Uusi avaruussäätyökalu kehitteillä ESAssa
Jos satelliitti joutuu suurienergisten hiukkasten tai muiden avaruussään ilmiöiden kohteeksi, sen elektroniikka saattaa mennä epäkuntoon, tieteelliset havaintolaitteet voivat vahingoittua ja äärimmäisen harvoissa tapauksissa avaruusalus voidaan jopa menettää. Euroopan avaruusoperaatiokeskuksessa ESOCissa on kehitteillä korkeatasoinen työkalu tehokkaaseen sään seurantaan ja sääennusteiden laadintaan. Avaruussäätä käsitellään myös tänään maanantaina alkavassa Kansainvälisen polaarivuoden käynnistyskokouksessa Helsingissä.
Auringon aktiivisuus vaikuttaa koko aurinkokuntaan monin tavoin. Esimerkiksi auringonpurkausten aikana syntyy nopeasti liikkuvista energiahiukkasista muodostuvia virtauksia ja äkillisiä, vahingollisia röntgensädepurkauksia. Kosmiset säteet pääsevät kaikkialta galaksista myös meidän aurinkokuntaamme. Nämä ilmiöt ovat tärkeimpiä syitä avaruusalusten ja niiden herkkien tutkimuslaitteiden epänormaaliin käyttäytymiseen ja vanhenemiseen.
ESAn avaruusoperaatiokeskuksessa kehitteillä oleva avaruussään seuraamiseen ja sääennusteiden laatimiseen tarkoitettu SEISOP-järjestelmä (Space Environment Information System for Operations) on kuitenkin alkuvuodesta 2005 alkaen tuottanut menestyksellisesti lähes reaaliaikaisia avaruussäätiedotteita Integralille, ESAn gammasäteitä tutkivalle avaruusobservatoriolle.
ESAn Portugalin työryhmän rahoittama SEISOP luo yhteistyössä avaruussääsovelluksia tutkivan pilottihankkeen (Space Weather Applications Pilot Project) kanssa avaruusaluksen tilaa ja avaruussäätä koskevan tietokannan, joka korkeatasoisiin tietokonesovelluksiin yhdistettynä tuottaa Integralin toiminnasta vastaavalle työryhmälle raportteja, varoituksia, sääennusteita ja historiatietoja.
"Avaruussää vaikuttaa avaruusalukseen monin tavoin. Tietoa voi satunnaisesti kadota, aluksen kiertorataan saattaa tulla muutoksia tai aluksen keräämän havaintomateriaalin laatu voi heikentyä. Tästä syystä reaaliaikaiset päivitykset ovat olennaisen tärkeitä, kun päätetään, kuinka pitkäksi aikaa laitteet kytketään pois toiminnasta vaarallisina ajanjaksoina", sanoo Alessandro Donati, ESOCin Advanced Mission Concepts and Technologies -toimiston johtaja.
ESAn, NASAn ja NOAAn (US National Oceanic & Atmospheric Administration) avaruusalukset keräävät osan avaruussäätä koskevasta tietoaineistosta, ja muut havainnot ovat peräisin lukuisista maassa sijaitsevista tutkimuslaitoksista ja laitteista. SEISOP on osa Euroopan avaruussääpalveluverkoston eli SWENETin (Space Weather European Network) toimintaa.
SEISOP-järjestelmän avulla avaruuslennon valvojat pystyvät ennakoimaan, milloin on esimerkiksi tähtien etsintään käytettävät laitteet kytkettävä pois toiminnasta, siirrettävä järjestelmät turvalliseen toimintatilaan tai tehtävä muita toimenpiteitä, joilla suojataan herkkää elektroniikkaa ja tarkkoja antureita.
Vaikka jotkut laitteet kytkeytyvät pois päältä automaattisesti epäsuotuisan jakson aikana, kaikissa laitteissa ei kuitenkaan ole tätä toimintoa eikä kaikkia laitteita voi palauttaa toimintatilaan automaattisen poiskytkennän jälkeen. Lisäksi tähän saakka on ollut vaikea tietää, milloin säteily on palautunut turvalliselle tasolle auringonpurkauksen kaltaisen tapahtuman jälkeen.
Vuonna 2007 aletaan kehittää SEISOP-järjestelmän toiminnallista osuutta. Tarkoituksena on tuottaa samat tärkeät avaruussääpäivitykset palvelemaan kaikkia ESAn lentoja. "Uskomme, että tänä vuonna aloitetaan lopullisen toiminnallisen version luominen. SEISOP voi mahdollisesti antaa säävaroituksia avaruusvirastoille maailmanlaajuisesti eikä pelkästään ESAlle, koska avaruussää voi vaikuttaa mihin tahansa avaruusalukseen", hän sanoo.
Suomessa korkeatasoista avaruussäätutkimusta
Myös suomalaistutkijat ovat olleet avainasemassa avaruussään tutkimisessa ja erilaisten ennustemallien kehittämisessä. Suomen vahvuutena on pohjoinen sijaintimme, sillä pohjoisilta alueilta Maan geomagneettisia ilmiöitä voidaan tutkia hyvin; tästä esimerkkinä ovat revontulet. Avaruudellisten ilmiöiden sekä satelliitteihin kohdistuvien uhkien lisäksi voimakkaiden avaruussäämyrskyjen vaikutukset tuntuvat Maan pinnalla.
Ilmatieteen laitos koordinoi kansainvälistä hanketta, jossa selvitetään muun muassa mahdollisuuksia tehdä nykyistä luotettavampia avaruussääennusteita. Hankkeessa tutkitaan miten Maan lähiavaruus ja sen yläilmakehä reagoivat Auringosta tulevaan, jatkuvasti vaihtelevaan sähkömagneettiseen säteilyyn ja varattujen hiukkasten virtaan.
"Heliosfäärin vaikutus Maan lähiavaruudessa" -hanke on yksi Neljännen Polaarivuoden virallisista ydinhankkeista. Hankkeeseen osallistuu tutkijoita 22 eri maasta. Hankkeen käynnistämiskokous järjestetään Ilmatieteen laitoksessa 5.-9. helmikuuta 2007.
Neljäs Polaarivuosi (International Polar Year, IPY) käynnistyy tämän vuoden maaliskuussa. Kyseessä on kaksi vuotta kestävä laaja, kansainvälinen ohjelma, jossa tutkitaan napa-alueiden ympäristöä ja asukkaita useilla eri tieteen aloilla.
Polaarivuosia on järjestetty 50 vuoden välein 1800-luvun loppupuolelta lähtien. Maan lähiavaruuden tutkimus on perinteisesti ollut keskeisessä osassa Polaarivuosiohjelmissa. Avaruustutkijat haluavat sijoittaa mittalaitteitaan erityisesti napa-alueille, joille Maan magneettikenttä keskittää Auringon aktiivisuuteen liittyviä ilmiöitä.
Lisätietoa:
Erikoistutkija Kirsti Kauristie, (09) 1929 4637
Tutkimuspäällikkö Heikki Nevanlinna (09) 1929 4649
