RADMON

Aalto-1 mittaa säteilyä avaruudessa

Ensimmäinen virallisesti suomalainen satelliitti, Aalto-1, on ollut avaruudessa nyt hieman yli neljä kuukautta. Sinä aikana se on otettu käyttöön ja sen kaikki järjestelmät on tarkistettu.

Se on aloittanut myös kunnolliset toimet avaruudessa – ja tuloksena on ollut jo kättelyssä hyvin kiinnostavia tuloksia: kiitos syyskuun voimakkaiden avaruusmyrskyjen, on satelliitissa oleva turkulaistekoinen säteilymittari RADMON saatu kalibroitua ja sillä päästiin tekemään mittauksia.

 

Ensimmäiset kunnolliset mittaukset tehtiin 4. – 6. syyskuuta Maahan osuneen geomagneettisen myrskyn aikana. Silloin amerikkalaisen NOAA:n GOES-satelliitin tekemien havaintojen avulla RADMONin havainnot pystyttiin tarkistamaan ja kalibroimaan.

Heti sen jälkeen, 6. – 8. syyskuuta tulleen toisen aurinkopurkauksen aikaan RADMON pääsi havaitsemaan myös kiinnostavaa protonimyrskyä, joka sai myös satelliitin päätietokoneen yskimään. Tietokone ja samalla koko satelliitti meni hetkeksi pois päältä, mutta käynnistyi normaalisti ja jatkoi toimintaansa hyvin. Vaikka tapaus ei tunnu hyvältä, lisää se luottamusta Aalto-1:n järjestelmien toimintaan ja vikasietokykyyn.

Lisäksi yhdistämällä tietokoneiden ja satelliitin systeemien säteilystä johtuneita toimintahäiriöitä RADMONin havaintoihin saadaan kiinnostavaa lisätietoa siitä, miten säteily vaikuttaa Aalto-1:n kaltaiseen pikkusatelliittiin. Niitä kun ei ole suojattu säteilyä vastaan yhtä hyvin kuin suurempia satelliitteja.

Säteilymyrsky kuvana

Yllä olevassa ensimmäisen säteilymyrskyhavaintokampanjan mittauksia esittävässä kuvassa ja sivun animaatiossa näkyy hyvin myös niin sanottu Etelä-Atlantin anomalia. Tämä on jo pitkään tunnettu kohta maapallon ympärillä, missä sisempi Van Allenin vyöhyke tulee lähimmäksi maapallon pintaa, vain noin 200 kilometrin päähän siitä. Siksi siellä ympärillämme olevia energeettisiä hiukkasia pääsee tunkeutumaan lähemmäksi ja sen vuoksi siellä satelliititkin joutuvat kokemaan suurempia säteilytasoja joka kierroksellaan.

Kolmas kiinnostava magneettinen myrky tapahtui 13. – 15.9., jolloin RADMON pääsi todistamaan jännittävää ilmiötä, missä "myrskyävä" magneenttä sai säteilyvyön elektronit satamaan alas matalalle kiertoradalle ja ilmakehään.

Mittaukset ovat sen jälkeen jatkuneet ja sivun animaatio esittää viimeisimmän, 10. – 17. lokakuuta olleen aktiivisen ajan mittauksia. 

Nyt itse satelliitin toiminnassa huomio on kiinnitetty asennonsäädön aktivointiin, mikä on tarpeen muun muassa suurempitaajuuksisen, enemmän tietoa välittävän datalinkin käyttöönotossa sekä kuvien ottamisessa. Ilman nopeampaa linkkiä Otaniemen maa-aseman ja satelliitin välillä ei kuvia kannattaisikaan ottaa, sillä yhdenkin kuvan lataaminen alas tähän saakka käytössä ollutta linkkiä pitkin kestää pari viikkoa – tietoa kun saadaan alas paitsi hitaasti, niin myös vain muutaman kerran päivässä, kun satelliitti on Suomen päällä.

ESAn maksama AaSI on lähdössä avaruuteen

Ensimmäinen suomalainen satelliitti Aalto-1 on parhaillaan rakentumassa Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulussa, Espoon Otaniemessä. Suomessa on toki tehty aiemmin avaruuslaitteita, joista muutamat ovat Aalto1 -satelliittia suurempia ja kalliimpiakin, mutta ne ovat lentäneet avaruudessa jonkin suuremman satelliitin osina. 

Kokonaisen satelliitin suunnittelu ja rakentaminen on aivan eri asia, koska siinä pitää ottaa huomioon kaikki satelliitin systeemit ja se, miten se toimii kokonaisuutena.

Erityisen kunnioitettavaa Aalto-1:ssä on se, että satelliitti on toteutettu opiskelijavoimin. Lähes sata opiskelijaa on osallistunut sen suunnitteluun, tekemiseen ja testaamiseen. Ja nyt siis varsinaisen, lopullisen avaruuteen toivottavasti vielä loppuvuodesta lähtevän satelliitin kokoonpano on meneillään.

Siinä missä yleensä opiskelijasatelliitit tyytyvät oikeastaan vain siihen, että satelliitti tehdään, laukaistaan avaruuteen ja siihen ollaan vähän aikaa yhteydessä, on Aalto-1:n tavoitteet korkeammalla. Siinä on mukana hyötykuormana kolme instrumenttia, joista jokainen on tieteellisesti ja teknisesti hyvin kiinnostava.

RADMON on Turun ja Helsingin yliopistojen opiskelijoiden tekemä säteilymittari, jonka tekemisen pääpaikkana on ollut Turku. Laite avaruudessa olevaa säteilyä, tarkemmin sanottuna yli 10 megaelektronivoltin (MeV) protoneita ja yli 0,7 MeV elektroneja. Sen tekemät mittaukset kertovat aurinkotuulesta ja niistä on iloa kehitettäessä ennustemalleja avaruussäälle.

Uutta RADMONissa on lukuelektroniikka, joka käsittelee signaalia mahdollisimman paljon digitaalisesti suurta tehoa vaativan analogiaelektroniikan avulla, kuten vastaavissa ilmaisimissa tehdään yleensä.

Toinen hyötykuorma on plasmajarru, joka testaa Ilmatieteen laitoksen tutkijan Pekka Janhusen kehittämän sähköisen aurinkotuulipurjeen idean toimivuutta. Purjeella voisi joskus seilata toisille planeetoille, mutta samalla periaatteella voisi satelliitteja hilata alas avaruudesta ilman rakettimoottoreita. Kun satelliitin tehtävä on ohi, se laskee ulos 100 metriä pitkän sähköjohdon, jonka hilaamana Aalto-1 syöksyy alas ja tuhoutuu Maan ilmakehässä.

blog