Hyödynnät satelliiteista saatavaa dataa esimerkiksi tarkastellessasi sääennustetta tai navigoidessasi vieraaseen paikkaan kartan tai navigaattorin avulla. Olipa käytössäsi älypuhelimen navigointiohjelma, erillinen navigaattori tai perinteinen kartta, sen käyttämiseen – tai kartan tapauksessa laatimiseen – käytetään satelliittipaikannusta.
Aikaan ja sijaintiarvioon perustuva satelliittipaikannus tapahtuu maailmanlaajuisen satelliittipaikannusjärjestelmän (GNSS, Global Navigation Satellite System) avulla. Satelliittipaikannusjärjestelmän satelliitit ovat yhteydessä maan päällä sijaitsevaan infrastruktuuriin, jonka tietojen avulla paikanmäärittelystä tulee täsmällisempää.
Todennäköisesti puhelimesi käyttää yleisimmin käytössä olevaa paikannusjärjestelmää eli yhdysvaltalaista GPS-järjestelmää, mutta jotkut puhelinmallit pystyvät käyttämään myös eurooppalaista, osin vielä rakenteilla olevaa Galileoa. Galileo on ensimmäinen alun perin siviilikäyttöön suunniteltu satelliittipaikannusjärjestelmä ja se on alusta alkaen tehty GPS:n kanssa yhteensopivaksi, mistä syystä näiden järjestelmien tärkeimmät signaalitaajuudet ovat samat.
Säätiedot pohjautuvat myös satelliittiparvien tuottamaan dataan. Maata ja ilmakehää korkealta tarkastelevat satelliitit muodostavat paremman kokonaiskuvan kuin maan päältä käsin on mahdollista tehdä. EU:n rakentamassa Copernicus-järjestelmässä satelliitit tuottavat informaatiota ilmakehän eri komponenteista, jotka vaikuttavat säätilaan. Kun tämä informaatio yhdistetään maan päällä tehtäviin havaintoihin ja kehittyneisiin ennustemalleihin – joita Ilmatieteenlaitoksen kaltaiset ammattilaiset toteuttavat – saadaan aikaiseksi melko luotettavia sääennusteita.
Suomikin on avaruusvaltio
Suomella ei ole Yhdysvaltojen tai Venäjän kaltaista historiaa avaruusvaltiona eikä meillä ei ole astronautteja tai kosmonautteja koko kansan julkkiksina. Suomessa on kuitenkin jo pitkään kehitetty erittäin tarkkoja mittalaitteita ja antureita, joita on hyödynnetty kansainvälisissä isoissa avaruusprojekteissa. Sodankylässä toimiva Ilmatieteenlaitoksen alainen Arktinen avaruuskeskus on ollut jo vuosia tärkeä tiedon tuottaja arktisilta alueilta niin Euroopassa kuin muuallakin maailmassa.
Viimeaikainen kehitys on tehnyt muutamassa vuodessa myös Suomesta avaruusvaltion. Suomella on oma kansallinen avaruuslainsäädäntö ja avaruusstrategia sekä avaruusasian neuvottelukunta, joka esimerkiksi ohjaa kansallisen avaruusstrategian käytännön toteutusta sekä edistää avaruusalalla kansainvälistä yhteistyötä.
Digitalisaatio ja uusi teknologia ovat tehneet satelliiteista yhä pienempiä ja edullisempia. Samaan aikaan pienten satelliittien laukaisukustannukset ovat laskeneet. Tämän ansiosta myös yksityiset yritykset ja korkeakoulut pystyvä rakentamaan ja operoimaan satelliitteja avaruudessa.
Myös yksityiset yritykset ja korkeakoulut pystyvä rakentamaan ja operoimaan satelliitteja avaruudessa
Ensimmäinen suomalainen piensatelliitti Aalto-1 laukaistiin avaruuteen juhannuksena 2017. Tällä hetkellä työ- ja elinkeinoministeriön ylläpitämässä kansallisessa avaruusesinerekisterissä on jo seitsemän suomalaista niin kutsuttua LEO-satelliittia ja lisää on kehitteillä. LEO-nimitys (Low Earth Orbit) tulee siitä, että nämä piensatelliitit kiertävät maata matalalla kiertoradalla, vain noin 200 – 2 000 kilometrin korkeudessa. Esimerkiksi GPS-satelliitit käyttävät kiertorataa, joka oli yli 20 000 kilometrin korkeudessa maan pinnalta mitattuna.
Elantonsa voi ansaita myös avaruudesta
Suomeen on syntynyt pieni ja aktiivinen avaruusalan toimintaympäristö, ekosysteemi, joka hyödyntää uuden avaruustalouden – New Space Economy – tuomia mahdollisuuksia. Tutkimuslaitosten lisäksi ekosysteemissä on mukana monia Iceyen kaltaisia nuoria yrityksiä ja startupeja.
Iceye, kuten moni muu näistä kansainvälisesti toimivista yrityksistä, on saanut alkunsa Aalto-yliopiston elektroniikan ja nanoteknologian koulutusohjelmista. Nyt nuo yritykset myyvät paikkatietoa lukuisille hallituksille ja yrityksille eri puolilla maailmaa. Satelliitteihin ja paikannukseen perustuvaa informaatiota käyttävät nykypäivänä esimerkiksi maa- ja metsätalous, kiinteistökehitys, riskienhallinta ja markkinatutkimus. Satelliittitietojen avulla on myös seurattu esimerkiksi koronapandemian leviämistä.
Kvarken Space Center
KvarkenSpaceEconomy, pidemmältä nimeltään New Space Digital Economy Innovation Center, on yli Merenkurkun ulottuva projekti, joka saa rahoituksensa EU:n Botnia Atlantica Interreg-ohjelmasta sekä Pohjanmaan liitolta ja Region Västerbottenilta. Kymmenen suomalaisen ja ruotsalaisen korkeakoulun ja tutkimusyksikön voimin projekti on mukana kehittämässä avaruusdatan ympärillä toimivaa ekosysteemiä myös Merenkurkun alueelle.
Projektin tarkoituksena on tuoda avaruusdataa alueen asukkaiden, yritysten, koulujen ja muiden toimijoiden ulottuville sekä tutustuttaa heidät uuden avaruustalouden tuomiin mahdollisuuksiin. Tätä tehtävää toteutetaan esimerkiksi erilaisten tapahtumien, artikkeleiden ja yrityshaastatteluiden avulla sekä osallistumalla tapahtumiin ja luennoimalla alueen kouluissa.
Projektin aikana alueelle luodaan Merenkurkun avaruuskeskus, Kvarken Space Center, joka jatkaa toimintaansa vielä projektin loputtua. Osaksi tätä avaruuskeskusta kuuluvat Palosaaren kampukselle rakennettu satelliittidatan vastaanottoasema sekä tätä dataa jalostava ja välittävä portaali.
Varmasti eniten huomiota herättää projektin puitteissa kehitettävä ja rakennettava Merenkurkun oma piensatelliitti, KvarkenSat, jonka laukaisu on määrä tapahtua Kiirunasta vuonna 2022. Satelliitin suunnittelu on hyvässä vauhdissa, ja varmasti ensi vuoden alussa voimme kertoa lähemmin, millaisia ominaisuuksia kotiseutunsa mukaan nimetty piensatelliitti sisältää.
Näin toimii KvarkenSatin kamera
KvarkenSpaceEco –hankkeen piensatelliittiin tulee mukaan kamera, jonka avulla voidaan tarkastella Merenkurkun aluetta avaruudesta käsin. Kameran avulla voidaan tutkia sekä luonnonympäristöä että rakennettua ympäristöä ja siten oppia lisää asuinalueestamme.
Satelliittiin liitettävä kamera voi olla tavallinen kolmevärikamera, joka tunnistaa vain kolme väriä, punaisen, sinisen ja vihreän. Tämä projekti on kuitenkin saanut käyttöönsä VTT:n kehittämää uutta teknologiaa eli niin sanotun Fabry-Perot-interferometrin, joka voidaan ohjelmoida havaitsemaan 7 – 12 väriä. Tällaisella värientunnistuskyvyllä pystytään erottamaan hyvin yksityiskohtaista informaatiota metsistä, pelloilta tai meriympäristöstä.
Jotta voisimme paremmin ymmärtää, kuinka kuvausinstrumenttia käytetään, meidän on ymmärrettävä sen toimintaa piensatelliitissa. Siihen tarkoitukseen Novian tutkija Dennis Bengs on rakentanut ohjelmiston, jonka avulla pystytään simuloimaan, kuinka satelliitti kuvaa maan pintaa kiertoradaltaan käsin. Vuonna 2022 alkava avaruusmatka on ensimmäinen sekä KvarkenSat –piensatelliitille että VTT:n kuvausinstrumentille.
Teksti:
Johanna Haveri, projektikoordinaattori/KvarkenSpaceEco ja Kendall Rutledge, projektipäällikkö/KvarkenSpaceEco
Tämän artikkelin sisältö on julkaistu ruotsiksi Vasabladetissa 5.12.2020 ja suomeksi Vaasa Insiderissa 8.12.2020.
