Intialainen PSLV-kantoraketti nousi lentoon täsmälleen suunnitellusti klo 6.59 Suomen aikaan Andhra Pradeshin maakunnassa Sriharikotassa olevalta Intian avaruustutkimusjärjestön ISRO:n Satish Dhawanin avaruuskeskuksesta.

Raketin lento sujui hyvin ja kaikki satelliitit irtosivat omille teilleen noin 20 minuuttia kestäneen lennon lopuksi.

Aalto-1 irtosi klo 07.22.08 Suomen aikaa ja on toivottavasti nyt avannut antenninsa sekä alkanut toimia itsenäisesti. Se lentää radallaan ensimmäisen kerran Suomen päältä noin klo 11.30, jolloin Aalto-satelliittitiimi ottaa siihen yhteyttä Otaniemessä olevalla maa-asemallaan.

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!

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.

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.

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.