Huhtikuun 18. päivänä 1906 Kaliforniassa tapahtui voimakas maanjäristys. San Andreaksen kuuluisan vaarallinen siirros liikahti ja vavisutti San Franciscon kaupungin ympäristöä kahdeksan momenttimagnitudin voimalla. Talot sortuivat, kaasuputket rikkoutuivat ja kukkulaisen kaupungin keskusta peittyi savuun, kun tulipalot raivosivat raunioilla.

Pelastustyöntekijöillä oli vaikeuksia paitsi työn määrän kanssa, niin myös siksi, että kenelläkään ei ollut kokonaiskuvaa tuhosta.

Joku keksi, että olisi kätevää päästä katsomaan kaupunkia ylhäältä – ja onneksi apu oli lähellä. Yhdysvaltain laivaston kuvaaja George Lawrence oli leijoineen paikalla! 

Lawrence oli kehittänyt panoraamakameran, joka voitiin hilata taivaalle halutulle korkeudelle suuren leijan avulla. Hän oli miltei kuollut ilmapallo-onnettomuudessa ilmakuvia ottaessaan, ja kuultuaan Euroopassa tehdyistä leijakameroista, hän innostui asiasta ja kehitti tekniikkaa eteenpäin.

Pian Lawrence pystyi ottamaan kuvia korkealta kauko-ohjatusti, jolloin luonnollisesti sotilaat kiinnostuivat asiasta. Leijakamera saatiin taivaalle vihollista vakoilemaan, jolloin se oli paljon ilmapalloa huomaamattomampi, mutta myös turvallisempi, kun ketään ei tarvinnut laittaa kyytiin.

Lawrencen San Franciscosta ottamista, suurista negatiiveista tehdyistä tarkoista kuvista oli muutakin kuin käytännön hyötyä. Niistä tehtiin myöhemmin suuria taulumaisia vedoksia, joilla näytettiin millainen kuuluisan kaupungin lähes yhtä kuuluisan järistyksen tuhot olivat.

Kuvia myös myytiin postikortteina, sillä tuolloin 1900-luvun alussa oli kuvien saaminen postissa suuri elämys. Ja kuvia lähetettiinkin paljon – kuvapostikortit olivat uusia, ihmeellisiä ja nykyaikaisia, ja niiden tekemisestä sekä lähettämisestä tuli varsinainen muoti. 

Juuri tässä mielessä kiinnostava on myös Julius Neubronnerin vuonna 1903 kehittämä pienikokoinen automaattikamera. Hänen kameransa voitiin asentaa kyyhkysen kannettavaksi ja lennon aikana kameran aikalaukaisin nappasi kuvan kerran 30 sekunnissa linnun lentoreitin alla olevasta maastosta. Kuvia käytettiin nytkin ennen kaikkea sotilastiedustelussa, mutta näin otettiin myös suuri määrä maisemakuvia, joista painettiin postikortteja. Neubronner teki hyvän tilin postikorteillaan.

Suuriresoluutioinen, zoomattava versio otsikkokuvana olevasta Lawrencen "San Francisco in ruins" -kuvasta on Yhdysvaltain geologisen laitoksen sivuilla.

Lisätietoa Lawrencen kuvausleijoista on täällä.

Viikko sitten maanantaina avaruuteen laukaisu eurooppalaissatelliitti Sentinel-2A on ottanut ensimmäiset kuvansa. Viikon kuluessa satelliitti on käynnistetty ilman olennaisia ongelmia ja sen kameralaitteistot on otettu käyttöön: ensimmäiset kuvansa satelliitti otti maapallosta lauantaina 27. kesäkuuta pitkänä soirona ratansa alta, joka kulki Ruotsista keskisen Euroopan yli Välimerelle ja päättyi satelliitin ollessa Algerian päällä.

Kuvat välitettiin saman tien Italiassa Materassa olevalle maa-asemalle, minkä jälkeen kuvat käsiteltiin. Niiden hyvä laatu eri ollut yllätys: Santinel-2A:n eri valon värisävyissä ottamat kuvat olivat erinomaisia.

Kuvien resoluutio on noin 10 metriä pikselille, mikä ei ole aivan niin hyvä kuin sotilassatelliiteissa, mutta joka on enemmän kuin riittävä maatalouden, maankäytön seurannan ja muiden satelliitin kuvia käyttävien tahojen kannalta.

Suomessa Sentinel-2 -satelliittien (Sentinel-2B laukaistaan avaruuteen ensi vuonna) lähettämiä kuvia tullaan käyttämään niin Ilmatieteen laitoksella kuin Suomen ympäristökeskuksessa.

SYKEn vetämä Envibase-hanke pyrkii avaamaan, yhtenäistämään ja hyödyntämään paremmin kaikkea ympäristötietoa, missä satelliittien keräämät tiedot ja myös Sentinel-2:n ottamat kuvat ovat tärkeässä osassa. Ilmatieteen laitoksen Timo Ryyppö avaa satelliitin kautta saatavia hyötyjä Envibase-hankkeen blogissa. 

Sentinel-2 on myös mainio työväline metsien ja kasvillisuuden havaitsemissa, ja myös tässä suomalaiset ovat olleet tärkeässä osassa.

“Sentinel-2 on unelmalaite metsien kartoitukseen ja seurantaan”, kertoi VTT:n tutkimusprofessori Tuomas Häme Tiedetuubin viime joulukuussa julkaisemassa jutussa.

“Sillä on riittävä erotuskyky esimerkiksi kuntatason kartoitukseen ja seurantaan myös metsätilojen tasolla, sen kuvat ovat suuria, se tuottaa jatkuvasti tasalaatuista tietoa ja voi kuvata samaa paikkaa vähintään parin päivän välein. Sen kamerassa on runsaasti aallonpituuskanavia ja suomalaisittain on tärkeää se, että kameran ilmaisin on hyvin herkkä. Tämä on tärkeää tummia havumetsiä kuvattaessa.”

VTT johti Sentinel-2:n metsäsovellusten ominaisuuksien määrittelyä 13 vuotta sitten päättyneessä ESAn rahoittamassa TESEO-hankkeessa. Sentinel-2 toteutti raporttiin suositukset lähes sellaisinaan.

Tällä hetkellä VTT koordinoi Hämeen johdolla EU:n seitsemänteen puiteohjelmaan liittyvää hanketta nimeltä North State, jossa kehitetään uusia menetelmiä pohjoisen havumetsävyöhykkeen hiili- ja vesitaseen arviointiin. Kehitettävien menetelmien keskeisin aineisto on Sentinel-2:sta. 

“Toistaiseksi harjoittelemme toimintaa mm. amerikkalaisen Landsat-satelliittien aineistolla, jota tuetaan Sentinel-1:n havainnoilla. Hankkeessa on Suomesta mukana mm. Helsingin Yliopisto ja Simosol Oy. Aineiston hyödyntäjiä löytyy jatkossa esimerkiksi valtion sektorilaitoksista, kuten Luonnonvarakeskus, Suomen ympäristökeskus ja Ilmatieteen laitos.”

Häme uskoo, että myös käytännön metsätalous tulee mukaan, mutta voi olla, että ne ostavat valmiita satelliittidatasta jalostettuja tuotteita palveluyrityksistä. Jo nyt useat konsulttiyritykset tuottavat tällaisia tietotuotteita. 

Sentinel-2:ssa on myös suomalaista tekniikkaa: RUAG Space Finland (entinen Patrian Tampereella sijaitseva avaruusliiketoimintayksikkö) toimitti elektronisen ohjaus- ja signaalinkäsittelylaitteen nyt laukaistuun Sentinel-2A -satelliittiin sekä seuraavaan Sentinel-2B -satelliittiin. Toimitettu laite mm. mittaa satelliitin tilaan liittyviä olennaisia parametreja ja välittää ohjauskäskyjä satelliitin muille laitteille.

RUAG Space Finland Oy Ab:n toimitusjohtaja Harri Lähti korostaa näiden toimitusten merkitystä yritykselle ja odottaa lisätilauksia Copernikus-ohelman tiimoilta.

Siinä se on, hieman yli tonnin painoinen, kullanhohtoisella lämpötilavaihteluita ja mikrometeoreja vastaan suojaavalla pinnoitteella päällystetty satelliitti kököttämässä telineessään puhdastilan seinämällä.

Olemme IABG-yhtiön avaruuslaitteiden testikeskuksessa Ottobrunnissa, Münchenin eteläpuolella olevassa ilmailu- ja avaruusteollisuuden keskittymässä.

Euroopan avaruusjärjestö ESA, Euroopan unioni, Airbus Defence & Space ja IABG esittelivät tänään toimittajille ja tutkijoille tätä eurooppalaisen Kopernikus-järjestelmän tuoreinta tulokasta.   Suunnitelman mukaan se saa seurakseen ensi vuonna toisen samanlaisen satelliitin, jotka kumpikin toimisivat ainakin seitsemän vuotta avaruudessa – mutta koska satelliitit yleensä toimivat paljon laskettua pitempään, laitetaan näihin mukaan polttoainetta saman tien 12 vuoden toimintaa varten.

Satelliittien tekemiseen osallistuu 42 yhtiötä 17 eri maasta, ja  jossain sen sisällä on myös teksti “Made in Finland”. Lisäksi suomalainen tietotaito on ollut tekemässä sen havaintolaitteista  parhaita alallaan.

Mutta tästä enemmän hieman myöhemmin, nyt mennään takaisin puhdastilaan.

Maata katsova avaruusteleskooppi

Sentinel-2 näyttää kovin pieneltä, ja se onkin suhteellisesti ottaen pienikokoinen: kolme ja puoli metriä pitkä ja vajaat puolitoista metriä leveä laatikko. Aurinkopaneelinsa kanssa avaruudessa se on luonnollisesti suurempi, sillä satelliitin sivusta avaruudessa ulospäin sojottava paneeli on kooltaan hieman suurempi kuin satelliitti itse.

Sen tärkein hyötykuorma on monikanavakamera, joka kuvaa allaan olevaa 290 km leveää kaistaletta maapallon pinnalla kaikkiaan 13 eri sähkömagneettisen spektrin kanavalla. Kameran kuvaustarkkuus on 10 metriä neljällä näkyvän valon alueella oleva kaistalla ja yhdellä lähi-infrapunakaistalla, ja 20 m kuudella punaisen alueella olevalla sekä lähellä mikroaaltoja olevalla infrapunakaistalla. Kaikkiaan kameralaitteisto kattaa aallonpituusalueet 443 nanometristä 2190 nanometriin.

Yhdistämällä eri aallonpituusalueilla tehtyjä havaintoja voidaan saada paljon tietoa Maan pinnasta, jäätiköistä ja meristä. Omimmillaan satelliitti on maankäytön kartoittamisessa ja onnettomuustilanteissa nopean tilannetiedon saamisessa.

Vapaasti käytettäväksi tulevien julkishallinnollisten kuvien ja tietojen vyöry jatkuu: nyt erään maailman tunnetuimman Maan pintaa kuvaavan kaukokartoitussatelliitin, ranskalaisen SPOT-satelliitin kuvat tulevat vapaasti käytettäväksi. Ensimmäinen sadan tuhannen kuvan sarja tulee saataville vielä tämän vuoden aikana.

Ranskan kansallinen avaruustoimisto CNES, satelliittien alkuperäinen tilaaja ja tietojen omistaja, päätti asiasta tänään yhdessä SPOT-satellittien rakentajan ja niiden käytöstä vastaavan Spot Image -yhtiön omistajan Airbus Defense and Space -yhtiön (entinen EADS Astrium) kanssa. Kyseessä eivät tosin ole aivan uusimmat kuvat, vaan jo vanhentuneen ja toimintansa lopettaneen SPOT-4 -satelliitin ottamat vähintään viisi vuotta vanhat ja resuluutioltaan yli 10 metriä olevat kuvat.

Nämäkin tosin ovat erittäin hyviä ja tarkkoja, ja niiden avulla voidaan tehdä paljon tutkimusta – ja ne ovat myös yksinkertaisesti kauniita. Kun kuvat tulevat saataville, käyttäjät pääsevät käsiksi laajaan kuva-arkistoon yksinkertaisesti kirjautumalla palveluun sisään ja hyväksymällä käyttöehdot. Ainakin aluksi käyttö on rajattu tutkimukseen, mutta on mahdollista, että myöhemmin kuvien avulla voidaan luoda uusia palveluita samaan tapaan kuin monella muulla viime aikoina vapautetulla avoimella julkisella datalla.

Kuvien avulla voidaan tarkkailla muun muassa maankäyttöä, seurata urbanisoitumista sekä aavikoitumista, tehdä korkeuskarttoja, parantaa maatalouden tehokkuutta ja kartoittaa metsiä sekä ekosysteemejä. Joissain kuvissa nähdään myös hieman pinnan alle, jolloin esimerkiksi arkeologit ovat voineet löytää aiemmin näkymättömiä raunioita. Samoin merien ja jäätiköiden tarkkailuun satelliittikuvat ovat erittäin käyttökelpoisia, koska laajoilta asumattomilta alueilta on vaikeaa saada muuten tietoja.

Nyt tehty päätös on osa CNESin ja Spot Imagen hanketta, jolla ne osallistuvat maailmanlaajuiseen maapallosta tietoja yleishyödylliseen käyttöön jakavaan verkostoon. Siihen kuuluu myös jo aiemmin perustettu Planet Action -nettisivu, jonka kautta kaukokartoitustietoja mahdollisesti hyödyntäville ammattilaisille on ollut saatavilla satelliittikuvia, geograafista tietoa ja näiden käsittelyssä tarvittavia ohjelmistoja.

SPOT-satelliitit, joita on avaruudessa parhaillaan kaksi, ottavat noin puoli miljoonaa kuvaa vuodessa, eli noin 700 kuvaa vuorokaudessa. Monia näistä on myös Airbus Defence & Spacen kuva-arkistossa.

Otsikkokuvassa on Agger Tange Tanskassa SPOT-5:n kuvaamana vuonna 2002. Alla on SPOT-5 taiteilijan kuvaamana.

Viime viikolla 5. ja 6. joulukuuta suuri ja syvä myrskyalue kulki Brittein saarilta Alankomaiden, pohjoisen Saksan, Tanskan ja Ruotsin yli koilliseen, ja toi mukanaan hätää ja harmia. Sähköt menivät poikki, liikenne häiriintyi pahasti, tuuli teki tuhojaan ja merivesi nousi kaduille sekä rakennusten sisälle.

Kun samaan aikaan Pohjanmerellä oli korkea nousuvesi, oli tilanne paikoitellen jopa vaarallinen: olosuhteet olivat hyvin samanlaiset kuin 31. tammikuuta 1953, jolloin merivesi valtasi suuren osan ranta-alueista Englannissa ja Skotlannissa, Belgiassa, Saksassa ja Alankomaissa, missä jopa yli 2000 ihmistä kuoli koteihinsa, kun meri syöksyi yöllä alamailla sijainneisiin taloihin.

Ei ihme, että varotila oli nostettu kautta Pohjanmeren rannikon korkeimmilleen.

Tällä kerralla tulviin voitiin varautua myös avaruustekniikan avulla. ESAn CryoSat, jäätiköitä ja merijään paksuutta mittaamaan suunniteltu satellitti lensi Tanskan päältä samaan aikaan kun veden korkeus oli suurimmillaan. Jään mittaamisen sijaan satelliitti mittasi tutkallaan nyt meren pinnan korkeutta ja pystyi kertomaan hyvin tarkasti tulvatilanteesta rannikkoalueilla.