Iceyen satelliitit eivät ole pienenpieniä mikrosatelliitteja, vaan hieman suurempia, noin satakiloisia ja kooltaan matkalaukun kokoisia laitteita.

Niiden olennaisin osa on yhtiön kehittämä edistyksellinen ns. synteettisen apertuurin tutka, joka pystyy kuvaamaan alla olevaa maastoa hyvin tarkasti myös pilvien läpi. Näin satelliitit ovat tehokkaampia kuin monet nyt avaruudessa olevat ja suunnitellut näkyvän valon alueella toimivat kaukokartoitussatelliitit.

Mullistavaa satelliiteissa on myös se, että ne tehdään edullisesti suurelta osin vapaasti saatavilla olevista komponenteista. Näin yksittäisten satelliittien hinta on paljon edullisempi kuin perinteisesti avaruuslaitteiden hinta on ollut.

Yhtiön ajatuksena on myydä asiakkailleen kuvia maapallosta nopeasti ja kätevästi, lähes reaaliajassa. Kun avaruudessa on useita satelliitteja, jokin niistä lentää halutun kohdan ylitse parhaassa tapauksessa muutaman tunnin sisällä siitä, kun pyyntö kuvien ottamisesta on saatu. 

Yksinkertaisimmillaan kuvia voisi ostaa jopa nettisivulta: asiakas voisi valita haluamansa kohdan maapallolta ja ostaa siitä kuvia. Käyttökohteet voisivat olla kaikenlaisia oman kesämökin kuvaamisesta aina onnettomuustilanteiden kartoittamiseen hyvin nopealla aikataululla.

Täydellinen auringonpimennys on eräs upeimmista luonnonilmiöistä: Kuu hivuttautuu Auringon eteen ja peittää sen kokonaan, jolloin Auringon ympärillä oleva kuumasta kaasusta muodostuva korona leimahtaa näkyviin.

Maisema hämärtyy aavemaiseksi ja pimentyy öisen pimeäksi vähäksi aikaa. Tällä kerralla pimennys on pisimmillään kaksi minuuttia ja 40 sekuntia, joskin koko pimennys kestää lähes kolme tuntia laskien siitä, kun Kuun reuna osuu Auringon kiekkoon aina siihen saakka kun Kuu on jälleen poissa Auringon edestä.

Idahossa Tiedetuubin retkueen havaintopaikalla pimennyksen täydellinen vaihe kestää noin kaksi minuuttia ja 20 sekuntia, ja koko pimennys osittaisen vaiheen alusta sen loppuun kestää kaksi tuntia ja 44 minuuttia. Täydellinen vaihe alkaa klo 11.33 paikallista aikaa, eli klo 20.33 Suomen aikaa maanantaina illalla.

Finaaliin valitut sovellukset kehittävät esimerkiksi ympäristön ja säätilojen seurantaa. Tällaisia sovelluksia ovat maastopalojen ennustamista tehostava AWARE Algo Wildfire Analysis & pREdiction (joukkueen kotimaa Iso-Britannia), säätietoa 4D-muodossa esittävä World Weather (Jordania ja Suomi), siitepölymäärien seurantaa helpottava Smart Pollen Monitor (Saksa) ja ilmastonmuutoksen vaikutuksia visualisoiva Agro Sphere (Yhdysvallat).

Maataloutta ja luonnovarojen kestävää käyttöä edistäviä sovelluksia ovat otsikkokuvassakin oleva parhaita marjapaikkoja paikantava Satellio Berry Monitor (Suomi), peltojen optimaalisen kastelun mahdollistava  Farmate (Suomi) ja droneteknologiaa vedenlaadun valvonnassa hyödyntävä Drone Trek (Suomi).

Kaupunkiympäristössä toimivia finaaliehdokkaita edustavat kolmiulotteisia kaupunkikarttoja kehittävä 3D Open Street Map (Italia), kaupunkien historiallista ja tulevaa kehitystä havainnollistava Perfekt City (Suomi), ja erilaiset tapahtumat löytävä Festapp (Suomi). Lisäksi finaalissa kisaa moniulotteisten tiedostojen visualisoinnin mahdollistava MuViAS: Multi Dimension Viz & Analysis Suite (Italia).

”Tänä vuonna on kisassa mukana uusia kiinnostavia ideoita, joista monesta varmasti kuullaan vielä tulevaisuudessa”, sanoo tuomaristoon kuuluva Aalto-yliopiston avaruustekniikan professori Jaan Praks.

”Avaruudesta saatavan satelliittidatan määrä kasvaa koko ajan, ja sen käyttömahdollisuudet ovat lähes rajattomat. NASAn ja ESAn tuottamat satelliittikuvat ovat jopa maksutta kaikkien käytettävissä.  Tämänkin kilpailun sovellukset ovat avointa koodia, joten ne ovat myöhemmin vapaasti hyödynnettävissä.”

Voittaja ratkeaa 31. elokuuta

Suomalaisista ja kansainvälisistä avaruus-, satelliitti- ja ilmastoalan asiantuntijoista koostuva tuomaristo painotti valinnassa erityisesti sovellusten teknistä vaativuutta sekä niiden toteutusta ja toimivuutta. Lisäksi he arvioivat sovellusten käyttöliittymiä, sovelluksia esitteleviä verkkosivua ja ideoiden merkityksellisyyttä. Osallistujien joukko oli kansainvälisin koko viidettä kertaa järjestettävän kilpailun historiassa: 21 tiimin joukossa oli edustajia muun muassa Kiinasta, Intiasta, Espanjasta ja Yhdysvalloista.

NASA Europa Challenge tähtää tänä vuonna elinolojen kehittämiseen metropolialueilla. Suomen valinta kisapaikaksi oli luonteva: avaruusbuumi on synnyttänyt maahamme jo lukuisia alan startup-yrityksiä, ja Euroopan avaruusjärjestö ESA on valinnut Suomen uudeksi avaruuskiihdyttämönsä kotipaikaksi.

”Ja Helsinki on maailmalla tunnettu yhtenä parhaista kaupungeista elää ja asua”, Jaan Praks muistuttaa.

Finalistijoukkueet kutsutaan mentoroitaviksi 29.–30. elokuuta Aalto-yliopiston Otaniemen kampuksella järjestettäviin työpajoihin. Kilpailun voittaja julkistetaan 31. elokuuta Espoossa Nokian Executive Learning Centerissä järjestettävässä tilaisuudessa klo 13 alkaen. Voittajille jaetaan 6 000 euron rahapalkinto.

Käytännössä kaikki tähtivalokuvat otettiin aina digitaalisten CCD-kameroiden tuloon saakka herkille lasilevyille, eli tämä nykynäkökulmasta antiikkinen menetelmä oli käytössä vielä 1980-luvulla monissa observatorioissa. 

Näin oli myös Tuorlan observatoriossa sekä sen edeltäjässä, Turun keskustassa sijaitsevassa Iso-Heikkilän tähtitornissa.

Turkulaistutkijat kuvasivat innokkaasti taivasta pikkuplaneettoja etsiessään, ja tässä työssä he olivatkin maailman huippua: 1930-luvulta alkaen Turussa ja Tuorlassa löydettiin professori Yrjö Väisälän johdolla kahden vuosikymmenen aikana yli 800 pikkuplaneettaa ja 6–7 pyrstötähteä.

"Määrä oli huikea", sanoo apulaisprofessori Aimo Sillanpää. "Koko muun maailman tutkijat löysivät yhteensä saman määrän pikkuplaneettoja."

Työ tarkoitti sitä, että Tuorlan arkistoihin kertyi tuhansia ja tuhansia valokuvauslevyjä. Kustakin kohdasta taivasta otettiin useita kuvia, joita verrattiin toisiinsa. Kun eri aikaan otetuissa kuvissa tähdet pysyivät paikallaan, tulivat asteroidit ja komeetat helposti esiin liikkuneina kohteina.

1930- ja 1950-lukujen välisenä aikana Iso-Heikkilän observatoriossa oli laajakuvakulmainen Schmidt-teleskooppi, mistä Väisälä kehitti oman versionsa. Sen näkökenttä oli peräti seitsemän astetta.

Sillanpään mukaan nykyisin lähes kaikissa maailman observatorioissa käytössä oleva Schmidt-teleskooppi pitäisi olla nimeltään Väisälä-teleskooppi.

"Väisälä oli esitellyt luennolla teleskoopin rakenteen, mutta sen toteutti Bernhard Schmidt. Väisälä ei kuitenkaan tehnyt teleskoopista julkaisua eikä vaatinut siitä kunnia itselleen, joten maailmalla teleskooppi tunnettiin Schmidtin nimellä."

Schmidt oli syntyjään virolainen, mutta työskenteli pääasiassa Saksassa.

Kun Tuorlan observatorio otettiin käyttöön vuonna 1952, jatkuivat havainnot ja kuvien ottaminen siellä. Väisälän tekemien kaukoputkien lisäksi Tuorlassa taivasta kuvattiin ahkerasti Tapio Korhosen rakentamalla teleskoopilla, jonka läpi kuvattiin noin 500 lasilevyä. 

Pienet nanosatelliitit ovat nyt hip ja pop, koska tekniikan kehittymisen ansiosta niillä voidaan tehdä paljon sellaisia asioita, mihin vaadittiin aikanaan suuri ja kallis satelliitti. Niinpä sellaisia laukaistaan avaruuteen koko ajan yhä enemmän, mutta tarvetta olisi vieläkin suuremmalle määrälle laukaisuita.

Käytännössä kaikki nanosatelliitit lähetetään matkaan nykyisin suurilla kantoraketeilla isojen satelliittien ohessa. Kun pääasiallinen kyytiläinen on saatu onnellisesti radalleen, pullautetaan pienet satelliitit ulos laukaisulaatikoistaan.

Tämä tarkoittaa sitä, että pikkusatelliittien laukaisut tehdään kokonaan isompien satelliittien ehdoilla ja tapaan.

Nanosatelliitit olisi kuitenkin kätevämpää laukaista avaruuteen pienemmillä kantoraketeilla, jotka on räätälöity pienille satelliiteille. Siksi maailmalla kehitetään useitakin erilaisia uusia pikkukantoraketteja, jotka tähtäävät juuri nanosatelliittien laukaisuun.

Yksi tällainen on keväällä ensilentonsa tehnyt Electron, ja toinen lupaava tulokas on tänään jo toisen kerran* lentänyt Vector.

Cassini-lennon projektipäällikkö Earl Maize (vasemmalla) ja lennon operaatiojohtaja Julie Webster olivat itse konsoleiden ääressä Jet Propulsion Laboratoryssä heinäkuun 15. päivänä, kun luotaimelle lähetettiin viimeisen ratamuutoksen tekevä käskysarja.

Luotain ohjattiin radalle, jolla se tekee vielä kymmenen kierrosta Saturnuksen ympärillä, koko ajan tullen lähemmäksi sen pilvikerrosta. Viiden viimeisen kierroksen aikana luotain viiltää jo kaasukehän yläosien läpi niin, että ratanopeus hidastuu sen verran, että lopulta luotain sukeltaa Saturnukseen.

Tämä on tieteellisesti erittäin kiinnostava tapa sanoa jäähyväiset, sillä kierros kierrokselta saadaan yhä tarkempia ja jännempiä havaintoja niin kaasukehästä ja sen pilvistä kuin myös renkaista. 

Jos jotain yllättävää ilmenee, niin uusia ratamuutoksia voidaan vielä tehdä – mutta todennäköisesti tämä oli sitten tässä.

Juhannusaattoaamuna Intiasta laukaistun Aalto-1-satelliitin ensimmäinen kuukausi avaruudessa on sujunut suunnitelmien mukaan.

”Olemme käyneet läpi enemmistön satelliitin järjestelmistä ja todenneet laitteet toimiviksi”, iloitsee satelliittiprojektia vetävä professori Jaan Praks.

Vaikka kuvien ottaminen on vain osa satellitin tehtävää, oli ensimmäisen kuvan ottaminen suuri merkkipaalu, joka näyttää konkreettisesti miten satelliitti toimii. Tarkalleen ottaen kuvan otti VTT:n kehittämän spektrikameran apukamera. Se kuvaa samaan suuntaan kuin spektrikamera mutta hieman laajemmalla kuvakulmalla, jolloin sen ottamia kuvia voidaan hyödyntää myös spektrikuvien analysoinnissa.

Kuva otettiin, kun Aalto-1 oli Norjan päällä noin 500 km korkeudessa. Kuvassa näkyy Tanskan rannikkoa ja pala Norjan rannikkoa.

”Ensimmäisen kuvan perusteella järjestelmä toimii suunnitellusti. Varsinaista spektrikameraa kokeillaan vielä tällä viikolla”, sanoo tutkija Antti Näsilä VTT:ltä.

Toisin kuin perinteinen, kolmea perusväriä mittaava peruskamera, spektrikamera pystyy mittamaan kymmeniä vapaasti valittavia värikanavia. Tästä syystä sitä voidaan hyödyntää esimerkiksi metsätyyppien, leväesiintymien ja kasvillisuuden kartoittamisessa sekä vaikka geologisessa tutkimuksessa.

Aalto-1-satelliitissa on mukana myös Helsingin yliopiston ja Turun yliopiston yhteinen säteilyilmaisin sekä Ilmatieteen laitoksen plasmajarru. Jarrun tehtävänä on aikanaan tuoda satelliitti takaisin ilmakehään, jossa se palaa poroksi eikä jää avaruusromuksi kiertoradalle.

”Plasmajarrua ei luonnollisesti ole vielä testattu, mutta olemme jo mitanneet säteilyilmaisimella Etelä-Atlantin anomaliaksi kutsuttua säteilyvyöhykettä”, kertoo satelliitin operointia johtava Otaniemen maa-aseman päällikkö Petri Niemelä.

Vuosi mittauksia

Praks korostaa, että vaikka tekniikan toimivuus on osoitettu, itse satelliitin missio on vasta alussa. Dataa ja kuvia on tarkoitus kerätä useiden kuukausien tai kokonaisen vuoden ajan. Työlistalla on myös satelliitin asennon vakauttaminen.

”Tähän asti olemme antaneet satelliitin pyöriä hitaasti, koska se on hyvä lämpöhallinnan kannalta. Sisälämpötila on koko ajan pysytellyt hienosti nollan ja 25 celsiusasteen välillä sen mukaan, onko satelliitti kulkenut varjossa vai valossa.”