CryoSat-2 valmiina laukaisuun

ESAn CryoSat-2-satelliitti on omistettu jään paksuuden muuttumisen tutkimiselle sekä merissä kelluvana että jäätiköissä. Sen 3,5 vuoden toiminta-aikanaan mittaama data auttaa meitä kartoittamaan jään roolia entistä paremmin.

Kazakstanin Baikonurista suoritettavaa laukaisua lykättiin helmikuussa Dnepr-kantoraketin toisen vaiheen ohjausmoottoreita koskeneiden teknisten huolien vuoksi. Nyt laukaistuun valmistaudutaan uudelleen ja sen on määrä koittaa huhtikuun 8. päivänä.

GOCE ja SMOS -satelliittien jäljessä CryoSat-2:sta tulee kolmas tämän ja viime vuoden aikana laukaistu ESAn Earth Explorers -ohjelmassa maapalloa tutkiva satelliitti. Niiden avulla selvitetään planeettamme toimintaa ja ihmisen vaikutusta luonnon kiertokulkuun.

Sateliitin edeltäjän, CryoSat-1:n, laukaisu epäonnistui lokakuussa 2005 Rockot-kantoraketin toimintahäiriön vuoksi. Takaiskun jälkeen ESA teki nopeasti päätöksen rakentaa satelliitti uudelleen entistä ehompana.

Tieteelliseltä suorituskyvyltään CryoSat-2 on CryoSat-1:n kopio, mutta uudelleen rakennetussa satelliitissa tehtiin kuitenkin useita parannuksia varsinkin sen luotettavuuden osalta. Esimerkiksi CryoSat-2:n pääinstrumenttina toimivalle SIRAL-tutkalle on mukana kokonainen ja itsenäinen varalaitteisto.

Parempi kattavuus kuin koskaan ennen

"Yksi tärkeimmistä tutkimuskysymyksistä on se miten Jäämeren olosuhteet muuttuvat tulevaisuudessa", kertoo merentutkija Jari Haapala Ilmatieteen laitokselta. "CryoSat-2:n havainnot kattavat koko maapallon kryosfäärin eli Grönlannin jäätikön, Antartikan sekä Pohjoinen ja Eteläisen Jäämeren, joten yhden satelliitin avulla saadaan yhtenäinen kuva jääolojen muutoksista."

Haapala on työskennellyt merijään tutkimuksessa jo kymmenen vuoden ajan. Tulevaisuudessa hän analysoi CryoSat-2:n mittausdataa.

"Perinteisien satelliittien avulla voidaan määrittää vain merijään peittävyys, siis se pinta-ala joka on jään peittämä", Haapala selittää. "Peittoisuutta tärkeämpää olisi kuitenkin tietää merijään paksuus."

Jään paksuutta voidaan arvioida tarkastelemalla merenpinnan ja jään yläpinnan korkeuseroa. Toistaiseksi menetelmään eli altimetriaan perustuvat satelliitit eivät ole olleet kovinkaan tarkkoja ja kattavia.

Euroopan avaruusjärjestön vuonna 2002 laukaisemassa EnviSatissa on siinäkin tutka-altimetri, mutta se on CryoSatiin verrattuna karkea mittaustarkkuudeltaan. Jään paksuutta voidaan mitata myös laserin avulla, kuten Nasan ICESat-satelliitti teki vuosina 2003-2009.

"Koska CryoSat perustuu tutka-altimetriaan, sen tarkkuus ei ole aivan niin hyvä kuin ICESat:in, mutta se pystyy havainnoimaan jäätä kaikissa olosuhteissa", Haapala korostaa. "ICESatin laseraltimetrian ongelma on pilvet, niiden läpi laser ei näe. Siksi CryoSatin havaintojen kattavuus tulee olemaan huomattavasti suurempi kuin minkään aikaisemman satelliitin."

CryoSat-2 sijoitetaan polaariradalle, jolla se käy joka kierroksellaan 88. leveysasteen yläpuolella. Tämä mahdollistaa mittaukset ovat aivan lähellä napoja. Rata sijaitsee 700 kilometrin korkeudella.

Suomelle tärkeä satelliitti

Suomella on merkittävä osuus CryoSat-2:ssa useilla osa-alueilla. Patria Advanced Solutions on rakentanut satelliitin tehonsäätö- jakoyksikön moduulit. Mittausmenetelmiä on mallinnettu ja kehitetty Teknillisessä korkeakoulussa ja Merentutkimuslaitos on koordinoinut kansainvälisiä kenttäkokeita mittausten varmistamiseksi. Satelliitin tuottamaa dataa tutkitaan Ilmatieteen laitoksella.

"Suomessa on melko vahvaa osaamista lentokoneesta tai helikopterista tehdyillä lasermittauksilla ja CryoSat-2:n datan tulkinta on merkittävä laajennus aikaisempaan toimintaan", Haapala kertoo. "CryoSat-2:n havaintoja käytetään myös Suomessa tehtävässä jäämallien kehitystyössä."

"Suunnitelmissa on, että suomalaiset tutkijat osallistuvat ESA:n koordinoimiin CryoSat-2:n kenttäkampanjoihin Arktikassa keväällä 2011 ja 2012", Haapala lisää. Mittausalueella maanpinnalta suoritettavien mittausten avulla voidaan varmistaa satelliitin tulosten paikkansa pitävyys.