Suomi on jo avaruudessa: Nasalla on satelliitti nimeltä Suomi

Tänään päivän @suomi100 -avaruuskuvana Facebookissa, Twitterissä ja Instagramissa on poikkeuksellisesti henkilö: Verner E. Suomi, toisen polven amerikansuomalainen, joka toimi tutkijana Wisconsin–Madisonin yliopistossa.

Suomensukuisella tutkijalla oli siis sukunimenä Suomi, ja nyt sama Suomi on myös nimenä Yhdysvaltain ilmailu- ja avaruushallinto Nasan satelliitilla. Tarkkaan ottaen satelliitin nimi on Suomi NPP – mutta miksi Suomi oikein on mukana?

Lyhenne NPP tulee sanoista National Polar-orbiting Partnership, mikä tarkoittaa maapallon napojen kautta kulkevaa, eri Yhdysvaltain hallinnonalojen käytössä olevaa satelliittia, joka tekee ennen kaikkea säähän ja ympäristötutkimukseen liittyviä havaintoja. Yleistäen voisi sanoa, että Nasa ylläpitää satelliittia, joiden käyttäjiä ovat Nasan omien tutkijoiden lisäksi NOAA (Yhdysvaltain liittovaltion sää- ja valtamerentutkimusorganisaatio), ympäristökeskukset ja puolustushallinto.

Satelliitti laukaistiin avaruuteen noin 830 km korkealla olevalle polaariradalle lokakuun 28. päivänä vuonna 2011, jolloin sen nimi oli vain NPP. Suomi-lisänimen se sai kolmea kuukautta myöhemmin.

Nasa halusi kunnioittaa Verner Suomea, koska hän oli eräs tärkeimmistä sääsatelliittitekniikkaa eteenpäin vieneistä tutkijoista. Häntä on jopa kutsuttu sääsatelliittien isäksi, mutta se lienee hieman liioittelua, vaikka Suomi tekikin paljon uraa uurtavaa työtä.

Suomi syntyi Evelethiin kylässä Minnesotassa vuonna 1915. Hänen vanhempansa John ja Anna Suomi olivat muuttaneet Suomesta Yhdysvaltoihin vuonna 1902 ja asettuneet Minnesotaan. Perheessä oli seitsemän lasta, eikä elämä ollut helppoa; se, että Verner pääsi kouluun, ei ollut itsestään selvää.

Hän halusi insinööriksi, mutta koska perheellä ei ollut varaa lähettää häntä kuuluisaan yliopistoon, hän hakeutui lähellä olleeseen opettajia valmistaneeseen yliopistoon, Winonan yliopistoon. Hän opetti siellä itsekin jonkin aikaa, kunnes toisen maailmansodan alussa hän hakeutui ilmavalvontakurssille ja tutustui siellä meteorologiaan.

Säätiede imaisi Suomen mukaansa. Hän hakeutui ja pääsi Chicagon yliopistoon lukemaan meteorologiaa ja pääsi vuonna 1948 Madisonissa, Wisconsinissa olevan yliopiston Meteorologian laitoksen tutkijaksi.

Tohtorinväitöksensa Suomi teki maissipeltojen lämpötaseesta, aiheesta, mistä hän ei itsekään ollut kovin innostunut, mutta joka johdatti hänet tutkimaan tarkemmin koko maapallon lämpötasetta. Ja nyt satelliitit astuivat mukaan kuvaan: avaruusaika oli orastamassa 1950-luvun puolivälissä ja Suomi oli ensimmäinen, joka ehdotti lämpötaseen mittaamista avaruudesta.

Suomi alkoi kehittää tekniikkaa sääsatellitteja varten ja hänen yhdessä Robert Parentin kanssa tekemänsä "Spin-Scan Camera" oli ensimmäinen avaruuteen lähetetty meteorologinen mittalaite. Sellainen oli mukana Vanguard SLV-6- ja Explorer 7X-satelliiteissa vuonna 1959, mutta kummatkin laukaisut epäonnistuivat. Jälkimmäisen raketti rysähti itse asiassa vain vajaan sadan metrin päähän paikasta, missä Suomi oli seuraamassa laukaisua. Tutkijat odottivat tunnin ajan liekkien sammumista ja ruuvasivat rikkoontuneen mittalaitteensa irti satelliittiromusta.

Avatuuteen laite pääsi viimein lokakuussa 1959 Explorer 7 -satelliitin mukana.

Explorer 7 osoitti, että periaate toimi. Ja periaate oli yksinkertainen: kun satelliitti pyörii avaruudessa, siinä olevan kameran kuva pyyhkäisee säännöllisin väliajoin maapallon koko pinnan ylitse.

Ongelmana kun oli se, että tuohon aikaan satelliitit pitivät asentonsa avaruudessa vakiona pyörimisliikkeen avulla. Suomi ja muut miettivätkin, miten koko ajan pyörivä satelliitti voisi ottaa maapallosta kunnollisia kuvia, koska kamera liikkui koko ajan. Suomen ajatus oli käyttää pyörimistä hyväksi, eli tehdä sellainen kamera, missä kapea, viivamainen kuvakenttä pyyhäisee Maan ylitse säännöllisin väliajoin satelliitin pyöriessä, ja kun nämä viirut koostetaan yhteen vähän samaan tapaan kuin TV-kuvassa perättäiset kuvan viirut, saadaan aikaan kokonainen kuva maapallosta.

Eikä vain yksi kuva, vaan kuvia tulee satelliitin pyöriessä koko ajan lisää – siis tässäkin mielessä kyse oli vähän kuin TV-kuvasta.

Parhaiten tekniikka toimi kuitenkin geostationaarisatelliiteissa, jotka kiertävät Maan täsmälleen kerran vuorokaudessa päiväntasaajan päällä ja pysyvät siksi ikään kuin paikallaan maapallon suhteen. Ne näkevät Maan allaan koko ajan samasta suunnasta ja voivat tehdä siitä jatkuvasti havaintoja.

Niinpä Suomen pyöräskannaava kamera asennettiin mukaan Yhdysvaltain ensimmäiseen geostationaariseen sääsatelliittiin, ATS-1:een. Se laukaistiin avaruuteen vuonna 1966. Alla on filmi, missä kerrotaan kuvien käyttämisestä Japanissa.

Mustavalkokuvien jälkeen ATS-3 skannasi vuonna 1967 Maata jo väreissäkin:

Lähes kaikki geostationaariradalla olevat sääsatelliitit käyttivät nykyisin samaa tekniikkaa – siis myös eurooppalaiset Meteosatit kuvasivat Suomeakin Suomen kehittämällä periaatteella. Nykyisten sääsatelliittien kuvaussusteemit ovat kehittyneempiä, mutta pohjaavat Suomen periaatteisiin.

Kameransa lisäksi Suomi osallistui monien muiden tutkimuslaitteiden kehittämiseen ja hän myös johti sääsatelliittikuvien käsittelysysteemin kehittämistä. Sen ansiosta vuodesta 1972 alkaen on sääsatellittien kuvia voitu myös näyttää kätevästi ja lähes reaaliaikaisesti osana TV:n sääennusteita.

Koska Suomi oli maapallon pilvikuvien tulkinnan kenties paras tuntija, oli mukana tutkimassa myös Venuksen, Jupiterin ja Saturnuksen pilviä Nasan luotainlentojen tutkijaryhmissä. Hänen periaatettaan käytettiin myös näiden planeettojen sekä Merkuriuksen lämpötasapainon mittaamiseen.

Hän jäi eläkkeelle vuonna 1986 ja kuoli heinäkuun 30. päivänä vuonna 1995.

Lisätietoa Verner Suomesta on muun muassa Wisconsinin yliopiston sivuilla ja Nasan Suomi-sivuilla.

Alla on vielä kaksi Nasan videota Suomi NPP -satelliitista.