Taiteilijan näkemys SOHO-satelliitista tekemässä mittauksia Auringosta

Suomalaista teknologiaa hyödyntävä SOHO-luotain on ollut avaruudessa jo neljännesvuosisadan

02.12.2020

ESA:n ja NASA:n Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) -aurinkoluotain laukaistiin avaruuteen 2.12.1995. Luotaimella tulee tänään täyteen 25 vuotta avaruudessa. Vuosien saatossa satelliitti on tuottanut tuhansia tieteellisiä artikkeleita ja mullistanut avaruussään tutkimuksen.

SOHO-luotain kiertää Aurinkoa radalla, joka on noin puolitoista miljoonaa kilometriä lähempänä Aurinkoa kuin Maan kiertorata. Sieltä se voi havainnoida Aurinkoa keskeytyksettä ilman yön ja päivän vaihteluita. 

Luotain kantaa mukanaan Turun yliopiston ERNE-instrumenttia, joka mittaa suurienergiaisten varattujen hiukkasten vuota avaruudessa. 

– Neljännesvuosisata avaruudessa on huikea saavutus mille tahansa luotaimelle ja mittalaitteelle. Erityisen vakuuttavaa on se, että SOHO ja ERNE suunniteltiin alun perin tekemään mittauksia vain kahden vuoden aikana, mutta hanke on antanut meille paljon enemmän kuin osasimmekaan odottaa, kertoo ERNE-laitteiston päätutkija, avaruusfysiikan professori Rami Vainio.

Tuhansia uusia komeettoja ja tutkimusartikkeleita

SOHO:n alkuperäisenä tehtävänä on ollut vastata kolmeen pääkysymykseen: Millainen Auringon sisäosa on rakenteeltaan? Miksi Auringon uloin kaasukehä, korona, on niin paljon Auringon pintaa kuumempi? Missä syntyy aurinkotuuli, nopea kaasuvirtaus Auringosta, joka täyttää koko planeettainvälisen avaruuden?

Neljännesvuosisadan tieteellinen työ on ollut mittava: SOHO:n laitteistoilla on tuotettu mittausaineistoa kaikkiaan 6 000 tieteelliseen artikkeliin, joista useat ovat tuoneet vastauksia hankkeen pääkysymyksiin. Tämän lisäksi havaintoaineistosta on muun muassa löytynyt jopa 4 000 uutta komeettaa.

Pitkään hankkeeseen kuuluu myös tutkijoille sydämentykytyksiä aiheuttanut kolmen kuukauden jakso kesällä 1998, jolloin luotain onnistuttiin rutiinitoimenpiteen yhteydessä kadottamaan. Epäonnisten sattumusten sarja aiheutti sen, että yhteys luotaimeen sekä luotaimen asentokontrolli menetettiin.

Monet tutkijat ajattelivat SOHO:n tarun olevan lopussa, mutta monien vaiheiden jälkeen yhteys luotaimeen saatiin palautettua, asento vakautettua ja kaikki instrumentitkin palautettua mittauskuntoon. 

– Tämä siitä huolimatta, että asennonsäädön menetyksen takia osa instrumenteista oli ollut äärimmäisen kylmissä ja toiset taas hyvin kuumissa olosuhteissa, Rami Vainio lisää.

SOHO-luotaimen laukaisu ATLAS II-AS-sukkulalla
SOHO-luotain laukaistiin avaruuteen ATLAS II-AS -sukkulalla 2.12.1995. Kuva: ESA/NASA

Luotain mullisti avaruussään tutkimuksen

Ehkäpä SOHO:n tärkein perintö on kuitenkin sen mullistama avaruussään tutkimus. 

– Avaruussäällä tarkoitetaan Maan lähiavaruuden olosuhteita, joilla on vaikutusta ihmisen toimintaan avaruudessa, ilmakehässä ja maan pinnalla, Vainio kertoo.

Avaruussään tärkeimpiä ilmiöitä ovat auringonpurkaukset. Näitä ovat esimerkiksi auringon roihupurkaukset sekä koronan massapurkaukset, joissa miljardeja tonneja Auringon plasmaa purkautuu koronasta miljoonien kilometrien tuntinopeudella ympäröivään avaruuteen. 

– Kun nopea massapurkaus osuu Maan magneettikenttään, syntyy magneettisia häiriöitä, jotka ovat havaittavissa Maan pinnalla saakka. 

Häiriöt voivat pahimmillaan rampauttaa sähkönjakelua, koska ne indusoivat haitallisia sähkövirtoja jakeluverkkoon.

– Kun purkaus on havaittu SOHO:n teleskoopeilla ja todettu sen olevan tulossa Maata kohti, menee vielä yhdestä kahteen päivää siihen, kun se ehtii tänne saakka. SOHO:lla on siis ollut aivan keskeinen rooli avaruussään ennustamisessa, Vainio avaa.

Infografiikka SOHO-luotaimen saavutuksista
SOHO-luotain lukuina. Kuva: ESA.

Luotaimet antavat jatkuvalla syötteellä tietoa Auringon aktiivisuudesta

Massapurkausten ja roihujen yhteydessä syntyy myös erittäin suurienergiaisia hiukkasia, jotka voivat vahingoittaa yhteiskunnalle elintärkeitä satelliitteja.  Näiden matka Auringosta Maahan kestää lyhimmillään vain joitain kymmeniä minuutteja, joten niiden vuon ennustaminen on vaikeampaa. Purkausten äkillisyyden takia niistä tarvitaan suoria hiukkashavaintoja.

– Havaitsemme parasta aikaa ERNE:llä purkausta, jossa suurienergiaisimmat protonit kiihtyivät jopa kolmasosaan valonnopeudesta, Vainio kertoo.

Vastaavia purkauksia ERNE on havainnut jo parisataa kuluneen neljännesvuosisadan aikana. 

– Aurinko on viimeiset pari vuotta ollut aktiivisuusminimissään. Parhaillaan menossa oleva purkaus on alkamassa olevan uuden aktiivisuusjakson voimakkain purkaus tähän mennessä.  Se ei kuitenkaan kuulu ihmiskunnan infrastruktuureja uhkaaviin purkauksiin, koska se ei suuntautunut Maata kohti, vaan menee pääosin idästä ohi. 

Purkaus on kuitenkin tieteellisesti tärkeä, sillä sitä havainnoidaan SOHO:n lisäksi myös uusilla aurinkoluotaimilla, Solar Orbiterilla ja Parker Solar Probella. Yhdessä luotaimet antavat kattavan kuvan siitä, miten säteily leviää avaruuteen. SOHO:n LASCO-instrumentin taltioinnit purkauksesta ovat julkisesti katsottavissa.

SOHO-luotaimen keskeinen rooli avaruussään havainnoinnissa ja ennustamisessa on ollut tärkein tekijä siinä, että hanke on venähtänyt näinkin pitkäksi. SOHO:n laitteistot ovat valmiina jatkamaan työtään vielä ainakin vuoden 2025 loppuun saakka, jolloin vastaavia uusia laitteistoja aletaan saada avaruuteen jatkamaan sen työtä avaruussään vahtikoirana. 

Tuolloin kosmisella mittapuulla pikkuruinen luotain olisi ollut avaruudessa jo kolme vuosikymmentä.

Havaintoja Auringosta yli kahdelta vuosikymmeneltä

Video: SOHO/LASCO (ESA & NASA) - Brendan Gallagher (NRL)

Luotu 02.12.2020 | Muokattu 03.12.2020