Suomen uusin tiedesatelliitti Foresail-1p laukaistiin matkaan – tuottaa tietoa muun muassa avaruussäästä

Kokonaan Suomessa kehitetty ja rakennettu Foresail-1p-satelliitti on kansallinen yhteistyöhanke, jonka toteutuksesta vastaa Suomen kestävän avaruustieteen ja -tekniikan huippuyksikkö  Finnish Centre of Excellence in Research of Sustainable Space, FORESAIL. Huippuyksikkö yhdistää Suomen avaruustieteen ja -teknologian huiput: mukana ovat Helsingin yliopisto, Aalto-yliopisto, Turun yliopisto sekä Ilmatieteen laitos, ja koordinointivastuu on Helsingin yliopistolla.  

Huippuyksikön tutkijat ovat yhteistyössä määritelleet satelliittimission tavoitteet. Turun yliopisto ja Ilmatieteen laitos kehittivät satelliitin tieteelliset mittalaitteet ja analysoivat niillä kerättävän datan.  Aalto-yliopistossa on suunniteltu ja rakennettu satelliitti tätä tehtävää varten. Satelliitin ohjaus ja yhteydet kulkevat Aalto-yliopiston Otaniemen maa-aseman kautta, joka on niin ikään Aallon omaa suunnittelua ja rakennustyötä.

Satelliitissa on kaksi huippuyksikön kehittämää keskeistä tutkimuslaitteistoa:  PATE-hiukkasteleskooppi, joka tutkii Maan lähiavaruuden säteily-ympäristöä, sekä plasmajarru, jolla tehdään kokeita satelliitin poistamiseksi avaruudesta kiertorataromun määrän vähentämiseksi.

Satelliitin tuottama mittausdata tarjoaa arvokasta tietoa Helsingin yliopistossa kehitettävien, maailman johtaviin kuuluvien lähiavaruuden plasma­- ja säteilymallien tarkentamiseen. Lisäksi plasmajarrulla tehtävät kokeet mahdollistavat ensimmäiset avaruusmittaukset Coulombin kitkan – avaruusplasman analogia ilmanvastukselle – käytöstä satelliitin radan muuttamiseen. Kokeen tuloksia verrataan Ilmatieteen laitoksessa kehitettyihin malleihin.

“Foresail-1p on merkittävä askel suomalaisessa avaruustutkimuksessa. Suomalaisten huipputiimien yhteistyönä on kehitetty riippumaton kansallinen kyky tehdä omia tiedemissioita. Foresail-satelliitille kehitetyt järjestelmät ja instrumentit ovat jo käytössä joissakin Euroopan avaruusjärjestön missioissa ja mukana monessa uudessa suomalaisessa satelliitissa. Foresail-teknologia on tärkeässä roolissa myös Aallon avaruustekniikan opetuksessa ja tulevissa opiskelijasatelliiteissa”, sanoo Aalto-yliopiston avaruustekniikan professori Jaan Praks.

Kohti kestävää avaruutta – ja sen yli

Foresail-1p-satelliitin säteilyä sietävät järjestelmät sekä sen kantamat tieteelliset mittalaitteet edistävät avaruuden kestävää käyttöä sekä parantavat ymmärrystämme avaruuden olosuhteista. Satelliitti testaa myös uudenlaista teknologiaa, joka mahdollistaa laitteiden turvallisen poistumisen kiertoradalta niiden tehtävän päätyttyä.

“Aallon satelliittitiimi on kehittänyt satelliitin järjestelmät kestämään vikatilanteita ja säteilyä. Satelliitin teknologiaa on testattu perusteellisesti ennen satelliitin kokoamista ja satelliitin lentomalli on käynyt läpi vaativan ympäristö- ja toimintatestiohjelman ennen laukaisua”, Praks kertoo.

Foresail-ohjelmassa kehitetty satelliittiteknologia toimii pohjana yliopistojen tuleville satelliittihankkeille, mahdollistaen paitsi niiden nopeamman kehityksen, myös luotettavammat tiedemissiot.

Uutta tietoa avaruussäästä ja turvallisemmasta kiertoradasta

Turun yliopiston kehittämä PATE-instrumentti mittaa Maan säteilyvöistä saapuvia korkeaenergisiä hiukkasia sekä suoraan Auringosta tulevia neutraaleja korkeaenergisiä hiukkasia. Tiedot auttavat ymmärtämään paremmin Maan matalan kiertoradan säteilyolosuhteita ja parantavat näin avaruussään mallintamista. Mittalaitteen missiosta vastaa professori Rami Vainio Turun yliopistosta.

Plasmajarrun tehtävä taas on nopeuttaa satelliitin poistumista kiertoradalta sen työn ja matkan tullessa päätökseen. Laite perustuu pitkään, korkeajännitteiseen metalliliekaan, joka vuorovaikuttaa Maan ionosfäärin – ilmakehän ylimmän osan – plasman kanssa ja hidastaa vähitellen satelliitin ratanopeutta. Tämän ansiosta satelliitti palaa ilmakehään ja tuhoutuu turvallisesti – prosessi, joka ilman tätä teknologiaa voisi kestää useita vuosia, mutta vie nyt vain muutamia kuukausia. Mittalaitteen missiosta vastaa tutkimuspäällikkö Pekka Janhunen Ilmatieteen laitokselta. 

Foresail-1p irrotetaan ION-kuljetusaluksestaan noin kahden viikon kuluttua laukaisusta, ja silloin alkaa sen todellinen tulikoe, eli käyttöönotto- ja testausvaihe. Foresail-1p satelliitin missiokokonaisuudesta ja operoinnista vastaa professori Jaan Praks Aalto-yliopistosta.