Aalto-1 etenee vauhdilla

Kaavat, analyysi, simulaatiot ja animaatiot täyttivät valkokankaan, kun Aalto-1 -tiimiläiset pääsevät vauhtiin. Tammikuun 19. päivänä Aalto-yliopistossa järjestetty seminaari esitteli Suomen ensimmäiseksi satelliitiksi tähtäävää projektia kaikille siitä kiinnostuneille.

Vuoden 2010 puolivälissä aloitettu hanke on kerännyt jo yli kaksikymmentä jäsentä, jotka kukin vastaavat omista osa-alueistaan. Vain neljän kilon massasta huolimatta nanosatelliitilla on edellytykset tehdä monipuolista tutkimusta.

"Päällimmäinen tunne on iloinen yllättyneisyys siitä, että tiimimme kehittyy näin nopeasti ja pysyy projektin vaativuuden kasvussa mukana", kuvailee projektin koordinaattori Jaan Praks Aalto-yliopiston radiotieteen ja -tekniikan laitokselta.

"Nyt kun pohjatyömme alkaa tuottaa entistä enemmän tuloksia, niin näkyy mihin osa-alueisiin pitää panostaa erityisesti. Työtä on vielä hirveästi näkyvissä."

"Kaikesta kaaoksesta huolimatta hanke etenee jatkuvasti", kertoo tiimin opiskelijajäsen Maria Komu. "Seuraavaksi meillä alkaa hervoton rakennus- ja testirupeama. Aikataulu puskee niskaan, mutta olemme saaneet ensimmäiset lentokomponentit jo tilattua."

Lentokomponenteilla Komu tarkoittaa lopulliseen satelliittiin asennettavia ja siten avaruuteen lentäviä osia.

Nykyisen suunnitelman mukaan Aalto-1 pääsee avaruuteen vuoden 2013 lopulla tai 2014 alussa, mutta virallista laukaisuajankohtaa tai kantoraketin tyyppiä ei vielä ole päätetty. Todennäköisesti se nousee kiertoradalle ison satelliitin laukaisun oheiskuormana.

"Viime vuoden tärkein tulos oli se, että saimme valmiiksi alustavan suunnitelman koko satelliitista", tiivistää Praks. "Kaikki satelliitin alijärjestelmät suunniteltiin alustavasti suhteellisen tarkalla tasolla. Kansainvälinen arviointipaneeli kävi sen läpi, antoi neuvoja ja hyväksyi suunnitelman pohjaksi. Olemme nyt varmoja siitä, että olemme oikealla polulla ja pystymme rakentamaan toimivan satelliitin."

Tämän vuoden tärkein päämäärä on saada satelliitin lopullinen suunnitelma valmiiksi kaikkine yksityiskohtineen. Sitä varten tiimi rakentaa useita eri osa-alueita testaavia satelliitin malleja - niin sähköisiä, mekaanisia kuin myös ohjelmistollisia. Niistä saatujen kokemusten perusteella voidaan lyödä lopullinen suunnitelma lukkoon.

Kyytiin mahtuu kolme hyötykuormaa

Tyypillisiin nanosatelliitteihin verrattuna suomalaissatelliitin erikoisuus on sen monipuolinen hyötykuorma. Siinä missä useimmat opiskelijasatelliitit keskittyvät pelkästään toimintansa todistamiseen, on Aalto-1 suunniteltu tekemään myös tutkimusta sekä testaamaan tekniikkaa.

Kolme hyötykuormaa tulevat kaikki Aalto-yliopiston ulkopuolelta yliopistoista ja tutkimuslaitoksista. ESA on mukana projektissa rahoittamalla sen pääinstrumentin eli VTT:n koordinoiman kuvantavan spektrometrin rakentamista.

Toinen instrumenteista on Helsingin yliopiston johdolla tehtävä RADMON-säteilymonitori. Sen analoginen elektroniikka, mekaaninen suunnittelu ja rakennus tehdään Helsingin yliopistossa, mutta laitteen ilmaisinteknologiasta ja digitaalielektroniikasta vastaa Turun yliopisto.

Kun pystyy rakentamaan modulaarisen yksikön, joka sopii nanosatelliittiin, niin silloin sitä voi ehdottaa lähes millaiselle alustalle tahansa.

Rami Vainio Helsingin yliopistosta kertoo, että laite perustuu perinteiseen säteilynilmaisinratkaisuun, mutta sen suunnittelu on täysin uudenlainen.

"Uutta on lukuelektroniikka, joka toteutetaan tavanomaisesta poiketen. Käsittelemmme signaalia mahdollisimman paljon digitaalisesti sen sijaan, että käytettäisiin suurta tehoa vaativaa analogiaelektroniikkaa."

Kolmas hyötykuorma on Ilmatieteen laitoksen plasmajarru, joka testaa Ilmatieteen laitoksen tutkijan Pekka Janhusen keksimän sähköisen aurinkotuulipurjeen idean toimivuutta. Tiedehavaintojensa tekemisen jälkeen satelliitti kiihdyttää itsensä pyörimistilaan ja laskee ulos sähköisesti varatun liean, joka vuorovaikuttaa satelliitin plasmaympäristön kanssa ja laskee sen ratakorkeutta.

Vainion mukaan nanosatelliitteja voitaisiin käyttää huomattavasti enemmänkin kunnolliseen tieteelliseen tutkimukseen. "Tarvittavat resurssit ovat niillä ehkä sadasosa siitä, mitä ne ovat isoilla satelliiteilla."

Yhteys avaruuteen aukeaa Otaniemestä

Eräs Aalto-1-tiimin suurimmista haasteista on oman maa-aseman rakentaminen. Aurinkosynkronisella maapallon napojen kautta kulkevalla radalla olevaan satelliittiin pystytään ottamaan yhteys muutamia kertoja vuorokauden aikana. Kun satelliitti on horisontin yläpuolella, kerätään siltä tutkimus- ja toimintadataa sekä annetaan uusia toimintaohjeita.

Suunnitelmana on valmistaa neljästä ns. helix-antennista koostuva antenniryhmä, joka seuraa satelliitin liikettä taivaalla. Aalto-yliopiston rakennusten katolle Otaniemeen sijoitettavan antennijärjestelmän säänkestävyys Suomen vaativissa sääoloissa aiheuttaa sekin omat vaatimuksensa.

Kansainvälistä ja haastavaa toimintaa

"Kansainvälisyys on meillä erittäin tärkeässä roolissa", toteaa projektikoordinaattori Praks. Yhteensä parinkymmenen opiskelijan ja tutkijan muodostamassa tiimissä on paljon ulkomaalaista väriä. "Avaruustekniikkaa tekevä yhteisö ei varsinkaan Euroopassa tunne kovin paljoa valtioiden rajoja. Piensatelliitti- ja CubeSat -yhteisö on hyvin kansainvälinen."

"Avaruusprojektit ovat todella haastavia ja yllättävän poikkitieteellisiä, mutta ehdottomasti mielenkiintoisia", tiivistää Praks. "On uskomatonta, miten erilaisiin ongelmiin törmää yhdessä ainoassa projektissa. Se on innostavaa ja hienoa."

"Ei pidä ajatella, ettei minusta olisi tuollaiseen", sanoo Komu ja kehottaa avaruustekniikasta kiinnostuneita nuoria tulemaan rohkeasti mukaan.

Aalto-1 -tiimissä mukana oleva Juha Ehrstedt allekirjoittaa tämän ja toteaa, että ei kaikkia avaruustekniikan erityisyyksiä tarvitse osata ennen kuin tulee mukaan. "Kyllä ne tehdessä sitten oppii."

"Ei avaruustekniikka ole sen ihmeellisempää kuin muutkaan tekniikan alat", nauraa Komu.

Mahdollisuuksia osallistua avaruusprojekteihin riittää myös tulevaisuudessa, sillä Aalto-2-satelliitti on jo suunnitteilla Aalto-yliopistossa.