Suomi avaruuden tutkimuksessa

Transkriptio

1 Lähde Rymdstyrelse Suomi avaruuden tutkimuksessa Pauli Stigell Esitelmä Ursan Aikuisten kerhossa

2 Suomi on merkittävä avaruuspioneeri!

3 nimittäin Verner Suomi Teki väitöskirjan vuonna 1953 maissipellon lämpötaseesta Kehitti ensimmäisen sääinstrumentin Explorer VIIsatelliittiin, 1959 America's pioneer in satellite meteorology Father of weather satellite systems

4 Joitakin vuosilukuja 6000 vuotta sitten babylonialaiset pohtivat miehitettyjä avaruuslentoja Ruutiraketin käyttö alkoi Aasiassa 1100-luvulla, 1800-luvun alussa ruutiraketti laajalti käytössä Aasiassa tieto Eurooppaan 1800-luvun lopulla venäläinen Konstantin Tsiolkovski kehitti avaruustoiminnan teknistieteelliset perusteet Robert Goddard laukaisi ensimmäisen nestemäistä ajoainetta käyttävän raketin lentokorkeus kilometrejä Neuvostoliiton mannertenvälisen ballistisen ohjuksen R-7:n koelento Neuvostoliiton Sputnik-1 Maan kiertoradalle 1959 Yhdysvaltojen ensimmäinen paikannussatelliitti kiertoradalla majuri Juri Gagarin kiersi Maan kaksi yhdysvaltalaista Kuun pinnalla (1970-luvun alkupuolelle asti kaikkiaan 12) 1971 ensimmäinen avaruusasema, Saljut Avaruussukkulan ensilento 1983 Suomi EUMETSATin toimintaan mukaan 1987 Suomi ESA:n toimintaan mukaan Suomi ESA:n ja EU:n jäseneksi

5 Nyt

6 Suomi avaruudessa Vuonna 2009 oli kulunut 20 vuotta pohjoismaisen Tele-Xtietoliikennesatelliitin laukaisusta. Suomi rahoittajana ja maaaseman antennien valmistajana. Keväällä 2010 juhlittiin Ilmatieteen laitoksessa toukokuussa 1985 alkanutta suomalaisten avaruuslaitteiden rakentamisen aloittamisen 25-vuotisuutta. 2009: ESAn Herschel ja Planck (avaruustiede) sekä GOCE ja SMOS (kaukokartoitus) satelliittien laukaisut. 2010: Cryosat II, Tandem-X (Saksa) kaukokartoitussatelliitit. 2011: Viimeinen sukkula vie NASAn AMSin kansainväliselle ISS-avaruusasemalle 26. helmikuuta, ensimmäiset kaksi ESAn ja EUn Galileo-paikannussatelliittia laukaistaan kesällä kuten ESAn SWARM-tiedesatelliittiparvi, ehkä myös Venäjän avaruusjärjestön Radioastron-tiedesatelliitti?

7 Mitä Suomi tekee avaruudessa? Earth Observation Maan kaukohavainnointi Navigation and positioning Satelliittipaikannus Production of space equipment Avaruusteollisuus Space Science Avaruustiede Satellite telecommunications Satelliittitietoliikenne Lähde: Tekes

8 Suomalainen avaruustutkimus Maankäytön ja metsien kartoitus, maatalous, sääpalvelu, talvimerenkulun jääpalvelu, vesialueiden tilan seuranta, lumipeitteen mittaus, geologia, otsoni. Avaruustähtitiede Aurinkokunnan tutkimus

9 Mitä Suomi ei ole tehnyt avaruudessa? Tarjolla oli: Suomalainen kosmonautti ilmaiseksi luvulla? Ariane 5:een osallistuminen oli liian iso urakka Suomelle 1990-luvulla Miehitetyn lennon kustannus 50 M /kk/henkilö? Vuonna 2009 satoja suomalaisia tyrkyllä ESAn astronauttikoulutukseen, paras suomalainen hakija oli 10 kärjessä -porukassa.

10 Miten mentiin avaruuteen?

11 Alku: Suomalainen kosmonautti? maj. Juri Gagarin ev.ltn. Jyrki Laukkanen ja muut CCCP esitti tarjouksia luvuilla

12 Torjuntavoitto Suomessa päätettiin ryhtyä neuvostoyhteistyöhön miehitettyjen avaruuslentojen sijasta rakentamalla osa ruotsalaista ASPERAinstrumenttia Marsiin lentäviin Phobos-luotaimiin (2 kpl) ja Maan magnetosfääriä tutkiviin Interball-avaruusluotaimiin (2 kpl). Tasapainotuksena Suomi liittyi ESA:n liitännäisjäseneksi v. 1987; Suomesta tuli v ESA:n täysjäsen. Neuvostoliiton Phobos-1 Mars-luotain laukaistiin heinäkuussa 1988 Suomi panosti koko 1980-luvun ja pitkälle 1990-luvulle rahaa ja työtä Neuvostoliiton SRG, Radioastron ja Mars-96 avaruusaluksiin Mars-96 epäonnistui, Venäjä laukaissee Radioastronin vuonna 2010 tai 2011 ja SRG:n vielä myöhemmin.

13 Miten on mennyt?

14 Suomen saavutuksia ja menetyksiä ARTEMIS, Astrid, Cassini, Chandaryaan-1, Cluster (4 kpl), Cluster-II (4 kpl), Contour, Cryosat, Cryosat 2, ENVISAT-1, EOS-Aura, Freja, HETE, GOCE, Herschel, HETE2, Huygens, Integral, Interball Tail Probe, Interball Auroral Probe, Mars-96, Mars Express, Mars Observer, Mars Polar Lander, Phobos (2 kpl), Messenger, Meteosat Second Generation MSG-1, MetOp-1, MetOp-2, NEAR, Odin, Phase-3D, Planck, Polar, PROBA, Rosetta, SAX, SMART-1, SMOS, SOHO, Stardust, STS, Tandem-X, Tele-X, TerraSAR-X, Venus Express. XMM-Newton, (R)XTE, (keskeytyneet: HUTSAT, Spectrum- Röntgen-Gamma, Roemer)

15 Noin 50 osallistumista 25 vuodessa Phobos-1, 7. heinäkuuta 1988 Phobos-2, 21. heinäkuuta 1988 Freja, 6. lokakuuta 1992 Astrid 1, 24. tammikuuta 1995 Interball Tail Probe, Interball Auroral Probe, SOHO, 1. joulukuuta 1995 RXTE, 30. joulukuuta 1995 NEAR, 17. helmikuuta 1996 Polar, 24. helmikuuta 1996 SAX, 30. huhtikuuta 1996 Cluster, 4. kesäkuuta 1996 HETE, 4. marraskuuta 1996 Mars-96, 16. marraskuuta 1996 Cassini, 15. lokakuuta 1997 Huygens, 15. lokakuuta 1997 STS-91, 2. kesäkuuta 1998 Mars Polar Lander, 3. tammikuuta 1999 Stardust, 7. heinäkuuta 1999 XMM-Newton, 10. joulukuuta 1999 Cluster-II, 16. heinäkuuta 2000 HETE-II, 9. lokakuuta 2000 AMSAT P3D, 16. marraskuuta 2000 Odin, 20. helmikuuta 2001 PROBA, 22. lokakuuta 2001 Envisat-1, 1. maaliskuuta 2002 Contour, 3. heinäkuuta 2002 Meteosat SecondGeneration INTEGRAL, 17. lokakuuta 2002 Mars Express, 2. kesäkuuta 2003 SMART-1, 28. syyskuuta 2003 Rosetta, 2. maaliskuuta 2004 EOS-Aura, 15. heinäkuuta 2004 Messenger, 3. elokuuta 2004 Yli 40 missiota yli 50 satelliittia. Pääosa avaruustiedettä. Muita: 1 amatöörisatelliitti, 2 sääsatelliittia, 2 tietoliikennesatelliitin maa-asematekniikkaa. 6 tutkimuksellista kaukokartoitussatelliittia. Cryosat, 8. lokakuuta 2005 Venus Express, 9. marraskuuta 2005 MetOp-A, 19. lokakuuta 2006 TerraSAR-X, 15. kesäkuuta 2007 Phoenix, 3. elokuuta 2007 ISS-avaruusasema, 7. helmikuuta 2008 (DEBIE) TWINS, 13. maaliskuuta 2008 Chandrayaan-1, 22. lokakuuta 2008 GOCE, 17. maaliskuuta 2009 Herschel, 14. toukokuuta 2009 Planck, 14. toukokuuta 2009 ISS-avaruusasema, 15. heinäkuuta 2009 (MAXI) SMOS, 2. marraskuuta 2009 Cryosat-2, 8. huhtikuuta 2010 TanDEM-X, 21. kesäkuuta 2010

16 Alku

17 Phobos 1 ja 2, 1988 Lähde: Wikipedia ensimmäinen suomalainen avaruusaluksen laiteosuus laukaistiin kohti Marsia Neuvostoliiton Phobos 1- luotaimen mukana. Se oli osa ruotsalaista ASPERAplasmaspektrometriä. Molemmat luotaimet tuhoutuivat Marsin lähellä toinen ilmeisesti avaruussäteilyyn, toinen virheellisiin maasta lähetettyihin komentoihin. Luotamien laitteet toimivat ja mittasivat lyhyen ajan Marsin lähistöllä.

18 ASPERA-mittalaite Ruotsin Kiirunan avaruusfysiikan tutkimuslaitoksen mittalaite, jossa Ilmatieteen laitoksella osuus » Samanlainen laite on lentänyt eri avaruusaluksilla yli 20 vuoden aikana: Phobosit, Interballit, Mars Express, Venus Espress, Rosetta Lähde: Ilmatieteen laitos

19 Tele-X, luvun lopussa alkoi Pohjoismaiden välinen NORDSAT ja Tele-X yhteistyö tietoliikennesatelliittien parissa. Valmet lentokoneteollisuus rakensi Tele-X:n maa-asemien antenneja. Ruotsin Sirius on muuttunut osaksi eurooppalaista Astraa. Norja omaa luvullakin oman satelliittitietoliikenneyhtiön Telenorin. Pohjoismaisten liikenneministereiden tuon ajan toinen tietoliikenteen yhteishanke, NMT-matkapuhelin, oli merkittävästi menestyksellisempi.

20 Mars, Mars Alkaen vuoden 1988 Phobosista Mars ja muut planeetat - Onko tämä Eksploraatiota? (avaruus-tutkimusmatkoja)

21 Mars 96, 1996 (laukaisu epäonnistui) ASPERA-C plasmaspektrometri Mars 96-luotaimessa (Ilmatieteen laitos) Mars - miksi niin vaikea saavuttaa? Paljon suurvaltojen epäonnistumisia Marslennoissa 1960-luvulta luvun jälkipuolelle. Lähde: NASA

22 Mars 96:n Metegg-pinta-asema Suomella hyvin suuri rooli noin 60kg painavan Marslaskeutujan kehittämisessä: tietokone ja sen ohjelmisto, Marsin sää -instrumentit Suomesta Lähde: Ilmatieteen laitos Ilmatieteen laitos, Patria, Space Systems Finland, Suomen Optomekaniikka, AL Safety

23 Mars Polar Lander , Mars Phoenix , MSL Ilmatieteen laitoksen kaasukehäanturit (paine, lämpötila, kosteus) perustuen Vaisalan antureihin mukana kaikissa Polar Lander lasku Marsin pinnalle epäonnistui Mars Phoenix on teki työnsä vuonna 2008 Mars Science Laboratory (MSL) lähtee vuonna 2011 Lähde : NASA

24 Mars Express, 2003 Lähde: ESA Power Distribution Electronics Patria Ilmatieteen laitos: ASPERA-3 plasmainstrumentti ja BAROBIT-painemittajärjestelmä englantilaiseen Beagle- 2-laskeutujaan (laskeutuja tuhoutui laskussa Marsin pinnalle)

25 MetNet, 2011? Venäjän Phobos-Grunt lentää 2011 Marsiin myös MetNet kyydissä? Lähde: Wikipedia Lavotskinin tehdas suunnittellut ainakin osin CCCP:n Suomen velan konversiona uudenlaista Marspinta-asemaa. Ilmatieteen laitos ollut laitteen tieteellisen määrittelyn tekijä Kansainvälinen konsortio on kehittänyt laskeutujateknologiasta missiota Marsiin. Marsin säänmittausverkosto?

26 Cassini ja Huygens, > 2004 lento Saturnukseen VTT: Cassinin Ion Beam Spectrometer plasmaspektrometri, 2 laitteen pyörityskoneistot Lähde: NASA

27 Cassini ja Huygens, Herrat Cassini ja Huygens eivät olleet puheväleissä 1600-luvulla. Cassinin ja Huygensin välillä tietoliikenneongelmia, joita korjasivat mm. Metsähovin radioteleskooppi Huygensin 15 minuutin Titan-kuuhin laskeutumisvaiheen aikana. Ylinen (DA-Design) Huygensin radiokorkeusmittari Lähde: ESA Ilmatieteen laitos ja TKK: Huygensin italialaiseen HASI- laitteeseen painemittari

28 kuva: Yle Huygens, 2005

29 HASIn painemittausjärjestelmä Lähde subsys.html Pressure Profile Instrument

30 Eros-asteroidin pinnalla! NASA:n tilaamana Oxford Internationalin (Metorex) röntgenspektrometri Lähde: NASA NEAR-luotain

31 NASAn epäonnistumisia Stardust, 7. heinäkuuta 1999 HETE, Contour, 3. heinäkuuta 2002 Stadust pöly avaruudessa HETE, HETE II - röntgenastrofysiikka Contour

32 NASA Messenger (2004) Oxfordin röntgeninstrumentti Merkuriusta tutkimassa Kaupallinen toimitus NASAlle ESA:n ja Japanin Merkurius-luotaimet lentävät vasta vuonna 2015 (BepiColombo MMO ja MPO) Lähde: NASA

33 SMART-1 (ESA) , Chandrayaan-1 (ISRO)- 2008, kuuluotaimet Lähde ISRO Helsingin yliopiston XSMaurinkoröntgenmonitori Ilmatieteen laitoksen SPEDE (Spacecraft potential, electron and dust experiment; pöly, elektronit, satelliitin varautuminen ) AMIE-kameran tiede Lähde ESA XSM lensi ESAn rahoittamana myös Intian Chandrayaan-1 kuuluotaimella

34 Rosetta, 2004 Patria Aerostructures: Alumiinikerroslevy-rakenne (hunajakenno) - satelliitin koko runkorakenne Ilmatieteen laitos osuuksia useista instrumenteista Lähde: Patria, ESA

35 Rosetta, 2004 Kohde: Churyumov-Gerasimenko komeetta, jonne tuli kesällä Ensikosketuksen pintaan saavat Philae-laskeutumisaluksen jaloissa olevat Ilmatieteen laitoksen Permittivity Probe-anturit, jotka etsivät sähkönjohtavuusmittauksella vettä komeetan pinnalta. Ilmatieteen laitos on mukana luotaimen COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Analyzer), MIP (Mutual Impedance Probe), LAP (Langmuir Probe) ja ICA (Ion Composition Analyzer). mittalaiteissa. Yksi mittalaitteista tutkii pölyhiukkasten koostumusta ja muut kolme ovat plasmainstrumentteja. Ilmatieteen laitos on myös toimittanut massamuistin laskeutujan tietokoneyksikköön ja maatukilaitteistot kolmelle Rosettan mittalaitteelle.

36 Venus Express, 2005 Mars Expressin kopio Lähde: ESA Ilmatieteen laitos mukana sen ASPERAmittalaitteessa

37 Merkittävä mittauskohde: Aurinko-Maa Lähde: Oulun yliopisto

38 Ruotsi, Ruotsin Rymdstyrelsen rahoittamana Rymdbolag rakensi Freja ja Astrid satelliitit. Lähde: Swedish Space Corporation eli Rymdbolag yrityksessä työskentelee 60 insinööriä satelliittien suunnittelussa. Ruotsin valtio myynee yhtiön vuonna Niiden mukana lensi Ilmatieteen laitoksen tekniikkaa. Astrid lakkasi pian toimimasta, mutta Freja oli menestys.

39 Venäjä, Interball Tail Probe, , ja Interball Auroral Probe, , mittasivat auringon vaikutusta maan magnetosfääriin ruotsalainen ASPERA spektrometri sisälsi Ilmatieteen laitoksen tekniikkaa. Lähde: Wikipedia

40 ESAn SOHO, 1995 Aurinko- Maa-tutkimus ERNE ja SWAN SWAN-mittalaite, VTT Lähde: ESA Toiminnassa Turun Yliopiston (energeettiset partikkelit) ja Ilmatieteen laitoksen (aurinkotuuli) mittalaitteet

41 ERNE, partikkeli-instrumentti Massa 10 kg, koko 30x20x20 cm, hinta10 M? Toiminut ainakin 2010 Lähde: Turun yliopisto

42 SWAN, aurinkotuuliinstrumentti 2 kpl x 50x10x10 cm, 5 kg, 10 M? SWAN Full Sky Map at Lyman alpha wavelength. The equator depicts the ecliptic plane, along which the spacecraft SOHO moves. The comet Hyakutake is at its closest approach to the earth and covers a large part of the northeastern hemisphere at this wavelength. Lähde: NASA ja Service d Aeronomie, lisätietoa

43 NASAn Polar, 1996 Polar, 24. helmikuuta 1996 Oulun yliopiston lankapuomit sähkökenttäinstrumenttiin Raketteihin magnetometrejä Sodankylän geofysikaalisesta observatoriosta Oulun yliopisto on osallistunut yhdysvaltalaisiin luotainrakettilentoihin (laukaisut Alaskasta) ja stratosfääripallokampanjoihin Lähteet NASA ja Oulun yliopisto

44 Cluster, 2000 Oulun yliopisto: EFW, RAPID sähkökentät Patria: Tehoelektroniikkaa Lähde: ESA Laukaisu vuonna 1996 päätyi Ariane 5:n ensilennon räjähdykseen. Vuonna 2000 toinen 4 satelliitin Cluster-parvi pääsi taivaalle,jossa toimii vuonna 2010.

45 TWINS, 2008 Lähde NASA Two Wide-angle Imaging Neutral-atom Spectrometers NASAn pienmissio, lentää Yhdysvaltain ilmavoimien Trumpettiedustelusatelliiteilla? VTT toteutti sen tiedelaitteiden pyörityskoneistot

46 Suurenergia-astrofysiikka

47 RXTE, SAX, HETE, Satelliitteja röntgentähtitieteeseen: NASAn RXTE, 30. joulukuuta 1995 Italian SAX, 30. huhtikuuta 1996 NASAn HETE, 4. marraskuuta 1996 Oxford Internationalin edeltäjä Metorex Oy myi näihin röntgenmittalaitetekniikkaa. Lähde: Wikipedia Lähde: ASI

48 X-ray Multi Mirror Mission, 1999 Lähde: ESA XMM-Newtonin röntgenteleskoopin rakenne - Patria Aerostructures Suurin hiilikuidusta valmistettu komposiittirakenne avaruudessa?

49 INTEGRAL, 2002 Lähde: ESA JEM-X röntgendetektorit Oxford International, Helsingin yliopisto Partneri: DSRI, Tanska Gammapurkaukset ja röntgenlähteet

50 JEM-X Lähde: Oxford Energy range 3-35 kev Detector area 2 x 500 cm2 Spectral resolution kev Field of view 4.8 fully coded Angular resolution 3 arcmin FWHM Timing accuracy (3σ ) 122 µs Mass 65 kg Power (sun/eclipse) 50/0 W Data rate 7 kbit/s Lähde: ESA

51 Lämpötilan mittaaminen

52 Herschel ja Planck, 2009 ESA Infrapunaobservatorio ja kosmologiamissio Suomella suuri osuus Planckin HFIinstrumentin mikroaaltovastaanotti missa. Herschelin iso peili hiottiin Opteon Oyssä Tuorlan observatorion luona.

53 Peili tehtiin piikarbidista - Opteon Oy sai tehtäväkseen 1,35-metriä halkaisijaltaan olleen koepeilin vuonna Varsinainen tilaus maailman suurimman avaruuspeilin hiomisesta tuli pian sen jälkeen, lopullinen peiliaihio lennätettiin Turkuun suurella Belugarahtikoneella vuonna 2004, ja kahdeksan kuukautta kestäneen hiomisen jälkeen peili oli valmis huhtikuussa Herchelin peili Lähde: ESA

54 LFI Suomen osuus 70 GHz vastaanottimet 10 M MilliLab (VTT ja TKK) DA Design Oy Lähde: Astronomy & Astrophysics,

55 Avaruusasemat

56 Belgialainen PROBA, 2002 DEBIE laite mikrometeoroidien mittaamiseen liittyy Avaruusromuteemaan. Patria Oxford SSF Lähde: ESA Samanlaisia laitteita ISS-avaruusasemalle.

57 Kansainvälinen avaruusasema ISS-avaruusasema, 15. heinäkuuta Suomessa valmistettu MAXIröntgendetektori, jonka Oxford valmisti Japanin JAXAlle. ISS-avaruusasema, 7. helmikuuta Suomalainen DEBIE- avaruusromu ilmaisin AMS-mittalaite (antimateria) tulossa v

58 AMS antimateriaa? NASAn avaruussukkulalento STS-91, 2. kesäkuuta 1998: AMS-koelento viimeinen Sukkulalento. Lähde: NASA

59 Happea! Ilmakehän otsoni

60 Odin, 2001 Tähtitiede ja otsoni Lähde: Rymdstyrelse 119 GHz radiometri Ylinen (DA-Design) TKK Radiolaboratorio (Radiotieteen ja tekniikan laitos) 7-%:sesti suomalainen, mukaan lukien avaruuslennonjohtaja Kiirunassa. Ruotsin oma satelliittimissio. Yleensä Suomen osuus avaruusaluksesta on suuruusluokka 1%.

61 ENVISAT - ympäristösatelliitti, 2002 Lähde: ESA Patria, SSF, VTT, Ilmatieteen laitos: GOMOS otsonimittalaite yhteistyössä ranskalaisten kanssa

62 GOMOS - otsonimittalaite Lähde: ESA tieteellinen suunnitelma järjestelmän simulaattori Science Data Electronic Unit - elektroniikkayksikkö datankäsittelyohjelmisto GOMOSin sähköiset testilaitteet Kaikkiaan 25+ M laite, suomalaisosuus n. 9 M

63 NASA EOS-Aura, Lähde: NASA Ilmatieteen laitos, VTT, Patria, Space Systems Finland: OMI-instrumentti

64 OMI-otsoni-instrumentti CCD-kameramodulit (VTT) ja ohjausyksikkö (Patria) Ilmatieteen laitoksen maa-asema Sodankylässä Datankäsittelyohjelmistot (SSF) Hollantilais-suomalainen yhteistyö (50M +10M ) Lähde: TNO, NASA

65 OMI-kameramodulit Lähde: VTT

66 METOP-1 EUMETSATin naparadan sääsatelliitti Patria: GOME II italialaisen otsonimittalaitteen elektroniikkayksikkö Lähde: EUMETSAT

67 Maan kaukohavainnointi

68 Meteosat Second Generation, 2004 ja 2005 Toisen sukupolven geostationaarisen kiertoradan sääsatelliitti. Lähde ESA Space Systems Finland teki ohjelmistotestausta ja Patria osallistui SEVIRIinstrumentin kehitykseen.

69 GOCE, 2009 Maan gravitaation ja merivirtausten mittaus Space Systems Finlandin ohjelmisto asennonsäädössä (satelliitti lentää yläilmakehässä ). SSF auttoi ESAaa v satelliitin tietokoneen laitevian softapaikkauksessa.

70 TerraSAR-X, 2009 Saksan kansallinen kaukokartoitussatelliitti DA-Design toteutti osan sen SAR-tutkasta

71 SMOS, 2010 MIRASinstrumentin kalibrointilaitteet toteutti TKK Satelliitti tutkii maan kosteutta ja merien suolaisuutta

72 Radiometriin liittyen : Professori Martti Hallikaiselle Fiorino Oro palkinto Italian kaukokartoitusalan järjestö Centro di Telerilevamento a Microonde on myöntänyt Aalto-yliopiston professori Martti Hallikaiselle Fiorino Oro -palkinnon tunnustuksena uraauurtavasta työstä mikroaaltokaukokartoituksen alalla. Hallikainen johtaa Aalto-yliopiston teknillisessä korkeakoulussa avaruustekniikan tutkimusryhmää, joka kehittää laitteita ja menetelmiä maanpinnan kaukokartoitukseen. Tutkimusryhmä on suunnitellut ja rakentanut maailman ensimmäisen lentokäyttöisen interferometrisen radiometrin ja osallistunut Euroopan avaruusjärjestön SMOS-satelliitin vastaavan instrumentin suunnitteluun ja testaukseen.

73 Radiometriin liittyen Lähde: ESA SMOS, joka tunnetaan ESAn vesimissiona, sisältää passiivisen kuvantavan radiometrin, joka toimii MHz taajuudella eli L- kaistalla. Sen mittaukset paljastavat maanpinnan lähettämän mikroaaltosäteilyn ja tästä vastaanotetusta signaalista voidaan määrittää maaperän kosteus sekä meren suolapitoisuus. Tätä tietoa tarvitaan Maan vesisyklin entistä parempaan ymmärtämiseen. Kansainvälisen televiestintäliiton säädösten mukaan kyseiset taajuuskaistat on varattu kaukokartoitusta tekeville satelliiteille, avaruustutkimukselle ja radiotähtitieteelle. SMOSin data paljasti kuitenkin monenlaisia signaaleja tällä suojellulla taajuusalueella, etenkin Euroopassa, Aasiassa, Lähi-idässä sekä joillakin rannikkoalueilla. Espanjan radiohäiriöitä (punainen), häiriölähteitä oli Suomessakin Viestintävirasto hoiti ne pois.

74 Cryosat II, 2010 ESAn jäätiköitä tutkiva kaukokartoitussatelliitti Alkuperäisen Cryosatin laukaisu epäonnistui vuonna 2005 Patrian tehonjakoyksikkö Lähde: ESA

75 Muita avaruusaluksia

76 Galileo (2018?) Järjestelmä valmistunee noin 10 vuotta myöhässä. Maksanee yli 5 miljardia euroa Yhdysvaltain GPS oli kalliimpi, Neuvostoliiton ja Venäjän GLONASS halvempi. Lähde: Euroopan Komissio GPS: yli 30 satelliittia toiminnassa. GLONASS: 20 satelliittia toiminnassa ja 3 käyttöönotossa, kun 26 satelliittia on täysi konstellaatio. Kiinalla 7 Beidou/Compass-satelliittia taivaalla antaen paikannuskyvyn Kiinan alueella. Suomalaista elektroniikkaa ja ohjelmistoja Kiinan Compass voi olla pitkällä ennen Galileon valmistumista. Intia on voinut aloittaa oman järjestelmänsä toteuttamisen.

77 AMSAT P3D, 2000 Saksalainen radioamatöörisatelliitti, jossa suomalaisilla radioamatööreillä on merkittävä osuus. Lähde: /amsat-p3d.htm

78 ARTEMIS, 2001 ESAn geostationaarisen radan tietoliikennesatelliitti Suomalaista maa-aseman tekniikkaa Belgiassa Ylinen (silloin Elektrobit-konsernissa; nyt DA-Design) Lähde: ESA Aalto-yliopisto/TKK Radiolaboratorio

79 Tulevaa

80 Tulevia avaruuslentoja ISS (AMS-laite - antimateria, helmikuu 2011), SWARM (maan magnetosfääri, 2011), GAIA (tähtitiede, 2012), Galileo IOV (paikannus ), Sentinel 1 (kaukokartoitus, 2012), Sentinel 3 (kaukokartoitus, 2014), BepiColombo (Merkurius, 2014) Laitteita rakennetaan paraikaa Espoossa, Helsingissä, Turussa, Jokioisissa, Kirkkonummella, Tampereella, Jämsässä. Aalto-yliopiston Cubesat-nanosatelliitin suunnittelu alkoi keväällä 2010.

81 Avaruustiede ESAssa esim. Xeus eli Zeus eli IXO luvulla yhdessä NASA:n kanssa Planeettatutkimus (Robotic Exploration) ja Avaruustiede osin saman johdon alle ESAssa 2000-luvulla. Yhä haasteellisempia tavoitteita avaruusalukset ja niiden tieteelliset laitteet tehdään maailmanlaajuisessa yhteistyössä

82 Sähköpurje Avaruusalusten propulsiokeksintö Tri Pekka Janhunen, Ilmatieteen laitos Lähde: Ilmatieteen laitos Kehitetään mm. Euroopan komission 7. tutkimuksen puiteohjelman rahoituksella

83 Aalto-1 Cubesat-nanosatelliitti Massa 3 kg, koko 30 cm x 10 cm x 10 cm Aalto-yliopiston opiskelijoiden satelliitti Laukaisu vuonna 2013 Mittaa mm. säteilyä avaruudessa, kuvaa maata, kokeilee sähköpurjetekniikkaa Lähde: Aalto-yliopisto

84 Tamperelaiset avaruuselokuvat

85 Yhteenveto Paljon hyvää on saatu aikaan Suomen avaruustoiminnassa 25 vuodessa. Suomalainen avaruustiede ja kaukokartoitustutkimus ovat kehittyneet merkittävästi ESA-jäsenyyden aikana ja ansiosta. Star Wreck osoitti elokuvatuotannon ja jakelun muuttuneen, Cubesat on tuonut satelliittitekniikan maailman yliopistoihin uudeksi oppimismenetelmäksi.

86 Muita tietoja

87 ESA Euroopan avaruusjärjestö ELDO alkoi kehittää eurooppalaista kantorakettia 1960-luvun alussa perustana Englannin viimeinen ydinohjus Blue Streak. ELDO epäonnistui täysin. ESRO perustettiin 1962 esikuvanaan CERN. Se toteutti ensin tiedeluotaimia, sitten tietoliikennesatelliitteja ja sääsatelliitteja. Se onnistui kaikessa, mutta sen toiminta kasvoi rahoitustaan suuremmaksi. Menestyksellä oli hintansa. Ranska kehitti Ariane-kantoraketin yksin ja eurooppalaisti sen myöhemmin. ELDO sulautui ESRO:oon tästä fuusioista syntyi ESA vuonna Jonkun täytyy tietää mitä halutaan, Euroopassa se on Ranska. ESA:ssa on 18 jäsenmaata (Suomi 14.). Vuosina ESA on muuttanut suhdettaan Euroopan Unioniin.

88 ESA Euroopan avaruusjärjestö ESA:ssa on 2000 työntekijää + urakoitsijoiden työntekijöitä. Vuosikulut ovat noin 3600 miljoonaa euroa (NASA miljoonaa euroa). Euroopan satelliittitekniikan liikevaihto on noin 5000 miljoonaa euroa. Alle avaruusteollisuuden työntekijää EU-maissa. Suomessa noin 170. ESAn pääkonttori Pariisissa. Teknologiakeskus ESTEC Hollannissa. Lennonjohtokeskus ESOC Saksassa. Tiedekeskus ESAC Espanjassa. Kaukokartoituskeskus Italiassa. Laukaisukeskus Kouroussa, Etelä-Amerikassa. Rinnalla isoja kansallisia avaruusjärjestöjä: Ranskan CNES, Italian ASI, Saksan DLR, Englannin avaruusjärjestö. Ne ovat ESA:n. EU on tullut niiden veroiseksi ESAn rahoittajaksi. Espanja on noussut Englannin tasolle ESAssa.

89 Suomen avaruusbudjetti Valmet Paperikoneet osakemyynti million Muut LVM Suomen Akatemia Tekes Alle 5% Tekesin rahoituksesta Rahoituksella on ollut likimain vakiotaso vuodet LVM maksaa Suomen EUMETSAT-jäsenyyden, TEM ja Tekes ESA-ohjelmat, Suomen Akatemia mm. ESO-jäsenyyden.

90 Suomen panostus ESA:aan 17 M /v Yleisbudjetti (TEM) Tiedeohjelma Kaukokartoitus Tietoliikenne Kantoraketit Teknologiankehitys 0,3 2,0 2,0 3,0 3,5 6,0 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 Maksut ESA:lle, M

91 Kouluttajat Avaruusinsinöörejä koulutetaan: Helsingin Aalto/TKK, Tampereen TTY, Rovaniemen ammattikorkeakoulu Ilmailujuristeja koulutetaan: Lapin yliopisto Avaruustutkijoita koulutetaan: Helsingin, Oulun, Turun ja Jyväskylän yliopistot, Aalto/TKK Metsähovi

92 Avaruustutkijat Tiede Helsingin yliopisto Ilmatieteen laitos Oulun yliopisto (ml. Sodankylän geofysiikan observatorio) Aalto yliopiston Teknillinen korkeakoulu/metsähovi Turun yliopisto Harrastus URSA

93 Laiterakentajat Röntgendetektorit - Oxford Intrenational (ent. Metorex International) Ohjelmistot - Space Systems Finland Instrumentit ja avaruusaluksen elektroniikka sekä satelliittien rakenteet - Patria Partikkeli-instrumentit - ASRO Millimetritaajuuden laitteet - Millilab, Aalto/TKK DA Design Peilien hionta Opteon Ilmatieteen laitos VTT