Metsähovin satelliittilaser (SLR)

Satelliittilasertekniikassa määritetään satelliittien paikkoja ja ratoja mittaamalla lyhyen laserpulssin edestakaista matka-aikaa. Lähettämällä hyvin lyhyitä laserpulsseja kohti satelliittia, jossa olevasta prismaheijastimesta pulssi heijastuu takaisin havaitsevaan teleskooppiin, voidaan satelliitin etäisyys mitata jopa muutaman millimetrin tarkkuudella.

Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus (ent. Geodeettinen laitos) on osallistunut satelliittilasertoimintaan vuodesta 1978 lähtien osana Kansainvälisen Geodeettisen Assosiaation (IAG) laserpalvelun (ILRS) globaalia noin 40 aseman havaintoverkkoa.

Metsähovi on Pohjoismaiden ainut laserasema ollen näin tärkeä osa maailmanlaajuista havaintoasemaverkkoa. Satelliittilaserhavainnot ovat tärkeitä globaalien koordinaattijärjestelmien ylläpidossa ja ainoa menetelmä jolla voidaan määrittää Maapallon massakeskipisteen sijainti, eli globaalin koordinaattijärjestelmän origo. Satelliittilaser on myös pitkäkantaradiointerferometrian (VLBI) ohella toinen kahdesta menetelmästä, joilla määritetään globaalien vertauskehysten skaala. Laserhavainnot ovat myös erityisen tärkeitä satelliittien ratojen määrityksessä. Etenkin merenpinnan korkeutta mittaavat tutkasatelliitit ja navigointisatelliitit, mukaan lukien eurooppalainen Galileo, hyötyvät SLR-tekniikan avulla lasketuista tarkoista ratatiedoista.

Maa- ja metsätalousministeriön myöntämän rahoituksen turvin Metsähovin satelliittilaserlaitteistoa on uudistettu vuodesta 2013 lähtien. Uudistuksessa hankittiin nopealiikkeinen 50cm kaukoputki yhdysvaltalaiselta Cybioms Corp.:lta. Teleskooppi pystyy seuraamaan 200-30000km radoilla olevia satelliitteja jopa kaarisekunnin tarkkuudella. Teleskooppiin liitetyn pienemmän kaukoputken kautta lähetetään 2000 vihreää laserpulssia sekunnissa kohti seurattavaa satelliittia, joiden takaisinheijastuminen havaitaan 50cm pääteleskoopilla. Yhden pulssin pituus on n. 10ps eli n. 3mm. Uutta laitteistoa varten Metsähovin geodeettiselle tutkimusasemalle rakennettiin uusi moderni observatoriorakennus. Uusi järjestelmä pyritään ottamaan käyttöön talven 2017-2018 aikana.

Metsähovin SLR observatorio
Metsähovin uusi SLR-observatorio varustettuna Baader GmbH:n valmistamalla erittäin nopeasti kääntyvällä 5.3m kupolilla.Kuvassa rakennuksen vasemmalla puolella taivaskamera sekä ADS-B vastaanotinten antennit lentokoneiden havaitsemiseksi. Kuva: Jyri Näränen

SLR-tekniikan merkitys on kasvamassa entisestään, kun kaukokartoitus-, painovoima- ja navigointisateelliittien määrä lisääntyy lähivuosina. Seuraavan kymmenen vuoden kuluessa pelkästään navigointisatelliitteja on jo noin 100 ja SLR-havainnot ovat välttämättömän riippumattoman ja tarkan ratatiedon määrittämisessä. Viime vuosina on myös tutkittu SLR-tekniikan käyttämistä avaruusromun seuraamiseen (mm. FGI MATINE-projekti), sekä tarkkaan aikasiirtoon havaitsija-asemien ja satelliittien välillä. Lisääntyvästä havaintotarpeesta johtuen myös mm. NASA on modernisoimassa ja laajentamassa havaintoverkkoaan.

SLR teleskooppi
Metsähovin uusi Cybioms Corp.:n (Yhdysvallat) valmistama SLR-teleskooppi. Kuva: Jyri Näränen

 

Yhteyshenkilöt:

Arttu Raja-Halli

Jyri Näränen

etunimi.sukunimi@maanmittauslaitos.fi