Arkistoitu

Espoon lukiolaiset rakensivat satelliitteja


Lukiolaisille avautui keväällä mahdollisuus suunnitella satelliitteja Avaruustekniikan osastolla. Kärkikurssi järjestettiin Aalto-yliopiston ja Espoon LUMA-keskuksen yhteistyönä.

Kuva: Veli-Matti Ikävalko.

Espoon LUMA-keskuksen ja Aalto-yliopiston yhteistyönä järjestetyllä kärkikurssilla seitsemän lukiolaista ottivat avaruuden haltuun. Miten satelliitti pääsee avaruuteen? Millaisia haasteita avaruuden olosuhteet, kuten kylmyys ja säteilylle altistuminen, aiheuttavat satelliitin toiminnalle? Mitä ovat kvasaarit? Pohjois-Tapiolan 1. vuosikurssin lukiolainen Esteri Viitanen oli omien sanojen mukaan hyppinyt riemusta nähdessään kurssin ohjelman.

Satelliitti-kurssi sai idean Aalto-yliopiston projektista, jossa suunnitellaan Suomen ensimmäinen satelliitti Aalto–1. Mielenkiintoiseksi projektin tekee, että satelliitti suunnitellaan yliopisto-opiskelijoiden voimin. Espoon lukiolaiset saivat tutustua tähän projektiin, inspiroituen sekä rakentaen oman satelliittinsa prototyypin.

Kurssin toisen päävetäjän Jaan Praksin mielestä oli upeaa olla mukana kurssilla erittäin motivoituneiden nuorten kanssa. Praks on Aalto–1-satelliitin koordinaattori ja työskentelee opettajana sekä tutkijana Avaruustekniikan osastolla, Aalto-yliopiston Radiotieteen ja -tekniikan laitoksella.

Espoolaislukiolaiset esittelivät 10. huhtikuuta satelliittinsa Olarin lukiossa. Paikalle oli saapunut Aalto-yliopiston tutkijoita ja lehdistön edustajia. Satelliittien teknisten ratkaisujen selittämisessä nuoret puhkuivat intoa. Toimintaperiaatteet olivat täysin nuorten luomia. Jopa lentoradat olivat selvillä.

Kustannussyistä satelliitit olivat ns. mockup-malleja, eli ne eivät sisältäneet huippukallista tekniikkaa. Satelliittit olivat kuitenkin autenttisen kokoisia ja painoisia. Jokaiselle tekniselle laitteelle oli suunniteltu satelliitissa oma paikkansa. Satelliitista tuli saada mahdollisimman kevyt, sillä yksi avaruuteen lähetettävä kilo maksaa 30000 euroa.

Satelliitteja rakennettiin kaksi erilaista Sofia-1 ja Esteri-1. Aalto-yliopiston Jaan Praksin mukaan niitä hieman jatkokehittelemällä voidaan lähettää Japaniin, nuorille suunnattuun satelliitin kehittämiskilpailuun.

Sofia-1 puolesta haastattelukysymyksiin vastasi 2. vuosikurssin lukiolainen Peter Ivanov Olarin lukiosta ja Esteri-1 puolesta aiemmin mainittu Esteri Viitanen.

SOFIA-1

Sofia-1:n suunnittelutiimi Sofia Vesterinen (vas.), Arno Alho, Peter Ivanov ja Mikko Laakkonen. Kuva: Veli-Matti Ikävalko.

Peter Ivanov on Olarin matematiikka-luonnontiedelukiosta. “Avaruus on aina ollut minulle kiinnostava aihe. Lukiossa ei vastaavanlaisia avaruustekniikkaan perehdyttäviä kursseja normaalisti ole, joten päätin lähteä mukaan”, hän kertoo.

Satelliitin idea tuli yhdessä miettimällä. Käyttötarkoitus ei olisi vanhojen ideoiden toistamista vaan jotain uutta. Lopulta he päätyivät satelliittien kommunikoinnin kannalta haitallisen, häiriöitä aiheuttavan sähkömagneettisen säteilyn mittaamiseen.

Peter kertoo satelliitin toimintaperiaatteesta seuraavanlaisesti: “Satelliittimme, Sofia-1, on dodekaedrin muotoinen eli siinä on 12 säännöllisen viisikulmion muotoista sivua. Sivut ovat aurinkopaneeleilla päällystetyt ja satelliitin pinnasta lähtee kaksi antennia. Muotonsa ansiosta Sofia-1 ei tarvitse vakautusjärjestelmää sillä aurinkoa kohti on aina likimain asennosta riippumaton pinta-ala aurinkopaneelia.”

“Mittauksemme eivät tarvitse varsinaisten säteilymäärien lisäksi tietoa, mistä säteily on tullut, sillä tarkoituksemme on vain mitata kommunikointia haittaavaa kohinaa jolloin suunnalla ei ole merkitystä. Säteilymäärien lisäksi satelliitin tietokone liittää arvoihin mukaan kellonajat. Kun tunnemme satelliitin radan ja mittaustulosten kellonajat on helppoa laskea paikka, josta mittaus on otettu.”

Ivanovin mukaan heidän satelliitistaan tekee loistavan oikeanlainen muotoilu ja sen kautta vakautusjärjestelmän poistamisen, josta seuraa halvempi hinta. Lisäksi antennit ovat juuri oikeilla paikoilla hyvää havainnointia silmällä pitäen.

“Satelliittimme on sen verran yksinkertainen ja ideana hyvä, että en pitäisi tämän kaltaisen satelliitin laukaisua ollenkaan mahdottomana ajatuksena”, Ivanov summaa.

ESTERI-1

Esteri-1:n suunnittelutiimi Olli Heikkinen (vas.), Oskari Akkanen. ja Esteri Viitanen. Kuva: Veli-Matti Ikävalko.

Esteri Viitasen innostus tulla mukaan kurssille oli enimmäkseen oma kiinnostus avaruutta ja satellitteja kohtan. “Myös se, että tiesi tämän olevan yksi ja ainoa tilaisuus päästä osallistumaan niinkin hienolle kurssille, sai ottamaan osaa”, hän kertoo.

Viitaselle kiinnostavinta intensiivisen viikon aikana olivat Espoon observatoriossa käyminen, jossa he saivat Auringon, planeettojen ja kvasaarien toimintoihin. “Saimme myös itse kokeilla erilaisten tietokoneiden toimintoja.”, hän sanoo.

Esteri-1 satelliitin toimintaidea lähti halusta auttaa ihmisiä, jotka kärsivät hirmumyrskyjen takia. “Niinkin kliseiseltä kuin se kuulostaakin, asian takana on se fakta, että jos saisimme jollakin konstilla pysäytettyä hirmumyrskyjen synnyn, maailman talous pysyisi vakaampana, veroja ei tarvitsisi nostaa joka maassa, lainoja ei tarvitsisi ottaa auttaakseen muita ja rahaa jäisi enemmän esimerkiksi terveyspalveluihin”, Viitanen pohtii.

Satelliitti tutkii myrskyjen syntymistä, kuvaamalla alueita joilla hirmumyrskyjä eniten esiintyy. Kuvista voidaan havaita muutoksia ilma- ja vesisysteemeissä.

“Oman satelliitin mockup -mallin luominen oli mahtava kokemus! Saimme itse suunnitella ja toteuttaa kaiken. Käytössämme oli erilaisia metallilevyjä, piirilevyjä ja löysimme jopa rikkinäisen Canonin kameran, jonka sitten lopulta laitoimmekin satelliittiimme”, Esteri iloitsee.

Viitasen mukaan heidän satelliitista tekee loistavan se ajatus, että siinä on aurinkopaneeleita ympäri itseään, jossa se saa kerättyä tarvitsemansa energian. “Se toimii niin kauan, kun energiaa Auringosta riittää ja on mahdollista saada”, hän kertoo.

Satelliitista löytyy myös ADACS -järjestelmä, mikä saa satelliitin pysymään radallaan ja oikeassa asennossa. Lisäksi satelliitin kamerassa on monenlaisia toimintoja. Se voisi muun muassa kuvata taajuuksia näkyvän valon alueilta, UV-alueilta ja IR-alueilta.

“Olisi käsittämättömän upeaa, että oma satelliittimme, jonka suunnittelimme, lentäisi taivaalla suorittamassa missiotaan!”, Viitanen summaa lopuksi.

Veli-Matti Ikävalko on kemisti ja kemian opettaja. Veli-Matti pitää tieteiselokuvista, musiikista ja matkustelusta.