Satelliitista on moneen. Se seuraa maapallon tilaa, vakoilee, toimittaa roistot telkien taa, välittää tv-sarjat olohuoneisiimme ja tutkii avaruutta. Vuosittain matkaan ampaisee lähes sata satelliittia.



TEKSTI:Leena Tähtinen



Satelliitista on moneen. Se seuraa maapallon tilaa, vakoilee,
toimittaa roistot telkien taa, välittää tv-sarjat olohuoneisiimme
ja tutkii avaruutta. Vuosittain matkaan ampaisee lähes sata satelliittia.

3/2000

"Sitten kun uusien pikkukuiden rakentaminen alkaa käydä vanhanaikaiseksi, voitaisiin laittaa isompia, oikein asunnoiksi tarkoitettuja kuita, jonne työstä rasittuneet tai muuten hermostuneet ihmiset voisivat mennä vähäksi aikaa hermojaan lepuuttamaan...", kaavaili Turun yliopiston tähtieteen professori Yrjö Väisälä pilke silmäkulmassa 1940-luvulla.

Stressilomiin sopivia kylpylöitä tekokuissa ei vieläkään ole, mutta muuten niitä hyödynnetään ahkerasti, esimerkiksi Väisälän 1946 ehdottamalla tavalla. "Amerikkalaiset, neuvostoliittolaiset ja saksalaiset lähteet mainitsevat Väisälän oivaltaneen ensimmäisenä tekokuun käytön geodesiassa", hehkuttaa ajan Suomen Kuvalehti.

Tuskinpa Väisäläkään silti odotti tuhansia uusia kiertolaisia. Eihän hänen ehdotuksensa aikana avaruudessa ollut ainoatakaan ihmisen valmistamaa esinettä.

...kolme, kaksi, yksi, nolla, NYT

Avaruusaika alkoi 4. lokakuuta 1957, kun ensimmäinen keinotekoinen satelliitti Sputnik 1 laukaistiin Maata kiertävälle radalle.

Jalkapallon kokoinen, 83,5-kiloinen Sputnik kiersi planeettaamme kolmen viikon ajan piipittäen ihmisen näppäryyttä. Kyse ei ollut satunnaisesta onnistumisesta, sillä jo kuukautta myöhemmin neuvostoliittolaiset lennättivät Sputnik 2:ta. Pian amerikkalaisetkin saivat omat, Kaputnikeiksi pilkatut satelliittinsa taivaalle.

Nyt, yli 20 000 laukaisua myöhemmin, tietokoneen ruudulle piirtyvä maapallon kaaviokuva muistuttaa mehiläisparven löytämää hunajakakkua: keinotekoiset satelliitit ja niiden palaset - Sputnik 1:n seuraajat - ympäröivät meitä.

Avaruusromua kertyy

Kaikki ylös lähetetty ei enää ole siellä, sillä kitka saa matalalla lentävät satelliitit liukumaan alas ilmakehään, jossa ne palavat poroksi. Korkealla lentävä satelliitti sen sijaan pysyy ylhäällä jopa satoja vuosia, ellei sitä varta vasten ohjata alas.

Osa vanhoista satelliiteista on siis poistunut Maata kiertävältä radalta, mutta jätehuoltoa ei ole saatu läheskään täydelliseksi. Suurin osa jäljellä olevista kiertolaisista on nimittäin pelkkää romua: kuolleita satelliitteja, niiden osia ja palasia sekä rakettien jäännöksiä.

Kaiken kaikkiaan lähes 10 000 yli kymmensenttistä yksittäistä kappaletta sekä kymmeniä miljoonia pienempiä luokitellaan silkaksi romuksi. Tästä huolimatta avaruuteen meno ei ole roskakasaan sukeltamista, sillä roju jakaantuu suureen tilaan. On erittäin epätodennäköistä, että esimerkiksi kaksi avaruusromun palasta törmäisi toisiinsa.

Sen sijaan avaruussukkuloille ja -asemille roskasta on jo nyt riesaa. Pienilläkin hiukkasilla on kova vauhti, joten niihin törmääminen sattuu. Yhdysvaltalaiset seuraavatkin jatkuvasti tutkassa näkyvien kappaleiden liikkeitä. Näin esimerkiksi sukkula tietää väistää liian lähelle sattuvaa romua.

Ympäristön roskaaminen on tietysti moraalinenkin kysymys. Yhdysvaltalaiset ovat sitoutuneet suunnittelemaan hankkeensa niin, että romua syntyy mahdollisimman vähän. Tekeillä on myös määräys, joka pakottaa satelliittien lähettäjät siivoamaan jälkensä polttohautaamalla vanhentuneet satelliitit ilmakehässä. Kansainvälistä sopimusta asiasta ei kuitenkaan vielä ole.

Vaikka ikäloput poistettaisiin joukosta, suosituimmat satelliittipaikat maapallon liepeillä ovat ruuhkaisia.

Tv-sarja poukkoaa korkealta

Ahdasta on esimerkiksi kapealla kaistaleella noin 36 000 kilometrin korkeudella päiväntasaajan yläpuolella. Tällä ns. Clarken vyöhykkeellä satelliitit kiertävät ympyrärataa vajaan sadan kilometrin päässä toisistaan.

Kaikki haluavat Clarken vyöhykkeelle, sillä siellä lentävät satelliitit pysyvät tietyn paikan yläpuolella. Ne näet kiertävät planeettaamme samaan tahtiin kuin maapallo pyörähtää akselinsa ympäri, kerran 23 tunnissa 56 minuutissa. (Aika on ns. tähtivuorokausi, joka on likimain Maan todellinen pyörähdysaika. 24 tuntia on planeettamme pyörähdysaika Auringon suhteen.)

Tällainen geostationaariseksi kutsuttu rata sopii hyvin esimerkiksi tietoliikennesatelliiteille, kuten tähtitieteilijä ja tieteiskirjailija Arthur C. Clarke ehdotti jo 1945. Tv-asema löytää huomattavasti helpommin samassa suunnassa pysyvän satelliitin kuin jatkuvasti liikkuvan, eikä lähetystä vastaan ottavassa lautasantennissakaan tarvita seurantamoottoria.

Meidän suomalaisten on kuitenkin käytettävä suuria antenneja, koska olemme lähetyksiä tänne välittävän viestintäsatelliitin peittoalueen reunalla ja meille ulottuva signaali on heikko. Oma, tänne suunnattu satelliitti pienentäisi lautaset lähes taskukokoisiksi.






Kiertolaiset nyt

Avaruudessa on 47 valtion, yhteisön ja kau-pallisen yrityksen tekokuita. 19. tammikuuta 2000 meitä kiersi 8 754 tutkissa ja kaukoputkissa näkyvää ihmisen tekemää kappaletta. Niistä hie-man yli 600 on käytössä olevia satelliitteja, noin 1 300 on rakettien rippeitä. Loput ovat käytöstä poistettuja satelliitteja ja niiden palasia. Lisäksi muualla aurinkokunnassa viilettää 90 ihmisen tekemää konetta.

Osa satelliiteista päättää päivänsä palamalla Maan ilmakehässä, mutta monista tulee vakiokalustoa. Vanhin Maata kiertävä tekokuu on yhdys-valtalaisten toinen satelliitti Vanguard 1, joka laukaistiin matkaan 17. 3. 1958.


Tehtävä määrää radan

Suuri osa toimivista satelliiteista on korkealta alas tähyileviä tietoliikennesatelliitteja - siis taivaallisia linkkiasemia. Enemmistö keinotekoisista satelliiteista lentää kuitenkin suhteellisen matalalla, jopa niin mata-lalla, että voisi keskustella siitä, ovatko ne avaruu-


dessa lainkaan. Niiden ratojen korkeus vaihtelee hie-man yli sadasta kilometristä pariintuhanteen kilometriin.

Myös monet avaruushankkeet keskittyvät lähitienoille. Matalalla - sadan ja kuudensadan kilometrin välillä - päiväntasaajan yläpuolella lentävät muun muassa avaruussukkulat. Hubble-avaruuskaukoputkikaan ei ratko universumin saloja 600:aa kilometriä korkeammalla.

Mutta satelliitit eivät kierrä pelkästään päiväntasaajaa. Toinen erityisen käyttökelpoinen ratatyyppi kulkee maapallon napojen kautta (tai niiden läheltä).

Naparatoja kiertävät satelliitit sopivat tarkkailutehtäviin, esimerkiksi kaukokartoitukseen, sillä ne näkevät Maan jokaisen kolkan säännöllisin välein. Jotkin satelliitit tekevät useita lenkkejä päivässä samalla kun Maa pyörii niiden alapuolella. Näin koko planeetta kartoittuu muutamassa päivässä.

Tarkkailtavana maa, meri ja ilma

Satelliitit kuvaavat pilvirintamien liikkeitä (yölläkin nähdään infrapunakameralla), rekisteröivät ilmakehän ja valtamerien lämpötiloja, kartoittavat merenpohjia ja seuraavat viljan kypsymistä mittaamalla klorofyllipitoisuuksia. Itse asiassa ne kartoittavat melkein mitä tahansa laivojen reiteistä viruksia levittäviin hyönteispilviin.

1987 viranomaiset saivat tarpeekseen New Jerseyn rannikolle ajelehtineesta saasteesta, jota laivat laittomasti pumppasivat mereen. Rannikkoa alettiin vahtia avaruudesta, ja yksi saastuttaja jäi kiinni heti. Samaa keinoa on käytetty myöhemminkin luonnonkatastrofien välttämiseksi.

Siinä missä siviilit seuraavat öljyn läikyttäjiä ja valasparvia, armeijat vakoilevat toistensa hankkeita vielä tarkemmin laittein. Kylmän sodan aikaiset vakoilusatelliitit ovat todennäköisesti kuvanneet sinunkin pihasi metrin tarkkuudella. Nyt kuvat ovat kaupan Internetissä.

Kingit matkaavat kauas

  hiukkasia, jotka eivät tunkeudu ilmakehän läpi. Koska ilmakehän yläpuolella näkee tarkemmin, näkyvää valoa keräävä Hubble-avaruuskaukoputkikin toimii siellä.

Tähtitieteellisiä kojeita kuljettavia satelliitteja parkkeerataan myös kauemmas maapallosta ns. Lagrangen pisteisiin, joissa Maan ja Auringon tai Maan ja Kuun vetovoimat tasapainottavat toisensa. Satelliitti ikään kuin kiinnittyy näihin pisteisiin ja pysyy paikallaan hyvin vähällä polttoaineella. Esimerkiksi Aurinkoa tutkiva SOHO-satelliitti suorittaa tehtäväänsä yhdessä Lagrangen pisteessä.

Tätäkin kauemmas matkaavat muita planeettoja tutkivat luotaimet, satelliittien kingit. Niiden laitteet ja reitti räätälöidään sen mukaan, onko luotaimen tarkoitus ohittaa taivaankappale, jäädä sen kiertolaiseksi, pudottaa sen pinnalle mittareita vai laskeutua sinne. Suunnitteluun vaikuttaa myös määränpää, joka voi olla Kuu, lähitienoon asteroidi, planeetta tai komeetan ydin.

40-luvun lehdet luottivat siihen, että professori Väisälän nerokkaat aivot keksivät ratkaisun ongelmaan kuin ongelmaan. Tähtienväliseen liikenteeseenkin. Ehkä tekokuumme kaukaisessa tulevaisuudessa tunkeutuvat täplittämään muidenkin planeettakuntien taivasta.

LEENA TÄHTINEN on tähtitieteen dosentti, vapaa tiedetoimittaja ja Tiede 2000 -lehden vakituinen avustaja.

Tee oma sääennustus!


www.meteo.fr/temps/

Kuvia kauempaa. Jokaisen tutkimusluotaimen nimellä löytyy sen kotisivu, jolta voi usein seurata satelliitin toimintaa suorana lähetyksenä. Lisäksi Nasan satelliittien aurinkokunnastamme ottamat kuvat löytyvät helposti Oulun yliopiston ylläpitämästä Pohjoismaisesta planeettakuva-arkistosta:


koivu.oulu.fi/tati/joukon.html


 


 


Satelliitit löytävät sinut

Runsaat kymmenen vuotta sitten laivoille, lentokoneille ja partioautoille selvisi, missä ne kulloinkin ovat. Pian me itsekin tiedämme, missä menemme, sillä amerikkalaisyhtiö SiRf ilmoitti Discover-lehden mukaan kehittäneensä postimerkin kokoisen GPS-vastaanottimen, joka kulkee pienenkin liikkujan mukana.

GPS (Global Positioning System) on Yhdysvaltain puolustusministeriön perustama 27 satelliitista muodostuva paikanmääritysjärjestelmä, joka aloitti toimintansa 1970-luvun lopussa.

Yhdysvaltain ilmavoimat seuraa satelliitteja viideltä maa-asemalta. Me muut voimme seurata niitä Internetistä tai GPS-vastaanottimella.

Tarkasta ajasta tarkka paikka

GPS-järjestelmästä käyttäjä saa paitsi oman paikkansa myös nopeutensa ja tarkan ajan. Itse paikanmääritys liittyy näet aikaan: kun tiedät milloin olet, GPS kertoo sinulle missä. Jokaisessa satelliitissa on kolme-neljä supertarkkaa kelloa, jotka on järjestelmän keskuskellon avulla tahdistettu näyttämään maailmanaikaa sekunnin miljoonasosan tarkkuudella.

GPS-vastaanottimesi löytää satelliiteista tulevat radioaallot. Vastaanottimesi kykenee kuitenkin tunnistamaan vain osan viestistä, sillä signaali sisältää salaisen koodin.

- Vain Yhdysvaltain armeijan laitteilla kuulee kaiken. Signaalin informaatiota on myös huononnettu lisäämällä satelliitin ilmoittamaan aikaan ja paikkaan satunnaisvirhe, jonka vain sotilasvastaanottimet osaavat poistaa, kertoo Geodeettisen laitoksen tutkija Markku Poutanen. Siksi sotilaskäyttäjät saavat siviilejä tarkemman paikanmäärityksen.

Paikkasi lasketaan ajasta, jossa satelliitin signaali saavuttaa sinut. Kun vastaanotin rekisteröi neljästä satelliitista tulevan signaalin viipeen, se pystyy laskemaan paikkasi muutaman metrin tarkkuudella. Jos salatut koodit avataan kaikille - kuten on suunnitteilla - tarkkuus paranee 20-50 metristä alle viiteen metriin.

Vastaanottimesi pystyy myös seuraamaan omaa liikettään. Niinpä se ilmoittaa sinulle sijaintisi lisäksi keskimääräisen suuntasi, nopeutesi ja sen, kuinka kauan sinulta kuluu määränpäähäsi, jonka olet näpytellyt laitteeseen.

Vielä pääsee piiloon

Markkinoille tulevat pienet GPS-vastaanottimet saattavat päätyä esimerkiksi kännykän vakiovarusteiksi. Mainio apu hätätilanteessa, mutta viekö keksintö yksityisyyden?

On hyvä, että ambulanssinkuljettaja löytää avun tarvitsijan, mutta myös muut voivat jäljittää sinut. Jo nyt muutamien rekkafirmojen omistajat seuraavat ajokkejaan GPS:llä. Entä jos sinunkin pomosi seuraisi tietokoneruudulta jokaista askeltasi? Piilopaikkoja tietysti riittää niin kauan kuin vastaanottimissa on virtakytkin, joka voi pimentää laitteen "vahingossakin".

- Tässä yhteydessä on hyvä erottaa kaksi asiaa: paikannus ja paikan ilmoittaminen muille, painottaa Poutanen. - Pelkkä GPS ei vaaranna yksityisyyttä. Tilanne on toinen, jos esimerkiksi kännykkään liitetään ominaisuus, joka automaattisesti ilmoittaa, missä käyttäjä on.

Poutanen muistuttaa myös, että GPS on jo nyt hyvin yleinen. Sillä selviävät Espoon bussien paikat, sillä Enson rekat löytävät tukkipinot, ja sillä voi suunnistaa se, jolla on varaa kalleimpiin mersuihin.