Nyt se on menoa. Ensimmäisen avaruuteen saakka päässeen suomalaissatelliitin tarina on lopussa, sillä sen ratakorkeus on enää alle 150 kilometriä, eikä se enää pysy taivaalla kuin kenties vain tunnin verran. Kohta sille voi tosiaankin sanoa requiescat in pace.
Tuorein arvio Aalto-2:n putoamisajankohdasta on välillä 23.46 – 1.43 Suomen aikaa.
Aivan tarkkaa arviota putoamisen ajankohdasta ja -paikasta on vaikea sanoa, koska satelliitin pyöriminen ja ilmakehän paikalliset olosuhteet vaikuttavat putoamisnopeuteen paljon. Joka tapauksessa loppu on lähellä.
Jos putoaminen tapahtuu juuri ennen puoltayötä, eli noin tunnin kuluttua, on satelliitti silloin Yhdysvaltojen päällä. Siitä sen rata jatkuu Keski-Amerikan kautta Brasiliaan ja edelleen Atlantille.
Aalto-yliopiston satelliittiryhmän arvio Aalto-2:n putoamispaikasta. Kuva: Petri Niemelä.
Hieman yli kaksi kiloa massaltaan oleva satelliitti tulee tuhoutumaan täysin ilmakehän kitkakuumennuksessa jo noin 80 kilometrin korkeudessa, kun se iskeytyy ilmakehään noin 28 000 kilometrin tuntinopeudella.
Ulkopuolisin silmin katsottuna tapaus on kuin tähdenlento – se ei tule siis herättämään erityistä huomiota esimerkiksi Yhdysvaltain tutkavalvonnassa.
Aalto-2:n tehtävänä oli tutkia yläilmakehää, mutta se ei toiminut kuin vähän aikaa. Sen rataa ja putoamisnopeutta tarkkailemalla on saatu kuitenkin tietoja ilmakehän olemuksesta, minkä lisäksi satelliitin tekeminen oli erittäin opettavaista. Muun muassa nyt Maata kiertävä (ja hyvin toimiva) Reaktor Hello World perustuu teknisesti Aalto-2:een.
Taas yksi ekakerta avaruudessa: ensimmäinen kiertoradalle päässyt suomalaissatelliitti putoaa sieltä alas keskiviikon ja torstain välisenä yönä.
Siinä missä juhannuksena 2017 avaruuteen laukaistu Aalto-1 on virallisesti ensimmäinen suomalaissatelliitti, ennätti sen seuraaja ensimmäisenä avaruuteen. Koska Aalto-2 on osa kansainvälistä QB50-tutkimusohjelmaa, rekisteröitiin se Belgiaan, missä hanketta organisoinut tutkimuslaitos sijaitsee. Näin ensimmäinen suomalaissatelliitti on siis Belgian avaruusalusrekisterissä.
Kaksikiloinen Aalto-2 lähetettiin avaruuteen maaliskuussa 2017. Se nousi kiertoradalle Cygnus-avaruusaluksella, joka kuljetti satelliitin Kansainväliselle avaruusasemalle. Sieltä tämä Otaniemessä tehty laite vapautettiin avaruuteen 25. toukokuuta 2017.
Siihen saatiin lähes välittömästi yhteys, mutta jo muutaman päivän päästä se heittäytyi mykäksi: siihen ei saatu yhteyttä, eikä se valitettavasti päässyt tekemään tutkimustaan. Satelliitissa oli mukana Oslon yliopistossa tehty Langmuir-luotain, eli varattujen hiukkasten lämpötilaa, tiheyttä ja sähköisyyttä mittaava laite.
QB50 on belgialaisen Von Karman -instituutin hanke, johon osallistuu yliopistoja ja tutkimuslaitoksia ympäri maailman. Tarkoituksena on tutkia ilmakehän yläosia ja lähiavaruutta kaikkiaan 35 satelliitin voimin; alun perin tarkoitus oli lähettää 50 satelliittia, mistä tulee hankkeen nimi, mutta lopulta kaikki satelliitit eivät päässeet matkaan.
Ideana hankkeessa on se, että kun kaikki satelliitit toimivat eri puolilla maapalloa ja putoavat alaspäin hieman eri tahtiin, saadaan hyvin kattava kuva ilmakehästä. Lisäksi satelliittien putoamista seuraamalla saadaan lisätietoja ilmakehän tiheydestä ja ominaisuuksista.
Vaikka Aalto-2 ei siis ole lähettänyt mittaustietoja, on sen putoamisen seuranta osana muiden satelliittien putoamista erittäin kiinnostavaa.
Näillä näkymin Aalto-2 putoaa ilmakehään ja tuhoutuu sen kitkakuumennuksen vuoksi yöllä torstaina 7. helmikuuta. Eilen (maanantaina 4.2.) tehty ennuste on hieman muuttunut ja nyt näyttää siltä, että putoaminen tapahtuu keskiviikon ja torstain välisenä yönä puolenyön aikaan. Nyt tiistaina illalla satelliitin korkeus on jo alle 200 km, eli tästä alkaen putoamistahti kiihtyy nopeasti.
Satelliitin rataa voi seurata mm. SatFlare-sivustolla.
Kaikki matalalle kiertoradalle laukaistut satelliitit, kuten juuri Aalto-2 ja sen kaltaiset nanosatelliitit, putoavat luonnollisesti alaspäin, koska satojenkin kilometrien korkeudessa on hieman ilmakehän rippeitä. Hyvin ohut kaasu hidastaa niiden ratanopeutta, jolloin ne putoavat alaspäin.
Mitä alemmaksi niiden rata putoaa, sitä voimakkaammin ilmanvastus vaikuttaa, kunnes lentorata kääntyy yhä jyrkemmin alaspäin ja suuntaa lopulta lähes suoraan kohti maapalloa.
Matalla olevat pienet satelliitit eivät siksi jää avaruuteen avaruusromuna, mutta niistäkin olisi hyvä päästä eroon nopeammin ja hallitusti.
Aalto-1 tulee testaamaan tekniikkaa, jolla putoamista voidaan jouduttaa. Se laukaistiin hieman korkeammalle kiertoradalle, joten sen vajoaminen alaspäin on ollut hitaampaa.
Eräs Aalto-1:n tutkimuslaitteista on niin sanottu plasmajarru. Tarkoituksena on testata sen periaatteen toimintaa. Tämä Ilmatieteen laitoksessa tehty laite vapauttaa pitkän sähköjohtimen vapaasti avaruuteen, ja kun johtimeen kytketään virta, alkaa se jarruttaa satelliitin nopeutta. Laite voisi auttaa pääsemään kätevästi eroon toimintansa lopettavista, tehtävänsä tehneistä satelliiteista.
Juttua on päivitetty tiistaina 5.2. illalla.
Joulukuun 3. päivän illalla avaruuteen lähetetyn Suomi 100 –satelliitin ensimmäinen viikko avaruudessa on sujunut hyvin. Nyt myös sen ottama kuva on julkaistu.
Maata kiertää taivaalla tällä haavaa kolme tuliterää satelliittia, jotka laukaistiin avaruuteen marraskuun lopussa ja joulukuun alussa. Suomi 100 -satelliittitiimi ennätti julkaisemaan satelliittinsa ottaman kuvan ensimmäisenä, mutta tuo itsenäisyyspäivänä esille tuotu kuva oli vielä raakile. Tänään satelliittitiimi julkaisi ensimmäisen, "kunnollisen" kuvan.
Näin siis Iceye-X2 ennätti virallisesti ensimmäisenä kuvan julkaisemisessa ja nyt odotamme Reaktor Hello World -satelliitin ottamia kuvia; tiedossamme on, että kuvia on jo otettu, mutta kameraa ollaan vielä säätämässä, joten yhtiö ei halua esitellä puolivalmiita kuvia.
Suomi 100 -satelliitin viikon päivät kestäneen lennon alun aikana satelliitin alijärjestelmät on tarkistettu ja yhteydenpito satelliittiin on saatu rutiininomaiseksi. Satelliittiin ollaan yhteydessä Otaniemessä olevan maa-aseman kautta useita kertoja päivässä. Samalla asemalla hallitaan myös avaruudessa olevaa Aalto-1 –satelliittia.
Suomi 100 –satelliitin varsinainen käyttäminen on myös alkanut: sen kameralla on otettu useita kuvia viime viikon puolivälistä alkaen ja kameran asetuksia on säädetty sopiviksi. Ensimmäiset kuvat satelliitista saatiin itsenäisyyspäivänä, mutta ensimmäiset kunnolliset kuvat otettiin sunnuntaina 9.12.
“Tämä on hieno välietappi”, iloitsee hankkeen vetäjä, professori Esa Kallio.
“Opiskelijat ovat viettäneet maa-asemalla öitä ja päiviä ja saaneet paitsi satelliittimme toimimaan hienosti, niin myös ehtineet ottamaan kameralla useita hienoja kuvia. On ollut upeaa seurata, miten ensimmäiset ylivalottuneet otokset ovat muuttuneet tällaisiksi taideteoksiksi!"
9.12. otetut kuvat on koottu otsikkokuvana olevaan kollaasiin. Ne otettiin Suomen päällä klo 11.26 – 11.29, mutta kuvassa ei ole Suomea vaan maapallon kaunis horisontti katsottuna Suomen päältä kohti länttä.
Kuvat ovat hieman lomittain toisiinsa nähden, koska satelliitti pyörii hitaasti akseliensa ympäri avaruudessa.
Pyöriminen johtuu siitä, että satelliittiin kohdistui avaruuteen vapauttamisensa aikana pieniä sivuttaisvoimia. Eräs viime viikon tehtävistä lennonjohdossa olikin selvittää miten satelliitti pyörii tarkalleen ja tämän pyörimisen vähentäminen. Tämä on aivan normaalia toimintaa nanosatelliittien lennoilla.
Pyörimisestä on myös hyötyä, eikä sitä yritetäkään kokonaan hillitä: näin satelliitin lämpötila pysyy tasaisena, kun kukin sen kyljistä saa lyhyen aikaa kerrallaan kokea Auringon kuuman porotuksen ja varjopuolen kylmyyden.
Myös kuvaamisen kannalta pieni pyöriminen on hyvä asia, koska sen ansiosta kameralla voidaan ottaa tähän tapaan laajoja panoraamakuvia. Peräkkäin otetut kuvat muodostavat näin automaattisesti laajemman kuvan, jolloin esimerkiksi suuren alueen kattavat revontulinäytelmät voidaan saada kuvattua kokonaisuudessaan.
Tyypillisesti satelliitista lähetetään alas ensin vain “postikortteja”, pieniä kuvia, joiden perusteella maa-asemalla päätetään mitkä kuvat ladataan alas täysikokoisina. Kuvien siirtoon menee paljon rajallista yhteysaikaa, joten epäonnistuneita tai vähemmän mielenkiintoisia kuvia ei kannata ladata lainkaan.
Myöhemmässä vaiheessa satelliitti valitsee kuvia myös itsenäisesti yksinkertaisen tekoälyn avulla. Eräs satelliitin poikkitieteellisistä kokeista on “opettaa” satelliitti tekemään valintoja myös taiteellisesti: se siis osaisi tunnistaa esteettisesti kauniit kuvat. Tärkein tämän ominaisuuden sovellus on kuitenkin revontulien automaattinen löytäminen kuvista.
Tähän mennessä havaintoja on tehty satelliitin kameralla, ja sen kuvien laatu tulee vielä olennaisesti paranemaan tästä ensimmäisestä "virallisesta" kuvasta.
Satelliitin tieteellisen päähyötykuorman, avaruussääilmiöitä ”kuuntelevan” radiotutkimuslaiteen käyttö havaintojen tekemiseen aloitetaan vasta tammikuun alussa – kiihkeän alun jälkeen satelliitti ja maa-aseman tiimi viettävät rauhallisempaa joulunaikaa.
Aalto-yliopiston kumppani Suomi100 -satelliitin kehityksessä on Ilmatieteen laitos, joka on osallistunut satelliitin tietokoneohjelmiston ja instrumenttien valmistukseen ja on mukana tieteellisessä tutkimusohjelmassa.
Kirjoittaja toimii Suomi 100 -satelliitin tiedotusvastaavana ja tämä jokseenkin sama teksti on julkaistu myös Aalto-yliopiston tiedotteena ja Suomi 100 -satelliitin nettisivuilla.
Suomen juhlavuoden satelliitin matkaanlähtö on viivästynyt vuodella kantorakettiongelmien takia. Nyt tämä noin kilon painoimen satelliitti on lähdössä avaruuteen mittaamaan avaruussääilmiöitä ja kuvaamaan muun muassa revontulia ja Suomea.
Satelliitin laukaisu kiertoradalle tapahtuu SpaceX -yhtiön Falcon 9 -kantoraketilla Kaliforniasta. SSO-A "SmallSat Express" -lento vie avaruuteen kaikkiaan 64 pientä satelliittia. Raketin nokkakartion sisällä on erityinen tukirakenne, johon satelliitit on kiinnitetty joko suoraan tai laatikoissa, joiden sisältä ne sysätään avaruuteen.
Alun perin mukaan oli tulossa yli 70 satelliittia, mutta muutamat nanosatelliitit ovat jääneet pois – tyypillisesti siksi, että ne eivät ole valmistuneet ajoissa. Suomi 100 -satelliitilla ei tämä ollut lähelläkään, koska se on ollut odottamassa matkaan lähtöä Otaniemessä jo vuoden päivät.
Laukaisuvalmistelut tähtäävät nyt siihen, että laukaisu tapahtuisi maanantaina 19. marraskuuta klo 20.32 Suomen aikaa, eli klo 10.32 paikallista aikaa Kaliforniassa.
Kantoraketti vie satelliitit 575 kilometrin korkeudessa olevalle radalle, joka kulkee lähes maapallon napojen ylitse. Suomi 100:n ja muiden nanosatelliittien vapauttaminen avaruuteen tapahtuu rauhallisesti, jotta satelliitit eivät törmäisi avaruudessa toisiinsa. Vapautus päättyy noin 4 tuntia ja 40 minuuttia laukaisun jälkeen.Satelliittien tarkka vapautusjärjestys ilmoitetaan vasta lähempänä laukaisua, ja on mahdollista, että yhteys Suomi 100 -satelliittiin saadaan vasta useita tunteja laukaisun jälkeen.
Suomi 100 -satelliitti mittaa erikoisvalmisteisella radiolaitteistollaan lähiavaruudessa olevia avaruussääilmiöitä. Lisäksi satelliitin kamera kuvaa avaruussään näkyviä merkkejä, esimerkiksi revontulia, sekä maapalloa ja erityisesti Suomea.
Kuvassa aiemmalla lennolla käytetty Falcon 9 laukaisualustallaan Vandenbergin lentotukikohdassa. Kuva: SpaceX.
Aalto-yliopistossa tehty Suomi 100 -satelliitti kuljetettiin Espoon Otaniemestä lentokoneella Delftiin Hollantiin syyskuun puolivälissä. Satelliitti asennettiin puhdastilassa laukaisusovittimeksi kutsuttuun laatikkoon muutaman muun nanosatelliitin kanssa. Sen jälkeen laukaisusovitin vietiin Yhdysvaltoihin, Seattlen lähellä olevaan Auburniin. Auburnissa se kiinnitettiin kantoraketin nokkaan asennettavaan rakennelmaan, joka kuljetettiin Kaliforniaan Vandenbergin lentotukikohtaan odottamaan laukaisua.
SpaceX -yhtiöllä on Vandenbergissä käytössään laukaisualusta ja tilat, joiden sisällä raketti ja sen hyötykuorma valmistellaan lentoa varten. Osa samalla lennolla lähetettävistä suuremmista satelliiteista liitetään mukaan vasta Kaliforniassa.
Kyseessä on jo kolmas Aalto-yliopistosta avaruuteen lähtevä satelliitti ja neljäs suomalaissatelliitti kiertoradalla. Lisäksi Otaniemessä valmistellaan jo kolmea uutta satelliittihanketta.
Otsikkokuvassa on Suomi 100 -satelliitti ja sen takana toinen samalla kyydillä laukaistava satelliitti odottamassa asennusta laukaisusovittimeen.
*
Teksti on lähes suoraan Aalto-yliopiston tiedote. Kirjoittaja on mukana Suomi 100 -satelliittihankkeessa.
Viime viikolla pidettiin Helsingissä ja Espoossa YK:n, Euroopan avaruusjärjestön ja Nasan tukema World Challenge Finland -hackathlon. Yksi osakategoria oli Space Nation -yhtiön tukema kisa tutkimushankkeille: pääpalkintona oli laitteen lähetys Kansainväliselle avaruusasemalle. Sen voitti Suomi 100 -satelliitin "kansanversion" häkkääminen säteilymittariksi.
World Challenge Finland oli tarkoitettu pääasiassa ohjelmistokehittäjille, jotka esittelivät ideoitaan siitä, miten satelliittidatan avulla voidaan tehdä erilaisia sovelluksia. Helsinkiin oli koottu ehdotuksista parhaimmat, ja ryhmät esittelivät Suomessa projektejaan, kehittivät niitä eteenpäin ja vaihtoivat kokemuksia keskenään.
Useat yritykset ja yhteisöt palkitsivat vielä erikseen ryhmiä, jotka joko käyttivät niiden tuottamaa tietoa lisäksi tai hyödynsivät niiden tekniikkaa. Loppujen lopuksi pääpalkinnon voitti brittiläisen Yorkin yliopiston matematiikan ja tietojenkäsittelytieteen opiskelijoista koostunut joukkue, jonka WildfireAware -palvelu hyödyntää eri lähteistä saatavaa säädataa ja muodostaa koneoppimisen avulla ennusteita. Niiden avulla voidaan ennakoida maastopalojen syttymistä ja siten ehkäistä ja minimoida palojen aiheuttamia vahinkoja.
Matka avaruusasemalle oli mobiilista astronauttien koulutusohjelmastaan tunnetun suomalaisyhtiö Space Nationin erikoispalkinto.
Tarkalleen ottaen palkinto on paikka avaruusasemalla olevasta NanoRacks -yhtiön Nanolabs -tutkimuslaitteistosta, mihin yhtiöt ja tutkimuslaitokset voivat tehdä mitä moninaisimpia tieteellisiä tai teknisiä kokeita avaruuden olosuhteissa.
Koelaitteet ovat kooltaan 10 x 10 x 10 cm olevia tai useita tällaisia yksiköitä. Koko on valittu siten, että se vastaa ns. CubeSateja, eli pieniä nanosatelliitteja kuten esimerkiksi Suomi 100 -satelliitti.
Otsikkokuvassa on Aalto-yliopiston satelliittitiimin jäseniä, jotka olivat mukana voittajahankkeessa sekä kolmanneksi tulleessa, 3D-tulostusta avaruudessa ehdottaneessa CosmosPrint -hankkeessa. Toiseksi tuli Entocube-yhtiön tiimi, jonka ideana oli testata syötävien sirkkojen munien säilymistä avaruudessa.
Aalto-yliopiston satelliittitiimin ideana olikin ottaa Suomi 100 -satelliitin pohjalta tehty "kansanversio" Aalto KitSat, eli satelliittimalli, joka perustuu viime syksyllä ympäri Suomea Avaruusrekassa tehtyyn satelliittiin.
Avaruusrekan kiertueen aikana jokaisessa pysähdyspaikassa yleisön edustajat tekivät satelliittia kyydissä olleen puhdastilan sisällä vähä vähältä eteenpäin, ja kiertueen päätteeksi se lähetettiin ilmapallolla stratosfääriin näyttelykeskus WeeGeen pihalta. Valitettavasti se jäi kadoksiin lennon jälkeen, mutta rekassa tehdyn satelliitin pohjalta tehtiin uusi, vieläkin yksinkertaisempi versio satelliitista. Rekkasatelliitissa oli käytetty Aalto-yliopiston satelliittilaboratoriosta löytyneitä varaosiakin, jotka uudessa versiossa on korvattu luonnollisesti uusilla ja helpommin saatavilla.
"Kansansatelliitti" on tehty avaruustekniikan opiskelua varten ja yksinkertaisesti avaruudelliseen, opettavaiseen leikkimiseen. Sen avulla voi siis pitää hauskaa, mutta myös harjoitella vakavasti satelliittien kanssa työskentelyä.
Laite on tehty myös helposti muokattavaksi, ja häkkäämisen perusidean mukaisesti ajatus oli modifioida satelliittia siten, että nyt avaruudessa olevan, kiinnostavia tietoja koko ajan keräävän Aalto-1 -satelliitin RADMON-säteilymittarin varalentomalli kiinnitetään siihen. Näin tämä Turun yliopistossa varastossa ollut laite saadaan hyvään käyttöön: havainnot ovat paitsi tieteellisesti kiinnostavia, myös avaruusaseman sekä sen asukkaiden kannalta jännittäviä.
Kuten tiimin tukija, astronautti Christer Fuglesang toteaa, ei koskaan aikaisemmin ole säteilymittauksia tehty samanlaisella säteilymittarilla avaruusaseman sisällä ja siitä riippumattomasti avaruudessa. Fuglesang on alunperin hiukkasfyysikko, joka teki itsekin kummallakin avaruuslennollaan säteilymittauksia – hän on siis paras mahdollinen kirittäjä suomalaistiimille.
Aalto KitSat on yhden yksikön CubeSatin kokoinen laite, joka toimii kuin oikea satelliitti, mutta on tehty edullisista osista. Satelliitin tee-se-itse -ohjeet julkistetaan Suomi 100 -satelliitin laukaisun aikaan, mutta valmiita satelliitteja ollaan tekemässä jo nyt kouluissa ja tiedekeskuksissa käytettäväksi avaruuslaitteiden käyttämisen leikilliseen harjoitteluun.
Laite pystyy tekemään itse monenlaisia mittauksia, ja sen perusversio on varustettu kameralla. Avaruusasemalle lähetettävän laitteen kamera poistetaan, koska se ei aseman sisältä pystyisikään ottamaan kiinnostavia kuvia. Sen lisäksi "satelliitin" akut poistetaan, koska NanoLabs syöttää laitteelle sähköä.
Näiden poistamisen jälkeen mukaan voidaan laittaa RADMON, eli Turun yliopistossa kehitetty säteilymittari, jonka yksi versio lentää avaruudessa parhaillaan Aalto-1 -satelliitin kyydissä.
Professori Rami Vainio kävi perjantaina hakemassa RADMONin varalentomallin varastosta, missä se on ollut hyvin suojattuna.
Kuten yleensä avaruuslaitteita tehtäessä, rakennetaan avaruuteen sopivia kappaleita yleensä kaksi. Mikäli toiselle tapahtuu jotain, voidaan toinen vaihtaa koska tahansa mukaan. Laite on siis nyt avaruudessa olevan säteilymittarin täysin samanlainen kaksoiskappale.
Ainoa ero laitteiden välillä on siinä, että avaruudessa oleva laite ja suojassa Turun yliopiston puhdastilassa ollut laite ovat ikääntyneet hieman eri tavalla. Lisäksi varastoitu kappale pitää kalibroida ennen avaruuteen lähettämistä.
Tätä kalibrointia ja kaikkea muuta tähän avaruusasemahankkeeseen liittyvää tekemistä tullaan seuraamaan tiiviisti Suomi 100 -satelliitin sivuilla ja Tiedetuubissakin.
*
Kirjoittaja on hankkeen mentori ja mukana KitSat-tiimissä. Otsikkokuva: Jaan Praks
Suomen satavuotissatelliitti on odottanut laukaisuaan jo lähes vuoden päivät: viime syksynä tapahtunut intialaisten rakettionnettomuus on viivyttänyt laukaisua, mutta pian siitä ei ole enää harmia, sillä satelliitti laukaistaan matkaan syys-lokakuussa Yhdysvalloista Falcon 9 -kantoraketilla.
Eräs aktiivisimmista pienten satelliittien laukaisijoista viime vuosina on ollut Intia, jonka PSLV-raketilla lähetettiin viime vuoden helmikuussa kerralla jopa 104 satelliittia. Myös muilla sen lennoilla on ollut mukana kymmeniä Suomi 100 -satelliitin kaltaisia pikkusatelliitteja. Viime syksynä tapahtunut PSLV:n laukaisuonnettomuus kuitenkin sai aikaan pitkän tauon laukaisuissa ja nyt siellä on kovasti ruuhkaa kaikkien satelliittien saamiseksi taivaalle.
Pieni Suomi 100 -satelliitti ei ole voinut etuilla jonossa, joten pääsy matkaan on viivästynyt koko ajan. Viimeisin takaisku tuli nyt kesällä, kun satelliitti ei päässytkään mukaan seuraavaan PSLV:n laukaisuun; elokuisen lennon päähyötykuorma on ennakoitua painavampi, joten mukana lentävien nanosatelliittien määrää piti rajoittaa. Suomi 100 -satelliitti oli yksi mukaan kaavailluista, mutta pois karsituista satelliiteista.
Nyt kuitenkin Aalto-yliopiston tiimi yhdessä hollantilaisen laukaisuvälittäjän kanssa on saanut järjestettyä satelliitille uuden kyydin. Satelliitti lähetetään avaruuteen syyskuun lopussa tai lokakuun alussa amerikkalaisen SpaceX -yhtiön Falcon 9 -raketilla. Laukaisu tapahtuu Kaliforniasta Los Angelesin pohjoispuolella olevasta Vandenbergin lentotukikohdasta, mistä SpaceX laukaisee matkaan kaikki polaariradalle menevät satelliitit.
Tilanne on siis täsmälleen päinvastainen kuin aikanaan Aalto-1 -satelliitilla, joka oli alun perin tarkoitus laukaista matkaan Falcon 9:llä Kaliforniasta.
Falcon 9:n silloisten ongelmien vuoksi laukaisu siirtyi ja siirtyi eteenpäin, kunnes lopulta laukaisuvälittäjän avulla satelliitille saatiin paikka PSLV-raketilta. Nyt Falconien lennot sen sijaan ovat sujuneet erittäin hyvin ja laukaisuita on ollut parhaimmillaan pari kuukaudessa, joten siellä on nyt tilaa pikkusatelliiteille – etenkin kun koko tuleva lento, jolla Suomi 100 -satelliitti on mukana, on omistettu pikkusatelliittien laukaisuun.
Jos kaikki sujuu hyvin, vie raketti avaruuteen kerralla lähes 120 satelliittia. Lento tulee siis rikkomaan intialaisten taannoisen ennätyksen.
Kyseessä on uudenlainen Falcon 9:n lento, sillä amerikkalainen Spaceflight-yhtiö on ostanut koko laukaisun itselleen ja jakaa siltä paikkoja pikkusatelliiteille. Yhtiö on rakentanut tätä varten erityisen laitteiston, jonka sisään ja kyljessä oleviin kiinnikkeisiin voidaan laittaa paljon erilaisia satelliitteja noin satakiloisista piensatelliiteista aina useita nanosatelliitteja sisältäviin laukaisusovittimiin.
Yhtiö aikoo laukaista satelliitteja tähän tapaan vastaisuudessa ainakin kerran vuodessa Falcon 9 -raketeilla. Lisäksi Spaceflight välittää paikkoja muilta raketeilta asiakkailleen.
Yllä olevassa kuvassa tätä rakennelmaa testattiin viime vuoden lopussa. Noin kuusi metriä korkeaan, pääasiassa komposiiteista ja alumiinista tehtyyn rakennelmaan on tässä kiinnitettynä ns. massasimulaattoreita, eli mötiköitä, jotka vastaavat satelliitteja massaltaan ja muodoltaan.
Kyseessä ei ole vain passiivinen teline satelliiteille, vaan mukana on varsin haastava vapautussysteemi, joka lähettää satelliitit matkaan juuri haluttuina hetkinä ja oikeassa järjestyksessä. Joka tapauksessa satelliitteja tulee olemaan laukaisun jälkeen varsin paljon samoilla seuduilla avaruudessa, joten yksittäisiin satelliitteihin yhteyden saamiseen saattaa mennä pari päivääkin.
Voi siis olla, että esimerkiksi Suomi 100 -satelliittiin ei saada yhteyttä heti laukaisun jälkeen, vaan vasta hieman myöhemmin, kun satelliitit ovat ajautuneet hieman kauemmaksi toisistaan.
Mukana tällä Sun Synch Express -lennolla (virallisemmin SSO-A) on ainakin 115 satelliittia 16 eri maasta. Lopullista listaa mukaan tulevista satelliiteista ei vielä ole, koska kyytiin on hyväksytty Suomi 100 -satelliitin tapaan viime hetken tulijoita ja osa aiemmin mukaan tarkoitetuista satelliiteista on jäänyt pois. Tilanne elää vielä edelleen.
Suomalaisittain kiinnostavaa on se, että samassa laukaisussa on myös Iceye -yhtiön toinen satelliitti, Iceye X2. Kyseessä on 80-kiloinen satelliitti, eli aivan toisen luokan asiakas kuin hieman yli kilon painava Suomi 100 -satelliitti.
Suomi 100 -satelliitti on ollut laukaisuvalmiina jo lähes vuoden ajan. Odotusaikana tosin sitä sekä sen ohjelmistoja on paranneltu, ja nyt keväällä satelliitti valmisteltiin uudelleen laukaisua varten. Silloin se myös kuumennettiin, jolloin sen sisälle mahdollisesti kertynyt ylimääräinen vesihöyry ja epäpuhtaudet saatiin poistettua.
Yllä olevassa kuvassa pöydällä oleva satelliitti on juuri menossa tähän kuumennukseen VTT:n tiloissa Otaniemessä.
Tämän jälkeen satelliitti on ollut Aalto-yliopiston puhdastilassa erityisen suojan sisällä odottamassa siten, että vain sen akkuja on välillä ladattu.
Näillä näkymin satelliitti viedään ensi viikolla Alankomaihin, Delftiin, missä se asennetaan rakettiin kiinnitettävään laukaisusovittimeen heinäkuun lopussa. Elokuussa se kuljetetaan Yhdysvaltoihin, mistä se lähetetään avaruuteen aikaisintaan 30. syyskuuta (tai todennäköisesti lokakuun puolella).
*
Kirjoittaja on ollut mukana Suomi 100 -satelliittihankkeessa viime vuonna ja avustaa Aalto-yliopistoa satelliittiin liittyvässä tiedotuksessa yhä edelleen. Tämä teksti perustuukin Suomi 100 -satelliittihankkeen nettisivuile tehtyyn artikkeliin.
Valmistelut kolmannen suomalaissatelliitin avaruuteen lähettämiseksi etenevät nyt hyvää vauhtia: Suomi 100 -satelliitti on nyt saanut radioluvan.
“Tämä on jälleen yksi tärkeä askel eteenpäin matkallamme kohti avaruutta", iloitsee hankkeen vetäjä, professori Esa Kallio Aalto-yliopistosta Suomi 100 -satelliitin tiedotteessa.
"Olemme myös teknisesti valmiina viemään satelliitin Alankomaihin laukaisuvälittäjällemme koska tahansa, mikä riippuu puolestaan käyttämämme intialaisen kantoraketin laukaisuohjelmasta.”
Suomi 100 -satelliitti on jo kolmas suomalainen radioluvan saanut satelliitti. Ensimmäinen oli viime kesänä avaruuteen päässyt Aalto-1 ja toinen nyt tammikuussa laukaistu Iceye X1.
Viestintävirasto ilmoittaa tänään myöntäneensä radioluvan Aalto-yliopiston Suomi 100 -satelliittijärjestelmälle. Satelliittijärjestelmä koostuu yhdestä avaruuteen lähetettävästä satelliitista sekä kahdesta maassa sijaitsevasta maa-asemasta. Maa-asemat sijaitsevat Espoossa ja Huippuvuorilla.
Suomi 100 -satelliittia käytetään muun muassa lähiavaruuden sähkömagneettisten ilmiöiden ja avaruussään tutkimiseen. Lisäksi satelliitti pystyy kuvaamaan avaruudellista maisemaa, esimerkiksi revontulia.
Satelliitti kiertää maapalloa noin 580 kilometrin korkeudella. Yhteen kierrokseen kuluu aikaa noin puolitoista tuntia. Arvion mukaan Suomi 100 -satelliitti palaa ilmakehään yhdeksän vuoden kuluttua.
Satelliitit voivat toimintansa luonteen vuoksi aiheuttaa radiohäiriöitä missä päin maailmaa tahansa. Tämän vuoksi taajuuksien käytöstä on sovittava kansainvälisesti etukäteen.
Viestintävirasto on Kansainvälisen televiestintäliiton ITU:n sääntöjen mukaisesti hakenut hyväksyntää Suomi 100 -satelliittijärjestelmässä käytettäville radiotaajuuksille. Viestintävirasto on muun muassa esittänyt ratkaisut muiden maiden ilmaisemiin huoliin mahdollisista häiriöriskeistä.
"On hienoa nähdä, että avaruustoiminta kehittyy edelleen ja yritykset ottavat uusia satelliitteja ja palveluita käyttöön", toteaa Viestintäviraston johtaja Jarno Ilme.
"Viestintävirasto on mielellään edistämässä kasvussa olevan avaruusalan toimintaa Suomessa. Viestintävirastolla on merkittävä rooli satelliittijärjestelmän taajuuksien sopimisessa muiden maiden kanssa. Kansainväliset neuvottelut Suomi 100 -satelliitin taajuuksista aloitettiin jo kesällä 2016."
Suomi 100 -satelliitti tekee myös tutkimusta radiolla, tosin tutkimuslaiteradio on erillinen laitteisto ja se ottaa vain vastaan radioaaltoja.
Kyseessä on MF/HF-radiotaajuusaluetta (0,3–30 MHz) mittaava radiovastaanotin, joka tutkii avaruussäätä havaitsemalla maapalloa ympäröivästä varattujen hiukkasten alueesta tulevia radioaaltoja.
Näin laite tukee Suomessa tehtävää avaruussään ja revontulten tutkimusta.
Nimensä mukaisesti Suomi 100 -satelliitti oli tarkoitus lähettää avaruuteen jo viime vuonna, Suomen 100-vuotisjuhlien kunniaksi. Valitettavasti vain laukaisuun käytettävän intialaisen PSLV-raketin laukaisuissa on ollut suuria viivytyksiä viime syksystä alkaen, joten matkaan pääsy on lykkääntynyt.
Satelliitti on kuitenkin ollut lähtövalmiina Otaniemessä jo viime lokakuusta alkaen. Odotusaikana satelliittia on testattu ja sen laitteistoja on kehitetty edelleen, joten aika ei ole mennyt hukkaan.
Muun muassa Iceye X1:n tammikuussa 2018 laukaissut PSLV-C40 laukaisualustallaan. Suomi 100 -satelliitti on mukana seuraavalla lennolla (toivottavasti) huhtikuussa.
Nyt satelliitti on lähtövuorossa seuraavassa PSLV:n laukaisussa, joka on numeroltaan 41. Itse raketti on jo Satish Dhawanin avaruuskeskuksessa Sriharikotassa, Intiassa, mutta ennen sen lentoa lähetetään keskuksesta matkaan toinen raketti, mm. suurten tietoliikennesatelliittien laukaisuun käytettävä GSLV.
Nimi PSLV tulee sanoista "Polar Satellite Launch Vehicle" ja GSLV "Geosynchronous Satellite Launch Vehicle", jotka ilmaisevat rakettien tarkoitukset: ensimmäisellä lähetetään satelliitteja Maan napojen kautta jotakuinkin kulkevalla polaariradalle ja jälkimmäisellä päiväntasaajan päälle geosynkroniselle radalle, jolla oleva satelliitti kiertää Maan täsmälleen vuorokaudessa.
Lento PSLV-C41 on vuorossa GSLV:n laukaisun jälkeen, ja jos tämän laukaisu sujuu suunnitellusti, on PSLV mahdollista laukaista näillä näkymin aikaisintaan 12. huhtikuuta 2018.
*
Juttu perustuu Suomi 100 -satelliittityöryhmän tiedotteeseen. Kirjoittaja on mukana tässä työryhmässä.
Otaniemessä tehtiin viikonloppuna satelliitin grillaus: Suomi 100 -satelliitti kävi läpi tyhjökuumennuksen, mikä on yksi askel kohti laukaisua.
Suomen satavuotisjuhlasatelliitin lento siirtyi lopulta tämän vuoden puolelle, koska intialaisen PSLV-kantoraketin lennot ovat kovasti myöhässä viime syksynä tapahtuneen epäonnistuneen laukaisun vuoksi.
Niinpä Suomi 100 -satelliittitiimillä on ollut aikaa testata satelliittia uudelleen sekä parannella sitä ja sen ohjelmistoja.
Nyt odotuksen aika alkaa olla viimein ohi, sillä nyt maanantaista alkaen satelliitti on valmis lähtöön koska tahansa.
Tällä haavaa laukaisu on epävirallisen tiedon mukaan suunnitteilla maaliskuun 31. päivään, mutta historia on osoittanut, että päivä siirtyy hyvin todennäköisesti tästä vielä eteenpäin.
Suomalaiset eivät kuitenkaan vie satelliittia suoraan Intiaan, vaan Alankomaissa olevalle laukaisuvälittäjälle; se aloittaa omat toimensa heti, kun intialaiset antavat jokseenkin tarkan arvion laukaisuajankohdasta, ja se saattaa tapahtua nyt koska tahansa.
Niinpä Aalto-yliopistossa oleva satelliittitiimi on aloittanut jälleen laukaisuvalmistelut. Tässä tärkein toimenpide on niin sanottu bake-out, jonka tarkoituksena on kuivata ja puhdistaa satelliitti, jotta sen sisälle mahdollisesti jääneet epäpuhtaudet eivät haittaisi sen ja muiden samalla lennolla kulkevien satelliittien toimintaa.
Avaruudessa kun epäpuhtaudet kaasuuntuisivat ja aiheuttaisivat paitsi mahdollisia häiriöitä satelliitin sisällä, niin myös kaasua tihkuisi ulos satelliitista.
Bake-outissa satelliitti laitetaan kuumaan uuniin. Kyseessä ei kuitenkaan ole leipurin pullauuni, vaan tyhjiökammio, josta pumpataan ilma pois ja jota voidaan lämmittää.
Laukaisunvälittäjä vaatii, että bake-out kestää vähintään 24 tuntia, jonka aikana satelliitti on +50 C lämpötilassa ja ilmanpaine on alle 0,000013 prosenttia ilmakehän normaalipaineesta.
Tyhjiökuumennuksen aikana satelliitista irtosi 0,6 grammaa likaa pinnoilta – eli satelliitti oli onnistuttu pitämään varsin puhtaana!
Satelliitti vietiin temppua varten hyvin suojattuna viime perjantaina VTT:n tiloihin Micronovaan, vain muutaman sadan metrin päähän Aalto-yliopiston satelliittilaboratoriosta. Se kiinnitettiin nanosatelliiteille varta vasten tehtyyn telineeseen, niin sanottuun pyramidiin, joka laitettiin painekammion pohjalle. Sen tarkoitus on johtaa lämpöä tasaisesti satelliitin rakenteisiin.
Itse satelliittiin kiinnitettiin useita lämpötilasensoreita, joilla varmistettiin se, että satelliitti lämpenee vähintään 50°C:n lämpötilaan.
"Sitten vaan laitettiin laitteet päälle, annettiin kammion asettua vaadittuun lämpötilaan/paineeseen ja jätettiin satelliitti sinne", kertoo tiimin jäsen Petri Koskimaa.
Maanantaina satelliitti haettiin pois ja testien mukaan kaikki oli sujunut erinomaisesti.
Tämän toimenpiteen jälkeen ei satelliittiin enää käytännössä fyysisesti kosketa, vaan satelliitti on aina kantoraketin laukaisusovittimeen asentamiseen saakka sen suojaksi mittatilauksena tehdyssä pleksilaatikossa, mistä on vain kaksi johtoa ulos: toinen on akkujen latausjohto ja toinen menee satelliitin USB-liittimeen. Näin siihen voidaan edelleen olla sähköisesti yhteydessä ja sen akut voidaan pitää ladattuina.
Se, milloin satelliitti toimitetaan Alankomaihin, Delftiin laukaisuvälittäjälle ja laitetaan siellä raketin laukaisusovittimeen, on toistaiseksi vielä siis epävarmaa. Voi hyvinkin olla niin, että laukaisu siirtyy ensi huhtikuun puolelle.
Päähyötykuormana Suomi 100 -satelliittia kuljettavalla PSLV C-41 -lennolla on intialaisten satelliittipaikannusjärjestelmän satelliitti IRNSS-1.
Suomi 100 -satelliitti on nyt valmis lähtöön. Sitä pidetään nyt Otaniemessä kolminkertaisesti suojattuna: puhdastilan sisällä olevan pöydän päällä on pleksilaatikko, jonka sisällä olevassa toisessa laatikossa satelliitti on. Tästä se otetaan pois vasta sitten, kun matka Hollantiin alkaa. Silloin satelliitti on erikoiskuljetuslaatikossa.
*
Juttu perustuu kirjoittajan Suomi 100 -satelliittihankkeelle tekemään tekstiin. Kuvat: Petri Koskimaa ja Arno Alho.
Tekstiä on päivitetty ja viimeinen kuva lisätty 26.2. satelliitin kuumennuksen päätyttyä.
Suomen satavuotisjuhlien satelliitti, Suomi 100 -satelliitti on näillä näkymin viivästymässä vuoden 2018 alkupuolelle. Syitä on kaksi: siihen sovelletaan yllättäen tulossa olevaa uutta avaruuslakia ja intialaisten rakettilaukaisut ovat myöhässä.
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.
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.
Juttu on Aalto-yliopiston tiedote, jota Suomi 100 -hankkeessa mukana oleva Tiedetuubin toimittaja Jari Mäkinen on ollut myös tekemässä.
Tätä on odotettu: Aalto-1:n ottama kuva on tullut hitaasti maa-asemalle, mutta nyt se on otettu vastaan ja käsitelty. Historian ensimmäisessä suomalaissatelliitista otetussa kuvassa näkyy Tanskan ja Norjan rannikkoa. Satelliitti muutenkin toimii erinomaisesti.
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.
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.”
Satelliitin matka kiertoradalla näkyy hyvin sen systeemien lämpötilaa esittävissä käyrissä: varjopuolella ollessaan lämpötila putoaa ja Auringon paistaessa se nousee.
Aalto-yliopiston ja Suomen kannalta avaruusnäkymät ovat valoisat. Tämän vuoden aikana avaruuteen on lähdössä usean startupin piensatelliitteja sekä kolmas aaltolainen eli Suomi 100 -satelliitti.
”Ja Aalto-1-satelliitin ansiosta Suomella on nyt mahdollisuus rekisteröidä ensimmäinen oma avaruuslaitteensa kansainväliseen YK:n rekisteriin”, toteaa Praks.
Juttu perustuu Aalto-yliopiston tiedotteeseen.
Tiedetuubi © 2012-2024
