IXV teki onnistuneen koelennon

Kuva: ESA / S. Corvaja
Kuva: ESA / S. Corvaja
Kuva: ESA / J. Huart

11. helmikuuta kello 15.40 Suomen aikaa Kouroun avaruuskeskuksesta kohosi kohti avaruutta Vega-kantoraketti ja sen keulilla Euroopan avaruusjärjestön koealus IXV (Intermediate eXperimental Vehicle). 

Alus irtosi raketista 340 kilometrin korkeudella ja jatkoi vielä noin 50 kilometriä ylemmäs, kunnes alkoi vajota – tai oikeastaan syöksyä – takaisin kohti maankamaraa.

120 kilometrin korkeudella aluksen nopeus oli 7,5 kilometriä sekunnissa eli noin 27 000 kilometriä sekunnissa. Yhä tihenevä ilmakehä alkoi hidastaa IXV:n nopeutta ja samalla kuumentaa sen lämpösuojaa. Pikaisen avaruuspiipahduksen viimeisessä vaiheessa alus leijui noin 26 kilometrin korkeudelta laskuvarjojen varassa Tyyneenmereen Galapagos-saarten länsipuolelle.

 

Lentoa seurattiin ALTEC-keskuksessa Torinossa Italiassa, mutta dataa saatiin myös Librevillessä Gabonissa ja Malingissa Keniassa sijaitsevilta maa-asemilta sekä Nos Aries -alukselta, joka lennon päätteeksi poimi koealuksen merestä.

IXV:ssä oli yli 300 sensoria, jotka rekisteröivät aluksen ja sen laitteiden toimintaa ja käyttäytymistä koko lennon ajan. Alustavat tulokset mittauksista on määrä julkaista maalis–huhtikuun vaihteessa.

 

Kuva: ESA / J. Huart

Koelennon tuloksia tullaan käyttämään hyväksi ESAn PRIDE-avaruuslentokoneen (Programme for Reusable In-orbit Demonstrator) suunnittelussa – mikäli alus päätetään rakentaa. Monikertakäyttöinen alus laukaistaisiin avaruuteen IXV:n tapaan Vega-kantoraketilla ja se laskeutuisi kiitoradalle Nasan avaruussukkulan tapaan.

IXV:n koelento oli merkittävä edistysaskel myös Vega-kantoraketille. Vuodesta 2012 käytössä ollut raketti laukaistiin nyt ensimmäisen kerran ekvaattorin suuntaan, kun aiemmat lennot ovat olleet kohti pohjoista. Samalla IXV oli Vegan toistaiseksi raskain hyötykuorma.

 

Taruja tähtitaivaalla: Lyyra

Lyyra
Lyyra
Lyyran rengassumu, M57

Suuren kesäkolmion oikean yläkulman tähti kuuluu pieneen, mutta selväpiirteiseen Lyyran tähdistöön.

Kuvio jopa muistuttaa jonkin verran esikuvaansa, joskin se on hieman vääntynyt, kuin kiertävän musikantin reissussa rähjääntynyt soittopeli. Lyyra kuvaa klassista soitinta, jonka kreikkalaisen tarun mukaan Hermes aikoinaan keksi. Hän lahjoitti sen velipuolelleen Apollolle, joka antoi sen edelleen pojalleen Orfeukselle.

Tähdistössä on soittimen lisäksi nähty toisinaan myös kotka, joka roikottaa instrumenttia nokassaan.

Koko tähdistökin on mielletty petolinnuksi. Arabeilla oli nykyisen Kotkan tähdistön – Al Nasr al Ta’ir, Lentävä kotka – rinnalla myös syöksyvä kotka, Al Nasr al Waki. Jos arabien antama nimi olisi säilynyt, Suuren kesäkolmion kaikki kulmatähdet kuuluisivat “lintutähdistöihin”, sillä alakulman Altair on Kotkan tähdistön kirkkain tähti. Kaksi kotkaa voisi tietysti aiheuttaa aikamoista sekaannusta…

Pienen tähdistön löytämistä ja tunnistamista helpottaa sen kirkkain tähti Vega eli α Lyrae, joka on pohjoisen taivaan toiseksi kirkkain tähti Karhunvartijan Arcturuksen jälkeen. Vega on paitsi kirkas myös melko läheinen tähti: sen etäisyys on vain noin 25 valovuotta.

Tähteä ympäröi pölykiekko ja asteroidivyöhyke, ja sillä saattaa olla myös planeettoja.

Vegan vieressä oleva tähti ε Lyrae on “kaksoiskaksoistähti”, joka erottuu kahtena jo paljain silmin mutta kiikarilla vielä paremmin. Kaksoistähden kumpikin tähti on vielä kaksoistähti, mutta neljänä ε Lyrae erottuu vasta kaukoputkella. Mikään ei kuitenkaan estä yrittämästä myös isolla, esimerkiksi 15x70-kiikarilla.

Lyyran rengassumu, M57

Tähdistön alueella on myös planetaarisista sumuista ehkä kuuluisin, Lyyran rengassumu eli Charles Messierin 1700-luvulla laatiman luettelon 57. kohde.

Tunnuksella M57 tunnetulla kaasupilvellä ei kuitenkaan ole mitään tekemistä planeettojen kanssa: nimitys planetaarinen sumu juontuu siitä, että pienellä kaukoputkella nämä kohteet näkyvät hieman planeettaa muistuttavina kiekkoina.

Yllä oleva kuva on otettu Hubble-avaruusteleskoopilla, joten tavallisella tähtikaukoputkella on tyytyminen paljon vaatimattomampaan näkymään.

Todellisuudella Lyyran rengassumu ja muutkin planetaariset sumut ovat kuolleiden tähtien muistomerkkejä. Kun Auringon kokoluokkaa oleva tähti päätyy elämänsä ehtoopuolelle, se laajenee punaiseksi jättiläiseksi, joka sitten puhaltaa ulkokerroksensa ympärilleen – planetaariseksi sumuksi. Sen keskelle jää pieni, noin Maan kokoinen valkoinen kääpiö, joka jäähtyy hitaasti samalla kun kaasusumu sen ympärillä jatkaa laajentumistaan ja lopulta katoaa avaruuteen.

Päivän kuva 7.5.2013: ESTCube-1 nousi avaruuteen

Toinen kerta toden sanoi: perjantaina 3.5. yläilmakehässä olleiden kovien tuulien vuoksi peruutettu Vega-kantoraketin laukaisu otettiin uusiksi nyt tiistaina aamulla aikaisin Suomen aikaa. Laukaisu tapahtui klo 5:06 ja kaikki sujui hyvin.

Kuva: Arianespacepäivä

Virosta tulee pian avaruusmaa

VEGA valmiina
VEGA valmiina
Virolaisdelegaatio Kouroussa

Viron ensimmäinen satelliitti yrittää uudelleen avaruuteen tiistaina aamulla. ESTCube-1:n oli määrä ratsastaa avaruuteen Vega-kantoraketilla lauantaiaamuna Suomen aikaa, mutta sääolojen vuoksi laukaisua lykättiin. Suunniteltu lähtöaika on klo 5:06 Suomen aikaa tiistaina 7. toukokuuta.

Kyseessä on uuden eurooppalaisen kantoraketin toinen koelento, joten siihen suhtaudutaan vielä erityisellä varovaisuudella. Vegan ensimmäinen lento helmikuussa 2012 sujui ongelmitta, joten toiveet toisenkin lennon sujumisesta suunnitelman mukaan ovat korkealla. Laukaisulle annettiin torstaina vihreää valoa, kun viimeisissä tarkastuksissa niin kantoraketti, maajärjestelmät kuin mukana olevat satelliititkin havaittiin valmiiksi.

Vegan kyydissä avaruuteen lentää kolme satelliittia. Suurin on Proba-V, ESA:n kasvillisuutta tutkiva satelliitti, joka jatkaa ESAn pienten, kokeellisten, uusia tekniikoista testaavien Proba-satelliittien sarjaa. Se irtoaa omille teilleen raketista ensimmäisenä; niinpä belgialaista tekoa oleva Proba-V matkustaa raketissa aivan sen nokkakartion kärjessä.

Seuraavana avaruuteen vapautetaan VNREDSat-1, Astrium-yhtiön Vietnamin teknologia- ja tiedeakatemialle rakentama tutkimussatelliitti.

Viimeisenä vuorossa on ESTCube-1, joka suunnitelman mukaan singotaan raketin sisältä kuljetuslaatikostaan pienen jousen ponnauttamana ulos avaruuteen kahden tunnin ja 48 sekunnin kuluttua laukaisusta.

ESTCube-1 on hyvin pieni satellitti, vain noin 10 cm kanttiinsa oleva kuutio, mutta se on "oikea" satelliitti ja sitä tullaan ohjaamaan Tarton luona Tõraveren observatoriolle rakennetusta lennonjohdosta. Hanke on kotoisin myös Tartosta: sen ideoija on Mart Noorma Tarton observatoriosta. Projektipäällikkö Silver Lätt on kuitenkin Tallinnan yliopistosta ja mukana on suuri joukko innostuneita opiskelijoita Tartosta ja Tallinnasta, niin yliopistosta, Viron ilmailuakatemiasta kuin maatalaouskorkeakoulustakin.

Virolaissatelliitin pääasiallinen tutkimuslaite on kuitenkin Suomesta. ESTCube-1 testaa ensimmäisenä avaruudessa ns. sähköisen aurinkopurjeen periaatetta vapauttamalla avaruuteen pieneltä kelalta 10 m pitkän, 20-50 mikrometriä paksun vaijerin, joka varataan 500 V jännitteellä.

Jos vaijeri toimii suunnitellusti, maapallon ympärillä oleva plasma vaikuttaa vaijeriin ja edelleen satelliitin pyörimisnopeuteen. Sähköpurjeen toimintaa tutkitaan juuri pyörimisnopeutta mittaamalla, mutta vaijerin avautumista sekä käyttäytymistä avaruudessa kuvataan myös satelliitissa olevalla kameralla.

Sen jälkeen kun vaijerin sähköpurjehdusominaisuudet on tutkittu, koetetaan sen soveltuvuutta plasmajarruksi: pitkän vaijerin avulla satelliitin ratanopeutta voidaan pienentää ja siten vastaavalla systeemillä voitaisiin tulevaisuudessa ohjata käyttöikänsä lopussa olevat satelliitit kätevästi putoamaan alaspäin radallaan ja lopulta tuhoutumaan Maan ilmakehässä.

Sähköpurjetta testataan seuraavaksi ensimmäisessä suomalaissatelliitissa Aalto-1:ssä, jolla on myös tiivit yhteys Viroon, sillä hankettä Aalto-yliopistossa vetää Jaan Praks. Sähköpurjetekniikkaa on tutkittu myös Euroopan avaruustekniikkakeskuksessa ESTECissä, missä Urmas Kvell - myös virolainen - oli työssä sen parissa vuonna 2010.

Virolaisdelegaatio Kouroussa

Paikalla Kouroussa, Vegan laukaisupaikalla Euroopan avaruuslaukaisukeskuksessa Ranskan Guyanassa on koko joukko satelliitin tekijöitä sekä Enn Ergma, Viron parlamentin Riigikogun puhemies, joka on tukenut voimakkaasti ESTCube-1:n tekemistä. Koulutukseltaan Ergma on astrofyysikko ja ennen poliittista uraansa hän työskenteli mm. professorina Tarton yliopistossa.

Lue lisää ESTCube-1:stä T-Tuubin aikaisemmasta artikkelista: Viron ensimmäinen satelliitti lähtövalmis.

Kuvat: ESTCube-1

Viron ensimmäinen satelliitti lähtövalmis

Eteläinen naapurimaamme Viro saa oman satelliittinsa avaruuteen ennen Suomea – tosin mukana lennolla on vahvaa suomalaisväriä. Laukaisu on näillä näkymin huhtikuun lopussa.

ESTCube-1 on pieni satelliitti; se on niin sanottu cubesat, noin kymmenen senttiä kanttiinsa oleva kuutio, jonka massa on 1,33 kg. Konsepti kehitettiin 1990-luvun lopussa yliopistokäyttöön ja myös ensimmäinen suomalaissatelliitti Aalto-1 perustuu siihen. Se tosin on kooltaan kolmen "peruspalikan" kokoinen, eli noin 10 x 10 x 30 cm. Maata kiertää parhaillaan lähes 80 pientä opiskelijoiden tekemää kuutiosatelliittia.

Pienestä koostaan huolimatta ESTCube-1 on kuitenkin oikea satelliitti ja siinä on aurinkopaneelit, ohjauslaitteet, tietokone, kamera sekä laitteet yhteydenpitoon maa-aseman kanssa. Lisäksi mukana on tieteellinen hyötykuorma, jolla testataan Suomessa Ilmatieteen laitoksella kehitetyn sähköisen aurinkopurjeen periaatetta.

Tärkeintä satelliitin tekemisessä on kuitenkin ollut sen tekeminen, sillä kyseessä on opiskelijoiden tekemä satelliitti. Projektia on peräisin Tarton yliopistosta, missä suurin osa projektitiimistä myös opiskelee. Mukana on myös nuoria Viron ilmailuakatemiasta, Tallinnan teknillisestä yliopistosta ja Tallinnan maatalousyliopistosta. Lisäksi tutkijat Ilmatieteen laitokselta Suomesta ja Saksan kansallisesta ilmailu- ja avaruuskeskuksesta (DLR) osallistuvat hankkeeseen.

ESTCube-hanke alkoi vuonna 2008 ja sitä vetää Silver Lätt apunaan Mart Noorma ja Jouni Envall Ilmatieteen laitokselta. Kaikkiaan työryhmässä on yli 50 opiskelijaa. Rahaa hankkeeseen on kulunut noin 100 000 euroa.

Valmis matkaan!

Satelliitti laukaistaan radalleen Maata kiertämään eurooppalaisella Vega-kantoraketilla Kouroun avaruuskeskuksesta huhtikuun lopussa. ESTCube-1 asennettiin eilen perjantaina avaruuskeskuksen satelliittien laukaisuvalmisteluun tehdyssä puhdastilassa S1B laatikkomaiseen kuljetuslaitteeseen, joka tulee sinkoamaan satelliitin omille teilleen raketista avaruudessa.

Virolaissatelliitti on saanut siis saman kohtelun avaruuskeskuksessa kuin suuremmat kollegansa, joskin sitä tehnyt ryhmä on ollut kenties keskimääräistä rakettiasiakasta innokkaampi – eikä vain siksi, että heille tämä on ensimmäinen kerta. ESTCube-tiimi on paitsi testannut satelliittiaan tiiviisti, niin myös virittänyt vielä mm. sen tietokoneohjelmia viime hetkiin saakka.

Vega on uusi eurooppalaiskantoraketti, jolle tämä lento on vast toinen. Koodinimellä VV02 tunnettu lento on virallisesti vielä Vegan koelento, ja sen päämatkustajina on kaksi virolaissatelliittia suurempaa kuormaa.

120-kiloinen VNREDSat-1A on Astrium-yhtiön Vietnamin tiede- ja teknologia-akatemialle rakentama kaukokartoitussatelliitti, jonka tehtävänä on kartoittaa Vietnamin luonnonvaroja, tukea maankäyttöä ja avustaa mahdollisissa luonnononnettomuuksissa.

Toinen pääkyytiläinen on Euroopan avaruusjärjestön Proba-V, missä "V" tarkoittaa "vegetaatiota", kasvullisuutta. 160 kg massaltaan oleva, belgialaisen QinetiQ-yhtiön tekemä satelliitti kartoittaa maapallon biomassaa, kasvien ja metsien määrää sekä tyyppiä.

Vega vie kaikki satelliitit jotakuinkin maapallon napojen kautta kulkevalle polaariradalle, mistä ne pystyvät havaitsemaan koko planteetan pintaa allaan. ESTCube-1:n tavoitekiertorata on 600 km:n korkeudessa. Polaariradalla satelliitti on myös usein Viron päällä, jolloin Tartossa sijaitseva lennonjohto voi olla siihen hyvin yhteydessä suoraan. ESTCube käyttää tiedonvälitykseensä radioamatööritaajuuksia 437,250 Mhz ja 437,505 MHz. Sopivin laittein sitä voi siis kuunnella myös Suomesta.

Suhteellisen korkean kiertoratansa ansiosta ESTCube tulee myös pysymään avaruudessa radallaan varsin pitkään, todennäköisesti useita vuosia.

Sähköpurjeen neityslento

ESTCube-1:n laukaisu on tärkeä merkkipaalu myös Ilmatieteen laitoksen tutkijan Pekka Janhusen keksimälle sähköpurjeelle, sillä purjeen testiversio on satelliitin päähyötykuorma.

Sähköpurje on uudenlainen tapa liikkua aurinkokunnassa: se käyttää aurinkotuulta avaruusaluksen työntövoiman lähteenä eikä siten tarvitse lainkaan polttoainetta. Janhunen keksi tämän ns. sähköisen aurinkotuulipurjeen periaatteen vuonna 2006.

Sähköpurje koostuu pitkistä ja ohuista metallilieoista, jotka pidetään korkeassa positiivisessa jännitteessä aluksessa olevan aurinkosähköllä toimivan elektronitykin avulla. Varatut lieat hylkivät aurinkotuulen protoneja, jolloin aurinkotuulen virtaus alkaa painaa purjetta ja samalla työntää alusta haluttuun suuntaan.

ESTCube-1 avaa kiertoradalla kymmenmetrisen ohuesta metallilangasta tehdyn liean, jolla on tarkoitus mitata sähköpurje-efekti ensimmäistä kertaa kokeellisesti. Liean on valmistanut Helsingin yliopiston Elektroniikan tutkimuslaboratorio ainutlaatuisella lanka-lanka-ultraäänihitsausmenetelmällä.

ESTCube-1:n lieka on samantyyppinen kuin suunnitelmissa olevat kilometrejä pitkät sähköpurjelieat, joiden avulla tulevaisuuden avaruusluotaimet voivat liikkua aurinkokunnassa aurinkotuulen avulla purjehtien ilman ajoainetta. Lieka varataan sähköisesti satelliitissa olevalla jännitelähteellä ja Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratorion valmistamalla kylmäkatodielektronitykillä.

Kiertoradalla alus lentää yläilmakehän plasman läpi, ja tämän plasmavirtauksen liekaan kohdistama voima on niin sanottu sähköpurje-efekti, jonka suuruus yritetään nyt ESTCube-1-kokeen avulla ensimmäistä kertaa mitata. Mittaustuloksen avulla voidaan arvioida sähköpurjevoiman suuruus planeettojenvälisessä avaruudessa, jossa sähköpurje-efektin aiheuttajana on aurinkokunnassa Maan magneettikentän vaikutuspiirin ulkopuolella puhaltava aurinkotuuli.

ESTCube-1:n sähköpurjekokeen suunnittelusta päävastuussa on Ilmatieteen laitos. Helsingin ja Jyväskylän yliopistojen lisäksi myös Saksan DLR, Itä-Suomen yliopisto sekä toijalalainen Skytron-elektroniikkapaja ovat toimittaneet osia kokeeseen.

Animaatio ESTCub-1:n laukaisusta:

Artikkelin tekemisessä on käytetty apuna Arianespace-yhtiön ja Ilmatieteen laitoksen tiedotteita.