Copernicus

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.

Se on virallista: vuosi 2016 oli ennätyskuuma

Ti, 01/10/2017 - 21:20 Jari Mäkinen
Lämpötilan ero tavalliseen vuonna 2016

Viime viikon pakkasten jälkeen ei ilmaston lämpeneminen liene ensimmäisenä mielessä, mutta lukuarvo on 1,5°C. Vuosi 2016 oli tuon verran kuumempi kuin vuodet keskimäärin ennen kuin teollinen vallankumous alkoi.

Ensimmäisenä viime vuoden tilastoja ennätti esittelemään EU:n Copernicus -maanhavainnointiohjelman tietojen varassa työskentelevä C3S -tutkijaryhmä (Copernicus Climate Change Service), jonka mukaan maailmanlaajuinen keskilämpötila vuonna 2016 oli 14,8°C. 

Se ylittää vähän, mutta selvästi edellisen vuoden: 2015:n oli 0,2°C viileämpi.

Kun tilastoja katsotaan kauemmaksi, 1700-luvun puoliväliin, niin nyt mennään 1,3°C korkeammalla tasolla. Kun tätä verrataan Pariisin ilmastokokouksessa vuonna 2015 sovittuun alle kahden asteen lämpenemistavoitteeseen, on kehitys menossa jopa nykyisin päästöleikkauksin huonoon suuntaan.

Pelkkä lämpeneminen ei ole ongelmana, vaan myös äärimmäisten sääilmiöiden yleistyminen ja siihen liittyen jäätiköiden sulaminen sekä meren pinnan nouseminen. Näistä koituu C3S:n mukaan lähiaikoina miljardien eurojen ylimääräiset kustannukset vuosittain.

“Lämpötila kiinteän maan ja merten päällä nousee, maailman merijään pinta-ala pienenee, jäätiköiden tilavuus ja lumipeite kutistuvat”, luettelee Euroopan keskipitkän ajanjakson sääennustekeskuksen Copernicus-palveluiden johtaja Juan Garcés de Marcilla jo nähtävissä olevia seurauksia.

“Sadetta tuovat sääsysteemit ovat muuttumassa ja ilmastoon liittyvät äärimmäisyydet, kuten kovat helteet, tulvat ja kuivuudet lisääntyvät.”

Viime vuonna lämpötiloihin vaikutti etenkin alkuvuodesta vielä voimissaan ollut El Niño -ilmiö, mutta päinvastoin kuin tavallisesti, lämpötilat eivät alkaneet pudota ilmiön heikennyttyä. Todennäköisesti pohjoisen ja eteläisen napa-alueen ennätyksellisen vähäinen merijää on vaikuttanut asiaan.

Lämpötilan nousu vuosittain
Kuvaaja esittää kunkin vuoden keskimääräisen lämpötilan kahden metrin korkeudelta mitattuna. Otsikkokuvassa on lämpötilan ero verrattuna vuosien 1981-2010 keskiarvoon.

C3S:n tietojen perusteella lähes kaikkialla ympäri planeettamme viime vuoden keskilämpötila oli normaalia suurempi. Suurimpia erot olivat pohjoisnavan ympäristössä, missä viime aikoina on ollut edelleen lähes 20°C tavallista lämpimämpää kuin normaalisti näihin aikoihin. Nyt tilanne on palautunut lähemmäksi normaalia.

Vuoden 2016 aikana hiilidioksidin määrä ilmakehässä oli varsin suuri, mutta ihmisen lisäksi asiaan vaikuttivat suuret metsäpalot, jotka osaltaan johtuivat kesän helteistä; kuiva, kuuma metsä syttyy ja palaa helpommin.

Ensimmäistä kertaa koskaan maailmanlaajuinen hiilidioksidin keskimääräinen arvo ei laskenut alle 400 ppm:n syksyllä, jolloin arvo on normaalisti kaikkein alhaisin pohjoisen pallonpuolen kesän innostaessa kasveja yhteyttämään. Tällä hetkellä keskimääräinen arvo on 406 ppm.

Lisätietoja Copernicus -ohjelman ilmastotutkimuksesta on osoitteessa climate.copernicus.eu ja ilmakehän mittaustietoja on osoitteessa atmosphere.copernicus.eu.

Mikroskooppi ja nanosatelliitit liftaavat tuplatutkan kyydillä taivaalle

La, 04/23/2016 - 11:31 Jari Mäkinen
Sojuz nousee avaruuteen

Päivitys lauantaina klo 22: Laukaisua on siirretty uudelleen sääolojen vuoksi. Laukaisuaika on nyt sunnuntain ja maanatain välisenä yönä klo 00:02:13 Suomen aikaa.

Jos sää sallii, laukaistaan eurooppalaisen Copernicus-järjestelmän tuorein satelliitti Sentinel-1B ensi yönä avaruuteen Ranskan Guyanasta kaksi minuuttia jälkeen puolenyön Suomen aikaa. Sen mukana taivaalle matkaa neljä muuta satelliittia, joista kolme on pieniä nanosatelliitteja ja yksi jääkaapin kokoinen tutkimuslaite, jonka tehtävänä on mitata miten kappaleet leijuvat painottomuudessa.

Laukaisu oli tarkoitus tehdä jo viime yönä, mutta sääolosuhteet Kouroun avaruuskeskuksessa ja ennen kaikkea tuulet raketin reitillä yläilmakehässä eivät olleet suotuisia, joten kantoriaketin tankkaustakaan ei päätetty aloittaa. Samalla raketti ja satelliitit asetettiin odottamaan uutta yritystä vuorokautta myöhemmin, siis ensi yönä klo 00:02:13 Suomen aikaa.

Jo 14. eurooppalainen Sojuz-lento

Lennon päähyötykuormana on Sentinel-1B -tutkasatelliitti, mutta koska Sojuz kykenee kuljettamaan avaruuteen painavammankin lastin ja raketissa oli tilaakin lisämatkustajille, on mukana koko joukko pienempiä satelliitteja erityiseen kimppakyytiadapteriin liitettyinä: ranskalainen Microscope matkaa Sentinelin alla ja kolme cubesatia omassa lähetystelineessään sivulla.

Mukana piti olla myös norjalainen NORSAT-1, mutta se jouduttiin jättämään harmittavasti matkasta jo satelliitin oltua valmiina raketiin asennettavaksi. Telinettä, josta norjalaissatelliitti piti singota avaruuteen, oli modifioitu maaliskuussa, mutta simulaatiot sen kestävyydestä eivät valmistuneet ajoissa. Vaikka teline olisi erittäin todennäköisesti kestänyt, ei laukaisusta vastaava Arianespace halunnut ottaa riksiä. Tämä tiukkuus on eräs syy siihen, miksi yhtiön laukaisut ovat sujuneet niin luotettavasti ja ongelmitta. 

Vaikka Arianespace onkin vastuussa laukaisusta, on Sojuz-kantoraketin kokoaminen, lentokuntoon saattamisen ja laukaisu Kouroussa käytännössä kokonaan venäläisten vastuulla. Sitä varten laukaisun aikaan paikalla on yli 200 henkilöä, jotka valmistelevat raketin ja hoitavat sen taivaalle. 

Lähtövalmistelut sujuvat tropiikin keskellä täsmälleen samaan tapaan kuin esimerkiksi Baikonurissa, paitsi että Kouroun tilat ovat modernimpia ja hyötykuorma asennetaan raketin nokkaan vasta laukaisualustalla kantoraketin ollessa jo siellä pystyasennossa. Raketti kuljetetaan rautatietä pitkin kokoonpanohallista laukaisualustalle vaakatasossa ja nostetaan vasta siellä pystyyn.

Tämä menettely, sekä rakettia suojaava umpinainen, laukaisun aikaan sivulle rullattava suojahalli ovat osoitautuneet niin hyviksi, että Venäjän uudessa laukaisukeskuksessa Vostoshnissa käytetään samaa systeemiä.

Nyt illalla tehtävän laukaisun, numeroltaan VS14, raketti kuljetettiin laukaisupaikalle tiistaina 19. huhtikuuta, ja valmiiksi jo nokkakartion sisälle asennetut satelliitit liitettiin sen nokkaan keskiviikkona. 

Viime päivinä raketin ja sen satelliittien toimintakuntoisuus on varmistettu useaan kertaan, minkä lisäksi laukaisua sekä satelliittien ensi toimia avaruudessa on harjoiteltu niin Kouroussa kuin Euroopan puolellakin.

Kurkistus Sojuzin nokkakartion sisään: päällimmäisenä Sentinel-1B ja sen alla espanjalaisvalmisteinen ASAP-S -sovitusosa, jonka sisällä on Microscope ja mikrosatelliitit reunalla olevassa P-POD -räkissä (joka tosin ei näy kuvassa).

 

Copernicuksen toinen tutkasatelliitti

Copernicus on Euroopan komission kunnianhimoinen hanke, jonka tarkoituksena on tuottaa jatkuvasti tarkkaa kaukokartoitustietoa kaikkialta maailmasta. Siihen kuuluu koko joukko erilaisia satelliitteja ja mittalaitteita, joilla voidaan tehdä erilaisia havaintoja maapallosta, sen meristä, mantereista sekä ilmakehästä.

Euroopan avaruusjärjestö ESA vastaa satelliittien tekemisestä ja laukaisemisesta, kun taas Euroopan ympäristötoimisto EEA sekä jäsenmaat hoitavat havaintojen käsittelyn sekä hallinnan.

Tärkeimmät osat sitä ovat tutkasatelliitit Sentinel-1, optisen alueen Sentinel-2:t ja ennen kaikkea lämpötilaa havaitsevat Sentinel-3:t. Yksi kappale näitä jokaisia on jo Maata kiertämässä, mutta tarkoituksena on lähettää kutakin kaksi kappaletta, jotta havaintoja voidaan tehdä nopeammin ja tehokkaammin.

Sentinel-1B on ensimmäinen näistä tuplakappaleista. Se asetetaan samalle radalle kaksi vuotta sitten laukaistun Sentinel-1A:n kanssa, mutta siten, että se on koko ajan täsmälleen vastakkaisella puolella maapalloa. Näin ne pystyvät tekemään havaintoja yhdessä kaksi kertaa nopeammin kuin yksin, ja toisen ollessa mukana toiminnassa saadaan koko maapallon pinta periaatteessa kartoitettua puolessatoista vuorokaudessa.

Käytännössä tosin satelliiteille haetaan ratansa alta koko ajan kiinnostavia kohteita, joita ne havaitsevat jatkuvan tutkakartoituksen sijaan.

Mukana satelliitissa on myös suomalaistekniikkaa: forssalainen DA-Design Oy on toimittanut Sentinel-1 -satelliitteihin neljä olennaista elektroniikka- ja antennialijärjestelmää. 

Microscope

Pikkusatelliitti ja kaksi testimassaa

Ranskan avaruustutkimuskeskuksen CNESin 300-kiloinen Microscope mittaa kiertoradalla ollessaan periaatteessa samaa asiaa kuin Galileo Galilei 1600-luvulla pudotellessaan kappaleita Pisan tornista. Siis sitä vaikuttaako painovoima samalla tavalla eri massaisiin kappaleisiin.

Ellei ilmanvastusta oteta huomioon, putoaisi höyhen yhtä nopeasti tornista alas kuin usean kilon massainen käsipaino.

Albert Einstein nimitti asiaa ekvivalenssiperiaatteeksi, ja hänen tulkintansa mukaan kyse on siitä, että painovoiman aiheuttama voima ja kiihtyvyyden seurauksena tunnettu voima on sama; siis kappaleiden inertia- ja gravitaatiomassat ovat samat.

Asia on aivan fysiikan perusasioiden ytimessä, joten sitä on tutkittu hyvinkin tarkasti. Nykykäsityksen mukaan periaate on voimassa vielä muutaman triljoonasosan tarkkuudessakin, mutta Microscopen toivotaan pystyvän parantamaan tarkkuutta jopa satakertaiseksi.

Satelliitin sisällä on kaksi kappaletta, yksi titaanista ja toinen platina-rodiumseoksesta tehty, ovat vapaassa pudotusliikkeessä. Siis ne ovat vapaina, irrallaan satelliitin keskellä olevassa kammiossa, missä niiden tarkkaa käyttäytymistä voidaan mitata. Periaatteessa koejärjestely on suojattu mahdollisimman hyvin maapallon aiheuttamilta häiriöiltä.

Painovoiman pitäisi vaikuttaa kappaleisiin samalla tavalla, eli niiden pitäisi olla satelliitin mukana yhtäläisessä vapaassa pudotusliikkeessä. Jos näin ei ole, niin fyysikoille tulee töitä.

Tyypilliseen tiedesatelliittitapaan on nimi Microscope lyhenne, joka tällä kertaa tulee ranskankielisistä sanoista Micro-Satellite à traînée Compensée pour l’Observation du Principe d’Equivalence, eli "ekvivalenssiperiaatteen havaitsemiseen tarkoitettu kompensoitu mikrosatelliitti".

Kolme kuutiota

Lisäksi Sojuz kuljettaa avaruuteen kolme opiskelijavoimin tehtyä cubesat-luokan satelliittia. Ne ovat kooltaan vain 10 x 10 x 11 cm, ja niitä on tehty ja testattu usean vuoden ajan samaan tapaan kuin suurempia satelliitteja ESAn yliopisto-opetusta tukevan Fly Your Satellite! -ohjelman puitteissa.

OUFTI-1 on belgialaisen Liègen yliopiston tekemä satelliitti, jonka tehtävänä on testata avaruudessa uudenlaista radioamatöörien käyttämällä taajuudella toimivaa tietoliikennejärjetelmää. 

Italialainen, Torinon polyteknisen yliopiston e-st@r-II, puolestaan kokeilee uutta maapallon magneettikenttää apunaan käyttävää asennonmäärityslaitteistoa.

AAUSAT4 on puolestaan numerostaan huolimatta jo viides cubesat tanskalaisesta Aalborgin yliopistosta. Kuten edeltäjänsä, viime lokakuussa Kansainväliseltä avaruusasemalta avaruuteen lähetetty AAUSAT5, se ottaa vastaan laivojen lähettämiä alusidentifikaatiosignaaleita, joiden perusteella voidaan kehittää uusia tapoja seurata ja tarpeen vaatiessa avustaa aluksia maailman merillä. Tanskalaisten päähuomio tässä on Grönlannin vesillä olevien alusten tarkkailu, joskaan tätä poliittisesti hieman kyseenalaista seikkaa ei ole juuri tuotu esiin. 

Usein opiskelijoiden tekemät cubesatit on varsin nopeasti ja ylimalkaisesti koottuja, mutta näitä satelliitteja on tehty huolellisesti. Ne on myös testattu ESAn teknisessä keskuksessa ESTECissä – ja kaikkiin satelliiteista jouduttiin tekemään muutoksia ja parannuksia testien perusteella.

Satelliitit vapautetaan Sojuzin kyydistä avaruuteen erityisestä P-POD-säiliöstä, jonka sisälle satelliitit laitettiin jo maaliskuussa. Säiliön pohjalla on jousi, joka ponnauttaa satelliitit hellävaraisesti, mutta varmasti ulos, kun päällä oleva kansi avataan kauko-ohjauksella. 

Kolmikon P-POD on tänään Tiedetuubin päivän kuvassa.

Sentinel-3 – Kopernikuksen kolmas silmä (video)

Eurooppalaisen Copernicus-järjestelmän kolmas satelliitti laukaistiin eilen avaruuteen Venäjältä, Suomen rajan tuntumassa olevasta Plesetskin kosmodromista.

Kyseessä on satelliitti, jonka tehtävänä on havaita ennen kaikkea maapallon meriä ja ilmakehää, ja eräs sen tärkeimmistä sovelluksista on pohjoisen pallonpuoliskon lumipeitteen seuranta: Sentinel-3:n avulla saadaan reaaliaikaista tietoa sääennusteisiin sekä hydrologisiin ennusteisiin jokivirtaamista, vedenkorkeuksista ja tulvista.

Lisäksi saatavaa lumitietoa voidaan hyödyntää myös ilmastomallinnuksen ja ilmastonmuutoksen tutkimisessa, sillä lumipeitteen pieneneminen kiihdyttää ilmastonmuutosta.

Ilmatieteen laitoksen Sodankylässä sijaitseva satelliittidatakeskus on eräs Sentinel-3 -satelliitin havaintoaineistoja vastaanottava maa-asema, ja Ilmatieteen laitos toimittaa havainnoista jalostettuja tuotteita kotimaisille ja ulkomaisille asiakkaille sekä muille yhteistyötahoille.

Ilmatieteen laitos on mukana aktiivisesti satelliitin erilaisten sovellutusten kehittämisessä.

Copernicus tuo ennennäkemättömän määrän reaaliaikaista satelliittiaineistoa

Euroopan Unionin Copernicus-ohjelma koostuu useasta Sentinel-sarjan satelliitista ja maan pinnalta tehdyistä havainnosta, sekä näiden pohjalta luotujen ympäristön seurantaan ja turvallisuuteen liittyvistä palveluista. Satelliitit tuottavat tietoa sekä maasta, ilmakehästä, merestä että ilmastosta.
Kaukokartoitusohjelma on siirtymässä vähitellen operatiiviseen vaiheeseen.

Operatiiviseen vaiheeseen siirtyminen tarkoittaa, että ennennäkemätön määrä satelliittimittausaineistoa maapallon ympäristön tilasta tulee operatiivisesti kaikkien ulottuville lähes reaaliaikaisesti. Copernicus-ohjelman tuottamat palvelut ja mittausaineistot tulevat perustumaan avoimeen ja ilmaiseen datapolitiikkaan. Ensimmäinen Sentinel-satelliitti laukaistiin vuonna 2014 ja on suunniteltu, että satelliitteja pitäisi olla toiminnassa kuusi vuonna 2016.

"Satelliittiaineistot luovat paremmat edellytykset ympäristön tilan seurantaan ja ennustamiseen, muutosten ennakointiin sekä turvallisuuden tukemiseen", kertoo Ilmatieteen laitoksen tutkimuspäällikkö Jouni Pulliainen

"Suomessa Copernicus-ohjelman satelliittihankkeisiin ja palveluiden kehittämiseen osallistuvat jo nyt useat yritykset ja tutkimuslaitokset, jotka hyödyntävät satelliittiaineistoja toiminnassaan eri tavoin", 

Satelliitti, jonka erikoiskyky on nähdä hyvin värejä

Tiedetuubi on seurannut aktiivisesti Sentinel-satelliittien tekemistä ja lähettämistä, ja pääsimme myös katsomaan Sentinel-3 -satelliittia juuri ennen sen lähettämistä Venäjälle.

Satelliitin on rakentanut Thales Alenia Space -yhtiö sen kokoonpano sekä testaaminen tapahtuivat yhtiön Ranskan Cannesissa sijaitsevassa toimipaikassa.

Laukaisun aikaan tankattuna 1250 kg painanut satelliitti on pituudeltaan 3,7 metriä ja leveydeltään 2,2 metriä kanttiinsa.

Se kiertää Maata 814,5 kilometrin korkeudessa ja sen odotetaan toimivan ainakin seitsemän vuoden ajan, Polttoainetta satelliitissa on tosin 12 vuoden oletettua tarvetta varten.

Satelliitin tehtävästä ja olemuksesta kerrotaan tarkemmin oheisella videolla.

Edeltävässä tekstissä on käytetty myös lähteenä Ilmatieteen laitoksen tiedotetta.

Kuin laivoja imevä musta aukko Itämerellä

Su, 09/06/2015 - 11:49 Jari Mäkinen
Spiraalimainen leväkukinta Itämerellä

Päivän kuvaPäivän kuvassa on huimalta näyttävä leväkukinta Itämerellä, jonka ESAn Sentinel-2A -satellitti kuvasi elokuun 7. päivänä. 

Kun viileähkön kesän jälkeen lämpimät päivät Pohjolassa koittivat, alkoi meressä olevat pienet levät (jotka itse asiassa ovat suurelta osin syanobakteerien massaesiintymisiä, eivät varsinaisia leviä) lisääntyä voimakkaasti. Kun Suomen ympäristökeskuksen ylläpitämä, laivoissa oleviin ilmaisimiin perustuva, toistaiseksi kokeellinen levävaroitusjärjestelmä Alg@line raportoi keskisellä Itämerellä olevista levälautoista, otti Sentinel-2A avaruudesta kuvan alueesta tarkalla kamerallaan.

Kuva näyttää noin 10 metriä kooltaan olevia yksityiskohtia, ja siinä näkyy selvästi mm. spiraalimaisen leväkukinnan keskellä kulkeva laiva. Vihertävänkeltaisessa levämassassa on selvästi havaittavissa paikallisia piirteitä sekä luonnollisesti kukinnan merivirtojen mukaan muodostuva yleisrakenne. Se, että kyseessä on oikeasti elävä, meren pinnalla oleva massa, välittyy selvästi kuvasta. Jopa laivan potkuripyörteet erottuvat kuvasta hyvin.

Levät, ja etenkin syanobakteerit alkavat lisääntyä voimakkaasti lämpimässä vedessä Auringon paistaessa, kun vedessä on runsaasti ravinteita ja meren pinta on rauhallinen. Laajamittaiset levälautat eivät aavalla ulapalla ollessaan haittaa juuri muuta kuin merenkulkua, mutta rannalle ajautuessaan ne tukahduttavat muuta elämää sekä aiheuttavat haittaa niin maataloudelle kuin turismillekin, kun uimarantoja joudutaan sulkemaan. Pahimmillaan leväkukinnat synnyttävät myös metaania jopa siinä määrin, että levän luona olevat ihmiset tai eläimet ovat vaarassa tukehtua.

Itse leväkukinta voi olla myös myrkyllistä, minkä vuoksi kukintoja tarkkaillaan ja analysoidaan tehokkaasti. 

Siinä missä laivat voivat kerätä erinomaisen hyvää tietoa paikan päältä ja ottaa näytteitä levästä, ei niillä saada laajamittaista kuvaa tilanteesta. Tässä avaruudessa olevat satelliitit, ja etenkin rutiininomaiseen ympäristön tarkkailuun tehty Sentinel-2 ovat erittäin hyödyllisiä. Sentinel-2 pystyy kuvaamaan ja tutkimaan allaan olevaa maata, merta ja jäätiköitä eri aallonpituuksilla ja vaikka satelliitin havaintolaitteet on viritetty ennen kaikkea maa-alueiden katsomiseen, toimivat ne erinomaisesti myös merten sekä niiden ilmiöiden tarkkailussa.

Sentinel-2A on ensimmäinen kahdesta laukaistavaksi suunnitellusta Sentinel-2 -satelliitista ja se lähetettiin kiertämään Maata 23. kesäkuuta osana eurooppalaista Copernicus-ohjelmaa. Se täydentää avaruudessa jo olevan Sentinel-1:n tutkahavaintoja, ja kun kumpikin satelliitti saa seurakseen vielä toiset samanlaiset, pystyy Eurooppa havaitsemaan koko maapalloa tehokkaasti lähes koska vain kaikissa olosuhteissa.

Ja tästä on suurta hyötyä myös meille suomalaisille, kuten esimerkiksi leväkukintojen seurannassa.

Tiedetuubi Kouroussa satelliittia laukaisemassa

Ma, 06/22/2015 - 12:52 Jari Mäkinen

Tiedetuubi on ainoana suomalaistiedotusvälineenä seuraamassa Sentinel-2A -satelliitin laukaisua Vega-kantoraketilla Kouroun avaruuskeskuksesta kiertoradalle. Laukaisu tapahtuu tänään illalla Kouroun aikaa klo klo 22:52 (yöllä klo 3:52 tiistaiaamuna Suomen aikaa).

Vaikka harva jaksaa olla tuolloin hereillä Suomessa, kannattaa tänään ja huomenna seurata tätä sivua ja Tiedetuubin twitter-tiliä, sillä kerron siellä jatkuvalla syötöllä Kouroun avaruuskeskuksesta, Vegasta, Sentinelistä ja Ranskan Guyanasta laajemminkin – paikkahan on mieltä hersyttävä sekoitus eurooppalaisuutta ja Etelä-Amerikan sademetsää. Twitterin lisäksi viestit tulevat myös alla olevaan laatikkoon.

Tässä tarjontamme tähän saakka Kourousta, Vegasta ja Sentinel-2:sta:

Live-seuranta twitterissä: Tiedetuubi Kouroussa




Copernicus tarkkailee Maata

Copernicus on Euroopan komission johtama hanke, joka tarjoaa erilaisia palveluja ympäristönsuojeluun ja -hallintaan sekä arkielämän tarpeisiin. Euroopan avaruusjärjestö kehittää ohjelmassa käytetyt satelliitit ja huolehtii siitä, että niiden välittämä tieto on helposti saatavilla.

Tärkeä osa Copernicus-ohjelmaa ovat Sentinel-satelliitit, joista ensimmäinen laukaistiin avaruuteen huhtikuun alussa. Runsaan kahden tonnin painoinen satelliitti kiertää Maata hieman alle 700 kilometrin korkeudessa ja "kuvaa" maanpintaa 12-metrisellä tutka-antennilla. Ensitöikseen se kuvasi Belgian pääkaupungin Brysselin, missä Euroopan komissio pitää majaansa.

Kuvassa tiheät kaupunkialueet näkyvät valkoisina ja muut urbaanit ympäristöt violetteina. Kasvillisuus erottuu vihreänä ja vesialueet mustina. Asutuista alueista otetut tutkakuvat auttavat yhdyskuntasuunnittelussa, maanviljelyksen kehittämisessä, metsähakkuiden tarkkailussa ja vesivarantojen seurannassa.

Viranomaiset saavat satelliitin ottamat tutkakuvat käyttöönsä vajaan tunnin kuluttua siitä, kun ne on vastaanotettu maa-asemalla. Koska Sentinel-satelliitin tutka "näkee" pilvien ja sateen läpi ja myös pilkkopimeässä, se on erityisen hyödyllinen tulvien tarkkailussa ja pelastusoperaatioiden valmistelussa.

Tutkakuvien avulla on mahdollista seurata myös esimerkiksi jäätiköissä tapahtuvia muutoksia. Etelämantereella osa jäätiköistä on vetäytymässä nopeaan tahtiin, ja niiden seuraaminen on tärkeää, sillä niistä lohkeaa suuria jäämassoja mereen.

Sentinel-1A-satelliitilla tarkkaillaan myös yhä vilkkaammin liikennöityjen pohjoisten merialueiden jäätilannetta. Tutkakuvista on mahdollista erottaa ohuempi jääpeite paksusta ahtojäästä, mikä on ympärivuotisen merenkulun kannalta tärkeää.

Maapallon tarkkailuun keskittyvän ESAn ohjelman johtaja Volker Liebig on tyytyväinen Sentinel-satelliitin ensimmäisiin kuviin. "Ne osoittavat, kuinka paljon informaatiota on mahdollista saada monipuolisella tutkalaitteistolla, ja miten se tekee mahdolliseksi meitä kaikkia hyödyttävät Copernicus-ohjelman palvelut."

 

Maapallon vartijat

Vain muutamaa kuukautta Gaian laukaisun jälkeen on jälleen vuorossa ESAn uuden satelliitin laukaisu: nyt matkaan lähteen Sentinel 1, uuden sukupolven kaukokartoitussatelliitti.

Sentinel 1 on tutkasatelliitti ja eräällä tapaa maailman suurimman ympäristösatelliitti Ensivatin seuraaja. Siinä missä vuonna 2002 laukaisu Envisat oli suuri ja varustettu kymmenellä tehokkaalla eri tavoin Maata ja sen ympäristöä havainneella mittalaitteella, on Sentinel 1 pienempi ja siinä on mukana vain tutka: pilvien läpi näkevä, mantereita, meriä ja jäätiköitä kartoittanut tutka oli kenties Envisatin tärkein havaintolaite.

Nyt tutka on paitsi parempi, lähetetään niitä peräti kaksi avaruuteen, sillä Sentinel 1 koostuu kahdesta satelliitista. Niistä ensimmäinen, Sentinel 1A on lähdössä nyt ja sen sisarsatelliitti, samanlainen Sentinel 1B seuraa sitä ensi vuonna. Näin satelliitit pystyvät keräämään havaintoja yhdessä tuplanopeudella ja vaikka toinen satelliiteista sammuisi, olisi toinen käytössä senkin jälkeen.

Sentinel 1 laukaistaan lähes Maan napojen kautta kulkevalle ns. aurinkosynkroniselle kiertoradalle, joka korkeus on keskimäärin 693 km. Itse satelliitti on 2,8 metriä pitkä, 2,5 m leveä ja 4 metriä korkea laatikko, mistä sojottaa sivuille kaksi kymmenmetristä aurinkopaneelia sekä alaosassa 12 metriä pitkä tutka-antenni.

Tutka on niin sanottu SAR-tutka, Synthetic Aperture Radar, eli suuren laskennallisen läpimitan tutka. Tämä tarkoittaa sitä, että tutkamittauksissa käytetään hyväksi satelliitin liikkumista ja matematiikkaa: kun satelliitti kulkee eteenpäin radallaan ja se kuvaa koko ajan allaan olevaa maastoa, voidaan useiden satojen metrien päässä toisistaan otettujen tutkamittausten kaiut käsitellä yhdessä aivan kuin ne olisi tehty yhdellä suurella, satoja metriä halkaisijaltaan olevalla antennilla. Näin tutkan tarkkuus on paljon parempi kuin olisi yhden 12-metrisellä antennilla varustetun perinteisen mikroaaltotutkan.

Parhaimmillaan tutkakuvat ovat tarkkuudeltaan viiden metrin luokkaa, jolloin kuvauskaista satelliitin alla on 250 km leveä. Sentinel 1 voi myös kartoittaa laajasti, noin 400 km leveää siivua Maan pinnalta allaan, jolloin resoluutio on 40 m.

Satelliitin tietoja voidaan ottaa vastaan Huippuvuorilla, Italian Materassa ja Maspalomasin antennilla Gran Canarian lomasaarella. Samoin Kiirunassa, Ruotsissa, oleva ESAn maa-asema voi ottaa vastaan sen kuvia, mutta Kiirunan päätehtävä on toimia Sentinel 1:n lennonjohtona.

Sentinel 1:n uutuus on laserlinkki, jonka kautta se voi lähettää tietojaan rutiininomaisesti ESA:n EDRS-järjestelmän kautta. European Data Relay System, eli Eurooppalainen tietojenvälitysjärjestelmä tulee koostumaan neljästä vastaanotin-lähettimestä, jotka asennetaan geostationaariradalle laukaistaviin tiedonvälityssatelliiteihin. Ensimmäinen EDRS-laite on mukana Eutelsat 9B -satelliitissa, joka laukaistaan avaruuteen ensi vuonna. Laitteiden avulla ESAn satelliitit voivat lähettää tietojaan laserlinkillä johonkin kolmesta laservastaanottoasemasta, jotka sijaitsevat Weilheimissä, Saksassa, Redussa, Belgiassa ja Harwellissä, Iso-Britanniassa.

Tässäkin mielessä Sentinel 1 on uuden ajan avaus.