Vilkkuvat satelliitit

Useat Maata kiertävät satelliittit ja muut kantorakettien jäännökset pyörivät enemmän tai vähemmän radoillaan. Tällaiset kappaleet näkyvät Maahan vilkkuvina satelliitteina. Tähtikirkkaalta taivaalta, pian auringonlaskun jälkeen voi löytää useita vilkkuvia satelliitteja.

Monenlaisia välähtelijöitä

Vilkkuvia satelliitteja on monenlaisia. Vilkkuminen voi olla säännöllistä tai epäsäännöllistä. Vilkkumisjakso saattaa pysyä useita päiviä, viikkoja tai jopa kuukausia vakiona, kunnes se yhtäkkiä muuttuu. Jo pienen avaruusromun kappaleen törmäys satelliittiin saattaa olla muutoksen aiheuttaja. Joillakin tekokuilla vilkkuminen on sekä säännöllistä että epäsäännöllistä eli säännöllisen vilkkumisjakson seassa saattaa erottua epäsäännöllisiä välähdyksiä.

Laukaisun yhteydessä kantorakettien palaset jäävät usein pyörimään radoilleen. Jotkut satelliittit on suunniteltu pyörimään jonkin verran radallaan, pysyäkseen jossain tietyssä asennossa. Kun kappaleen pyörimisenergia loppuu, vähenee pyöriminen. Pyörimiseen vaikuttavat myös mm. aurinkotuuli, ilmakehän vastus ja Maan magneettikenttä.

Taivaalla on monenlaisia välähtelijöitä. Useimmilla vilkkujilla jakso on selvästi erotettavissa. Satelliitti saattaa kadota hetkeksi näkymättömiin tai on muuten hyvin himmeä minimin aikana. Joillakin jakso on taas hyvin laakea; kirkkaus muuttuu hyvin hitaasti magnitudin tai kaksi. Eräät näyttäytyvät taivaalla vain terävinä välähdyksinä muutamien sekuntien välein. Joillakin satelliiteilla välähtely on enemmän tai vähemmän säännöllistä ja varsinaisten välähdysjaksojen välillä saattaa esiintyä lyhyempiä vilkkumisjaksoja.

Välähtelyn määrää kappaleen muoto

Vilkkuva satelliitti saattaa olla varsin monimuotoinen kappale avaruudessa. Muodoiltaan pyöreä kappale näkyy Maahan melko tasaisen kirkkaana. Kulmikas, pyörivät kappale näyttäisi taas vaihtelevan kirkkaudeltaan melkoisesti. Jos pyörähdysakseli on vinossa havaitsijaan nähden, mutkistaa tämä merkittävästi satelliitin pyörimisen ja vilkkumisen välistä yhteyttä. Vilkkumisjakso ei kerro suinkaan aina satelliitin pyörähdysjaksoa, sillä yhden pyörähdyksen aikana satelliitti saattaa välähtää jo monta kertaa.

Vilkkuvien satelliittien seuranta

Vilkkuvat satelliittit ovat erinomainen seurannan kohde. Tätäkin alaa voi harrastaa monella tavalla. Tieteellisintä on yrittää määrittää tiettyjen satelliittien vilkkumisjaksoja. Tällaisia havaintoja hyödynnetään tieteellisiin tutkimuksiin, tutkittaessa satelliittien pyörimistä ja aurinkotuulen vaikutusta ilmakehässä.

Kun tarkkaillaan yksittäisiä vilkkuvia satelliitteja, tarvitaan apuvälineeksi kiikari, sillä muutoin ei voida kunnolla tehdä riittävän tarkkoja havaintoja satelliittien vilkkumisjaksoista. Kiikarin lisäksi tarvitaan vielä ajanottokello, jolla aika saadaan luettua vähintään kymmenesosasekunnin tarkkuudella. Tähän tarkoitukseen soveltuvat lähes kaikki nykyiset ajanottokellot. Varsinaisten havaintovälineiden lisäksi tarvitaan tietysti tähtikartta ja satelliittiennusteet.

Vilkkuvia satelliitteja havaittaessa hyödynnetään satelliittihavainnoinnin perustaitoja eli ensin katsotaan ennusteesta, mistä kohtaa taivasta satelliitti tulee liikkumaan ja valitaan sen reitin varrelta sopiva havaintokohta. Koska kyseessä on vilkkuva satelliitti, kannattaa sen etsimisessä olla tarkkana, sillä mahdollisuudet satelliitin kadottamiseen ovat erinomaiset.

Jos satelliitin vilkkumisjakso on yli 10 sekuntia ja se on himmeä kohde, saattaa satelliitin löytäminen tuottaa toisinaan vaikeuksia. Himmeä välähdys satelliittista esimerkiksi kerran 10 sekunnissa on todella huomaamaton ilmiö. Jos kiikarin näkökenttä on suppea ja satelliittilla on pitkä vilkkumisjakso, voi olla ettei satelliitti välähdäkään kiikarin näkökentässä vaan kulkee "pimeänä" sen poikki. Satelliittita etsittäessä kannattaa kiikaria hieman liikutella edestakaisin havainto-kohdan ympärillä.

Kun haluttu satelliitti viimein näkyy kiikarilla aloitetaan sen seuraaminen. Ajanottokello käynnistetään satelliitin valonvaihtelun sopivassa vaiheessa, esimerkiksi kun satelliitti on himmeimmillään. Tämän jälkeen alamme laskemaan vilkkumisjaksoja. Jaksoja kannattaa laskea mahdollisimman paljon, riippuen paljolti yhden vilkkumisjakson pituudesta. Jos jakson pituus on 10 sekunnin luokkaa tai alle sen, voimme onnistua laskemaan kymmeniä jaksoja. Satelliiteilla, joilla on pitkä, yli 10 sekunnin jakso, jää laskettavien jaksojenkin määrä vähäisemmäksi. Jos satelliittilla on alle sekunnin mittainen jakso, jaksoja ehtii laskemaan jo useita kymmeniä. Ajanottokello pysäytetään samanlaiseen valonvaihtelun vaiheeseen kuin missä se käynnistettiinkin. Satelliitin vilkkumisjakson saamme nyt selville jakamalla ajanottokellon näyttämän ajan vilkkumisjaksojen lukumäärällä.

ESIMERKKI: Vilkkuva Kosmos 1320 -satelliitti ilmestyi taivaalle kello 19.00. Kiikarin näkökentässä se erottui noin 6 magnitudin vilkkuvana kohteena. Ajanottokello käynnistettiin, kun satelliitti oli kirkkaimmillaan "välähdysvaiheessa". Satelliitin liikettä seurattiin 15 välähdyksen ajan ja ajanottokello pysäytettiin lopulta taas satelliitin ollessa kirkkaimmillaan. Havainnon päätyttyä ajanottokello näytti aikaa 102 sekuntia. Jakamalla havaintoaika välähdysten määrällä saamme vilkkumisjaksoksi 102 / 15 = 6,8 sekuntia.

Koska satelliittien vilkkumisjaksohavaintoja käytetään myös tutkimustarkoituksiin, on huolella tehdyillä havainnoilla ja erityisesti muistiinpanoilla olennainen merkitys. Muistiinpanoissa tulee mainita päivämäärä, havaittu satelliitti, kellonaika, jolloin havainto tehtiin, havainnon kestoaika sekunteina, havainnon arvioitu tarkkuus sekunteina, havaittujen välähdysten määrä sekä vilkkumisjakso sekunteina oheisen esimerkin tapaan.

Havainnon tarkkuudella tarkoitetaan tässä sitä tarkkuutta, jolla onnistui havainnon tekemään eli lähinnä kuinka nopeasti onnistui ajanottokellon käynnistämään satelliitin vilkkumiseen nähden. Tämä riippuu paljolti henkilökohtaisesta reaktionopeudesta. Tavallisimmin se vaihtelee jossain 0.3-0.5 sekunnin välillä.

ESIMERKKI

Vv Kk Pv Kohde UT Kesto Tar Lkm Jakso Huom. -- -- -- ------ -------- ------ --- --- ----- -------- 91 03 02 81116J 17 30 00 44.85 0.4 7 6.41 6 mag. 91 03 25 81116J 18 35 00 34.46 0.5 5 6.89 91 03 30 90046B 20 15 00 24.79 0.3 12 2.07

Oheisissa vilkkuvien satelliittien havainnoissa on siis aluksi mainittu havainnon ajankohta: vuosi (Vv), kuukausi (Kk) ja päivä (Pv). Tämän jälkeen on mainittu havaitun satelliitin designaatio, joka on saatu satelliittiennusteista. Havaintoaika on mainittu yleisajassa (UT). Havainnon kesto on mainittu sekunteina. Tämän jälkeen on mainittu havainnon arvioitu tarkkuus sekunteina. Lopuksi on mainittu havaittujen välähdysten lukumäärä (Lkm), satelliitin vilkkumisjakso sekunteina sekä muita huomioitavia asioita.

Havainnon tarkkuudella tarkoitetaan tässä sitä tarkkuutta, jolla onnistui havainnon tekemään eli lähinnä kuinka nopeasti onnistui ajanottokellon käynnistämään satelliitin vilkkumiseen nähden. Tämä riippuu paljolti henkilökohtaisesta reaktionopeudesta. Tavallisimmin se vaihtelee jossain 0.3-0.5 sekunnin välillä.

Vilkkuvia satelliitteja havaittaessa on jakso helpointa määrittää, kun satelliitin vilkkumisjakson pituus on 1-5 sekuntia, mutta vielä alle 20 sekunnin pituiset jaksot eivät tuota suurempia ongelmia. Pidemmillä jaksoilla ei havaittaessa ehditä jaksoja montaakaan laskemaan, joten tarkkuuskin jää pienemmäksi. Jos vilkkumisjakso on alle 1 sekunnin, välähdysten erottaminen toisistaan on vaikeaa ja laskuissa menee useimmiten sekaisin. Vielä 0.5 sekunnin jakson määritys voi onnistua, mutta tätä lyhyemmillä jaksoilla havainnon teko on vaikeaa tai mahdotonta.

Havaintopaikan vilkkuvat satelliittit

Laskemalla satunnaisesti taivaalla näkyviä vilkkuvia satelliitteja ja määrittelemällä niiden vilkkumisjaksoja, voitaisiin koota ehkäpä jonkinlainen tilasto siitä, kuinka paljon yleisiä tällaiset vilkkuvat satelliittit ovat ja millainen on niiden keskimääräinen vilkkumisjakso. Samalla voitaisiin tutkia, kuinka paljon huomattavasti pyöriviä satelliitteja on Maata kiertävillä radoilla. Tällä ei sinällänsä ole mitään tieteellistä havaintomerkitystä, mutta tämä lähinnä yleisen mielenkiinnon vuoksi.

Havaintojakson pituus saa olla enintään 90 minuuttia. Tänä aikana havaitsija pyrkii laskemaan kaikki taivaalla näkyvät vilkkuvat satelliittit ja/tai määrittelemään niiden vilkkumisjaksoja. Muistiinpanoihin merkitään, kuinka monta vilkkuvaa satelliittita havaintojaksolla nähtiin ja mikä oli satelliittien keskimääräinen vilkkumisjakso. Vilkkumisjakson määrittelyssä voi käyttää apuna kiikaria ja ajanottokelloa, mutta muuten havaitseminen olisi tarkoitus tehdä paljain silmin.