Suomalaista osaamista avaruudessa
Kymmenvuotinen jäsenyys Euroopan avaruusjärjestössä on vienyt Suomen avaruusalaa hurjasti eteenpäin. Kun kyse on ympäristösovelluksista, kevyistä hiilikuiturakenteista, avaruusalusten elektroniikasta ja ohjelmistoista tai röntgen- ja mikroaaltotekniikasta, on oikea osoite nykyisin Suomi.
ESAn perustamisen aikana avaruustutkimuksen ja -tekniikan kärkimaita olivat Yhdysvallat ja Neuvostoliitto. Nyt tilanne on toinen, sillä Eurooppa on todistanut monta kertaa kilpailukykynsä tieteen, kantorakettien, tietoliikenteen, kaukokartoituksen ja miehitettyjen avaruuslentojen aloilla. Eurooppalainen avaruusteollisuus työllistää suoraan noin 32 000 ja epäsuorasti 250 000 työntekijää.
Suomessa avaruuden työllistävä vaikutus on pienempi, mutta sen vaikutukset näkyvät laajalti. Kun 1990-luvun alussa vain muutama tutkimuslaitos ja yhtiö oli mukana avaruustoiminnassa, on avaruuslaitteisiin tekniikkaa tai osaamistaan toimittaneiden suomalaistahojen listassa nykyisin lähes 50 nimeä. Joukossa on suuria yhtiöitä, joille avaruustoiminta on pieni osa kokonaisuutta, kuin myös pieniä yhtiöitä, joille avaruus on ainoa toimintaympäristö.
Ohessa on listaus suomalaisista avaruusalalla toimivista tahoista ja seuraavassa on lista tärkeimmistä ESAn avaruusprojekteista, joihin suomalaiset ovat osallistuneet.
SOHO (1995)
Aurinkotutkimussatelliitti SOHO (SOlar and Heliospheric Observatory) lähetettiin kymmenen vuotta sitten Maan ja Auringon välissä olevaan ns. Lagrangen pisteeseen, noin 1,5 miljoonan kilometrin päähän Maasta, mistä SOHO kykenee havaitsemaan jatkuvasti Auringon ilmiöitä. Kymmenvuotisen uransa aikana SOHO on ennättänyt mullistamaan kuvamme Auringosta ja sen ilmiöistä.
SOHOssa on kaksi suomalaismittalaitetta: Turun yliopiston johdolla rakennettu ERNE ja Ilmatieteen laitoksen yhdessä ranskalaisten kanssa tekemä SWAN, jotka mittaavat Auringon lähettämiä varattuja hiukkasia hieman eri menetelmin. SWAN on pystynyt myös havaitsemaan komeettoja. SOHO on edelleen toiminnassa ja lähettää Maahan jatkuvasti kuvia ja tietoja Auringosta - meitä lähinnä olevasta tähdestä.
Cassini-Huygens (1997)
Jo nyt paikkansa avaruustutkimuksen suurien joukossa lunastanut luotainkaksikko Cassini-Huygens laukaistiin vuonna 1997 kohti Saturnusta. Seitsenvuotisen matkan jälkeen se saapui kesällä 2004 rengasplaneetan luokse, ja siinä missä amerikkalaista tekoa oleva emoalus Cassini jatkaa edelleen vuosien ajan Saturnuksen tutkimista, laskeutui eurooppalainen Huygens-luotain Saturnuksen suurimman kuun Titanin pinnalle 14.1.2005. Kyseessä oli kauimpana maapallosta koskaan tehty laskeutuminen toisen taivaankappaleen pinnalle.
Suuririskinen laskeutuminen tuotti valtavasti kiinnostavaa tietoa. Huygensin Titanista lähettämät tiedot ja kuvat paljastivat tutun, mutta tuntemattoman maailman: paksun kaasukehän sisäänsä kätkemän kuun pinnalla on jokia, meriä, soita, puroja ja sadetta, mutta veden sijaan tämän maailman neste on metaania. Titan on kylmä metaanimaailma, missä vesijää on kovaa kuin kallio.
Cassinissa ja Huygensissä oli runsaasti suomalaista tekniikkaa: laskeutumisen aikana Huygens analysoi kaasukehän painetta ja lämpötilaa Ilmatieteen laitoksen mittalaitteen avulla ja korkeutta kuun pinnasta mitattiin Ylinen Electronics Oy:n tekemällä tutkalla. Cassinissa on myös suomalaista osaamista: mm. kahden mittalaitteen suuntauslaitteet on tehty Suomessa.
XMM-Newton (1999)
Maailmankaikkeuden rajuimpia ilmiöitä tutkiva ESAn avaruusteleskooppi XMM-Newton laukaistiin Maata kiertämään joulukuussa 1999. Se tekee havaintoja röntgensäteilyn aallonpituusalueella; rajut tapahtumat synnyttävät runsaasti suurienergistä röntgensäteilyä, joten XMM-Newtonin kohdelistalla on muun muassa mustia aukkoja, aktiivisia galakseja ja supernovia.
XMM-Newtonin suuri komposiittirakenteinen putki on suomalaista tekoa. Se on valmistettu Patria Oyj:n tehtailla Hallissa, minkä lisäksi laitteessa on mukana Suomessa tehtyä elektroniikkaa ja suomalaiset tutkijat käyttävät runsaasti teleskoopin keräämiä tietoja työssään.
Cluster II (2000)
Maan magneettikenttää ja siinä liikkuvia sähköisesti varattuja hiukkasia tutkiva Cluster on neljän samanlaisen satelliitin ryhmä, joka liikkuu hyvin soikealla radalla Maan ympärillä. Koska satelliitteja on neljä, ne pystyvät havaitsemaan avaruuden olosuhteita neljästä paikasta samanaikaisesti, jolloin tutkijat saavat avaruuden olosuhteista kolmiulotteisen kuvan.
Avaruussää, eli lähiavaruuden hiukkaset ja sähkömagneettinen säteily aiheuttavat häiriöitä sähkönjakeluun, tietoliikenne- ja TV-verkkoihin sekä ilmailussa ja merenkulussa käytettyihin suunnistus- ja turvalaitteisiin.
Cluster-satelliittien sähkökenttämittarien olennaisia osia on tehty Oulussa ja suomalaistutkijat käyttävät runsaasti satelliittien mittaustietoja hyväkseen: Maan lähiavaruuden olosuhteiden ja avaruussään tutkiminen on eräs maamme avainosaamisaloja.
Lisätietoa Clusterista (englanniksi)
Proba (2001)
Belgian ja ESAn välisenä yhteistyönä tehty piensatelliitti Proba on vaatimattomasta koostaan huolimatta suuri askel eteenpäin satelliittitekniikassa: se pystyy toimimaan avaruudessa pitkiä aikoja omatoimisesti, ilman lennonjohdon jatkuvaa huolehtimista. Se on kuvannut Maan pintaa ja sen mukana on myös suomalainen mikrometeoriittimittari. Mittari voisi olla tulevaisuudessa jokaisen satelliitin turvalaite, joka kytkisi satelliitin valmiustilaan, mikäli mikrometeoriittien määrä lisääntyisi hetkellisesti normaalia suuremmaksi. Patrian DEBIE-niminen mikrometeorimittari aiotaan asentaa myös Kansainväliseen avaruusasemaan.
ENVISAT (2002)
ENVISAT on suurin koskaan avaruuteen lähetetty ympäristötutkimussatelliitti. Se laukaistiin Maan napojen kautta kulkevalle polaariradalle Ariane 5:llä maaliskuussa 2002 ja se tekee jatkuvasti havaintoja ilmakehästä, maanpinnasta, meristä ja jäätiköistä. Satelliitissa on kymmenen tutkimuslaitetta, joista ilmakehässä olevaa otsonia mittaava GOMOS on suurelta osin suomalainen; se on kallein yksittäinen suomalainen avaruuslaite, jonka tekemiseen ovat osallistuneet mm. Ilmatieteen laitos, Space Systems Finland ja VTT.
Tutkimuksen lisäksi ENVISATin keräämistä tiedoista on hyötyä mm. maankäytön suunnittelussa, merenkulussa, metsänkartoituksessa ja mahdollisissa onnettomuustapauksissa satelliittitietojen avulla pelastustoimia voidaan tehostaa. ENVISATin tietojen perusteella voidaan myös ennakoida tulivuorten purkauksia ja jäätiköiden liikkeitä.
Lisätietoa ENVISATista (englanniksi)
Uuden sukupolven Meteosat (2002)
Sään ennustaminen nykyisellä tarkkuudella ei olisi mahdollista ilman sääsatelliitteja. Eurooppalaiset Meteosat-sääsatelliitit ovat olleet suomalaistenkin sääennustusten taustalla 1970-luvulta alkaen, kunnes nyt elokuussa 2002 laukaistiin avaruuteen ensimmäinen uuden sukupolven Meteosateista. Niiden avulla saadaan enemmän ja tarkempia havaintoja pilvistä, lämpötilasta ja kosteudesta, minkä lisäksi ne pystyvät mm. seuraamaan rutiininomaisesti ilmakehässä olevaa otsonia.
INTEGRAL (2002)
Gammasäteily on kaikkein suurienergisintä sähkömagneettisen spektrin säteilyä ja sitä syntyy avaruudessa kaikkein suurimmissa ja väkivaltaisimmissa tapahtumissa, kuten mustien aukkojen tai galaksien törmäyksissä. Ilmakehä pysäyttää röntgensäteiden tapaan myös gamma-aallot, joten ainoa tapa tehdä havaintoja niiden avulla on laukaista teleskooppi avaruuteen.
ESAn gammakaukoputki INTEGRAL (International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) on lajissaan maailman suurin. Sen havaintojen perusteella voidaan kartoittaa tarkemmin maailmankaikkeuden olemusta ja kenties selvittää aikanaan miten raskaat alkuaineet muodostuvat.
Mars Express (2003)
Euroopan ensimmäinen Mars-luotain saapui kiertämään punaista planeettaa joulukuun 2003 lopussa ja jatkaa toimintaansa edelleen. Se on löytänyt monia elämän etsimisen kannalta kiinnostavia aineita ja alueita Marsin ilmakehästä ja pinnalta sekä kartoittanut planeetan pinnanmuotoja kolmiulotteisesti. Sen tutkalaitteisto pystyy havaitsemaan pinnan alla olevia kerrostumia jopa parin kilometrin syvyydeltä.
Mars Expressin virranjakolaitteet ovat Patria Oyj:n valmistamia ja luotaimen kamerelaitteiston keräämää kuva-aineistoa käsitellään runsaasti Oulun yliopistossa.
SMART-1 (2003)
Marraskuussa 2004 Kuuta kiertämään saapunut SMART-1 on ESAn uutta tekniikkaa testaava pienluotain, joka on tehnyt Kuuhun lentämisen hitausennätyksen: sen matka kesti yli vuoden päivät, koska sen avulla jäljiteltiin planeettalentoa. Luotaimen rakettimoottorina on uudenlainen ionimoottori, joka käyttää erittäin vähän polttoainetta. Sen työntövoima on perinteistä kemiallista rakettimoottoria pienempi, mutta se voi toimia pitkän aikaa kerrallaan, joten ionimoottori pääsee oikeuksiinsa vasta pitkillä planeettalennoilla. Esimerkiksi matka Merkuriukseen taittuu sen avulla vuosia nopeammin kuin perinteistä tekniikkaa käyttäen olisi ollut mahdollista.
Moottoritekniikan lisäksi SMART-1 testaa uusia, pienikokoisia, mutta silti tehokkaita havaintolaitteita. Luotaimessa on mukana kaksi suomalaista mittalaitetta, röntgensäteilyä havaitseva XSM ja avaruuden varattuja hiukkasia ja pölyä mittaava SPEDE. Jälkimmäisen avulla on myös kerätty tietoa ionimoottorin toiminnasta. XSM:n tekemisestä ovat vastanneet Helsingin yliopiston Observatorio ja Oxford Instruments (aikaisemmin Metorex International Oy), kun taas SPEDE on Ilmatieteen laitoksen valmistama. Suomalaiset ovat mukana myös luotaimessa olevan mikrokameran tieteellisessä ryhmässä.
SMART-1 tutkii nyt Kuun pinnan kemiallista koostumusta, kuvaa pinnanmuotoja ja selvittää avaruussään olemusta Kuun ympärillä.
Rosetta ja Philae (2004)
Mustanpuhuva, pitkillä aurinkopaneeleilla varustettu Rosetta kohtaa vuonna 2014 komeetta Churyumov-Gerasimenkon, asettuu kiertämään sitä ja lentää komeetan kanssa kohti Aurinkoa. Rosetta pystyy näkemään, kun ulkoaurinkokunnan kylmyydessä uinuva komeettayhdin muuttuu hurjasti kaasua syökseväksi pyrstötähdeksi sitä mukaa, kun se saapuu sisemmäksi aurinkokunnassa. Komeetan tarkkailun lisäksi Rosetta lähettää pienen Philae-nimisen laskeutujan komeettaytimen pinnalle.
Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun luotain asettuu kiertämään komeettaa ja vie sen ytimen pinnalle laskeutujan. Koska luotain lentää avaruudessa pitkän aikaa ennen toiminnan alkua ja on radallaan niin kaukana kuin lähelläkin Aurinkoa, on Rosetta tehty kestämään suuria lämpötilanvaihteluita ja toimimaan hyvin itsenäisesti.
Niin laskeutujassa kuin kiertolaisessakin on mukana runsaasti suomalaista osaamista. Rosetan hiilikuituinen runko ja sähköjärjestelmän virranjakoyksiköt ovat suurelta osin Patrian tekemiä, minkä lisäksi Ilmatieteen laitos on osallistunut luotaimen kuuden laitteen suunnitteluun ja rakentamiseen. Ilmatieteen laitos on toimittanut myös massamuistin laskeutujan muistiyksikköön ja maatukilaitteistot kolmelle instrumentille.
Lisätietoa Rosetasta (englanniksi)
Tulossa olevat hankkeet
Suomalaiset tutkimuslaitokset ja teollisuus osallistuvat muun muassa seuraaviin tulossa oleviin ESAn satelliittihankkeisiin ja tieteellisiin tutkimuslentoihin:
Venus Express (2005)
Ensimmäinen eurooppalainen lento Venusta tutkimaan. Luotain perustuu pitkälti Mars Express -luotaimeen, joten se pystyttiin valmistamaan nopeasti ja edullisesti. Venus Express laukaistaan venäläisellä Sojuz-raketilla Baikonursta lokakuussa 2005.
Lisätietoa Venus Expressistä
Galileo (2005)
Eurooppalainen, täysin siviilien hallinnassa oleva satelliittipaikannusjärjestelmä. Galileon ansiosta kuka tahansa saa selville sijaintipaikkansa missä päin maailmaa tahansa, ja koska systeemi on eurooppalainen, ovat mantereemme palveluntarjoajat etulyöntiasemassa tulevaisuuden monimuotoisia paikannustietoja hyödyntävien palveluiden tarjonnassa. Galileo täydentää amerikkalaista GPS- ja venäläistä GLONASS-järjestelmiä ja lisää siten paikkatiedon luotettavuutta suurta tarkkuutta vaativissa kohteissa, kuten lentoliikenteessä. Kaikkiaan 30 satelliitista koostuvan järjestelmän rakentaminen alkaa loppuvuodesta 2005, kun ensimmäinen koesatelliitti laukaistaan avaruuteen.
Lisätietoa Galileosta
CryoSat (2005)
Napa-alueiden jäätiköt vaikuttavat ilmastoon ja ilmastomuutos vaikuttaa suoraan maapallon jääpeitteeseen. CryoSat on ensimmäinen varta vasten jään tutkimiseen tehty satelliitti, jonka tarkoituksena on kartoittaa jäätiköitä ja mitata niissä olevan jään määrän muutoksia. CryoSat ammutaan avaruuteen Plesetskin avaruuskeskuksesta Venäjältä syyskuussa 2005.
Lisätietoa CryoSatista
Herschel (2007)
Herschel tulee olemaan suurin koskaan avaruuteen laukaistu teleskooppi: sen Suomessa hiottu peili on halkaisijaltaan 3,5 metriä, kun esimerkiksi avaruusteleskooppi Hubblen peili on halkaisijaltaan 2,5 metriä. Vuonna 2007 avaruuteen laukaistava Herschel katsoo maailmankaikkeutta Hubblea laajemmalla aallonpituusalueella, sillä se pystyy tekemään havaintoja koko taajuusalueella kaukaisesta infrapunaisesta alimillimetriaaltojen alueelle. Herschelin havaintojen avulla toivotaan saatavan lisää tietoa syntymässä olevista galakseista sekä muista kaukaisista ja huonosti tunnetuista tähtitaivaan kohteista.
Lisätietoa Herschelistä
Planck (2007)
Herschelin kanssa yhdessä avaruuteen lähetettävä Planck kuuntelee erittäin tarkasti alkuräjähdyksen jälkeensä jättämää kaikua. Kaikkialta taivaalta näyttää tulevan tasaista, kolmen kelvin-asteen lämpötilassa olevan mustan kappaleen lähettämän säteilyn kaltaista mikroaaltosäteilyä, jonka tutkijat olettavat olevan jäänne maailmankaikkeuden alun tapahtumista. Mikroaaltotaustasäteilyn pienten eroavaisuuksien selvittäminen auttaa maailmankaikkeuden synnyn hahmottamisessa. Osa Planckin huipputarkoista radiometreistä on tehty Suomessa.
Lisätietoa Planckista
SMOS (2007)
ESAn ympäristöohjelmaan kuuluva SMOS on pieni sateliitti, jonka tarkoituksena on kartoittaa maailman merien suolapitoisuus ja kosteusarvot. Nämä vaikuttavat ilmastoomme ja tiedon avulla voidaan rakentaa tarkempia malleja mm. ilmastonmuutokselle.
Lisätietoa SMOSista
ADM-Aeolus (2007)
Myös ESAn ympäristöohjelmaan kuuluva ADM-Aeolus tulee havaitsemaa ilmakehässä olevia tuulia ja tuulivyöhykkeitä. Niiden tarkka tunteminen auttaa tutkijoita hahmottamaan miten ilmakehä toimii ja miten ilma kiertää siinä - ilman mukana siirtyy kosteutta ja tuulet tasaavat myös lämpötilaa, joten ilmaston toiminnan ymmärtämisessä tuulien tunteminen on hyvin tärkeää.
Lisätietoa ADM-Aeolus-satelliitista
BepiColombo (2012)
Aurinkokuntamme sisin planeetta Merkurius on eräs vähiten tunnettuja, osittain siksi että lentäminen sen luokse on hankalaa ja olosuhteet lähellä Aurinkoa ovat erittäin vaikeat - lämpötila nousee usein noin 250 asteeseen. BepiColombo lentää ionimoottorin avulla Merkuriukseen ja asettuu kiertoradalle sen ympärille. Sieltä se tutkii planeettaa ja sen pintaa muun muassa suomalaisen röntgeninstrumentin avulla.
Lisätietoa BepiColombosta
