Video: Aalto-1:n raketti ja sen kyytiläiset esittelyssä

Video: Aalto-1:n raketti ja sen kyytiläiset esittelyssä

Enää vain noin 12 tuntia laukaisuun!

22.06.2017

Intian avaruustutkimusjärjestö ISRO julkaisi juuri ennakkovideon tulevasta lennosta. Siinä kerrotaan (englanniksi) lähinnä päähyötykuormana olevasta kaukokartoitussatelliitista, mutta mukana videolla on myös Aalto-1 – lyhyesti, mutta kuitenkin!

Samalla laukaisuvalmistelut etenevät lähtölaskennan mukaisesti: iltapäivällä Suomen aikaa kantorakettia suojannut liikuteltava hangaari siirrettiin kokonaan sivuun ja lukittiin kaukaisimpaan asemaansa raketista katsottuna. Juuri tätä kirjoitettaessa toisen vaiheen ajoaineiden tankkaus on käynnissä.

Kaikki näyttää siis erinomaisen hyvältä juuri nyt!

Aalto-1 on laukaisualustalla ja raketin lähtölaskenta on alkanut – katso kuvia laukaisukeskuksesta

PSLV C38 laukaisualustalla (Aalto-1 mukanaan)
PSLV C38 laukaisualustalla (Aalto-1 mukanaan)

Pitkä odotus alkaa todellakin olla ohi: Aalto-1 -satelliittia kuljettavan intialaisen PSLV-kantoraketin lähtölaskenta on alkanut.

PSLV:n lennon C38 laukaisu tapahtuu huomenna aamulla klo 6.59 Suomen aikaa. 

Intian avaruustutkimusjärjestö ISRO antoi eilen keskiviikkona lopullisen lupansa laukaisun tekemiseen, minkä jälkeen rakettia alettiin valmistella lähtölaskentaa varten. Se alkoi tänään torstaina aamulla Intian aikaa, tarkalleen 28 tuntia ennen laukaisua.

Vaikka lähtölaskennasta kuullaan yleensä vain viimeiset dramaattiset sekunnin, on kyseessä pitkä toimenpidelista, jonka tarkoituksena on valmistella raketti oikeassa järjestyksessä laukaisuvalmiuteen.

Olennaisinta on tankkaaminen, mikä tapahtuu hitaasti ja tarkasti. PSLV käyttää kiinteällä polttoaineella toimivia raketteja ensimmäisessä ja kolmannessa vaiheessaan. Näitä ei tarvitse enää tankata.

Neljännen vaiheen nestemäiset ajoaineet (polttoaine ja hapetin) on jo tankattu tänään aamulla, ja toisen vaiheen ajoaineiden tankkaus tehdään myöhemmin tänään ja yöllä. Neljäs vaihe on olennaisesti toista pienempi, joten sen tankkien täyttäminen sujui nopeasti.

Laukaisuaika on edelleen suunniteltu klo 5.29 huomenna aamulla Intian aikaa, eli klo 6.59 Suomen aikaa. Tiedetuubi näyttää laukaisun suorana.

Aalto-1 irtoaa raketista noin 23 minuuttia laukaisun jälkeen (07.22.08) ja alkaa toimia hieman sen jälkeen. Se avaa antenninsa, alkaa lähettää merkkisignaaliaan ja odottaa ohjeita maavalvomolta.

Ensimmäisen kerran Suomen päälle – ja Otaniemen maa-aseman kuuluviin – satelliitti tulee noin klo 11.30 perjantaina.

Jos kaikki on sujunut hyvin, pitäisi tämän virallisesti ensimmäisen Suomen avaruusalusrekisteriin tulevan satelliitin piipittää silloin iloisesti kotimaansa taivaalta!

Kuvat: ISRO

Juttua on päivitetty 22.6., kun Aalto-1:n tarkka irtoamisaika saatiin tietoon.

Otaniemen maa-asema valmistautuu Aalto-1:n ohjaamiseen – Jyväskylä myös valmiudessa kuunteluun

Otaniemen maa-asema valmistautuu Aalto-1:n ohjaamiseen – Jyväskylä myös valmiudessa kuunteluun

Aalto-1 laukaistaan avaruuteen perjantaina 23. kesäkuuta klo 6.59 Suomen aikaa, ellei mitään yllättävää tapahdu sitä ennen. Se vapautuu kantoraketista noin 20 minuutin kuluttua laukaisusta ja aloittaa pian omille teilleen päästyään toimintansa: sen antennit avautujat ja sen radio alkaa lähettää säännöllisesti majakkasignaalia joka kolmas minuutti.

22.06.2017

Sen signaali saatetaan kuulla jo Amerikasta pian laukaisun jälkeen, mutta Suomessa satelliitti on ensimmäisen kerran hyvin havaittavissa noin klo 11.30. Silloin sitä kuunnellaan erityisen suurella jännityksellä etenkin Aalto-yliopiston TUAS-talon katolla olevalla antennilla. 

Yllä oleva Aalto-yliopiston video kertoo siitä enemmän.

Otaniemen maa-asema tyytynee aluksi vain kuuntelemaan ja yrittää ottaa vastaan satelliitin majakkasignaalin loppuun koodattua telemetriatietoa, mikä kertoo satelliitin toiminnasta ja tilasta.

Pian sen jälkeen teekkarit lähettävät satelliitille käskyjä, joilla ensin vain testataan miten se ottaa käskyjä vastaan, mutta pian tämän jälkeen Aalto-1:n varsinainen käynnistäminen alkaa. Mikäli sen asento ei ole paras mahdollinen tai jos sen toiminnassa on omituisuuksia, näihin puututaan luonnollisesti ensin.

Aalto-1:ssä on myös tehokkaampi ns. S-kaistalla toimiva radio, jonka kautta lähetetään mm. hyötykuormana olevan spektrikameran kuvia. Varmuuden radio, kuten ei myöskään kamera, eivät kuitenkaan ole aluksi toiminnassa, vaan ne kytketään päälle vasta sen jälkeen, kun satelliitin toiminta on saatu vakaaksi. Satelliitin Turussa tehty radiotutkimuslaite myös kytketään päälle myöhemmin. Ilmatieteen laitoksen sähköpurjekoe käynnistetään vasta myöhemmin, lennon lopussa.

Kuten Aalto-2:n vaikeudet ovat osoittaneet, ovat satelliitin ensimmäiset päivät avaruudessa mahdollisesti vaikeita, ja siksi sen toimintoja seurataan ensin tiiviisti ja sitä aletaan varsinaisesti käyttää vähitellen. Olennainen ero nyt Aalto-2:een verrattuna on se, että Aalto-1 on testattu paljon paremmin, sitä on tehty pitkään ja huolella, minkä lisäksi siihen voidaan olla kunnolla suoraan yhteydessä Otaniemestä useampaan kertaan vuorokaudessa.

Aalto-1:n majakkasignaali on nimensä mukaisesti merkkilähetys, jonka tärkein tehtävä on vain kertoa, että satelliitti on toiminnassa. Kyseessä on morsekoodi, jota voi kuunnella ihan tavallisin radiolaittein, kunhan vain tietää mitä kuunnella, milloin ja miten.

Majakkasignaalin taajuus on 437,220 MHz, ja sen vastaanottoon tarvitaan tälle aallonpituusalueelle tehty radiovastaanotin, sopiva suunta-antenni sekä lasketut tiedot siitä, missä ja miten satelliitti kulkee taivaan halki. Jos signaalin saa kuuluviin, se on tällainen (joskin todellisuudessa signaalissa lienee enemmän häiriöitä):

Satelliittien ylilentojen radat ja ajankohdat voi laskea mm. täällä olevilla ohjelmistoilla. Aalto-1:n lopulliset ratatiedot tulevat varsin pian useille sivustoille näkyviin, mutta alustavat tiedot ja muita lisätietoja Aalto-1:n kuuntelusta radioamatöörilaittein on täällä: HAM radio information for contacting Aalto-1 satellite (OH2A1S)

Hankasalmen antenni

Jyväskylän luona Hankasalmen observatoriolla varaudutaan myös kuultelemaan Aalto-1:n signaalia – tosin tähtiharrastajilla on käytössään astronomiset laitteet: yhteyttä otetaan tarkoitusta varten hieman muunnellulla radioteleskoopilla.

"Hankasalmen observatorion radioteleskooppi on alun perin venäläinen säätutka", kertoo Jyväskylän Siriuksen puheenjohtaja Arto Oksanen.

"Siinä on kolmemetrinen lautasantenni, joka hankittiin vuonna 2003 aluksi Siriuksen Nyrölän observatorioon, mutta sieltä se siirrettiin huollettuna vuonna 2006 Hankasalmen observatorioon."

Kun teleskooppi oli saatu Hankasalmelle sillä aloitettiin aurinkohavainnot, aluksi 1 GHz taajuudella ja myöhemmin 10 GHz taajuudella. Vuodesta 2011 alkaen teleskooppi on havainnut Aurinkoa aina kun se on ollut yli 10 asteen korkeudella. Havainnot aloitetaan automaattisesti aamulla ja lopetetaan illalla. Auringon radioteho mitataan 100 kertaa sekunnissa ja erityshavaintokohteena ovat auringon radiopurkaukset.

"Aalto-1 -satelliitista kuultuamme ajattelimme että miksei radioteleskooppia voisi käyttää sen kuuntelemiseen", Oksanen kertoo. 

"Otimme yhteyttä Aalto-yliopistoon ja saimme tietoa satelliitin radioista ja käytettävistä taajuuksista. Matalammalla 435 GHz taajuudella satelliitti lähettää telemetriatietoa ja sen vastaanotto pitäisi olla aika helppoa. Olemme vastaanottaneet englantilaista FunCube-satelliittia pienellä antennilla ja tietokoneen softaradiolla. Haastavampaa on 2,4 GHz taajuudella lähetettävä data, mm. satelliitin ottamat kuvat."

Tämä suurempi mikroaaltojen alueella oleva taajuus vaatii parempia laitteita, tosin hinta sinällään ei ole este: Sirius hankki parilla kympillä sopivan mikroaaltopään Kiinasta.

Se sekä vahvistaa signaalin että muuttaa taajuuden matalammaksi, joka kulkee paremmin koaksiaalikaapelissa antennista noin 50 metrin päässä olevaan ohjaushuoneeseen. 

Ohjaushuoneessa on USB-tikun tyyppinen ohjelmistoradio (periaatteessa kyseessä on Digi-TV -vastaanotin) ja tietokone, jossa on softaradio-ohjelma.

"Tavoitteenamme on saada vastaanotto toimimaan niin että voimme vastaanottaa satelliitin lähetyksiä heti kun ne alkavat", toteaa Oksanen. 

Yllä olevassa kuvassa Sampsa Lahtinen asentaa mikroaaltopäätä Hankasalmen observatoriossa olevaan antenniin.

Näin Aalto-1 laukaistaan avaruuteen ylihuomenna Jari Mäkinen Ke, 21/06/2017 - 20:03
PSLV C38
PSLV C38

Tätä on odotettu: yli vuoden ajan laukaisuaan odottanut Aalto-1 on viimeinkin lähdössä matkaan. Sitä kuljettanut raketti on odottamassa Intiassa ja kaikki näyttää nyt olevan kunnossa. Vaikka Aalto-2:sta tuli ensimmäinen suomalaissatelliitti avaruudessa, nousee ensimmäisenä virallisesti suomalaiseen avaruusalusrekisteriin laitettava satelliitti matkaan nyt perjantaina aamulla.

Aalto-yliopiston satelliittitiimi oli valmistautunut laukaisemaan Aalto-1:n avaruuteen jo vuonna 2015, mutta laukaisijaksi valitun SpaceX:n Falcon 9 -kantoraketin ongelmien vuoksi ensin satelliitin lentomallin – siis varsinaisen avaruuteen menevän satelliitin – valmistumista hidastettiin ja sitten sekin on joutunut odottelemaan ensin Otaniemessä ja sitten Hollannissa laukaisuvälittäjän tiloissa aina tähän kevääseen saakka.

Isoissa amerikkalaiskuvioissa pieni Aalto-1 oli altavastaajana, mutta viime aikoina nanosatelliittien laukaisijana kunnostautuneelle Intialle suomalaissatelliittikin oli tervetullut kyytiläinen. Niinpä paikka raketista järjestyi nopeasti, tosin Intiankin kiireisen laukaisuohjelman vuoksi tämän raketin laukaisua jouduttiin lykkäämään huhtikuusta tähän kesäkuuhun.

Nyt kuitenkin PSLV-kantoraketti on valmiina matkaan Sriharikotan niemimaalla sijaitsevassa Satish Dhawan avaruuskeskuksessa ja se on tarkoitus laukaista matkaan klo 6.59 Suomen aikaa (klo 9.29 paikallista aikaa).

Kyseessä on 17. tämän PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle) -raketin XL-version laukaisu ja kaikkiaan 39. PSLV:n laukaisu. Suurimmassa versiossa raketin runkoon on kiinnitetty kuusi kiinteällä polttoaineella toimivaa apurakettia. Syyskuussa 1993 ensilentonsa tehneen raketin lennoista vain yksi on epäonnistunut kokonaan, joten sitä voi pitää varsin luotettavana. XL-version kaikki lennot ovat sujuneet suunnitellusti.

Raketin päähyötykuormana on intialainen kaukokartoitussatelliitti Cartosat-2E. Tämän 712 kg painavan satelliitin lisäksi kyydissä on 30 muuta satelliittia, joiden joukossa on myös Aalto-1.

Suurin kanssamatkustajista on intialainen opiskelijasatelliitti NIUSAT, jonka massa on 15 kg.

Aalto-1:n kaltaisia nanosatelliitteja on 29, ja ne on tehty Suomen lisäksi Itävallassa, Belgiassa, Iso-Britanniassa, Chilessä, Tshekissä, Ranskassa, Saksassa, Italiassa, Japanissa, Latviassa, Liettuassa, Slovakiassa ja Yhdysvalloissa. Mukana on myös yksi intialainen pikkusatelliitti. Kansainvälinen väri lennolle tulee ennen kaikkea siitä, että raketti vie taivaalle loput QB50-parven satelliiteista, joita ei lähetetty avaruuteen avaruusasemalta. Aalto-2 oli yksi näistä avaruusasemalta lähetyistä QB50-satelliiteista.

Kaikkiaan PSLV:n kuoman massa on 955 kg.

Laukaisuvalmis raketti on 44 metriä korkea ja sen massa on noin 320 tonnia. Se pystyisi viemään matalalle kiertoradalle 3,8 tonnia massaltaan olevan lastin, joten tällä lennolla raketti ei ole suorituskykynsä rajoilla.

Raketti vie satelliitit 505 kilometrin korkeuteen Maata kiertävälle ns. aurinkosynkroniselle kiertoradalle, joka kulkee Maan napojen kautta. Tai melkein: radan kaltevuus päiväntasaajan suhteen on 97,44 astetta. Aalto-1 irtaantuu raketista noin 20 minuuttia laukaisun jälkeen, eli noin klo 7.20 Suomen aikaa perjantaina.

Yllä oleva piirros näyttää miten laukaisu sujuu.

Aalto-1 tulee siis kulkemaan säännöllisesti Suomen päältä ja se pystyy kuvaamaan Suomeakin joka päivä. Siihen voidaan olla suoraan yhteydessä Otaniemen maa-asemalta joka päivä pitkiä aikoja. Tässä mielessä se siis poikkeaa Aalto-2:sta, jonka rata oli lähempänä päiväntasaajaa ja mihin voitiin olla yhteydessä vain noin 10 minuuttia päivässä. Kuten Aalto-2:een, voidaan Aalto-1:een olla yhteydessä myös muulloin yhteistyöasemien kautta, mutta niiden välityksellä tehdyt yhteydet eivät toimi niin hyvin kuin suora kontakti omalta asemalta Otaniemestä.

Satelliitit, Aalto-1 niiden mukana, asennettiin ensin nokkakartion sisään ja se kuljetettiin laukaisualustalla odottaneen raketin päälle. Alla olevassa kuvassa raketin toista vaihetta nostetaan paikalleen; raketti kootaan kuin palapeli nostamalla vaiheet päällekkäin ja laittamalla satelliitit nokkakartion sisällä ylimmäiseksi. Runko on halkaisijaltaan 2,8 metriä.

Suomalaista huipputekniikkaa

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, tietokoneen, rungon, antennit sekä aurinkopaneelit, jotka tuottavat satelliitin tarvitseman sähkön. Satelliitin aivot eli päätietokone välittää kaiken tarvittavan tiedon avaruudesta Otaniemen maa-asemalle.

Satelliittitiimi on viime viikot paitsi odottanut laukaisua, myös yrittänyt kuumeisesti ratkaista toukokuussa kiertoradalle vapautetun satelliittipikkuveli Aalto-2:n yhteysongelmia, toistaiseksi tuloksetta.

Satelliittitiimin vetäjä, professori Jaan Praks on luottavainen Aalto-1:n suhteen:

”Aalto-1-satelliitti on Aalto-2:ta monimutkaisempi, mutta sitä on myös testattu paljon Aalto-2:ta kauemmin.  Aalto-1:n kiertorata on lisäksi paljon lähempänä Otaniemen maa-asemaa kuin Aalto-2:n, mikä helpottaa sen operointia huomattavasti. Jos kaikki menee suunnitelmien mukaan, satelliitti avaa antennit ja valmistautuu yhteydenottoon jo puolen tunnin kuluttua irrotuksesta. Ensimmäinen lento Suomen yli tapahtuu aamupäivällä. Paljain silmin satelliittia ei näe, mutta radioamatöörit pystyvät seuraamaan satelliittia omilla radiolaitteistoillaan.”

Se, miten käy, selviää perjantaina. Edellinen PSLV:n lento näytti tältä:

Suomalaista huipputekniikkaa

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, tietokoneen, rungon, antennit sekä aurinkopaneelit, jotka tuottavat satelliitin tarvitseman sähkön. Satelliitin aivot eli päätietokone välittää kaiken tarvittavan tiedon avaruudesta Otaniemen maa-asemalle.

Satelliittitiimi on viime viikot paitsi odottanut laukaisua, myös yrittänyt kuumeisesti ratkaista toukokuussa kiertoradalle vapautetun satelliittipikkuveli Aalto-2:n yhteysongelmia, toistaiseksi tuloksetta.

Satelliittitiimin vetäjä, professori Jaan Praks on luottavainen Aalto-1:n suhteen:

”Aalto-1-satelliitti on Aalto-2:ta monimutkaisempi, mutta sitä on myös testattu paljon Aalto-2:ta kauemmin.  Aalto-1:n kiertorata on lisäksi paljon lähempänä Otaniemen maa-asemaa kuin Aalto-2:n, mikä helpottaa sen operointia huomattavasti. Jos kaikki menee suunnitelmien mukaan, satelliitti avaa antennit ja valmistautuu yhteydenottoon jo puolen tunnin kuluttua irrotuksesta. Ensimmäinen lento Suomen yli tapahtuu aamupäivällä. Paljain silmin satelliittia ei näe, mutta radioamatöörit pystyvät seuraamaan satelliittia omilla radiolaitteistoillaan.”

Se, miten käy, selviää perjantaina. Edellinen PSLV:n lento näytti tältä:

Kuvat: ISRO ja Tiedetuubi. Tekstissä on käytetty hieman Aalto-yliopiston tiedotteen tekstiä.

Tuore tieto: Aalto-1:stä tulee juhannussatelliitti

Intian avaruustutkimusorganisaatio ISRO kertoi eilen, että seuraava PSLV-raketin laukaisu tehdään 23. kesäkuuta. Siis ensi viikon perjantaina, juuri ennen juhannusta.

Meikäläisittäin tästä laukaisusta tekee kiinnostavan se, että Aalto-1 on sen mukana; odotettuaan pitkään matkaan pääsyä SpaceX:n Falcon 9 -raketilla Aalto-yliopiston satelliittitiimi alkoi laukaisuvälittäjänsä kanssa etsiä toista kyytiä taivaalle ja päätyi viime kevättalvena katsomaan kohti Intiaa.

Intia ei suinkaan ole mikään avaruuden kehitysmaa, sillä maalla on käytössään koko joukko luotettavaksi osoittautuneita kantoraketteja. Niistä paras lienee pari viikkoa sitten lentonsa tehnyt raskas kantoraketti GSLV.

Paitsi kantoraketeissa, ovat intialaiset tehneet omia satelliittejaankin jo pitkään. Tällä ensi viikon laukaisulla päähyötykuormana on Cartosat-2E, joka on monikanavaisella kameralla varustettu kaukokartoitussatelliitti.

Samanlainen satelliitti laukaistiin avaruuteen jo viime helmikuussa, jolloin raketin mukana lähetettiin myös ennätyksellinen määrä (104!) pieniä nanosatelliitteja. Nytkin kyydissä on Aalto-1:n lisäksi 22 muuta satelliittia. Näistä kahdeksan kuuluu QB50-satelliittiparveen, joista suurin osa lähetettiin matkaan avaruusasemalta nyt toukokuussa.

Satelliitit ovat tällä hetkellä jo raketin nokassa ja laukaisuvälittäjä ISL kertoo, että ne ovat hyvissä voimissa ja akut täynnä virtaa.

Siis: Aalto-1 on pian avaruudessa ja Otaniemessä on käsillä pian jo toinen kerta, kun he pääsevät ottamaan yhteyttä omaan satelliittiinsa avaruudessa. Aalto-1:n rata on tätä varten parempi kuin Aalto-2:n, koska ykkönen tulee kulkemaan radallaan maapallon napojen kautta ja se lentää suoraan Suomen päältä useita kertoja vuorokaudessa.

Aalto-satelliittitiimi siis viettää tämän juhannuksensa työn parissa.

Upea idea: Antin haaveena on 3D-printata satelliitti

Antti Kestilä
Antti Kestilä

Aalto-yliopiston satelliittilinja saa myöhemmin tänä vuonna jatkoa Suomi 100 -satelliitista. Kyseessä on Suomen satavuotisjuhlien varmasti korkealentoisin hanke, ja nyt se alkaa muuttua sanoista lihaksi – tai siis piirilevyiksi, metalliksi ja 3D-printatuiksi osiksi.

Samalla kun Aalto-yliopiston satelliittitiimin huomio siirtyy vähitellen Aalto-2:sta Aalto-1:een, muhii Otaniemessa jo kaksi uutta satelliittia.

Aalto-3 on vielä suunnitteluasteella, mutta Suomi100 -satelliitti on jo siinä vaiheessa, että se laitetaan kokoon nyt kesän kuluessa. Tästä tehtävästä kantaa päävastuun Antti Kestilä.

Paitsi että Antilla on takanaan jo paljon kokemusta Aalto-1:n suunnittelusta, rakentamisesta, testaamisesta ja kaikesta, mikä piensatelliitin tekemiseen liittyy, on hän nyt myös virallisesti enemmän kuin pätevä satelliittimies: hän väitteli viime viikon perjantaina tohtoriksi.

Väitöksen nimi on “Rapid space mission design, realization and deployment" ja se alkaa vuonna 2010 perustetun Aalto-1 nanosatelliittiprojektin yksityiskohtien kuvailulla. Antti esittelee satelliitin tekniikkaa, tehtävää sekä projektin aikana kohdattuja haasteita ja opittuja johtamislähestymistapoja.

Yksi nanosatelliittianalyysin tärkeimmistä opetuksista on ollut se, että satelliitit ovat erityisen hyödyllisiä, jos niitä voidaan käyttää suurina parvina eli ns. konstellaationa. Väitöskirjatyön konstellaatioanalyysissä tutkittiin miten usean piensatelliitin optimoitu asettaminen kiertoradoille suhteessa toisiin satelliitteihin pystyy parantamaan valitun kohteen havaintonopeutta. Lisäksi väitöskirjassa on tutkittu konstellaation pääongelmia, joihin kuuluvat laukaisu, satelliitin kiihdytys sekä satelliitin valmistus.

Väitöksessä myös kerrotaan 3D-tulostuksen mahdollisuuksista nopeuttaa satelliittien valmistusta. Antti on kehittänyt Helsingin yliopiston epäorgaanisen kemian laboratorion kanssa uutta pinnoitusmenetelmää. Menetelmässä atomikerroskasvatetulla - nanometrejä ohuella pinnoituksella - 3D-tuloste voidaan saada alkuperäistä kestävämmäksi ja avaruusolosuhteisiin mahdollisesti paremmin sopivaksi. On oletettavaa, että tutkitulla pinnoitusmenetelmällä tulee olemaan huomattavan laajoja avaruussovellusmahdollisuuksia.

Yksi sovelluksista on Suomi100 -satelliitti, missä tätä uudenlaista tulostettua materiaalia päästään testaamaan ensimmäisen kerran avaruudessa. Näin satelliitti toimii myös teknologiademonstraattorina ja avaa mahdollisuuksia uudenlaiselle, edullisemmalle ja nopeammalle avaruusrakenteiden tekemiselle.

Otsikkokuvassa Antti esittelee näiden osien testiversioita; niitä luonnollisesti koetellaan ennen satelliitin asentamista olosuhteissa, jotka itse asiassa ovat vaativammat kuin satelliitti joutuu kestämään laukaisun aikana ja avaruudessa.

Juttu on julkaistu myös Suomi100 -satelliitin nettisivuilla.

Video: Lappiin rakennetaan uusi, jättimäinen radioteleskooppi revontulitutkimusta varten

Video: Lappiin rakennetaan uusi, jättimäinen radioteleskooppi revontulitutkimusta varten

Kauan suunnitellun ja vielä pitempään haaveillun uuden EISCAT-tutkan rakentaminen alkaa viimein! Tämän EISCAT_3D -sirontatutkan avulla saadaan uutta tietoa siitä, miten aurinkomyrskyt ja avaruussää vaikuttavat arktisen alueen ilmakehään.

13.06.2017

Tämä video (tuotanto: FFAB) kertoo siitä tarkemmin.

EISCAT on 1975 perustettu ja vuonna 1981 toimintansa aloittanut tutkimushanke, joka käyttää kolmea erilaista tutkasysteemiä Suomessa, Norjassa ja Ruotsissa ionosfäärin ja magnetosfäärin tutkimiseen. Nykyisin EISCATin (European Incoherent Scatter Scientific Association) jäseniä ovat Norja, Ruotsi, Suomi, Iso-Britannia, Japani ja Kiina.

Kyseessä on eräänlainen laajalle alueelle levittäytynyt tutka: Tromsassa oleva antenni lähettää lähiavaruuteen säteilyä, joka heijastuu ja siroaa ionosfääristä ja tätä takaisin päin tulevaa säteilyä otetaan vastaan Kiirunassa, Sodankylässä ja Huippuvuorilla olevilla maa-asemilla.

Laitteistoja on parannettu olennaisesti 1980-luvun jälkeen, mutta 2000-luvun alusta alkaen on pohdittu suurempaa harppausta eteenpäin. Nimensä mukaisesti EISCAT_3D pystyy havaitsemaan ilmakehän ja avaruuden välimaastoa kolmiulotteisesti.

EISCAT_3D-tutkajärjestelmään kuuluu kolme asemaa Pohjois-Skandinaviassa: lähetin-vastaanotin Skibotnissa Norjassa sekä vastaanottimet lähellä Kaaresuvantoa Suomessa ja lähellä Kiirunaa Ruotsissa.

Skibotnin suurteholähettimen teho on viisi megawattia ja kukin asema sisältää noin 10 000 antennia. Hankkeen kokonaisbudjetti on 70 miljoonaa euroa ja projekti alkaa syyskuun 2017 alussa. Asemien valmistelutyöt alkavat kesällä 2018 ja tutkajärjestelmän arvioidaan olevan käytössä vuonna 2021.

EISCAT_3D -lähettimessä on 109 kuusikulmaista antenniryhmää, joista jokainen sisältää 91 antennielementtiä. Antennikentän halkaisija on noin 70 m.

EISCAT_3D:stä tulee maailman edistyksellisin sirontatutka, joka yhdessä nykyisen Huippuvuorten EISCAT-tutkan kanssa toimii ikkunana arktisen alueen yläilmakehään ja lähiavaruuteen. 

Toteutuksessa käytetään uusinta digitaalista ja analogista tekniikkaa, jolla ylemmästä ilmakehästä saadaan kolmiulotteinen kuva. Vaiheistetut signaalit yhdistetään elektronisesti, ja näin tutka voi mitata jopa sataan eri suuntaan kunakin ajanhetkenä.

EISCAT_3D:n avulla voidaan tutkia sitä, miten avaruudesta peräisin olevat suurienergiset hiukkaset ja sähkövirrat vaikuttavat ilmakehän eri osissa, sekä avaruussäähäiriöiden vaikutusta teknologisiin järjestelmiin, kuten satelliitteihin, satelliittipaikannukseen ja sähkönjakeluverkkoihin. EISCAT_3D-tutkan avulla voidaan tutkia myös revontulia, jotka esiintyvät ylemmässä ilmakehässä noin sadan kilometrin korkeudella

Sijainti kartalla
EISCAT_3D-tutkajärjestelmän asemien sijainnit kartalla: lähetin-vastaanotin Norjassa ja vastaanotinasemat Suomessa ja Ruotsissa.

EISCAT_3D:tä on suunniteltu useissa EU-rahoitteisissa projekteissa viimeisten kymmenen vuoden aikana. Suomen Akatemia rahoittaa investoinnista 12,8 miljoonaa euroa.

Suomessa EISCAT_3D-hanketta koordinoi Oulun yliopisto ja sen yhteydessä toimiva Sodankylän geofysiikan observatorio.

Observatorion johtaja Esa Turunen toteaa, että nyt tehty rakentamispäätös on merkittävä kansainvälinen investointi Suomeen, Ruotsiin ja Norjaan seuraaviksi 30 vuodeksi. Investoinnin taloudelliset heijastusvaikutukset ovat moninkertaiset.

Oulun yliopiston avaruusfysiikan professori Anita Aikio kertoo puolestaan, että hanke on tärkeä suomalaiselle korkeatasoiselle avaruustutkimukselle: ”Ensimmäistä kertaa voimme kolmiulotteisesti mitata avaruudesta tulevien hiukkasten ja sähkövirtojen vaikutusta ylä- ja keski-ilmakehään samanaikaisesti ja näin tutkia yhteyksiä avaruusfysiikan ja ilmakehäfysiikan välillä.”

Uutinen perustuu Oulun yliopiston tiedotteeseen.

Aalto-2 on hiljaa – se joko mököttää, sekoilee tai on hiipunut

Aalto-2 (keskellä) laukaisun jälkeen
Aalto-2 (keskellä) laukaisun jälkeen

Kuten jo eilen uutiset kertoivat, on Otaniemen opiskelijasatelliitti Aalto-2 nyt hiljaa. Samalla kun yhteyttä koetetaan palauttaa, keskitytään jo Aalto-1:n laukaisuun sekä siihen, että sen lento toiminta avaruudessa hieman pitempään.

Tällä kerralla sanonta "no news is good news" ei pitänytkään paikkansa: viime viikon hiljaisuus Aalto-2:ta koskevassa uutisoinnissa johtui siitä, että huolestumisen määrä kasvoi koko ajan.

Aalto-2 lähetettiin Kansainväliseltä avaruusasemalta kiertoradalleen 25. toukokuuta ja se aloitti toiminnan juuri suunnitelman mukaisesti. Sen niin sanottu majakkasignaali – helposti kuultava merkkiradiolähetys – saatiin kuuluviin jo satelliitin tehdessä ensimmäistä kierrostaan maapallon ympäri ja myöhemmin illalla satelliitti oli jo yhteydessä Otaniemen maa-asemaan.

Satelliitin ensimmäiset päivät ja viikot avaruudessa ovat aina kriittiset, ja siksi Aalto-2:n satelliittitiimi eteni satelliittinsa käyttöönotossa rauhallisesti. Se varmisti, että Aalto-2:n antennit ja anturit olivat avautuneet ja energiajärjestelmä latasi akkuja.

Ongelmana kuitenkin oli se, että Otaniemestä voitiin olla suoraan yhteydessä satelliittiin vain kymmenisen minuuttia päivässä, kun Aalto-2 nousi radallaan horisontin yläpuolelle. Olisi ollut parempi, mikäli satelliitti olisi kulkenut suoraan maa-aseman ylitse, jolloin yhteysaika olisi ollut pitempi ja yhteyden laatu parempi.

Neljä päivää vapautuksen jälkeen satelliitin signaalissa alkoi ilmetä häiriöitä ja ilmeet maavalvomossa alkoivat vakavoitua.

”Näimme muutaman kerran epäsäännöllisyyksiä majakkasignaalissa, eli satelliitin itsenäisesti lähettämässä lyhyessä tiedotteessa. Sitten satelliitti viestitti, että se oli käynnistynyt uudelleen ja sen jälkeen majakkasignaali ja yhteys katosivat”, kertoo opiskelijoiden satelliittitiimiä vetävä professori Jaan Praks Aalto-yliopiston tiedotteessa.

Siitä, missä tilassa Aalto-2 on nyt, ei ole täyttä selvyyttä. Se voi olla toiminnassa, mutta sen radiot ovat rikkoontuneet tai ohjelmisto-ongelman vuoksi poissa päältä. Se voi toimia vajavaisesti esimerkiksi siten, että se käynnistyy koko ajan uudelleen, koska jokin vikatilanne käskee sen sammumaan ja käynnistymään uudelleen heti käynnistymisen jälkeen.

Todennäköisempää on kuitenkin se, että avaruuden voimakas säteily on vaurioittanut jotain osaa tai suuret lämpötilavaihtelut ovat saaneet aikaan ongelmia sähkönsyöttöjärjestelmässä.

Satelliittiin yritetään vielä saada yhteyttä paitsi Otaniemestä, niin myös Hollannissa, Dwingeloossa olevalla radioteleskoopilla. Mykistyneitä pikkusatelliitteja on saatu näin toimimaan muutamia kertoja, ja tämä mahdollisuus halutaan vielä myös käyttää.

Odotettua enemmän oppimista

Syntynyt tilanne on ikävä, mutta samalla yksi oppikurssi lisää satelliittitiimille: valitettavasti epäonnistumiset ovat osa avaruuslentojen maailmaa, ja ammattilaisten tulee pystyä myös toimimaan häiriötilanteissa ja selvittämään mikä mahdollisesti on mennyt pieleen.

Aalto-2:n vikoja onkin koetettu saada aikaan laboratoriossa satelliitin insinöörimallilla, mutta toistaiseksi siinä ei ole onnistuttu. Samoin satelliitin ohjelmistoja käydään läpi siltä varalta, että sieltä löytyy vika.

Tärkeintä on kuitenkin varmistaa se, että maa-aseman toiminnassa ja yhteydenpidossa satelliitin kanssa ei ole ollut mitään sellaista, mikä olisi saanut aikaan satelliitin mykistymisen. Tämä on erittäin tärkeää siksi, että Aalto-1 on pääsemässä pian avaruuteen ja Otaniemen teekkarit pääsevät pian uudelleen paapomaan satelliittia läpi ensimmäisten, kriittisten päivien.

Aalto-1 on monimutkaisempi, mutta sitä on tehty pitemmän aikaa sekä testattu olennaisesti Aalto-2 -satelliittia paremmin – laukaisun pitkästä myöhästymisestä on siten ollut jotain hyötyäkin.

Lisäksi Aalto-1:n toiminta avaruudessa alkaa paljon pienempää veljeään nopeammin; Aalto-2 matkasi ensin avaruusasemalle ja vapautettiin sieltä omille teilleen yli kuukauden odottelun jälkeen. Aalto-1 laukaistaan suoraan kiertoradalle ja alkaa toimia saman tien.

Aalto-2:n taustalla on myös laukaisutavan vaihto, sillä sitä ei suunniteltu alun perin avaruusasemalta lähetettäväksi. Niinpä satelliittiin jouduttiin tekemään lyhyellä varoitusajalla olennaisia muutoksia muun muassa sähköjärjestelmään. 

Jos Aalto-2 ei tokene, niin sen tieteelliset mittaukset jäävät tekemättä. Se on luonnollisesti menetys, kuten myös satelliitin toiminnan ennenaikainen loppuminen on pettymys. Sen sijaan jo nyt voidaan iloita siitä, että Aalto-satelliittien kehittäminen on synnyttänyt Suomeen uuden teollisuudenalan, jolla on suuria mahdollisuuksia tulevaisuudessa.

Otsikkokuvassa Aalto-2 putkahtaa ulos laukaisusovittimesta omalle kiertoradalleen. Suomalaissatelliitti on keskimmäinen kolmesta cubesatista. Juttu perustuu osin Aalto-yliopiston tiedotteeseen.

Video: Kierrätysalus laukaistiin matkaan kierrätysraketilla

Video: Kierrätysalus laukaistiin matkaan kierrätysraketilla

Liikenne Kansainväliselle avaruusasemalle ja sieltä pois on ollut vilkasta viime aikoina.

07.06.2017

Dragon & Falcon 9

Yllä olevassa videossa laukaistaan 3. kesäkuuta matkaan tuorein Dragon-avaruusrahtari, joka on monessa mielessä historiallinen. Ensinnäkin kyseessä on kierrätetty alus: tämä sama alus teki lennon avaruusasemalle vuonna 2014 ja on sen jälkeen kunnostettu uutta lentoa varten. SpaceX -yhtiön Dragon on ainoa avaruusaseman rahtialuksista, joka voi myös palata takaisin Maahan, ja alukset on suunniteltu suurelta osin uudelleenkäytettäviksi.

Kierrätysmenoa on myös kantoraketissa, sillä aluksen avaruuteen laukaisseen Falcon 9:n ensimmäinen vaihe palasi jo tuttuun tapaan takaisin alas. Se tullaan käyttämään myöhemmin uudelleen. Tämä raketti ei kuitenkaan ollut aiemmin lentänyt, mutta seuraavana vuorossa oleva Falcon 9:n lento käyttää kierrätettyä rakettivaihetta. Se on jo toinen tällainen kierrätysraketti.

Historian siipien havinaa viime lauantain lennolle tuli myös siitä, että kyseessä oli sadas Kennedyn avaruuskeskuksen alustalta LC-39A tehty laukaisu.

Cygnus alas

Dragon-alus telakoitui Kansainväliseen avaruusasemaan 5. kesäkuuta, ja asemalla aiemmin ollut Cygnus-rahtari teki sille tilaa lähtemällä paluumatkalleen 4. kesäkuuta. 

Kyseessä oli suomalaisittain tärkeä alus, koska se vei mukanaan avaruuteen Aalto-2 -satelliitin. 

Jätteillä ja käytöstä poistetuilla tavaroilla täytetty Cygnus tulee tuhoutumaan Maan ilmakehään pudotessaan, mutta vasta viikon kestävän paluumatkan jälkeen. Alus voisi palata nopeamminkin, mutta sillä on tekemistä: ensinnäkin se lähettää matkaan vielä neljä pikkusatelliittia, jotka ovat sen mukana, ja toiseksi alusta käytetään tulipalotutkimukseen. Kyseessä on jo aiemminkin Cygnus-aluksilla tehty testi, missä niiden sisällä sytytetään hallitusti tarkoituksella tulipalo. Sen etenemistä ja käyttäytymistä kuvataan sekä tutkitaan, jotta tästä avaruuslentojen eräästä suurimmasta vaarasta saadaan näin lisätietoja. 

Nyt asemalla oleva Dragon-alus puolestaan palaa takaisin Maahan noin kuukauden kuluttua. Sen mukana tulee alas puolitoista tonnia tieteellisten kokeiden näytteitä, astronauttien henkilökohtaisia tavaroita ja laitteita, joiden ei haluta tuhoutuvan.

Avaruuslentäjiä ylös ja alas

Viime marraskuusta avaruusasemalla olleet Oleg Novitski ja Thomas Pesquet laskeutuivat Sojuz-aluksellaan kesäkuun 2. päivänä, siis viime viikon perjantaina. Heidän mukanaan asemalle lentänyt Peggy Whitson jäi asemalle vielä neljäksi kuukaudeksi, sillä venäläiset ovat toistaiseksi pienentäneet oman miehistönsä kokoa kolmesta kahteen ja näin Whitsonille tarjoutui tilaisuus jäädä asemalle vielä vähäksi aikaa. 

Whitsonista tuli jo elokuussa pisimpään avaruudessa kaiken kaikkeaan ollut amerikkalainen ja lopulta hänen lennostaankin tulee lähes ennätyksellisen pitkä. Se jää uupumaan vain pari kuukautta kovasti mainostetusta vuoden mittaisesta lennosta, joka päättyi viime vuonna.

Parhaillaan Whitsonin kanssa asemalla ovat Jack Fischer ja Fjodor Jurshikhin, eli miehistön koko on nyt vain kolme. Takaisin normaaliin kuuteen päästään ensi kuussa, kun seuraava Sojuz-alus lähetetään matkaan. Sen kyydissä ovat Nasan Randy Bresnik, Roskosmoksen Sergei Ryazanskij ja ESAn italialaisastronautti Paolo Nespoli

60-vuotiaalle Nespolile kyseessä on jo kolmas lento avaruuteen; veteraani pääsi vielä yhdelle lennolle, koska on hyvissä voimissa ja kaikki ESAn vuonna 2009 rekrytoimat kuusi astronauttia ovat tehneet yhden lennon. Kuusikosta seuraavana matkaan pääsee Alexander Gerst, joka lähtee toiselle lennolleen ensi vuonna.

Thomas ja juustoa

Thomas Pesquet on parhaillaan Kölnissä Euroopan astronauttikeskuksessa, missä hän totuttautuu taas elämään painovoiman alla ja missä hänelle tehdään lääketieteellisiä kokeita. Hän sai myös syödäkseen lentonsa mukaan nimettyä juustoa – normandialainen astronautti oli varmasti kaivannut lentonsa aikana camembertia!

Video: Jättimäinen Stratolaunch -lentokone esiteltiin

Video: Jättimäinen Stratolaunch -lentokone esiteltiin

Tässä on lentokoneella kokoa: siipien kärkiväli on 117 metriä, eli kyseessä on tällä mittapuulla laskettuna maailman suurin lentokone. Pyöriä lentokoneen laskutelineissä on 28.

01.06.2017

Stratolaunch on kuusimoottorinen ja kaksirunkoinen lentokone, jonka tarkoituksena on toimia ilmasta avaruuteen laukaistavien kantorakettien lähetysalustana. Se on lähes kokonaan komposiittirakenteinen, ja sen osia on otettu kahdesta tätä varten puretusta Boeing 747 Jumbo jetistä.

Kannibalisoimalla moottorit, avioniikkaa, ohjaamot, laskutelineet ja muita osia kahdesta Jumbosta yhtiö on säästänyt pitkän pennin lentokoneen rakennuskustannuksissa.

 

Lentokoneen koelennot aloitetaan vielä tänä vuonna ja tarkoituksena on aloittaa rutiininomaiset laukaisut vuonna 2020. Ensimmäinen testilaukaisu tehdään näillä näkymin vuonna 2019.

Kone nousee lentoon aikanaan suuri raketti kahden runkonsa välissä ilmaan, lentää noin 15 kilometrin korkeuteen ja pudottaa raketin siellä irralleen. Hetken kuluttua – kun lentokone on kaartanut etäämmälle – raketti sytyttää moottorinsa ja kuljettaa nokassaan olevan satelliitin avaruuteen.

Stratolaunchin lento kaaviona

Kyseessä on yksi monista kokonaan uusista kantorakettisysteemeistä, jotka tulevat tekemään satelliittien lähettämisestä paljon nykyistä edullisempaa ja kätevämpää.

Hanke julkistettiin vuonna 2011. Sen päärahoittajana on Microsoft-miljardööri Paul Allen, jonka lisäksi 300 miljoonaa dollaria alkupääomaa vaatineessa hankkeessa on mm. Scaled Composites. Scaled vastaa koneen suunnittelusta ja komposiittiosien tekemisestä, eikä siksi ole mikään ihme, että se muistuttaa kovasti SpaceShip2-alusta kuljettavaa White Knight -lentokonetta. 

Jättikoneen massa on 226 800 kg, sen pituus on 72,5 metriä ja korkeus 15,2 metriä.

Se on suunniteltu kantamaan noin 250 tonnia massaltaan olevaa kantorakettia, eli suurimmillaan täyteen tankattu kone ja sen kuorma painavat noin 590 tonnia. Sen toimintasäde on noin 2200 km.

Tarkoituksena oli tehdä ensilento koneella jo vuonna 2015, mutta hanke on hieman myöhässä.

Lähiviikkoina lentokonetta testataan maassa, sitten sillä tehdään rullauskokeita ja lopulta kesän jälkeen on vuorossa ensilento. Koneen testaamiseen ja lentokelpuuttamiseen menee koko ensi vuosi, joten ensimmäiseen laukaisuun päästään vasta kahden vuoden päästä – jos kaikki sujuu hyvin.

Stratolaunchin hangaari on Kaliforniassa Mojavessa, mutta aikanaan kone voi laukaista raketteja matkaan lähes mistä vain, missä on tarpeeksi pitkä kiitorata ja sopiva paikka raketin laukaisuvalmisteluille.

Ensimmäisellä laukaisulla käytetään jo koeteltua ja hyväksi havaittua pientä Pegasus XL -rakettia, jota valmistellaan jo lentoa varten. Ennen laukaisua lentokonetta kun pitää testata perusteellisesti myös siten, että sen kyydissä on täysipainoinen raketti.

Aikanaan laukaisuihin tullaan käyttämään suurempaa ja kyvykkäämpää kantorakettia, mutta sen tyypistä ei yhtiö kerro vielä mitään. Alun perin Stratolaunch oli yhteistyössä Space X:n kanssa, mutta yhtiöiden tiet erosivat vuonna 2015, kun kumpikin halusi keskittyä tekemään laukaisuita omalla tavallaan.