Päivitys 13. elokuuta: laukaisu onnistui hyvin. Alla olevaa juttua on päivitetty sen mukaisesti. 14. elokuuta on lisätty teksti DA-Design Oy:n osallisuudesta lentoon.

Geostationaariradalla olevat Meteosat-satelliitit ja maapallon napojen kautta kulkevat MetOp-satelliitit ovat Euroopan sääsatelliittijärjestö EUMETSATin päätyökaluja. Ne täydentävät toisiaan: Meteosatit tarkkailevat koko ajan maapalloa allaan kaukaa, ja MetOp:it kiertävät lähempänä maapalloa, tekevät siksi tarkempia havaintoja, ja voivat tutkia yhtä tarkasti napaseutuja kuin päiväntasaajan alueita.

Satelliittiperheet oli aikomus uusia vuoron perään, mutta koronapandemia sai aikataulut paukkumaan, joten nyt sukupolvipäivitys tehdään lähes samaan aikaan. Tuorein Meteosat, joka toistaiseksi tunnetaan vain nimellä MTG-S1, laukaistiin vasta kuutisen viikkoa sitten. Ja nyt matkaan pääsee ensimmäinen uusi MetOp.

Koko nimeltään satelliitti on MetOp-SG-A1, eli MetOpin toinen sukupolvi (second generation) ja A-satelliitti 1.

Koronapandemia sai aikaan sen, että uuden sukupolven eurooppalaisten sääsatelliittien laukaisut ovatkin nyt näin lähellä toisiaan. Ja laukaisuita tulee jatkossakin tiiviisti, koska aiempi yksi Meteosat korvataan kolmella satelliitilla ja MetOp kahdella satelliitilla. Niitä kutsutaan mielikuvituksellisesti A:ksi ja B:ksi. Ja kaikista tehdään kopioita, joita lähetellään sitten seitsemän vuoden välein taivaalle, jotta tietoja saataisiin varmasti.

Näiden satelliittien perusteella ei tehdä vain sääennusteita, vaan myös varoitetaan myrskyistä ja ennustetaan tulvia. Ihmishenget riippuvat satelliittien toiminnasta.

MetOp-satelliitit, kuten Meteosatitkin, ovat Euroopan avaruusjärjestön ja EUMETSATin yhteistyötä. Yleistäen ESA vastaa satelliittien kehittämisestä ja laukaisemisesta ja EUMETSAT niiden operoinnista.

MetOp-SG-A1 laukaistiin avaruuteen nyt 13. elokuuta 2025 klo 3.37 Suomen aikaa Ariane 6 -kantoraketilla Kouroun avaruuskeskuksesta Ranskan Guyanasta. Kyseessä oli Ariane 6:n kolmas lento, joten laukaisuja ei voi vielä pitää rutiinia. 

Satelliitti ohjattiin kiertämään Maata aurinkosynkroniselle naparadalle 835 kilometrin korkeuteen. Siellä se kiertää maapallon 14 kertaa vuorokaudessa ja tulee lentämään tällä radalla saman alueen ylitse lähes samaan aikaan joka päivä. 

MetOp-SG-A1 on ensimmäinen MetOp-SG-ohjelman satelliitti. Kaikkiaan ohjelmaan kuuluu kolme A- ja B-satelliittien paria, jotka takaavat maailmanlaajuisesti tehtyjen tasalaatuisten havaintojen jatkuvuuden yli 20 vuoden ajan. MetOp-SG-B1 laukaistaan vuonna 2026.

MetOp-SG-A1:ssa on kuusihavaintolaitetta, jotka kukin ovat kooltaan monien pienten satelliittien kokoisia. Kaikkiaan satelliitin massa tankattuna laukaisun aikaan on 4,1 tonnia. Kooltaan se on 7,0 x 3,0 x 3,4 m suuri aurinkopaneeli pakattuna. Se avattuna leveyttä satelliitilla on 14 metriä.

Tutkimuslaitteista suurimpia ovat IASI-NG, METimage ja MWS. 

Infrapuna-alueella toimiva uuden sukupolven interferometri (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer – New Generation) perustuu nykyisen MetOpin laitteeseen, mutta on paljon parempi ja tarkempi. Se mittaa ilmakehän lämpötilaa, kosteutta ja kasvihuonekaasuja noin 18 000 spektrikanavalla.

METimage on näkyvän valon ja infrapunaisen alueella toimiva kamera. Kaikkien sondaavien ja mittaavien laitteiden ohella kuva on edelleen kiva ja tärkeä lisä.

Mikroaaltomittari (Microwave Sounder) havaitsee maapallosta tulevaa mikroaaltosäteilyä, mikä paljastaa ilmakehässä olevan vesihöyryn ja muiden sään ennustamisessa tärkeiden kaasujen määrää sekä sijaintia.

MWS:n  89 GHz:n radiometrinen vastaanotin on suomalaisen DA-Groupin suunnittelema ja valmistama. DA-Groupilla on pitkä historia mikroaaltotekniikan tekemisessä avaruussovelluksiin, ja myös pian laukaistavassa Sentinel-1d -satelliitissa on paljon yhtiön valmistamaa tekniikkaa.

Monitoimilaite 3MI eli Multi-Viewing, Multi-Channel, Multi-Polarisation Imager on kokonaan uudenlainen mittalaite. Sen avulla voidaan mm. havaita aerosoleja ja pilviä.

Radio-okkultaatiomittari eli RO (Radio Occultation Sounder) havaitsee lähellä maapallon horisonttia olevien navigointisatelliittien lähettämiä signaaleita ja pystyy niiden analysoinnin avulla mittaamaan ilmakehän tiheyttä ja kosteutta.

Lisäksi satelliitin kyydissä on EU:n Copernicus-ohjelmaan kuuluva mittalaite, joka kutsutaan nimellä Sentinel-5. Se on spektrometri, joka mittaa ilmakehän jälkikaasuja, kuten otsonia, typpidioksidia, rikkidioksidia, formaldehydiä, hiilimonoksidia ja metaania, sekä aerosoleja. Sentinel-5 tukee ilmanlaadun ja ilmaston seurantaa sekä UV-säteilyn arviointia. 

Satelliitti saapui Kouroun avaruuskeskukseen kesäkuussa 2025, minkä jälkeen sitä on testattu ja valmisteltu matkaan. Se on tankattu ja asennettu raketin nokkakartion sisään. 

Ariane 6 raketit valmistellaan lentoihinsa ensin vaakatasossa ja sen jälkeen pystysuorassa asennossa suuren liikkuvan suorarakennelman sisällä. Siellä keskusrungon sivuille asennetaan apuraketit ja lopulta nokkakartio nostetaan raketin päälle. 

Tämä lento on Ariane 6:n toinen kaupallinen lento ja kaikkiaan kolmas. Laukaisuvalmisteluja ei voi vielä pitää rutiininomaisina, mutta kaikki on sujunut edellisiä laukaisuvalmisteluita nopeammin ja jouhevammin. 

Lennolla käytettiin Ariane 6:n kevyintä versiota Ariane 62, missä on kaksi apurakettia. Myös raketin nokkakartio oli kahdesta käytettävissä olevasta lyhyempi, 14 metriä korkea. Suurempi on 20-metrinen. Kaikkiaan raketti on 55 metriä korkea ja sen massa laukaisun aikaan on 500 tonnia.

Satelliitti irtosi raketin ylemmästä vaiheessa tunnin ja neljä minuuttia laukaisun jälkeen. Sen jälkeen satelliitti avasi aurinkopaneelinsa, mutta vasta noin kohdassa kaksi tuntia laukaisun jälkeen voitiin huokaista helpotuksesta, kun satelliitti lensi maapallon varjosta auringonpaisteeseen ja aurinkopaneeli alkoi tuottaa satelliitille virtaa.

Samoihin aikoihin, kaksi T + kaksi tuntia ja 58 minuuttia, Arianen ylin vaihe sytytti moottorinsa hidastaakseen ratanopeutta, jotta vaihe putoaisi alas ilmakehään ja tuhoutuisi siinä. Näin se ei jää kiertämään romuna maapalloa.

Tiedetuubi on paikalla Kouroussa seuraamassa laukaisua ja tästä tulee lähipäivinä videoita.

EUMETSATIN pääjohtaja Phil Evans iloitsee uudesta satelliitista (ja esiintyy myös tulossa olevalla videolla).

Ensimmäinen eurooppalainen sääsatelliitti Meteosat 1 laukaisiin avaruuteen marraskuussa 1977, ja siitä alkaen avaruudesta tulleet kuvat ja tiedot ovat olleet olennainen osa sääennustamista myös Suomessa. 

Satelliitti sijaitsi geostationaariradalla noin 36 000 kilometrin korkeudessa nollameridiaanin kohdalla, joten se kiersi maapallon sopivasti 24 tunnissa siten, että Eurooppa ja Afrikka olivat juuri sopivasti sen kameroiden kuvakentässä.

Myöhemmin havaintoja tehtiin myös muualta, kun Euroopan päällä ollut satelliitti korvattiin uudella ja samalla vanhempi satelliitti siirrettiin toiseen paikkaan. Näitä ensimmäisen sukupolven satelliitteja lähetettiin avaruuteen kaikkiaan seitsemän, kunnes 14. kesäkuuta 2006 Meteosat 7 lopetti toimintansa.

Sen tehtävät otti hoitaakseen toisen sukupolven satelliitti, Meteosat-8, joka laukaistiin avaruuteen vuonna 2002. 

Ja viime vuoden joulukuussa kapula siirtyi eteenpäin kolmannen sukupolven Meteosatille, joka on olemukseltaan aivan erilainen kuin aiemmat. Kun aiemmin satelliitit olivat sylinterimäisiä ja kamera pyyhkäisi yli maapallon sitä mukaa kuin satelliitti pyöri, niin nyt kolmiakselistabiloitujen satelliittien instrumentit voivat katsoa pysyvästi kohti Maata.

Lisäksi kamerat ja havaintolaitteet voivat olla parempia.

MTG-I (vasemmalla) ja MTG-S ovat hyvin samanlaisia. Kuva: ESA.

MTG-satelliitit ovat kooltaan 2,3 x 2,8 x 5,2 m. Leveyttä niillä on avaruudessa aurinkopaneelit avattuna noin 12 metriä. Niiden massa on noin 1800 kiloa, tosin laukaisun aikaan mukana on myös pari tonnia ajoainetta.

Kuvantavassa MTG-I -satelliitissa on tarkka kamera ja salamamittalaite, joka pystyy havaitsemaan ukkosmyrskyjen syntymistä ja kehittymistä myös alueilla, joille maanpääliset salamalaskurit eivät yllä. 

Skannerisatelliitissa, hieman yleistäen, tarkka kameralaitteisto on korvattu huipputarkalla infrapunaspektrometrillä, joka pystyy paitsi kuvaamaan tarkasti eri aallonpituusalueilla, niin myös siivuttamaan ilmakehän pystysuunnassa viipaleisiin. Se voi siis muodostaa ikään kuin tarkan kolmiulotteisen kuvan ilmakehästä ja tehdä sen uudelleen ja uudelleen noin puolen tunnin välein.

Kameran sijaan skannerisatelliitissa on nimensä mukaisesti skanneri, IRS-infrapunaskanneri, joka sondaa ilmakehää ja mittaa sen lämpötilaa ja kosteutta. Se toimii tarkkailemalla Maan ilmakehästä heijastuvaa ja säteilevää infrapunasäteilyä eri aallonpituuksilla. Laite siis ikään kuin kuvaa maapalloa hyvin monilla eri aallonpituuskanavilla samanaikaisesti, ja kun eri aallonpituudet kertovat omaa tarinaansa eri korkeudella olevasta vesihöyrystä ja lämpötilasta, saadaan aikaan kuin läpileikkaus ilmakehästä.

Huimaa.

Sentinel-4A on puolestaan laite, joka tutkii Euroopan ilmanlaatua ja kasvihuonekaasuja. 

Yhdessä MTG-I ja MTG-S tuottavat noin 50 kertaa enemmän dataa kuin aiempi toisen sukupolven Meteosat.

”Ilmastonmuutoksen aiheuttaessa yhä useampia ja voimakkaampia sääilmiöitä, on tällainen tarkka ja oikea-aikainen ennustaminen entistäkin tärkeämpää", sanoi Peter Braesicke, Saksan säätieteellisen laitoksen DWD:n tutkimus- ja kehitysjohtaja. 

"Satelliitit tarjoavat suuren osan ennusteidemme taustalla olevasta olennaisesta datasta, ja olemme siksi erityisen innoissamme MTG-S:stä. Sen havainnot mahdollistavat tarkemmat ja oikea-aikaisemmat vakavien säävaroitukset, minkä lisäksi ne tukevat monia muita sovelluksia – ilmastotutkimusten parantamisesta ilmailun ja merenkulun turvallisuuden tehostamiseen.”

MTG-S1 testattavana. Kuva:ESA.

Yhdessä MTG-I ja MTG-S ovat lyömätön parivaljakko. Niiden avulla meteorologit voivat nähdä esimerkiksi voimakkaiden myrskyjen syntyä jo ennen kuin pelkästään kuvia katsomalla näkisi. Salamakamera voi seurata myrskyrintamien syntyä ja niiden kehittymistä voidaan jopa ennakoida. MTG-S:n spektrometri tuottaa jatkuvasti raakamateriaalia lyhyen- ja keskipitkänajan sääennusteille. 

Sentinel-4 on mittalaite, jota Eumetsat operoi Euroopan unionin puolesta. Yhden mittalaitteen lähettäminen geostationaariradalle noin 36 000 kilometrin korkeuteen olisi ollut hankalaa ja kallista, joten on parempi käyttää Meteosatia  apuna. Kyydin lisäksi Sentinel-4 saa sähköä ja tietoliikenneyhteydet Meteosatilta.

Sentinel-4:n tehtävänä on mitata ja kartoittaa Euroopan päällä olevia saasteita ja aerosoleja. Se mittaa esimerkiksi otsonia (O₃), typpidioksidia (NO₂), rikkidioksidia (SO₂) ja hiilimonoksidia (CO). Se tuottaa kartan Euroopan saastetilanteesta kerran tunnissa, ja sen avulla EU-maat voivat reagoida nopeasti esimerkiksi saastepiikkeihin ja antaa terveysvaroituksia.

Myös sääennustajat hyötyvät näistä tiedoista.

Seuraava kuvantava satelliitti, MTG-I2 laukaistaan näillä näkymin ensi vuoden syyskuussa, joten koko kolmikko on toiminnassa parin vuoden päästä. Kuvantavilla satelliiteilla on pieni ero: uusi tulee ottamaan kuvia vieläkin nopeammassa tahdissa, joten säätiedosta tulee silloin lähes reaaliaikaista.

Eumetsatin Jochen Grandell kertoo alla olevalla videolla tarkemmin uusista satelliiteista ja niiden tuomasta avusta meteorologeille.

Laukaisu tapahtui tänään Ranskan Guyanassa sijaitsevasta Kouroun avaruuskeskuksesta Vega-C-raketilla klo 12.15 Suomen aikaa. Satelliitti irrotettiin onnistuneesti raketin ylimmästä vaiheesta noin tunnin kuluttua laukaisusta ja klo 13.28 Suomen aikaa satelliitista saatiin ensimmäinen signaali – se toimi ja kaikki oli hyvin.

Saksan Darmstadtissa sijaitseva Euroopan avaruusoperaatiokeskus alkaa nyt tarkistaa satelliitin järjestelmiä ja virittää sitä vähitellen havaintotyöhön.

Satelliitin erikoisuus on suuri, 12 metriä halkaisijaltaan oleva antenni, joka on tehty verkosta. Laukaisun aikaan se oli pakattuna, mutta avaruudessa se avataan 7,5 metriä pitkän puomin päässä. Myös puomi oli laukaisun aikaan käännettynä kiinni satelliittiin, jotta se olisi mahtunut Vega-raketin nokkakartion sisään. Puomin avaaminen on myös jännittävä vaihe.

Suuri antenni on osa tutkalaitteistoa, jonka avulla pystytään mittaamaan ja tutkimaan paljon aikaisempia satelliitteja paremmin metsiä ympäri maailman.

Metsillä – niin pohjoisilla havumetsillä, tropiikin sademetsillä kuin autiomaiden käkkäräpuisilla ja kitukasvuisilla metsillä – on suuri osa maapallon hiilikierrossa. Ne sitovat ja varastoivat suuria määriä hiilidioksidia, mikä auttaa osaltaan säätelemään Maan lämpötilaa.

Metsät sitovat noin 8 miljardia tonnia hiilidioksidia vuosittain, mutta metsäkato ja metsien muuttuminen harvemmiksi sekä hiiliköyhemmiksi vapauttaa koko ajan metsiin varastoitunutta hiiltä takaisin ilmakehään. Tämä pahentaa osaltaan ilmastonmuutosta.

Haasteena on tähän saakka ollut se, että emme ole voineet määrittää tarkasti kuinka paljon hiiltä metsät varastoivat ja miten nämä varastot muuttuvat esimerkiksi nousevien lämpötilojen, ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kasvun ja ihmisen aiheuttamien maankäytön muutosten vuoksi.  

Biomass auttaa tässä. Sen tutka on ensimmäinen ns. P-kaistalla, eli taajuusalueella noin 300 MHz – 1 GHz, toimiva kaukokartoitustutka. Biomass-satelliitin tutka toimii 435 megahertsin taajuudella, sen lähettämien radioaaltojen aallonpituus on 69 cm.

Tämä aallonpituus on kätevä siksi, että signaali läpäisee tiheitä metsälatvustoja, pilviä ja jopa osittain maaperää. Se siis ei havaitse vain lehtiä ja latvustoja, vaan pystyy näkemään kirjaimellisesti puut metsältä koska kuvissa ovat myös puiden rungot ja oksat.

Näin voidaan kartoittaa tarkasti maapallon biomassan määrä ja jakautuminen, jotka kertovat suoraan metsien hiilivarastoista.

Lisäksi tämän aallonpituuden avulla voidaan "nähdä" metsättömillä alueilla pinnan alle. Biomass saattaa siis paljastaa myös pinnanalaisia geologisia muodostumia tai esimerkiksi ihmisten tekemiä, hiekkaan peittyneitä rakenteita.

Samoin P-kaistan tutkalla voidaan arvioida tulvariskejä eri alueilla sekä kuvata jääpeitteiden sekä jäätiköiden pinnan alapuolisia maisemia.

Vaikka antenni on suuri, niin satelliitti pystyy tekemään havaintojaan maksimissaan vain 50 metrin resoluutiolla. Se ei siis näe yksittäisiä puita, vaan kartoittaa puumassaa laajemmin.

Biomass-satelliittia kuljettanut Vega-C laukaisualustalla ennen laukaisua. Kuvat: ESA ja ESA / M. Pédoussaut.

Biomass-satelliitin laukaissut Vega-C on uusi, isompi versio alkuperäisestä Vega-raketista, joiden lennot päättyivät viime syyskuussa. Kummallakin raketilla on ollut viime vuosina vastoinkäymisiä, mutta nyt hyvin onnistunut laukaisu saanee Vega-C:n takaisin normaalirutiiniin. 

Tälle vuodelle on suunnitteilla vielä kymmenkunta Vega-C:n laukaisua – seuraava on heinäkuussa. Kaikki virallisessa suunnitelmassa olevat lennot eivät pääse tänä vuonna matkaan, mutta joka tapauksessa lentotahti on nyt nopeutumassa olennaisesti.

Vega-C on 35 metriä korkea ja sen massa laukaisuvalmiina on 210 tonnia. Siinä on kolme kiinteällä polttoaineella toimivaa vaihetta ja neljäs, ylin vaihe, joka käyttää nestemäisiä ajoaineita, jotta sen moottoria voidaan sytyttää ja sammuttaa – kuten tällä lennolla. Näin satelliitit voidaan ohjata tarkasti halutulle kiertoradalle.
 

Viime aikoina taivaalla on tapahtunut paljon muutakin kuin kaunis planeettojen asettuminen jonoon ja revontulinäytelmiä. SpaceX on hilannut uusia Starlink-satelliitteja avaruuteen häkellyttävällä tahdilla. 

Laukaisuita on ollut tähän mennessä 14 eli keskiarvona melkein kaksi viikossa. Lisäksi Falcon 9:t ovat vieneet taivaalle muita satelliitteja ja pari kuulaskeutujaakin, joten SpaceX:n tahti on ollut hurja.

Yhdessä laukaisussa on kyydissä 21 tai 23 Starlink-satelliittia. Näin ollen uusia satelliitteja jo noin 7000-satelliittiseen konstellaatioon on tullut tänä vuonna lähes 300.

Samaan aikaan yhtiö hilaa alas kiertoradalta vanhempia satelliittejaan, joissa on suunnitteluvirhe. Se saattaa saada satelliitin sammumaan, joten yhtiö tuo ne alas tuhoutumaan ilmakehässä niin kauan kuin satelliitit ovat vielä toimintakuntoisia.

SpaceX kertoi nyt helmikuun 12. päivä julkaisemassaan tiedotteessa, että satelliitit ovat ensimmäisiä ensimmäisen sukupolven satelliitteja. Ne laukaistiin avaruuteen vuosina 2019 ja 2020, eikä niitä varmaankaan kukaan jää kaipaamaan, sillä niissä ei ole kirkkautta vähentävää visiiriä ja uudet satelliitit ovat paljon kyvykkäämpiä kuin nämä metusalemit.

Satelliittien rataa pudotetaan vähitellen kuuden kuukauden aikana.

SpaceX:n mukaan Starlink-palvelut eivät kärsi tästä. Tiedote kertoo, että “SpaceX kykenee valmistamaan 55 satelliittia viikolla ja laukaisemaan niitä avaruuteen yli 200 kuukaudessa.”

Uuden sukupolven Starlink-satelliitteja juuri ennen niiden vapauttamista avaruuteen. Kuva: SpaceX.

Paitsi Starlink-satelliittien suuri määrä, niin myös hajonneiden satelliittien ja näiden alas ohjattavien satelliittien määrä saa jälleen ajattelemaan avaruuden lennonjohtosysteemiä. Lähiohitusten määrä on lisääntynyt ja törmäysriski kasvaa koko ajan.

Olisi hyvä, jos yhden yhtiön sijaan olisi kansainvälinen organisaatio, jonka tehtävänä olisi paitsi tarkkailla satelliittien ratoja, niin myös jakaa kiertoratoja ja koordinoida radalta toiselle siirtyviä ja alas pudotettavia satelliitteja.

Nykyisessä maailmantilanteessa tällaisen saaminen on kylläkin hankalaa.

Toinen riski, joka putoavista satelliiteista tulee, on niiden tippuminen asutuille alueille tai esimerkiksi lentokoneiden päälle. Starlink-satelliitit, kuten suurin osa muistakin satelliiteista, tuhoutuvat lähes kokonaan ilmakehän tulisessa syleilyssä, mutta eivät aina täysin: pieniä palasia satelliittien tukevatekoisimmista osista putoaa joskus alas Maan pinnalle saakka.

Kun satelliitteja putoaa nyt useammin ja useammin, muodostavat nämä pikku palaset yhä suuremman riskin. Usein lentoliikennettä varoitetaan jo putoavien satelliittien vaara-alueella, mutta ei läheskään aina.

Juuri tämän jutun julkaisun jälkeen SpaceX:n Falcon 9 -raketin osia putosi Puolaan. Onneksi tämä hiilikuituinen tankki ei pudonnut lentokoneen päälle. Kuvakaappaus BBC:n sivuilta.

Pitkällä tähtäimellä tämä ei ole kestävää, vaan jossain vaiheessa avaruuteen täytyy perustaa jonkinlaisia kierrätyskeskuksia vanhentuneille satelliiteille. Toivottavasti Starshipit (ja muut isokokoiset, uudelleenkäytettävät raketit?) voisivat rahdata niitä sieltä alas hävitettäväksi.

No, tähän on vielä aikaa. Nyt tärkeintä on vähentää avaruusromun määrää tuomalla satelliitteja ja rakettien ylimpiä osia alas ilmakehässä tuhoutumaan heti, kun niitä ei tarvita.

Jos ne jäävät kiertämään Maata avaruusromuna, niin tuloksena voi olla myös yhden ison romunpalan lisäksi paljon pientä romua. Ajan myötä sammuneetkin satelliitit saattavat räjähtää, kun jatkuva lämpeneminen ja kylmeneminen sekä muut avaruudessa olemisen rasitukset vaikuttavat niihin.

Tässä puolen vuoden aikana on tapahtunut kolme tällaista suuren avaruusromun hajoamista palasiksi.

Ensimmäinen oli 6. syyskuuta 2024, kun Atlas V -raketin Centaur (raketin ylin vaihe) hajosi ainakin kymmeneen osaan. Raketti oli vienyt GOES-17 -satelliitin avaruuteen vuonna 2018 ja ylin vaihe oli jäänyt sen jälkeen hyvin soikealle radalle, jonka ylin piste oli 34 949 km ja alin 7622 km. Satelliitti suuntasi geostationaariradalle, ja siksi ylimmän vaiheen rata ylettyi melkein sinne.

Tällaiselle radalle menevät raketit eivät yleensä pysty tulemaan takaisin ilmakehään ja tuhoutumaan siinä, joten ne niin sanotusti passivoidaan. Polttoaineet päästetään ulos ja akkujen varaus puretaan. Systeemit sammutetaan siten, että rakettivaiheesta ei olisi haittaa myöhemmin.

Centaur-rakettivaihe. Kuva: ULA.

Mutta Centaurien kanssa on ollut vaikeuksia aikaisemminkin. Samanlaisia tapauksia oli vuonna 2018 ja 2019, jolloin Centaurin passivointi ei ole nähtävästi onnistunut halutusti, ja ne ovat räjähtäneet. Toivottavasti Vulcan-raketeissa käytettävien uusien Centaur-rakettivaiheiden luotettavuus tässä suhteessa on parempi.

Toinenkin tapaus liittyy raketin ylimpään vaiheeseen. Blue Origin -yhtiön uusi New Glenn teki ensilentonsa tammikuun 16. päivänä, ja vaikka raketin ensimmäinen vaihe ei onnistunut palaamaan takaisin Atlantilla olleen lavetin päälle, sen toinen vaihe jatkoi suunnitellusti avaruuteen ja lentoa voi pitää onnistuneena. Jos mukana olisi ollut satelliitti, se olisi päässyt avaruuteen.

Satelliitin sijaan kyydissä oli Blue Ring -niminen laite, eräänlainen pieni avaruushinaaja, joka voi viedä siinä olevia satelliitteja oikeille radoilleen ja myöhemmin myös siirtää sekä huoltaa avaruudessa jo olevia satelliitteja. Tätä ei irrotettu rakettivaiheesta tällä kerralla, koska nyt testattiin lähinnä tietoliikennettä Blue Ringin ja lennonjohdon välillä.

Blue Ring avaruudessa piirtäjän hahmottelemana. Tällä kerralla laitetta ei irrotettu raketin ylimmästä vaiheesta. Kuva: Blue Origin.

Laukaisun jälkeen ylin vaihe inaktivoitiin, mutta nähtävästi ei kunnolla, sillä helmikuun 10. päivänä se rähähti.

Vaihe oli myös varsin soikealla radalla maapallon ympärillä; korkein piste 19300 km ja matalin 2400 km. Se on sen verran kaukana, että palaset pysyvät avaruudessa harminamme tuhansia vuosia.

Ja näiden välissä, lokakuun 19. päivänä 2024 Intelsat 33E -tietoliikennesatelliitti hajosi palasiksi geostationaariradalla. Tuolla radalla, jolla yksi kierros ympäri maapallon kestää yhden vuorokauden ja siksi siellä olevat satelliitit näyttävät pysyvän paikallaan taivaalla, on paljon sää-, tietoliikenne ja muita satelliitteja, joten romun syntyminen sinne on varsin ikävää.

Kyseessä on Boeing-yhtiön rakentama satelliitti, jonka kanssa samanlainen Intelsat 29E koki myös kovia vuonna 2019. Se menetti asennonsäätökykynsä todennäköisesti työntövoimajärjestelmässä olleen vian vuoksi, ja nytkin kaikki viittaa siihen, että ratahallintaan tarkoitettu rakettimoottori ja siihen liittyvät systeemit olisivat saaneet aikaan uudemmankin Intelsatin hajoamisen osiin. Siis räjähdyksen.

Piirros Intelsat 33E -satelliitista. Kuva: Boeing.

Kokonaisuudessa parin satelliitin hajoaminen ei ole iso asia, sillä arvioiden mukaan maapalloa kiertää noin 29 000 avaruusromukappaletta, jotka ovat kooltaan yli 10 cm. Sentin tai yli olevia on noin 670 000 ja millimetriä suurempia yli 170 miljoonaa.

Nämä tapaukset vievät kuitenkin lähemmäksi tilannetta, missä romua tulee yhä lisää ja romunpalaset törmäilevät toisiinsa saaden mahdollisesti aikaan ikävän ketjureaktion. Niin sanotussa Kesslerin syndroomassa lähiavaruus muuttuisi niin vaaralliseksi, että sen käyttö ei onnistuisi enää turvallisesti.

Yksi uhka lisää tähän synkistelyn täyttämään aikaamme…

*

Otsikkokuvassa on Grok2-tekoälyn luoma kuva hypoteettisen satelliitin hajoamisesta avaruudessa.

Teksti on julkaistu myös Ursan blogina.

Juttuun on lisätty kuva ja tieto Puolaan keskiviikkona 19.2. pudonneesta avaruusromun palasesta.

Jotta Maata havaitsevien satelliittien tuottamat kuvat ja keräämä tieto ovat luotettavia, täytyy satelliittimittauksia varmentaa Maan päällä tehtävillä mittauksilla. Esimerkiksi jos avaruudesta mitataan kosteutta tai hiilidioksidipitoisuutta, täytyy mittauksia näistä tehdä säännöllisesti myös alueella, jota satelliitti on tutkinut. 

Satelliittimittaukset kalibroidaan sitten paikan päällä tehtyjen mittausten kanssa.

Ilmatieteen laitos on tehnyt tällaisia mittauksia jo pitkään, ja näiden mittausten keskuspaikkana on yleensä toiminut Sodankylässä Tähtelän observatorioalueella sijaitseva Arktinen avaruuskeskus. Suomalaiset ovat osallistuneet myös mittauskampanjoihin muuallakin.

Tähtelässä sijaitsevat sekä Ilmatieteen laitos että Oulun yliopistoon kuuluva Sodankylän geofysikaalinen observatorio. Yhdessä nämä muodostavat varsin ainutlaatuisen tutkimuskeskittymän Lapissa.

Sodankylässä Ilmatieteen laitoksen pihalla on mm. kosteutta mittaavan SMOS-satelliitin maatutkimuslaitteita. Tätä lokakuussa 2024 kuvattua tötteröä on käytetty jo 15 vuoden ajan. Kuva: Jari Mäkinen

Superkeskus Suomeen

Euroopan avaruusjärjestön Maan havainnointiohjelman ohjelmajohtokunta kokousti viime viikolla Saariselällä. Johtokuntaa johtaa tällä hetkellä Maanmittauslaitoksen apulaispääjohtaja Jarkko Koskinen.

Kokouksessa julkistettiin päätös perustaa Euroopan avaruusjärjestön ja Ilmatieteen laitoksen yhteistyönä Arktinen satelliittien kalibrointi- ja validointikeskus (Arctic-Boreal Earth Science, calibration and validation supersite).

”Keskus nostaa Suomen avaruustoiminnan vaikuttavuutta kansainvälisesti huomattavalla tavalla ja luo kasvun edellytyksiä suomalaiselle avaruustoiminnalle ja -teollisuudelle sekä parantaa tieteellisen tiedon tasoa", sanoo Ilmatieteen laitoksen pääjohtaja Petteri Taalas Ilmatieteen laitoksen tiedotteessa.

"Uudet satelliittimenetelmät yhdessä maanpintahavaintojen kanssa tarjoavat nykyistä merkittävästi tarkempaa tietoa hiilidioksidin ja metaanin lähteistä ja nieluista. Ilmatieteen laitos pyrkii olemaan maailman johtavia toimijoita alalla”, 

Hiilidioksidin ja metaanin lähteisiin ja nieluihin liittyy suurta epävarmuutta. Satelliittien ja tarkkojen maanpintahavaintojen avulla on mahdollista saada nykyistä huomattavasti parempaa tietoa näistä.

“Keskuksen sijainti korkeilla leveysasteilla, ja sitä ympäröivät boreaaliset metsät edustaen laajempaa ympäri napapiiriä ulottuvaa metsä- ja tundraekosysteemiä, tekevät siitä ihanteellisen paikan Maata kiertävien satelliittiemme keräämän datan käyttökelpoisuuden varmentamisessa", sanoo Simonetta Cheli, ESAn Maan havainnointi -ohjelmien johtaja.

"Uusi kalibrointi- ja validointikeskus parantaa satelliittipohjaisen tiedon laatua ja edistää uusien, arktiseen alueeseen liittyvien palveluiden ja sovellusten kehittämistä. Tämä ei ainoastaan hyödytä ESAa ja lisää ymmärrystämme metsä-tundra-ympäristöstä, vaan tarjoaa myös suomalaiselle teollisuudelle mahdollisuuksia kehittää ja testata uusia ympäristön mittalaitteita ja teknologioita."

Mittauksia tehdään myös mm. torneista ja lentokoneista. Tässä Ilmatieteen laitoksen tornissa on kaksi ESAn Elbara -radiometriä, toinen tornin huipulla ja toinen maanpinnan tasolla. Näillä mitataan sitä, miten pohjoinen havupuumetsä ja pehmeä maa (etenkin lumen sulamisen aikaan) vaikuttavat L-kaistan radiosignaalin voimakkuuteen. Kuva: Ilmatieteen laitos via ESA

ESAn Maan havainnointi -ohjelman mittauskampanjapäällikkö Malcolm Davidsonin mukaan ESA aikoo lisätä kykyään kalibroida ja validoida mikroaaltoalueella toimivia ja satelliittimittalaitteita hyperspektrihavaintoja tekeviä satelliitteja. 

"Tämän jo olemassa olevan keskuksen laajentaminen ns. superkeskukseksi vahvistaa sen kykyä osallistua tuleviin lukuisiin mittauskampanjoihin. Sellaisia ovat muun muassa Copernicus Anthropogenic Carbon Dioxide Monitoring, Copernicus Imaging Microwave Radiometer, Copernicus Hyperspectral Imaging Mission, Copernicus Polar Ice and Snow Topography Altimeter, Radar Observing System for Europe at L-band ja Earth Explorer FLEX -kampanjat."

ESA pyrkii lisäämään läsnäoloaan jäsenmaissansa, ja ns. Superkeskukset ovat uusi tapa tähän. Sodankylän keskuksen julkistus osuu hyvin Suomen ESA-jäsenyyden juhlavuoteen; Suomi liittyi ESAn täysjäseneksi 30 vuotta sitten.

ESAlla on jo Suomessa ESA BIC Finland -yrityskiihdyttämö ja vastaperustettu Phi-Lab Finland -innovaatiokeskus, jotka toimivat yhdessä Aalto-yliopiston kanssa.

Mittalaitteita Sodankylässä Arktisessa avaruuskeskuksessa. Kuva: Jari Mäkinen

Hieman tummanpuhuvalta, suurelta syntymäpäiväkakulta tai hatulta näyttävä Gaia on jo nyt eräs tähtitieteen merkkipaaluja. Sen tehtävänä on ollut kartoittaa pikkutarkasti tähtitaivasta, ja sitä se onkin tehnyt uutterasti: se on skannannut kamerallaan 10,5 vuotta avaruutta ympärillämme ja sen keräämistä havainnoista on tehty jo neljä suurta tietokantaa.

Gaiassa on kaksi teleskooppia, jotka katsovat 106,5 asteen kulmassa eri suuntiin. Kun satelliitti pyörii akselinsa ympäri, teleskooppien kuvakentät skannaavat taivasta jatkuvasti, ja kun satelliitti kiertää Aurinkoa radallaan, se pystyy kartoittamaan koko taivaan tarkasti vuoden kuluessa.

Jo ensimmäisessä tietojulkistuksessa, Gaia DR1:ssä eli Gaia Data Releasessa syyskuussa 2016 oli 1,1 miljardia tähteä, joiden sijainnin lisäksi tähden kirkkaus oli mitattu, tarkistettu ja taulukoitu. Kahdesta miljoonasta tähdestä oli lisäksi parallaksit ja ominaisliikkeet.

Tietojen joukossa oli 3000 muuttuvaa tähteä ja niiden valokäyrät, sekä yli 2000 kohdetta oman galaksimme ulkopuolelta. Näiden avulla tähtitieteilijät pystyvät määrittämään paremmin missä oikein olemme maailmankaikkeudessa.

Toisessa tietojulkistuksessa, DR2:ssa, huhtikuussa 2018 oli mukana 22 kuukauden aikana tehdyt havainnot. Nyt kohteita oli enemmän, niiden kirkkausalue oli laajempi, ja tiedot olivat vielä tarkempia. Mukana oli myös titoja yli 14 000 kohteesta Aurinkokunnassa.