Falcon 9:n moottorit räjähtivät käyntiin viime yönä klo 1.35 Suomen aikaa ja kantoraketti nousi komeasti matkaan. Otsikkokuva näyttää komean kaaren Floridan iltataivaalla, kun raketti kipusi kohti kiertorataa.

Se vei rahtinaan olleen tietoliikennesatelliitin tarkalleen oikealle radalleen.

Viimeinkin!

Avaruusrakettien laukaisuissa viivytykset ovat tavallisia ja hyvinkin pienet seikat saattavat olla syynä lentojen lykkäämiseen.

Viimeiset puolitoista viikkoa ovat tästä hyvä esimerkki, sillä Falcon 9 on kököttänyt Floridassa laukaisualustallaan jo sen aikaa ja sitä on koetettu lähettää matkaan jo neljä kertaa aikaisemmin yhdeksän päivän kuluessa.

Olennaisin syy viivytyksiin oli yhtiön käyttämä uusi tekniikka, jolla raketin polttoaine ja nestemäinen happi jäähdytetään tavallista viileämmäksi, jolloin niiden tiheydet ovat suurempia ja periaatteessa niitä saadaan tankattua enemmän raketin tankkeihin. Edellisellä laukaisulla syynä olivat liian kovat tuulet yläilmakehässä ja sitä edellisellä raketti olisi voinut lähteä lentoon, mutta sen lentoradan alla olevalle varoalueelle oli eksynyt laiva – sen poistumista odottaessa nestehapen lämpötila nousi jälleen liikaa.

Kylmemmät ajoaineet ja siten suurempi määrä niitä raketissa antavat lisäpotkua laukaisuun ja tekevät ensimmäisen vaiheen tuomisesta takaisin alas uudelleenkäytettäväksi helpompaa. Tosin jo ennalta tiedettiin, että tällä kerralla raketin lentorata on sellainen, että laskeutuminen oli hyvin hankalaa. Toimintansa päättäessään rakettivaihe lensi aiempia lentoja korkeammalla ja nopeammin, jolloin sen mahdollisuuden päästä normaalisti alas olivat pienet.

Yhtiön mukaan ensimmäinen vaihe osui sitä merellä 650 kilometrin päässä odottaneeseen, jalkapallokentän kokoiseen lavettiin, mutta liian suurella nopeudella. 

Syy laskeutumisen kannalta tavallista hankalampaan lentoon oli sen, että Falcon 9 toimitti tietoliikennesatelliittinsa normaalia korkeammalle, mistä siirtyminen kohti noin 36 000 kilometrin korkeudessa päiväntasaajan päällä olevaa geostationaarirataa käy nopeammin.

Normaalisti raketit vievät tietoliikennesatelliitit avaruuteen olennaisesti matalammalle kiertoradalle tai siirtoradalle kohti korkealla olevaa geostationaarirataa ja satelliittioperaattorit ohjaavat satelliittinsa sitten sen omilla pienillä rakettimoottoreilla oikealle paikalleen päiväntasaajan päälle. Kun yleensä tähän kuluu 93 vuorokautta – SES:n teknologiajohtaja Martin Halliwellin mukaan – pääsee SES 9 nyt asemapaikalleen 45 vuorokaudessa.

Seuraava Falcon 9:n lento on suunnitteilla tämän kuun loppuun. Raketin on tarkoitus vielä maaliskuun 29. päivänä seuraava Dragon-rahtialus avaruusasemalle. Kyseessä on ensimmäinen Dragonin lento sitten viime kesänä tapahtuneen onnettomuuden, joka pysäytti kaikki Falcon 9:n laukaisut liki puoleksi vuodeksi.

Eräs viivytyksestä kärsineistä satelliiteista oli Suomen ensimmäinen satelliitti Aalto-1, jonka oli tarkoitus nousta avaruuteen jo viime vuoden lopussa. Nyt se päässee matkaan touko-kesäkuussa, riippuen siitä kuinka hyvin ja aikataulussa seuraavat Falcon 9:n lennot sujuvat.

Suomalaissatelliitin kannalta lohdullista on kuitenkin se, että sen laukaisu on seuraava Kaliforniasta tehtävä Falcon 9:n lento; muut laukaisut tapahtuvat Floridasta, Cape Canaveralista.

Suomalainen digitaalisten palveluiden yhtiö Reaktor kurottaa avaruuteen: aamun uutiset kertoivat yhtiön Hello World -nimisestä satelliitista, joka on tarkoitus laukaista avaruuteen jo ensi vuoden kuluessa.

Tämä aivan yksityisellä rahalla toteutettu satelliitti kiilaa siis toiseksi suomalaiseksi satelliitiksi Aalto-1:n jälkeen – ellei mikään tule sotkemaan suunnitelmia.

Viime kesän Falcon -kantoraketin onnettomuus sotki kummankin hankkeen aikataulua, mutta nyt näyttää siltä, että Aalto-1 pääsee matkaan jo talven kuluessa.

Hello World seurannee sitä vuoden loppupuolella, tosin hanketta vetävän Juha-Matti Liukkosen mukaan laukaisusta on käynnissä nyt kilpailutus ja voi olla, että se tullaan lopulta laukaisemaan matkaan Baikonurin kosmodromista.

Hello World on nykysuunnitelman mukaan muutaman kilon painoinen ja kooltaan 20 x 10 x 10 cm; se siis luokitellaan nanosatelliitiksi ja perustuu yleiseen cubesat-formaattiin.

"Meillä tämä hanke alkoi reilu vuosi sitten, ihan henkilöstön oman kiinnostuksen kautta, ja viime kesänä päätimme polkaista tämän satelliittihankkeen käyntiin nyt syksyllä", kertoo Liukkonen.

"Alkukiinnostuksemme johti ensin yhden kehittäjän osallistumiseen Aalto-1 -hankkeeseen. Samalla lentokonepuolen liiketoimintamme on edennyt hyvin, ja avaruusalan ymmärryksen parantuessa alkoi tuntua luontevalta laajentaa toimintaa sinne suuntaan. Piensatelliittisektorilla on hyvinkin mielenkiintoiset näkymät."

Hahmotelmat erilaisista nano- ja piensatelliittien käyttötavoista ovatkin herkullisia, sillä niitä voidaan käyttää paitsi yksinkertaiseen kuvaamiseen kuin edistyneiden, tarkasti rajattujen tieteellisten havaintojen tekemiseen. Niiden opetuksellinen merkitys on myös suuri, sillä 'oikean' satelliitin tekemisen kautta on helppoa ja innostavaa tutustua suuremmillakin satelliiteilla tehtäviin tutkimuksiin.

Nanosatelliiteilla on mahdollista toteuttaa tulevaisuudessa monia kiinnostavia palveluita, kuten suomalainen Iceye on tekemässä. Edullisten, teknisesti näppärien ja innovatiivisten piensatelliittien tekeminen Suomessa ja niiden palveluiden suunnittelu sekä tarjoaminen sopisivat erinomaisesti Suomen kokoiselle ja kaltaiselle maalle.

"Hello World -satelliittiin liittyy myös Aalto-yliopiston ajatus mahdollisesta avaruuslaboratoriosta, joka voisi tukea hanketta. Eräs keskeinen tavoitteemme onkin potkia alan ekosysteemiä Suomessa käyntiin", jatkaa Liukkonen.

"Suomesta löytyy osaamista ja Aallolta on käytössään kaikki keskeiset testilaboratoriot, joille löytyy kaupallista kysyntää. Projektimme toimii pilottina Aalto-yliopistosta syntyvälle kaupalliselle spin-offille, jolle on jo muitakin asiakkaita näköpiirissä."

Reaktorilta hankkeen alkuvaiheissa on ollut mukana noin 10 hengen kiinnostuneiden joukko, joka on selvittänyt teemaa osin vapaa-ajallaan. Satelliitin projektitiimi koostuu kahdesta ydintekijästä, ja yhtiössä pyritään kierrättämään kaikkia kiinnostuneita osallistumaan hankkeeseen, jotta siihen liittyvä osaaminen ja ymmärrys saadaan levitettyä. 

"Huimaltahan tämä tässä vaiheessa tuntuu", Liukkonen päivittelee. 

"Kuluneen vuoden aikana on tullut pikaopiskeltua joukko yliopistotason kursseja, tutustuttua kiertoratamekaniikkaan sekä avaruusalusten systeemisuunnitteluun, ja nyt kokonaisuus alkaa konkreettisesti valmistua. Prosessi piirustuspöydältä kiertoradalle on pitkä, mutta nyt tuntuu siltä, että lähtölaskenta on jo alkanut - vaikkakin se kestää vielä vuoden!"

Näillä näkymin satelliitin hyötykuormana on kamera, jolla se tulee lähinnä kuvaamaan Maata ja tutkailemaan avaruutta kiertoradalta. Olennisinta hankkeessa onkin vakavan tutkimisen sijaan alan tutkiminen, koulutus, kokemuksen kerääminen ja innostaminen varsinaisten, myöhemmin tulevien sovellusten tekemiseen. Niinpä jo nyt reaktorilaisten mielessä pyörivät seuraavan sukupolven satelliitit...

Yhdysvaltain puolustushallinnon alainen kiertoradalla olevia kappaleita seuraava avaruusoperaatiokeskus SJpOC (Joint Space Operations Center) havaitsi keskiviikkona vuonna 2014 rikkoutuneen ja käytöstä poistetun NOAA16-satelliitin hajonneen osiin avaruudessa. 

Tapauksesta kertoo SpaceNews -lehti, jonka mukaan SJpOC havaitsi aiemmin yhtenä kappaleena kiertoradalla havaitun satelliitin jakaantuneen useampiin osiin keskiviikkona 25.11. aamupäivällä klo 10:41 Suomen aikaa. Palasten määrästä ei ole vielä tarkkaa tietoa, mutta niistä ainakaan toistaiseksi haittaa muille satelliiteille.

On epätodennäköistä, että hajoaminen olisi johtunut törmäyksestä jonkun toisen satelliitin tai avaruusromupalasen kanssa. Käytöstä ennenaikaisesti poistetut satelliitit sisältävät usein polttoainetta, joka saattaa ajan myötä räjähtää. Myös lämpötilavaihtelut ja muut avaruuden olosuhteet heikentävät jatkuvasti satelliitteja, joten ne saattavat rikkoontua myös tästä rasituksesta – joskin näin ei pitäisi käydä.

Samoin akut voivat räjähtää, jos satelliitin lämpöhallinta ei toimi ja lämpötila nousee sisällä liian suureksi.

Tämä NOAA16 -satelliitti oli Yhdysvaltain sää- ja valtamerentutkimusorganisaatio NOAA:n käytössä ollut Maan napojen kautta kulkevalla ns. polaariradalla säätä havainnut satelliitti, joka laukaistiin avaruuteen syyskuussa 2000. Se toimi normaalisti kesäkuuhun 2014 saakka, jolloin siihen tuli "kriittinen vika", jolloin se siirrettiin eläkkeelle. 

Kyseessä on jo toinen kerta lyhyen ajan kuluessa, kun Yhdysvaltain polaariradalla oleva satelliitti hajoaa avaruudessa ja synnyttää avaruusromua. Tätä ennen viime helmikuussa USA:n puolustushallinnon sääsatelliitti rikkoontui oletettavasti juuri akkujen pamahdettua. Myös seitsemässä muussa samanlaisessa satelliitissa on havaittu samankaltainen vika, joka saattaa johtaa mahdollisesti aikanaan akkujen räjähtämiseen.

Räjähdykset ovat harvinaisia

Jos käytöstä poistettavaa satelliittia ei voida ohjata alas tuhoutumaan Maan ilmakehässä, sen polttoainetankit tyhjennetään ja akkujen varaus puretaan ennen kuin satelliitti kytketään pois päältä ja jätetään avaruuteen romuksi. Näin siitä aiheutuva vaara on kaikkein pienin.

Todennäköisesti NOAA16:n vika – josta ei ole kerrottu tarkemmin – esti näiden toimien tekemisen, mikä on johtanut tähän hajoamiseen. 

Ajan kuluessa satelliitin kappaleet levittäytyvät laajemmalle nykyisen kiertoradan sivuille. Satelliitin korkeahko ratakorkeus, noin 850 km, tarkoittaa sitä, että kappaleet eivät putoa Maahan vuosisatoihin. Koska tuo ratakorkeus on kätevä juuri Maan havainnointiin, on sillä varsin paljon satelliitteja; siksi siellä on myös varsin paljon käytöstä poistettuja satelliitteja sekä niistä irronneita osia.

Suurin näillä tienoilla oleva satelliitti on kahdeksan tonnia massaltaan oleva eurooppalainen ENVISAT, joka lakkasi toimimasta vuonna 2012 toimittuaan olennaisesti suunniteltua pitempään. Se on tällä haavaa massiivisin "satelliittiraato" avaruudessa.

Otsikkokuvassa on piirros NOAA:n sääsatelliitista, jonka kaltainen NOAA16 oli. Kuva: NASA

Vaikka Suomessa vallitsee parhaillaan taloudellinen ja henkinen lama, on avaruusalalla maassamme yhtiö, joka paitsi laajenee, niin myös katsoo varsin luottavaisena tulevaisuuteen.

Tosin Pekka Laurila,  Iceye-yhtiön toinen perustajista, katsoo syyskuussa haastattelua tehtäessä Otaniemessä olevia tilojaan varsin väsynein silmin, sillä takana on pikamatka Kaliforniaan ja yhtä nopea kääntö Brysselissä. Ja myös hektinen vuosi, sillä vielä keväällä yhtiöllä oli tili tyhjänä mutta oli pakko vuokrata jäänmurtaja ja lentokone uuden, upean tutkalaitteiston prototyypi testaamista varten.

Laurilan ja hänen kanssaan Iceyen perustaneen Rafal Modrzewskin ideana on tuottaa avaruudesta Maan pintaa öin ja päivin pilvienkin läpi kuvaavan mikroaaltotutkan avulla kaukokartoitustietoa, jonka avulla esimerkiksi meriliikenne voi saada ajantasaista tietoa jäästä ja liikkua siten tehokkaammin ja turvallisemmin. Mutta tekniikka sopii moneen muuhunkin, mihin avaruusalan isot toimijat käyttävät nyt mikroaaltotutkia: luonnononnettomuuksien seurantaan, öljypäästöjen paljastamiseen, kalastuksen seurantaan ja moneen muuhun.

Iceye aikoo vain tehdä samaa, mutta paljon edullisemmin ja siten, että tieto on lähes kaikkien saatavilla.

“Kevät oli rankkaa, mutta siitä selvittiin pienellä luovuudella tekniikassa ja liiketoimissa”, kertoo Laurila, joka käyttää titteliä ‘rahoitusjohtaja’.

“Ja nyt olemme aivan loppusuoralla uudessa rahoitusjärjestelyssämme, jonka avulla päästään kunnolla toimeen. Nyt on hyvä olo.”

Eräs Slushin tähdistä

Tänään Slush-tapahtumassa julkistetussa 2,5 miljoonan euron pääomasijoituskierroksessa ovat mukana yhdysvaltalaiset True Ventures ja Founder.org, sekä suomalainen Lifeline Ventures. Tekes antaa rahoitukselle 1,7 miljoonan lisävivun tuotekehityslainan muodossa Arktiset Meret –ohjelmassa.

Jo aiemmin syyskuussa yritys sai tuotekehitykseensä myös merkittävän rahoituksen Euroopan komission Horisontti 2020 –puiteohjelman avaruusteknologiaohjelmassa. Projektin koko on 3,4 miljoonaa euroa, josta tuki Iceyelle on 2,5 miljoonaa.

Tämä on aika hyvin kurssiprojektina alkaneelle, kahden opintonsa ainakin toistaiseksi keskeyttäneen teekkarin yhtiölle.

Suomen ensimmäinen satelliitti Aalto-1 on pitkän odotuksen jälkeen valmistumassa ja lähdössä nyt marraskuussa Suomesta kohti Hollantia, mistä se lennätetään laukaisupaikalle Yhdysvaltoihin.

Satelliitin lopullinen, avaruuteen lähtevä versio on käymässä juuri läpi viimeisiä testejään. Niillä koetellaan sen toimivuutta avaruuden tyhjiössä ja lämpötiloissa, sekä sen kestämistä kantoraketin laukaisua vastaavassa tärinässä. Tätä ennen ns. insinöörimallille tehdyt kokeet ovat sujuneet hyvin ja nytkään yllätyksiä ei ole löytynyt.

Laukaisu lykkääntynyt (taas kerran)

Vielä viime keväänä oletettiin, että satelliitti olisi lähdössä nyt loppuvuodesta jo avaruuteen, mutta viime kesänä tapahtunut Falcon 9 -kantoraketin onnettomuus muutti suunnitelman olennaisesti. Aalto-1 laukaistaan avaruuteen Falcon 9:llä.

Jo tätä ennen laukaisua on jouduttu lykkäämään muutamia kertoja erilaisista syistä; tässäkin mielessä Aalto-1 täyttää "oikean" avaruuslennon kriteerit, sillä kunnianhimoiset satelliittihankkeet tuppaavat aina myöhästymään aiotusta.

Kesäkuisen onnettomuuden jälkeen eivät Falcon 9 -raketit ole lentäneet, koska onnettomuuden syytä on selvitelty. Tämänhetkisen tiedon mukaan onnettomuuden syy on saatu selvitettyä ja sen johdosta tehdyt korjaukset tehtyä, joten raketit pääsevät takaisin toimintaan vielä loppuvuoden aikana – kenties jopa joulukuun alussa.

Näin ollen Aalto-1 -satelliittia kantava lento voisi nousta matkaan ensi vuoden alussa. 

Laukaisupaikka on kuuluisan Floridassa olevan Cape Canaveralin sijaan Kaliforniassa oleva Vandenbergin sotilastukikohta, missä on Falcon 9 -rakettien toinen laukaisualusta. 

Raketti voidaan lähettää sieltä Maan napojen kautta kulkevalle polaariradalle, mikä tulee olemaan myös Aalto-1:n kiertorata. Sellaisella radalla oleva satelliitti kulkee säännöllisesti myös Suomen yli.

Radan korkeus tulee olemaan keskimäärin 600 km.

Työntäyteinen kesä

Laukaisun lykkääntyminen oli Aalto-1 -työryhmälle samaan aikaan pettymys ja suuri helpotus, sillä satelliitin lentomallin tekeminen on voitu tehdä nyt ajan kanssa. Alkuperäisen aikataulun mukaan se olisi luovutettu Alankomaissa olevalle laukaisuvälittäjäyhtiölle heinäkuussa; hollantilaisfirma kerää kaikki samalla raketilla lähtevät piensatelliitit yhteen, asentaa ne laukaisusovittimen sisälle ja toimittaa siinä Yhdysvaltoihin kantorakettiin laitettavaksi.

Kuten yleensä, aikaa ei ole koskaan tarpeeksi, ja niinpä nytkin viimeistelyjä tehdään viimeiseen saakka. Satelliitin lentomalli on käynyt viime viikon lopussa ja tämän viikon alussa läpi avaruussimulaatiotestit tyhjiökammiossa ja tänään alkoivat tärinätestit.

Näillä näkymin satelliitti kuljetetaan Alankomaihin marraskuun aikana.

Mikäli kaikki sujuu suunnitelmien mukaan, ensi maanantaina kaakkoisessa Intiassa sijaitsevasta Satish Dhawan -avaruuskeskuksesta kohoaa Maata kiertävälle radalle Astrosat-tutkimussatelliitti. 

Sillä on tarkoitus tutkia mustia aukkoja – niin tähdenmassaisia kuin supermassiivisiakin – sekä neutronitähtiä. Astrosatilla on massaa lähes 1,5 tonnia ja siinä on neljä samaan suuntaan osoittavaa teleskooppia.

Niillä voidaan tehdä havaintoja laajalla aallonpituusalueella näkyvästä valosta ultravioletti- ja röntgensäteilyyn saakka. Lisäksi satelliitissa on mittalaite, joka tarkkailee kirkkaita, lyhytaikaisia ilmiöitä.

Tutkimalla avaruuden kohteista tulevan säteilyn aika- ja spektririippuvuutta tähtitieteilijät pyrkivät saamaan paremman käsityksen mustia aukkoja ympäröivästä aineesta ja sen käyttäytymisestä voimakkaassa gravitaatiokentässä. 

Satelliitin ja sen instrumenttien rakentamiseen ovat osallistuneet Tatan perustutkimuksen instituutti TIFR (Tata Institute for Fundamental Research), Intian tähtitieteen instituutti IIA (Indian Institute for Astronomy) ja Intian yliopistojen tähtitieteen ja astrofysiikan keskus IUCAA yhteistyössä Intian avaruustutkimusjärjestön ISROn (Indian Space Research Organisation) kanssa. Hankkeessa ovat mukana myös Kanadan avaruusjärjestö ja Leicesterin yliopisto Isosta-Britanniasta. 

Uudesta satelliitista kerrottiin Leicesterin yliopiston uutissivulla.

Kuva: Indian Space Research Organisation (ISRO)