Avaruussääennuste auttaa laukaisemaan satelliitit oikeaan aikaan

Aamuyöllä 30. tammikuuta Suomen aikaa Auringossa havaittiin roihupurkaus. Se sinkautti Auringosta matkaan massapurkauksen, suuren magneettisen kaasupilven, joka kiisi avaruuden halki kolmisen vuorokautta, kunnes tömähti maapallon magneettikenttään.

Massapurkaus ravisteli Maan magneettikenttää seuraavien kolmen vuorokauden ajan ja synnytti pienehkön geomagneettisen myrskyn.

Ilmatieteen laitos seuraa avaruussäätilannetta ympärivuorokautisesti osana luonnononnettomuuksista varoittavaa Luova-järjestelmää. Poikkeuksellisen voimakkaita avaruussään myrskyjä pyritään ennakoimaan, ja sellaisen käynnistyessä avaruussääpäivystäjä laatii yhteistyössä alan tutkijan kanssa tiedotteita. Tiedotteet laaditaan yhteisesti sovittujen kriteerien mukaisesti, ja ne jaetaan kansallisille viranomaisille ja kansainväliselle lentoliikenteelle.

”Tämä myrsky ei ylittänyt näitä kriteerejä, joten varoitusten lähettämiseen ei ollut tarvetta. Korotimme kuitenkin ennustamaamme revontulten todennäköisyyttä myrskyn johdosta”, kertoo lentoliikenteen avaruussääpalvelua tuottavan Pecasus-konsortion tieteellinen johtaja Kirsti Kauristie.

Kesken geomagneettisen myrskyn, torstaina 3.helmikuuta, SpaceX-yhtiö laukaisi avaruuteen 49 Starlink-tietoliikennesatelliittia Falcon 9 -raketillaan. Ne laukaistiin aluksi hyvin matalalle kiertoradalle noin 210 kilometrin korkeuteen. Sieltä niiden oli tarkoitus nousta lopulliselle radalleen omien moottoriensa voimin. Muutamaa päivää myöhemmin yhtiö joutui kuitenkin kertomaan, että suurin osa satelliiteista on putoamassa takaisin maahan.

Geomagneettisiin myrskyihin liittyy ilmakehän yläkerroksissa kulkevia sähkövirtoja, jotka kuumentavat ilmaa. Lämmitessään ilmakehä laajenee ylöspäin, mikä kasvattaa matalilla radoilla olevien tekokuiden kokemaa ilmanvastusta. Ilmanvastuksen vaihtelut aiheuttavat hankaluuksia erityisesti pienille satelliiteille, jollaisia parisataakiloiset Starlinkitkin ovat.

SpaceX kertoo, että satelliittien kokema ilmanvastus oli jopa 50 % suurempi kuin edellisillä laukaisukerroilla. Sen vuoksi satelliiteista jopa 40 putoaa takaisin ilmakehään pääsemättä koskaan aiotulle radalleen. Satelliitit hajoavat ja palavat ilmakehässä pudotessaan, joten vaaraa niistä ei aiheudu.

Koska Auringon purkaukset havaittiin ja massapurkauksen osuminen maapalloon ennustettiin jo 30. tammikuuta, geomagneettisen myrskyn mahdollisuus oli tiedossa useita päivä etukäteen.

”Laukaisun siirtäminen avaruussääennusteen perusteella geomagneettisen myrskyn välttämiseksi olisi voinut säästää satelliittiyhtiön menetykseltä”, arvioi Ilmatieteen laitoksen avaruussääpäivystyksen tiiminvetäjä Tiera Laitinen.

Tarkempia ennusteita tulevaisuudessa suomalaisvoimin

Geomagneettisen myrskyn aiheuttaneen roihupurkauksen mittasi myös Sunstorm-piensatelliitti XFM-röntgenspektrometrillaan. Sunstorm on satelliittiyritys Kuva Spacen ja suomalaisten yritysten muodostaman mittalaitekonsortion valmistama ja operoima. Euroopan avaruusjärjestö ESA laukaisi sen avaruuteen elokuussa 2021.

”Purkaus oli poikkeuksellisen pitkäkestoinen, ja sen lisäksi spektrin muoto ennakoi tavallista voimakkaampaa avaruusmyrskyn elektronivirtaa. XFM kykenee mittaamaan myös korkeaenergiaisia elektroneja. Se havaitsikin 4. helmikuuta jopa kertaluokkaa suurempia elektronivuon arvoja normaaliin verrattuna”, kertoo Juhani Huovelin mittalaitteen kehittämisestä ja datan analysoinnista vastaavasta Isaware Oy:stä.

XFM erottelee Auringon röntgensäteilyn eri aallonpituudet tarkemmin kuin avaruussääpalvelujen nykyisin operatiivisesti käyttämät laitteet. Myös kyky elektronivuon mittaamiseen lisää instrumentin hyödyllisyyttä. Näiden mittausten avulla ilman tiheyden muutoksia matalilla kiertoradoilla voidaan tulevaisuudessa ennustaa entistä tarkemmin.

XFM-laitteesta onkin jo suunnitteilla uusi versio Yhdysvaltojen kansalliselle merentutkimus- ja ilmatieteen laitokselle (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA) seuraavaan SWFO-avaruussääsatelliittiin, joka laukaistaan vuonna 2025. Tehokkaimmin näitä laitteita voidaan kuitenkin hyödyntää avaruussään ennustamiseen matalan kiertoradan satelliitteihin sijoitettuina.

Avaruuden tilannekuvan seurantaa laajennetaan

Avaruuden tilannekuvan seurantaa laajennetaan Suomessa myös maanpinnalla. Parhaillaan on suunnitteilla kansallinen avaruustilannekeskus, joka yhteistyössä EU:n avaruusvalvontajärjestelmän kanssa seuraa lähiavaruudessa liikkuvia satelliitteja ja muita kappaleita sekä avaruussäätä.

"Avaruustilannekeskus perustetaan Ilmatieteen laitoksen 24/7-avaruussääpalvelun laajennuksena", toteaa tutkimusprofessori Ari-Matti Harri.

Satelliittien putoaminen takaisin Maahan on yksi esimerkki asioista, joita avaruustilannekeskus aikanaan seuraa ja joista se jakaa tietoa viranomaisille yhteistyössä Maanmittauslaitoksen kanssa.

Lisätietoja:

Ryhmäpäällikkö Tiera Laitinen, Ilmatieteen laitos, puh. 050 380 3279, tiera.laitinen@fmi.fi

Yksikönpäällikkö Ari-Matti Harri, Ilmatieteen laitos, puh. 050 337 5623, ari-matti.harri@fmi.fi

Tietoa avaruussään vaikutuksista