Tuulisatelliitti saa teleskooppinsa

ESAn valmistumassa oleva Aeolus-satelliitti on aiheuttanut tavallista enemmän päänvaivaa: sen tehtävänä on mitata maapallon tuulia ja kartoittaa ilmassa olevia pilviä sekä aerosoleja aivan uudentyyppisellä laserkeilaimella, mutta sen tekeminen on osoittautunut varsin hankalaksi. 

Satelliitin keskeinen osa on ultraviolettialueella toimiva kaukoputki, nimeltään Aladin, ja sen tärkein osa on Suomessa tarkasti oikeaan muotoonsa hiottu 1,5 metriä halkaisijaltaan oleva peili.

Peili, kuten monet osat satelliitista ovat olleet tekeillä jo pitkään, mutta nyt Aeolus on valmistumassa. Avaruuteen se pääsee näillä näkymin ensi vuonna.

Aladin-teleskooppi avoimena.

Tuulet selville laserilla

Yleisellä tasolla maapallon tuulien tilanne tunnetaan hyvin, mutta koskaan aikaisemmin ei niistä ole saatu globaalia, tarkkaa karttaa. Tuuli- ja pilvitietojen avulla voidaan ymmärtää paremmin ilmakehän dynamiikkaa, minkä lisäksi havainnoista on hyötyä arkisten sääennusteiden tarkkuuden parantamisessa.

Havaintojaan Aeolus tekee periaatteessa hyvin yksinkertaisesti tutkaperiaatteella, joskin radioaaltojen sijaan satelliitti lähettää alaspäin kohti Maata kaksi lasersädettä. Niistä takaisin heijastuvaa säteilyä otetaan vastaan kaukoputkella sekä siinä olevilla erittäin herkillä kameroilla – joita tosin kutsutaan vastaanottimiksi, koska ne eivät muodosta selvää kuvaa, vaan havaitsevat takaisin tulevan ultraviolettisäteilyn voimakkuutta.

Koska ultraviolettisäteily heijastuu takaisin ilmassa olevista epäpuhtauksista ja hiukkasista, kuten pölystä, jäästä tai vesipisaroista, saadaan havainnoista selville pilvien (nehän koostuvat pienistä vesipisaroista) ja esimerkiksi siitepölyn tai saastepilvien sijainnit.

Lisäksi eri takaisin tulevan säteilyn aallonpituus muuttuu hieman eri tavalla eri tyyppisistä hitusista heijastuessaan ja sirotessaan, voidaan satelliitin alapuolella ilmakehässä olevien tuulten suunta ja voimakkuus määrittää.

Periaatteessa tämä kaikki on hyvin helppoa, mutta systeemin saaminen käytännössä toimimaan on ollut hyvin vaikeaa. Laserien kehittämiseen ja testaamiseen on mennyt paljon suunniteltua enemmän aikaa. Laitteiden toimintakuntoon saaminen avaruuden olosuhteissa, ennen kaikkea tyhjiössä, on osoittautunut erityisen haastavaksi.

Lasereista on vastannut italialainen Selex-ES -yhtiö, joka toimitti lopulliset, satelliittiin asennettavat ja varmasti avaruudessa toimivat laserit Toulousessa, Etelä-Ranskassa olevaan Airbus Defence -yhtiön puhdastilaan, missä satelliittia ollaan rakentamassa.

Ensimmäinen lasereista toimitettiin jo viime vuonna, ja sitä on käytetty teleskoopin optiikan testaamiseen. Toinen laser saatiin Toulouseen huhtikuussa, ja nyt kevään kuluessa ne asennetaan Aeoluksen Aladin-teleskooppiin, jotta koko satelliitti olisi valmis ja kokonaisuudessaan testattu tämän vuoden loppuun mennessä.

Suomalainen peili

Aeolus-satelliitissa on vahva suomalainen panos, sillä teleskoopin peili on hiottu Turun luona Piikkiössä sijaitsevan Tuorlan observatorion alueella olevassa Opteon Oy:ssä. Peilin massa on 45 kiloa ja se on tehty piikarbidista.

Peili saapui hiottavaksi Suomeen keväällä 2004 suurella Airbus Beluga -kuljetuskoneella, jonka mukana oli myös Herschel-avaruusteleskoopin suuri peili. 1,5-metrisen peilin hionta sujui nopeasti ja se lähti takaisin Ranskaan rekkakyydillä vain parin kuukauden työstämisen jälkeen.