Avaruustutkimusasema

**Avaruustutkimusasema** eli **avaruusobservatorio** tai **avaruusteleskooppi** on ulkoavaruudessa sijaitseva laite, jota käytetään kaukaisten planeettojen, galaksien, tähtien ja muiden avaruuden kohteiden tutkimiseen. 

Se toimii kuten maanpäällinen observatorio. Tutkijat tekevät mittausehdotuksia Nasalle (tai muulle observatoriota ylläpitävälle organisaatiolle), ja observatorion mittausaikaa käyttöönsä saavat parhaat esitykset laatineet tutkijat. Observatorio suunnataan heidän suunnitelmansa mukaisesti, ja mittauksia tehdään valituilla instrumenteilla. Euroopan avaruusjärjestö (ESA) kutsuu vastaavia satelliitteja fasiliteeteiksi. 

## Johdanto
Suuri määrä avaruustutkimusasemia on lähetetty kiertoradalle, Nykyään myös etäämmälle Lagarangen pisteeseen. Yleensä kyseeseen tulee Maan takana oleva L2, jolloin Auringon säteily ei häiritse toimintaa. Suurin osa niistä on lisännyt tietämystämme kosmoksesta suuressa määrin.

Maanpäällinen tähtitiede on rajoittunutta maan ilmakehän takia. Ilmakehä aiheuttaa häiriötä sähkömagneettiseen säteilyyn suodattamalla ja suojelemalla maapalloa siltä. Tämän takia onkin hyvä sijoittaa tähtitieteellinen tutkimusasema avaruuteen. Kun teleskooppi kiertää maapalloa ilmakehän ulkopuolella, sitä eivät häiritse lämpöväreily, paine-erosta johtuva häiriö eivätkä muut ilmakehän ilmiöt, valosaaste ynnä muu sellainen.

Jotkin maanpäälliset teleskoopit (kuten *Very Large Telescope, VLT*) pystyvät vähentämään häiriöitä kehittyneen optiikkansa avulla, joka pystyy reagoimaan ilmakehän muutoksiin (adaptiivinen ja aktiivinen optiikka). Tämän ansiosta parhaat maanpäälliset teleskoopit ovat jopa Hubble-avaruusteleskooppia laadukkaampia. Mutta avaruudesta johdettava tähtitiede on tärkeämpää, koska optinen ikkuna ja radio-ikkuna ovat ainoat sähkömagneettisen spektrin alueet, joita Maan ilmakehä ei vaimenna suuressa määrin. Esimerkiksi röntgentähtitiede on lähes mahdotonta Maasta käsin. Se on merkittävässä asemassa nykypäivän tähtitieteessä kiertoradalla olevien röntgenteleskoopilla varustettujen satelliittien ansiosta. Yksi esimerkki tällaisesta teleskoopista on Chandra. Ilmakehä vaimentaa suuresti myös infrapuna- ja ultraviolettisäteilyä.

Avaruustutkimusasemat voidaan yleisesti jakaa kahteen osa-alueeseen: tutkimusasemiin, jotka kartoittavat koko taivasta, ja tutkimusasemiin jotka tarkkailevat valittuja taivaan kohteita.

Monet avaruustutkimuslaitokset ovat jo suorittaneet tehtävänsä, kun muut vielä jatkavat toimintaa. Satelliitteja ovat lähettäneet Nasan, ESAn ja Japanin avaruusjärjestöt.
## Nasan suuret avaruustutkimusasemat
"Great Observatories" -nimellä kutsuttiin Nasan neljää tutkimusasemaa, jotka saivat alkunsa eri syistä ja eri aikoina, mutta jotka liitettiin toisiinsa poliittisista syistä. Yhdessä ne kattoivat suuren osan sähkömagneettisesta spektristä: gammasäteitä kuvasi Compton, röntgensäteitä Chandra, näkyvää valoa Hubble ja infrapuna-aluetta Spitzer.

## Muita avaruustutkimusasemia
* IRAS suoritti koko taivaan kartoituksen infrapuna-alueella. Lisäksi IRAS:illa löydettiin pöly- ja kaasukiekkoja monien läheisten tähtien kuten Fomalhautin, Vegan ja Beta Pictoriksen ympäriltä. IRAS lopetti toimintansa 1982 ja on sittemmin palannut ilmakehään.
* Infrared Space Observatory oli ESAn satelliitti, joka oli IRASin seuraaja. Se teki koko taivaan kartoituksen infrapuna-aallonpituusalueella.
* IUE (International Ultraviolet Explorer) on ESAn, Nasan ja Britannian vuonna 1978 laukaistu observatorio. Suunniteltu käyttöaika oli 3 vuotta, mutta IUE suljettiin vasta 1996.
* EUVE (The Extreme Ultraviolet Explorer) oli Nasan tähtitieteellinen tutkimussatelliitti, joka tutki maailmankaikkeutta ultraviolettisäteilyn aallonpituuksilla (1992-2001).
* Planck
* Gaia - ESA
*CHEOPS (CHaracterising ExOPlanet Satellite) - ESA
* TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) - NASA
* NEOWISE
* SPHEREx

## Menneisyyden avaruustutkimusasemia

* Uhuru (myös nimellä Small Astronomical Satellite 1, 1970–1973) oli ensimmäinen röntgentähtitieteelle omistettu avaruusalus. Se laukaistiin 12. joulukuuta 1970 Keniasta. Satelliitti nimettiin swahilin kielen vapautta tarkoittavan sanan mukaan. Tehtävä päättyi maaliskuussa 1973.  Satelliitti palasi Maan ilmakehään 1979.
* HEAO (High Energy Astronomy Observatories) oli tutkimusasemien sarja: HEAO-1 (1977–1979) tutki röntgensäteilyä, HEAO-2 eli Einstein (1978–1981) samoin röntgensäteilyä ja HEAO-3 (1979–1981) sekä röntgen- että gammasäteilyä.
* Hipparcos (1989–1993), ESA:n maata kiertävä satelliitti, mittasi 118 000 tähden etäisyydet parallaksin avulla. Hipparcosin ansiosta esimerkiksi kefeidi-muuttujien etäisyysasteikkoa ja Hubblen vakiota voitiin korjata.

* MOST (2003–2019) oli Kanadan ensimmäinen avaruusteleskooppi. Sillä tutkittiin tähtien fysikaalisia prosesseja ja aurinkokunnan ulkopuolisten planeettojen ominaisuuksia. MOST laukaistiin 30. kesäkuuta 2003 Plestekistä, Venäjältä. Se painoi noin 60 kiloa ja kantoi halkaisijaltaan 15 cm:n teleskooppia. Kanadan hallitus lopetti MOST-ohjelman rahoituksen vuonna 2014. Sen jälkeen satelliitin osti Microsat Systems Canada, joka käytti sitä, kunnes sen virtalähde loppui maaliskuussa 2019.
* Herschelin (2009–2013) laukaisi ESA toukokuussa 2009. Se oli suurin avaruuteen lähetetty teleskooppi: sen pääpeili oli halkaisijaltaan 3,5 m. Se teki mittauksia infrapuna-alueella noin 800 000 km etäisyydellä L2-pisteestä huhtikuuhun 2013, jolloin laiteen jäähdytysaine loppui ja havaintojen tekemisestä tuli mahdotonta. Eloton Herschel kiertää Aurinkoa edelleen.
* Spitzer -avaruusteleskooppi (aiemmin nimeltään Space Infrared Telescope Facility eli SIRTF, 2003–2020) oli yksi Nasan "Suurista observatorioista".  Aurinkoa kiertävältä radaltaan Spitzer teki havaintoja infrapuna-alueella. Se oli ensimmäinen laite, joka sai talteen eksoplaneetalta tullutta valoa. Se löysi myös ulommaisen Saturnuksen renkaista. Vuonna 2009 sen heliumvarasto tyhjeni, mutta laite jatkoi havainnointia lyhyemmillä aallonpituuksilla, kunnes se poistettiin käytöstä vuonna 2020.
* Compton Gamma Ray Observatory (1991–1999) oli yksi Nasan "Suurista observatorioista". Se oli 16 tonnia painava satelliitti, joka kiersi Maata 450 km korkeudessa. Yhtenä sen tärkeimmistä tavoitteista oli selvittää gammasädepurkausten lähdettä ja voimaa, mikä myös onnistui. Kun yksi laitteen gyroskoopeista petti ja näytti siltä, että laite saattaisi pudota hallitsemattomasti, Nasa päätti syöstä sen radaltaan, ja Comptonin sulat jäänteet putosivat Tyyneenmereen kesäkuussa 2000. 

## Nykyisiä avaruustutkimusasemia

* Hubble-avaruusteleskoopin (1990–) instrumentit kuvaavat näkyvää valoa, ultraviolettivaloa ja infrapunavaloa. Hubblen kamera on kymmenen kertaa tarkempi kuin yksikään maanpäällinen teleskooppi ja sen toinen kamera pystyy kuvaamaan 50 kertaa himmeämpiä kohteita kuin yksikään maanpäällinen teleskooppi. Pian Hubblen kiertoradalle lähettämisen sen pääpeilissä havaittiin hiontavirhe. Vuonna 1993 Endeavour-sukkulan miehistö asensi teleskoopille taittovirheen korjaavan peilin. Useat muut sukkulalennot korjasivat teleskoopin muita vikoja ja asensivat uusia varusteita. Hubblen saavutuksiin kuuluu Hubble Deep Field -kuva.  Hubble kiertää maata 515 km korkeudessa 27 000 kilometrin tuntinopeudella ja jatkaa havaintojen tekemistä. Hubble on ensimmäinen Nasan "Suurista observatorioista".

* James Webb -avaruusteleskooppi (2021–). Yhdysvaltain avaruushallintoviraston Nasan, Euroopan avaruusjärjestön ESA:n ja Kanadan avaruusjärjestön CSA:n yhteistyönä rakentama laite laukaistiin avaruuteen 25.12.2021.
* Euclid (2023–). Euroopan avaruusjärjestö ESA:n avaruusteleskooppi lähetettiin avaruuteen heinäkuussa 2023 ja se aloitti kuvauksen helmikuussa 2024. Ensimmäisiä havaintoja julkistettiin toukokuussa 2024. Euclid kuvaa avaruutta L2-pisteessä ainakin vuoteen 2030 saakka.
* XMM-Newton-röntgenteleskooppi (1999–) lähetettiin vuonna 1999 maata kiertävälle radalle kymmenen vuoden tehtävälle, mutta sen toimintaa jatketaan ainakin joulukuuhun 2026 ja mahdollisesti vuoden 2029 loppuun saakka.
* SOHO (1995–) on ESA:n ja NASA:n yhteinen Aurinkoa tarkkaileva observatorio, joka lähetettiin L1-pisteeseen vuonna 1995. Tehtävän oli tarkoitus kestää kaksi vuotta, mutta laite on edelleen toiminnassa. SOHO:n havainnoista on kirjoitettu lähes 6000 tutkimusartikkelia. Se on löytänyt yli 4000 komeettaa ja se on mullistanut avaruussään tutkimuksen.
* SCISAT-1 (2003–) on CSA:n satelliitti, jonka tehtävänä on havainnoida maapallon yläilmakehää  infrapunaspektrometrillä, joka perustuu Fourierin muunnokseen ja optisella spektrometrillä, joka mittaa mm. otsonia ja typpidioksidia . Kaksivuotinen tehtävä on venynyt yli 20 vuoden mittaiseksi.

* Chandra-avaruusteleskooppi (1999–) on maailman tehokkain röntgenteleskooppi. Se on yksi Nasan "Suurista observatorioista". 

## Katso myös

* Luettelo avaruusteleskoopeista

* Observatorio
* Astrofysiikka

## Lähteet