estcube

Virosta tulossa ESAn jäsenmaa

Viro otti eilen tärkeän askeleen kohti täysjäsenyyttä Euroopan avaruusjärjestössä, kun ESAn pääkonttorissa Pariisissa allekirjoitettiin liittymissopimus. Sen mukaisesti Virosta on tulossa ESAn 21. jäsenmaa.

Virallisesti Viron ja ESAn välinen yhteistyö alkoi 20. kesäkuuta 2007 Tallinnassa pidetyssä tilaisuudessa, jonka perusteella Viro ja ESA sopivat virallisesti 10. marraskuuta 2009 sopimuksen siitä, että Virosta tuli ESAn ns. yhteistyömaa. Tämä tarkoitti sitä, että virolaiset saattoivat tulla esimerkiksi harjoittelemaan ESAn avaruuskeskuksiin.

Virolla on pitkä historia avaruustutkimuksessa, ennen kaikkea astrofysiikan alalla, ja virolaiset ovatkin osallistuneet viime vuosina moniin ESAn tieteellisiin ja teknologisiin ohjelmiin. Viro on myös aktiivisesti mukana ESA-jäsenyyteen tähtäävien maiden yhteisessä ns. PECS-ohjelmassa (Plan for European Cooperating States), jonka puitteissa on yhteistyötä mm. avaruustutkimuksen, Maan havainnoinnin, materiaalitutkimuksen, biologian ja avaruustekniikan aloilla.

Viro on myös avaruusmaa: sen ensimmäinen satelliitti, Tarton yliopiston opiskelijoiden satelliittiohjelman puitteissa tehty ESTCube-1 laukaistiin avaruuteen toukokuussa 2013 eurooppalaisella Vega-kantoraketilla.

Nyt solmittu sopimus ei vielä liitä virallisesti Viroa ESAan, vaan näin käy vasta myöhemmin tänä vuonna, kun Viron hallitus hyväksyy puolestaan liittymismaksun maksamisen ja sen on talletettu Ranskan hallituksen haltuun. 

Tilaisuudessa ESAn pääkonttorissa olivat paikalla ESAn pääjohtaja Jean-Jacques Dordain ja Viron ulkomaankaupasta ja yritystoiminnasta vastaava talous- ja viestintäministeri Anne Sulling, jotka allekirjoittivat sopimuksen, sekä Viron avaruuskomitean puheenjohtaja sekä kansanedustaja Ene Ergma ja Sven Jürgenson, Viron suurlähettiläs Ranskassa.

 

Virosta tulee pian avaruusmaa

Pe, 05/03/2013 - 10:56 Jari Mäkinen
VEGA valmiina

Viron ensimmäinen satelliitti yrittää uudelleen avaruuteen tiistaina aamulla. ESTCube-1:n oli määrä ratsastaa avaruuteen Vega-kantoraketilla lauantaiaamuna Suomen aikaa, mutta sääolojen vuoksi laukaisua lykättiin. Suunniteltu lähtöaika on klo 5:06 Suomen aikaa tiistaina 7. toukokuuta.

Kyseessä on uuden eurooppalaisen kantoraketin toinen koelento, joten siihen suhtaudutaan vielä erityisellä varovaisuudella. Vegan ensimmäinen lento helmikuussa 2012 sujui ongelmitta, joten toiveet toisenkin lennon sujumisesta suunnitelman mukaan ovat korkealla. Laukaisulle annettiin torstaina vihreää valoa, kun viimeisissä tarkastuksissa niin kantoraketti, maajärjestelmät kuin mukana olevat satelliititkin havaittiin valmiiksi.

Vegan kyydissä avaruuteen lentää kolme satelliittia. Suurin on Proba-V, ESA:n kasvillisuutta tutkiva satelliitti, joka jatkaa ESAn pienten, kokeellisten, uusia tekniikoista testaavien Proba-satelliittien sarjaa. Se irtoaa omille teilleen raketista ensimmäisenä; niinpä belgialaista tekoa oleva Proba-V matkustaa raketissa aivan sen nokkakartion kärjessä.

Seuraavana avaruuteen vapautetaan VNREDSat-1, Astrium-yhtiön Vietnamin teknologia- ja tiedeakatemialle rakentama tutkimussatelliitti.

Viimeisenä vuorossa on ESTCube-1, joka suunnitelman mukaan singotaan raketin sisältä kuljetuslaatikostaan pienen jousen ponnauttamana ulos avaruuteen kahden tunnin ja 48 sekunnin kuluttua laukaisusta.

ESTCube-1 on hyvin pieni satellitti, vain noin 10 cm kanttiinsa oleva kuutio, mutta se on "oikea" satelliitti ja sitä tullaan ohjaamaan Tarton luona Tõraveren observatoriolle rakennetusta lennonjohdosta. Hanke on kotoisin myös Tartosta: sen ideoija on Mart Noorma Tarton observatoriosta. Projektipäällikkö Silver Lätt on kuitenkin Tallinnan yliopistosta ja mukana on suuri joukko innostuneita opiskelijoita Tartosta ja Tallinnasta, niin yliopistosta, Viron ilmailuakatemiasta kuin maatalaouskorkeakoulustakin.

Virolaissatelliitin pääasiallinen tutkimuslaite on kuitenkin Suomesta. ESTCube-1 testaa ensimmäisenä avaruudessa ns. sähköisen aurinkopurjeen periaatetta vapauttamalla avaruuteen pieneltä kelalta 10 m pitkän, 20-50 mikrometriä paksun vaijerin, joka varataan 500 V jännitteellä.

Jos vaijeri toimii suunnitellusti, maapallon ympärillä oleva plasma vaikuttaa vaijeriin ja edelleen satelliitin pyörimisnopeuteen. Sähköpurjeen toimintaa tutkitaan juuri pyörimisnopeutta mittaamalla, mutta vaijerin avautumista sekä käyttäytymistä avaruudessa kuvataan myös satelliitissa olevalla kameralla.

Sen jälkeen kun vaijerin sähköpurjehdusominaisuudet on tutkittu, koetetaan sen soveltuvuutta plasmajarruksi: pitkän vaijerin avulla satelliitin ratanopeutta voidaan pienentää ja siten vastaavalla systeemillä voitaisiin tulevaisuudessa ohjata käyttöikänsä lopussa olevat satelliitit kätevästi putoamaan alaspäin radallaan ja lopulta tuhoutumaan Maan ilmakehässä.

Sähköpurjetta testataan seuraavaksi ensimmäisessä suomalaissatelliitissa Aalto-1:ssä, jolla on myös tiivit yhteys Viroon, sillä hankettä Aalto-yliopistossa vetää Jaan Praks. Sähköpurjetekniikkaa on tutkittu myös Euroopan avaruustekniikkakeskuksessa ESTECissä, missä Urmas Kvell - myös virolainen - oli työssä sen parissa vuonna 2010.

Virolaisdelegaatio Kouroussa

Paikalla Kouroussa, Vegan laukaisupaikalla Euroopan avaruuslaukaisukeskuksessa Ranskan Guyanassa on koko joukko satelliitin tekijöitä sekä Enn Ergma, Viron parlamentin Riigikogun puhemies, joka on tukenut voimakkaasti ESTCube-1:n tekemistä. Koulutukseltaan Ergma on astrofyysikko ja ennen poliittista uraansa hän työskenteli mm. professorina Tarton yliopistossa.

Lue lisää ESTCube-1:stä T-Tuubin aikaisemmasta artikkelista: Viron ensimmäinen satelliitti lähtövalmis.

Kuvat: ESTCube-1

Viron ensimmäinen satelliitti lähtövalmis

La, 03/23/2013 - 12:07 Jari Mäkinen

Eteläinen naapurimaamme Viro saa oman satelliittinsa avaruuteen ennen Suomea – tosin mukana lennolla on vahvaa suomalaisväriä. Laukaisu on näillä näkymin huhtikuun lopussa.

ESTCube-1 on pieni satelliitti; se on niin sanottu cubesat, noin kymmenen senttiä kanttiinsa oleva kuutio, jonka massa on 1,33 kg. Konsepti kehitettiin 1990-luvun lopussa yliopistokäyttöön ja myös ensimmäinen suomalaissatelliitti Aalto-1 perustuu siihen. Se tosin on kooltaan kolmen "peruspalikan" kokoinen, eli noin 10 x 10 x 30 cm. Maata kiertää parhaillaan lähes 80 pientä opiskelijoiden tekemää kuutiosatelliittia.

Pienestä koostaan huolimatta ESTCube-1 on kuitenkin oikea satelliitti ja siinä on aurinkopaneelit, ohjauslaitteet, tietokone, kamera sekä laitteet yhteydenpitoon maa-aseman kanssa. Lisäksi mukana on tieteellinen hyötykuorma, jolla testataan Suomessa Ilmatieteen laitoksella kehitetyn sähköisen aurinkopurjeen periaatetta.

Tärkeintä satelliitin tekemisessä on kuitenkin ollut sen tekeminen, sillä kyseessä on opiskelijoiden tekemä satelliitti. Projektia on peräisin Tarton yliopistosta, missä suurin osa projektitiimistä myös opiskelee. Mukana on myös nuoria Viron ilmailuakatemiasta, Tallinnan teknillisestä yliopistosta ja Tallinnan maatalousyliopistosta. Lisäksi tutkijat Ilmatieteen laitokselta Suomesta ja Saksan kansallisesta ilmailu- ja avaruuskeskuksesta (DLR) osallistuvat hankkeeseen.

ESTCube-hanke alkoi vuonna 2008 ja sitä vetää Silver Lätt apunaan Mart Noorma ja Jouni Envall Ilmatieteen laitokselta. Kaikkiaan työryhmässä on yli 50 opiskelijaa. Rahaa hankkeeseen on kulunut noin 100 000 euroa.

Valmis matkaan!

Satelliitti laukaistaan radalleen Maata kiertämään eurooppalaisella Vega-kantoraketilla Kouroun avaruuskeskuksesta huhtikuun lopussa. ESTCube-1 asennettiin eilen perjantaina avaruuskeskuksen satelliittien laukaisuvalmisteluun tehdyssä puhdastilassa S1B laatikkomaiseen kuljetuslaitteeseen, joka tulee sinkoamaan satelliitin omille teilleen raketista avaruudessa.

Virolaissatelliitti on saanut siis saman kohtelun avaruuskeskuksessa kuin suuremmat kollegansa, joskin sitä tehnyt ryhmä on ollut kenties keskimääräistä rakettiasiakasta innokkaampi – eikä vain siksi, että heille tämä on ensimmäinen kerta. ESTCube-tiimi on paitsi testannut satelliittiaan tiiviisti, niin myös virittänyt vielä mm. sen tietokoneohjelmia viime hetkiin saakka.

Vega on uusi eurooppalaiskantoraketti, jolle tämä lento on vast toinen. Koodinimellä VV02 tunnettu lento on virallisesti vielä Vegan koelento, ja sen päämatkustajina on kaksi virolaissatelliittia suurempaa kuormaa.

120-kiloinen VNREDSat-1A on Astrium-yhtiön Vietnamin tiede- ja teknologia-akatemialle rakentama kaukokartoitussatelliitti, jonka tehtävänä on kartoittaa Vietnamin luonnonvaroja, tukea maankäyttöä ja avustaa mahdollisissa luonnononnettomuuksissa.

Toinen pääkyytiläinen on Euroopan avaruusjärjestön Proba-V, missä "V" tarkoittaa "vegetaatiota", kasvullisuutta. 160 kg massaltaan oleva, belgialaisen QinetiQ-yhtiön tekemä satelliitti kartoittaa maapallon biomassaa, kasvien ja metsien määrää sekä tyyppiä.

Vega vie kaikki satelliitit jotakuinkin maapallon napojen kautta kulkevalle polaariradalle, mistä ne pystyvät havaitsemaan koko planteetan pintaa allaan. ESTCube-1:n tavoitekiertorata on 600 km:n korkeudessa. Polaariradalla satelliitti on myös usein Viron päällä, jolloin Tartossa sijaitseva lennonjohto voi olla siihen hyvin yhteydessä suoraan. ESTCube käyttää tiedonvälitykseensä radioamatööritaajuuksia 437,250 Mhz ja 437,505 MHz. Sopivin laittein sitä voi siis kuunnella myös Suomesta.

Suhteellisen korkean kiertoratansa ansiosta ESTCube tulee myös pysymään avaruudessa radallaan varsin pitkään, todennäköisesti useita vuosia.

Sähköpurjeen neityslento

ESTCube-1:n laukaisu on tärkeä merkkipaalu myös Ilmatieteen laitoksen tutkijan Pekka Janhusen keksimälle sähköpurjeelle, sillä purjeen testiversio on satelliitin päähyötykuorma.

Sähköpurje on uudenlainen tapa liikkua aurinkokunnassa: se käyttää aurinkotuulta avaruusaluksen työntövoiman lähteenä eikä siten tarvitse lainkaan polttoainetta. Janhunen keksi tämän ns. sähköisen aurinkotuulipurjeen periaatteen vuonna 2006.

Sähköpurje koostuu pitkistä ja ohuista metallilieoista, jotka pidetään korkeassa positiivisessa jännitteessä aluksessa olevan aurinkosähköllä toimivan elektronitykin avulla. Varatut lieat hylkivät aurinkotuulen protoneja, jolloin aurinkotuulen virtaus alkaa painaa purjetta ja samalla työntää alusta haluttuun suuntaan.

ESTCube-1 avaa kiertoradalla kymmenmetrisen ohuesta metallilangasta tehdyn liean, jolla on tarkoitus mitata sähköpurje-efekti ensimmäistä kertaa kokeellisesti. Liean on valmistanut Helsingin yliopiston Elektroniikan tutkimuslaboratorio ainutlaatuisella lanka-lanka-ultraäänihitsausmenetelmällä.

ESTCube-1:n lieka on samantyyppinen kuin suunnitelmissa olevat kilometrejä pitkät sähköpurjelieat, joiden avulla tulevaisuuden avaruusluotaimet voivat liikkua aurinkokunnassa aurinkotuulen avulla purjehtien ilman ajoainetta. Lieka varataan sähköisesti satelliitissa olevalla jännitelähteellä ja Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratorion valmistamalla kylmäkatodielektronitykillä.

Kiertoradalla alus lentää yläilmakehän plasman läpi, ja tämän plasmavirtauksen liekaan kohdistama voima on niin sanottu sähköpurje-efekti, jonka suuruus yritetään nyt ESTCube-1-kokeen avulla ensimmäistä kertaa mitata. Mittaustuloksen avulla voidaan arvioida sähköpurjevoiman suuruus planeettojenvälisessä avaruudessa, jossa sähköpurje-efektin aiheuttajana on aurinkokunnassa Maan magneettikentän vaikutuspiirin ulkopuolella puhaltava aurinkotuuli.

ESTCube-1:n sähköpurjekokeen suunnittelusta päävastuussa on Ilmatieteen laitos. Helsingin ja Jyväskylän yliopistojen lisäksi myös Saksan DLR, Itä-Suomen yliopisto sekä toijalalainen Skytron-elektroniikkapaja ovat toimittaneet osia kokeeseen.

Animaatio ESTCub-1:n laukaisusta:

Artikkelin tekemisessä on käytetty apuna Arianespace-yhtiön ja Ilmatieteen laitoksen tiedotteita.