GOCE-satelliitti valmistuu hyvää vauhtia

GOCE eli 'Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer' on Maapallon gravitaatio-, eli painovoimakenttää mittaava luotain. Sen tulosten avulla saadaan Maan epäsäännöllinen geoidin muoto kartoitettua ennennäkemättömällä tarkkuudella. Tämä saavutetaan sähköstaattisella gradiometrillä (EGG, eli Electrostatic Gravity Gradiometer), joka koostuu kolmesta äärimmäisen tarkasta kiihtyvyysanturiparista, jotka on kiinnitetty toisiinsa nähden kohtisuoraan.

Viimeinen pari kiihtyvyysantureiden lentomalleista on saatu valmiiksi Ranskan ilmailu- ja avaruustekniikan tutkimuslaitos ONERA:ssa ja toimitettua Alcatelin Cannesin yksikköön. Kaksi ensimmäistä paria on jo ehditty suunnata, ja viimeisen anturin asentaminen on tärkeä virstanpylväs satelliitin valmistumisessa. Samaan aikaan Cannesissa tapahtuneen gradiometrin lentomallin asentamisen kanssa kiinnitettiin Alcatel Alenian Torinon tiloissa satelliitin prototyyppilentomalliin gradiometrin elektroniikkaosa ja sen rakennetta lämpötasapainollisesti jäljittelevä malli mekaanisesti ja sähköisesti. Nämä kaikki eri mallit ja versiot ovat tarpeen satelliitin toiminnan varmistamiseksi.

Edellä lueteltujen asennusten lisäksi on satelliittiin lisätty myös GPS-pohjainen satelliittipaikannusjärjestelmä, jolla saadaan tarkat paikkatiedot kiertoradalla. Viimeisenä silauksena asennetaan satelliittiin vielä sen ionimoottori ja testataan moottorin toiminta. Tämän jälkeen kokonaisuus koekäytetään ja lähetetään Alankomaihin, ESAn avaruustekniikkakeskukseen ESTECiin toukokuussa. Tällöin gradiometrin rakenteellinen malli vaihdetaan protolentomalliin.

Toisin kuin monet muut satelliitit, jotka toimivat passiivina alustoina useille toisistaan riippumattomille laitteille, GOCE on myös itse aktiivinen. Sen jälkeen kun gradiometri ja satelliittipaikannusjärjestelmä on asennettu siihen, niistä tulee keskeinen osa integroitua mittaus- ja kontrollointijärjestelmää. Koko satelliitti on toteutettu niin, että siinä ei ole yhtään liikkuvaa osaa, jotka voisivat aiheuttaa häiriöitä ennennäkemättömän tarkkoihin gravitaatiota mittaaviin laitteisiin.

"Projekti on todellakin ollut hyvin vaativa ja olemme joutuneet tekemään useita teknologisia kehitysaskeleita sekä sovellettuja ratkaisuja tätä vaativaa gravitaatiotutkimuslentoa varten", kertoo Alcatel Alenia Space -yksikössä GOCE-projektijohtajana toimiva Andrea Allasio. "Tämä kaikki yhdessä satelliitin avaruudessa käyttäytymistä ennakoivien mallinnusten kanssa on auttanut meitä kehittämään monia ratkaisuita, joita voidaan käyttää myös tulevaisuuden avaruusprojekteissa. Kun kaikki järjestelmät ovat paikoillaan, insinöörimme ja teknikkomme tekevät kuusipäiväisiä työviikkoja saadakseen testit suoritettua. Heidän työnsä mahdollistaa lopulta tutkijoiden saavuttavan GOCE:lle suunnitellut tavoitteet."

Ranskalais-italialainen Alcatel Alenia Space on GOCE-ohjelman pääurakoitsija.

ESAn tutkijat ja insinöörit pääsivät tarkastelemaan työn alla olevan satelliitin runkoa Alcatel Alenia Space -yksikön puhdastilassa, luonnollisesti asianmukaisiin suojavaatteisiin pukeutuneina.

"On todellakin jännittävää nähdä viimein GOCE-satelliitti edessämme", sanoo Reiner Rummel, GOCE:n neuvonantajaryhmän johtaja. "Niin paljon erinomaisia ideoita, ajattelua, numeerisia mallinnuksia ja suunnittelutyötä on tehty sen eteen. Se osoittautui erittäin vaativaksi ja hyvin erikoislaatuiseksi satelliittijärjestelmäksi ja olemme erittäin kiitollisia insinööreille heidän tekemästään erinomaisesta työstä. Seuraavaksi laitamme sormemme ristiin ja toivomme laukaisun onnistuvan ja tekevän osaltaan mahdolliseksi kaiken jo pohjustetun tieteellisen tutkimuksen."

Vain yhdeksän kuukauden kuluttua GOCE laukaistaan muunnellulla mannertenvälisellä ballistisella ohjuksella, SS-19:stä tehdyllä Rockot-raketilla Plesetskin laukaisualueelta Pohjois-Venäjältä. Laukaisu on historiallinen myös siksi, että se tulee olemaan ensimmäinen Maata tutkivista ESAn 'Elävä Planeetta'-ohjelman satelliiteista, joka pääsee kiertoradalle.

Hyvin matalalta, vain 250 kilometrin korkeuksiselta radaltaan GOCE tulee 20-kuukautisena toiminta-aikanaan kartoittamaan Maapallon gravitaatiokentän ja siihen liittyvän geoidin muodon. Nämä mittaustulokset auttavat ymmärtämään paremmin myös valtamerten virtauksia, jolla on keskeinen osa energian siirtymisestä maailmassa sekä merenpinnan muutoksista ja Maan sisustassa tapahtuvista prosesseista. Satelliitti tulee myös kehittämään geodetiikan tutkimusta huomattavasti.

Ennen lähettämistään laukaisupaikalle myöhemmin tämän vuoden aikana GOCE-satelliitti ja gradiometri käyvät läpi lopullisen asennuksen sekä akustisista että muista testeistä koostuvan ympäristötestausohjelman ESTEC:issä. Tämä testauksen viimeinen vaihe varmistaa, että kaikki järjestelmät ovat kunnossa kestämään laukaisun koettelemukset ja avaruuden erittäin vaativan ympäristön.

GOCE sisältää myös suomalaista tietämystä, sillä Espoossa toimiva Space Systems Finland on toteuttanut satelliitin asennonsäätöjärjestelmän ohjelmistot.