen millään tavalla saisi aikaan uuden testausruljanssin. Mutta koska tässä tapauksessa transponderien rikkoontumisen riski arvioitiin sen verran suureksi, että myös riskaabeliin manöveeriin päätettiin ryhtyä.