Aalto-1 on Aalto-yliopiston avaruustekniikan opiskelijaprojektina toteutettava CubeSat-satelliitti, jonka kehittäminen alkoi keväällä 2010. Satelliitti laukaistiin PSLV-XL-kantoraketilla Intiasta 23. kesäkuuta 2017. Aalto-1 oli aiemmin tarkoitus laukaista yhdysvaltalaisella Falcon 9 -raketilla Formosat-5 -satelliitin laukaisun toissijaisena hyötykuormana yhdessä liki 90 muun piensatelliitin kanssa, mutta tämä laukaisu peruuntui, kun Aalto-1 ja muut lennolle suunnitellut toissijaiset hyötykuormat siirrettiin laukaistavaksi muilla kantoraketeilla Falcon 9:n toistuneiden aikatauluviivästysten jälkeen. Aalto-1 on ensimmäinen kokonaisuudessaan Suomessa suunniteltu ja rakennettu satelliitti. Projektin tavoitteena on opiskella satelliitin rakentamista, sekä demonstroida satelliittiin asennettujen hyötykuormien toimintaa.
Aalto-1:n tehtävä avaruudessa koostuu kahdesta pääosasta. Ensimmäisessä vaiheessa havainnollistetaan satelliitin AaSI- ja RADMON-hyötykuormien toimintaa niiden käyttöönoton jälkeen. Havainnollistamisvaiheen jälkeen tehtävän tiedeosio alkaa. Tiedeosio on jaettu kahteen alaosioon, joista ensimmäisessä käytetään Maan kaukokartoitukseen tarkoitettua AaSI-spektrometriä ja avaruussäteilyä mittaavaa RADMON-säteilymittaria. Jälkimmäinen alaosio on tarkoitettu plasmajarrun käyttöön. Koko satelliittimissio kestää kaksi vuotta.
Historia Suunnittelu ja rakentaminen pienoiskuva|Satelliitin erilaisia mallikappaleita. Vasemmanpuolimmainen malli on satelliitin ensimmäinen pahvinen hahmotelma. Aalto-1:n suunnittelu alkoi keväällä 2010. Satelliittimission esisuunnitelma saatiin valmiiksi saman vuoden syksyllä ja esisuunnittelukatselmus (PDR, ) joulukuussa 2011. Satelliittia suunniteltiin tällöin laukaistavaksi vuoden 2013 lopussa tai 2014 alussa. Satelliitti olikin tarkoitus laukaista vuoden 2014 lopulla Guayanan avaruuskeskuksesta, mutta projektin viivästysten takia laukaisua jouduttiin lykkäämään myöhemmäksi.
Satelliitista rakennettiin ennen avaruuteen lähetettävää lentomallia kaksi kehitysversiota, fyysinen malli ja sähköinen malli (niin sanottu insinöörimalli). Fyysisellä mallilla testattiin mahtuvatko satelliitin suunnitellut osat annettuun tilaan. Sähköisen mallin järjestelmät rakennettiin mahdollisimman samanlaisiksi lopullisen lentomallin kanssa, ja niillä kokeiltiin satelliitin järjestelmien ja hyötykuormien toimimista erilaisissa olosuhteissa ennen varsinaisen lentomallin rakentamista.
Satelliitin alijärjestelmiä päästiin testaamaan maaliskuussa 2014 Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen kiihdytinlaboratoriossa. Nanosatelliittien järjestelmiä ei tyypillisesti säteilytestata kokeiden korkean hinnan takia – Aalto-1:n järjestelmät pääsivät kokeisiin Jyväskylän RADEF-laitokselle peruutuspaikan ansiosta parin viikon varoitusajalla. Satelliitin tärinätestit saatiin päätökseen VTT:llä joulukuun alussa 2014, ja niissä ilmeni joitakin pieniä ongelmakohtia.
Aalto-1-projekti on synnyttänyt suomalaisen Iceye-yhtiön, joka pyrkii kehittämään satelliittipohjaisen jääinformaatiopalvelun arktisille alueille, sekä kaksi spin-off-projektia, Suomi 100- ja Reaktorin Hello World -satelliitit. Projektiin oli joulukuussa 2014 osallistunut yli 80 Aalto-yliopiston sähkötekniikan koulun opiskelijaa. Maaliskuussa 2015 satelliitti sai Viestintävirastolta viiden vuoden kestoisen radioluvan.
Laukaisujärjestelyt pienoiskuva|Satelliitti testattavana huhtikuussa 2015. Aalto-1:n laukaisusta avattiin avoin tarjouspyyntö huhtikuussa 2014, jonka hollantilainen laukaisuvälittäjä Innovative Solutions in Space (ISIS) voitti noin 240 000 euron tarjouksellaan. Satelliitti oli tarkoitus laukaista yhdysvaltalaisen SpaceX:n Falcon 9 -kantoraketilla vuoden 2015 syksyllä.
Satelliitin lentomallille ehdittiin laukaisun viivästymisen ansiosta tehdä vielä lisää testejä. Lentomalli olisi alun perin pitänyt toimittaa Alankomaihin heinäkuussa 2015, mutta viivästymisen ansiosta oli tarkoitus toimittaa laukaisunvälittäjälle marraskuussa. Lentomalli kävi vielä lokakuun viimeisellä viikolla avaruussimulaatiotestit tyhjiökammiossa ja marraskuun ensimmäisellä viikolla tärinätestit. Maa-aseman ja satelliitin välistä yhteyttä testattiin myös insinöörimallilla. Aalto-1:n lentomalli odotti edelleen täysin valmiina joulukuussa toimitusta Alankomaissa toimivalle laukaisuvälittäjälle. Laukaisun viivästymisen seurauksena uudeksi toimitusajaksi tuli alkuun seuraavan vuoden helmikuun alku, mistä toimitusaika siirtyi ensin maaliskuulle 2016, (archive.org) ja lopulta toukokuulle 2016. Satelliitti kuljetettiin reittilennon käsimatkatavarana Alankomaiden Delftiin, missä se integroitiin Innovative Solutions in Space -yhtiön puhdastilassa Quadpack-laukaisusovittimeen, joka oli tarkoitus asentaa SHERPA-hyötykuorma-adapteriin muiden vastaavien laukaisusovittimien kanssa kesällä 2016. Uusien viivästysten takia satelliitin toimintavalmius joudutaan vielä tarkastamaan uudelleen kesän 2016 jälkeen, sillä sitä ei ole suunniteltu olemaan toimettomana puolen vuoden ajan. Tarkastusten yhteydessä satelliitin akut ladataan uudelleen.
Ajankohta lykkääntyy pienoiskuva|Aalto-1 Quadpack-laukaisusovittimessa. Satelliitti on kameraa lähimmässä luukku avoimena olevassa lokerossa. Satelliitin laukaisusta vastaavan SpaceX:n Falcon 9 v1.1 -raketti tuhoutui tosin saman vuoden kesäkuussa CRS-7 -rahtilennon yhteydessä sattuneessa onnettomuudessa, minkä seurauksena yhtiö keskeytti rakettilaukaisunsa joulukuuhun 2015 saakka, jolloin Falcon 9 -raketti palasi käyttöön. Onnettomuuden seurauksena myös Aalto-1:n laukaisu viivästyi, ja uudeksi laukaisuajankohdaksi oli syyskuussa 2015 tullut vuoden 2016 alkupuoli. Marraskuussa 2015 ajankohdaksi tarkentui helmi-maaliskuu 2016, mistä ajankohtaa tarkennettiin kuukautta myöhemmin maaliskuulle 2016. Maaliskuun 2016 alulla laukaisuajankohta oli lykkääntynyt touko-kesäkuulle, ja toukokuussa kesä-heinäkuulle.
Laukaisua lykättiin jälleen kesäkuussa 2016 muutamilla kuukausilla syys-marraskuulle 2016. Viimeisimmän viivästyksen taustalla on Vandenberg Air Force Base laukaisukapasiteetti, joka on varattu muille laukaisijoille elokuusta syyskuun alulle. Aalto-1:n laukaisua lykkää myös Iridium NEXT -konstellaation ensimmäinen laukaisu, jonka oli alun perin tarkoitus tapahtua Aalto-1:n avaruuteen vievän Formosat-5 -satelliitin ja SHERPA-hyötykuorma-adapterin laukaisun jälkeen. Iridium-laukaisu on kuitenkin SpaceX:n prioriteeteissa korkeammalla, ja lykäten Aalto-1:n laukaisun myöhemmälle ajankohdalle. Aalto-1:n laukaisu lykkääntyi jälleen AMOS-6-tietoliikennesatelliitin laukaisuvalmistelujen yhteydessä sattuneen Falcon 9 -raketin räjähdyksen seurauksena. Lokakuussa 2016 aikaisin mahdollinen laukaisuajankohta oli siirtynyt tammikuulle 2017.
Joulukuun 2016 tilanteessa satelliitin laukaisun odotettiin tapahtuvan vuoden 2017 ensimmäisen vuosineljänneksen aikana, mikäli SpaceX:n Falcon 9 -kantoraketti jatkaisi laukaisujaan saman vuoden tammikuussa.
Aalto-1 oli tarkoitus laukaista Vandenbergin lentotukikohdasta noin 500–900 kilometrin korkeudessa kiertävälle aurinkosynkroniselle kiertoradalle Spaceflight Industriesin SHERPA-hyötykuorma-adapterin kyydissä, (archive.org) jonka oli tarkoitus olla taiwanilaisen Formosat 5 -satelliitin laukaisun toissijainen hyötykuorma. SHERPA-adapteri olisi vienyt samalla laukaisulla kaikkiaan 87 nanosatelliittia kiertoradalle, mikä olisi tehnyt lennosta eniten satelliitteja kiertoradalle vieneen yksittäisen laukaisun. Viivästynyt SHERPA-laukaisu menetti ennätyksen jo ennen laukaisuaan, kun Intian avaruusjärjestön PSLV-raketti laukaisi 104 satelliittia kiertoradalle helmikuussa 2017.
Kantoraketti vaihtuu Spaceflight Intel Reportin helmikuussa 2017 julkaiseman artikkelin mukaan SHERPA-laukaisu oli viivästymässä jopa vuodelle 2018. Muutamaa viikkoa artikkelin julkaisun jälkeen Spaceflight Industries julkaisi tiedotteen, jossa se ilmoitti siirtäneensä kaikki Formasat-5 -laukaisun toissijaisiksi hyötykuormiksi suunnitellut satelliitit laukaistavaksi muilla kantoraketeilla. Yhtiön edustaja kertoi myöhemmin SpaceNewsille, että satelliitit oli siirretty kahdelle laukaisulle, joista toinen oli yhtiön oma Falcon 9:llä myöhemmin vuonna 2017 laukaistavaksi suunniteltu SSO-A-lento, ja toinen jonkun muun ”kansainvälisen laukaisutoimijan” lento vuoden 2017 kesällä tai syksyllä. Aalto-1 oli siirretty ”kansainvälisen laukaisutoimijan” lennolle, sillä maaliskuussa 2017 uutisoitiin satelliitin laukaisun siirtyneen intialaisen PSLV-XL-kantoraketin seuraavalle lennolle, joka oli tarkoitus laukaista Bengalinlahden rannalla sijaitsevasta Satish Dhawanin avaruuskeskuksesta 23. huhtikuuta 2017. Samalla laukaisulla on tarkoitus laukaista Aalto-1:n lisäksi kymmeniä muita piensatelliitteja.
Aalto-1 oli tarkoitus toimittaa maaliskuussa 2017 Intiaan Alankomaista, missä se oli odottanut laukaisua keväästä 2016 alkaen. Laukaisun viivästysten takia Aalto-1 ei tule olemaan ensimmäinen suomalainen kiertoradalle pääsevä satelliitti, sillä alun perin sen seuraajaksi suunniteltu Aalto-2 oli tarkoitus laukaista Orbital ATK:n Cygnus-kapselin kyydissä Atlas V -raketilla kansainväliselle avaruusasemalle, mistä se vapautetaan kiertoradalle. Aalto-1 tulee tosin tästä huolimatta olemaan ensimmäinen Suomen avaruusalusrekisteriin merkittävä laite, sillä aiemmin laukaistava Aalto-2 tullaan rekisteröimään Belgiaan, sillä satelliitti on osa kansainvälistä QB50-hanketta, jota johdetaan Belgiasta.
Laukaisu
Aalto-1 toimitettiin laukaisupaikalle Intiaan toukokuun 2017 lopulla. Satelliitti oli kuukautta aiemmin siirretty Falcon 9 -rakettiin tarkoitetusta laukaisusovittimesta toiseen, PSLV-raketin kanssa yhteensopivaan sovittimeen. Toukokuun lopun tilanteessa laukaisun oli tarkoitus tapahtua kesäkuun 2017 alulla, mutta lento lykkääntyi vielä muutamilla viikoilla. Laukaisuajankohdaksi tarkentui lopulta 23. kesäkuuta. Laukaisuvalmistelut käynnistyivät laukaisua edeltävän torstaipäivän aamulla kello 5.29 paikallista aikaa (keskiviikkona 23.59 UTC-aikaa).
28-tuntinen lähtölaskennan päätteeksi nelivaiheinen raketti nousi Satish Dhawan avaruuskeskuksen First Launch Pad -laukaisualustalta kello 3.59 UTC-aikaa. Neljän sekä kiinteitä että nestemäisiä ajoaineita käyttäneiden rakettivaiheiden polttojen päätteeksi Cartosat 2E -päähyötykuorma ja 30 muuta toissijaista hyötykuormaa saavuttivat suunnitellun radan. Aalto-1 vapautettiin kantoraketin kyydistä muiden toissijaisten hyötykuormien ohessa noin seitsemän minuuttia pääkuorman vapautuksen jälkeen.
Ensimmäinen vuosi avaruudessa Aalto-yliopiston maa-asema havaitsi Aalto-1:n signaalin muutamia tunteja laukaisun jälkeen noin kello 7 UTC-aikaa, minkä jälkeen satelliittiin on oltu yhteydessä liki päivittäin.
Satelliitin kaikki järjestelmät olivat toimintakuntoiset ensimmäisen kiertoradalla vietetyn vuoden jälkeen. Ainoa merkittävämpi tekninen vika oli satelliitin Saksasta hankitun iADCS-100 -asennonsäätöjärjestelmän ohjelmistossa. Satelliitti ei ohjelmiston ongelman takia kyennyt pitämään itseään kiertovakaana, vaan pyöri hiljalleen. Asennonsäätöjärjestelmän toimittajalla ei ollut alkuun suurta innostusta korjata ongelmallista koodiaan, mutta se toteutti lopulta pitkän odottelun ja useiden kyselyjen jälkeen tarvittavat ohjelmistokorjaukset. Päivitetty ohjelmisto paransi satelliitin asennonsäätöön liittyneitä ongelmia, ja Aalto-1:tä onkin sen jälkeen valmisteltu jälleen spektrikameran käyttöä varten.