Y\TAIVAAN VAELTAJIA Auringon laskettua, selke{n{ ja t{htikirkkaana iltana, n{- kyy t{htien joukossa pieni{ liikkuvia valopisteit{, tekokui- ta. Tekokuut eli satelliitit kiert{v{t Maata 200-40000 kilometrin korkeudessa. T{h{n menness{ Maata kiert{ville ra- doille laukaistujen tekokuiden m{{r{ on noin 7000. Osa lau- kaistuista tekokuista on palannut ilmakeh{{n, osa kiert{{ edelleen toimimattomina ns. "avaruusromuna" Maata. Visuaali- sesti, paljain silmin, voidaan havaita noin 400 tekokuuta ja kiikarilla noin 2000 tekokuuta. Loput Maata kiert{vist{ tekokuista ovat havaittavissa vain kaukoputkilla. Maata kiert{v{ tekokuu on verraten pieni kappale; tavalli- sesti vain muutaman metrin halkaisijaltaan. Paljain silmin voi havaita 3 metrin kokoisen tekokuun noin 1000 kilometrin korkeudesta. Tavallisella kiikarilla voi havaita jo 0.5 met- rin kokoisen tekokuun suunnilleen samasta korkeudesta. Pie- ni tekokuu heijastaa verraten tehokkaasti Auringon valoa. Kun tekokuu sattuu sopivaan kohtaan rataansa eli se muodos- taa riitt{v{n kulman Maan ja Auringon kanssa, heijastuu Au- ringon s{de Maassa olevaan havaitsijaan tekokuun v{lityksel- l{. Nyt havaitsija n{kee tekokuun pienen{ pisteen{ taivaal- la. Jos tekokuu sattuu viel{ t{ll|in py|rim{{n radallaan, n{kee Maassa oleva havaitsija sen vilkkuvana pisteen{. T{l- laisia "vilkkuvia" tekokuita n{kyykin silloin t{ll|in tai- vaalla t{htien joukossa. Useimmat meteorihavaitsijoiden havainnoimat mahdolliset avaruuden gammapulssihavainnot eli ns. flash-havainnot (pistem{isi{ v{l{hdyksi{) ovat juuri te- kokuiden aikaansaannoksia. Riitt{v{n kookas ja Maata l{hell{ kiert{v{ tekokuu saattaa loistaa hetkellisesti jopa taivaan kirkkaimpana kohteena. Auringonlaskun j{lkeen riitt{v{n pime{lt{ ja aukealta ha- vaintopaikalta voi havaita paljain silmin noin 20-30 teko- kuuta tunnin aikana. Useimmat tekokuut n{ytt{v{t nousevan l{ntisest{ horisontista, kadoten pian it{iseen horisonttiin. Tekokuu saattaa liikkua my|s lounaasta koilliseen tai luo- teesta kaakkoon riippuen paljolti havaintopaikasta; useim- milla n{ytt{{ suunta kuitenkin olevan jokseenkin sama. T{l- laiset tekokuut ovat radoilla, jotka hy|dynt{v{t Maan kier- toliikett{. Joskus n{kee tekokuita, jotka liikkuvat etel{st{ pohjoiseen tai p{invastoin. N{m{ ovat tekokuita, jotka ovat ns. polaarisella radalla eli radalla, joka ylitt{{ Maan na- pa-alueet. T{llaisia ovat mm. s{{tekokuut, kuten esimerkiksi Meteor- ja NOAA-tekokuut. Harvemmin n{kee tekokuita, jotka liikkuvat id{st{ l{nteen. T{llainen on esimerkiksi Geosat. Tekokuu ylitt{{ taivaan nopeasti. Noustessaan l{ntisest{ horisontista, se on kohta jo kadonnut it{iseen horisonttiin. Ylitys kest{{ tavallisimmin vain muutaman minuutin. Jotkut saattavat "purjehtia" taivaalla jopa kymmeni{kin minuutteja, toiset taas selvitt{v{t ylityksen jopa minuutissa. Tekokuun nopeus on riippuvainen sen korkeudesta. Korkealla kiert{v{t tekokuut liikkuvat hitaammin kuin matalalla kiert{v{t teko- kuut. 200 kilometrin korkeudessa kiert{v{n tekokuun nopeus on noin 7.8 m/s, kun yli 2000 kilometrin korkeudessa kiert{- v{ll{ tekokuulla nopeus on jo alle 7.0 m/s. Tuollaiselta te- kokuulta kuluu aikaa maapallon kiert{miseen yli kaksi tun- tia, kun nopeimmat suoriutuvat matkasta keskim{{rin noin 90 minuutissa. Tavallisimmin tekokuu ehtii tehd{ vuorokaudessa 14 kierrosta Maapallon ymp{ri. Nopeimmat ehtiv{t tehd{ jopa 16 kierrosta. Joskus tekokuu n{ytt{{ kesken matkaansa taivaalla katoavan j{ljett|miin. T{ll|in tekokuu on todenn{k|isesti mennyt Maan varjoon ts. se ei ole en{{ auringon valaisema. T{m{ on hyvin tyypillist{, jos havaitsee tekokuuta esimerkiksi liian my|- h{{n auringonlaskun j{lkeen tai liian aikaisin ennen aurin- gonnousua. Jotta tekokuu yleens{kin voi n{ky{ havaintopai- kalta, tulee Maan varjon olla noin 100 kilometrin korkeudes- sa, jolloin Aurinko on noin 6 astetta horisontin alapuo- lella. Paras havaintoaika ajoittuu illalla auringonlaskun j{lkeen ja aamulla ennen auringonnousua. Havaintoajan pituus riippuu t{ll|in havaittavan tekokuun korkeudesta. Korkealla kiert{v{t tekokuut n{kyv{t kauemmin kuin matalalla kiert{v{t tekokuut. Havaintoajan pituus riippuu paljon my|s havainto- paikasta ja vuodenajasta. Suomen leveyspiireill{ havaintoai- ka on talvisin noin kolme tuntia, kev{{ll{ ja syksyll{ parisen tuntia. VISUAALISTA TAIDETTA Tekokuiden havaitseminen on kuin taidetta, visuaalista sellaista. Havaitseminen ei ole vaikeaa, mutta ei v{ltt{m{t- t{ helppoakaan. Havaintov{lineiksi riitt{v{t aluksi paljas silm{ ja ajanottokello. On t{rke{{ opetella sopiva havainto- menetelm{, jotta my|hemmin, kokemuksen my|t{, voisi tehd{ tarkkoja, jopa tieteellisestikin arvokkaita havaintoja kii- karin kanssa. Tekokuun paikan m{ritt{miseksi tarvitaan viel{ t{htikartta, jossa ovat kaikki paljain silmin n{kyv{t t{hdet ja josta voi paikan m{{ritt{{ v{hint{{n 0.5 asteen tarkkuu- della. Tarkoitukseen soveltuvia karttoja on runsaasti: Sky Atlas 2000.0, Norton's Star Atlas, Uranometria 2000.0 jne. Tekokuun paikka taivaalla pyrit{{n m{{ritt{m{{n mahdolli- simman tarkasti. Paikanm{{rityksess{ k{ytet{{n apuna l{hei- si{ t{hti{ ja t{htimuodostelmia. Tekokuun paikka m{{ritet{{n t{htien ja tekokuun yhdysjanojen murto-osina. Esimerkiksi kuvassa 1a tekokuu ylitt{{ kahden t{hden (X ja Y) v{lisen yhdysjanan. Paikanm{{ritys tapahtuu nyt jakamalla t{htien yhdysjana murto-osiin ja arvioimalla tekokuun paikka yhdys- janalla. Jos yhdysjana jaettaisiin nyt kahdeksaan osaan, olisi tekokuun paikka janalla 2/8 yhdysjanan pituus t{hdest{ Y. Kuvassa 1b tekokuu sivuaa kahta t{hte{ leikaten t{htien yhdysjanan jatkeen. J{lleen jaamme janan murto-osiin ja saamme tekokuun paikaksi nyt 3/4 janan pituus t{hdest{ Y lu- lukien yhdysjanan jatkeella. Kuvassa 1c tekokuu sivuaa t{htiparia. Nyt ylityskohta ei olekaan en{{ t{htien yhdysjanalla tai sen jatkeella. Paikan m{{ritt{miseksi k{yt{mme nyt avuksi suoraa kulmaa: odotte- lemme, kunnes tekokuu on kuvitellulla t{htien yhdysjanan suorakulmaisella jatkeella. Jakamalla taas yhdysjana osiin, saamme tekokuun paikaksi 3/6 yhdysjanan pituus t{hdest{ Y. Aina ei tekokuu kuitenkaan kulje n{in edullisista paikois- ta, vaan avuksi on otettava erilaisia t{htien trigono- metrisi{ muodostelmia, kuten esimerkiksi tasasivuisia kolmi- oita (kuva 1d), neli|it{ jne. T{ll{ menetelm{ll{ tarkkuus on huomattavasti huonompi, siten on suositeltavaa k{ytt{{ menetelm{{ vasta silloin, kun tekokuu tahtoo v{kisin "karata" havaitsijan n{k|kent{st{. Havaintopaikan tulee olla mahdollisimman pime{ ja paikalta tulee olla hyv{ n{kyvyys havaittavaan kohtaan taivasta. Jos havaitaan satunnaisia tekokuita, ovat parhaita ilmansuuntia silloin l{nsi ja lounas, koska useimmat tekokuut n{ytt{v{t ilmestyv{n juuri n{ist{ suunnista. N{kyvyys ilmansuuntiin tulee olla siten esteet|n. Ennusteiden perusteella havaitta- vien tekokuiden kohdalla riitt{{, kun tekokuun oletettu rata on havaittavissa taivaalla. Mik{li ennusteet on muutettu k{sin havainto-paikalle sopiviksi (siis diagrammien ja tau- lukoiden avulla), on hyv{, ett{ taivaasta olisi esteet|nt{ 3-5 asteen levyinen alue tekokuun oletetun radan molemmin puolin. Useimmiten n{in muunnetut ennusteet eiv{t ole kovin tarkkoja, siten rata saattaa hieman poiketa oletetusta. Tietokoneella muunnetut ennusteet ovat useimmiten hyvinkin tarkkoja. T{ll|in riitt{{, kun oletettu rata tai radan kohta on havaittavissa taivaalta. Tekokuiden havaitsemisessa on turha hidastelu syyt{ unoh- taa, sill{ tekokuu saattaakin yht{kki{ kadota Maan varjoon ja n{in havainnon tekeminen ei olekaan en{{ mahdollista. Ha- vainto kannattaa tehd{ heti, kun tekokuu on vain sopivassa kohtaa taivasta eli voidaan soveltaa edell{ esiteltyj{ mene- telmi{. Parempaa kohtaa ei kannata odottaa, ellei ole t{ysin varma, ettei tekokuu katoa Maan varjoon. Kun tekokuu on so- pivassa kohtaa taivasta, k{ynnistet{{n ajanottokello. T{m{n j{lkeen merkit{{n muistiin ylityskohta (esim. t{htikarttaan tms.). Ajanottokello pys{ytet{{n, kun radiosta tms. saadaan tarkka kellonaika. Varsinainen ylitysajankohta saadaan nyt v{hent{m{ll{ saadusta kellonajasta ajanottokellon n{ytt{m{ aika. Muistiinpanoihin merkit{{n ylityskohdan koordinaatit, ylitysajankohta, tekokuun nimi (mik{li se on tiedossa) tai muu kansainv{linen tunnus ja tietenkin p{iv{m{{r{. N{iden lis{ksi voi merkit{ muistiinpanoihin tietoja tekokuun kirk- kaudesta ja nopeudesta. Mik{li tekokuita havaitaan ennusteiden perusteella, voi oikean tekokuun l|yt{minen tuottaa toisinaan vaikeuksia. On t{rke{{ tiet{{ tekokuuta etsitt{ess{, minne suuntaan sen on laskettu liikkuvan. Ennen havainnon tekoa voi tekokuun radan piirt{{ esimerkiksi t{htikarttaan. Usein ennustettuun yli- tysajankohtaan n{kyy useampia tekokuita ennustetussa kohtaa taivasta. Aina ei tekokuu edes ole havaittavissa ts. se saattaa olla jo Maan varjossa tai se on niin himme{, ett{ sit{ on vaikea havaita. Jos tekokuuennusteet on muutettu tietokoneella havainto- paikalle sopiviksi, on muistettava k{ytt{{ mahdollisimman ajankohtaisia rataelementtej{ tekokuulle, tai tekokuun ennustettu paikka taivaalla saattaa olla useita asteita sivumpana tai tekokuu ilmestyykin useita minuutteja aikai- semmin tai my|hemmin. Useilla matalilla kiert{vill{ teko- kuilla (esim. avaruusasema Mir) rataelementit muuttuvat havaintoihin vaikuttavissa m{{rin. T{llaisia tekokuita havaittaessa on syyt{ muistaa virheen mahdollisuus. TARKKAA TAIDETTA Joskus tulee ajatelleeksi visuaalisesti tehtyjen tekokuu- havaintojen tarkkuutta; voiko harrastaja pysty{ tekem{{n pelk{n kiikarin avulla riitt{v{n tarkkoja, jopa tieteelli- sestikin arvokkaita havaintoja? Useimmiten tekokuuhavaitsi- ja pystyy m{{ritt{m{{n tekokuun paikan noin 0.05 asteen tarkkuudella. Jotkut, kokeneemmat havaitsijat, p{{sev{t vie- l{kin suurempaan tarkkuuteen. Erilaisia paikanm{{ritysmene- telmi{ k{ytett{ess{ on tarkkuus my|s toisenlainen. Kuvan 1a menetelm{{ k{ytt{en voidaan saavuttaa keskim{{rin noin 5 % tarkkuus. Kuvan 1b tapauksessa on tarkkuus jo huonompi, noin 10%-15% luokkaa. Kuvien 1c ja 1d menetelmi{ k{ytt{en, on tarkkuus viel{kin huonompi. Havaintotarkkuuteen vaikuttavat my|s erilaiset h{iri|tekij{t, kuten kylmyys ja v{symys . Te- kokuuhavainnoissa olisi toivottavaa saavuttaa 0.05-0.2 as- teen tarkkuus. Ajanotossa tarkkuuden tulisi olla keskim{{- rin 0.2 sekunnin luokkaa, mutta ihmisen reaktioaika huonon- taa tarkkuutta. Reaktioaika on keskim{{rin 0.2-0.4 sekunnin luokkaa. Harrastajien tekem{t tekokuuhavainnot voivat olla tieteel- lisesti arvokkaita mik{li havainnot on tehty riitt{v{ll{ tarkkuudella ja ne on saatettu tutkijoiden ulottuville. Te- kokuuhavaintojen perusteella tutkitaan p{{asiassa ilmakeh{n ominaisuuksia, kuten esimerkiksi tiheytt{ ja tiheyden muu- toksia, ilmakeh{ss{ tapahtuvia virtauksia, auringon s{teily- paineen vaikutusta ilmakeh{ss{ jne. Havaintoja k{ytet{{n my|s Maan magneettikent{n tutkimiseen. MONENLAISIA TEKOKUITA Yli puolet Maata kiert{vist{ tekokuista on sotilaallisia, noin kuudesosa tutkimustekokuita, kymmenesosa tietoliikenne- tekokuita ja loput s{{- ja navigointitekokuita. Varsinaisten tekokuiden lis{ksi taivaalta l|ytyy erilaisia kantorakettien osia. T{htitieteellinen infrapunatutkimustekokuu IRAS on helppo kohde aloittelevalle harrastajallekin. IRAS kiert{{ Maata noin 900 kilometrin korkeudessa ja n{kyy usein paljain sil- min noin 4 magnitudin kohteena. Kuluneen syksyn aikana se oli hyvin havaittavissa koko Suomessa. Helppo kohde on my|s Landsat 5-kaukokartoitustekokuu, samoin kuin useat s{{teko- kuut, kuten Meteor- ja NOAA-tekokuut. Ne n{kyv{t usein hyvin paljain silminkin. Koska useat s{{tekokuut kiert{v{t Maata polaarisilla radoilla, n{kyv{t ne usein Suomessa jopa havaintopaikan zeniitiss{. Avarusasemista neuvostoliittolai- set Mir ja Salyut 7 on helppo oppia tuntemaan. Kummatkin n{kyv{t melko kirkkaina yleens{ noin 2-3 magnitudin kohtei- na. Mir ja Salyut ovat havaittavissa noin kahden kuukauden v{lein Suomessa, tosin vain maamme etel{- ja keskiosissa, johtuen ratojen alhaisesta inklinaatiosta. Esimerkiksi Mir n{kyi lokakuussa parhaimmillaan Helsingiss{ noin 15 asteen korkeudella. Kev{{n aikana Mir on hyvin havaittavissa Suomesta helmikuussa ja huhtikuussa. Toimimattomista teko- kuista voisi mainita Prosperon, joka oli mikrometeoriitteja tutkiva tekokuu. Nyky{{n se ei ole en{{ k{yt|ss{ ja kiert{{ siten toimimattomana Maata 500-900 kilometrin korkeudessa. Prospero on melko himme{ kohde, joka n{kyy kiikarilla noin 8 magnitudin kohteena. Raketeista lienee tunnetuimpia amerik- kalaiset Agenat, joista monet n{kyv{t kirkkaina kohteina. Suomessa my|s hyvin n{kyv{ Agena 1964-001A n{kyy noin 5 magnitudin kohteena. 컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴 Design. Nimi Korkeus Kiertoaika Kirkkaus 1984-021A Landsat 5 �700 km �98 min. 3-4 mag. 1983-004A IRAS �900 km �103 min. 4-5 mag. 1986-073A NOAA 10 �800 km �101 min. 3-5 mag. 1979-057A NOAA 6 �800 km �101 min. 5-7 mag. 1985-013A Meteor 2-12 �950 km �104 min. 4-6 mag. 1986-017A Mir �350 km �91 min. 2-4 mag. 1982-033A Salyut 7 �450 km �93 min. 2-4 mag. 컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴컴 Taulukko 1: Suomessa n{kyvi{, aloittelevalle harrastajille sopivia tekokuita. ENNUSTEITA Useat alan tieteelliset laitokset ja yhdistykset jakavat harrastajille tekokuuennusteita, joissa on laskettu tekokui- den n{kymisajankohtia. T{llaisten ennusteiden avulla havain- tojen tekeminen on suhteellisen helppoa ja vaivatonta. Useimmiten annettavat ennusteet ovat kansainv{lisi{, siten ne eiv{t sellaisenaan kelpaa havaintojen tekemiseen, vaan ne on muutettava havaintopaikalle sopiviksi. Muutosty| tehd{{n erilaisten taulukoiden ja diagrammien avulla. N{in muutettu- jen ennusteiden tarkkuus on 1-3 astetta. Mik{li k{ytett{- viss{ on tietokone, voidaan ennusteet laskea vaivattomasti erilaisilla ennusteohjelmilla, joiden tarkkuus on yleens{ 0.1-1.0 asteen luokkaa. Suomessa ei ole varsinaista laitosta tai yhdistyst{, joka jakaisi nimenomaan tekokuuennusteita niit{ haluaville. Ilma- tieteen laitokselta saa joitakin ennusteita, tosin vain muutamasta s{{tekokuusta. Er{s ennusteita jakava yhdistys Euroopassa on British Astronomical Association, jolla on my|s suurin havaitsijaryhm{ (Artificial Satellite Section). Ennusteiden saamiseksi on havaitsijan my|s l{hetett{v{ havaintojaan yhdistykselle. Havaitsijat saavat tarkat ha- vainto-ohjeet ja diagrammit ennusteiden muuttamiseksi ha- vaintopaikoille sopiviksi. Ennusteet ovat hyvin muutettavis- sa Suomen oloihin. Yhdysvalloissa NASA:lla on ilmainen ennustepalvelu (NASA Prediction Bulletin) , josta saa teko- kuiden rataelementtej{ ja ennusteita. Ennusteita tulee ti- laajalle noin viikon v{lein halutuista tekokuista. Valitta- vana on yli 400 tekokuuta. Valitettavasti vain Suomeen saapuessaan NASA:n ennusteet ovat hieman vanhentuneita, siten olisi hyv{, jos k{yt|ss{ on tietokone, joka muuntaa ennusteet taas sopiviksi. LIS랻IETOA Tekokuiden havaitseminen on mielenkiintoinen harrastus, ehk{ kuitenkin hieman harvinainen. Suomessa ei nyky{{n ole t{htitieteen yhdistyst{, jossa olisi tekokuiden havaintotoi- mintaa. Harvinaisuudestaan huolimatta, on alasta saatavana lis{tietoa kirjallisuudessa. Esimerkiksi Desmond King-Helen "Observing Earth Satellites" on hyv{ teos aloittelevalle harrastajalle. Varsinainen tekokuiden havaitsemisen k{sikir- ja on Howard Milesin "Satellite Observer's Handbook", joka on tosin jonkin aikaa ollut loppuunmyyty. Tulossa on kuiten- kin uusittu painos. Suomenkielist{ tietoa tekokuiden havait- semisesta on T{htitieteen harrastajan k{sikirjan 1. osassa, jossa on Heikki Ojan artikkeli aiheesta. Mik{li kiinnostusta alaa kohtaan riitt{{, kannattaa kysell{ havainto-ohjeita ym. neuvoja allekirjoittaneelta (Osoite: Keinutie 7 F 139, 00940 Helsinki). Kun kiinnostusta tuntuu edelleen riitt{v{n, on hyv{ liitty{ johonkin havaintoryhm{{n. Esimerkiksi tuo BAA:n Artificial Satellite Section on hyv{ vaihtoehto suomalaisil- le havaitsijoille (Osoite: Howard Miles, Lane Park, Pityme, St. Minver, Wadebridge, Cornwall PL27 6PN, England). Yhdysvalloissa on useampia alan yhdistyksi{, mutta ne ovat pieni{ ja niiden toiminta on v{h{ist{. LOPUKSI Jokaisen tekokuuhavaitsijan harras toive on n{hd{ putoavan tekokuun palavan ilmakeh{ss{. Tapahtuma on harvinainen mutta upea. Silloin t{ll|in matalalla kiert{v{ tekokuu palaa ilma- keh{{n ja tuhoutuu yleens{ kokonaan. Joskus kuitenkin putoaa kiinteit{kin kappaleita Maan pinnalle. Suurimpia Maan pin- nalle s{ilyneit{ tekokuun kappaleita oli vuonna 1962 l|ydet- ty 10 kg painoinen Sputnik 4-tekokuun osa Lake Michiganin l{heisyydest{. Ehk{ kaikkein tunnetuin tuhoutuminen oli Skylab 1-tekokuun putoaminen vuonna 1979, josta l|ydettiin kookkaita kappaleita Australiasta. Syksyll{ 1988 odotettiin ydinreaktorilla toimivan Cosmos 1900-tekokuun putoavan Maa- han. Cosmos 1900:n rata kulki my|s Suomen ylitse. Tekokuun turvaj{rjestelm{n ansiosta, tekokuu j{ikin Maata kiert{v{lle radalle. Vuosittain tuhoutuu kymmenitt{in tekokuita ilmakeh{ss{, mutta vain harvasta tekokuusta s{ilyy kappaleita Maan pin- nalle asti. Toistaiseksi ei ole kuitenkaan tapahtunut pudon- neiden kappaleiden aiheuttamia onnettomuuksia. Voimme siis olla viel{ toistaiseksi rauhallisia. Mutta jos jotain joskus sattuu putoamaan taivaalta, ainahan voimme yritt{{ v{ist{{. Ei se niin kauheaa ole. Leo Wikholm - - - - - - Artikkeli julkaistu T{hdet ja Avaruus-lehdess{ 1/89 OBSERVING ARTIFICIAL SATELLITES Desmond King-Hele, Russel Eberst, Sky&Telescope May 1986 OBSERVING EARTH SATELLITES Desmond King-Hele INTRODUCTIONS Howard Miles, British Astronomical Association, Artificial Satellite Section NASA PREDICTION BULLETIN National Aeronautics and Space Administration NASA Gobbard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland TEKOKUUT Heikki Oja, T{htitieteen harrastajan k{sikirja 1 T{htitieteellinen yhdistys Ursa ry.