kaukokartoitus

Iceyen satelliitti nappasi supertarkan tutkakuvan

Pe, 08/09/2019 - 15:00 Jari Mäkinen
Port Harcourtin satamaa Iceyen tutkakuvassa

Tämä on tutkakuva Nigeriassa olevan Port Harcourtin satamasta. Siinä ei ole muuten mitään erityistä, paitsi että sen on ottanut ison matkalaukun kokoinen satelliitti ja kuvan tarkkuus on huima. Siinä näkyy vain hieman yli puoli metriä kooltaan olevia yksityiskohtia.

Tarkalleen ottaen kuvan resoluutio on 0,55 metriä ja kuvaa on käsitelty. Kyseessä on joka tapauksessa ensimmäinen mikrosatelliitin ottama tutkakuva, missä on havaittavissa alle metrin olevia kohteita.

Suomalainen Iceye on kehittänyt pieniä tutkasatelliitteja vuodesta 2014 alkaen ja se laukaisi ensimmäisen satelliittinsa tammikuussa 2018. Sen jälkeen yhtiö on lähettänyt kolme satelliittia lisää, joista kaksi nyt heinäkuussa 2019. 

Tutkasatelliitti pystyy havaitsemaan Maan pintaa ja siinä olevia kohteita myös pilvien läpi ja yöllä. Iceyen kehittämällä tekniikalla voi pieni ja edullinen satelliittikin pystyä tekemään laadukkaita havaintoja – sellaisia, joihin on tarvittu aiemmin suurikokoinen satelliitti.

Koska satelliitit ovat edullisia, voidaan liitä lähettää avaruuteen enemmän. Yhtiön tarkoituksena onkin rakentaa satelliittiverkosto, jolloin niillä voisi tehdä havaintoja hyvinkin nopeasti halutulta alueelta. Vaikka elokuvissa Maan pinnalta saadaan havaintoja melkein mistä vain milloin vain, käytännössä havaintoja voidaan tehdä vain silloin, kun satelliitti lentää radallaan halutun paikan yli. Nyt ylilentoa voidaan joutua odottamaan pahimmillaan pari päivääkin, mutta vastaisuudessa satelliittien suurempi määrä pudottaa viiveen parhaimmillaan muutamaan kymmeneen minuuttiin.

Esimerkiksi onnettomuustilanteissa tästä on apua, koska ajantasaisia satelliittikuvia on saatavissa nopeasti. Ei ihme, että myös viranomaiset ovat kiinnostuneita Iceyen kuvista. Eikä ole ihme, että myös muut yhtiön ovat kehittämässä satelliittiparvia, jotka voivat tarkkailla maapalloa niin tutkan kuin näkyvän valon alueella toimivin kameroin.

Sentinel-2 vs. Iceye

Tänään julkistettu kuva verrattuna samaan aikaan otettuun Sentinel-2 -satelliitin ottamaan vakoluvaan. Kuvien tarkkuus on lähes yhtä hyvä. Sentinel-2:n massa on yli kymmenen kertaa suurempi kuin Iceyen satelliittien.


Nyt julkistetussa kuvassa satelliitin kykyjä pusketaan paremmiksi siten, että satelliitti kohdentaa normaalitoimintaan verrattuna suuremman energian pienemmälle alueelle pitemmäksi ajaksi. Näin tältä pieneltä alueelta saadaan enemmän tietoa, jolloin kuvan käsittely myöhemmin on helpompaa. 

Kuvaa oikealla tavalla käsiteltäessä siitä voidaan puristaa enemmän yksityiskohtia, ja siksi tässäkin kuvassa on päästy huikeaan 0,55 metrin resoluutioon. Periaatteessa kuvista voi siis havaita jopa laivan kannella olevan jääkaapin.

Monet Iceyen asiakkaat kaipaavat juuri merenkulkuun liittyviä tietoja. Kuvien avulla voidaan nyt esimerkiksi yksilöidä paremmin kuvissa näkyviä aluksia ja seurata niiden liikkeitä.

Iceye X-2 -satelliitti

Iceye X-2 -satelliitti

Koko maailma käsissäsi uuden suomalaisen koko ajan päivittyvän satelliittikuvaston avulla

Pe, 06/29/2018 - 09:27 Toimitus

Suomalainen satelliittien ottamien kuvien käsittelyyn erikoistunut yhtiö Satellio heittää ison vaihteen päälle: he julkistivat eilen maailmanlaajuisesti ainutlaatuisen, koko ajan päivittyvän maailmanlaajuiden kaukokartoituskuvien selaimen ja brändäävät itsensä Terramonitoriksi sen mukaisesti.

Terramonitor, eli yhtiö, joka aiemmin tunnettiin nimellä Satellio, on erikoistunut käsittelemään satelliittien ottamia kuvia maan pinnasta. Suurin osa kuvista tulee Euroopan komission ja Euroopan avaruusjärjestön Copernicus-järjestelmään kuuluvasta Sentinel 2 -satelliiteista, joita on kiertoradalla jo kaksi ja jotka kuvaavat Maan pintaa monilla eri aallonpituuksilla. Kuvien avulla voidaan optimoida metsänkäyttöä, parantaa kaupunkisuunnittelua ja jopa löytää hyviä marjapaikkoja – sekä paljon muuta.

Aiemmin yhtiö on tehnyt kuvien käsittelyä tilauksesta sopimuskumppaneilleen, mutta nyt se julkisti portaalin, joka hyödyntää tekoälyä ja missä on noin 100 miljoonaa satelliittikuvaa vuosien varrelta. Kuvia tulee koko ajan lisää, joten tämä globaali kuvasto päivittyy jatkuvasti.

Copernicus-järjestelmän satelliittien ottamat tiedot ovat kaikkien käytettävissä, mutta Terramonitor tekee kuvien etsimisestä ja hyödyntämisestä helppoa. Palvelu on erittäin hyödyllinen muun muassa suomalaisittain tärkeälle metsäteollisuudelle, maataloudelle, kaupunkisuunnittelulle ja ympäristötutkimukselle.

Kaukokartoituskuvissahan olennaista on niiden käsittely: pelkkä kuva kertoo harvoin mitään tärkeää sellaisenaan, vaan siitä pitää saada tieto tiristettyä irti. Erilaisin kuvankäsittelykeinoin ja eri aallonpituuksia yhdistellen voi asiantuntija löytää kuvista silmin näkymättömiä piirteitä tai paljastaa joitain yksittäisiä asioita, kuten esimerkiksi tietyt puulajit tai kuivuudesta kärsivät alueet.

Kun aikaisemmin kaukokartoitustuotteiden hankkiminen oli kallista, koska kuvien käsittelyyn tarvittiin runsaasti aikaa ja asiantuntija kuvia käsittelemässä, luottaa Terramonitor tekoälyyn. Sen avulla Terramonitor pudottaa hintatason niin alhaiseksi, että kuka tahansa voi käyttää sitä hyväkseen. Tutkijat voivat käyttää sitä ilmaislisenssillä ja kuvia pääsee katselemaan sekä hieman zoomailemaan myös ilmaiseksi.

Palvelu toimii nettiselaimen avulla, mutta se voidaan integroida myös osaksi olemassa olevia, eri aloilla käytettäviä tietosysteemeitä.

Satelliittikuva Varsovasta Terramonitorin käsittelemä (oik) ja ilman käsittelyä (vas).

Kiinnostavaa Terramonitorissa on myös sen ajallinen ulottuvuus. Koska Sentinelien ottamia kuvia on jo useiden vuosien varrelta, pystytään niistä näkemään nopeasti muutoksia ja kehityssuuntia.

Kumppanina yhtiöllä on Euroopan avaruusjärjestön Business Applications -toimisto, joka luonnollisesti toivoo sitä, että Terramonitor voi osaltaan olla auttamassa uusia kaukokartoitusta käyttäviä sovelluksia ja palveluita pääsemään alkuun.

Ei ihme, että Terramonitorin toimitusjohtaja ja toinen perustaja Joni Norppa on iloinen: "Saa nähdä, mitä tästä kehittyy tulevaisuudessa. Olemme näin aloittamassa avaruudesta saatujen tietojen demokratisoinnin."

*

Juttu perustuu Terramonitorin lähettämään tiedotteeseen.

Juttua on korjattu 29.6.: Palvelua ilmaiseksi käytettäessä kaikki toiminnat eivät ole saatavilla, eli alkuperäinen teksti antoi väärän kuvan ilmaislisenssin kattavuudesta. Ihan mökkitasolle siis kuvia ei pääse katsomaan. Lisäksi materiaalissa on toistaiseksi mukana vain optisen alueen kuvia, ei Sentinel-1 -satelliittien tutkakuvia.

Video: Aeolus on satellitti, joka näkee lasersilmällään maailman tuulet

Hyvää kannattaa odottaa! Euroopan avaruusjärjestön Aeolus -satelliittia on tehty 16 vuoden ajan ja sen piti alun perin lentää jo vuonna 2007, mutta se pääsee vasta ensi elokuussa avaruuteen. Laite tulee havaitsemaan avaruudesta maapallon tuulia ennen näkemättömällä tarkkuudella.


Jos kysyt säätieteilijältä, mikä on suurin yksittäinen hankaluus sään ennustamisessa, niin vastaus on tuuli.

Tuulta mitataan toki avaruudesta ja maanpäälisin laittein koko ajan, mutta tiedot ovat hyvin paikallisia ja yleensä kertovat tilanteesta vain lähellä pintaa. Jos sääennustusmalleihin saataisiin edes karkeita tietoja tuulitilanteesta laajoilta alueilta pinnasta aina stratosfääriin saakka, niin ennusteet muuttuisivat paljon tarkemmiksi.

Ongelmana on kuitenkin se, että tällaisten tuulihavaintojen tekeminen on hyvin hankalaa. Laajoja alueita voidaan havaita vain avaruudesta, mutta miten havaita tuulta, joka on käytännössä näkymätöntä? Ja kuinka havaintoja voisi tehdä kätevästi eri korkeuksilla?

Vastaus on lidar, eli kuin tutka, joka käyttää radioaaltojen sijaan valoa. Lidar-tekniikkaa on kehitetty pitkään ja sen avulla pystytäänkin tekemään tehokkaasti havaintoja paikallaan olevista havaintoasemista sekä lentokoneista, mutta lidarin asentaminen satelliittiin on osoittautunut todella vaikeaksi. Nasa on heittänyt pyyhkeen kehään jo useampaan kertaan, kun koelaitteet eivät ole toimineet, mutta nyt nähtävästi Euroopan avaruusjärjestö on onnistunut tekemään ensimmäisen, kunnollisen avaruudessa toimivan lidarin.

Se on Aeolus-satelliitin hyötykuorma, joka tunnetaan nimellä Aladin, eli Atmospheric LAser Doppler INstrument. Kyseessä on ultraviolettivalon alueella toimiva laser (itse asiassa kaksi sellaista), joka ammutaan alas kohti Maata. Osa valosta heijastuu ja siroaa takaisin tulosuuntaan (tutkasignaalin tapaan), jolloin se voidaan ottaa vastaan suuren teleskoopin avulla. Kun signaalia analysoidaan, voidaan siitä saada selville tuulen voimakkuus ja suunta eri korkeuksilla.

Täsmälleen ottaen valon aallonpituus on 355 nm, ja laser suunnataan 35° kulmassa alaspäin, jolloin ilmakehästä saadaan sopiva pystyleikkaus.

Valoa otetaan vastaan kahdella vastaanottimella, jotka näkevät ns. Mie- ja Rayleigh-sirontaa. Taivaan sininen väri johtuu niin sanotusta Rayleigh'n sironnasta, jonka keksi John William Strutt, joka tunnetaan paremmin aatelisnimeltään lordi Rayleigh. Hänen nimeään kantana sironta tulee valon osuessa ilmassa oleviin happi- ja typpimolekyyleihin. Saksalaisen fyysikon Gustav Mien mukaan nimensä saanut sironta tulee puolestaan valon osuessa ilmassa oleviin aerosoleihin, pienhiukkasiin ja pilvien yläosiin.

Aeolus siis "näkee" ilmassa tuulen mukana liikkuvia molekyyjejä ja hiukkasia. Apuna tässä on vielä niin sanottu doppler-ilmiö, eli se, kun valon aallonpituus muuttuu pienemmäksi kun kohde liikkuu kohti havaitsijaa ja pitemmäksi etääntyessään. Kyse on samasta asiasta kuin junan pillin äänen muuttumisessa junan mennessä ohitse: kohti tulevan junan pilli kuulostaa korkeammalta ja pois menevän junan pillin ääni on matalampi.

Jos tämä kaikki tuntuu hankalalta, laitteen saaminen avaruudessa toimivaksi oli hyvin haastavaa. Laserit ja valoa ohjaavat linssit ja peilit on kiinnitetty optiseen penkkiin, jonka täytyy kestää laukaisun tärinän ja avaruuden olosuhteet, ja samoin laserien pitää sinällään olla erittäin toimintavarmoja.

Eräs olennaisimmista hankaluuksista liittyi peilien ja linssien pinnoituksiin, sillä käytettävien lasereiden teho on sen verran suuri, että yllättäen laserit höyrystivät käytettyjen nämä pinnoitukset – tätä ei oltu yksinkertaisesti ajateltu kunnolla, koska pinnoitukset eivät olleet koskaan ongelmana maanpäällisissa lidareissa. Uusien pinnoitteiden kehittäminen ja testaaminen vei paljon aikaa.

Aeoluksen peili Tuorlassa. Kuva: Tuorlan observatorio

"Suomalainen" peili

Laser ammutaan ilmakehään ja takaisin tuleva valo kerätään havaintolaitteseen suuren peilin avulla. 1,5 metriä halkaisijaltaan oleva peili on tehty piikarbidista ja se on olemukseltaan hyvin pitkälti samanlainen kuin oli Herchel-avaruusteleskoopissa.

Itse asiassa peilejä tehtiin samanaikaisesti, ja samaan tapaan kuin Herchelin suuri peili hiottiin tarkasti oikeaan muotoonsa Suomessa Tuorlan observatoriolla, sai myös Aeoluksen peili saman puunauksen Turun kupeessa. Hionnan teki Opteon Oy. Peilit tuotiin näyttävästi Airbus Beluga -rahtilentokoneella.

Peilin pinta on vain 2,5 mm paksu ja sen tuorlalaiset hioivat aikanaan niin tarkasti, että peili oli eräs parhaita maailmassa. Nyt yli vuosikymmentä myöhemmin peili ei ole enää ennätyksellinen, mutta erittäin hyvä.

Itse asiassa Aeolusta varten peilin ei olisi tarvinnutkaan olla parempi, sillä muutoin satelliitin alas lähettämä lasersäde voisi olla haitallinen: satelliitista 1,5 metriä leveänä lähtevä säde on nyt Maan pinnalle saapuessaan noin seitsenmetrinen ja voimakkuudeltaan sopiva havaintoihin, mutta samalla tarpeeksi heikko, ettei se aihauta vahingossakaan silmävaurioita. Suunnittelussa on otettu huomioon se mahdollisuus, että joku katsoisi juuri satelliitin suuntaan kiikarilla samaan aikaan kun laserilla sondataan alaspäin.

Suomalainen "sähkökaappi"

Satelliitin aurinkopaneeleista eri systeemeille jakavan laitteiston on tehnyt RUAG Space Finland Oy Tampereella; yhtiö valmisti myös signaalikäsittely-yksikön laserlaitteistoon.

Tutkimuslaite, josta on hyötyä sääennustajille

Aeolus on ennen kaikkea tutkimuslaite, jonka tehtävänä on paitsi testata satelliitissa olevan lidarin toimintaa, niin myös tutkia miten käyttökelpoista tietoa sillä saadaan aikaan. Ainakin periaatteessa se pystyy tuottamaan juuri sellaista tietoa, mitä sääennustajat kaipaavat: kattavan tuulikartoituksen.

Etenkin useamman päivän päähän ulottuvissa sääennusteissa suurin epävarmuus tulee siitä, että suuri osa tuulitiedoista täytyy arvioida varsin harvan havaintoverkoston perusteella. Jos ja kun tietokoneilla tehtäviin mallinnuksiin voidaan pian laittaa tuulitietoja koko maapallon alueelta merenpinnan tasolta aina 30 kilometrin korkeuteen, tulee tuloksista todennäköisesti paljon parempia.

Aeolus tulee kiertämään Maan 15 kertaa vuorokaudessa ja se pystyy kartoittamaan koko maapallon noin viikon kuluessa. Kaikki tuulitiedot eivät ole siis aivan tuoreita, mutta parannus nykyiseen on huomattava.

Tietoa saadaan alas satelliitista kuitenkin nopeammin kuin tutkimussatelliiteista yleensä. Signaali otetaan vastaan Huippuvuorilla, mistä tieto siirtyy Trimsøssä olevaan käsittelykeskukseen, joka jakaa tiedot ympäri Eurooppaa – myös Suomeen Ilmatieteen laitokselle. Tuulitiedot voivat olla parhaimmillaan noin kolmen ikäisiä, eli hyvin tuoreita.

Euroopan avaruusjärjestö ja sääsatelliittijärjestö Eumetsat ovatkin jo eräällä tapaa huolestuneita siitä, että kenties vastaavanlaisia satelliitteja halutaan vastaisuudessa lisää. Jos tuulitiedot tuottavat hyviä kokemuksia, halutaan tietoja luonnollisesti rutiininomaisesti. Sitä varten pitäisi taivaalle lähettää ainakin kaksi uudenlaista sääsatelliittia, jotka olisivat Aeoluksen kokoisia.

Niiden tekemiseen ei kuitenkaan mene 16 vuotta, koska oppirahat on nyt maksettu. Lisäksi hankkeessa jo nyt saatuja teknisiä tietoja voidaan käyttää hyväksi maanpäällisissä lidareissa sekä laseroptiilassa yleisesti.

Laukaisu elokuussa

Aeolus pakataan nyt kuljetuskonttiin ja lähetetään laivalla laukaisupaikalle Ranskan Guyanaan. Sitä ei siis lähetetä sinne rahtilentokoneella, kuten yleensä satelliitteja kuljetetaan, koska laserien kanssa halutaan ottaa varman päälle; suuret, yllättävät paineenvaihtelut voivat olla niille haitallisia. Jos lento menee hyvin, ei ongelmia olisi, mutta lennolla täytyy varautua hätätilanteisiin ja sellainen on esimerkiksi paineen nopea putoaminen koneen sisällä. Siksi merikuljetus on katsottu nyt paremmaksi.

Kouroussa satelliitti testataan perustoimiltaan uudelleen, asennetaan Vega-kantoraketin nokkaan ja laukaistaan avaruuteen näillä näkymin 21. elokuuta. Avaruudessa laitteiden käynnistäminen tapahtuu rauhallisesti, mutta tutkijoille on luvattu ensimmäisiä tietoja lokakuussa – jos kaikki siis tästä eteenpäin menee hyvin.

Suorana labrasta tällä viikolla: Iolanda Ialongo ja satelliittipohjaisen ilmakehädatan möyhintää

Ma, 12/04/2017 - 11:01 Jari Mäkinen
Iolanda Ialongo

Tällä viikolla @suoranalabrasta on kaksikielinen: Suomeen asettunut italialainen Iolanda Ialongo (@iolandaialongo) kertoo suomeksi ja englanniksi työstään Ilmatieteen laitoksella satelliittitietojen parissa. Luvassa on muun muassa otsonia ja saasteita!

Iolanda Ialongo on tutkijana Ilmatieteen laitoksen "Ilmakehän kaukokartoitus" -nimeä kantavassa ryhmässä. Hän on kotoisin Italiasta, missä hän opiskeli fysiikkaa Rooman yliopistossa.

"Työssäni tutkin ilmakehän koostumusta satelliittihavaintojen avulla", kertroo Iolanda esittelyssään. "Tutkimuksessani käytän muun muassa suomalais-hollantilaisen OMI:n (Ozone Monitoring Instrument) mittauksia."

Viikon kuluessa saatamme kuulla muutaman sanan Sentinel-5P -satelliitista ja siinä olevasta Tropomi-mittalaitteesta. Satelliitti lähetettiin avaruuteen vasta viime kuussa ja Tropomin ensimmäiset havainnot julkistettiin viime viikolla – ne ovat upeita ja paljon parempia kuin OMI:n tekemät havainnot. Se on varsin ymmärrettävää, sillä OMI alkaa olla jo vanha ja Tropomi on kuin paranneltu OMI.

Satelliittien tekemiä ilmakehämittauksia voidaan käyttää monissa sovelluksissa.

"Tällaisia ovat muun muassa kaupunkien ilmanlaadun tarkkailu ja samalla voimaloista, sulattamoista, jalostamoista ja laivoista tulevat päästöt sekä muut ihmisten aiheuttamat hiilidioksidipäästöt. Tiedoista näkee myös hyvin tulivuorten ja metsäpalojen savukaasus sekä otsonikerroksen ja UV-säteilyn muutokset."

Iolanda vetää tällä hetkellä Suomen Akatemian rahoittamaa ILMApilot -kärkihanketta, joka tähtää satelliittipohjaisen ilmakehädatan hyödyntämiseen yhteiskunnallisesti merkittävissä ilmanlaatusovelluksissa. Hän kirjoittaa myös blogia, johon Iolanda kerää tarinoita tutkimustyöstä, sekä projektin edistymisestä. 

Alla viikon twiitit Storify-tarinana:

Suomalainen Iceye sai massiivisen lisärahoituksen satelliittikonstellaatiolleen

Ke, 08/23/2017 - 19:43 Jari Mäkinen
Iceyen satelliitti

Suomalainen uudenlaisten tutkasatelliittien parvea avaruuteen suunnitteleva Iceye on saanut tuntuvan lisärahoituksen hankkeelleen. Ensimmäiset satelliitit ovat jo valmistumassa ja tarkoitus on laukaista jopa kolme satelliittia vuoden kuluessa. Lisärahoituksen turvin Iceye voi kehittää satelliittiaan paremmaksi sekä laukaista niitä enemmän avaruuteen.

Iceyen satelliitit eivät ole pienenpieniä mikrosatelliitteja, vaan hieman suurempia, noin satakiloisia ja kooltaan matkalaukun kokoisia laitteita.

Niiden olennaisin osa on yhtiön kehittämä edistyksellinen ns. synteettisen apertuurin tutka, joka pystyy kuvaamaan alla olevaa maastoa hyvin tarkasti myös pilvien läpi. Näin satelliitit ovat tehokkaampia kuin monet nyt avaruudessa olevat ja suunnitellut näkyvän valon alueella toimivat kaukokartoitussatelliitit.

Mullistavaa satelliiteissa on myös se, että ne tehdään edullisesti suurelta osin vapaasti saatavilla olevista komponenteista. Näin yksittäisten satelliittien hinta on paljon edullisempi kuin perinteisesti avaruuslaitteiden hinta on ollut.

Yhtiön ajatuksena on myydä asiakkailleen kuvia maapallosta nopeasti ja kätevästi, lähes reaaliajassa. Kun avaruudessa on useita satelliitteja, jokin niistä lentää halutun kohdan ylitse parhaassa tapauksessa muutaman tunnin sisällä siitä, kun pyyntö kuvien ottamisesta on saatu. 

Yksinkertaisimmillaan kuvia voisi ostaa jopa nettisivulta: asiakas voisi valita haluamansa kohdan maapallolta ja ostaa siitä kuvia. Käyttökohteet voisivat olla kaikenlaisia oman kesämökin kuvaamisesta aina onnettomuustilanteiden kartoittamiseen hyvin nopealla aikataululla.

Iceyen satelliitit tuottavat tutkakuvia. Tässä lentokoneeseen asennetulla koelaitteistolla otettu kuva.

Iceye on saanut jo tarpeeksi rahoitusta kuuden satelliitin tekemiseen ja niiden lähettäminen avaruuteen alkaa näillä näkymin jo tänä vuonna. Vuoden sisällä avaruudessa pitäisi olla jo kolme Iceyen satelliittia. Mitä enemmän satelliitteja on avaruudessa, sitä nopeammin tietoja saadaan.

Nyt julkistettu 11 miljoonan euron (13 miljoonaa dollaria) rahoitus auttaa osaltaan kehittämään tekniikkaan eteenpäin ja lähettämään useampia satelliitteja. Yhtiö on saanut aiemmin "vain" 4,8 miljoonaa euroa ja yhteensä yhtiö on kerännyt nyt 15,8 miljoonaa euroa (18,7 miljoonaa dollaria) vuodesta 2015 alkaen.

Mukana rahoittajien joukossa on start-up -yrityksiä tukevia riskirahoittajia sekä mm. Tekes ja Euroopan unionin Horizon 2020 -tutkimusrahoitusohjelma.

Jo aiemmin Iceye on sopinut amerikkalaisen Vector Space Systems -yhtiön kanssa aiesopimuksen 21 satelliitin laukaisemisesta yhtiön kehittämillä uusilla raketeilla

Täysikokoinen Iceyen satelliitin mallikappale kiertää Suomea Avaruusrekassa syys-lokakuussa.

Missä on paras marjapaikka? Satelliitti kertoo.

Ti, 08/15/2017 - 19:25 Toimitus

Ensimmäistä kertaa Suomessa järjestettävä NASA Europa Challenge -sovelluskilpailu on edennyt loppusuoralle. Tuomaristo valitsi finaaliin yksitoista joukkuetta, joiden sovellukset edistävät avoimen satelliittidatan avulla muun muassa siitepölyseurantaa, helpottavat maastopalojen ennustamista ja auttavat parhaiden marjapaikkojen löytämisessä.

 

Finaaliin valitut sovellukset kehittävät esimerkiksi ympäristön ja säätilojen seurantaa. Tällaisia sovelluksia ovat maastopalojen ennustamista tehostava AWARE Algo Wildfire Analysis & pREdiction (joukkueen kotimaa Iso-Britannia), säätietoa 4D-muodossa esittävä World Weather (Jordania ja Suomi), siitepölymäärien seurantaa helpottava Smart Pollen Monitor (Saksa) ja ilmastonmuutoksen vaikutuksia visualisoiva Agro Sphere (Yhdysvallat).

Maataloutta ja luonnovarojen kestävää käyttöä edistäviä sovelluksia ovat otsikkokuvassakin oleva parhaita marjapaikkoja paikantava Satellio Berry Monitor (Suomi), peltojen optimaalisen kastelun mahdollistava  Farmate (Suomi) ja droneteknologiaa vedenlaadun valvonnassa hyödyntävä Drone Trek (Suomi).

Kaupunkiympäristössä toimivia finaaliehdokkaita edustavat kolmiulotteisia kaupunkikarttoja kehittävä 3D Open Street Map (Italia), kaupunkien historiallista ja tulevaa kehitystä havainnollistava Perfekt City (Suomi), ja erilaiset tapahtumat löytävä Festapp (Suomi). Lisäksi finaalissa kisaa moniulotteisten tiedostojen visualisoinnin mahdollistava MuViAS: Multi Dimension Viz & Analysis Suite (Italia).

”Tänä vuonna on kisassa mukana uusia kiinnostavia ideoita, joista monesta varmasti kuullaan vielä tulevaisuudessa”, sanoo tuomaristoon kuuluva Aalto-yliopiston avaruustekniikan professori Jaan Praks.

”Avaruudesta saatavan satelliittidatan määrä kasvaa koko ajan, ja sen käyttömahdollisuudet ovat lähes rajattomat. NASAn ja ESAn tuottamat satelliittikuvat ovat jopa maksutta kaikkien käytettävissä.  Tämänkin kilpailun sovellukset ovat avointa koodia, joten ne ovat myöhemmin vapaasti hyödynnettävissä.”

Voittaja ratkeaa 31. elokuuta

Suomalaisista ja kansainvälisistä avaruus-, satelliitti- ja ilmastoalan asiantuntijoista koostuva tuomaristo painotti valinnassa erityisesti sovellusten teknistä vaativuutta sekä niiden toteutusta ja toimivuutta. Lisäksi he arvioivat sovellusten käyttöliittymiä, sovelluksia esitteleviä verkkosivua ja ideoiden merkityksellisyyttä. Osallistujien joukko oli kansainvälisin koko viidettä kertaa järjestettävän kilpailun historiassa: 21 tiimin joukossa oli edustajia muun muassa Kiinasta, Intiasta, Espanjasta ja Yhdysvalloista.

NASA Europa Challenge tähtää tänä vuonna elinolojen kehittämiseen metropolialueilla. Suomen valinta kisapaikaksi oli luonteva: avaruusbuumi on synnyttänyt maahamme jo lukuisia alan startup-yrityksiä, ja Euroopan avaruusjärjestö ESA on valinnut Suomen uudeksi avaruuskiihdyttämönsä kotipaikaksi.

”Ja Helsinki on maailmalla tunnettu yhtenä parhaista kaupungeista elää ja asua”, Jaan Praks muistuttaa.

Finalistijoukkueet kutsutaan mentoroitaviksi 29.–30. elokuuta Aalto-yliopiston Otaniemen kampuksella järjestettäviin työpajoihin. Kilpailun voittaja julkistetaan 31. elokuuta Espoossa Nokian Executive Learning Centerissä järjestettävässä tilaisuudessa klo 13 alkaen. Voittajille jaetaan 6 000 euron rahapalkinto.

 

Juttu perustuu kilpailun tiedotteeseen.

Google heitti hyvästit avaruudelle – ainakin toistaiseksi

Ti, 02/07/2017 - 09:16 Jari Mäkinen
Skybox1

Hakukonemonialayhtiö Googlen takana oleva Alphabet on myynyt kovasti kohua herättäneen Bella Terra -satelliittiyhtiönsä Planet Labs -yhtiölle uudelleenorganisointinsa yhteydessä.

Hakukonemonialayhtiö Googlen takana oleva Alphabet on myynyt kovasti kohua herättäneen Bella Terra -satelliittiyhtiönsä Planet Labs -yhtiölle uudelleenorganisointinsa yhteydessä. Nykyisin vain nimellä Planet tunnettu sanfranciscolaisyhtiö on tällä hetkellä eräs kiinnostavimmista uuden avaruustoiminnan yhtiöistä.

Sen ideana on lähettää avaruuteen paljon pieniä nanosatelliitteja, joilla se voi ottaa kuvia melkeinpä milloin vain mistä vain maapallolla.

Satelliittien kuvat eivät ole valtavan tarkkoja, mutta niiden muutaman metrin yksityiskohtia näyttävät kuvat ovat täysin riittäviä moniin tarkoituksiin. Yhtiöllä on nyt 60 satelliittia avaruudessa ja se on lähettämässä tässä kuussa peräti 88 uutta satelliittia avaruuteen. 

Nämä ovat kooltaan Aalto-1:n kokoisia nanosatelliitteja ja osoittavat osaltaan uudenlaisten pikkusatelliittien tekniset ja kaupalliset mahdollisuudet.

Terra Bella puolestaan on keskittynyt hieman suurempiin, maapallon pintaa tarkemmin kuvaavin satelliitteihin. 

Kyseessä an alun petin Skybox-nimisenä perustettu yhtiö, jonka Google osti vuonna 2012. Yhtiöllä on nyt avaruudessa seitsemän satelliittia, jotka kuvaavat maata hyvin tarkasti, noin 90 cm:n resoluutiolla. 

Kuvien lisäksi satelliitit voivat ottaa 90 sekuntia kestäviä videoita.

Kaupan yhteydessä Google sitoutui ostamaan käyttöönsä yhtiön satelliittikuvia useamman vuoden ajaksi. 

Sinänsä kauppa ei ollut yllätys, sillä Alphabet on viime aikoina suoraviivaistanut organisaatiotaan ja hankkiutunut eroon "rönsyistä". Bella Terran myynnistä on puhuttu viime keväästä alkaen.

Bella Terran satelliitteja taivaalla taiteilijan näkemänä.

Puijon hyppyrimäen lumetus näkyy avaruuteen

To, 01/12/2017 - 10:56 Toimitus
Puijon hyppyrimäen lumetus NASAn satelliitin näkemänä

Yleisesti ottaen pilvet jäähdyttävät ilmastoa, mutta erityisesti vettä sisältävät arktiset pilvet toimivat päinvastoin ja vaikuttavat merkittävästi arktisten alueiden sulamiseen. Näin kertoi professori Hanna Vehkamäki Helsingin yliopistosta eilen Tieteen päivillä.

Vehkamäki tutkii arktisten pilvien muodostumista ja niin sanottua jäänukleaatiota, eli ilmiötä, jossa kaasuun muodostuu nestemäisiä tai kiinteitä hiukkasia, aerosolihiukkasia, jotka muodostavat jääkidepilviä. 

Esimerkki tästä on otsikkokuvassa: siinä näkyy satelliitin kuvaamana jääkidepilven synty Puijon hyppyrimäen lumetuksen tuottamisen jäätymisytimien seurauksena.

Lumetuspilvi on vain osa kokonaisuutta, sillä tutkimuksen tavoitteena on luoda mahdollisimman tarkka kuvaus arktisten pilvien muodostumisesta ja ominaisuuksista ilmastomalleja varten. Sen puitteissa koetetaan selvittää seikkaperäisesti mitkä hiukkastyypit ovat merkittäviä jään synnylle ja siten arktisten pilvien ominaisuuksille, ja miten hiukkasten pitoisuuden muuttuvat arktisen ilmaston muuttuessa. 

Arktisen ilmakehän hiukkasten pitoisuudet ja hiukkasten tehokkuus jääkiteiden muodostumisessa tunnetaan huonosti.

”Ilmastomallit vaativat tarkkaa kuvausta myös pilvien olomuodosta. Jääkiteet ja vesipisarat tarvitsevat tiivistymisytimen muodostuakseen, joten lämpötilan ohella aerosolihiukkasten ominaisuudet määräävät pilvien olomuodon, pilvipeitteen määrän ja säteilyominaisuudet”, sanoo Vehkamäki. 

Vielä ei tunneta sitä, miten jää molekyylitasolla syntyy hiukkasten pinnoilla.

”On arveltu, että keskeistä on hiukkasen pinnan kiderakenne. Mikäli rakenne on hyvin samanlainen kuin jäällä, pinta järjestää vesimolekyylejä jään muodostumisen kannalta suotuisasti. Tämä on havaittu molekyylisimulaatioissa todeksi yksinkertaisilla malliaineilla ja pilvien keinotekoisessa kylvämisessä, kuten Pekingin olympialaisissa 2008 käytetyillä hopeajodidihiukkasilla.”

Selitys ei kuitenkaan toimi kaikille hyviksi jääytimiksi havaitulle aineille. Kokeiden mukaan erilaiset maasälpää sisältävät mineraalipölyt ovat merkittävin jäätä ilmakehässä muodostava hiukkastyyppi, mutta niiden pintarakenne ei muistuta kovin läheisesti jään rakennetta.

”Simulaatioiden mukaan puhdas maasälpäkide ei toimi käytännössä lainkaan jääytimenä. Tuoreissa kokeissa on havaittu, että jääkiteen synty ei ala tasaisilta pinnoilta vaan salaisuus on pinnan mikroskooppisessa epätäydellisyydessä, pinnan molekyylikokoluokan koloissa ja porrasrakenteissa”, Vehkamäki kertoo.

Lumetuksessa käytettyjen Snomax-jääytimienkin proteiinien tehokkuutta selittää pelkkää jään kaltaista rakennetta monimutkaisempi mekanismi.

Vehkamäen johtamassa nelivuotisessa, Suomen Akatemian rahoittamassa Arktisen akatemiaohjelman hankkeessa etsitään kokeiden ja simulaatioiden yhteistyöllä läpimurtoa jään synnyn ymmärtämiseksi.

”Ongelman ratkaisu vaatii uusien menetelmien kehitystä ja luovaa yhdistelemistä, koska hiukkasen pinnan ja sen päälle syntyvän jään muodostama kokonaisuus on aivan liian suuri mallinnettavaksi tarkimmilla kvanttimekaanisilla menetelmillä, mutta ratkaisu piilee pienissä yksityiskohdissa, joita ei voi kuvata karkeammilla malleilla.”

Kun hyvän jäänmuodostuksen salaisuutta ymmärretään paremmin, saadaan tarkempia sääennusteita ja tiedetään, miten muutokset kasvillisuudessa sekä meren ja maaperän hiukkasten tuotannossa muuttavat pilvien jäätymistodennäköisyyttä.

”Ilmastonmuutos tuottaa lisää hiukkasia arktiseen ilmakehään, mikä lisää jääkiteiden syntyä, mutta toisaalta sitä seuraava lämpötilan nousu heikentää sitä. Se, lisääntyvätkö vai vähenevätkö jääpilvet ilmaston muuttuessa, riippuu pienen pienistä yksityiskohdista.”

Juttu on lähes suoraan lainattu Suomen Akatemian tiedote. 
Otsikkokuva: NASA Worldview/Ilmatieteen laitos/Antti Lipponen. 

Myrkkylevä tappaa massoittain kaloja Chilessä

Ke, 05/11/2016 - 17:52 Jari Mäkinen


Eteläisellä Tyynellä valtamerellä, aivan Chilen rannikolla on jo maaliskuusta alkaen ollut runsaasti sinilevää. Nyt kukinto on voimistunut ja myrkyllinen levä tappaa massoittain kaloja meressä ja ennen kaikkea kasvatusaltaissa, joista kalat eivät pääse pakoon. 


Syynä leväkukintaan on normaalia voimakkaampi El Niño -ilmiö, joka muuttaa merivirtoja Tyynellämerellä.

Keskimäärin neljän vuoden välein tapahtuva säähäiriö saa aikaan sen, että Ilmanpaine nousee Tyynenmeren länsiosassa, pasaatituulet laantuvat, ja siitä seuraa meren pintaveden lämpeneminen Tyynenmeren itäosassa päiväntasaajan tienoilla. Tämä vaikuttaa noin vuoden-puolentoista ajan Etelä-Amerikan, Kaakkois-Aasian ja muiden tropiikin lähialueiden säähän.

Vaikutukset ovat hyvinkin suuria maanviljelykseen ja kalastukseen, ja nykyisin Chilen ollessa maailman toiseksi suurin kasvatetun merilohen tuottaja, kärsii maan lohentuotanto suuresti. Nyt käynnissä olevan leväkukinnan arvellaan tappaneen tähän mennessä jo 15 % maan lohista – siis noin 23 miljoonaa kalaa.

El Niño ei ole ainoa syyllinen leväkukintaan, vaan myös ilmastonmuutoksen aiheuttamat makean ja suolaisen veden kierron muutokset, vedenpuhdistuslaitosten vajaatoiminta, lannoitteiden käyttö ja maanviljelyksen meriin laskemat orgaaniset jätteet vaikuttavat tilanteeseen. Osasyyllisiä ovat myös paljon antibiootteja ja ravinteita käyttävät kalafarmarit.

Levät pitävät ravinnerikkaasta, lämpimästä vedestä ja alkavat oikeissa olosuhteissa lisääntyä massiivisesti. Tuloksena on silloin massiivinen leväkukinta, joka jo massallaan saa aikaan sen, että kalat tukehtuvat. Lisäksi levät tuottavat myrkkyjä, jotka tappavat kaloja.

Leväkukinnat näkyvät erittäin hyvin Maata kiertävien kaukokartoitussatelliittien kuvissa, ja ainoastaan avaruudesta voidaan tehdä kattavia havaintoja kukintojen laajuudesta, kehittymisestä ja vakavuudesta.

Otsikkona oleva Sentinel 2-satelliitin ottama kuva julkistettiin maanantaina Prahassa alkaneessa ja koko tämän viikon jatkuvassa, maailman suurimmassa maapallon tilaa avaruudesta katsottuna käsittelevässä kokouksessa, Living Planet -symposiumissa

Tiedetuubi julkaisee lähipäivinä koko joukon juttuja kokouksesta.

Upeita leijakuvia San Franciscon maanjäristyksestä (110 vuotta sitten)

Ma, 04/18/2016 - 10:32 Jari Mäkinen
San Francisco maanjäristyksen jälkeen leijan kuvaamana

Viime päivinä maa on järissyt niin Japanissa kuin Ecuadorissakin, mutta tasan 110 vuotta sitten tapahtui eräs historian tunnetuimmista maanjäristyksistä: San Franciscon suuri järistys, joka oli aikanaan maailman kalleimmaksi tullut luonnononnettomuus. Se oli myös ensimmäinen luonnonmullistus, mistä saatiin tuoreita kuvia ilmasta ja näiden avulla pystyttiin pelastustoimia suunnittelemaan paremmin.

Päivän kuvaHuhtikuun 18. päivänä 1906 Kaliforniassa tapahtui voimakas maanjäristys. San Andreaksen kuuluisan vaarallinen siirros liikahti ja vavisutti San Franciscon kaupungin ympäristöä kahdeksan momenttimagnitudin voimalla. Talot sortuivat, kaasuputket rikkoutuivat ja kukkulaisen kaupungin keskusta peittyi savuun, kun tulipalot raivosivat raunioilla.

Pelastustyöntekijöillä oli vaikeuksia paitsi työn määrän kanssa, niin myös siksi, että kenelläkään ei ollut kokonaiskuvaa tuhosta.

Joku keksi, että olisi kätevää päästä katsomaan kaupunkia ylhäältä – ja onneksi apu oli lähellä. Yhdysvaltain laivaston kuvaaja George Lawrence oli leijoineen paikalla! 

Lawrence oli kehittänyt panoraamakameran, joka voitiin hilata taivaalle halutulle korkeudelle suuren leijan avulla. Hän oli miltei kuollut ilmapallo-onnettomuudessa ilmakuvia ottaessaan, ja kuultuaan Euroopassa tehdyistä leijakameroista, hän innostui asiasta ja kehitti tekniikkaa eteenpäin.

Pian Lawrence pystyi ottamaan kuvia korkealta kauko-ohjatusti, jolloin luonnollisesti sotilaat kiinnostuivat asiasta. Leijakamera saatiin taivaalle vihollista vakoilemaan, jolloin se oli paljon ilmapalloa huomaamattomampi, mutta myös turvallisempi, kun ketään ei tarvinnut laittaa kyytiin.

Lawrencen San Franciscosta ottamista, suurista negatiiveista tehdyistä tarkoista kuvista oli muutakin kuin käytännön hyötyä. Niistä tehtiin myöhemmin suuria taulumaisia vedoksia, joilla näytettiin millainen kuuluisan kaupungin lähes yhtä kuuluisan järistyksen tuhot olivat.

Kuvia myös myytiin postikortteina, sillä tuolloin 1900-luvun alussa oli kuvien saaminen postissa suuri elämys. Ja kuvia lähetettiinkin paljon – kuvapostikortit olivat uusia, ihmeellisiä ja nykyaikaisia, ja niiden tekemisestä sekä lähettämisestä tuli varsinainen muoti. 

Juuri tässä mielessä kiinnostava on myös Julius Neubronnerin vuonna 1903 kehittämä pienikokoinen automaattikamera. Hänen kameransa voitiin asentaa kyyhkysen kannettavaksi ja lennon aikana kameran aikalaukaisin nappasi kuvan kerran 30 sekunnissa linnun lentoreitin alla olevasta maastosta. Kuvia käytettiin nytkin ennen kaikkea sotilastiedustelussa, mutta näin otettiin myös suuri määrä maisemakuvia, joista painettiin postikortteja. Neubronner teki hyvän tilin postikorteillaan.

Suuriresoluutioinen, zoomattava versio otsikkokuvana olevasta Lawrencen "San Francisco in ruins" -kuvasta on Yhdysvaltain geologisen laitoksen sivuilla.

Lisätietoa Lawrencen kuvausleijoista on täällä.