Opiskelijoiden Aalto-1 tähtää Suomen ensimmäiseksi satelliitiksi

Idea suomalaisen satelliitin toteutuksesta heräsi tämän vuoden keväällä, kun Aalto-yliopiston opiskelijat päättivät suunnitella Avaruustekniikan erikoistyö -kurssin ryhmätyönä oman satelliitin. Pian hankkeelle löydettiin käytännön yhteistyökumppaneita ja projekti pääsi alkuun.

"Aalto-1:llä on kunnianhimoiset tavoitteet opiskelijasatelliitiksi", kertoo projektitiimiläinen Maria Komu Aalto-yliopistosta. "Hyötykuormana olevat instrumentit ovat kaikki uutta teknologiaa ja satelliittimme toimii tavallaan niiden testausalustana. Tavoitteenamme on osoittaa, että myös nanokokoisella satelliitilla voidaan tehdä oikeaa tieteellistä tutkimusta."

Ison maitotölkin kokoinen satelliitti

Käytetyssä CubeSat-standardissa piensatelliitti mahtuu laukaisussa 10 senttimetriä sivuiltaan olevan kuution tai usean tällaisen kuution sisälle. Aalto-1 on "3U"-tyypin satelliitti, joka vastaa kooltaan kolmea vierekkäin asetettua tällaista kuutiota. Massaa sillä on määrä olla noin 3 kilon verran.

Aalto-1 päällystetään kaikilta sivuiltaan aurinkopaneeleilla, jotka antavat sen laitteille käyttötehon. Erikoista on sillä on nanosatelliittien kokoluokassa kolmiakselistabilointi, joka mahdollistaa kuvausjärjestelmän vakauden.

"Kolmiakselistabilointiin on rakennettu valmiita järjestelmiä ja meillä on siihen pari vaihtoehtoa", selostaa Komu. "Se olisi oikeasti vaikea tehdä itse." Suunniteltu asennonsäätöjärjestelmä perustuu sekä vauhtipyörästöön, että Maan magneettikenttää hyödyntävään asennonsäätöön.

Projektitiimin toiveena satelliitille olisi aurinkosynkroninen polaarirata, joka mahdollistaisi yhteydenpidon satelliittiin Suomesta useita kertoja vuorokaudessa. Pienen kokonsa ansiosta se mahtuisi helposti suuremman satelliittilaukaisun lisäkuormaksi. Satelliitti pyritään saamaan valmiiksi vuoteen 2013 mennessä.

Isoja suunnitelmia pienessä mittakaavassa

"Tärkein tehtävämme on todistaa, että pääinstrumentti eli kuvaava spektrometri toimii avaruudessa", kiteyttää projektin koordinaattori, tutkija Jaan Praks Aalto-yliopiston Radiotieteen ja -tekniikan laitokselta. "Haluamme todistaa, että näin pienistä satelliiteista voi olla hyötyä tulevaisuudessa."

"Satelliittien spektrikamerat ovat tyypillisesti 5-50-kiloisia, mutta me tähtäämme 100-200 grammaan", kertoo päähyötykuorman toimittavan VTT:n ryhmäpäällikkö Heikki Saari. "Aalto-1-projekti on hyvin mielenkiintoinen, koska se nostaa teknologiamme tietoisuuteen. Laiteemme edustaa hyvin ainutlaatuista suomalaista teknologiaa, jollaista ei muualla maailmassa osata valmistaa."

Spektrometri ja sähköpurje

VTT:llä omana tutkimuksena kehitetty ja patentoitu optinen Fabry-Perot-spektrometri mahdollistaa kuvaamisen digikameroiden käyttämän kolmen värin sijasta tyypillisesti 30 spektrikaistalla, joten tietoa saadaan yhdestä kuvasta runsaasti.

"Näkyvää valoa ja lähi-infrapunaa kattava spektrialue soveltuu esimerkiksi vesistöjen tilan arvioimiseen sekä kaukokartoituksessa metsien ja peltojen kasvillisuuden seuraamiseen", Saari yleistää. Vaikka sovelluksen ensisijainen tarkoitus onkin vain demonstroida laitteen toimivuus, soveltuvat sen havainnot myös tieteelliseen tutkimukseen.

Toinen suomalaista huippuosaamista edustava hyötykuorma on Ilmatieteen laitoksella sähköisen aurinkopurjeen ideaan perustuva plasmajarru. Satelliitin sisältä purkautuvan sähköisesti varatun liean avulla sen ratakorkeutta pyritään pudottamaan vähitellen ja siten vähentämään Maata kiertämään jäävän avaruusromun määrää.

"Plasmajarrun kannalta olen erityisen tyytyväinen siihen, että meillä on nyt kaksi lentotestausmahdollisuutta", iloitsee idean keksijä Pekka Janhunen IL:lta. Samaa periaatetta on määrä testata pienemmässä koossa ensin Viron opiskelijoiden ESTCube-1-satelliitissa, joka lentää suunnitelmien mukaan noin vuotta ennen suomalaissatelliittia.

"Aalto-1 menee liean pituudellaan kertaluokkaa suurempaan ja lähemmäs käytäntöä. Jos satelliitti saadaan putoamaan ilmakehään plasmajarrun avulla, se on huomattavan iso edistysaskel eikä sen jälkeen ole epäilystä etteikö menetelmällä voisi tuoda satelliitteja alas."

"On todella hienoa, miten paljon projekti on saanut positiivista palautetta kaikilta avaruusalan toimijoilta Suomessa", toteaa Praks. Hänen koordinoimanaan Aalto-1:n suunnitteluun ja toteutukseen osallistuu noin 20 opiskelijaa eri suuruisilla osioilla sen toteutuksesta. Projektitiimi päivittää sivustolleen tietoa satelliitista ja uutisia sen etenemisestä.