ISRO

Vielä jokin aika näytti siltä, että Suomi 100 -satelliitti, kuten myös suomalaisen avaruusyhtiö Reactor Space Labin Hello World olisivat päässeet matkaan tällä PSLV: n lennolla C41, mutta intialaiset vaihtoivat sen kuormaksi oman navigaatiosatelliittinsa.

Sen kiertorata on aivan erilainen kuin Suomi 100 -satelliitille halutaan. Se täytyy laukaista maapallon napojen kautta kulkevalle, noin 600 kilometrin korkeudessa olevalle polaariradalle, jotta se pystyisi tekemään havaintoja joka puolelta maapalloa ja lentämään myös Suomen ylitse.

IRNSS 1I vietiin radalle, jolta satelliitti pystyy parilla ratamuutoksella pääsemään suunnitellulle radalleen, joka on noin 35 000 kilometrin korkeudessa ja 29° kallellaan päiväntasaajan suhteen.

Intian omalaatuinen navigointisatelliittisysteemi

Satelliittipaikannus on nykyisin tärkeä osa maan omavaraisuutta, sillä monet arkiset toimet – sotilaskäytöstä puhumattakaan – käyttävät hyväkseen taivaalta satelliiteista tulevaa paikannussignaalia.

Siksi Yhdysvaltain puolustushallinnon alaisen GPS-järjestelmän rinnalle Euroopassa on tehty Galileo, Venäjällä GLONASS ja Kiinassa Beidou.

Intian systeemi poikkeaa näistä siten, että se on pienempi ja tarkoitettu varsin paikalliseksi. Tarkimmillaan NavIC onkin Intiassa ja sen ympäristössä.

NavIC:ssä on seitsemän satelliittia, joista kolme on geostationaariradalla noin 36 000 kilometrin korkeudessa. Siellä ne pysyvät koko ajan näennäisesti paikoillaan. Satelliitit on sijoitettu itäisten pituuspiirien 32,5°, 83° ja 131,5° kohdalle. 

Loput neljä satelliittia ovat geosynkronisella kiertoradalla. Sillä satelliitit tekevät maan pinnalta katsottuna kahdeksikon muotoista liikettä taivaalla siten, että ne ovat aina samassa paikassa samaan aikaan maapallon sideerisen pyörimisen mukaan; sideerinen aika, eli tähtiaika, on noin neljä minuuttia kuin normaalisti ajan mittaamisessa käytetty aurinkovuorokausi, koska yhden "tavallisen" vuorokauden aikana Maa ehtii jo kiertää noin asteen verran kaarevaa rataansa Auringon ympäri.

Radat ovat siis käteviä Intian paikannussatelliiteille, koska näin satelliitteja on koko ajan tarpeeksi näkyvissä horisontin yläpuolella koko Intian valtameren alueelta katsottuna.

IRNSS 1I:n laukaisun jälkeen systeemi on jälleen täydellinen ja siksi sen lähettäminen avaruuteen oli tärkeää Intialle.

Milloin Suomi 100 -satelliitti pääsee matkaan?

Kyseessä oli jo toinen PSLV-raketin laukaisu sitten viime elokuussa tapahtuneen epäonnistuneen lennon. Tähän mennessä PSLV-raketit ovat tehneet jo 43 lentoa ja niistä 41 on onnistunut hyvin – raketti on siis varsin luotettava tilastojen mukaan.

Viimeöisen laukaisun jälkeen intialaiset kertoivat, että loppuvuoden aikana ohjelmassa on kahdeksan laukaisua. Näistä yksi on maan voimakkaimman raketin, GSLV:n, uuden version koelento ja marraskuussa GSLV:n vanhempi versio sinkoaa kohti Kuuta Chandrayaan 2 -luotaimen.

Seuraavana laukaisuvuorossa on jälleen PSL, mutta lennon tarkasta ajankohdasta ja kuormasta ei ole vielä kerrottu mitään.

Ongelmana etenkin Suomi 100 -satelliitin kaltaisten nanosatelliittien kannalta on se, että tieto laukaisusta tulee monen välikäden kautta. Koska intialaiset ovat myyneet kyydin avaruuteen laukaisuvälittäjälle, joka puolestaan järjestelee asiakkaitaan kiireellisyysjärjestyksessä vapaille paikoille, ja koska Intialle nämä pikkusatelliitit ovat "vain" pieniä kanssamatkustajia, joutuvat niiden tekijät vain elämään epätietoisuuden varassa.

Niinpä nytkin Suomi 100 -satelliittitiimi on varautunut toimittamaan satelliitin koska tahansa Alankomaihin laukaisuvälittäjälle. 

Jos PSLV:n seuraava lento tehdään niin pian kuin mahdollista, tarkoittaa se laukaisua toukokuun alussa. Todennäköisemmin laukaisu on kuitenkin vasta kesäkuussa ja nyt vain toivotaan, että suomalaissatelliitit ovat silloin kyydissä.

*

Kirjoittaja on mukana Suomi 100 -satelliittitiimissä.

Intialaiset ilmoittivat jo perjantaina ensimmäisen ratapolton sujuneen hyvin ja lauantaina oli vuorossa toinen. Times of India -lehden mukaan poltto alkoi hyvin ja satelliitti lähetti tietoja, mutta hieman alle viiden minuutin kuluttua polton alusta satelliitti mykistyi. Näyttää siltä, että satelliitin virransyötössä tapahtui jotain; voi olla, että rakettimoottorin poltossa on tapahtunut jotain, joka on saanut virtajärjestelmät rikkoontumaan.

Intialla on viime aikoina ollut kovasti epäonnea, sillä sen oman satelliittinavigointisysteemin ensimmäisen satelliitin tarkkoihin atomikelloihin kelloihin tuli vikaa vuonna 2013, minkä vuoksi satelliittia ei voitu käyttää.

Viime elokuun lopussa satelliitin korvaava satelliitti, IRNSS-1H, laukaistiin matkaan PSLV-raketilla, jonka nokkakartio ei kuitenkaan irronnut ja siksi satelliitti menetettiin.

Samalla PSLV-rakettien laukaisut lopetettiin toistaiseksi, ja tämän seurauksena mm. Suomen juhlavuosisatelliitin, Suomi 100 -satelliitin laukaisu siirtyi tämän vuoden puolelle.

Tuoreimman suunnitelman mukaan Suomi 100 -satelliitin laukaisua on siirretty jälleen eteenpäin, nyt toukokuulle, koska seuraavalla PSLV:n lennolla on tarkoitus lähettää matkaan IRNSS-1A:n korvanneen IRNSS-1H:n korvaava satelliitti.

Nyt tapahtunut GSAT-6A:n mykistyminen johtaa ainakin intialaisten itse tekemien vastaavien satelliittien tarkistuksiin ja siksi aiheuttaa niihin viivytyksiä. Koska kaikki vaikuttaa kaikkeen, on nyt mahdollista, että PSLV-rakettienkin laukaisut siirtyvät jälleen hieman eteenpäin.

Tämä on jälleen ikävä uutinen Suomi 100 -satelliitille, joka on jo alkuvuodesta valmisteltu Otaniemessä kuumeisesti laukaisuun mahdollisimman pian.

GSLV:n lento F08 oli raketin 12. lento ja kuudes uuden, voimakkaamman version lento.
Raketti lähetettiin matkaan Satish Dhawanin avaruuskeskuksesta Sriharikotan niemimaalta Intian itärannalta.

”Raketti Intiasta lähti aikataulussa klo 06.59, ja Aalto-1 irrotettiin omalle radalleen suunnitelmien mukaisesti. Vuosien työn tulos on nyt kiertoradalla. Toivottavasti saamme pian yhteyden satelliittiin ja voimme aloittaa tieteelliset mittaukset”, sanoo projektin vetäjä apulaisprofessori Jaan Praks Aalto-yliopiston tiedotteessa.

Satelliitin laukaisua oli kerääntynyt Otaniemeen seuraamaan kymmeniä satelliittiprojektiin osallistuneita Aallon opiskelijoita ja alumneja. Useat heistä ovat jääneet avaruusalalle ja rakentavat nyt uusia satelliitteja, avaruusluotaimia ja avaruuslaitteita eri instituutioissa.

”Aalto-1 projektista on lähtenyt liikkeelle myös kaksi uutta yritystä. Molemmat kaavailevat omien satelliittien laukaisemista vielä tänä vuonna. Lisäksi Aallossa rakennetaan jo kahta uutta satelliittia. Ellei viivästyksiä tule, on tästä juhlavuodesta tulossa kaikkien aikojen satelliittivuosi Suomessa”, Jaan Praks hymyilee.

Aalto-1 on moderni CubeSat-standardia seuraava nanosatelliitti, joka vie avaruuteen suomalaista huipputekniikkaa: VTT:n rakentaman spektrikameran, Helsingin yliopiston ja Turun yliopiston yhteisen säteilyilmaisimen ja Ilmatieteen laitoksen kehittämän plasmajarrun, joka tähtää avaruusromun vähentämiseen. Aallon opiskelijat ovat itse suunnitelleet koko satelliitin kokonaisuuden ja useita alijärjestelmiä, kuten radiot, rungon, antennit sekä aurinkopaneelit, jotka tuottavat satelliitin tarvitseman sähkön. Satelliitin aivot eli päätietokone välittää kaiken tarvittavan tiedon avaruudesta Otaniemen maa-asemalle.

Luotettava raketti

PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle) on Intian suurin ja nykyaikaisin kantoraketti. Raketilla laukaisiin matkaan mm. intialaisten kuuluotain Chandrayaan-1 ja Mars-luotain MMO. Tähän mennessä raketti on tehnyt 39 lentoa ja niistä vain ensimmäinen on epäonnistunut.

Raketti tuli kuuluisaksi viime kuussa myös viemällä yhdellä kerralla avaruuteen peräti 104 satelliittia. Myös Aalto-1:n lennolla on mukana kymmeniä muita pikkusatelliitteja.

Laukaisu tapahtuu Intian eteläkärjen länsipuolella Andhra Pradeshin maakunnassa Sriharikotassa olevalta Satish Dhawanin avaruuskeskuksesta.

Aalto-1 kuljetetaan nyt maaliskuussa Intiaan Alankomaista, missä se on ollut odottamassa matkaa laukaisupaikalle viime keväästä alkaen. Aalto-yliopistosta on käyty välillä jo varmistamassa, että satelliitti on kunnossa ja sen akut ovat edelleen ladatut matkaa varten.

Aalto-2 ehtinee ensin avaruuteen

Aalto-1:n SpaceX:n ongelmista johtunut viivästyminen on saanut aikaan jännän tilanteen, missä satelliitin seuraaja Aalto-2 on lähdössä avaruuteen ensimmäisenä.

Tämä satelliitti kuljetetaan Kansainväliselle avaruusasemalle maaliskuun 20. päivänä laukaistavaksi suunnitellulla Cygnus-rahtialuksella. 

Vaikka Aalto-2 pääseekin nähtävästi ensin kiertoradalle, ei sen itsenäinen lento kuitenkaan ala saman tien: avaruusaseman astronautit lähettävät sen omille teilleen vasta myöhemmin keväällä.

Aalto-2 eroaa Aalto-1:stä olennaisesti myös siinä, että virallisesti kakkonen on osa kansainvälistä QB50-tutkimushanketta ja kaikki siihen kuuluvat satelliitit rekisteröidään Belgiaan. Hanketta vetää belgialainen von Karman -instituutti. Aalto-1:stä tulee siten joka tapauksessa ensimmäinen Suomen avaruusalusrekisteriin merkittävä laite. 

Koska nyt laukaistavat QB50-satelliitit vapautetetaan lentämään itsenäisesti avaruusasemalta, ovat niiden kiertoradat hyvin samankaltaisia avaruuaseman kiertoradan kanssa. Niinpä Aalto-2 ei tule koskaan Suomen päälle ja siihen voidaan olla yhteydessä Otaniemessä olevalta maa-asemalta vain ajoittain, kun satelliitti on matalalla eteläisen taivaanrannan päällä.

Aalto-1 puolestaan tulee kiertämään Maata polaariradalla, eli se lentää usein suoraan Suomen päältäkin. Se voi siten havaita hyvin Suomea ja siihen on helppo olla yhteydessä.

Se, että kumpikin satelliitti on pitkän odottelun jälkeen lähdössä matkaan lähes samaan aikaan, tietää kiirettä Aalto-yliopiston Sähkötekniikan korkeakoulun Radiotieteen ja -tekniikan laitoksella!

Aalto-1 testattavana vasemmalla ja Aalto-2 väliaikaisine antenneineen oikealla. Aalto-1 on ns. kolmen yksikön cubesat, eli n. 30 cm korkea, ja Aalto-2 on kahden yksikön satelliitti. Sen korkeus on noin 20 cm.

Lisätietoja Aalto-1:n laukaisusta on sen nettisivuilla ja Aalto-yliopiston satelliittiohjelmasta sivulla spacecraft.aalto.fi.

Jos kaikki sujuu hyvin, niin seuraava tärkeä koelento on vuonna 2017, kun Orion lennätetään miehittämättömänä Kuun ympäri. Syynä pitkään taukoon lentojen välillä on se, että kun nyt kyseessä on “vain” Orionin komentomonduuli (mikä on aluksen tärkein osa, koska astronautit ovat sen sisällä ja joka palaa takaisin Maahan), niin ennen seuraavaa lentoa pitää aluksen huoltomoduuli sekä sitä varsinaisille lennoille lähettävä uusi kantoraketti saada valmiiksi. 

Niiden tekemisessä on vielä paljon puolivalmista, eikä suuren kantoraketin koko rahoituskaan ole vielä kunnossa. Siksi voisi sanoa, että yhtä tärkeää aluksen testaamisen kanssa tässä koelennossa on se, että Nasa haluaa näyttää niin poliitikoille kuin suurelle yleisöllekin, että jotain tapahtuu. Liki vuosikymmenen puhumisen jälkeen “uusi” avaruusalus on lopulta valmistumassa!

Eurooppalainen huoltomoduuli

Amerikkalaisten taloustilanne on saanut aikaan myös sen, että eurooppalaisten on ollut mahdollista päästä hankkeeseen mukaan. Jos Nasalla olisi ollut riittävästi dollareita, se olisi tehnyt koko aluksen Yhdysvalloissa, mutta nyt Euroopan avaruusjärjestö rajoittaa tulevien Orion-alusten huoltomoduulit. Ne kehitetään ATV-rahtialuksen huoltomoduulista, joka on osoittautunut erittäin varmatoimiseksi ja sopivaksi myös miehitettyihin lentoihin. Sitä toki pitää virittää uutta tehtävää varten ja siiten menee aikaa.

Siinä missä Orion-alukset valmistaa Nasalle Lockheed Martin, tekee huoltomodulit Airbus Defence and Space. SLS-kantorakettia (Space Launc System) tehdään puolestaan Boeingin johdolla, ja mukana on monta avaruussukkuloiden tekemiseen ja huoltamiseen osallistunutta yhtiötä. Raketti onkin kuin Apollo-aikaiselta Saturnus 5 -raketilta näyttävä laite, joka on laitettu kasaan avaruussukkulan polttoainetankista ja apuraketeista. Luonnollisesti se ei ole täysin sama, mutta perustekniikka luottaa sukkulaan.

Alkuvaiheessa SLS pystyy nostamaan 70 tonnia painavan kuorman matalalle Maan kiertoradalle, mutta kun sukkula-aikainen tekniikka korvataan uudella raketin toisessa versiossa 2020-luvulla, se pystyy lennättämään jopa 130 tonnia avaruuteen. Näin se olisi maailman voimakkain kantoraketti – tehokkaampi kuin sadan tonnin lastin kuljettamaan kyennyt Neuvostoliiton taannoinen Energia, joka teki vain kaksi lentoa 1980-luvulla.

Jos kaikki sujuu nykyisen suunnitelman mukaan, on seuraava  Orion-aluksen koelento vuonna 2017, jolloin koko lopullinen, miehitettyihin lentoihin kykenevä Orion laukaistaan miehittämättömänä kiertämään Kuun.

Seuraavalla lennolla vuonna 2021 aluksella tehtäisiin jo miehitetty lento, nyt Kuun läheisyyteen kaapattua asteroidia tutkimaan. Sitä seuraavakin lento on jo kirjattu aikatauluun, vuodelle 2022, mutta sen kohde on toistaiseksi avoin. Sama pätee itse asiassa koko ohjelmaan; on täysin mahdollista, että jo nyt syntyessään hieman vanhahtava hanke haudataan ennen kuin se pääsee tositoimiin.

Intia tulee mukaan miehitettyihin avaruuslentoihin

Jo pitkään avaruustoimissaan yhä kunnianhimoisempia hankkeita tehnyt Intia on puhunut jo pitkään oman miehitetyn avaruusaluksen rakentamisesta. Mikäli Intian avaruustutkimusorganisaatio IRSOon on uskominen, niin maasta tulee varsin pian neljäs valtio, joka kykenee omatoimisesti miehitettyihin avaruuslentoihin.

Nyt intialaiset ovat siirtymässä puheista tekoihin, sillä heidän uusi avaruusaluksensa on valmistunut ja sillä aiotaan tehdä koelento vielä nyt joulukuussa. Alus on tällä hetkellä Satish Dhawanin avaruuskeskuksessa Sriharikotassa odottamassa asentamista GSLV-kantoraketin nokkaan. Tarkoitus on tehdä lento joulukuun 15. ja 20. päivien välisenä aikana.

Kuten Kiinakin aikanaan, etenee Intia hyvin rauhallisesti eteenpäin kohti miehitettyjä lentoja. Nyt tehtävän miehittämättömän koelennon jälkeen luvassa on uusia miehittämättömiä lentoja, kunnes todennäköisesti vasta kymmenen vuoden kuluttua intialaisen avaruuslentäjät (joita myös vyomanauteiksi kutsutaan) voisivat päästä aluksella matkaan. Se vaatii avaruusaluksen intialaisen GSLV-kantoraketin uuden, voimakkaamman version tekemistä.

Tällä tulevalla koelennolla on tarkoitus testata avaruusaluksen toimintaa maahanpaluussa, sen 31 metriä halkaisijaltaan olevan laskuvarjon toimintaa ja luonnollisesti käyttäytymistä avaruudessa sekä laskeutumisen aikana yleisestikin. Tässä koealuksessa ei ole vielä sisustusta tai elossapitolaitteita, joten se ei vielä soveltuisikaan ihmisille.

Lennon aikana alus ei jää lainkaan Maan kiertoradalle, vaan se tekee “vain” ballistisen hyppäyksen avaruuteen ja tulee saman tien takaisin. Alus irrotetaan raketista 126 kilometrin korkeudessa ja se laskeutuu Bengalin lahteen mereen noin 600 kilometrin pääsän Intian rannikolta.

Intialaiset ovat jo aikaisemmin testanneet maahanpaluutekniikoita ja heidän ensimmäinen lämpökilvellä varustettu kapselinsa lensi vuonna 2007. Se oli vain pieni ja sen massa oli 555 kg, kun nyt avaruusaluksen massa on noin kolme tonnia.