Satelliittien havaitseminen
Satelliitit ovat Maata kiertäviä keinotekoisia kappaleita, jotka suorittavat niille määriteltyä tehtäväänsä. Suurin osa Maata kiertävistä satelliteista on tiedustelu- ja tietoliikennesatelliitteja.
Ensimmäisen ihmisen avaruuteen toimittaman tekokuun lähettäjä oli Neuvostoliitto. Vuonna 1957 lokakuussa Neuvostoliitto laukaisi Sputnikin sinne ja kiertoradalle joutui myös kantoraketti joka seurasi kirkkaampana Sputnikkia sen jäljessä. Ilmeisesti osa ihmisitä jotka uskoivat seuraavansa Sputnikkia seurasikin sen sijaan kantorakettia.[2][3] Koska Sputnik oli pieni sen seuraamiseen täytyi olla kiikarit ja sen sai näkyviin aamunkoitteessa sekä iltaisin auringon laskun aikaan.[4] Sen kierros maapallon ympäri kesti 98,6 minuuttia.[2] Se lähetti myös radiolla piip-äänien sarjaa, mitä myös seurattiin radiosta.[4] Sputnikkia seurattiin laajasti ja monelle se ilmeisesti oli kipinä taivaan tarkailun aloittamiseen.[5]
Maata kiertää noin 16000 isompaa keinotekoista kappaletta, satelliitteja tai niiden jäännöksiä tai kantorakettien palasia. Näiden asemaa seuraa tutkalla muun muassa Yhdysvaltojen NORAD-järjestelmä. Lisäksi Maata kiertävillä radoilla on pienempiä kappaleita merkittävästi enemmän.[6] Niiden määrä on yli 600000 kappaletta. Valtaosa Maata kiertävistä satelliiteista ei ole enää toiminnassa ja ne ovat siis avaruusromua.
Paljain silmin näkyviä satelliitteja on taivaalla satakunta.[7] Selkeätä taivaalta saattaa heti auringon laskun jälkeen löytää noin 30 satelliittia.[7][8] Kiikarilla satelliittien lukumäärä moninkertaistuu ja kaukoputkella niitä nähdään aina vain enemmän.[7][9]
Matalalla kiertoradalla muutaman sadan kilometrin korkeudessa satelliitti kiertää maapallon noin puolessatoista tunnissa.[7][10] Saman illan tai yön aikana saman satelliitin voi onnistua siis näkemään toiseenkin kertaan.[11] Valtaosa Maata kiertävistä satelliiteista sijaitsee alle kahden tuhannen kilometrin korkeudessa, useimmiten 200–2000 kilometrin korkeudessa.[7][12]
Mitä etäämmälle Maasta mennään, sitä kauemmin satelliitilta kuluu aikaa Maan kiertämiseen. Noin 36000 kilometrin korkeudessa on geostationaarinen kiertorata jossa satelliitin kiertoaika on sama kuin Maan pyörähdysaika. Satelliitti siis pysyy paikoillaan Maahan nähden. Tällaiset radat ovat hyödyllisiä tietoliikennetarkoituksiin ja sääsatelliiteille.[7][12][13]
Tähtitaivaalla tähtien joukossa nähdään liikkuvia valopisteitä, jotka ylittävät taivaan äänettömästi horisontista toiseen. Kyseessä on mitä todennäköisimmin Maata kiertävä satelliitti.[14][15]
Kun Auringon valo osuu satelliittiin ja maanpinnalla oleva tarkkailija on Maan varjossa eli Aurinko on laskenut horisontin taakse, näemme satelliitin taivaalla liikkuvana valopisteenä. Parhaiten satelliitteja näkyy noin tunnin ajan auringonlaskun jälkeen tai ennen auringonnousua.[7][14] Tunnin kuluessa satelliitteja näkyy paljain silmin runsaat toistakymmentä.[7][8][14]
Satelliitin kirkkauteen vaikuttavat sen koko, radan korkeus ja satelliitin pintamateriaalit. Matalalla kiertävä satelliitti näkyy kirkkaammin kuin korkealla kiertävä satelliitti. Satelliitin kookkaat tasopeilimäiset tietoliikenneantennit tai aurinkopaneelit saattavat toimia tehokkaana auringonvalon heijastajina.[14]
Kaiki satelliitit eivät näy Suomessa vain inklinaatio on yli 60 astetta, ja pohjoisessa mitä lähempänä napa-aluetta ollaan sitä vähemmän näkyy satelliitteja. Päiväntasaajalla pystyy näkemään kaikki satelliitit.[16]
Satelliitit ovat havaittavissa havaintopaikan horisontissa vain lyhyen ajan ja jotkin vain tiettyinä aikoin vuodesta. Sen vuoksi jos haluaa nähdä jonkin tietyn satelliitin täytyy tietää missä se on tiettynä hetkenä. Nasa ja Esa julkaisevat molemmat omien satelliittiensa satelliitin radan perusparametrejä. Niiden avulla voi laskea missä satelliitti on milloinkin mutta koska se on käsin monimutkaista ja hankalaa siihen on kehitetty ohjelimistoja jotka tietokoneen avulla laskevat ratoja.[17] Tällaisia ohjelmia ovat ainakin Heavensat[18][19] ja PreviSat.[20]
Netissä on myös ennustus palveluja jotka laskevat ratoja niille annettujen tietojen perusteella.[17] Ainakin Heavens Above (myös suomeksi),[21] CalSky[22] ja N2YO[23] antavat tällaisia tietoja.[17]
Kansainvälinen avaruusasema eli ISS on taivaan kirkkaimpia satelliitteja. Monesti tämän satelliitin kirkkaus nousee niin suureksi, että sitä helposti luulee lähestyväksi lentokoneeksi kirkkaine valoineen. ISS näkyy Etelä-Suomessa kuukauden välein vuoroin ilta- ja aamutaivaalla.[24]
Iridium -satelliitit aiheuttavat yötaivaalla välähdyksiä. Iridiumit ovat tietoliikennesatelliitteja, joita on Maata kuudella eri ratatasolla 66 satelliittia sekä varasatelliitit.[25] Alkuperäisessä suunnitelmassa oli 77 satelliittia, joka on myös iridiumin järjestysluku.[26] Iridium -satelliittien ratatasojen kaltevuus päiväntasaajaan nähden on 84,6 astetta ja jokaisella tasoista on 11 satelliittia. Niiden rakenteeseen kuuluu kookas tasopeilimäinen tietoliikenneantenni, joka heijastaa varsin tehokkaasti auringonvaloa osuessaan sopivaan kohtaan rataansa. Niinpä jokaisena yönä näkyy Suomessakin Iridium -satelliittien aiheuttamia välähdyksiä. Satelliitin kirkkaus nousee yleensä hitaasti muutamassa sekunnissa. Lopulta sen kirkkaus voi vastata parhaimmillaan jopa puolenkuun kirkkautta, noin -8 suuruusluokkaan magnitudia,[25] joidenkin lähteiden mukaan jopa -9.[26] Lopulta satelliitti himmenee ja katoaa näkymättömiin.[25]
Nämä Iridium -satelliittien välähdykset tulevat kuitenkin loppumaan pian kun SpaceX-yhtiö on alkanut laukaisemaan taivaalle Iridium NEXT -satelliitteja. Uusissa Iridium -satelliiteissa ei ole enää kirkkaita heijastuksia aiheuttavia antenneja ja vanhat vanhat satelliitit poistuvat käytöstä.[26]
Vanhoissa satelliiteissa oli kolme antennia kooltaan noin 1×4 metriä. Niiden välähdykset sattoivat olla kirkkaimmillaan jopa -9 magnitudia. Käytöstä poistetut vanhat satelliitit pudotetaan radoiltaan alas jos niissä on polttoainetta jäljellä. Loput jäävät vahoille radoileen avaruusromuksi mutta niiden liikkeitä on vaikeampi ennustaa koska rataa ei korjata jos se sortuu siltä sivuun.[26]
Citation error, replace with{{cite book| author = Hotakainen, Markus| title = Tähtitaivas| number = Satelliitit| location = Helsinki| publisher = WSOY| year = 2003| page = 148–149}} Citation error, replace with{{cite book| author = King-Hele, Desmond| title = Observing earth satellites| location = London| publisher = Macmillan| year = 1966}} Check date values in: |accessdate=, |date= (help)
Check date values in: |accessdate= (help) Check date values in: |accessdate=, |date= (help) Check date values in: |accessdate= (help) Check date values in: |accessdate= (help) Check date values in: |accessdate=, |date= (help) Check date values in: |accessdate= (help) Check date values in: |accessdate=, |date= (help) Check date values in: |accessdate=, |date= (help) Check date values in: |accessdate=, |date= (help) Check date values in: |accessdate=, |date= (help) Citation error, replace with{{cite book| author = Salminen, Olli| title = Satelliittijärjestelmien ja satelliittiantenniteknologian kehitys| location = Turku| publisher = Turku AMK| year = 2017| version = Opinnäytetyö (AMK), Elektroniikan koulutusohjelma, Tietoliikennejärjestelmät| format = [ online version]}}