kourou

Raketteja viidakon siimeksessä

Ma, 06/22/2015 - 15:20 Jari Mäkinen
Yleisnäkymä Kouroun avaruuskeskukseen

Olen Kouroun avaruuskeskuksessa Etelä-Amerikassa, Ranskan Guyanassa. Tämä on paikka, mistä Ariane-kantoraketit laukaistaan matkaan ja mistä nykyisin lähetetään myös venäläisiä Sojuz-raketteja sekä uusia eurooppalaisia Vega-raketteja.

Tänään illalla on vuorossa Vega, joka tekee nyt viidennen lentonsa. Raketti, joka on jo lähes laukaisuvalmis, kantaa mukanaan Sentinel-2A -satelliittia. Kyseessä on tuorein lisä rakenteilla olevaan eurooppalaiseen Kopernikus-satelliittijärjestelmään, jonka avulla Eurooppa saa lähes reaaliajassa havaintoja kaikkialta maailmasta ja jonka tarkoituksena on tehdä lopulta kaukokartoitustiedoista samanlaista tylsää, arkista käyttötietoa kuin on satelliittipaikannus oheispalveluineen nykyisin.

Olen käynyt täällä jo seitsemän kertaa aikaisemmin ja tällä kerralla olen mukana ESAn toimittajaryhmässä. Käymme läpi Kouroun avaruuskeskuksen eri paikat sekä seuraamme luonnollisesti Vegan laukaisua nyt maanantaina illalla klo 22:52 paikallista aikaa (3:52 yöllä tiistaiaamuna Suomen aikaa). Sen jälkeen käymme pahamaineisilla Pirunsaarilla, jotka ovat Atlantin valtameressä Kouroun luona ja missä sijaitsee nykyisin mm. rakettien nousua seuraavia kameroita ja tutkia.

Seuraan matkaa Tiedetuubin twitter-tilillä lähes reaaliajassa ja julkiasen pieniä artikkeleita parin päivän aikana täällä Tiedetuubin sivuilla.

Miksi rakettilaukaisuita viidakosta?

Se, että eurooppalaiset laukaisevat rakettejaan Etelä-Amerikasta, tuntuu äkkiseltään ajateltuna omituiselta, mutta sille on hyvä selitys. Itse asiassa parikin.

Ensimmäinen osa selitystä on se, että satelliitit kannattaa laukaista aina matkaan mahdollisimman läheltä päiväntasaajaa ja maapallon pyörimisliikkeen suuntaisesti, eli kohti itää. Silloin Maan oma pyöriminen auttaa vauhdin saamisessa ja etu on jopa 1675 km/h, siis 0,46 km/s, eli noin kuusi prosenttia tarvittavasta vähimmäisnopeudesta. 

Verrattuna pohjoisempana tai etelämpänä olevaa laukaisupaikkaan, voidaan päiväntasaajalta siis joko laukaista satoja kiloja raskaampi kuorma avaruuteen tai käyttää hieman pienempää kantorakettia.

Euroopan manner ei maantieteellisesti ulotu päiväntasaajalle, mutta onneksi (jos niin voi sanoa) Euroopan mailla on historiallisista syistä alueita lähellä päiväntasaajaa. Näistä suurin ja logistisesti kätevin on Ranskan Guyana, joka sijaitsee juuri sopivasti vain 5,3° päiväntasaajan pohjoispuolella. 

Lisäbonuksena paikalla on sen sijainti Etelä-Amerikan itälaidalla, mistä katsottuna itäpuolella ja pohjoisessa avautuu vain laaja Atlantti. Sieltä voidaan siis laukaista turvallisesti raketteja niin polaariradoille kuin päiväntasaajan päällekin, ja rakettien ensimmäiset vaiheet voivat pudota haittaa aiheuttamatta mereen. Se ei ole myöskään pyörremysrkyalueella, vaan sää on hyvin tasainen ympäri vuoden.

Ranskan Guyana on myös vain kahdeksan tunnin lentomatkan päässä Euroopasta ja virallisesti osa Ranskaa, joten pääsy sinne ja toiminta siellä on helppoa (ellei huomioon oteta tropiikin pieniä epämukavuuksia). Kyseessä on eräs Ranskan merentakaisista alueista, jotka on muun muassa kuvattu euroseteleissä olevissa kartoissa pienin kuvin.

Pirunsaaret

Papillonin jalanjäljillä

Ranskalaiset ovat olleet läsnä tällä Amerikan kulmalla jo 1700-luvulta alkaen ja aivan Kouroun avaruuskeskuksen edustalla meressä sijaitsevat Pirunsaaret ovat jättäneet Guyanalle kovin kyseenalaisen maineen. 

Tarinan mukaan Papillon oli aikanaan tuolla vankisaarella, joka nyt kuuluu Ranskan kansalliselle avaruuskeskukselle ja mistä muun muassa seurataan Ariane-rakettien nousuja. Paikka on mukava päiväretkikohde, sillä sinne pääsee hyvin vaikkapa purjekatamaraanilla ja siellä voi paitsi rikkoa huvikseen kookospähkinöitä, niin myös katsella Papillonin vankilaa mukavasti Antillien alueen paikallista kreoliruokaa syöden.

Kapeaa rantakaistaletta lukuun ottamatta alue on sademetsän peittämää vaikeakulkuista maastoa, missä eläminen ja oleminen ei eurooppalaisille ollut helppoa ennen nykyajan tekniikkaa ja lääketiedettä. 

Koska Guyanassa ei pahemmin hiekkarantoja ja kulttuurikohteita ole, täyttyvät pääkaupunki Cayenneen lentävät koneet Ranskassa käyvistä paikallisista, luontoturisteista ja avaruusväestä. Ranskan Guyana saakin lähes puolet tuloistaan avaruudesta ja rakettien laukaiseminen hakkaa kirkkaasti perinteisesti suurimman elinkeinon, kalastamisen. Rommin tislaaminen jää sekin kauaksi rakettibusineksesta.

Kun ranskalaiset päättivät laukaista oman satelliittinsa 60-luvun alussa, kävivät he rakettitukikohtaansa valitessaan läpi koko joukon vaikutuksensa alla olevia maita Pohjois-Afrikasta Tyynen valtameren saariin. Guyana osoittautui parhaaksi ja sieltä paikaksi valittiin Kourou-joen suussa noin 70 kilometriä pohjoiseen Cayennestä oleva alue. 

Rakettilaukaisut Kourousta alkoivat vuonna 1964 ja kymmentä vuotta myöhemmin ranskalaiset tarjosivat paikkaa myös vastaperustetun Euroopan avaruusjärjestön ESAn käyttöön. Eräs tärkeimmistä ESAn projekteista oli Ariane-kantoraketti, jonka ensimmäinen lento tapahtui jouluna 1979. Nyt Arianen eri versiot ovet tehneet jo 223 lentoa. 

Lisäksi Kourousta laukaistaan matkaan nykyisin venäläisiä Sojuz-kantoraketteja (vuodesta 2011 alkaen) ja nyt laukaisuvuorossa olevia Vega-raketteja. Ensimmäinen Vega teki lentonsa vuonna 2012 ja nyt Sentinel-2A:n laukaiseva lento on järjestyksessään viides. Sojuz-lentoja on tehty seitsemän.

Kaikkiaan Kourousta on tehty 248 laukaisua ja viety avaruuteen 445 satelliittia.

Klikkaa tästä katsoaksesi Sentinel-2A:n laukaisumatkan liveseurantaa twitterissä.

Kaksi uutta Galileo-satelliittia avaruuteen

(Huomautus 24. elokuuta: laukaisu ei ole sujunut nähtävästi toivotulla tavalla, vaikka ensitietojen mukaan siltä näyttikin. Uutisemme Galileo-kaksikko väärällä radalla kertoo tästä tarkemmin.)

Uusimmat kaksi Galileo-paikannussatelliittia, Galileo 5 ja 6, laukaistiin tänään avaruuteen. Tämä merkitsee uutta vaihetta Galileo-satelliittinavigaatiojärjestelmän rakentamisessa, sillä kyseessä olivat ensimmäiset kaksi normaalia Galileo-satelliittia; kaikki neljä aikaisempaa satelliittia ovat olleet testisatelliitteja, jotka toimivat myös osana lopullista järjestelmää.

Tästä eteenpäin näitä sarjatuotantoja tehtyjä standardisatelliitteja laukaistaan kiertoradalle varsin nopeassa tahdissa.

Tarkoitus on lähettää avaruuteen kuudesta kahdeksaan satelliittia vuodessa Sojuz- ja Ariane-kantoraketeilla siten, että lopullinen 24 satelliitista koostuva järjestelmä olisi valmis vuonna 2017 Sen jälkeen sitä täydennetään vielä kuudella varakappaleella, jotka ovat avaruudessa valmiina korvaamaan mahdollisesti rikkoutuvia satelliitteja.

Sentinel-1 laukaistiin avaruuteen

To, 04/03/2014 - 20:41 Jari Mäkinen
Sojuz-raketin laukaisu

Sentinel 1A -tutkasatelliitti lähti tarkalleen klo 00:02 matkalleen kohti kiertorataansa Maan ympärillä venäläisen Sojuz-kantoraketin nokassa Kourousta, Euroopan avaruussatamasta. Laukaisu sujui täysin suunnitelmien mukaisesti ja satelliittiin saatiin pian yhteys sen päästyä avaruuteen.

Kyseessä on ensimmäinen ESAn Sentinel-sarjan satelliiteista, joiden tarkoituksena on kuvata, havaita ja tutkia maapallon pintaa – meriä, maita, jäätiköitä – sekä ilmakehää lähes reaaliaikaisesti osana eurooppalaista Copernicus -ohjelmaa.

Näistä on tarkemmin tietoa mm. Tiedetuubin ESA-blogissa.

Sentinel-1 on 2,3 tonnia painava tutkasatelliitti, joka on suunniteltu toimimaan ainakin seitsemän vuoden ajan. Sen lennosta kuitenkin kolme ensimmäistä tuntia olivat tärkeimmät, koska niiden kuluessa se saapui paitsi avaruuteen, niin myös avasi aurinkopaneelinsa sekä tutka-antenninsa.

Tämä oli jo seitsemäs venäläisen Sojuz-kantoraketin laukaisu Ranskan Guyanassa sijaitsevasta Kouroun avaruuskeskuksesta.

Sojuz-kantoraketti laukaisualustallaan juuri ennen nostamista pystyasentoon.

Tarkka tutka

Sentinel 1 on itse asiassa kaksi samanlaista satelliittia, joista ensimmäinen, Sentinel-1A, laukaistaan nyt, ja Sentinel-1B  pääsee avaruuteen puolestaan ensi vuonna. Yhdessä ne pystyvät kartoittamaan koko maapallon pinnan siten, että joka kolmas päivä on käytössä täysin uusi kartta. Satelliitit siis kulkevat vähintään joka kolmas päivä jokaisen maapallon paikan päältä siten, että paikka mahtuu satelliittien tutkan keilaan ja tulee kuvatuksi.

Koska kuvaaminen tapahtuu tutkalla, ei pilvisyys haittaa. Työ jatkuu myös päivin ja öin.

Omimmillaan satelliitit ovat maapallon napa-alueita tutkittaessa, koska näiltä alueilta on muuten vaikea saada havaintoja. Lisäksi tutka toimii erinomaisesti esimerkiksi jäätiköiden seurannassa. Esimerkiksi alla oleva kuva on koostettu tutkahavainnoista ja näyttää miten Grönlannin luoteisosassa oleva Petermann-jäätikkö liikkuu.

Petermann-jäätikköä

Kaksi, 24 tunnin välein otettua kuvaa Petermann-jäätiköstä kertovat selvästi
miten siinä on pysyviä osia ja sellaisia, jotka liikkuvat hyvinkin nopeasti.

Sentinel-1:n havainnoista voidaan myös määrittää hyvin tarkasti eri tyyppiset merijäät, eli satelliiteista on suurta apua talvimerenkululle, minkä lisäksi esimerkiksi öljylautat meren pinnalla tulevat hyvin esiin sen kuvista.

Satelliittitietoja voidaan käyttää myös hyväksi esimerkiksi tulville alttiiden alueiden kartoittamisessa ja maansiirtymien, jopa maanjäristysten, paikantamisessa. Tulvien ja järistysten satuttua tuoreet, tarkat ja koko ajan päivittyvät kuvat auttavat myös pelastustoimissa.

Tutkakuvia voidaan käyttää myös aiempaa helpommin arkisissa sovelluksissa, esimerkiksi karttojen tekemisessä, maankäytön suunnittelussa sekä maanviljelyalueiden tarkkailussa.

Sana "Sentinel" tarkoittaa vartiomiestä, ja se kuvaa hyvin satelliittien mahdollisia puolustuksellisia sovelluksia: samoja tarkkoja tutkakuvia voidaan käyttää myös kriisialueiden tilannekuvan saamiseen ja esimerkiksi joukkojen siirtelyn seuraamiseen. Kyseessä on ensimmäinen ESAn satelliitti, jota tehtäessä tämäkin aspekti on otettu alusta alkaen huomioon.

Gaian laukaisu Timo Prustin kokemana

Gaian tieteellinen johtaja on suomalainen Timo Prusti, joka kertoo seuraavassa tekstissä kokemuksistaan laukaisun aikaan Kouroussa. Hän esiintyi ESAn suorassa webbilähetyksessä ja oli mukana useissa TV-ohjelmissa heti laukaisun jälkeen, mutta hän ennätti kirjoittaa myös tämä tekstin eilen juuri ennen paluutaan Eurooppaan.

-----

Gaia laukaistiin 19. joulukuuta 2013 kello 9:12:19 UTC. Koko viikon oli ollut useita sadekuuroja, ja sama epävakaa sää jatkui myös laukaisupäivänä, jolloin aikaisin aamulla kuuden maissa paikallisaikaa Kouroussa pyyhkivät useat kuurot laukaisualueen ylitse.

Taivas kuitenkin selkeni juuri ennen laukaisua, ja Gaia nousi matkaan hyvien tähtien merkeissä, sillä laukaisun aikaan aamulla taivaalla ei ollut juuri lainkaan pilviä.

Tänään 20. joulukuuta tätä kirjoitettaessa on taas sadellut, eikä Gaian laukaisusta olisi nähty kuin ehkä 10 sekuntia ennenkuin raketti olisi kadonnut pilviin.

Ennen laukaisua

Kaksi viikkoa Kouroussa on ollut hyvin intensiivistä aikaa. Gaia oli syksyn ajan laukaisukeskuksen S1-rakennuksessa, jossa satelliitit voivat olla niin kauan kun tankkeja ei olla täytetty. Siellä tehtiin myös viimeinen aurinkosuojan avaustesti lokakuussa, kun edellisen kerran olin paikan päällä.

Kun tulin uudelleen paikalle, oli Gaia jo tankattu ja siirretty S5-rakennukseen. Sojuz-kantoraketin yli vaihe Fregat, joka oli itse asiassa alun perin tarkoitettu toiselle satelliitille, oli jo odottamassa S3-rakennuksessa Gaiaa myös tankattuna.

S3 on tila, joka on tarkoitettu kaikkein herkimmin räjähtävien polttoaineiden käsittelyyn. Fregatin vieressä oli jo odottamassa Gaiaa varten erityisesti valmistettu raketin nokkakartio. Koska Gaia täytti melko tarkkaan koko nokkatilan, jouduimme tekemään erikoisen nokkakartion, mistä oli varmuuden vuoksi "kaiverrettu" hieman tilaa lisää reunoista, koska laukaisussa satelliitin ja seinien välissä täytyy olla riittävästi tilaa myös värähtelyille.

Gaia siirrettiin S3-rakennukseen, asetettiin Fregatin päälle ja koko nokkaosa pistettiin nokkakartion sisälle.

Lauantaina 14. joulukuuta Sojuz-raketti vietiin kiskoja pitkin laukaisualustalle. Toimenpide alkoi aamulla kuudelta, kun kokoonpanohallin ovet avattiin ja muutaman tunnin päästä vaakasuorassa rautatievaunun päällä ollut raketti oli siirretty ja nostettu pystyyn. Se oli mielenkiintoinen tapahtuma, etenkin kun sain seurata sitä aivan vierestä.

Samana iltana tuli jo nokkaosa, jossa siis Gaia ja Fregat olivat päällekkäin nokkakartion sisällä. Kahdeksan aikaan illalla venäläinen Soyuzin laukaisusta vastannut henkilökunta ruuvasi käsin nokkaosan kiinni Sojuziin 102 pultilla – he eivät käyttäneen mitään pneumaattisia koneita. Viimeisen kiristyksen teki yksi henkilö, jotta ruuvit ovat samalla voimalla kiinnitettyjä.

Sunnuntaista keskiviikkoon oli rauhallisempaa, koska suurin osa ajasta käytettiin miljoonan ja yhden asian tarkastamiseen.

Gaia lähtee matkaan!

Lähtölaskenta alkoi 13 tuntia ennen laukaisua. Niinpä ESAn insinöörikollegat ja Gaian rakentaneet Astriumin insinöörit istuivat tuoleihinsa Kouroun laukaisukeskuksen lähtövalvontarakennuksen Jupiterin kontrollihuoneessa keskiviikon iltapäivällä kello viiden aikaan. Itse seurasin heidän istumisiaan kun olin samana yönä valmistelemassa Arianespacen suoraa televisiolähetystä laukaisusta. Opettelin toimittaja Joshua Jampolin kanssa TV-maailman kikkoja, jotta pystyin suorittamaan tehtäväni englanninkielisen selostuksen tieteellisenä tukena.

Torstaiaamuna aikaisin ennen laukaisua kaikki olivat pirteitä. Tämä taisi johtua adrenaliinista. Päivä nousi klo 6:12:19 paikallista aikaa, kun seurasin laukaisua Jupiter rakennuksen parvekkeelta. Kuin Aurinko olisi noussut lännestä, mutta pian pystyi huomaamaan, että kyseessä olikin Auringon sijaan kirkkaasti loistanut Sojuz VS06, jonka kärjessä oli Gaia.

Itään päin suuntautunut laukaisu kaartui komeasti parvekkeen yli ja kohti oikean Auringon nousua idän puolella. Ensimmäinen vaihe lopetti toimintansa juuri oikeaan aikaan, jolloin neljä apurakettia irrotettiin raketista. Aamuauringossa ne sitten tuikkivat kuin pienet, alaspäin putoavat tähdet, kun samaan aikaan loppuosa raketista jatkoi kiihdytystä ylöspäin.

Arianespacen osuus Gaian saamisessa avaruuteen on laukaisu, mukaan lukien Fregatin osuus. Gaia tarvitsi kaksi Fregatin moottorin polttoa, joista ensimmäisellä Gaia saatiin ympyräradalle Maan ympärillä ja toisella se sysättiin kohti Lagrangen pistettä L2 vievälle radalle. Tuo piste on Gaian operointipaikka.

42 minuuttia laukaisun jälkeen Fregat oli tehnyt tehtävänsä ja irrottautui Gaiasta. Gaia oli vapaa ja Arianespace otti aplodit vastaan onnistuneesta laukaisusta.

Meillä oli kuitenkin vielä runsaasti töitä, sillä nyt oli Gaian vuoro toimia. Noin tunti ja vartti laukaisun jälkeen Gaian aurinkosuoja, eli "hame", avattiin ja puolitoista tuntia laukaisun jälkeen tiesimme, että Gaia oli saatu havaintokuntoon. Hame oli avautunut.

Tänään 20. joulukuuta olemme tehneet niin sanotun kakkospäivän operaation, missä hienosäädimme rataa kohti L2 pistettä Gaian omilla raketeilla. Tämä onnistui yhtä täsmällisesti kuin kaikki muutkin tähän asti tehdyt operaatiot Gaialla.

Sen jälkeen Gaia käännettiin 45 asteen kulmaan Aurinkoa kohti, eli olemme nyt operaatioasennossa ja vauhdilla menossa 1,5 miljoonan kilometrin päässä olevan L2-pisteen ymparillä olevalle radalle.

Kiitokset kaikille, jotka ovat tehneet mahdolliseksi tämän joulun parhaan lahjan – Gaian!

Timo Prusti

Lue myös Tiedetuubin Gaia-juttuja ja laukaisuseurantaa osoitteessa www.tiedetuubi.fi/gaia

Kaikki valmista Gaian laukaisuun

Ke, 12/18/2013 - 16:59 Toimitus
Nokkakartio irtoaa noin 100 km:n korkeudessa

Huomenna torstaina on tärkeä päivä, sillä vuosien ajan suunniteltu, rakennettu, testattu ja haaveiltu Gaia laukaustaan silloin avaruuteen. Pari tonnia painavan omalaatuisen avaruusteleskoopin tehtävänä on mitata ennätyksellisen tarkasti satojen tuhansien tähtien ja aurinkokuntamme pienkappaleiden sijainnit ja kirkkaudet moneen kertaan noin viisi vuotta kestävän lentonsa aikana.

Gaia on siis tähtitaivaan supertarkka kartoittaja, mutta sen ensimmäinen tehtävä avaruuteen pääsynsä jälkeen navigoida Maan luota noin 1,5 miljoonan kilometrin etäisyydellä olevalle havaintopaikalleen. Auringon ja Maan vetovoimien tasapainopiste 2, eli niin sanottu Lagrangen piste 2 sijaitsee Auringosta katsottuna Maan toisella puolella, ja se sopii erinomaisesti tähtitieteellisille avaruusaluksille; maailmankaikkeuden alun mikroaaltosäteilyn tutkija Planc ja infrapunateleskooppi Herschel olivat L2-pisteessä ja Hubblen avaruusteleskoopin seuraaja JWST sijoitetaan myös L2-pisteeseen.

Tarkkaan ottaen L2:ssa olevat avaruusalukset kiertävät kiertoradalla matemaattisen pisteen ympärillä. Gaia saapuu sinne - jos kaikki sujuu hyvin - noin 7. tammikuuta ja silloin ESAn Darmstadtissa, Saksassa, Euroopan avaruusoperaatiokeskus ESOCissa oleva lennonjohto on erittäin tarkkana. Laukaisun jälkeen lennonjohdossa ollaan toki aina valppaina, mutta asettuminen L2:n ympärille on lennon eräs kriittisimmistä hektistä. 

"Kyseessä on monimutkainen manöveeri, jonka aikana meidän tulee käyttää Gaian rakettimoottoreita epäsuorasti, sillä emme voi antaa Gaian kääntyä sellaiseen asentoon, missä Auringon kirkas paiste voisi vaurioittaa herkkiä havaintolaitteitamme", selittää Dave Milligan, Gaian operaatiojohtaja lennonjohdossa. "Se on hyvin jännittävä hetki, eikä meillä olen paljoakaan varaa virheisiin."

Toinen tärkeä päivä on 14. tammikuuta, jolloin Gaian rataa hienosäädetään.

Hyvin valmistautunut lennonjohto

ESOCissa sijaitseva lennonjohto on ollut valmis laukaisuun jo marraskuusta alkaen, jolloin Gaia oli tarkoitus lähettää matkaan. Laukaisua jouduttiin kuitenkin lykkäämään noin kuukaudella, koska aluksen radiolaitteisiin haluttiin tehdä tarkistuksia.

Lennonjohto on valmistautunut toimimaan Gaian kanssa monin erilaisin simulaatioin: kaikkia lennon vaiheita ja mitä moninaisimpia häiriötilanteita on harjoiteltu kuukausien ajan. Jo ennen laukaisua lennonjohto on myös jo yhteydessä itse Gaiaan ja alus on jo nyt laukaisua odottaessaankin jo "päällä".

Kaikkiaan lennonjohdossa on ollut 44 todenmukaista simulaatiota, joiden aikana on käyty läpi noin 700 erilaista toimenpidettä.

Gaia pääsee omille teilleen Sojuz-kantoraketista kun laukaisusta on kulunut 42 minuuttia. Sitä ennen Gaia on jo ollut yhteydessä ESAn Australiassa, Perthissä olevaan vastaanottoasemaan, jolloin saadaan ensimmäisen kerran kunnollinen tieto Gaian tilanteesta laukaisun jälkeen. Sen jälkeen myös muuta ESAn seurantaverkon maa-asemat nappaavat Gaian telemetriatiedot.

Kieppuva alku?

Heti Sojuzin ylimmästä vaiheesta irtaantuminen jälkeen Gaia tekee lyhyen ajan kuluessa koko joukon tärkeitä toimia: se avaa aurinkosuojansa, jonka alapuolella ovat aurinkopaneelit, ja se paineistaa ohjausrakettimoottoriensa polttoainetankit.

Tämän aikana Gaia on myös aivan omillaan, eikä se pyrikään pitämään asentoaan vielä täysin hallinnassa, koska todennäköisesti heti raketista irtoamisen jälkeen se saattaa olla pienessä pyörimisliikkeessä ja on turvallisempaa antaa Gaian heittelehtiä vapaasti. Tämän seurauksena yhteys saattaa pätkiä ja koko toimenpidesarja on ohjelmoitu Gaiaan jo etukäteen.

"Saattaa kestää jopa 17 minuuttia, ennen kuin Gaia on korjannut asentonsa ja yhteys Maahan palautuu", kertoo Dave Milligan. "Aika ei ole pitkä, mutta nuo minuutit tuntuvat pitkiltä, sillä lennonjohtajat eivät koskaan pidä tilanteista, joissa alukseen ei ole yhteyttä eikä sille voi tehdä mitään".

Noin 27 tuntia laukaisun jälkeen, 20. joulukuuta iltapäivällä, Gaia käyttää ensimmäisen kerran avaruuteen päästyään moottoreitaan ratamuutokseen, kun se sysää itsensä Maan luota kohti L2-pistettä vievälle radalle. Tuon polton tarkka aika ja pituus päätetään vasta sen jälkeen, kun tiedetään miten tarkasti halutulle radalle Sojuz on Gaian kuljettanut.

Parin ensimmäisen päivän aikana Gaian systeemit tarkistetaan ja sen teleskooppeja aletaan jo valmistella käyttöön. Kaikkiaan kestää neljä ja puoli kuukautta, enne kuin Gaia on valmis aloittamaan varsinaiset tieteelliset havainnot. Teleskooppien tarkistaminen ja kalibrointi tehdään huolella, koska saatavien mittausten tarkkuus riippuu näistä alkuvirityksistä.

Gaia laukaisualustallaan

Ti, 12/17/2013 - 11:42 Jari Mäkinen
Gaian Sojuz rullaa laukaisupaikalle

ESAn tähtikartoittajasatelliitti Gaia on rullattu viikonlopun aikana laukaisualustalleen ja Gaian sisältävä nokkakartio sekä ylin vaihe on kiinnitetty Sojuz-rakettiin. Seuraavassa on muutamia kuvia viime päiviltä.

Nyt niin rakettiin kuin Gaiaankin tehdään viimeisiä tarkistuksia ennen torstaina tapahtuvaa laukaisua.

Ylemmässä kuvassa on Sojuz laukaisualustallaan vielä ilman nokkakartiota ja ylintä vaihetta. Alemmassa kuvassa on rakettia kuljettavan rautatievaunun kylkeen maalatut viisi tähteä merkkinä viidestä Kourousta tehdystä onnistuneesta Sojuz-laukaisusta.

Nokka saapumassa

Gaia saapumassa laukaisupaikalle ja siellä Sojuzin nokkaan nostettavaksi.

Kuvat: ESA ja Timo Prusti

Viimeinen katse Gaiaan

Pe, 12/13/2013 - 21:37 Jari Mäkinen
Gaia on kapsuloitu

ESAn Gaia-avaruusteleskoopi on nyt suljettu kantorakettinsa nokkakartion sisään. Hieman yli neljä metriä halkaisijaltaan oleva ja 11,4 metriä korkea, kahdesta puolikkaasta koostuva kartio suojaa Gaiaa laukaisun alkuvaiheessa, kun Sojuz-kantoraketti lentää ilmakehän tiheimpien osien lävitse. Nokkakartio irroitetaan vain 187 sekunnin (kolmen minuutin ja seitsemän sekunnin) kuluttua laukaisusta, jolloin raketti on jo turvallisesti sadan kilometrin korkeudessa. Siellä ilma on jo niin ohutta, ettei siitä ole haittaa satelliitille.

Gaian "kapsulointi" tapahtui Kouroun avaruuskeskuksen hallin S3B puhdastilassa, mistä raketin kokonainen nokkaosa kuljetetaan laukaisualustalle ensi viikolla kun raketti on siirretty kokoonpanohallistaan sinne ja nostettu pystyyn.

Itse Sojuz-raketti on jo valmis; sitä on koottu Venäjältä tuoduista osista jo alkusyksystä alkaen ja se on ollut valmiina odottamassa marraskuun alusta. Se kuljetetaan (samaan tapaan kuin esimerkiksi Baikonurissa) rautatiekiskoilla vaakatasossa erityisvalmisteisen vaunun päällä kokoonpanohallistaan laukaisualustalle, missä se nostetaan pystyasentoon.

Siinä missä Baikonurissa raketti kuljetetaan laukaisuvalmiina alustalle, liitetään Kouroussa hyötykuorma – siis raketin ylin vaihe Fregat ja sen päällä oleva satelliitti suojakartion sisällä – kantoraketin nokkaan vasta laukaisupaikalla.

Laukaisu on edelleen aikomus tehdä ensi torstaina 19. joulukuuta klo 11:12:19 Suomen aikaa (06:12:19 paikallista aikaa Kouroussa). Hieman yli kaksi tonnia laukaisun aikaan painava Gaia on kaikkiaan 25. Arianespace-yhtiön avaruuteen lähettämä tieteellinen satelliitti.

Gaian Sojuz-rakettia koristaa suurikokoinen kuva Gaiasta, tähtitaivaasta ja avaruutta ihmettelevästä Gaia-jumalattaresta. Kerroimme enemmän kuvasta ja Gaia-nimen taustasta aiemmassa artikkelissamme Tarina Gaian logon taustalla.

Palamme kantorakettiin ja laukaisun yksityiskohtiin tarkemmin ensi viikolla.

Sojuzin kokoonpanohallin MIK:n ovi ja taustalla näkyvä laukaisualustan suojatorni.

Sojuzin kokoonpanohallin MIK:n ovi ja taustalla näkyvä laukaisualustan suojatorni. Kuva: Timo Prusti.

Gaia asennettu Sojuzin ylimmän vaiheen päälle

To, 12/12/2013 - 09:19 Jari Mäkinen
Gaia asennettu ylimmän vaiheen päälle

Omalaatuiselta, kultapaperiin käärityltä tölkkimäiseltä paketilta näyttävä Gaia kiinnitettiin myöhään tiistaina Sojuz-kantoraketin ylimmän vaiheen päälle. Raketin ylimpänä vaiheena toimii Fregat, venäläistekoinen rakettivaihe, joka tulee viemään Gaian Maan luota kohti Lagrangen pistettä L2 vievälle radalle.

Fregat on omatoiminen, luotettavaksi osoittautunut rakettivaihe, jota voidaan käyttää niin Maata kiertävien satelliittien vientiin tarkasti oikealle radalle, planeettaluotainen lähetykseen ja Gaian tapaan omalaatuisemmillekin lentoradoille kuljettamiseen.

Seuraavaksi Gaian ja Fregatin muodostama "pino" suljetaan raketin nokkakartion sisään. Kartio koostuu kahdesta puolikkaasta, jotka liitetään yksinkertaisesti toisiinsa. Sen jälkeen satelliittia ei enää nähdä, vaan viimeiset kuvat siitä Maan pinnalla voidaan ottaa juuri ennen kuorien kiinnittämistä toisiinsa. Gaia itse on sen sijaan koko ajan hengissä: siihen syötetään virtaa johdolla, se on toiminnassa, siihen ollaan yhteydessä ja sen toimintoja tarkkaillaan koko ajan. Satelliitille laukaisu avaruuteen on kuin lapsen syntymä: lapsi on jo hengissä äidin kohdussa ja tulee toimeen napanuoran ansiosta, mutta vasta synnytyksen jälkeen lapsi on lopullisessa toimintaympäristössään ja toimii itsenäisesti.

Laukaisu tapahtuu viikon kuluttua torstaina 19. joulukuuta klo 11:12:19 Suomen aikaa.

Fregat (alhaalla) ja Gaia (ylhäällä) juuri ennen toisiinsa liittämistä. Kullan värinen materiaali molemmissa aluksissa on suojamateriaalia, joka kiiltävänä heijastaa Auringon valoa ja auttaa siten pitämään lämpötilan vakiona aluksen sisällä. Fregatin ja Gaian pinnoite on hieman eri väristä, koska ne ovat eri valmistajien tekemiä ja Fregatin pinnoitteen pitää kestää vain muutaman tunnin ajan avaruudessa. Kuvat: Arianespace.

Gaian tankit täynnä

Pe, 12/06/2013 - 23:37 Jari Mäkinen
Gaia valmis tankkaukseen!

Marraskuun lopussa ESAn tähtikartoittajasatelliitti Gaia oli jo lähes valmis laukaisuun, jonka pitäisi nykysuunnitelman mukaan tapahtua 19. joulukuuta Kouroun avaruuskeskuksesta Ranskan Guayanasta, Etelä-Amerikasta päiväntasaajan luota Atlantin rannikolta klo 11:12 Suomen aikaa.

Olennaisin Gaialle itselle tapahtunut asia viime päivinä oli sen tankkaus. Laukaisun aikaan sillä on tankeissaan 296 kg polttoainetta, mistä suurin osa käytetään matkalla havaintopaikalle Lagrangen pisteeseen numero 2 noin 1,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta sekä asettumiselle oikealle paikalle siellä. Sen jälkeen aluksen isoja rakettimoottoreita käytetään vain suuriin radan- tai asennonmuutoksiin, sillä satelliitin rutiininomaisesta asennonsäädöstä pidetään huolta pienemmillä kylmää kaasua suihkuttavilla mikrorakettimoottoreilla.

Gaian asennonsäätö on periaatteessa helppoa, sillä sen ei täydy monien teleskooppien tapaan osoittaa tarkasti tiettyyn kohtaan taivaalla, vaan se pyörii hitaasti akselinsa ympäri – nopeus on neljä kierrosta vuorokaudessa. Verkkainen vauhti kääntää sitä koko ajan uuteen kohtaan taivasta ja pitää samalla sen hyrräilmiön avulla suunnassaan.

Voimakkaiden rakettimoottorien polttoaineena käytetään hydratsiinia, luotettavaa ja toimintavarmaa, mutta valitettavasti ihmisille hyvin myrkyllistä nestettä. Siksi Gaian tankkaaminen tehtiin hyvin varovasti ja erityisesti tankkaukseen varustellussa rakennuksessa. Sitä varten Gaia piti siirtää erityisessä, hyvin puhtaassa kuljetuslaatikossa Kouroun avaruuskeskuksessa rakennuksesta toiseen, niin sanotusta S1B-hallista S5-rakennukseen.

Suuri säiliö, missä käytännössä laukaisuvalmis Gaia siirrettiin hallista toiseen, oli kuin pieni puhdastila. Siinä on oma ilmastointilaitteistonsa, mikä pitää sen sisäilman oikeassa lämpötilassa, kosteudeltaan sopivana ja mahdollisimman pölyttömänä.

Gaian käyttöön laatikko oli hieman suuri, sillä se on suunniteltu suurimpia Ariane 5:n kyytiin mahtuvia satelliitteja varten. Tällainen on muun muassa suuri ATV-rahtialus. Sama kuljetuslaatikko on palvellut aikaisemmin myös sellaisia kuuluisia avaruusaluksia kuin Herschel, Planck ja Envisat.

Kuljetus hallista toiseen eteni varovasti vauhdikkaimmillaan vain 10-20 kilometrin tuntinopeudella kuorma-auton vetämänä. Vajaan kilometrin matkaan kului hieman vajaa tunti.

Aivan ilman ongelmia ei operaatio kuitenkaan sujunut: kun Gaia oli saatu tankkaushallin ilmalukkoon, huomattiin, että lintu oli lentänyt avoimesta ovesta sisälle. Se piti hätistää pois ja tila puhdistaa uudelleen, ennen kuin kallisarvoinen satelliitti nostettiin pois kuljetuslaatikostaan.

Sen jälkeen Gaia kiinnitettiin erityiseen tankkaustelineeseen, minkä päällä sen tankit täytettiin polttoaineella maanantaina 2. joulukuuta.

Tämän jälkeen Gaia on siirretty kantoraketin nokkaan kiinnitettäväksi. Ensin se liitetään sovittimeen, mikä myöhemmin  kiinnitetään kantoraketin ylimpään (neljänteen) vaiheeseen, joka tunnetaan nimellä Fregat. Sitten Gaian ympärille kiinnitetään raketin nokkakartio. Lopulta koko nokkapaketti nostetaan laukaisualustalla odottavan Sojuz-kantoraketin nokkaan.

Seuraamme tästä alkaen tiiviimmin Gaian laukaisuvalmisteluja, laukaisua 19. joulukuuta ja sen jälkeen satelliitin matkaa kohti havaintopaikkaansa. Gaian tieteellinen johtaja on suomalinen Timo Prusti ja Helsingin yliopiston tutkijat osallistuvat aktiivisesti lennon tieteelliseen toimintaan.

Gaia on taas kasassa – laukaisu 19. joulukuuta

Ti, 11/26/2013 - 20:13 Jari Mäkinen
Gaian transpondereita asennetaan takaisin

Noin kuukausi sitten Euroopan avaruusjärjestön tähtikartoittajasatelliitti Gaian laukaisua päätettiin siirtää myöhemmäksi, koska sen radiolaitteistojen niin sanotut transponderit saattoivat mahdollisesti rikkoontua: vastaavanlaiset laitteet olivat hajonneet avaruudessa, eikä kukaan halunnut lähettää Gaiaa matkaan niiden kanssa, vaikka riski oli pieni.

Syypäitä ovat pienet transistorit Gaian kahdessa transponderissa, eli erikoisessa radiovastaanottimessa, joita ei kutsuta vastaanottimiksi, koska pelkän radiosignaalin vastaan ottamisen lisäksi ne käsittelevät ja muokkaavat signaalia sellaiseksi, että Gaian laitteet pystyvät sitä käyttämään. Avaruusluotaimissa ja satelliiteissa käytettävät transponderit pakkaavat siis samaan pakettiin koko joukon yhteydenpidossa vastaanottamisessa käytettävää tekniikkaa, mitä monissa maanpäällisissä sovelluksissa hoitavat monet eri laatikot.

Lyhyesti: kyseessä ovat hyvin tärkeät laitteet, joten ne ruuvattiin irti Gaiasta ja lennätettiin pikaisesti Eurooppaan korjattavaksi ja tarkistettavaksi. Otsikkokuva näyttää missä Gaian transponderit ovat ja miten niihin pääsee käsiksi.

Osien irrottaminen laukaisuvalmiista avaruusaluksesta ei ole vaikeaa, mutta kukaan ei halua tehdä sitä ilman todella päteviä perusteita. Koko laitteisto on jo testattu moneen kertaan ja sen muuttaminen millään tavalla saisi aikaan uuden testausruljanssin. Mutta koska tässä tapauksessa transponderien rikkoontumisen riski arvioitiin sen verran suureksi, että myös riskaabeliin manöveeriin päätettiin ryhtyä.

Laatikot lensivät liikemiesluokassa

Parin osan irrottaminen, lennättäminen Eurooppaan Guiayanasta, korjaaminen, vieminen takaisin Atlantin toiselle puolelle ja kiinnittäminen uudelleen Gaian sisuksiin ei sinällään ole monimutkainen asia, mutta kun se tehtiin näin lähellä laukaisua ja Gaia on ainoa laatuaan oleva satelliitti, piti kaikki tehdä tarkasti ja huolella. Mikään ei saanut mennä pieleen, sillä virheet voisivat olla kalliita. Ongelmatransistorit käytiin huolella läpi ja transponderit tarkastettiin. Tästä vastasi Gaian valmistanut Astrium-yhtiö. Työryhmät niin laukaisupaikalla Kouroussa kuin Euroopassakin ovat viettäneet hyvin vähälomaisen kolmeviikkoisen, ja nyt kun transponderit on saatu jälleen kiinni Gaiaan, on edessä jälleen testaamista.

Onneksi transponderit eivät olleet kookkaita, joten ne voitiin kuljettaa helposti vuorokoneella. Mutta koska kyseessä oli 650 miljoonaa euroa maksanut avaruuslento, ei laitteita laitettu vain laatikkoon ja koneen ruumaan matkalaukkujen kanssa: niille ostettiin oma menopaluulippu liikemiesluokassa. Ne matkustivat kuriirina toimineen insinöörin viereisellä penkillä kahdessa mustassa laatikossa. Niille ei tarjoiltu kuitenkaan business-luokan maittavia ruokia tai juomia.

Kukaan ulkopuolinen ei saanut edes koskea laatikoihin, joten ongelmaksi muodostuivat tavallisen matkustaminen turvatarkastukset: rikkoontumisen riskien minimoimiseksi laatikoita ei haluttu avata tai käyttää normaalin läpivalaisun kautta lentoasemilla. Kaikki ylimääräinen säteily oli pahaksi ja laitteet täytyi pitää hermeettisesti suojattuina, kuten ne olivat olleet koko Gaian rakentamisen ajan. Laatikot voitiin avata ja sulkea vain erityisessä puhdastilassa.

Siksi Gaia-tiimin piti turvautua lentoyhtiön ja poliisin erikoisjärjestelyihin, joilla laatikot saatiin kuljetettua säädösten mukaisesti turvatarkastusten ja tullimuodollisuuksien ohitse lentoasemilla. Käytännössä siis laatikoilla (ja niiden saattajalla) oli poliisit vartioinaan.

Gaia puhdastilassaan
Gaian avaruuteen vievä Sojuz-kantoraketti kokoonpanohallissaan

Valmis matkaan!

Nyt Gaian transponderit on asennettu paikalleen ja ensimmäisissä testeissä niiden on varmistettu toimivan hyvin. Viisi päivää kestäneiden testien jälkeen Gaian suojakuori ja sitä päällystävä eriste- ja suojakerros asennettiin paikalleen. Myös operaatiota varten irrotetut aurinkopaneelit kiinnitettiin uudelleen. Koska Gaia on nyt samassa kunnossa kuin ennen transponderien irrotusta (paitsi että niissä ei varmasti ole nyt vikaa), päätettiin viime viikonloppuna käynnistää normaalit laukaisuvalmistelut siitä mihin ne jäivät 19. lokakuuta. Laukaisu tapahtuu nyt joulukuun 19. päivä (ellei mitään uutta yllättävää tapahdu).

Gaian valmistelun lisäksi laukaisuajankohtaan vaikuttaa Kouroun laukaisukeskuksen muu toiminta, muun muassa Ariane 5 -kantoraketin laukaisuaikataulu.

Normaali laukaisuvalmistelu pääsi jatkumaan nyt maanantaina. Seuraava tärkeä etappi on  Gaian polttoainetankkien täyttäminen, mikä on herkkä toimenpide, jonka aikana satelliitille ei tehdä mitään muuta. Koko Kouroun rakennus S5A, missä olevassa puhdastilassa Gaia sijaitsee, täytyy tyhjentää tankkaamisen ajaksi. Tämän jälkeen Gaiaa aletaan valmistella siirtoon laukaisualustan luona olevaan raketin kokoonpanohalliin noin 20 kilometrin päähän puhdastilasta, missä Gaia kiinnitetään Sojuz-kantoraketin nokkaan.

Odotuksen aika alkaa olla siis ohitse ja Gaian lähtölaskentakello käy!