VTT:n kehittämällä radiovastaanottimella uutta tietoa maailmankaikkeudesta

21.3.2013

 
Odotukset ylittyneet Euroopan avaruusjärjestön päähankkeessa

VTT:n johdolla yhdessä muiden suomalaisten tutkijoiden kanssa kehitetty äärimmäisen herkkä ja tarkka 70 gigahertsin taajuudella toimiva radiovastaanotin on ylittänyt odotukset Euroopan avaruusjärjestön (ESA) Planck-luotainhankkeessa. Kyseessä on ESAn noin 400 miljoonan euron päähanke, jossa mitataan avaruudessa L2-radalla olevan luotaimen kautta kosmista mikroaaltotaustasäteilyä. Radion vastaanottamien signaalien avulla kerätään uutta tietoa, jonka avulla voidaan arvioida yhä tarkemmin maailmankaikkeuden syntyä ja ikää sekä pimeän aineen ja energian osuutta. Radiovastaanotin on koko mittavan Planck-luotainhankkeen keskeinen laite.

ESAn Planck-luotain laukaistiin avaruuteen noin 1,5 miljoonaa kilometriä maasta sijaitsevalle L2-radalle toukokuussa 2009. Radiovastaanottimella on nyt mitattu kosmista mikroaaltotaustasäteilyä yli kolmen vuoden ajan. 

”Suomessa kehitetty maailman herkin radiovastaanotin on ylittänyt odotukset, ja toiminut kaksi kertaa pitempään kuin oli alun perin arvioitu. Kevään kuluessa radiovastaanottimella tehdään L2-radalla viimeisiä mittauksia, jonka avulla voidaan tarkentaa maailmankaikkeuden ikää, geometriaa sekä näkymättömän pimeän aineen ja pimeän energian määrää. Pimeää ainetta ei pysty suoraan havainnoimaan vaan vaikutus näkyy epäsuorasti mm. galaksien liikkeessä. Kaikkialla olevaa näkymätöntä pimeää energiaa puolestaan tarvitaan selittämään vasta 1998 havaittu maailmankaikkeuden kiihtyvä laajeneminen”, kertoo VTT:n t&k-toiminnan kehittämisen johtaja Jussi Tuovinen.

Maailmankaikkeuden iäksi arvioitu noin 13,7 miljardia vuotta tulee tarkentumaan. Näkyvien osien, kuten tähtien, galaksien ja sumujen, osuuden kaikesta maailmankaikkeuden aineesta arvioidaan olevan noin viiden prosentin luokkaa. ”Pimeän aineen ja energian määrästä saamme uutta tietoa. Hyvin mullistavaa olisi saada tietoa siitä, tarvitaanko maailmankaikkeuden kuvaamiseen muitakin kuin kuutta nykyistä pääparametria”, sanoo Tuovinen. ”Suomalaisten osuus ESAn satojen miljoonien eurojen Planck-luotainhankkeessa on ollut todella merkittävä, sillä olemme kehittäneet koko hankkeen onnistumisen kannalta erittäin tärkeän ja teknisesti vaativan laitteen.” 

Uutta teknologiaa kaupallisiin tarpeisiin

Planck-luotain kiertää auringon samassa ajassa kuin maa, jotta siihen saadaan yhteydet. Radiotaajuuskomponentein mitattua tietoa analysoidaan edistyksellisin datankäsittely- ja kuvantamismenetelmin. 

”Tämä hanke on erinomainen osoitus siitä, miten pitkäjänteisellä sekä tiiviillä tutkimusyhteistyöllä voidaan kehittää uutta teknologiaa ja saada ainutlaatuista tietoa ympäristöstämme. Olemme kehittäneet maailmanluokan radiotekniikkaa ja luoneet tutkimuksella myös merkittävää teknologista pohjaa toteuttaa langattoman viestinnän ratkaisuja sekä kuvantamisen menetelmiä kaupallisiin tarpeisiin. Kehittämäämme teknologiaa voidaan hyödyntää monipuolisesti tietoliikenneverkoissa ja tukiasemissa, mobiili- ja elektroniikkalaitteissa, älykkäissä matkanopeussäätimissä sekä vaatteiden läpi näkyvissä turvatarkastuslaitteissa”, kertoo Tuovinen. 

70 gigahertsin radiovastaanottimen kehittämiseen osallistui 15 suomalaista tutkijaa VTT:n ja Aalto-yliopiston MilliLab-tutkimuslaboratorion johdolla. Pienikokoisen ja äärimmäisen herkän radiovastaanottimen kehittäminen kesti kaikkiaan yli kymmenen vuotta. Hankkeen rahoittamiseen osallistuivat VTT:n lisäksi Tekes ja Suomen Akatemia. Suunnitteluun ja rakentamiseen osallistui VTT:n ja Aalto-yliopiston Metsähovin radiotutkimusaseman lisäksi elektroniikkajärjestelmiin erikoistunut insinööritoimisto DA-Design Oy. Helsingin yliopisto, Metsähovin radiotutkimusasema ja Turun yliopiston Tuorlan Observatorio ovat keskeisessä asemassa mittaustulosten hyödyntämisessä.

ESA:n mittavaan Planck-luotainhankkeeseen on osallistunut kaikkiaan noin 400 kansainvälistä tutkijaa. 

Kuvia ja videomateriaalia Planck-hankkeesta:

Videoita Planck-hankkeesta (Lähde ESA)

Kuvakooste Planck-hankkeesta

Aalto-yliopiston Tuorlan ja Metsähovin tieto- ja kuvapaketti Planck-hankkeesta

Asiakaspalvelu
Sähköpostiinfo@vtt.fi
Puhelin020 722 7070
Avoinna arkisin klo 9.00 - 11.00 ja 12.00 - 15.00