2
min read
A- A+
read
Viron ensimmäinen satelliitti lähtövalmis
Jari Mäkinen
23.03.2013

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.