Suomi 100

Valtioneuvosto esitti lokakuun lopulla hyväksyttäväksi maamme ensimmäistä, Aalto1- ja Aalto-2-satelliittien laukaisujen vauhdittamaa avaruuslakia. Kansainvälisestikin edistyksellinen laki huomioi kasvavan suomalaisen avaruusliiketoiminnan, ja se koskee myös Aalto-1:n ja Aalto-2:n sekä loppuvuodesta laukaistavaksi suunnitellun Suomi 100-satelliitin kaltaisia nanosatelliitteja.

Laki ei ole vielä voimassa, mutta sitä noudatetaan jo Suomi 100 -satelliitin kohdalla. Vaikka satelliitti toimitetaan Alankomaissa sijaitsevalle laukaisuvälittäjälle, päätyy se lopulta Euroopan ulkopuolelle ja ulos maapallolta. Lain mukaan tämä tarkoittaa, että ennen laukaistavaksi luovuttamista satelliitille tulee tehdä erityinen vientilupa, mitä ei vaadittu aiemmilta satelliiteilta. Jo lähtövalmiina Aalto-yliopistossa odottavalta Suomi 100 –satelliitilta vaaditaan myös tarkennettu riskianalyysi.

Uuden lain lisäksi Suomi 100 -satelliitin avaruusmatkaa viivästyttää sen laukaisuun käytettävälle intialaiselle PSLV-kantoraketille elokuisella lennolla tapahtuneen vian selvitystyö ja siitä johtuva hidastunut laukaisuaikataulu.

”Satelliittilaukaisujen aikataulut riippuvat aina monista eri tekijöistä. Alun perin Suomi 100 -satelliitille suunniteltu lento on siirretty ensi vuoden maaliskuuhun”, kertoo satelliittiprojektin vastuullinen johtaja, professori Esa Kallio Aalto-yliopistosta.

Satelliitti oli saamassa jo paikan aiemmalta, nyt joulukuuksi suunnitellulta lennolta. Lisäselvitykset ja lupa-asiat aiheuttavat kuitenkin sen, että juhlavuoden lopun kohokohdaksi suunniteltu satelliitin laukaisu siirtyy vuoden 2018 puolelle.

Avaruudessa Suomi 100 -satelliitti tutkii avaruussäätä erityisellä radiomittalaitteella sekä kuvaa kamerallaan maapalloa, lähiavaruuden ilmiöitä ja Suomea. Satelliitin tietokoneohjelmistosta huolehtii projektin toinen vastuuorganisaatio, Ilmatieteen laitos, jolla on pitkäaikainen kokemus avaruustutkimuslaitteiden valmistuksessa. Satelliitti testaa myös ensimmäistä kertaa avaruudessa Aalto-yliopistossa kehitettyä, 3D-tulostettua muovirakennetta.

Suomi 100 -satelliitin avaruusnäyttely avautuu 21. marraskuuta

Vaikka Suomi 100 -satelliitin laukaisu onkin viivästymässä, lähtee syys–lokakuussa Suomea kiertäneen Avaruusrekan kävijöiden rakentama ”satelliitti” omalle matkalleen 21. marraskuuta – sään niin salliessa. Toiminnallisesti oikeaa satelliittia vastaava laite nousee kaasupallolla noin 30 kilometrin korkeuteen ja lähettää arviolta kolmetuntisen matkansa aikana tietoja Aalto-yliopiston satelliittimaa-asemalle. Matka oli määrä tehdä heti Avaruusrekan kiertueen päätyttyä, mutta epäsuotuisat tuuliolosuhteet estivät pallon lennon.

Avaruusrekan näyttely avataan samana päivänä näyttelykeskus WeeGeessä Espoossa. Ensi vuoden huhtikuuhun saakka avoinna oleva näyttely kertoo paitsi Suomi 100 -satelliitista, myös laajemmin suomalaisista satelliiteista ja avaruustutkimuksesta.

Monitoimimurtaja Nordica puski läpi Luoteisväylän heinäkuun aikana.

Alus lähti Kanadan Vancouverista heinäkuun 5. päivä ja saapui Grönlannin Nuukiin 29. heinäkuuta. Kyseessä ei ole suinkaan ensimmäinen kerta, kun laivalla on ajettu Tyyneltämereltä Pohjois-Amerikan pohjoispuolitse Kanadan arktisen saariston läpi Atlantille, mutta suomalaisvoimin tehty tutkimusmatka on aikaisin koskaan tehty Louteisväylän purjehtiminen – normaalisti reitti on kulkukelpoinen vasta myöhemmin kesällä.

Se, että Nordica onnistui matkassaan, johtuu tietysti laivasta ja sen erinomaisesta miehistöstä, mutta ilmastonmuutos avusti matkaa huomattavasti.

Kyseessä on monitoimimurtaja Nordican toinen matka halki Luoteisväylän ja se tehtiin yhteistyössä Kanadan rannikkovartioston, Kanadan liikenneministeriön sekä paikallisten toimijoiden sekä yhtiöiden kanssa.

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.

Tarkalleen ottaen kyse on piistä tehty Suomi 100 -juhlavuoden virallisen logon mukainen rakenne.

Nanotekniikan tohtori Nikolai Chekurov teki rakenteen Micronovan puhdastiloissa Espoon Otaniemessä.

Menetelmänä hän käytti kohdistetun ionisuihkun ja kryögeenisen syväetsauksen yhdistelmää, jossa kohdetta pommitetaan ensin raskailla ioneilla ja sen jälkeen syövytetään ICP-RIE:llä, eli induktiivisesti kytketyllä plasmareaktiivisella ionietsauksella.

Samalla menetelmällä on tehty vuonna 2008 maailman pienin Aalto-maljakko, johon mahtui 0,1 femtolitraa.

Kyseessä ei ole standardimenetelmä, vaan sitä on kehitetty professori Ilkka TIttosen johtamassa Micro and Quantum Systems-tutkimusryhmässä useissa eri väitöstutkimuksissa.

”Menetelmä toimii niin, että tasaisen piikiekon pinnalle kirjoitetaan ensin ohuelti gallium-ioneja halutun kuvion, tässä tapauksessa siis juhlavuoden logon, mukaisesti", Chekurov selittää.

"Sen jälkeen kiekkoa syövytetään kaasulla, jolloin ne kohdat, joissa on galliumia, jäävät jäljelle ja alueet, joissa sitä ei ole, syöpyvät pois paljastaen kirjoitetun kuvion. Mitä kauemmin syövytystä jatketaan, sen korkeampi rakenteesta tulee.”  

Menetelmällä paljon käytännön sovelluskohteita

Juhlavuoden logosta olisi menetelmällä voitu tehdä pienempikin, mutta Chekurov ja hänen kollegansa halusivat saada aikaan lähes virheettömän ja täsmälleen alkuperäisen logon designin muotoisen kappaleen.

Sadasosamillimetrin kokoinen logo on niin pieni, että sen erottaa juuri ja juuri valomikroskoopilla.

Kolmiulotteisen rakenteen ihailuun tarvitaan jo elektronimikroskooppia, sillä logon pienimmät rakenteet ovat alle mikrometrin kokoisia. Mikrometri on millimetrin tuhannesosa; ihmisen hiuksen paksuus on noin 100 mikrometriä.

”Samalla valmistusmenetelmällä on toki paljon myös käytännön sovelluskohteita. Sillä voidaan valmistaa hyvin erilaisia mikrorakenteita, joita voidaan käyttää muun muassa fotoniikassa ja vaikka pienten nestemäärien mittaamisessa tai mekaanisina mikroantureina”, Ilkka Tittonen kertoo.

Juttu on Aalto-yliopiston lähettämä tiedote.

Suomi täyttää pian sata vuotta. Päätimme tarkistaa, kuinka pitkälle maamme on tuona aikana todellisuudessa kulkenut. Olimme itsenäistymisen aikoihin varsin kaukana nykypisteestä.

Matkaa on taitettu sekä maankuoren kommervenkkien että avaruudessa palloilun vuoksi yhteensä biljoonia kilometrejä. Matkan pituus ja vauhti toki riippuvat vertailukohdasta - sillä kaikki on, lopulta, hyvin suhteellista.

Kärsimättömille tiedoksi: Varsinaiset lukemat löytyvät taulukkona jutun lopusta.

Voisiko Suomen satavuotista itsenäisyyttä juhlistaa korkeammalla tasolla? Aalto-yliopiston rakentama juhlavuotissatelliitti tempaa kaikki suomalaiset mukaansa ainutlaatuiselle avaruusmatkalle, jolla pääsee ratsastamaan virtuaalisesti satelliitin mukana avaruudessa, katsomaan sieltä alas maapalloon – ja Suomeen – sekä tutustumaan muun muassa revontuliin.

Tiedossa on upea seikkailu, joka ei muistele menneitä, vaan vie Suomen sata vuotta tulevaisuuteen!

Aalto-yliopiston piensatelliitti on valittu mukaan Suomen itsenäisyyden satavuotisjuhlavuoden 2017 ohjelmaan. Tähän Suomi 100 -nimellä kulkevaan satelliittiin tulee kameroita ja radiovastaanotin, jotka kuvantavat maapalloa, avaruutta ja revontulia sekä erityisesti Suomea sekä tuovat ne virtuaalisesti Maan päälle. 

"Satelliitti tarjoaa jokaiselle ainutkertaisen avaruuskokemuksen", lupaa Aalto-yliopiston professori Esa Kallio.

Kuten toivottavasti vielä tänä vuonna avaruuteen laukaistava Aalto-1, Suomen ensimmäinen satelliitti, suunnitellaan ja rakennetaan myös Suomi 100 -satelliitti opiskelijavoimin. Sen toteuttamisessa hyödynnetäänkin Aalto-yliopiston keräämää kokemusta piensatelliittien tekemisestä.

"Meillä on kokemusta hyvästä yhteistyöstä muiden yliopistojen ja yhteistyökumppaneiden kanssa", jatkaa Kallio. 

"Toivomme sen jatkuvan Suomi 100 -satelliitin suunnittelussa ja rakentamisessa. Hanke tarjoaa laajasti kiinnostavaa tietoa ja tekee tiedettä tunnetuksi kaikille suomalaisille ja toivottavasti innostaa osaltaan nuoria tekniikan ja tieteen opiskeluun."

Kaikki asiasta kiinnostuneet ovatkin tervetulleita mukaan yhteisen avaruusmatkan ideointiin ja rakentamiseen!

Pari kiloa, paljon osaamista

Suomi 100 -satelliitti laukaistaan avaruuteen napa-alueiden kautta kulkevalle polaariradalle. Satelliitti on pieni, vain noin muutaman kilon painoinen nanosatelliitti, jonka tekninen toteutus perustuu CubeSat-standardiin.

"Avaruuden polaariradalla satelliitti pystyy havaitsemaan erinomaisesti pohjoisia alueita ja on hyvin näkyvissä Suomesta", Kallio toteaa.

Satelliitin mahdollistaman avaruuskokemuksen lisäksi hankkeessa on kyse yhteisestä matkasta Suomen ja sen teknologian historiaan. Satelliitti pohjautuu Suomen korkeatasoiseen tieteellis-tekniseen osaamiseen ja koulutukseen, jotka ovat luoneet maahamme hyvinvointia ja muuttaneet elämäämme pian sadan itsenäisen vuoden aikana.

Samalla Suomi 100 -satelliitti katsoo vahvasti tulevaisuuteen: 

"Millainen on Suomen 200. juhlavuosi ja mahdollinen Suomi 200 -satelliitti? Mitä uusi, vielä tuntemattomia mahdollisuuksia avaruus, tiede ja tekniikka ovat meille silloin tarjonneet?"

---

Itsenäinen Suomi täyttää sata vuotta vuonna 2017. Se on Suomen suuri vuosi, joka rakennetaan yhdessä. Juhlavuosi synnyttää tekoja, elämyksiä ja ohjelmaa. Se elää koko Suomessa, koko vuoden 2017. Tekojen kautta tarkastellaan itsenäisyyden mennyttä vuosisataa, Suomen nykyisyyttä ja tulevaisuutta. Kaikista mukana olevista hankkeista on lisätietoja osoitteessa www.suomi100finland.fi

Tiedetuubi on Suomi 100 -satelliitin tiedotuskumppani.