Upeita leijakuvia San Franciscon maanjäristyksestä (110 vuotta sitten)

Ma, 04/18/2016 - 10:32 By Jari Mäkinen
San Francisco maanjäristyksen jälkeen leijan kuvaamana

Viime päivinä maa on järissyt niin Japanissa kuin Ecuadorissakin, mutta tasan 110 vuotta sitten tapahtui eräs historian tunnetuimmista maanjäristyksistä: San Franciscon suuri järistys, joka oli aikanaan maailman kalleimmaksi tullut luonnononnettomuus. Se oli myös ensimmäinen luonnonmullistus, mistä saatiin tuoreita kuvia ilmasta ja näiden avulla pystyttiin pelastustoimia suunnittelemaan paremmin.

Päivän kuvaHuhtikuun 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.

Sentinel-3 – Kopernikuksen kolmas silmä (video)

Eurooppalaisen Copernicus-järjestelmän kolmas satelliitti laukaistiin eilen avaruuteen Venäjältä, Suomen rajan tuntumassa olevasta Plesetskin kosmodromista.

Kyseessä on satelliitti, jonka tehtävänä on havaita ennen kaikkea maapallon meriä ja ilmakehää, ja eräs sen tärkeimmistä sovelluksista on pohjoisen pallonpuoliskon lumipeitteen seuranta: Sentinel-3:n avulla saadaan reaaliaikaista tietoa sääennusteisiin sekä hydrologisiin ennusteisiin jokivirtaamista, vedenkorkeuksista ja tulvista.

Lisäksi saatavaa lumitietoa voidaan hyödyntää myös ilmastomallinnuksen ja ilmastonmuutoksen tutkimisessa, sillä lumipeitteen pieneneminen kiihdyttää ilmastonmuutosta.

Ilmatieteen laitoksen Sodankylässä sijaitseva satelliittidatakeskus on eräs Sentinel-3 -satelliitin havaintoaineistoja vastaanottava maa-asema, ja Ilmatieteen laitos toimittaa havainnoista jalostettuja tuotteita kotimaisille ja ulkomaisille asiakkaille sekä muille yhteistyötahoille.

Ilmatieteen laitos on mukana aktiivisesti satelliitin erilaisten sovellutusten kehittämisessä.

Copernicus tuo ennennäkemättömän määrän reaaliaikaista satelliittiaineistoa

Euroopan Unionin Copernicus-ohjelma koostuu useasta Sentinel-sarjan satelliitista ja maan pinnalta tehdyistä havainnosta, sekä näiden pohjalta luotujen ympäristön seurantaan ja turvallisuuteen liittyvistä palveluista. Satelliitit tuottavat tietoa sekä maasta, ilmakehästä, merestä että ilmastosta.
Kaukokartoitusohjelma on siirtymässä vähitellen operatiiviseen vaiheeseen.

Operatiiviseen vaiheeseen siirtyminen tarkoittaa, että ennennäkemätön määrä satelliittimittausaineistoa maapallon ympäristön tilasta tulee operatiivisesti kaikkien ulottuville lähes reaaliaikaisesti. Copernicus-ohjelman tuottamat palvelut ja mittausaineistot tulevat perustumaan avoimeen ja ilmaiseen datapolitiikkaan. Ensimmäinen Sentinel-satelliitti laukaistiin vuonna 2014 ja on suunniteltu, että satelliitteja pitäisi olla toiminnassa kuusi vuonna 2016.

"Satelliittiaineistot luovat paremmat edellytykset ympäristön tilan seurantaan ja ennustamiseen, muutosten ennakointiin sekä turvallisuuden tukemiseen", kertoo Ilmatieteen laitoksen tutkimuspäällikkö Jouni Pulliainen

"Suomessa Copernicus-ohjelman satelliittihankkeisiin ja palveluiden kehittämiseen osallistuvat jo nyt useat yritykset ja tutkimuslaitokset, jotka hyödyntävät satelliittiaineistoja toiminnassaan eri tavoin", 

Satelliitti, jonka erikoiskyky on nähdä hyvin värejä

Tiedetuubi on seurannut aktiivisesti Sentinel-satelliittien tekemistä ja lähettämistä, ja pääsimme myös katsomaan Sentinel-3 -satelliittia juuri ennen sen lähettämistä Venäjälle.

Satelliitin on rakentanut Thales Alenia Space -yhtiö sen kokoonpano sekä testaaminen tapahtuivat yhtiön Ranskan Cannesissa sijaitsevassa toimipaikassa.

Laukaisun aikaan tankattuna 1250 kg painanut satelliitti on pituudeltaan 3,7 metriä ja leveydeltään 2,2 metriä kanttiinsa.

Se kiertää Maata 814,5 kilometrin korkeudessa ja sen odotetaan toimivan ainakin seitsemän vuoden ajan, Polttoainetta satelliitissa on tosin 12 vuoden oletettua tarvetta varten.

Satelliitin tehtävästä ja olemuksesta kerrotaan tarkemmin oheisella videolla.

Edeltävässä tekstissä on käytetty myös lähteenä Ilmatieteen laitoksen tiedotetta.

Sentinel-2A otti ensimmäiset kuvansa – katso galleria

Ma, 06/29/2015 - 17:51 By Jari Mäkinen

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.

Komeita ja käyttökelpoisia kuvia

Sentinel-2A:n ensimmäisissä käsitellyissä kuvissa näkyy kohteita Ranskassa ja Italiassa. 

Yllä olevassa kuvassa on Milano lähes luonnollisen kaltaisissa väreissä: talojen katot sekä kaupunkia ympäröivät pellot näkyvät kuvassa hyvin. 

Otsikkokuvassa on puolestaan näkymä Po-joen laaksosta, missä näkyvät hyvin Alpit pohjoisessa (ylhäällä) ja Välimeri alla. Meren ranta kuuluu Ranskalle ja Italialle.

Samasta alueesta on alla (aivan alimpana) väärävärikuva, joka on otettu korkearesoluutioisolla infrapunakanavalla. Ns. lämpökuva kertoo paljon enemmän kuin ”tavallinen” valokuva ja siitä on erityistä hyötyä esimerkiksi maanviljelyssovelluksissa. Kuvassa näkyy keskellä Pavian kaupunki sekä se, miten Po- ja Ticino-joet yhdistyvät.

Alla (ylempi alemmista kuvista) on vielä saman kaltainen kuva Ranskan Rivierasta.

Nämä kuvat ovat vasta alustavia, sillä kameralaitteistojen säätäminen ja kalibrointi vie noin kolme kuukautta. Sinä aikana satelliitin ottamia kuvia ja mittaustietoja verrataan samanaikaisesti Maan pinnalla tehtäviin havaintoihin sekä muiden satelliittien ottamiin kuviin.

Kun Sentinel-2B on avaruudessa vielä ensi vuonna, pystyvät nämä kaksi satelliittia tarkkailemaan kaikkia paikkoja suurella tarkkuudella maapallon pinnalla siten, että ne kulkevat täsmälleen saman paikan yli joka viides vuorokausi.

Kuvat: ESA. Huomaa, että näissä nettikuvissa resoluutio ei ole lähellekään sama kuin "oikeissa" kuvissa.

Kopernikuksen uusin aisti: Sentinel-2

Ke, 02/25/2015 - 12:15 By Jari Mäkinen
Sentinel-2

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.

Kopernikus: paljon vapaata ja hyvää dataa maapallosta

“Saako tästä ottaa kuvia”, hän kyselee Kopernikus-hankkeesta EU:ssa vastaava Reinhard Schulte-Braucks (yllä olevassa kuvassa vasemmalla) lähemmäksi satelliittia astellessaan ja saa huvittuneen vastauksen: “No, sehän on teidän satelliittinne, joten jos annatte luvan, niin sitten saa.”

Ja niin otamme kuvia satelliitista, jota voisi pitää myös eräänlaisena tiedustelusatelliittina. Kopernikuksen tavoitteenahan on rakentaa Euroopalle kyky saada muista riippumattomasti kuvia ja muuta havaintotietoa kaikkialta maailmassa.

Pääpaino on tutkijoille menevissä havainnoissa, maankäytön ja ympäristön tarkkailussa, avustamisesta onnettomuustilanteissa ja  esimerkiksi talvimerenkulun avustamisessa, mutta satelliitti näkee yhtä lailla myös pakolaislauttoja Välimerellä ja sotajoukkoja Ukrainassa. Avaruudesta tehtävillä tarkoilla havainnoila myös merkittävää turvallisuuspoliittista merkistystä, ja Kopernikuksella on osansa myös siinä.

Silti Kopernikus on ennen kaikkea siviilihanke, ja niinpä sen käytännön toteuttamisesta vastaavat Euroopan avaruusjärjestö sekä Euroopan ympäristövirasto European Environment Agency (EEA). 

Käytännössä kaikki havainnot ovat myös vapaasti kaikkien saatavissa. 

“Tavoitteenamme on tukea näin arkisia sovelluksia, jotka käyttäisivät satelliittien keräämää tietoa jokapäiväisessä elämässämme samaan tapaan kuin jo nyt satelliittinavigointi ja tietoliikenne ovat niin olennainen osa elämäämme, ettemme näitä edes miellä enää avaruuslaitteiksi”, selittää Schulte-Braucks.

“Merkittävää tiedon ilmaisuuden ja saatavuuden lisäksi on se, että Kopernikus tuottaa tietoa jatkuvalla syötöllä ja tuo tieto on korkealaatuista. Takaamme, että vertailukelpoista, hyvää tietoa on saatavissa pitälle 2030-luvulle saakka.”

Schulte-Braucksin mukaan jo nyt Kopernikus-tietokannassa on 352TB edestä havaintoja, jotka on saatu viime vuoden keväällä laukaistusta Sentinel-1 -tutkasatelliitista.

Sentinel-1:n valtti on siis kyky tehdä havaintojaan pilvien läpi. Sentinel-2 täydentää sitä tutkakuvia optisen alueen näkökyvyllä.

Schulte-Braucksin mukaan EU on varannut hankkeeseen 4,3 miljardia euroa vuosina 2014-2020 käytettäväksi.

“Juttelin juuri pari viikkoa sitten amerikkalaisten kollegojeni kanssa, ja he ihmettelivät miten tiedämme jo nyt mikä on budjettimme vuosien päästä. He kun eivät tiedä edes sitä, kuinka paljon heillä on käytössä ensi vuonna. Tämä pitkäjänteisyys on eräs Euroopan vahvuuksista.”

Schulte-Braucks mainitsee myös sen, että satelliittihavainnoilla pystyttiin auttamaan ebola-epidemian saamista hallintaan Afrikassa. 

“Öljypalmuissa asuvat hedelmälepakot ovat olleet eräs tehokkaimmista taudin välittäjistä, joten pystyimme paikantamaan epidemia-alueelta kriittisimpiä öljypalmualueita ja keskittämään valistusta ja hoitoja näille alueille.”

Tästä EU-virkamies ei sano mitaan, mutta Kopernikus on myös erinomainen väline eurooppalaisten tarkkailuun: EU pystyy pian tarkistamaan kätevästi myös esimerkiksi sen, kasvaako suomalaisviljelijän pellolla perunaa tai espanjalaisfarmarin tiluksilla oliivipuita, kuten he ovat ilmoittaneet. Mielestäni tämä on kuitenkin hyvää valvontaa.

Metsähavainnot ovat suomalaista osaamista

Satelliitin tekemisestä vastanneen Airbus Defence & Space -yhtiön projektivastaavat mainitsevat, että Sentinel-2 on erityisen hyvä metsien ja kasvillisuuden havaitsemissa. Ja että tässä suomalaiset ovat olleet tärkeässä osassa.

“Sentinel-2 on unelmalaite metsien kartoitukseen ja seurantaan”, vahvistaa VTT:n tutkimusprofessori Tuomas Häme puhelimitse Suomesta. 

“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 suomalaisittäin 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 rahoittamssa TESEO-hankkeessa. Sentinel-2 toteuttaa raporttin suositukset lähes sellaisinaan.

Tällä hetkellä VTT koordinoi Hämeen johtolla 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. 

Suomen lisäksi metsänkartoitusta tehdään VTT:llä myös muille maille EEA:n tilauksesta ns. GIO-hankkeessa (GMES Initial Operations). 

Hankkeen puitteissa suomalaiset ovat jo viimeistelemässä  kartoitusta Baltian maiden ja Islannin metsistä; työssä on käytetty luonnollisesti jo olemassa olevaa aineistoa, mutta Sentinel-2:n havainnot tulevat täydentämään sitä. 

Maankamaran lisäksi satelliitit näkevät hyvin meriä ja niiden pinnalla olevaa jäätä tai leväkukintoja. Jo nyt talvimerenkulku hyötyy olennaisesti satelliittien avulla tehtävistä jääkartoista, ja Sentinelien avulla näistäkin saadaan parempia.

Jo olemassa olevia tuloksia voi katsoa mm. EEA:n Urban Atlas -palvelussa.

Taivaalle kesäkuussa

Sentinel-2 on juuri käynyt läpi kaikki testit, joilla varmistettiin että se kestää niin laukaisun kuin avaruudenkin olosuhteet. Tiistaisen tilaisuuden jälkeen satelliittiin kiinnitetään viimeisiä osia, sitä testataan edelleen ja sitten se pakataan kuljetusta varten. Näillä näkymin suuri Antonov-rahtikone kyytii sen huhtikuun 19. päivänä Saksasta Kouroun laukaisukeskukseen.

Satelliitissa on myös suomalaista tekniikkaa: nykyisin osana sveitsiläistä RUAG-yhtiötä oleva entinen Patrian avaruuselektroniikkaosasto teki satelliittiin sen tietokonelaitteiston, joka avustaa satelliitin päätietokonetta monissa pääasiassa asennonsäätöön liittyvissä tehtävissä. Lisäksi se kantaa päävastuun mm. aurinkopaneelien avaamisesta heti avaruuteen pääsemisensä jälkeen. 

Näin tapahtuu toivottavaasti 12. päivä kesäkuuta, jolloin Vega-kantoraketti kuljettaa sen Maan napojen kautta kulkevalle radalleen 786 kilometrin korkeudessa.

Kun se aloittaa rutiininomaiset havaintonsa noin kolmen kuukauden testauksen ja kalibroinnin jälkeen, se lähettää Maahan noin 1,6 teratavua tietoa vuorokaudessa. Sitä välitetään alas paitsi nopealla radiolinkillä, niin myös laseryhteydellä. Satelliitin hallinta tapahtuu Ruotsissa, Kiirunassa olevan maa-aseman kautta – mutta lennonjohto voi olla rauhassa, sillä Sentinel-2 on tehty hyvin omatoimiseksi ja se tietää aina etukäteen parin viikon toimet.

Erikoistapauksissa tosin se voidaan komentaa katsomaan nopeastikin hieman sivulle normaalista alaspäin kohdennetusta suunnasta. Näin havaintoja esimerkiksi luonnononnettomuuspaikoista voidaan saada parhaimmillaan tuntien sisällä niiden tapahduttua. Havaintotarkkuus sivulle katsottaessa on luonnollisesti hieman huonompi kuin suoraan alasuuntaan otettavissa kuvissa.

Toinen samanlainen Sentinel-2 laukaistaan matkaan ensi vuoden kesällä, jolloin ne voivat toimia avaruudessa parina. Kun käytössä on kaksi samaa tehtävää tekevää satelliittia, saadaan samalta alueelta kuvia vähintään joka toinen päivä. Kaksikon korvaava uusi kahden Sentinel-2:n sarja laukaistaan matkaa 2020-luvun alussa, mutta todennäköisesti niiden laitteistoja tullaan parantamaan nykyisistä.

Samoin Sentinel-1 -tutkasatelliitteja on tilauksessa neljä, ja 1A saa seurakseen 1B:n vielä tänä vuonna.

Sentinel-1:n ja Sentinel-2:n lisäksi tulee koko joukko muita satelliitteja.

Sentinel-3 on meritutkimussatelliitti, joka havaitsee meren pinnan korkeutta ja lämpötilaa sekä mittaa meressä olevan klorofyllin määrää yksinkertaisesti katsomalla minkä värinen meren pinta on. Klorofyllilaite toimii myös maanpäällisen kasvuston sondaamisessa. 

Sentinel-4 ja Sentinel-5 eivät ole satelliitteja, vaan sääsatelliittien kyytiin laitettavia, ilmakehää ja sen kaasuja mittaavia tutkimuslaitteita. Sentinel-5 on edistyksellinen otsonimittari, jonka periaatetta tutkitaan erillisellä Sentinel 5 Precursor -satelliitilla. Yksi sen tulevista käyttäjistä on Ilmatieteen laitos.

Sentinel-6 on puolestaan erittäin tarkka korkeusmittari, jonka tehtävänä on tutkia maanpinnan, merten ja jäätiköiden korkeuseroja.

Mutta nyt tärkeintä on saada tämä – tyypilliseen avaruustapaan myöhässä oleva – ensimmäinen Sentinel-2 turvallisesti taivaalle.

Kööpenhamina: vihreä kaupunki

Joka vuosi 22. huhtikuuta vietetään Maapallopäivää, Earth Day -tapahtumaa, johon osallistuu enemmän tai vähemmän suorasti noin miljardi ihmistä 190 maassa.

Tänä vuonna teemana on "vihreät kaupungit". Koska yhä suurempi osa ihmisistä asuu kaupungeissa, on tarve ekologisesti kestävien kaupunkien kehittämiseen yhä suurempi. Nykyisiä kaupunkeja voidaan muuttaa sellaisiksi ja uusia kaupunginosia – ja kokonaisia kaupunkejakin – suunniteltaessa viheralueiden ja liikenneyhteyksien harkinnalla voidaan saada paljon aikaan.

Osana teemapäivää Euroopassa valitaan joka vuosi "vihreä pääkaupunki" ja tänä vuonna valinta osui Kööpenhaminaan. Kuten tämä ranskalaisen SPOT-5 -satelliitin ottama kuva näyttää, ei kaupunki voi ollakaan juuri vihreämpi: tanskalaiset ovat rakentaneet pääkaupunkiaan uusiutuvan tekniikan avulla malliesimerkiksi tulevaisuuden kaupunkisuunnittelusta ja aikovat olla täysin hiilineutraali vuonna 2025.

Avaruustekniikka auttaa osaltaan saavuttamaan vastaavia tavoitteita niin osana ympäristösuunnittelua kuin tarjoamalla esimerkiksi virtapihiä teknologiaa.

Kuva on otettu 21. huhtikuuta 2011 ja sen alkuperäisversion resoluution on 2,5 metriä.

SPOT-satelliittikuvia saa pian ilmaiseksi

Pe, 03/07/2014 - 13:08 By Jari Mäkinen
Tanskaa SPOT-4 -satelliitin kuvaaman

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.

CryoSat mittasi Tanskan tulvat

Ma, 12/09/2013 - 19:22 By Jari Mäkinen
Cryosat mittasi Tanskan tulvat

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.

Aivan viime aikoihin saakka tarkka pinnankorkeuden mittaaminen tutkalla muualla kuin avomerellä on ollut hankalaa, koska "kuiva" maa häiritsee mittausta. Nyt uuden sukupolven tutkien, sellaisten kuin CryoSatin tutka on, mittaustiedoista voidaan kuitenkin vähentää maan aiheuttaa interferenssiä, jolloin korkeusmittaukset on saatu tarkemmiksi. Itse asiassa meren vedenkorkeuden lisäksi tiedoista saadaan nyt maan pinnanmuodot ja jopa sisämaan vesialueiden (järvet, joet ja niiden valuma-alueet) vedenkorkeudet.

Tällä kerralla CryoSatin mittauksia käytettiin lähinnä varmentamaan havaittuja tietoja ja parantamaan ennustusmalleja, mutta tekniikkaa voidaan käyttää jo nyt myös tulvatilanteen periaatteessa operatiiviseen seurantaan ja ennustamiseen. Avaruudesta saadaan tietoa paljon laajemmalta alueelta kuin paikallisesti havaitsemalla, ja tiedot ovat saman tien vertailukelpoisia.

ESAlla on eSurge -niminen hanke, jonka puitteissa paitsi tutkamittauksia, niin muita satelliittien tekemiä havaintoja käytetään luonnononnettomuuksien, kuten tulvien, ennakointiin, seurantaan ja avustustöiden tukemiseen.

Niin vakava kuin Pohjois-Euroopan ja erityisesti Tanskan tilanne olikin, oli taannoisen Haiyan-taifuunin aiheuttama tuho Aasiassa vielä suurempi inhimillinen tragedia. Pelkästään Filippiineillä yli 5900 ihmistä sai surmansa tuulen ja tulvien vuoksi.

"Pienikin parannus myrkyjen aiheuttaman vedennousun ennustamisessa voi olle hyvin merkittävä asia, koska silloin varoitukset voidaan kohdistaa tarkemmin ja se auttaa pelastamaan ihmisiä ja omaisuutta", toteaa Kevin Horsburgh Iso-Britannina Merentutkimuslaitokselta.

Tekeillä olevan ESAn Sentinel-3 -satelliitin mukana on myös tutka, joka luonnollisesti on CryoSatin laitteistoa uudempi ja parempi. Sen yksi käyttötarkoitus tulee olemaan tulvien kartoittaminen.

CryoSat vasemmalla, Sentinel-3 oikealla