Suomen Akatemian huippuyksikössä tehdään mullistavaa tutkimusta avaruussään ilmiöistä. Projektissa ovat mukana Helsingin yliopisto, Aalto-yliopisto, Ilmatieteen laitos ja Turun yliopisto.
Alan tutkimuksen haasteena on ollut saada mittalaitteita tarpeeksi lähelle aurinkoa. Euroopan avaruusjärjestön SOHO-luotain on tutkinut Aurinkoa 1990-luvun puolivälistä asti noin 1,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta.
– Kun suoria havaintoja ei ole, joudumme käyttämään mallinnusta. Kehittämämme Vlasiator on maailman tarkin avaruuden olosuhteita mallintava simulaatio. Sen luoma kuva vastaa tilannetta, jossa meillä olisi noin 300 kilometrin välein mittauksia tekevä satelliitti, professori Minna Palmroth toteaa Tieteessä tapahtuu -lehdessä.
Vlasiator tuottaa valtavan määrän dataa ja sen pyörittäminen vaatii erittäin tehokkaita supertietokoneita. Malli vie helposti kymmenkertaisen laskentatehon nykyisiin sääsimulaatioihin verrattuna.
– Vlasiatorin avulla päästään kiinni fysiikkaan, joka on avaruussäähän liittyvien ilmiöiden taustalla, Palmroth sanoo.
Simulaatiomallilla voidaan tukea satelliittien tuottamaa suoraa dataa. Pelkkä mittaustulos ei esimerkiksi kerro, onko muutos avaruussäässä tapahtunut juuri mittauspsiteessä vai onko sen ohi mahdollisesti kulkenut hiukkaspilvi.
– Avaruusfysiikkaa ovat perinteisesti hallinneet mittaukset, ja siksi siihen on liittynyt paljon mysteereitä: miksi asiat tapahtuvat niin kuin ne tapahtuvat. Vlasiatorin animaatioiden avulla pystymme nyt ratkomaan arvoituksia, jotka ovat askarruttaneet tutkijoita jopa vuosikymmenien ajan.
Huippuyksikön varsinainen tehtävä on tutkia, miten avaruustutkimusta voitaisiin tehdä nykyistä kestävämmin. Eräs jatkuvasti paheneva ongelma on avaruusromu, joka uhkaa sekä satelliitteja että miehitettyjä lentoja.
Tutkimuksessa selvitetään, miten avaruussää vaikuttaa satelliitteihin ja avaruusromuun. Ionosfäärin olosuhteet ja säteilyolot vaikuttavat satelliittien elinkaareen ja siihen, millaisella aikataululla kappaleet putoavat Maan ilmakehään.
– Voidaan jopa sanoa, että Suomi on avaruussään tutkimuksen suurvalta. Meillä on aloitettu Maan magneettikentän mittaukset vuonna 1838 eli jo ennen maanpäälliseen säähän liittyviä mittauksia, Palmroth sanoo.
– Ja nyt meillä on Vlasiator, joka on ensimmäinen Maan kokoisen magneettikentän mallintamiseen pystyvä simulaatio.
