Tutka- ja avaruusteknologia

Tutka- ja avaruusteknologia-ryhmä kehittää menetelmiä sateen, konvektion ja muiden ilmakehän ilmiöiden havaitsemiseksi säätutkien avulla sekä vastaa uusien satelliittien instrumenttien suunnittelusta, toteutuksesta, hallinnoinnista ja operoinnista.

Säätutkatutkimus keskittyy uusien menetelmien kehittämiseen erilaisten ilmakehän kohteiden havainnointiin ja mittaamiseen sekä varoittamiseen esimerkiksi rankkasateista ja rajuilmoista. Ilmatieteen laitoksen uudet kaksoispolarisaatiotutkat mahdollistavat kohteen tunnistamisen; sateen eri olomuotojen ohella on mahdollista tunnistaa hyönteiset, linnut ja monet muut ilmakehän ilmiöt. Tutkimusta tehdään läheisessä yhteistyössä mm. Helsingin ja Aalto-yliopiston sekä Vaisala Oyj:n kanssa. Ryhmässä tehty tutkimus on lisäksi kansainvälisesti erittäin arvostettua, josta esimerkkinä NASAn GPM-hanke (Global Precipitation Mission), johon liittyviä vertailumittauksia suoritettiin Suomessa syksyllä 2010.

Säätutkan havainnot (vas.), josta erotettuna lintujen yöllinen muutto (kesk.) sekä voimakkaat ukkossadealueet (oik.).
 

Marsin kaasukehän ja lähiavaruuden havaintojen alueella merkittävin luotainhankkeemme on ESAn Mars Express (Marsin tekokuu, laukaistu 2003).

Mars Express -luotaimella selvitetään erityisesti Marsissa muinoin olleen tai yhä olevan veden määrää. Ohjelmaan kuuluvat Mars-tekokuu sekä Mars-laskeutuja, Beagle-II. ASPERA-3 on yksi tekokuun seitsemästä mittalaitteesta, se kerää ilmakehästä karkaavia hiukkasia sekä planeetan ympärillä virtaavan aurinkotuulen hiukkasia. Ryhmä osallistui ASPERA-3:n rakentamiseen. Mittauksilla selvitetään, kuinka tehokkaasti aurinkotuuli poimii mukaansa ilmakehän hiukkasia eli kuinka merkittävästi planeetan ilmakehää häviää "taivaan tuuliin".

NASAn Mars Phoenix-laskeutujassa mukana ollut Ilmatieteen laitoksen suunnittelema Marsin kaasukehän painetta mittaava instrumentti tuotti erittäin korkealaatuista havaintoaineistoa Marsin pinnalta. Laite mittasi noin puolen vuoden pituisen havaintosarjan Marsin kaasukehän paineen vuorokausi- ja vuodenaikavaihteluista sekä päivittäisistä sääilmiöistä. Sen avulla mitattiin mm. ensimmäistä kertaa Marsissa esiintyvien tyypillisten pölypyörteiden paineprofiili.   

Ryhmä on toimittanut paine- ja kosteusmittarit myös Nasan Mars Science Laboratory -luotaimeen, joka laskeutui Marsin pinnalle elokuussa 2012 ja on ehtinyt tehdä mittauksia jo yli kahden vuoden ajan toiminnan edelleen jatkuessa. Ryhmä on myös kehittänyt ja toimittanut paine- ja kosteusmittalaitteet Euroopan avaruusjärjestön ExoMars 2016 -ohjelman EDM-laskeutujaan. ExoMars-luotain laukaistaan kohden Marsia tammikuussa 2016 ja saapuu perille vuoden 2016 loppupuolella.

MetNet Mars -ohjelmaa on valmisteltu vuodesta 2001 lähtien. Siinä kehitetään uudenlaista meteorologista laskeutumisalusta Marsiin. Tavoitteena on luoda kansainvälisenä yhteistyönä Marsin pinnan kattava havaintoasemaverkko, joka keskittyy Marsin ilmakehän tutkimiseen (MetNet).

MetNet-laskeutumisalus (vas.) ja Mars Express-luotain (oik.).
 

Ryhmä on vahvasti mukana Euroopan avaruusjärjestön ESAn Rosetta-luotaimessa, joka tutki 67P/Churyumov-Gerasimenko -komeettaa. Rosetta-luotaimessa on viisi tieteellistä mittalaitetta (ICA, LAP, MIP, COSIMA ja PP) sekä Philae-laskeutujen massamuisti, joiden suunnittelussa ja rakentamisessa ryhmä on ollut mukana. Siksi ryhmän rooli hankkeessa on eurooppalaisittain erittäin merkittävä.

Ensimmäisenä komeetan pinnalle osui Ilmatieteen laitoksella valmistettu PP-instrumentti, joka on kiinnitetty Philae-laskeutujan jalkoihin. Ryhmällä on päävastuu PP-instrumentista, jota käytettiin veden etsintään komeetan pinnalta. Muilla Rosetan mittalaitteilla tutkittiin mm. komeetan pölyä ja vuorovaikutusta aurinkotuulen kanssa.

Komeetta- ja asteroiditutkimuksen alueella ryhmä on myös mukana tutkimassa komeettojen lähialueiden ja planeettainvälisen avaruuden pölyn ominaisuuksia CIDA-mittalaittella (NASAn Stardust-luotain). Ryhmä on toimittanut myös Saturnus-planeetan Titan-kuun kaasukehään tammikuussa 2005 laskeutuneen Huygens-laskeutumisluotaimen kaasukehän pystyrakenteen tutkimuslaitteen (Huygens Atmospheric Structure Instrument, HASI) painemittausjärjestelmän.

SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) on vuonna 1995 toimintansa aloittanut Aurinkoa tutkiva luotain. Sen rakentamisesta vastasi Euroopan avaruusjärjestö (ESA), ja luotaimen kahdentoista mittalaitteen joukossa on yksi Ilmatieteen laitoksen kehittämä, SWAN, jonka operointivastuu ryhmällä on. SOHO on edelleen toiminnassa ja sen merkitys Auringon tutkimukselle on ollut valtaisa.

Monista mittalaitteista ja hankkeista lisätietoa ryhmän omilla sivuilla (engl.).

Global Precipitation Measurement.