Miten suojata merenalaisia kaapeleita?

Merenalaisia kaapeleita (THALES)
Merenalaisia kaapeleita (THALES)

Turvallisuusteknologiayhtiö Thales ja FEBUS Optics allekirjoittavat strategisen yhteistyösopimuksen kriittisen merenalaisen infrastruktuurin suojaamiseksi. Tällä voi olla kiinnostusta myös Itämeren maissa viimeaikaisten kaapelirikkojen vuoksi.

(Thalesin tiedote) Kaksi ranskalaisyhtiötä, Thales ja FEBUS Opticsin, ovat aloittaneet yhteistyön kriittisen merenalaisen infrastruktuurin valvonnassa ja suojaamisessa. Merten pohjissa olevien tietoliikenne- ja sähkökaapeleiden sekä putkien turvallisuus on noussut tärkeään osaan nykyisessä geopoliittisessa tilanteessa.

Merenalainen infrastruktuuri on ollut varsin vähän suojattua tähän mennessä. Ne ulottuvat usein pitkille matkoille vaikeassa ympäristössä, joten niiden valvominen on erityisen hankalaa.

Useat yhtiöt tuottavat ratkaisuja kaapelien ja putkien valvontaan, mutta Thalesin ja FEBUS Opticsin hajautetun akustisen havaitsemisteknologian ratkaisut ovat varsin ainutlaatuisia. Niiden käyttöönotto on helppoa ja edullista, koska ne vaativat vain yksisuuntaisen optisen valokuitukaapeliin. 

Sen avulla voidaan havaita akustisia signaaleja, jotka syntyvät valvotun kohteen lähellä tai päällä. Näin valvontaa voi tehdä saumattomasti koko infrastruktuurin pituudelta ja mahdollisten häiriöiden paikantaminen käy nopeasti sekä tarkasti.

Yhteistyössä Thalesin sonarjärjestelmät ja akustisten signaalien analysointityökalut yhdistetään FEBUS Opticsin kuituteknologiaan. 

"Tämä yhdistetty asiantuntemus tekee mahdolliseksi erittäin kyvykkäiden merivalvontaratkaisujen kehittämisen kriittisen merenalaisen infrastruktuurin suojaamiseksi ja turvaamiseksi," sanoo Thales Underwater Systems -yksikön miehittämättömien järjestelmien vedenalaisen sekä merenpohjan sodankäynnin johtaja Marc Delorme Thalesin tiedotteessa.

Syystalven tähtitaivas Markus Hotakainen La, 07/12/2024 - 10:14
Syksyn tähtitaivasta. Kuva: Markus Hotakainen
Syksyn tähtitaivasta. Kuva: Markus Hotakainen

Näihin aikoihin joulukuussa yöt ovat pimeimmillään – etenkin kun suuressa osassa Suomea ei ole lunta haittaamassa valkoisella hohdollaan taivaan katselua. Kannattaa siis kääntää katseet yöäs tähtitaivaalle!

Maapallon kiertäessä Aurinkoa ja vuodenaikojen vaihtuessa sen mukaisesti myös tähtitaivas näyttää kiertyvän eri asentoon. Hitaasti, mutta varmasti iltaisin näkyvissä oleva osa tähtitaivasta muuttuu, kun tähtikuviot nousevat koko ajan aikaisemmin. 

Planeetat vaeltavat taivaalla omia reittejään, ja tulevat välillä vierailemaan aamutaivaalla, välillä iltataivaalla. Nyt syystalvella 2024 saamme ihastella erituisesti Jupiteria (kuten mm. Yllätysten joulukalenterissa kerrotaan).

Syystalvella näkyvät illalla mukavasti mm. nämä tähtikuviot:

Syystalven tähtitaivas: Sisilisko
Syystalven tähtitaivas: Kolmio
Syystalven tähtitaivas: Kaksoset
Syystalven tähtitaivas: Krapu
Syystalven tähtitaivas: Valaskala
Syystalven tähtitaivas: Härkä
Syystalven tähtitaivas: Ajomies
Syystalven tähtitaivas: Oinas ja Ilves

Otsikkokuvan valokuvaa on ylivalotettu luonnottoman paljon.

Yö päihittää taas päivän Markus Hotakainen Ke, 23/09/2015 - 07:31
Aurinko on laskenut
Aurinko on laskenut

Tänään keskiviikkona, 23. syyskuuta, taivaanpallolla hiljakseen liikkuva Aurinko siirtyy kello 11.21 pohjoiselta pallonpuoliskolta eteläiselle. Tästä eteenpäin yöt ovat täällä pohjoisessa päivää pitempiä. Ensi yö on jotakuinkin saman mittainen, 12 tuntia, kaikkialla maailmassa, ja samoin aika auringonnoususta auringonlaskuun on 12 tuntia kaikkialla planeettamme pinnalla.

Maapallon pyörimisakseli on 23° 26′ 21,48″ kallellaan planeettamme ratatasoon nähden, joten maapallon liikkuessa radallaan vaeltaa Aurinko tähtitaivaan suhteen ylös ja alas siten, että syys- ja kevätpäiväntasausten aikaan se on täsmälleen päiväntasaajan kohdalla.

Näin Aurinko paistaa tänään päiväntasaajalla suoraan taivaan laelta ja sijaitsee – jos sen loisteelta tähdet näkyisivät – Neitsyen tähdistössä. Talvella Aurinko painuu (täältä pohjoisesta katsottuna) alas etelään aina Kauriin kääntöpiirin kohdalle, ja kesällä se nousee Kravun kääntöpiirille. Kääntöpiirit ovat saaneet nimensä niistä tähdistöistä, joiden suunnassa Aurinko oli antiikin aikana zeniitissä eli täsmälleen taivaanlaella.

Vaikka laskennallisesti päivä onkin huomenna jo yötä lyhyempi, käytännössä päivä tulee lyhyemmäksi vasta parin vuorokauden kuluttua: ilmakehän ansiosta Aurinko näyttää olevan hieman todellista ylempänä, joten päivä on vielä tovin yötä pitempi. Viralliset auringonnousu- ja -laskuajat kerrotaan myös Auringon yläreunan mukaan, mikä sekin tekee päivästä hieman pitemmän.

Ja koska päivän ja yön pituuksien ero riippuu vielä leveysasteestakin, laskee Aurinko päiväntasaajalla kohtisuoraan taivaanrantaan nähden ja napa-alueilla se liikkuu lähes horisontin suuntaisesti. Siten päivän ja yön pituuksien ero on pienimmillään päiväntasaajalla ja suurimmillaan navoilla.

Jos ilmakehää ei olisi ja Aurinko näkyisi pistemäisenä kuten tähdet, sekä yön että päivän pituus olisi päiväntasauksen aikaan tasan 12 tuntia.

Gaian laukaisu Timo Prustin kokemana

Gaia nousee lentoon
Gaia nousee lentoon

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

Gaia taivaalla ja taskussasi ESA-blogi To, 19/12/2013 - 16:01
Gaian mobiilisovellus
Gaian mobiilisovellus
Gaian lämpösuojakerrosta

Vuosi sitten avaruuteen laukaistu ESAn Gaia-teleskoopi on laite, joka kartoittaa taivasta huiman tarkasti. Tarkoituksena on muun muassa koota Linnunradasta ainutlaatuinen kolmiulotteinen kartta, mutta lisäksi Gaia havaitsee paljon muuta, kuten muita tähtiä kiertäviä planeettoja , ruskeita kääpiöitä, oman galaksimme ulkopuolella olevia kohteita sekä lähellä, aurinkokunnassa olevia pienkappaleita.

Gaian työtä ja sen havaintomaailmaa voi seurata kätevästi älypuhelimille tehdyllä sovelluksella. Barcelonan yliopiston tekemä sovellusohjelma näyttää paitsi kauniita kuvia ja interaktiivisia diagrammeja, niin myös kertoo Gaiasta, sen matkasta havaintopaikalleen ja siitä miten sen tekee työtään.

Sovellus kertoo myös ajantasaista tietoa siitä mitä Gaia on tekemässä ja kuinka paljon tietoa se on kerännyt. Myös kaikki uudet löydöt tulevat näkyviin puhelimeesi.

Sovellus katsoo lisäksi menneeseen: se kertoo Hipparcos-satelliitista, Gaian edeltäjästä, joka keräsi havaintoja 120 000 tähdestä ja muusta taivaalla olevasta kohteesta. Näistä on koottu suuri, tähtitieteilijöiden aktiivisesti käyttämä taivaan kartasto. Gaian havainnoista tullaan tekemään uusi, moninkertaisesti parempi ja laajempi kartasto, jonka ensimmäinen osa on tarkoitus julkistaa kesällä 2016.

Gaia havaitsee arvion mukaan viisi vuotta kestämään suunnitellun havaintorupeamansa aikana noin miljardia kohdetta – tämä vastaa noin petatavua tietoa (miljoona gigatavua). Tiedot käy läpi Gaian eri maissa ja eri tutkimuslaitoksissa oleva tietojenkäsittely ja -analyysiyhteistö, johon kuuluu myös Helsingin yliopiston tähtitieteilijäryhmä. Suomalaisten vastuualueena ovat havainnoista löytyvät aurinkokunnan pienkappaleet, eli uudet asteroidit ja komeetat.

Toistaiseksi ilmainen Gaia-app on saatavissa vain iOS- ja Android-käyttöjärjestelmille. Lähiaikoina sovellukseen ollaan vielä lisäämässä materiaalia. Sovelluksen tekemisen rahoittivat yhdessä Espanjan tieteellistekninen säätiö sekä Espanjan talous- ja kilpailukykyministeriö. Niinpä englannin lisäksi sovelluksen kielet ovat espanja ja katalaani.

Gaia-app on ladattavissa iTunesista ja Google Playsta.

Gaian lämpösuojakerrosta

Jäätä ja hajavaloa

Gaia laukaistiin avaruuteen tasan vuosi sitten, 19. joulukuuta 2013, ja se aloitti tieteellisen työnsä 25. heinäkuuta, eli hieman myöhemmin kuin oli tarkoitus. Syynä viivästymiseen oli satelliitin sisällä ollut vesihöyry; normaalisti kaikissa avaruuslaitteissa on sisällä ilmaa, joka laukaisun aikana ja avaruudessa pihisee siitä ulos tätä varten tehtyjä tiehyeitä pitkin. Tähtitieteellisissä havaintolaitteissa, joissa on herkkää optiikkaa, tähän on kiinnitetty erityistä huomiota, koska ilmassa oleva vesihöyry tiivistyy jääksi muun muassa peileihin. Siksi Gaiankin peileissä on sähkövastukset, joilla niitä voidaan lämmittää ja siten jäästä voidaan päästä vähitellen eroon. 

Gaiassa vesihöyryä oli jostain syystä enemmän kuin oletettiin, joten vesihöyryn härmistyminen jääksi peilien päälle oli ongelma. Tämä saatiin hallintaan ajan myötä ja erityisillä kikoilla, joilla satelliitin sisälle jäänyttä ylimääräistä ilmaa puolipakotettiin ulos avaruuteen.

Lisäksi Gaialla oli – ja on edelleen – toinen ongelma: sen optiikkaan pääsee ylimääräistä valoa. Valoa ei tule paljon, ja sen määrä vaihtelee Gaian asennosta ja Auringon suunnasta riippuen. 

Hajavalo ei haittaa havaintojen määrää, mutta vaikuttaa sen tekemien havaintojen laatuun. Kirkkaiden kohteiden tutkimista hajavalo ei haittaa paljoakaan, mutta himmeämpien tähtien kohdalla ero on merkittävä. Eniten tästä kärsivät spektrometriset havainnot, joiden avulla määritetään tähtien liikkumisnopeutta. Mikäli Gaia pystyy jatkamaan havaintojaan suunniteltua pitempään, saadaan silloin enemmän havaintoja erilaisissa hajavalotilanteissa, ja siten tulokset ovat parempia.

Joka tapauksessa Gaian mittaukset ovat nytkin paljon aiempia parempia, joten vaikka Gaia-lentoon osallistuvat tähtitieteilijät ovat hieman pettyneitä, saavat he käsiinsä päivittäin ainutlaatuista havaintomateriaalia.

Päivän kuva 23.9.2013: Yö on taas päivää pitempi - vai onko?

Näin se taas tapahtui: eilen illalla 22. syyskuuta klo 23.44 taivaalla hiljakseen liikkuva Aurinko siirtyi pohjoiselta pallonpuolelta etelän puolelle, ja näin tästä eteenpäin yöt ovat täällä pohjoisessa päivää pitempiä. Sunnuntain ja maanantain välinen yö on jotakuinkin saman mittainen, 12 tuntia, kaikkialla maailmassa, ja samoin aika auringonnoususta auringonlaskuun on 12 tuntia kaikkialla planeettamme pinnalla.

Maapallon pyörimisakseli on 23° 26′ 21,48″ kallellaan planeettojen ratatasoon nähden, joten maapallon liikkuessa Auringon ympäri radallaan, vaeltaa Aurinko tähtitaivaalla ylös ja alas siten, että syys- ja kevätpäiväntasausten aikaan se on täsmälleen päiväntasaajan kohdalla. Näin Aurinko paistaa tänään päiväntasaajalla suoraan taivaan laelta ja sijaitsee - jos loisteelta tähdet näkyisivät - neitsyen tähtijoukossa. Tämä näkyy myös hyvin kuvassa, missä ovat yön ja päivän alueet sekä Auringon sijainti Maan pinnalle projisoituna jotakuinkin syyspäiväntasauksen hetkellä. Talvella Aurinko painuu (täältä pohjoisesta katsottuna) alas etelään aina Kauriin kääntöpiirin kohdalle, ja kesällä se nousee Kravun kääntöpiirille. Kääntöpiirit ovat saaneet nimensä niistä tähdistöistä, missä Aurinko oli antiikin aikana zeniitissä, eli täsmälleen taivaanlaella.

Vaikka laskennallisesti päivä onkin tänään yötä lyhyenpi, käytännössä päivä tulee lyhyemmäksi vasta parin vuorokauden kuluttua: ilmakehän vuoksi Aurinko näyttää olevan hieman todellista ylempänä, joten päivä on yötä pitempi. Viralliset auringonnousu- ja -laskuajat kerrotaan myös Auringon yläreunan mukaan, mikä sekin tekee päivästä hieman pitemmän. Ja vielä koska päivän ja yön pituuksien ero riippuu leveysasteesta, laskee Aurinko päiväntasaajalla kohtisuoraan taivaanrantaan nähden ja napa-alueilla se liikkuu lähes horisontin suuntaisesti, ja näin tänään päivän ja yön pituuksien ero on pienimmillään päiväntasaajalla ja suurimmillaan navoilla.

Jos ilmakehää ei olisi ja Aurinko näkyisi pistemäisenä kuten tähdet, sekä yön että päivän pituus olisi päiväntasauksen aikaan tasan 12 tuntia.