SMOS avaruudessa.

SMOS-tutkimussatelliitti lähestyy laukaisualustaa

Euroopan avaruusjärjestön uusin ympäristötutkimussatelliitti, veden kiertoa avaruudesta mittaava SMOS on tarkoitus laukaista avaruuteen 2. marraskuuta. Satelliitissa on mukana koko joukko suomalaista osaamista, ja suomalaistutkijat osallistuvat aktiivisesti satelliitin validointivaiheeseen laukaisun jälkeen.

Satelliitin lyhennenimi SMOS tulee sanoista Soil Moisture and Ocean Salinity, eli "maaperän vesipitoisuus ja merien suolaisuus". Näillä ei nopeasti ajateltuna ole juurikaan yhteyttä toisiinsa, mutta tosi asiassa nämä kummatkin ovat maapallon veden kiertokulkuun läheisesti liittyviä asioita. Vedenkierto taas vaikuttaa suoraan maapallon lämpötasapainoon, ilmastoon ja säätilaan. Maaperän vesipitoisuus ja merien pintaveden suolaisuus riippuvat koko ajan käynnissä olevasta, maapallonlaajuisesta veden kulusta merien, ilmakehän ja maaperän välillä.

Vaikka maaperästä, meristä ja ilmakehästä tehdään jatkuvasti useita erilaisia mittauksia, tunnetaan maaperässä olevan veden ja merien suolapitoisuus huonosti koko maapallon mittakaavassa. Näiden tietojen avulla ilmastomalleista saataisiin yhä parempia, koska tietojen perusteella voidaan mallintaa tarkemmin planeetan veden kiertokulkua, ja erityisesti veden haihtumisesta merien ja manneralueiden päällä.

SMOS täyttää tämän aukon tiedoissamme, sillä sen tehtävänä on kartoittaa koko maapallon pinnan vesipitoisuus kerran kolmessa vuorokaudessa. Tätä ennen suolaisuusmittauksia on tehty laivoista ja merissä olevista poijuista. Maaperän kosteudesta on saatu tietoa maailmanlaajuisesta mittauspisteverkostosta.

The water cycle
SMOS selvittää veden kiertokulkua.

Mittaustietojen perusteella voidaan numeeristen mallien avulla laskea arvio kiinteän maan sisältämästä vesimäärästä jopa kahden metrin syvyyteen saakka. Suurin osa kasvien juurista on juuri tällä alueella pinnan alla. Vesipitoisuuden avulla voidaan tehdä parempia hydrodynaamisia malleja, parantaa lyhyen- ja keskipitkän ajan sääennusteita, tarkkailla fotosynteesiä sekä kasvien kasvamista, ja tarkentaa arvioita hiilisyklistä. Maan sisältämän vesimäärän parempi tunteminen auttaa myös tulvien, kuivuuden ja helleaaltojen ennustamisessa sekä niihin varautumisessa.

Merien pintaveden suolaisuuden kartoittaminen puolestaan auttaa selvittämään muun muassa merivirtojen olemusta. Valtamerien virtaukset muuttuvat veden lämpötilan ja suolaisuuden mukaan, ja koska ne kuljettavat suuria määriä lämpöenergiaa päiväntasaajalta napa-alueille, on niiden rooli ilmastonmuutoksen selvittämisessä suuri. Suomenkin suhteellisen lämmin ilmasto - maantieteelliseen paikkaamme suhteutettuna - johtuu Golf-virrasta ja sitä kautta valtamerien suolaisuudesta. Suolainen merivesi on tiheämpää kuin vähäsuolainen, joten sen ominaisuudet ovat erilaisia. Suolaisuus vaikuttaa myös meriveden jäätymiseen ja sulamiseen.

Suomalaista tekniikkaa satelliitissa ja Maan kamaralla

SMOS measurement principle
SMOS on erikoinen tutkasatelliitti.

SMOS-satelliitissa on 69 pientä antennivastaanotinta eli radiometriä, jotka mittaavat Maan pintaa tutkan tapaan mikroaaltojen aallonpituusalueella, 1,4 gigahertsin taajuudella: mitä enemmän tutkasignaalista päätyy Maan pinnasta takaisin ylös avaruuteen, sitä kuivempaa se on. Suolapitoinen vesi lähettää vastaavasti vähemmän säteilyä kuin makea. Valittu taajuusalue antaa hyvin selvän kuvan vesipitoisuudesta ja suolaisuudesta, ja sää, ilmakehän häiriöt ja kasvillisuus vaikuttavat siihen vain vähän.

Jotta havainnot olisivat tarkkoja paitsi mittausarvoiltaan niin myös resoluutioltaan, käyttää satelliitti hyväkseen ns. synteettisen apertuurin tutkan periaatetta. Normaalisti suuren resoluution saavuttamiseen tarvittaisiin jättikokoinen antennimasto, mutta SMOS käyttää matemaattista kikkaan signaalinkäsittelyssä, jonka avulla antennirivistö voi olla huomattavasti pienempi. Itse asiassa satelliitissa on kolme "siipeä", joiden alapinnalla antennit ovat, ja joka avautuu avaruudessa halkaisijaltaan kahdeksanmetriseksi tähden muotoiseksi rakenteeksi.

The SMOS instrument
Satelliitin "siivissä" on 69 pientä antennia.

Tutkalaitteiston suunnittelussa ja rakentamisessa on ollut mukana yli 20 eurooppalaista yhtiötä ja tutkimuslaitosta, ja mukana Suomesta ovat Teknillinen korkeakoulu, DA-Design Oy ja Modulight Inc.

Tamperelainen lasertekniikkaan erikoistunut Modulight on toimittanut satelliittiin valokuitulaserdiodeja, jotka vastaavat osaltaan havaintotietojen kuljettamisesta radiometreiltä toisille ja edelleen keskusyksikköön. Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun ympäristösatelliitissa käytetään laservaloa perinteisten sähköjohtimien sijaan tiedon välittämiseen. Tekniikan odotetaan yleistyvän nopeasti avaruussovelluksissa, koska tiedonsiirtonopeus on suurempi ja laser toimii hyvin esim. avaruusmyrskyjen magneettisissa häiriöissä.

Jokioisissa päämajaansa pitävä DA Design Oy ja Teknillisen korkeakoulun radiotieteen ja -tekniikan laitokset ovat puolestaan mukana tutkalaitteiston kehittämisessä sekä sen havaintotarkkuuden varmistamisessa testein sekä laukaisun jälkeen Maan pinnalta tehtävin vertailuhavainnoin. TKK:n tutkimuslentokone kantaa mukanaan samankaltaista havaintolaitetta kuin avaruudessa oleva SMOS, ja kun kummatkin tekevät samanaikaisesti havaintoja samasta alueesta Maan pinnalla, pystytään SMOS:in havaintojen tarkkuus ja laatu varmistamaan mahdollisimman hyvin. Vertailumittauksia on jo tehty satelliitin rakentamisen aikana, ja pian alkava mittauskampanja vie suomalaisen tutkimuskoneen laajalle lentokiertueelle Euroopassa. Lisätietoja saadaan muualta maailmasta toisilta tutkimuslentokoneilta, maastomittauksin sekä merellä tehtävin tutkimuksin ja poijuhavaintojen avulla.

Laukaisu marraskuun 2. päivänä

SMOS positioned vertically
SMOS laukaisuvalmistelujen aikana Plesetskissä.

SMOS lähetetään Maata kiertävälle sadalle venäläisellä Rockot-kantoraketilla yhdessä Proba-2 -satelliitin kanssa marraskuun toisena päivänä. Satelliitit ovat jo laukaisupaikalla Plesetskissä ja SMOS on kiinnitetty liitososaan, joka yhdistää sen kantorakettiin. SMOS on läpäissyt viimeiset testit ja se on myös tankattu. Kumpikin satelliitti odottaa nyt sulkemista kantoraketin nokkaosan sisään, mikä on tarkoitus tehdä lokakuun 19. päivänä.

Mikäli viivytyksiä ei tapahdu, laukaistaan satelliitit matkaan marraskuun 2. päivänä klo 03:50 yöllä Suomen aikaa.

Tiedotustilaisuus SMOS-satelliitista ja sen tehtävästä tiedotusvälineille.

The Skyvan aircraft
TKK:n Skyvan -tutkimuskone ei ole kenties kaunis, mutta se on kyvykäs.

Tekes ja TKK kutsuvat median edustajia kuulemaan suomalaisten saavutuksista vaativassa SMOS-avaruusprojektissa ja siitä, miten satelliitin tuottamaa tietoa hyödynnetään ilmastotutkimuksessa.

Lehdistötilaisuuden yhteydessä toimittajat voivat haastatella Euroopan avaruusjärjestön asiantuntijaa sekä suomalaisia tutkijoita ja yritysten edustajia. TKK:n tiloissa on mahdollista kuvata SMOS-satelliitin pienoismallia. Lisäksi satelliitista on saatavilla televisioon sopivaa kuvamateriaalia.

AIKA: keskiviikko 21.10.2009 klo 9.30 - 11.20
PAIKKA: Teknillinen korkeakoulu, Otaniemi, Otakaari 5 A, luentosali S3 (Ks. tulo-ohje viestin lopussa)

OHJELMA
09.30 Aamukahvi ja SMOS-satelliitin pienoismalliin tutustuminen
10.00 Avaruustutkimuksen merkitys globaalimuutoksen ymmärtämisessä
teknologiajohtaja Kimmo Kanto, Tekes
10.10 Introduction to SMOS - Soil Moisture and Ocean Salinity mission
SMOS Instrument Principal Engineer Manuel Martin-Neira, European Space Agency
10.20 Mitä uutta SMOS tuo ilmastotutkimukseen?
- SMOSin tulosten hyödyntäminen Suomessa esimerkiksi tulvien ennakoinnissa,
johtava hydrologi Bertel Vehviläinen, Suomen ympäristökeskus SYKE
- SMOS-havainnot ilmastotutkimuksessa,
tutkimusprofessori Heikki Järvinen, Ilmatieteen laitos
10.40 Uraauurtavaa tekniikkaa Suomesta
- SMOSin mittalaitteen kehitystyö,
professori Martti Hallikainen, Teknillinen korkeakoulu
10.50 Avaruusprojektien merkitys pk-yritykselle
- kehityspäällikkö Petri Jukkala, DA Design Oy
- toimitusjohtaja Petteri Uusimaa, Modulight Oy
11.10 - 11.20 kysymyksiä ja keskustelua

Toimittajat ovat tervetulleita myös lehdistötilaisuuden jälkeen järjestettävään seminaariin, jossa esitellään SMOS-satelliittiin liittyviä tutkimus- ja kehitysprojekteja tarkemmin.

Tilaisuus on tarkoitettu vain lehdistölle, ja osallistujien tulee ilmoittautua viimeistään  maanantaina 19.10. tiedottaja Hanna Korhoselle (tiedot alla)

LISÄTIETOA

tiedottaja Hanna Korhonen, TKK, puh. 050 384 1785, hanna.p.korhonen@tkk.fi
tiedottaja Eeva Landowski, Tekes, puh. 010 605 5712, eeva.landowski@tekes.fi

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.