Avaruudessa viilettää jo tukuittain suomalaislaitteita. Valttejamme ovat muun muassa sääasemat ja röntgenilmaisimet. Parhaillaan niitä on matkalla sekä maapallon naapurustoon että paljon etäämmälle.


TEKSTI:Leena Tähtinen

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Avaruudessa viilettää jo tukuittain suomalaislaitteita. Valttejamme
ovat muun muassa sääasemat ja röntgenilmaisimet. Parhaillaan
niitä on matkalla sekä maapallon naapurustoon että paljon etäämmälle.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Julkaistu Tiede-lehdessä 7/2003




Näin Suomesta tuli avaruusmaa

• 1964 liityttiin Cospariin (Committee on Space Research).

• 1972 jäseneksi tietoliikennesatelliitti-järjestelmä Intelsatiin.

• 1975 mukaan Eiscat-tutkajärjestelmään (European Incoherent Scatter Organization), jolla tutkitaan muun muassa revontulia.

• 1984 otettiin virallinen ensikontakti Eu-roopan avaruusjärjestöön Esaan.

• 1985 käynnistyi ensimmäinen avaruus-tekniikkaprojekti Phobos, jolla oli tarkoitus tutkia Marsia.

• 1987 Suomi liittyi Esaan sekä avaruus-yhteistyöhön Neuvostoliiton kanssa.

• 1989 Suomi oli mukana pohjois-maisessa Tele-X-tietoliikennesatelliitissa, joka lähetettiin geostationaariselle radalle päiväntasaajan ylle.

• 1995 lähti Esan ja Yhdysvaltain ava-ruushallinnon Nasan yhteistyönä Soho-luotain, jossa on suomalais-ranskalainen Swan-aurinkotuulimonitori sekä ensim-mäinen täysin suomalainen laite:Turun yliopiston fysiikan professorin Jarmo Torstin johdolla rakennettu hiukkas-ilmaisin Erne.

• 1996 suomalaista säätekniikkaa lähti kohti Mars-planeettaa, mutta kantoraketti putosi Tyyneenmereen.

• 1997 Esan ja Nasan Cassini-Huygens-luotain lähti kohti Saturnusta mukanaan suomalaisia säälaitteita. Perillä ollaan kesällä 2004.

• 2003 Esan Mars Express lähti kesä-kuussa kohti Marsia, minne se saapuu ensi jouluna.

• 2003 Suomalainen Spede-mittauslaite ja röntgenspektrometri lähtivät Esan Smart-1-luotaimessa Kuun kiertorataa kohti. Luotaimessa kokeillaan hitaasti kiihdyttävää, pitkille matkoille sopivaa ionimoottoria, ja siksi Kuun ympärille päästään vasta 2005.

Suomalaista avaruustekniikkaa kehite-tään muun muassa Ilmatieteen laitokses-sa, Turun yliopistossa, Helsingin yliopis-tossa, Oulun yliopistossa, Teknillisessä korkeakoulussa, Valtion teknillisessä tutkimuskeskuksessa VTT:ssä, Space Systems Finland Oy:ssä, Patriassa ja Metorexissa.

Rosetta on Euroopan avaruusjärjestön Esan luotain, mutta se ei ole vielä avaruudessa. Sen piti lähteä kohti komeetta Wirtasta, mutta lähtö siirrettiin kantoraketin teknisten ongelmien takia ensi helmikuulle. Samalla määränpää piti vaihtaa: nyt se on komeetta Ghuryumov-Gerasimenko.

- Tätä nimeä ei löydy Helsingin puhelinluettelosta hakemallakaan, kun taas Virtanen lienee luettelon yleisin nimi, harmittelee Risto Pellinen. Hän on Ilmatieteen laitoksen avaruustutkimuksen tiedejohtaja sekä Kansainvälisen avaruustutkimusinstituutin ja Euroopan avaruusjärjestön tiedeohjelmakomiteoiden puheenjohtaja.



Yhteistyö alkoi 1987

Miksi Ilmatieteen laitoksessa kehitetään avaruustekniikkaa? Eikö siellä pitäisi keskittyä säätiedotuksiin?

Risto Pellisen mukaan taustalla on se, että kun suomalaista avaruusteknistä osaamista 1980-luvun alussa viriteltiin, sopivaksi alueeksi katsottiin tiedonkeruujärjestelmien kehittäminen, ja tätä oli tehty paljon Ilmatieteen laitoksessa. Tiedonkeruun perinne on siellä pitkä, sillä laitos on mitannut Maan magneettikentän voimakkuutta vuodesta 1844 asti ja säännölliset revontulikuvauksetkin aloitettiin jo 1957.

- Suomalaisen avaruustekniikka oli alun alkaen poliittisesti tasapainoista, sillä 1980-luvun puolivälissä käynnistimme avaruusyhteistyön samaan aikaan sekä Neuvostoliiton että Euroopan avaruusjärjestön Esan kanssa.

Tarkasti se kävikin, sillä yhteistyö Esan kanssa alkoi virallisesti 1. tammikuuta 1987 ja Neuvostoliiton kanssa 6. tammikuuta 1987.

- Silloin tietysti myös mietittiin, mitä voitaisiin tehdä. Perinteisillä tekniikan aloilla oli kova kilpailu, joten päädyimme suunnittelemaan tietokonesysteemejä ja tiedonkeruujärjestelmiä, jotka kehittyivät 1980-luvun puolivälissä ripeästi, Pellinen selittää.

- Se, että tulimme myöhään mukaan avaruustekniikkaan, oli tavallaan etu. Näin pääsimme heti uusien menetelmien kimppuun. Uusia vanhan taitajia ei nimittäin tarvittu.

Säämuna Saturnukseen

Pelkkä tiedonkeruu ei kuitenkaan riittänyt. - Oma avaruusinstrumentti oli saatava, Pellinen muistelee. - Se kehitettiin yhdessä Vaisala Oy:n kanssa. Rakensimme avaruuden oloja varten laitteen, joka mittaa ilmakehän painetta. Laitteen mittapää painoi vain gramman, eikä laite kuluttanut juuri lainkaan sähkövirtaa.

- Myöhemmin rakensimme suomalaisten teollisuusyritysten kanssa venäläiseen Mars-96-luotaimeen täydellisen sääaseman, "säämuna" MetEggin, joka mittaa lämmön, kosteuden ja tuulen. Nimi juontuu siitä, että alkuperäinen, yhdessä Vaisala Oy:n kanssa suunniteltu sään mittaaja oli munamainen pallo.

- Mars-96 kuitenkin tuhoutui jo lähdössä, ja kaikki hienot vempaimet päätyivät Tyyneenmereen. Kolmisen vuotta myöhemmin saimme sääaseman sentään Marsiin asti. Tällä kertaa se mäiskähti Nasan Mars Polar Landerin mukana hallitsemattomasti planeetan pinnalle.

Yritän kuvitella, miltä tuntuu seurata vuosien työn katoavan avaruuden pimeyteen, mutta Pellinen vakuuttaa, ettei työ mennyt hukkaan. - Menetimme laitteemme, mutta MetEggin jälkeläisillä riittää kysyntää, sillä kevyt laitteisto mahtuu mihin tahansa luotaimeen peukalokyytiläiseksi.





Kaivosinsinöörin mittari Kuuta kohti

Suomalainen Metorex Oy on toimittanut useaan euroop-palaiseen ja yhdysvaltalaiseen satelliittiin röntgenilmaisimia ja niihin liittyviä laitteita. Myös Smart-1-luotaimessa, joka lähetettiin Kuun kiertorataa kohti 28. syyskuuta, lentää Metorexin rakentama röntgenspektrometri.

Vielä 1990-luvun alussa Metorex oli osa Outokumpu Oy:tä, joka tunnetaan pikemmin metalleista kuin avaruus-toiminnasta. Outokummussa suunniteltiin ja rakennettiin mittareita, joilla selvitetään maastossa, mitä alkuaineita mahdollisessa malmissa on. Tämä perustuu röntgen-fluoresenssiin, jossa kukin alkuaine lähettää röntgensäteilyä sille ominaisella taajuudella.

Kaivosinsinööri ei halua kuljettaa mukanaan kömpelöä ja helposti särkyvää laitetta. Siksi Outokummun röntgen-ilmaisimet tehtiin pieniksi ja kestäviksi - ja juuri sellaisia avaruudessakin tarvitaan.

- Lähtö avaruuteen ei ollut ennalta suunniteltu muutos, mutta Outokumpu Electronics oli jo valmiiksi yhtiö, jossa fyysikot ja insinöörit ovat tottuneet työskentelemään yhdes-sä, huomauttaa Metorexin avaruusteknologian osastoa johtava Seppo Nenonen.

Erikoistekniikka löytyi kotimaasta

- Suomesta löytyy osaajia. Olimme esimerkiksi toimittaneet 1990-luvun alkupuolella Esalle ohuita röntgenikkunoita, jotka päästävät lävitseen röntgensäteitä mutta estävät näkyvän valon ja infrapunasäteilyn pääsemisen mittauslaitteisiin. Vuonna 1998 tilaaja halusikin yllättäen kalvojen sijasta säteilyä suodattavia verkkoja, joiden reiät ovat alle mikrometrin, niin että vain mikrometriä lyhyemmät aallot pääsevät läpi. Ensimmäinen kysymys oli, kuka pystyy mallintamaan ja valmistamaan moisia verkkoja, Nenonen muistelee.

- Teknillisen korkeakoulun professori Turkka Tuomi tiesi, että Joensuun yliopistoon oli juuri hankittu elektronisuihku-litografialaitteisto, joka sopi tällaisten suodatinverkkojen valmistukseen. Tuolloin samanlaisia laitteistoja oli vain neljä koko maailmassa. Otin yhteyttä Joensuun yliopiston professoriin Jari Turuseen, jonka tiesin erikoistuneen optiik-kaan. Vielä saman päivän iltana sain Turuselta ensimmäiset tietokonemallit suodatinverkoista.


Parhaillaan eräs säämunan sovellus on Esan ja Nasan Cassini-Huygens-luotaimen mukana matkalla Saturnukseen. Siellä se selvittää Saturnuksen kuun Titanin kaasukehän ominaisuuksia.

Laskeutuja osattaisiin

Laitteita osaamme siis ideoida ja rakentaa, mutta pystyisimmekö tekemään aivan oman satelliitin? - Kyllä pystymme, vastaa Risto Pellinen. - Jos hankkeesta päätettäisiin nyt, satelliitti olisi valmis viiden vuoden kuluttua.

Tuore Rosetta-luotain on tehty Jämsässä, missä Patrian tehdas sijaitsee. Patria taitaa muun muassa sähkönjakelujärjestelmät, jotka ovat oleellinen osa satelliittia.

Tietokoneen takia Rosettan laskeutujakin opittiin tuntemaan perusteellisesti. - Muistin toimittaminen sen tietokoneeseen edellytti laskeutujan koko toiminnan opettelua, Pellinen selittää.

- Olemme siis hyvin kuorossa mukana, mutta ehkä oman satelliitin sijaan tai sen lisäksi kannattaa ajatella omaa laskeutujaa. Meillähän on niistä jo kokemusta.

- Jos Suomi profiloituisi laskeutujamaaksi, saisimme varmasti huipputekniikan leiman. Laskeutuminen vieraalle taivaankappaleelle on näet luotaimen lennon kaikkein vaikein vaihe. Sitä paitsi laskeutujassa on kaikki, mitä tarvitaan luotaimeen.

Pellinen ei kuitenkaan kannata satelliitin tai laskeutujan rakentamista pelkästään suomalaisin voimin.

- Avaruuteen mennään yhteistyöllä, hän korostaa.

Marsiin yritetään taas

Ilmatieteen laitoksessa on rakennettu peräti 41 avaruuslaitetta, kun mukaan lasketaan meneillään olevat hankkeet.

- Cluster, Integral ja Mars Express olivat upeita Esan hankkeita, Pellinen listaa.

Cluster on neljän satelliitin joukko, joka tutkii Auringon hiukkasmyrskyjä. Nämä satelliitit - Salsa, Samba, Rumba ja Tango - lähetettiin Maata kiertävälle radalle kesällä 2000.





Ihka omaa satelliittia ja ohjauskeskusta suunnitellaan

Ensimmäisellä suomalaisella satelliitilla on tarkoitus seurata muun muassa Linnunradan keskusalueen kirkkaita röntgenlähteitä, kertoo Helsingin yliopiston tähtitieteen dosentti Juhani Huovelin. - Myös Joutsenen tähtikuvion musta aukko, Cygnus X-1, aiotaan ottaa tarkkailuun.

Ensimmäinen suomalainen satelliitti on siis todennäköisesti röntgensatelliitti. Sen röntgenkaukoputki ei ole kovinkaan suuri, mutta sitä voidaan käyttää valittujen kohteiden jatkuvaan seuran-taan. Tällaiseen ei suurilta ja tehokkailta kaukoputkilta riitä aikaa.

- Avaintekijöitä ovat suuri kuvakenttä yhdistettynä kohtalaisen hyvään paikkatarkkuuteen sekä mahdollisuus pitkiin mittaus-jaksoihin. Niillä lyödään laudalta suuret röntgenobservatoriot, joilta voi saada yhtä havainto-ohjelmaa varten aikaa korkeintaan puoli päivää, selittää Huovelin, joka on osallistunut satelliittihankkeisiin vuodesta 1990 lähtien.

- Satelliitti aiotaan rahoittaa osittain Venäjän velkakonversioilla, Huovelin kertoo. - Satelliitin runko lisukkeineen ja ohjelmistoineen sekä kantoraketti saadaan Venäjältä. Saamme lisäksi satelliitin ohjauskeskuksen Joensuuhun. Venäläiset toimittavat keskuksen valmiiksi asennettuna.

- Sen sijaan tieteelliset mittalaitteet suunnitellaan ja rakennetaan Suomessa. Niihin kuuluu laajan kuvakentän röntgenkamera sekä samaa aluetta seuraava optinen kamera.

- Suomesta hankkeeseen osallistuvat Helsingin ja Joensuun yliopistot, Patria New Technologies, Metorex International sekä Space Systems Finland, Huovelin luettelee.

- Parhaillaan täsmennetään hankkeen yksityiskohtia. Tämä esitutki-mus on tarkoitus saada lähes valmiiksi tämän vuoden aikana. Jos kaikki menee hyvin, satelliitti voi lähteä matkaan jo vuonna 2008. 


Integral tutkii avaruuden gammasäteilyä. Se lähetettiin Maata kiertävälle radalle vuosi sitten, lokakuussa 2002.

Mars Express puolestaan lähti viime kesäkuun alussa kohti Marsia, ja se saapuu planeetalle jouluna.

Syyskuun lopulla lähti Spede Smart-1-luotaimessa Kuun liepeille mittaamaan luotaimen ionimoottorin ympäristövaikutuksia.

Monia muitakin hankkeita on meneillään ja muidenkin kuin Euroopan avaruusjärjestön kanssa. Esimerkiksi kanadalaiset käyttivät Odin-satelliitissaan suomalaista osaamista. - Hollantilaisten kanssa ollaan kehittämässä Maan ilmakehää tutkivaa Omi-nimistä laitetta, Pellinen lisää. - Laite tulee Yhdysvaltain Aura-satelliittiin, joka lähetetään ensi vuonna.

Leena Tähtinen on tähtitieteen dosentti, vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.



Sisältö jatkuu mainoksen alla