La, 05/18/2019 - 20:51 Jari Mäkinen
Sunstorm avaruudessa

Suomalaiset startup-yritykset Isaware ja Reaktor Space Lab tekevät uudenlaista teknologiaa avaruussään ennustamiseen. Euroopan avaruusjärjestön tilaama ainutlaatuinen tutkimuslaite ja sitä varten mittatilauksena tehty nanosatelliitti lähetetään avaruuteen hieman yli vuoden kuluttua.

Hanke on nyt ajankohtainen, koska tämä kokonaan suomalaisvoimin tehtävä mittalaite läpäisi Euroopan avaruusjärjestön tekemän tiukan katselmuksen tiistaina.

Kyseessä on laite, joka havaitsee Auringosta tulevia voimakkaita roihupurkauksia ennen näkemättömällä tarkkuudella röntgensäteiden aallonpituusalueella. Purkaukset näkyvät röntgenalueella hyvin ja havaintojen avulla voidaan ennustaa varsin tarkasti purkausten mahdollisesti maapalloon osuvia avaruusmyrskyjä.

Tarkat tiedot mahdollisesti vaarallisista aurinkopurkauksista voivat ihmishenkien turvaamisen lisäksi säästää miljardeja euroja, kun avaruusmyrskyihin voidaan varautua ennalta; kun niistä saadaan ennakkovaroitus, voidaan myrskyn haittavaikutuksia  nykyajan automatisoidussa yhteiskunnassa vähentää.

Avaruusmyrskyt häiritsevät ja saattavat katkaista radioliikennettä, sekoittaa satelliittipaikannuslaitteita, kuormittaa sähkönsiirtoverkkoa, nopeuttaa öljy- ja kaasuputkien korroosiota sekä aiheuttaa kohonnutta riskiä mm. lentoliikenteessä̈ ja avaruusmatkailussa. Pahimmillaan avaruusmyrskyt voivat jopa tuhota verkkoyhteyksiä̈, elektroniikkaa ja satelliitteja.

Suomalaissatelliitin mukaan laitettava Sunstorm-mittalaite on  tieteelliseen tarkkuuteen pystyvä, avaruuskäyttöön soveltuva miniatyrisoitu röntgenspektrometri.

Laitteen avulla osoitetaan tekniikan toimivan avaruudessa, minkä jälkeen samaan teknologiaan perustuva laitteita voidaan asentaa tuleviin, operationaalisiin avaruussääsatelliitteihin.

Sunstorm-mittalaite on alumiinipintainen. Satelliitin runko on musta.

Sunstorm-mittalaite on alumiinipintainen laatikko etualalla. Satelliitin runko on musta kappale taustalla. Paksu johto menee testilaitteistoon, eikä sitä ole lopullisessa satelliitissa.
-

“Instrumentti on täysin käyttövalmis konsepti tulevaisuuden avaruussäämonitorialustoille”, toteaa tohtori Juhani Huovelin, Isaware:n hallituksen puheenjohtaja.

Instrumenttia suunnitellaankin jo käytettäväksi Euroopan avaruusjärjestön ja Yhdysvaltain avaruussääpalvelusta vastaavan NOAA:n uusissa avaruussäämissioissa.

Pienikokoinen ja edullinen nanosatelliitti sopii erinomaisesti nopeaan ja kustannustehokkaaseen teknologiatestaamiseen. Noin kenkälaatikon kokoinen, niin sanottu kahden yksikön CubeSat  perustuu Reaktor Space Labin nyt avaruudessa olevaan Hello World -satelliittiin ja sen perusteella kehitettyyn, myös ESA:n tilaamaan W-Cube -satelliittiin.

“Yhteiskunnan nojatessa enemmän ja enemmän paikannuspalveluihin ja tietoliikenteeseen avaruussään ilmiöiden ennustaminen on tärkeämpää kuin koskaan ennen. Tässä kehityksessä Suomella on avainasema ja mahdollisuus olla maailman johtava avaruussäätoimija.”, kertoo Reaktor Space Labin toimitusjohtaja Tuomas Tikka.

Noin 800 000 euroa kokonaisuudessaan maksavan hankkeen rahoittajina toimivat Euroopan avaruusjärjestö ESA sekä Business Finland.

Hanke tuo vastaisuudessa sijoituksia takaisin paitsi parantuneina avaruussääennusteina, niin myös kaupallisesti: myös muita mittalaitteita voidaan lennättää avaruuteen nopeasti ja edullisesti mm. suomalaistekoisin nanosatelliitein. Sunstorm-konseptia voidaan myös käyttää  uuden sukupolven hajautettuna instrumenttiverkostona.

16.5. pidetyn tilaisuuden puhujat: (vasemmalta) Juha-Pekka Luntama, Janne Kuhno, Juhani Huovelin, Kimmo Kanto ja Ari-Matti Harri.

16.5. pidetyn tilaisuuden puhujat: (vasemmalta) Juha-Pekka Luntama, Janne Kuhno, Juhani Huovelin, Kimmo Kanto ja Ari-Matti Harri.
-

Aurinko on elämänantajamme ja myös suuri uhka

Elämä maapallolla ei olisi mahdollista ilman Aurinkoa, sillä lähes kaikki energiamme on peräisin suorasti tai epäsuorasti siitä.

Hyvin aktiiviseksi äityvä Aurinko voi olla myös uhka, koska se saa aikaan voimakkaita avaruusmyrskyjä ja geomagneettisia häiriöitä.

"Tekninen yhteiskuntamme on aiempaa haavoittuvampi avaruusmyrskyille", totesi Euroopan avaruusjärjestön Avaruusturvallisuusohjelman avaruussääpalvelun vetäjä Juha-Pekka Luntama torstaina 16.5. pidetyssä Sunstorm -esittelytilaisuudessa.

"Myrskyille emme voi mitään, mutta aiempaa tarkempi ja parempi Auringon tarkkailu auttavat meitä varautumaan paremmin avaruusmyrskyihin."

Auringon aktiivisuuden odotetaan lisääntyvän vuoden 2019 aikana ja saavuttavan seuraavan huippunsa noin vuonna 2024.

Auringon koronan massapurkaukset, eli suuret hiukkasryöpyt Auringon koronasta aiheuttavat häiriöitä ja voivat vaurioittaa elektroniikkaa, lamauttaen teknisiä järjestelmiä pahimmillaan hyvin laajoilla alueilla.

Vuonna 1989 tapahtunut aurinkomyrsky esti miljoonien kanadalaisten sähkönsaannin keskellä talvea.

Mitatun historian voimakkain avaruussäämyrsky oli ns. Carringtonin myrsky vuonna 1859, jolloin muun muassa Yhdysvaltain eteläosissa lennättimien johdot kipunoivat ja lennätintoimistoja syttyi palamaan. Revontulet näkyivät Karibialla asti.

Jos vastaavanlainen avaruusmyrsky pääsisi yllättämään nyt, olisi massiivisia vaikutuksia, joiden kustannukset nousisivat varovaistenkin arvioiden mukaan satoihin miljardeihin euroihin.

Siksi Euroopan avaruusjärjestö suunnittelee uutta satelliittia, joka sijoitettaisiin avaruuteen niin sanottuun Lagrangen viidenteen tasapainopisteeseen, mistä se pystyy näkemään "sivusta" Auringosta kohti Maata tulevia hiukkaspilviä sekä voisi havaita Auringon pintaa ennen, kuin se Auringon pyöriessä kääntyy kohti meitä. Näin saisimme ennakkotietoa mahdollisesti vaarallista aktiivisuusalueista Auringon pinnalla.

Eräs satelliitin havaintolaitteista on Sunstorm, joka pystyisi analysoimaan roihupurkauksiksi kutsuttujen magneettisten räjähdysten yhteydessä syntyviä röntgenpulsseja lähes kirurgisen tarkasti. Näitä purkauksia voidaan havainnoida vain avaruudessa olevalla mittalaitteella.

ESA, Nasa ja muut avaruusjärjestöt ovat jo pitkään kehitelleet teknologioita Auringon röntgensäteilyn havaitsemiseen. ESA:n vertailussa suomalainen röntgeninstrumentti oli selkeä voittaja ja vuoden 2017 lopulla Euroopan Avaruusjärjestö käynnisti konseptille yhden historian nopeimmista avaruusinstrumentin kehitysprojekteista.

Tuloksena oli Sunstorm 1, jonka kehitti suomalainen teollisuustiimi Isawaren johdolla vain 16 kuukauden aikana. Instrumentti on tarkoitus laukaista avaruuteen Reaktor Space Labin tekemällä nanosatelliitilla vuonna 2021.

Teollisuustiimiin kuuluvat Isaware, Aboa Space Research Oy, Oxford Instruments Technologies sekä Talvioja Consulting.

Suomi on muutenkin voimakkaasti mukana paitsi avaruussään tutkimuksessa, niin myös sen konkreettisessa seurannassa. Ilmatieteen laitos johtaa kansainvälistä, kansainvälisen siviili-ilmailujärjestä ICAO:n tilaamaa PECASUS-avaruussääpalvelukeskusta. "Se edistää avaruussään rutiininomaista ennustamista ja valvontaa", kuvailee Ari-Matti Harri, PECASUS-konsortion koordinattori. 

Sen avulla liikenneilmailu voi varautua avaruussään mahdollisiin vaaroihin, jotka ovat olennaisia etenkin lähellä napa-alueita. Voimakkaiden geomagneettisten myrskyjen aikaan lentomiehistöt voivat päättää lentää matalammalla tai muuttaa reittiä. jotta koneen miehistöön ja matkustajiin kohdistuisi vähemmän avaruudesta tulevaa säteilyä.

Seppo Korpela ja Janne Kuhno esittelevät Sunstromia.

Seppo Korpela ja Janne Kuhno esittelevät Sunstromia; toukokuun alussa instrumentin toiminnallinen testimalli ja satelliitin mallikappale liitettiin ensimmäisen kerran yhteen. Laitteet on tehty ennätyksellisen nopeasti.
-

"Uusi avaruus" on suuri mahdollisuus Suomelle

Sen jälkeen, kun ensimmäiset suomalaistekoiset satelliitit lähetettiin avaruuteen kevätkesällä 2017, on Maata kiertämään lähetetty kaikkiaan kuusi satelliittia. Rakenteilla on useita,  ja nyt esitelty aurinkotutkimussatelliitti on viimeisin lisä tähän listaan.

"Suomalainen avaruusala voi nykyisin hyvin ja uusia yrityksiä sekä innovaatioita syntyy koko ajan", iloitsi Business Finlandin avaruusasioista vastaava johtaja Kimmo Kanto tilaisuudessa.

"Elinkeinoministeriö on tunnistanut digitaalisuuden ja uuden teknologian luomat uuden kasvun mahdollisuudet, ja avaruussovellukset ovat olennainen osa tätä. Suomen voimassa olevat sitoumukset Euroopan avaruusjärjestön ohjelmiin ovat pitkäkestoisia ja nykyinen rahoitustaso kattaa näiden käynnissä olevien ohjelmien kustannukset vuoteen 2023 asti."

"Alan voimakkaan kasvun ja vaikuttavuuden vuoksi toivomme, että tähän saataisiin tasokorotus, joka mahdollistaisi Suomen osallistumisen uusiin New Space -toimintaa tukeviin ohjelmiin ESA:n ministerikokouksessa marraskuun lopussa.”

Vuonna 2016 perustettu Reaktor Space Lab on laajentanut toimintaansa voimakkaasti ja tekee parhaillaan kolmea satelliittia.

Samana vuonna perustettu Isaware puolestaan on osoittanut, että avaruustutkimuksessa kerätty tietotaito voi tuoda kiinnostavia sovelluksia maanpäällisissä käyttötarkoituksissa. Yhtiö kehittää neuroverkkoja ja koneoppimista hyödyntäviä ratkaisuja mm. turvallisuusalan, pelastustoimen ja ihmisvirtojen seurannan tarpeisiin, joiden juuret ovat tieteellisen tiedon käsittelyssä.