Aalto-satelliitit

Kaikki hyvin avaruudessa: Aalto-1 toimii ja siihen ollaan yhteydessä

Aalto-1 -blogiAalto-1 viettää jo kolmatta vuorokauttaan avaruudessa. Se kiertää Maan kerran noin 94 minuutissa keskimäärin 505 kilometrin korkeudella olevalla radallaan, joka vie sen joka kierroksellaan niin Etelämantereen kuin pohjoisnavan päältäkin.

Sen rataa voi seurata mm. tällä sivulla - napojen kautta kulkeva rata näyttää ylös-alas sahaavalta kaarelta, joka siirtyy joka kierroksella kartalla hieman länteen päin. Suomen päältä Aalto-1 kulkee noin kaksi kertaa vuorokaudessa, mutta läheltä tapahtuvia ohituksia on enemmän.

Näillä suoraan päältä kulkevien ja hieman vierestä menevien ohitusten aikaan satelliittiin ollaan yhteydessä Aalto-yliopistossa olevan maa-aseman kautta. Otaniemestä siis ei vain kuunnella satelliitin majakkasignaalia, vaan myös otetaan vastaan telemetriatietoja sekä ohjataan satelliittia.

Video: Aalto-1:n vapautus avaruuteen raketissa olleen kameran kuvaamana

Intian avaruustutkimusjärjestö ISRO on julkistanut juuri videon, missä nähdään tänään aamulla tapahtunut PSLV-kantoraketin lennon C38 laukaisu ja nousu avaruuteen. Videolla on myös kuvattuna satelliittien vapautukset avaruuteen – eli siis myös viimeiset kuvat Aalto-1:stä.

Suomalaissatelliitin singahdus on kohdassa 2:05.

Laukaisun vaiheet selviävät alla olevasta piiroksesta:

Video: ISRO

Laukaisusekvenssi

Näin Aalto-1 piipittää taivaalla – kuuntele sen signaalia

Aalto-1 on lentänyt radallaan ensimmäisen kerran suoraan Suomen päältä. Ylilennon aikana Otaniemen maa-asema kuuli sen signaalin hyvin ja tämä vahvisti jo edelliseltä kierrokselta saadun alustavan tiedon: satelliitti toimii hyvin.

Maa-asemalta saatiin lähetettyä satelliittille komentoja, jotka osoittivat, että Aalto-1 reagoi ja siihen voidaan olla yhteydessä – ei vain kuunnella.

Satelliitin lähettämä signaali saatiin kuuluviin myös Hankasalmen obervatoriossa. Yllä olevalla videolla kuvana on Otaniemestä saadun signaalin visualisointi kuvaruudulta, mutta ääni on Hankasalmella tallennettu.

Yksi kierros maapallon ympäri kestää 94 minuuttia ja 36 sekuntia, eli yhdessä vuorokaudessa satelliitti tekee 15 kierrosta. Keskimäärin kahdesti päivässä satellitti kulkee oikein hyvin Suomen ylitse, mutta siihen voidaan olla yhteydessä myös silloin, kun rata kulkee läheltä Suomea.

Aalto-1:n rataa voi seurata itsekin mm. täällä. Karttaa seuratessa voi myös nähdä milloin satelliitti on Maan varjossa ja milloin Aurinko porottaa siihen.

Signaali koostuu ensin morsemerkeistä A A L T O 1 ja sitä seuraavista telemetriatiedoista. Videolla kuullaan pääasiassa telemetriapiipitystä.

Tässä tietoja voidaan kuulla vain äänenä, mutta Otaniemessä tästä piipityksestä saadaan selville signaaliin koodatut tiedot siitä, miten Aalto-1 ja sen systeemit toimivat. Tiedot kertovat myös missä asennossa satelliitti on. Näiden tietojen perusteella päätetään jatkotoimista.

Satelliitin järjestelmiä – mm. sen kamera ja toinen radiolaitteisto – käynnistellään rauhallisesti, sillä satelliitin ensimmäiset päivät avaruudessa ovat hyvin kriittiset.

Nyt kuitenkin Aalto-1:n lento näyttää alkaneen erinomaisesti!

Seuraavan kerran satelliitti tulee hyvin Suomen päälle illalla. 

Aalto-1 -tiimi
Aalto-1 -tiimi potretissa onnistuneen laukaisun jälkeen.

Aalto-1 on avaruudessa – ensimmäistä yhteyttä odotetaan

Pe, 06/23/2017 - 07:34 By Jari Mäkinen
PSLV C38 laukaisualustalla (Aalto-1 mukanaan)

Ensimmäinen virallisesti suomalainen satelliitti on nyt avaruudessa. Aalto-1 laukaistiin onnistuneesti matkaan tänään aamulla Intiasta.

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.

”Raketti Intiasta lähti aikataulussa klo 06.59, ja Aalto-1 irrotettiin omalle radalleen suunnitelmien mukaisesti. Vuosien työn tulos on nyt kiertoradalla. Toivottavasti saamme pian yhteyden satelliittiin ja voimme aloittaa tieteelliset mittaukset”, sanoo projektin vetäjä apulaisprofessori Jaan Praks Aalto-yliopiston tiedotteessa.

Satelliitin laukaisua oli kerääntynyt Otaniemeen seuraamaan kymmeniä satelliittiprojektiin osallistuneita Aallon opiskelijoita ja alumneja. Useat heistä ovat jääneet avaruusalalle ja rakentavat nyt uusia satelliitteja, avaruusluotaimia ja avaruuslaitteita eri instituutioissa.

”Aalto-1 projektista on lähtenyt liikkeelle myös kaksi uutta yritystä. Molemmat kaavailevat omien satelliittien laukaisemista vielä tänä vuonna. Lisäksi Aallossa rakennetaan jo kahta uutta satelliittia. Ellei viivästyksiä tule, on tästä juhlavuodesta tulossa kaikkien aikojen satelliittivuosi Suomessa”, Jaan Praks hymyilee.

Aalto-1 on moderni CubeSat-standardia seuraava nanosatelliitti, joka vie avaruuteen suomalaista huipputekniikkaa: VTT:n rakentaman spektrikameran, Helsingin yliopiston ja Turun yliopiston yhteisen säteilyilmaisimen ja Ilmatieteen laitoksen kehittämän plasmajarrun, joka tähtää avaruusromun vähentämiseen. Aallon opiskelijat ovat itse suunnitelleet koko satelliitin kokonaisuuden ja useita alijärjestelmiä, kuten radiot, rungon, antennit sekä aurinkopaneelit, jotka tuottavat satelliitin tarvitseman sähkön. Satelliitin aivot eli päätietokone välittää kaiken tarvittavan tiedon avaruudesta Otaniemen maa-asemalle.

Video: Aalto-1:n raketti ja sen kyytiläiset esittelyssä

Enää vain noin 12 tuntia laukaisuun!

Intian avaruustutkimusjärjestö ISRO julkaisi juuri ennakkovideon tulevasta lennosta. Siinä kerrotaan (englanniksi) lähinnä päähyötykuormana olevasta kaukokartoitussatelliitista, mutta mukana videolla on myös Aalto-1 – lyhyesti, mutta kuitenkin!

Samalla laukaisuvalmistelut etenevät lähtölaskennan mukaisesti: iltapäivällä Suomen aikaa kantorakettia suojannut liikuteltava hangaari siirrettiin kokonaan sivuun ja lukittiin kaukaisimpaan asemaansa raketista katsottuna. Juuri tätä kirjoitettaessa toisen vaiheen ajoaineiden tankkaus on käynnissä.

Kaikki näyttää siis erinomaisen hyvältä juuri nyt!

Aalto-1 on laukaisualustalla ja raketin lähtölaskenta on alkanut – katso kuvia laukaisukeskuksesta

To, 06/22/2017 - 13:14 By Jari Mäkinen
PSLV C38 laukaisualustalla (Aalto-1 mukanaan)

Pitkä odotus alkaa todellakin olla ohi: Aalto-1 -satelliittia kuljettavan intialaisen PSLV-kantoraketin lähtölaskenta on alkanut.

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!

Kuvat: ISRO

Juttua on päivitetty 22.6., kun Aalto-1:n tarkka irtoamisaika saatiin tietoon.

Näin Aalto-1 laukaistaan avaruuteen ylihuomenna

Ke, 06/21/2017 - 20:03 By Jari Mäkinen
PSLV C38

Tätä on odotettu: yli vuoden ajan laukaisuaan odottanut Aalto-1 on viimeinkin lähdössä matkaan. Sitä kuljettanut raketti on odottamassa Intiassa ja kaikki näyttää nyt olevan kunnossa. Vaikka Aalto-2:sta tuli ensimmäinen suomalaissatelliitti avaruudessa, nousee ensimmäisenä virallisesti suomalaiseen avaruusalusrekisteriin laitettava satelliitti matkaan nyt perjantaina aamulla.

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.

Raketti vie satelliitit 505 kilometrin korkeuteen Maata kiertävälle ns. aurinkosynkroniselle kiertoradalle, joka kulkee Maan napojen kautta. Tai melkein: radan kaltevuus päiväntasaajan suhteen on 97,44 astetta. Aalto-1 irtaantuu raketista noin 20 minuuttia laukaisun jälkeen, eli noin klo 7.20 Suomen aikaa perjantaina.

Yllä oleva piirros näyttää miten laukaisu sujuu.

Aalto-1 tulee siis kulkemaan säännöllisesti Suomen päältä ja se pystyy kuvaamaan Suomeakin joka päivä. Siihen voidaan olla suoraan yhteydessä Otaniemen maa-asemalta joka päivä pitkiä aikoja. Tässä mielessä se siis poikkeaa Aalto-2:sta, jonka rata oli lähempänä päiväntasaajaa ja mihin voitiin olla yhteydessä vain noin 10 minuuttia päivässä. Kuten Aalto-2:een, voidaan Aalto-1:een olla yhteydessä myös muulloin yhteistyöasemien kautta, mutta niiden välityksellä tehdyt yhteydet eivät toimi niin hyvin kuin suora kontakti omalta asemalta Otaniemestä.

Satelliitit, Aalto-1 niiden mukana, asennettiin ensin nokkakartion sisään ja se kuljetettiin laukaisualustalla odottaneen raketin päälle. Alla olevassa kuvassa raketin toista vaihetta nostetaan paikalleen; raketti kootaan kuin palapeli nostamalla vaiheet päällekkäin ja laittamalla satelliitit nokkakartion sisällä ylimmäiseksi. Runko on halkaisijaltaan 2,8 metriä.

Suomalaista huipputekniikkaa

Aalto-1 on moderni CubeSat-standardia seuraava nanosatelliitti, joka vie avaruuteen suomalaista huipputekniikkaa: VTT:n rakentaman spektrikameran, Helsingin yliopiston ja Turun yliopiston yhteisen säteilyilmaisimen ja Ilmatieteen laitoksen kehittämän plasmajarrun, joka tähtää avaruusromun vähentämiseen.

Aallon opiskelijat ovat itse suunnitelleet koko satelliitin kokonaisuuden ja useita alijärjestelmiä, kuten radiot, tietokoneen, rungon, antennit sekä aurinkopaneelit, jotka tuottavat satelliitin tarvitseman sähkön. Satelliitin aivot eli päätietokone välittää kaiken tarvittavan tiedon avaruudesta Otaniemen maa-asemalle.

Satelliittitiimi on viime viikot paitsi odottanut laukaisua, myös yrittänyt kuumeisesti ratkaista toukokuussa kiertoradalle vapautetun satelliittipikkuveli Aalto-2:n yhteysongelmia, toistaiseksi tuloksetta.

Satelliittitiimin vetäjä, professori Jaan Praks on luottavainen Aalto-1:n suhteen:

”Aalto-1-satelliitti on Aalto-2:ta monimutkaisempi, mutta sitä on myös testattu paljon Aalto-2:ta kauemmin.  Aalto-1:n kiertorata on lisäksi paljon lähempänä Otaniemen maa-asemaa kuin Aalto-2:n, mikä helpottaa sen operointia huomattavasti. Jos kaikki menee suunnitelmien mukaan, satelliitti avaa antennit ja valmistautuu yhteydenottoon jo puolen tunnin kuluttua irrotuksesta. Ensimmäinen lento Suomen yli tapahtuu aamupäivällä. Paljain silmin satelliittia ei näe, mutta radioamatöörit pystyvät seuraamaan satelliittia omilla radiolaitteistoillaan.”

Se, miten käy, selviää perjantaina. Edellinen PSLV:n lento näytti tältä:

Suomalaista huipputekniikkaa

Aalto-1 on moderni CubeSat-standardia seuraava nanosatelliitti, joka vie avaruuteen suomalaista huipputekniikkaa: VTT:n rakentaman spektrikameran, Helsingin yliopiston ja Turun yliopiston yhteisen säteilyilmaisimen ja Ilmatieteen laitoksen kehittämän plasmajarrun, joka tähtää avaruusromun vähentämiseen.

Aallon opiskelijat ovat itse suunnitelleet koko satelliitin kokonaisuuden ja useita alijärjestelmiä, kuten radiot, tietokoneen, rungon, antennit sekä aurinkopaneelit, jotka tuottavat satelliitin tarvitseman sähkön. Satelliitin aivot eli päätietokone välittää kaiken tarvittavan tiedon avaruudesta Otaniemen maa-asemalle.

Satelliittitiimi on viime viikot paitsi odottanut laukaisua, myös yrittänyt kuumeisesti ratkaista toukokuussa kiertoradalle vapautetun satelliittipikkuveli Aalto-2:n yhteysongelmia, toistaiseksi tuloksetta.

Satelliittitiimin vetäjä, professori Jaan Praks on luottavainen Aalto-1:n suhteen:

”Aalto-1-satelliitti on Aalto-2:ta monimutkaisempi, mutta sitä on myös testattu paljon Aalto-2:ta kauemmin.  Aalto-1:n kiertorata on lisäksi paljon lähempänä Otaniemen maa-asemaa kuin Aalto-2:n, mikä helpottaa sen operointia huomattavasti. Jos kaikki menee suunnitelmien mukaan, satelliitti avaa antennit ja valmistautuu yhteydenottoon jo puolen tunnin kuluttua irrotuksesta. Ensimmäinen lento Suomen yli tapahtuu aamupäivällä. Paljain silmin satelliittia ei näe, mutta radioamatöörit pystyvät seuraamaan satelliittia omilla radiolaitteistoillaan.”

Se, miten käy, selviää perjantaina. Edellinen PSLV:n lento näytti tältä:

Kuvat: ISRO ja Tiedetuubi. Tekstissä on käytetty hieman Aalto-yliopiston tiedotteen tekstiä.

Tuore tieto: Aalto-1:stä tulee juhannussatelliitti

Intian avaruustutkimusorganisaatio ISRO kertoi eilen, että seuraava PSLV-raketin laukaisu tehdään 23. kesäkuuta. Siis ensi viikon perjantaina, juuri ennen juhannusta.

Meikäläisittäin tästä laukaisusta tekee kiinnostavan se, että Aalto-1 on sen mukana; odotettuaan pitkään matkaan pääsyä SpaceX:n Falcon 9 -raketilla Aalto-yliopiston satelliittitiimi alkoi laukaisuvälittäjänsä kanssa etsiä toista kyytiä taivaalle ja päätyi viime kevättalvena katsomaan kohti Intiaa.

Intia ei suinkaan ole mikään avaruuden kehitysmaa, sillä maalla on käytössään koko joukko luotettavaksi osoittautuneita kantoraketteja. Niistä paras lienee pari viikkoa sitten lentonsa tehnyt raskas kantoraketti GSLV.

Paitsi kantoraketeissa, ovat intialaiset tehneet omia satelliittejaankin jo pitkään. Tällä ensi viikon laukaisulla päähyötykuormana on Cartosat-2E, joka on monikanavaisella kameralla varustettu kaukokartoitussatelliitti.

Samanlainen satelliitti laukaistiin avaruuteen jo viime helmikuussa, jolloin raketin mukana lähetettiin myös ennätyksellinen määrä (104!) pieniä nanosatelliitteja. Nytkin kyydissä on Aalto-1:n lisäksi 22 muuta satelliittia. Näistä kahdeksan kuuluu QB50-satelliittiparveen, joista suurin osa lähetettiin matkaan avaruusasemalta nyt toukokuussa.

Satelliitit ovat tällä hetkellä jo raketin nokassa ja laukaisuvälittäjä ISL kertoo, että ne ovat hyvissä voimissa ja akut täynnä virtaa.

Siis: Aalto-1 on pian avaruudessa ja Otaniemessä on käsillä pian jo toinen kerta, kun he pääsevät ottamaan yhteyttä omaan satelliittiinsa avaruudessa. Aalto-1:n rata on tätä varten parempi kuin Aalto-2:n, koska ykkönen tulee kulkemaan radallaan maapallon napojen kautta ja se lentää suoraan Suomen päältä useita kertoja vuorokaudessa.

Aalto-satelliittitiimi siis viettää tämän juhannuksensa työn parissa.

Upea idea: Antin haaveena on 3D-printata satelliitti

Pe, 06/16/2017 - 12:05 By Jari Mäkinen
Antti Kestilä

Aalto-yliopiston satelliittilinja saa myöhemmin tänä vuonna jatkoa Suomi 100 -satelliitista. Kyseessä on Suomen satavuotisjuhlien varmasti korkealentoisin hanke, ja nyt se alkaa muuttua sanoista lihaksi – tai siis piirilevyiksi, metalliksi ja 3D-printatuiksi osiksi.

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.

Aalto-2 on hiljaa – se joko mököttää, sekoilee tai on hiipunut

Ti, 06/13/2017 - 17:03 By Jari Mäkinen
Aalto-2 (keskellä) laukaisun jälkeen

Kuten jo eilen uutiset kertoivat, on Otaniemen opiskelijasatelliitti Aalto-2 nyt hiljaa. Samalla kun yhteyttä koetetaan palauttaa, keskitytään jo Aalto-1:n laukaisuun sekä siihen, että sen lento toiminta avaruudessa hieman pitempään.

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.

Otsikkokuvassa Aalto-2 putkahtaa ulos laukaisusovittimesta omalle kiertoradalleen. Suomalaissatelliitti on keskimmäinen kolmesta cubesatista. Juttu perustuu osin Aalto-yliopiston tiedotteeseen.