Päiväntasaajan päällä, noin 35 786 kilometrin korkeudessa on kiertorata, missä on varsin paljon erilaisia satelliitteja.

Tuon kiertoradan erikoispiirre on se, että siellä satelliitit kiertävät maapallon radallaan täsmälleen kerran vuorokaudessa, joten ne pysyvät koko ajan saman Maan pinnalla olevan paikan yläpuolella. 

Tietoliikennesatelliittien kannalta tämä on erinomaista, koska antennit voidaan suunnata yhteen paikkaan taivalla, missä satelliitti pysyy koko ajan. Maata havaitsevien satelliittien kuvakentässä puolestaan näkyy koko ajan sama puoli maapallosta, joten ne voidaan laittaa katsomaan alas tiettyjä alueita pysyvästi.

Tällä geostationaarisella radalla olevat sääsatelliitit ovat kuin taivaallisia vartiotorneja, jotka lähettävät koko ajan laajan, kaikenkattavan kuvan maapallon niihin näkyvästä puolesta pilvineen ja säärintamineen, mutta niiden kamerat tuijottavat tarkasti tiettyjä, kiinnostavia alueita.

Eurooppalaisittain on luonnollisesti kiinnostavaa seurata jatkuvasti Euroopan ja meidän länsipuolella olevan Atlantin pohjoisosan tapahtumia. 

Tuorein sääsatelliitti, maailman modernein sellainen, on nyt heinäkuussa laukaistu MSG-4, joka lähettää kuvia Euroopasta Maahan viiden minuutin välein ja laajempia vartin välein. ESA luovutti paikalleen avaruudessa saadun satelliitin virallisesti perjantaina sen käyttäjälle, EUMETSAT-järjestölle.

Omia tietoja jo lähes 50 vuoden ajan

Meteosat-1Eurooppalaisin satelliitein on eurooppalaista säätä tarkkailtu vuodesta 1977 alkaen, jolloin ensimmäinen Meteosat laukaistiin paikalleen päiväntasaajan yläpuolelle Greenwichin nollameridiaanin kohdalle. Näitä ensimmäisen sukupolven Meteosat-satelliitteja lähetettiin avaruuteen vuoteen 1997 saakka, jolloin matkaan lähetettiin Meteosat-7. Kukin satelliitti korvasi edellisen ja jäi varalle, ja sen jälleen niitä siirrettiin tarkkailemaan jotain muuta osaa maapallosta, kuten Intiaa tai Atlantin Amerikan puoleista osaa.

Kun alun perin Euroopan avaruusjärjestö ESA hoiti koko hommaa, on sen rooli nykyisin vain satelliittien tekeminen ja laukaiseminen. Meteosatien operoinnista on vastannut vuodesta 1986 alkaen hallitustenvälinen järjestö nimeltä EUMETSAT, jonka jäsen Suomikin on. Se tuottaa jatkuvaa sääsatelliittitietoa jäsenmailleen kellon ympäri sääennusteiden tueksi ja säätiedotusten kuvitukseksi.

Vuodesta 2003 on lähetetty uuden sukupolven satelliitteja, jotka tunnetaan nimellä MSG, Meteosat Second Genaration. Näistä tuorein  satelliitti, MSG-4, laukaistiin avaruuteen nyt heinäkuun 15. päivänä ja siitä tuli virallisesti Meteosat-11. Se jää kiertoradalle odottamaan: sen edeltäjät toimivat edelleen hyvin, mutta säätietojen jatkuvan saatavuuden kannalta on tärkeää pitää avaruudessa toimintakelpoista varasatelliittia. 

Ongelma – jos niin voi sanoa – on ollut se, että kaikki edeltävät toisen sukupolven Meteosatit ovat toimineet erinomaisesti ja ylittäneet elinikäodotteensa. Ensimmäisen MSG-satelliitin polttoaine loppunee vuonna 2019, toisen 2021 ja kolmannen vuonna 2012.

Itse asiassa myös viimeinen alkuperäisistä, Meteosat-7, on edelleen toiminnassa. Se tarkkailee nyt Intian valtamerta.

Kuvia viiden minuutin välein

MSG-4:n tärkein havaintolaite on nimeltään SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager), eli parannettu pyörivä näkyvän valon ja infrapunaisen alueen kuvauslaite. Sen ikkuna näkyy selvästi yllä olevassa kuvassa.

Meteosatit ovat sylinterimäisiä noin kaksi tonnia laukaisun aikaan painavia laitteita ja ne pyörivät avaruudessa koko ajan akselinsa ympäri. Silloin kameroiden kuvakenttä pyyhkäisee taisin väliajoin maapallon kiekon yli. Pyöriminen on kätevä tapa pitää satelliitti oikeassa asennossa ilman polttoainetta paljon käyttäviä asennonsäätölaitteita. MSG spinnaa noin sata kertaa minuutissa akselinsa ympäri.

SEVIRI-laitteistossa on 12 kanavaa, jotka on valittu siten, että ne tuottaisivat mahdollisimman hyvin numeerisia sääennusteita täydentävää tietoa.

Kanavista kahdeksan on infrapunaisen alueella ja niiden tehtävänä on ennen kaikkea kartoittaa maanpinnan, merien ja pilvien pintalämpötiloja.

Yksi kanavista kuvaa Maata jotakuinkin samalla tavalla kuin ihmissilmä sen näkisi. Tämän HRV-, eli High Resolution Visible -kanavan kuvien tarkkuus on parhaimmillaan 1 km pikseliä kohden. Luku on erittäin hyvä niin kaukaa suhteellisen pienellä kameralla katsottaessa, ja riittää hyvin säärintamien pientenkin yksityiskohtien tarkkailuun – yksittäiset pilvilautatkin voivat olla kilometrin luokkaa.

Lisäksi MSG voi havaita otsonia, vesihöyryä ja hiilidioksidia. Kaikkia tietoja yhdistellen säätieteilijät voivat luoda MSG:n lähettämistä tiedoista kolmiulotteisen kuvan ilmakehästä ja sen ilmamassojen liikkeistä.

Jo pelkästään kuvia katsomalla pystytään seuraamaan esimerkiksi myrskykeskusten liikkeitä ja varoittamaan vaikkapa ranta-alueita ajoissa.

Vuonna 2002 tehdyn arvion mukaan Meteosatit ovat parantaneet eurooppalaisten sääennusteiden luotettavuutta 17% ja ne säästävät keskimäärin 125 miljoonaa euroa vuodessa suorina säästöinä paremmasta säätilan huomioinnista ja myrskyhaittojen ennaltaehkäisynä. 

Myös tarkat havainnot ovat tarpeen

Koska Meteosatit sijaitsevat päiväntasaajan päällä, ne näkevät maapallon keskiosien alueet paremmin kuin lähellä pohjoista tai etelää olevat. Niinpä pohjoinen Suomi näkyy kuvissa huomattavasti huonommin kuin vaikkapa Portugali, vaikka Portugali on Suomea noin kolmanneksen pienempi pinta-alaltaan.

Siksi EUMETSATillä on käytössään MetOp-satelliitteja, jotka kiertävät Maan napojen kautta noin 800 kilometrin korkeudessa. Ne pystyvät tekemään tarkkoja havaintoja kaikkialta maapallolta, myös Suomesta.

Meteosatin kolmas sukupolviSeuraavan sukupolven Meteosatitkin (oikealla) pystyvät yhä parempaan tarkkuuteen ja nopeuteen. Niistä tehdään kolmiakselistabiloituja, eli ne eivät pyöri enää akselinsa ympäri, vaan niiden kamerat ja mittalaitteet sojottavat koko ajan kohti haluttuja kohtia maapallolla.

Uutuutena on myös se, että yhden satelliitin sijaan kaksi satelliittia toimii koko ajan kimpassa. Ne täydentävät toistensa havaintoja ja jos toinen jostain syystä menisi epäkuntoon, ei havainnoissa olisi hetkenkään taukoa, kun toinen jatkaisi normaalisti toimintaa.

Tarkoituksena on tehdä näitä kuusi kappaletta ja laukaista ensimmäinen Eurooppaa tuijottamaan vuonna 2019.