Sunnuntain 7.9. Helsingin Sanomissa kaksi Finnairin entistä lentäjää kertoi, kuinka joulun aatonaattona 1987 Tokiosta Helsinkiin palannutta matkustajakonetta kohti tuli Huippuvuorten kohdalla ohjus. Kun koneen ja ohjuksen välillä oli etäisyyttä lentäjien arvion mukaan enää vain parikymmentä kilometriä, ohjus räjähti: ”Räjähdyksestä syntyi valtava pilvi”, muistelevat lentäjät.

Lentäjiä pidetään yleisesti luotettavina havainnontekijöinä eikä tietenkään syyttä – kun liikutaan maanpäällisen kahden ulottuvuuden sijasta kolmessa ulottuvuudessa, satunnainen silmäily ei riitä, vaan ympäristöä on tarkkailtava suurella huolella. Mutta kuten jutussakin todetaan, ”Ilmassa on silmämääräisesti vaikea arvioida etäisyyksiä tai kokoa, kun ei ole mihin verrata”.

Lentäjät olivat kuitenkin selvästi hyvin tilanteen tasalla, sillä he käyttivät koneen navigointijärjestelmää ja sekuntikelloa arvioidakseen ohjuksen räjähdyskohdan ja koneen silloisen sijainnin välisen etäisyyden. Tulokseksi he saivat 20-25 kilometriä, mikä on täysin mahdollista.

Noihin aikoihin pohjoisilla leveysasteilla ilmatila oli kuitenkin ajoittain raketteja ja ohjuksia sakeanaan. Tapausta on pohdittu Suomen kuvalehden nettijutussa ja myös Hesarin jutussa viitattiin vuonna 1985 Inarinjärven jäälle pudonneeseen ohjukseen. Meritorjuntaan käytetyillä risteilyohjuksilla (jollainen Inarin ohjus oli), ilmatorjuntaohjuksilla ja tutkimustarkoituksiin laukaistuilla raketeilla on kuitenkin vissit erot.

Tuolloin 23. joulukuuta 1987 esimerkiksi tehtiin SS-25-ohjusjärjestelmän viimeinen testi Kuolassa. Ja samana päivänä laukaistiin Suomen itärajan tuntumasta Plesetskin avaruuskeskuksesta pohjoiseen omalaatuinen raketti, jonka tarkoituksena oli todennäköisesti testata hätätilanteissa käytettävää tiedonvälityslinkkiä. Vaikka tämä raketti ei tullut Huippuvuorten tuntumaan, se on ainakin periaatteessa näkynyt koneesta (mutta ei todellakaan selvästi lähellä olevana) ja sen laukaisuaika on jotakuinkin sama kuin jutussa mainitaan: se laukaistiin klo 13:14-13:19 ja raketti kävi 760 kilometrin korkeudessa.

UFOja itätaivaalla

Liikennelentäjät eivät olleet 1980-luvulla ainoita taivaalla lentävien rakettien silminnäkijöitä. Niitä nähtiin toisinaan kaikkialta Suomessa. Syynä tähän on tuo mainittu Plesetskin kosmodromi, joka sijaitsee noin 500 kilometriä Suomen itärajasta itään. Se on perustettu vuonna 1966, ja Neuvostoliitto salasi pitkään sen olemassaolon, koska sitä käytettiin eritoten sotilaallisten satelliittien laukaisupaikkana.

1980-luvulla Plesetskin touhut olivat kuitenkin jo yleisessä tiedossa. Selkeällä säällä öiseen aikaan ammutut raketit näkyivät useiden satojen kilometrien säteellä, helposti siis myös Suomen puolelta. Noihin aikoihin tähtiharrastajat ja muut yöllä ulkosalla liikkuneet näkivät idän suunnalla aavemaisia rakettivanoja jopa useita kertoja vuodessa. Laukaisuita tehtiin toisinaan jopa useita päivässä.

Aalto-yliopistossa opiskelijavoimin rakennettava Suomen ensimmäinen satelliitti Aalto-1 otti tänään taas yhden askeleen lähemmäksi pääsyään avaruuteen, kun tarjouspyyntö sen laukaisemiseksi avaruuteen laitettiin julkiseen hakuun.

Normaalin valtion hankintamenettelyn mukaisesti satelliitteja avaruuteen laukaisevat yhtiöt voivat nyt tarjota rakettiaan Aalto-1:n viemiseksi avaruuteen: kyseessä on ensimmäinen kerta, kun Suomesta tehdään tällainen tarjouspyyntö. Käytönnössä pienikokoinen ja kevyt Aalto-1 tullaan laukaisemaan muiden satelliittien kanssa jonkin suuremman hyötykuorman ohessa, eli samalla kyydillä avaruuteen pääsee useampikin satelliitti. Pyynnön laittaminen julkiseksi on kuitenkin tärkeä askel ja konkreettinen merkki siitä, että Aalto-1 alkaa olla nyt valmis.

Kuten tarjouspyyntö, joka siis on julkisesti luettavissa täällä, sanoo, on kyseessä 5-kiloisen nanosatelliitin laukaisu 600 – 850 km korkeuteen maapallon napojen kautta kulkevalle aurinkosynkroniselle polaarikiertoradalle. Aurinkosynkroninen tarkoittaa sitä, että satelliitin ratatason siirtyy noin asteen verran idemmäksi joka päivä, jolloin ratataso pysyy paikallaan Aurinkoon nähden ja siten vuoksi satelliitti ylittää saman maapallon paikan samaan vuorokaudenaikaan ja samankaltaisissa valaistusolosuhteissa joka päivä.

Koska rata on polaarirata ja nanosatelliitit laukaistaan suuren satelliitin oheishyötykuormina, pitää laukaistavan suuren satelliitin olla myös matkalla polaariradalle. Sellaisia ovat esimerkiksi kaukokartoitussatelliitit ja jotkut tutkimussatelliitit.

Tänään 65 vuotta sitten tehtiin historiaa: ensimmäinen kerran saatiin mittaustietoja avaruudesta, kun pientä mittalaitepakettia kantanut raketti laukaistiin ennätyskorkealle avaruuteen. WAC Corporal Bumber 5 nousi kunnolla virallisen avaruuden puolelle, 393 kilometrin korkeuteen 24. helmikuuta 1949.

Toisen maailmansodan jälkeen Yhdysvallat ja Neuvostoliitto käyttivät saksalaisten kehittämää V2-rakettia esikuvana omille raketeilleen. Neuvostoliitossa suurin oppi otettiin rakettimoottorista, jonka jatkokehitelmät ovat edelleen käytössä.

Yhdysvallat sai haltuunsa enemmän lentovalmiita V2-raketteja, ja se käytti niitä rakettilennon oppimiseen sekä tekniikan kehittämiseen. Raketteja laukaistiin White Sandsin tykistöalueella New Mexicossa, ja sen jälkeen kun pelkkiä V2-raketteja oli laukaistu jonkin verran, niitä viritettiin paremmiksi lisäämällä niiden kärkeen toiseksi vaiheeksi pienen WAC Corporal -luotausraketin. WAC sinällään pystyi nousemaan noin sadan kilometrin korkeuteen, joten toisena rakettivaiheena käytettäessä se pystyi ainakin teoriassa lentämään satojen kilometrien etäisyydelle Maan pinnasta. Ongelmana tosin oli se, että ensimmäisten amerikkalaisrakettien tapaan WACin maine ei ollut häävi: vitsiniekat käänsivätkin sen nimen muotoon "Without Any Control", joskin V2:n päältä laukaisuissa versioissa oli uudet ohjaiuslaitteet ja luotettavuus oli parempi.

Tämän Bumper -nimisen ohjelman tarkoituksena oli tutkia miten rakettivaiheet erkaantuvat toisistaan ja mitä ongelmia niissä mahdollisesti on. Sivutuotteena pystyttiin saamaan tutkimustietoa hyvin korkealta – aina avaruudesta saakka.

Bumper-ohjelmassa laukaisuun kaikkiaan kahdeksan rakettia toukokuun 1948 ja kesän 1950 välillä. Näistä kuusi ensimmäistä lentoa tehtiin White Sandsista, ja loput Floridasta Cape Canaveralista, minne Yhdysvaltain pitkäkantamainen rakettitoiminta vähitellen siirtyi. Atlantin päälle oli turvallista laukaista raketteja.

Näistä lennoista ensimmäinen kunnolla onnistunut oli numero 5, joka tehtiin tänään 65 vuotta sitten. Siinä V2 nousi WAC Corporal nokassaan 32 kilometrin korkeuteen, missä raketit irtaantuivat ja pikkuraketti rynnisti liki 400 kilometrin korkeuteen. Aikaisemmilla lennoilla joko V2 tai WAC petti, joskin parhaimmillaan päästiin jo reippaasti virallisen avaruuden rajan, sadan kilometrin, yläpuolelle. Lento numero 3 kipusi aina 150 kilometriin saakka, mutta sieltä ei saatu mittaustietoja.

Mittaukset eivät olleet häävejä, mutta koska aikaisemmin ei kunnolla avaruudesta oltu saatu mitään tietoja, olivat ne kiinnostavia. 11 kiloa massaltaan olleessa laitepaketissa oli vain lämpömittari raketin teknisiä tietoja välittänyt laite radiolähettimen lisäksi. Seuraavaan rakettiin laitettiin mukaan myös kosmisten säteiden mittari, mutta se ei valitettavasti päässyt avaruuteen, kun WAC-raketti ei syttynytkään.

Teknisesti kyseessä oli kuitenkin vielä suurempi askel. Raketti lensi ennätyskorkealle ja suurimmalla koskaan ihmisen rakentaman laitteen saavuttamalla nopeudella, 8300 km/h. Vaikka niin arveltiinkin jo aikaisemmin, näytti lento toteen sen, että tyhjässä avaruudessa voidaan lentää hallitusti ja esimerkiksi elektroniikka toimii siellä normaalisti.

Se oli eräs pienistä, suurista askeleista, jotka ihmiskunta on ottanut ulos planeetaltamme.

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

Nokkakartio irroitetaan vain 187 sekunnin (kolmen minuutin ja seitsemän sekunnin) kuluttua laukaisusta, jolloin raketti on jo turvallisesti sadan kilometrin korkeudessa. Siellä ilma on jo niin ohutta, ettei siitä ole haittaa satelliitille.

Gaian "kapsulointi" tapahtui Kouroun avaruuskeskuksen hallin S3B puhdastilassa, mistä raketin kokonainen nokkaosa kuljetetaan laukaisualustalle ensi viikolla kun raketti on siirretty kokoonpanohallistaan sinne ja nostettu pystyyn.