Copernicus on Euroopan komission johtama hanke, joka tarjoaa erilaisia palveluja ympäristönsuojeluun ja -hallintaan sekä arkielämän tarpeisiin. Euroopan avaruusjärjestö kehittää ohjelmassa käytetyt satelliitit ja huolehtii siitä, että niiden välittämä tieto on helposti saatavilla.

Tärkeä osa Copernicus-ohjelmaa ovat Sentinel-satelliitit, joista ensimmäinen laukaistiin avaruuteen huhtikuun alussa. Runsaan kahden tonnin painoinen satelliitti kiertää Maata hieman alle 700 kilometrin korkeudessa ja "kuvaa" maanpintaa 12-metrisellä tutka-antennilla. Ensitöikseen se kuvasi Belgian pääkaupungin Brysselin, missä Euroopan komissio pitää majaansa.

Kuvassa tiheät kaupunkialueet näkyvät valkoisina ja muut urbaanit ympäristöt violetteina. Kasvillisuus erottuu vihreänä ja vesialueet mustina. Asutuista alueista otetut tutkakuvat auttavat yhdyskuntasuunnittelussa, maanviljelyksen kehittämisessä, metsähakkuiden tarkkailussa ja vesivarantojen seurannassa.

Viranomaiset saavat satelliitin ottamat tutkakuvat käyttöönsä vajaan tunnin kuluttua siitä, kun ne on vastaanotettu maa-asemalla. Koska Sentinel-satelliitin tutka "näkee" pilvien ja sateen läpi ja myös pilkkopimeässä, se on erityisen hyödyllinen tulvien tarkkailussa ja pelastusoperaatioiden valmistelussa.

Tutkakuvien avulla on mahdollista seurata myös esimerkiksi jäätiköissä tapahtuvia muutoksia. Etelämantereella osa jäätiköistä on vetäytymässä nopeaan tahtiin, ja niiden seuraaminen on tärkeää, sillä niistä lohkeaa suuria jäämassoja mereen.

Sentinel-1A-satelliitilla tarkkaillaan myös yhä vilkkaammin liikennöityjen pohjoisten merialueiden jäätilannetta. Tutkakuvista on mahdollista erottaa ohuempi jääpeite paksusta ahtojäästä, mikä on ympärivuotisen merenkulun kannalta tärkeää.

Maapallon tarkkailuun keskittyvän ESAn ohjelman johtaja Volker Liebig on tyytyväinen Sentinel-satelliitin ensimmäisiin kuviin. "Ne osoittavat, kuinka paljon informaatiota on mahdollista saada monipuolisella tutkalaitteistolla, ja miten se tekee mahdolliseksi meitä kaikkia hyödyttävät Copernicus-ohjelman palvelut."

Vain muutamaa kuukautta Gaian laukaisun jälkeen on jälleen vuorossa ESAn uuden satelliitin laukaisu: nyt matkaan lähteen Sentinel 1, uuden sukupolven kaukokartoitussatelliitti.

Sentinel 1 on tutkasatelliitti ja eräällä tapaa maailman suurimman ympäristösatelliitti Ensivatin seuraaja. Siinä missä vuonna 2002 laukaisu Envisat oli suuri ja varustettu kymmenellä tehokkaalla eri tavoin Maata ja sen ympäristöä havainneella mittalaitteella, on Sentinel 1 pienempi ja siinä on mukana vain tutka: pilvien läpi näkevä, mantereita, meriä ja jäätiköitä kartoittanut tutka oli kenties Envisatin tärkein havaintolaite.

Nyt tutka on paitsi parempi, lähetetään niitä peräti kaksi avaruuteen, sillä Sentinel 1 koostuu kahdesta satelliitista. Niistä ensimmäinen, Sentinel 1A on lähdössä nyt ja sen sisarsatelliitti, samanlainen Sentinel 1B seuraa sitä ensi vuonna. Näin satelliitit pystyvät keräämään havaintoja yhdessä tuplanopeudella ja vaikka toinen satelliiteista sammuisi, olisi toinen käytössä senkin jälkeen.

Sentinel 1 laukaistaan lähes Maan napojen kautta kulkevalle ns. aurinkosynkroniselle kiertoradalle, joka korkeus on keskimäärin 693 km. Itse satelliitti on 2,8 metriä pitkä, 2,5 m leveä ja 4 metriä korkea laatikko, mistä sojottaa sivuille kaksi kymmenmetristä aurinkopaneelia sekä alaosassa 12 metriä pitkä tutka-antenni.

Tutka on niin sanottu SAR-tutka, Synthetic Aperture Radar, eli suuren laskennallisen läpimitan tutka. Tämä tarkoittaa sitä, että tutkamittauksissa käytetään hyväksi satelliitin liikkumista ja matematiikkaa: kun satelliitti kulkee eteenpäin radallaan ja se kuvaa koko ajan allaan olevaa maastoa, voidaan useiden satojen metrien päässä toisistaan otettujen tutkamittausten kaiut käsitellä yhdessä aivan kuin ne olisi tehty yhdellä suurella, satoja metriä halkaisijaltaan olevalla antennilla. Näin tutkan tarkkuus on paljon parempi kuin olisi yhden 12-metrisellä antennilla varustetun perinteisen mikroaaltotutkan.

Parhaimmillaan tutkakuvat ovat tarkkuudeltaan viiden metrin luokkaa, jolloin kuvauskaista satelliitin alla on 250 km leveä. Sentinel 1 voi myös kartoittaa laajasti, noin 400 km leveää siivua Maan pinnalta allaan, jolloin resoluutio on 40 m.

Satelliitin tietoja voidaan ottaa vastaan Huippuvuorilla, Italian Materassa ja Maspalomasin antennilla Gran Canarian lomasaarella. Samoin Kiirunassa, Ruotsissa, oleva ESAn maa-asema voi ottaa vastaan sen kuvia, mutta Kiirunan päätehtävä on toimia Sentinel 1:n lennonjohtona.

Sentinel 1:n uutuus on laserlinkki, jonka kautta se voi lähettää tietojaan rutiininomaisesti ESA:n EDRS-järjestelmän kautta. European Data Relay System, eli Eurooppalainen tietojenvälitysjärjestelmä tulee koostumaan neljästä vastaanotin-lähettimestä, jotka asennetaan geostationaariradalle laukaistaviin tiedonvälityssatelliiteihin. Ensimmäinen EDRS-laite on mukana Eutelsat 9B -satelliitissa, joka laukaistaan avaruuteen ensi vuonna. Laitteiden avulla ESAn satelliitit voivat lähettää tietojaan laserlinkillä johonkin kolmesta laservastaanottoasemasta, jotka sijaitsevat Weilheimissä, Saksassa, Redussa, Belgiassa ja Harwellissä, Iso-Britanniassa.

Tässäkin mielessä Sentinel 1 on uuden ajan avaus.

Uuden eurooppalaisen Galileo-paikannussysteemin neljä ensimmäistä satelliittia laukaistiin avaruuteen vuosina 2001 ja 2012. Tämä oli minimimäärä satelliitteja, mikä vaaditaan paikantamiseen, mutta silti tuolloin Galileo oli vielä pienen askeleen päässä käyttöön ottamisesta.

Noin vuoden kestäneen työn jälkeen Galileon maalaitteistotkin olivat viimein käyttökunnossa, joten maaliskuun 12. päivänä 2013 tehtiin Galileo-systeemin ensimmäinen kunnollinen paikannus. Tämä tapahtui ESAn navigaatiolaboratoriossa ESTECissä, Alankomaissa, ESAn tekniikkakeskuksessa. Siitä tuli historian ensimmäinen paikka, joka tarkka sijainti tiedettiin myös Galileon määrittämänä.

Sen jälkeen systeemiä on testattu intensiivisesti. Nyt mukana työssä oli ESAn paikannusväen lisäksi myös navigoinnista kiinnostuneet tutkimuslaitokset ja teolliset yritykset, jotka ovat tuomassa markkinoille Galileo-paikannuslaitteita.

Niinpä ensimmäiset Galileo-paikantimet ovat nyt jo saatavilla ja ESA juhlistaa tätä antamalla kunniakirjat ensimmäisille, jotka onnistuvat nappaamaan taivaalta signaalin neljästä Galileo-satelliitista ja määrittämään niiden avulla sijaintinsa.

Tarkemmat tiedot vaadittavasta sijainninmäärityksestä ja kunniakirjakampanjasta on ESAn nettisivuilla.

Parempaan käyttöön Galileo tulee myöhemmin tänä vuonna, kun uusia satelliittia laukaistaan avaruuteen. Suunnitelmissa on laukaista kaksi Soyuz ST-B -kantorakettia vuoden toisella puoliskolla Kouroun avaruuskeskuksesta, ja kumpikin laukaisu veisi mukanaan kaksi satelliittia. Näin avaruudessa olisi vuoden lopussa jo kahdeksan satelliittia – näistä kaksi on ensimmäisiä testisatelliitteja ja kuusi jo lopullisia satelliitteja.

Lopulta Galileo-konstellaatioon kuuluu 30 satelliittia, joiden avulla järjestelmä toimii kaikkialla maapallolla. Jos kaikki sujuu hyvin, on Galileo täysin valmis vuonna 2020, mutta se olisi siis käytettävissä jo tästä vuodesta alkaen.

Testilaitteiden lisäksi kaupan hyllyille normaaliin myyntiin tarkoitettuja Galileo-paikannuslaitteita tulee myös markkinoille tästä vuodesta alkaen. Monet eri laitteisiin asennettavat satelliittipaikannuspiirit ovat jo teknisesti valmiita ottamaan vastaan Galileo-signaalia, mutta ne vaativat vielä ohjelmistopäivitykset toimiakseen.

Lue myös hyvä tietopaketti Galileosta!

ESAn tanskalainen avaruuslentäjä Andreas Mogensen nousee kansainväliselle avaruusasemalle ensi vuonna, mutta hänellä on ongelma: hänen avaruuslennollaan ei ole vielä nimeä.

Eurooppalaisilla avaruuslennoilla on aina ollut virallisen koodin lisäksi jokin erityinen, lennon henkeä kuvaava nimi. Esimerkiksi Luca Parmitanon puolivuotinen lento avaruusasemalle viime vuonna kantoi nimeä Volare, koska Luca on lentäjä ja hänelle lento avaruuteen oli äärimmäisin lentämisen muoto. Samantha Christoferettin tuleva lento on Futura ja Alexander Gerstin lento on Blue Dot, eli "sininen piste".

Lista edellisistä ESAn lentojen nimistä on ESAn miehitettyjen avaruuslentojen sivulla.

Jotta pohjoismaalaiselle astronautille saataisiin hyvä lennon nimi, pyytää ESA myös suomalaisilta ehdotuksia. Andreasin lento tulee kestämään kymmenen vuorokautta – eli kyseessä ei ole tällä kertaa pitkäkestoinen lento – mutta senkin aikana tehdään runsaasti tutkimusta. Lennon pääpaino on teknologian testaamisesssa. Lennosta kerrotaan suomeksi mm. tässä Tiedetuubin artikkelissa.

Andreas on koulutukseltaan insinööri ja hän on ollut mukana myös esimerkiksi ESAn kuulaskautujaa tutkineessa hankkeessa sekä Swarm-lennossa. Hänet valittiin astronautiksi vuonna 2009.

Rugbyä, koripalloa, vuorikiipeilyä sekä laskuvarjohyppyjä harrastava tanskalainen on ollut aina kiinnostunut tieteistä, etenkin astrofysiikasta ja eksobiologiasta.

Millainen nimi lennolle?

Nimelle ei aseteta moniakaan ennakkovaatimuksia. Sen tulisi olla lyhyt ja iskevä, ja mikä tärkeintä, nimi ei saa olla tai siinä ei saa olla osana mikään tekijänoikeussuojattu nimi tai merkki. Siinä ei saa siten olla henkilöiden tai asioiden nimiä, elleivät ne ole esimerkiksi mytologisia tai yleisesti tunnettuja symboleja. Se voi koostua myös useammasta sanasta. Nimen lisäksi ehdotuksessa tulisi olla lyhyt selitys siitä, miksi nimi on hyvä.

Kilpailu on avoin vain ESAn jäsenmaiden asukkaille.

Ehdotukset tulee lähettää viimeistään 24. maaliskuuta 2014 klo 13 Suomen aikaa (12:00 Keski-Euroopan aikaa).

Tarkat tiedot kilpailusta ja osallistumislomake ovat ESAn nettisivuilla (englanniksi).

Vaivaa aivojasi ja keksi Andreasin lennolle hyvä nimi!

ESA ja NASA ovat tekemässä yhdessä luotainta, jonka tehtävä on lähes itsemurha: lähestyä kuumaa Aurinkoa vain noin 42 miljoonan kilometrin etäisyydelle ja kuvata sekä mitata sitä tältä lähietäisyydeltä.

Solar Orbiter -luotain on tarkoitus laukaista matkaan vuonna 2017, mutta sen tekemisessä on edelleen monia haasteita. Yksi suurimmista on sen lämpökilpi, jota luotain tarvitsee suojautuakseen Auringon polttavalta paahteelta.

Koska tarkoituksena on lähennellä Aurinkoa, ei luotaimella ole mitään paikkaa viilentymiseen. Esimerkiksi Merkuriusta kierrettäessä luotain pääsee hetkeksi vilvoittelemaan planeetan varjoon. Solar Orbiter joutuu kestämään 13 kertaa voimakkaampaa Auringon säteilyä verrattuna Maata kiertäviin satelliitteihin ja sen pintalämpötila tulee nousemaan yli 520°C:n.

Lämpökilpi luo luotaimelle omatekoisen varjon.

"Luotain itse on suojassa tämän 3,1 metriä leveän ja 2,4 metriä korkean monikerroksisen kilven takana", selittää Pierre Olivier, Solar Orbiterin turvallisuudesta vastaava insinööri. 

“Luotain on piemen matkan päässä kilvestä ja sen kamerat sekä tutkimuslaitteet katsovat kohti Aurinkoa kilvessä olivien kurkistusreikien kautta. Jotkut näistä on suojattu berylliumilla tai lasilla.”

Elämä ja koko luonto ympärillämme on tottunut elämään normaalipainovoimassa, Maan vetovoimassa. Jotta voisimme ymmärtää paremmin elämää maapallolla tai erilaisia kemiallisia tai fysikaalisia prosesseja, olisi mielenkiintoista suorittaa kokeita vetovoimassa, joka on joko suurempi tai pienempi kuin tämä normaali 1g.

Tiedetään, että kasvit käyttäytyvät kummallisesti ja esimerkiksi metallit sekoittuvat yllättävillä tavoilla mikropainovoimassa, eli enemmän tai vähemmän täydellisessä painottomuudessa. Samoin hypergravitaatio saa aikaan omalaatuisia ilmiöitä.

Suomessa ei ole käytettävissä laitteita, joilla eri tasoisia kiihtyvyyksiä voidaan luoda keinotekoisesti, mutta myös suomalaiset tutkijat voivat käyttää hyväkseen monia Euroopassa sijaitsevia laitoksia. Monet näistä tutkimusohjelmista tapahtuu Euroopan avaruusjärjestön koordinoimina - onhan painottomuus sekä suuret kiihtyvyydet sille arkipäivää.

ESA tarjoaa myös mahdollisuuksia opiskelijoille ja opiskelijaryhmille päästä tekemään tutkimusta näissä laitoksissa. Myös suomalaiset ovat tervetulleita mukaan ESAn koulutustoimiston Spin Your Thesis! ja Drop Your Thesis! -ohjelmiin. Tämän vuoden haku on käynnissä ja määräpäivä tutkimusehdotuksen jättämiseen on 3. maaliskuuta 2014.

Itse asiassa suomalaisryhmillä on hyvät mahdollisuudet päästä mukaan, koska tieteellisen kiinnostavuuden lisäksi opiskelijaohjelmassa otetaan huomioon se, kuinka paljon kustakin maasta on ollut osallistujia.

Spin Your Thesis! käyttää hyväkseen ESTECin, Alankomaissa olevan ESAn avaruustutkimus- ja teknologiakeskuksen suurta sentrifugia. ESTECin LDC-tutkimussentrifugissa (Large Diameter Centrifuge) koejärjestelyjä voidaan pyörittää pitkänkin aikaa, jolloin keskihakuisvoima, eli niin sanottu keskipakovoima, saa aikaan keinotekoisen voimakkaan painovoiman. Voiman taso voidaan valita välillä 1-20g.

Valitut ryhmät saavat sentrifugin ja sen henkilökunnan käyttöönsä viiden päivän ajaksi.

Drop Your Thesis! -tutkimukset tapahtuvan Bremenissä, Saksassa, olevassa Sovelletun avaruustekniikan ja mikropainovoiman keskuksessa, ZARMissa, missä on eräs maailman korkeimmista pudotustorneista. Kyseessä on 146 metriä korkea torni, jonka sisällä on suuri tyhjöputki, jonka sisällä koejärjestelyjä voidaan pudottaa erityisessä kapselissa. Kun kapseli putoaa vapaasti, sen sisällä vallitsee mikropainovoima, ja kun pelkän pudottamisen lisäksi kapseli singotaan alhaalta vapaaseen heittoliikkeeseen ylöspäin, saadaan aikaan maksimissaan 9,3 sekuntia painottomuutta.

Täälläkin valitut opiskelijaryhmät saavat koko pudotustornin henkilökuntineen käyttöönsä kokeen tekemiseen ja toistamiseen tarvittavaksi ajaksi. Kummassakin tapauksessa ESAn henkilökunta on myös paikalla, ja he avustavat jo aikaisemmin koejärjestelyjen suunnittelussa ja tekemisessä.

Lisätietoja kummastakin ohjelmasta on ESAn koulutustoimiston (ESA Education Office) nettisivuilla, missä on myös tarkemmat ohjeet, kriteerit sekä ehdot tutkimusehdotuksille.

Nettisivuilla kannattaa kirjautua hakijaksi, vaikka hakemus ei olisi vielä valmis; sitä voi täydentää myöhemmin ja sen tulee olla valmis 3. maaliskuuta, jolloin se tulee toimittaa hakuun.

Lisätietoja kummastakin ohjelmasta saa ESAn koulutustoimistosta, missä näistä vastaa Natacha Callens. Hänelle voi lähettää sähköpostia osoitteisiin spinyourthesis@esa.int ja dropyourthesis@esa.int.

Kun Rosetta lähestyy nyt komeetta Churyumov-Gerasimenkoa ja herää maanantaina toimintaan, ei kyseessä ole ensimmäinen kerta, kun Euroopan avaruusjärjestö tekee huimapäistä komeettatutkimusta. Maaliskuun 13. ja 14. päivien välisenä yönä vuonna 1986 tehtiin historiaa, kun ESAn pieni Giotto-luotain teki uhkarohkean ohilennon läheltä Halleyn komeetan ydintä.

Kyseessä oli paitsi ensimmäinen lähikohtaaminen pyrstötähden kanssa, niin myös ensimmäinen kerta, kun eurooppalainen avaruusalus oli toiminnassa maapallon lähitienoita kauempana.

Ohilentoa seurattiin silmä kovana kautta maailman, ja muistan itsekin olleeni tuolloin korva kiinni radiossa. Tapahtumaa ei silloin voinut seurata reaaliajassa netissä, mutta onneksi YLEn kirjeenvaihtaja oli paikan päällä Saksassa, missä Darmstadtin lennonjohdosta oli suora lähetys radiossa ja televisiossa.

Vain lennonjohdossa nähtiin tuolloin välittömästi Giotton lähettämät kuvat, joten sinne oli kokoontunut suuri määrä tutkijoita.

Eräs heistä oli saksalainen Gerhard Schwehm, joka toimii nyt Rosetta-lennon tieteellisenä johtajana. Koska Rosetta-hanke on kestänyt pitkään, nuorena tutkijana Giotto-ryhmässä mukana ollut Schwehm olisi normaalisti jo eläkkeellä, paitsi että ei ole. On hyvä, että hankkeen toteuttanut henkilö vie sen loppuun saakka.

"Jo ensimmäiset komeetan ytimestä otetut kuvat tekivät lennon perustelluksi, ne olivat niin tarkkoja ja hyviä", muistelee Schwehm Giotton ohilentopäivää. "Monet kollegamme kritisoivat lentoa etukäteen siksi, että heidän mielestään ohilennolla ei saataisi tarpeeksi tuloksia ja sen hyöty olisi mitätön, mutta kuvat osoittivat toisin."

Luotain kulki komeetan ytimen ympärillä olevan aurinkotuulen iskurintaman (shokkiaaltojen alue, joka syntyy suurella nopeudella kulkevien Auringon hiukkasten hidastuessa alle äänennopeuteen) läpi ja saapui komeetan pölyisen koman tiheimpään osaan, jolloin kamera alkoi seurata näkökenttänsä kirkkainta kohdetta: Halleyn ydintä.

Utuisat kuvat piirtyivät ESOCin suuren lennonvalvontahuoneen seinälle ja näyttivät miten jättimäiseltä maapähkinältä näyttänyt kappale tuli lähemmäksi ja lähemmäksi.

Paitsi kaasua, on komeetan ympärillä paljon hiukkasia ja pieniä kappaleita, jota irtoavat ytimestä komeetan ympärille ja näkyvät lopulta komeana pyrstönä. Mitä lähemmäksi Giotto tuli komeettaa, sitä enemmän näitä hitusia törmäsi luotaimeen. Ensimmäinen isku tuli pari tuntia ennen hetkeä, jolloin luotain oli lähimpänä komeetan ydintä. Noin 2000 kilometrin päässä ytimestä Giotto kulki läpi ytimestä ulos avaruuteen syöksyvän materiasuihkun läpi, jolloin se joutui voimakkaan pommituksen kohteeksi.

Vajaat kahdeksan sekuntia ennen hetkeä, jolloin luotain oli lähimpänä komeettaa, törmäsi Giottoon noin gramman painoinen hitunen, joka heitti 244 800 kilometrin tuntinopeudella eteenpäin syöksyneen Giotton huimaan pyörimisliikkeeseen. Yhteys Maahan katkesi, kun luotaimeen kiinteästi asennetun antennin keila alkoi pyöriä majakkamaisesti ympäriinsä. Kuvavirta katkesi ja lennonjohdossa uskottiin, että luotain oli mennyttä – mutta ei, hetken päästä lennonjohdossa kuultiin satunnaisia datapurskeita luotaimesta, kun antennin keila pyyhki lyhyesti Maan suuntaan. Giotto oli hengissä.

Eikä vain hengissä, vaan se koitti epätoivoisesti vakauttaa lentoaan, ja onnistuikin seuraavien 32 minuutin aikana saamaan pyörimisen loppumaan ja palauttamaan yhteyden Maahan normaaliksi.

Luotain oli ohittanut Halleyn ytimen vain 596 kilometrin etäisyydeltä ja oli jälleen matkalla kohti planeettainvälistä avaruutta. Kaikkiaan siihen osui noin 12 000 enemmän tai vähemmän suurta hiukkasta, mutta ainoa olennainen vaurio oli kameran rikkoutuminen. Onneksi se ennätti kuitenkin lähettämään tärkeimmät, huimat lähikuvat komeetan ytimestä.

"Saatoimme ensimmäisen kerran nähdä, että komeetan ydin on kiinteä, kompakti kappale, minkä lisäksi sen pinnalla olevat aktiivisuusalueet olivat selvästi paikallisia alueita, eikä koko pinta ollut suinkaan tasaisesti aktiivinen", Schwehm kertoo. Tätä ei voitu aikaisemmin varmuudella sanoa.

"Giotto vahvisti myös sen, että komeetasta lähtevässä kaasussa on paljon erilaisia orgaanisia molekyylejä. Mukana oli myös pölyn analysointilaitteet, jotka saivat selville millaisista mineraaleista komeetasta irtoavat pölyhiukkaset koostuvat ja kuinka suuria ne ovat."

Giotton avulla voitiin tutkia myös tarkasti sitä, miten komeetasta suihkuava kaasu vuorovaikuttaa Auringosta koko ajan ulospäin virtaavaan kaasuun, aurinkotuuleen. "Komeetan ytimen ympärillä on kaasusta ja pölystä koostuva pilvi, koma, johon aurinkotuuli törmää ja venyttää siitä komeetalle sen pitkän pyrstön. Pystyimme mittaamaan hyvin aurinkotuulen ja koman vuorovaikutusta, mikä on kiinnostavaa myös siksi, että komeetalla ei ole magneettikenttää, joka vaikuttaa esimerkiksi Maan ympärillä olevan kaasun ja aurinkotuulen vuorovaikutukseen", kertoo Schwehm edelleen ja toteaa, että komeetta on itse asiassa kiinnostava plasmafysiikan laboratorio.

Tarkalleen ottaen Giotton havaintojen mukaan Halleyn komeetan ytimestä ulospäin virtaava kaasu oli 80-prosenttisesti vettä, 10-prosenttisesti hiilidioksidia ja 2,5 % sitä oli metaania ja ammoniakkia. Lisäksi mukana oli muita hiilivetyjä, rautaa ja muita aineita pieninä pitoisuuksina. Komeetan ydintä peitti tumma, hiiltäkin mustempi aine, ja pinta oli huokoista, rosoista ja hyvin kevyttä ainetta.

Myös teknisesti Giotto onnistui erinomaisesti. Tutkittuaan ensin Halleytä, nuorta ja aktiivista pyrstötähteä, se kävi mittaamassa (kamera ei enää toiminut) sen jälkeen vanhempaa Grigg-Skjellerupia, jonka läheltä se uskaltautui lentämään vain noin 200 km:n päästä. Se oli myös ensimmäinen ihmisen tekemä luotain, joka palasi Maan luokse planeettainvälisestä avaruudesta ja käytti Maan painovoimaa hyväkseen lentoratansa muuttamiseen. Lisäksi Giotto testasi ensimmäisenä horrostilan käyttöä lennon monotonisen vaiheen aikana: se lähes sammutettiin ja herätettiin uudelleen ennen toiminnan uudelleen alkamista.

"Mutta kuten aina, jokaista Giotton lennolla saatua kysymystä kohden saimme paljon uutta ihmeteltävää."

Rosetta jatkaa siitä mihin Giotto aikanaan jäi: edessä on huiman kiinnostava vuosi!

Tiedetuubi kertoo tarkemmin Rosetta-lennosta, itse luotaimesta ja tämän vuoden tapahtumista. Giottosta, kuten komeettatutkimuksesta laajemmin, kannattaa lukea vaikkapa Avaruusluotaimien ABC -kirjasta.

Gaian laukaisu 19. joulukuuta stressasi monen perheen joulua. Monet työntekijät Ranskan Guyanassa halusivat palata koteihinsa Eurooppaan jouluksi. Laukaisu lähellä joulua on aina pieni riski, sillä viime hetkellä voi aina tulla muutaman päivän viivästys, mikä olisi tarkoittanut joulua tropiikissa. Se ei sinällään olisi ollut ikävä asia, mutta se ei ollut monenkaan suunnitelmissa.

Gaian laukaisu onnistui kuitenkin hienosti ja lentokoneet Eurooppaan täyttyivät. Oikeastaan juuri joulua ennen tapahtunut laukaisu oli erittäin sopiva – ainakin projektiin osallistuville tutkijoille. Nimittäin Gaialla ei voida tehdä mitään tieteellistä ennen kuin kaikki maanpäälliset, Gaian sisälle jääneet ilmakehän kaasut ovet "kiehuneet" pois. Siksi kaikkia optisia osia lämmitetään, ettei niistä tulisi kylmäloukkoja Gaiasta pakeneville molekyyleille. Tämän seurauksena projektin tieteentekijät pystyivät keskittymään kinkun syöntiin.

Kaikille Gaian rauhallinen joulu ei kuitenkaan ollut rauhallista aikaa. ESAn satelliittien operoinnista vastaava Euroopan avaruusoperaatiokeskus ESOC Saksan Darmstadtissa seurasi ja ohjasi Gaiaa joulun yli. Vaikka tähtitieteelliset mittalaitteet eivät olleet päällä, monia oheislaitteita otettiin käyttöön. Niinpä minunkaan jouluni ei sujunut ainoastaan kinkun parissa, vaan jouduin silloin tällöin avaamaan tietokoneen ja katsomaan uusinta raporttia Gaian tilasta. Kaikki toimi erinomaisesti!

Oli myös tutkijoita, jotka tekivät töitä Gaian lähettämien tietojen kanssa yli joulun. Yksi tärkeä laite Gaiassa on tarkka kello. Kellon lähettämää dataa onkin jo välitetty ESOCin kautta ESACiin, joka on ESAn tieteellinen operointikeskus Madridissa. Siellä Gaian lähettämää telemetriatietoa käsitellään, ja kellon dataa siirrettiin Dresdenin Teknillisen Korkeakouluun, jossa Sergei Klioner korreloi Gaian kelloa maanpäälliseen aikastandardiin nähden.

Myos monet tähtiharrastajat ovat olleet kiireisiä Gaian parissa. Pyysimme seuraamaan Gaian matkaa L2 pisteeseen ja kokoelma valokuvia löytyy osoitteesta http://www.cosmos.esa.int/web/gaia/news_20131220.

Mukana on myös tämän kirjoituksen otsikkokuva, jonka otti Arto Oksanen, vanha tuttuni Helsingin opiskeluajoilta. Heti laukaisun jälkeen Gaia oli kirkas kohde, mutta kun Gaia käännettiin 45 asteen kulmaan Aurinkoon nähden, siitä tulikin haastava kohde. Arto onnistui kuvaamaan Gaian kun sen kirkkaus oli vain 19 magnitudia.

Vuodenvaihde tulee olemaan vielä aika rauhallista. Joulukuun 30. päivä Gaialle tehdään pieni radankorjaus, jotta Gaian asettuminen 7. tammikuuta kiertoradalle L2-pisteen ympärillä voidaan valmistella hyvin. Ratakorjaus on hyvä myös kalibrointia ajatellen. Jännittävin lähiaikojen tapahtuma on 2. – 4. tammikuuta, kun tähtitieteelliset instrumentit käynnistetään.

Sitä odotellessa toivotan Gaian puolesta hyvää uutta vuotta!

Timo Prusti

(Otsikkokuvan on ottanut Arto Oksanen Chilessä sijaitsevalla etäkäytettävällä kaukoputkella. Arto kirjoittaa kuvasta: "Gaia-satelliitti jatkaa edelleen matkaansa kohti havaintopaikkaansa, saavuttaen juuri 700 000 kilometrin etäisyyden eli liki kaksi kertaa Kuun etäisyyden. Satelliitti näkyi himmeänä (mag 19) liikkuvana täplänä 20 kuvan sarjassa. Oheisessa kuvassa yhdistetty kolme ensimmäistä ruutua ja Gaia merkitty ympyröillä.")

Gaian tieteellinen johtaja on suomalainen Timo Prusti, joka kertoo seuraavassa tekstissä kokemuksistaan laukaisun aikaan Kouroussa. Hän esiintyi ESAn suorassa webbilähetyksessä ja oli mukana useissa TV-ohjelmissa heti laukaisun jälkeen, mutta hän ennätti kirjoittaa myös tämä tekstin eilen juuri ennen paluutaan Eurooppaan.

-----

Gaia laukaistiin 19. joulukuuta 2013 kello 9:12:19 UTC. Koko viikon oli ollut useita sadekuuroja, ja sama epävakaa sää jatkui myös laukaisupäivänä, jolloin aikaisin aamulla kuuden maissa paikallisaikaa Kouroussa pyyhkivät useat kuurot laukaisualueen ylitse.

Taivas kuitenkin selkeni juuri ennen laukaisua, ja Gaia nousi matkaan hyvien tähtien merkeissä, sillä laukaisun aikaan aamulla taivaalla ei ollut juuri lainkaan pilviä.

Tänään 20. joulukuuta tätä kirjoitettaessa on taas sadellut, eikä Gaian laukaisusta olisi nähty kuin ehkä 10 sekuntia ennenkuin raketti olisi kadonnut pilviin.

Ennen laukaisua

Kaksi viikkoa Kouroussa on ollut hyvin intensiivistä aikaa. Gaia oli syksyn ajan laukaisukeskuksen S1-rakennuksessa, jossa satelliitit voivat olla niin kauan kun tankkeja ei olla täytetty. Siellä tehtiin myös viimeinen aurinkosuojan avaustesti lokakuussa, kun edellisen kerran olin paikan päällä.

Kun tulin uudelleen paikalle, oli Gaia jo tankattu ja siirretty S5-rakennukseen. Sojuz-kantoraketin yli vaihe Fregat, joka oli itse asiassa alun perin tarkoitettu toiselle satelliitille, oli jo odottamassa S3-rakennuksessa Gaiaa myös tankattuna.

S3 on tila, joka on tarkoitettu kaikkein herkimmin räjähtävien polttoaineiden käsittelyyn. Fregatin vieressä oli jo odottamassa Gaiaa varten erityisesti valmistettu raketin nokkakartio. Koska Gaia täytti melko tarkkaan koko nokkatilan, jouduimme tekemään erikoisen nokkakartion, mistä oli varmuuden vuoksi "kaiverrettu" hieman tilaa lisää reunoista, koska laukaisussa satelliitin ja seinien välissä täytyy olla riittävästi tilaa myös värähtelyille.

Gaia siirrettiin S3-rakennukseen, asetettiin Fregatin päälle ja koko nokkaosa pistettiin nokkakartion sisälle.

Lauantaina 14. joulukuuta Sojuz-raketti vietiin kiskoja pitkin laukaisualustalle. Toimenpide alkoi aamulla kuudelta, kun kokoonpanohallin ovet avattiin ja muutaman tunnin päästä vaakasuorassa rautatievaunun päällä ollut raketti oli siirretty ja nostettu pystyyn. Se oli mielenkiintoinen tapahtuma, etenkin kun sain seurata sitä aivan vierestä.

Samana iltana tuli jo nokkaosa, jossa siis Gaia ja Fregat olivat päällekkäin nokkakartion sisällä. Kahdeksan aikaan illalla venäläinen Soyuzin laukaisusta vastannut henkilökunta ruuvasi käsin nokkaosan kiinni Sojuziin 102 pultilla – he eivät käyttäneen mitään pneumaattisia koneita. Viimeisen kiristyksen teki yksi henkilö, jotta ruuvit ovat samalla voimalla kiinnitettyjä.

Sunnuntaista keskiviikkoon oli rauhallisempaa, koska suurin osa ajasta käytettiin miljoonan ja yhden asian tarkastamiseen.

Gaia lähtee matkaan!

Lähtölaskenta alkoi 13 tuntia ennen laukaisua. Niinpä ESAn insinöörikollegat ja Gaian rakentaneet Astriumin insinöörit istuivat tuoleihinsa Kouroun laukaisukeskuksen lähtövalvontarakennuksen Jupiterin kontrollihuoneessa keskiviikon iltapäivällä kello viiden aikaan. Itse seurasin heidän istumisiaan kun olin samana yönä valmistelemassa Arianespacen suoraa televisiolähetystä laukaisusta. Opettelin toimittaja Joshua Jampolin kanssa TV-maailman kikkoja, jotta pystyin suorittamaan tehtäväni englanninkielisen selostuksen tieteellisenä tukena.

Torstaiaamuna aikaisin ennen laukaisua kaikki olivat pirteitä. Tämä taisi johtua adrenaliinista. Päivä nousi klo 6:12:19 paikallista aikaa, kun seurasin laukaisua Jupiter rakennuksen parvekkeelta. Kuin Aurinko olisi noussut lännestä, mutta pian pystyi huomaamaan, että kyseessä olikin Auringon sijaan kirkkaasti loistanut Sojuz VS06, jonka kärjessä oli Gaia.

Itään päin suuntautunut laukaisu kaartui komeasti parvekkeen yli ja kohti oikean Auringon nousua idän puolella. Ensimmäinen vaihe lopetti toimintansa juuri oikeaan aikaan, jolloin neljä apurakettia irrotettiin raketista. Aamuauringossa ne sitten tuikkivat kuin pienet, alaspäin putoavat tähdet, kun samaan aikaan loppuosa raketista jatkoi kiihdytystä ylöspäin.

Arianespacen osuus Gaian saamisessa avaruuteen on laukaisu, mukaan lukien Fregatin osuus. Gaia tarvitsi kaksi Fregatin moottorin polttoa, joista ensimmäisellä Gaia saatiin ympyräradalle Maan ympärillä ja toisella se sysättiin kohti Lagrangen pistettä L2 vievälle radalle. Tuo piste on Gaian operointipaikka.

42 minuuttia laukaisun jälkeen Fregat oli tehnyt tehtävänsä ja irrottautui Gaiasta. Gaia oli vapaa ja Arianespace otti aplodit vastaan onnistuneesta laukaisusta.

Meillä oli kuitenkin vielä runsaasti töitä, sillä nyt oli Gaian vuoro toimia. Noin tunti ja vartti laukaisun jälkeen Gaian aurinkosuoja, eli "hame", avattiin ja puolitoista tuntia laukaisun jälkeen tiesimme, että Gaia oli saatu havaintokuntoon. Hame oli avautunut.

Tänään 20. joulukuuta olemme tehneet niin sanotun kakkospäivän operaation, missä hienosäädimme rataa kohti L2 pistettä Gaian omilla raketeilla. Tämä onnistui yhtä täsmällisesti kuin kaikki muutkin tähän asti tehdyt operaatiot Gaialla.

Sen jälkeen Gaia käännettiin 45 asteen kulmaan Aurinkoa kohti, eli olemme nyt operaatioasennossa ja vauhdilla menossa 1,5 miljoonan kilometrin päässä olevan L2-pisteen ymparillä olevalle radalle.

Kiitokset kaikille, jotka ovat tehneet mahdolliseksi tämän joulun parhaan lahjan – Gaian!

Timo Prusti

Lue myös Tiedetuubin Gaia-juttuja ja laukaisuseurantaa osoitteessa www.tiedetuubi.fi/gaia

Satelliitteja avaruuteen kuljettavien kantorakettien kyljessä on lähes aina satelliitin logo tai jokin siihen liittyvä kuva. Niinpä ESAn Gaia-satelliittia varten piti myös suunnitella sellainen.

Periaatteessa sen tekeminen oli helppoa, sillä kaikki halusivat siihen olennaiset asiat tästä tähtitaivasta kartoittavasta tekeskoopista: tähtiä, maapallon, Gaian itsensä ja jumalatar Gaian ja luonnollisesti Gaia-nimen kirjoitettuna. Mutta lisäksi siihen piti saada jotenkin ilmennettyä ihmiskunnan kiinnostus maailmankaikkeutta kohtaan.

Lopulta, monien eri puolelta Eurooppaa olevien projektiin osallistuvien ihmisten syöttämien ideoiden ja ehdotusten jälkeen lopullinen kuva valmistui. Siinä jumalatar Gaia onkin pieni tyttö, joka katsoo ylös tähtiin.

Sen jälkeen kun kuva oli hyväksytty, piti se yksinkertaisesti paikaa 3,5 x 3,5 metriä kooltaan olevalle tarralle, joka kiinnitettiin huolella Sojuz-kantoraketin nokkakartioon.

Nimi "GAIA" oli alun perin lyhenne sanoista Global Astrometric Interferometer for Astrophysics, koska aikomuksena oli laukaista satelliitin mukana vain yksi tähtitaivasta tarkkaileva interferometri. Se korvaantui myöhemmin nykysenkaltaisella havaintolaitteella, joka on huomattavasti monipuolisempi ja parempi, mutta alkuperäinen nimi haluttiin säilyttää.

Yksi syy nimen säilyttämiseen on se, että Gaia on myös kreikkalaisen mytologian jumalatar: itse asiassa alkujumala, joka on useiden jumalten ja titaanien äiti. Hesiodos kertoo teoksessaan Jumalten synty, kuinka Kaaoksen jälkeen syntyi runsaspovinen Gaia. Gaia synnytti itsestään kolme lasta, joiden kunkin kanssa hän sai jälkikasvua: Uranoksen (taivas) kanssa Gaia sai mm. 12 titaania, 3 satakätistä sekä 3 kyklooppia, Pontoksen (meri) kanssa Gaia sai lapsia, joista tuli meren jumalia kun taas Gaian ja Tartaroksen (manala) liitosta puolestaan syntyi Tyfon ja Ekhidna.