Raket hjälper KTH-forskare studera norrsken

Publicerad 2020-03-11

Förra veckan infann sig äntligen de perfekta väderförhållandena så att raketen Spider-2 kunde lyfta från stationen Esrange utanför Kiruna. Raketen, som mätte olika punkter inne i ett norrsken, krävde nämligen idealiska förhållanden. Nickolay Ivchenko, universitetslektor i rymd- och plasmafysik, är projektets huvudforskare och ledare.

Hallå där Nickolay Ivchenko! Berätta om Spider-2. Vad hoppas ni att få veta?

- Med SPIDER-2 experimentet vill vi undersöka fysikaliska processer i den delen av jonosfären som varken kan nås av satelliter (som brinner upp på så låg höjd) eller av ballonger (som inte kan stiga så högt upp). På det sättet är området kring 100 km höjd bara tillgängligt för mätningar med hjälp av raketer.

Spider-2 är speciell för att de inte bara har instrument på själva raketen, utan skjuter också ut tolv enheter som faller fritt. Åtta av de här enheterna fäller ut elektroder på tunna trådar för att mäta elektriska fält och plasmaegenskaper. De återstående fyra är till för att mäta höjdprofiler på neutrala vindar och temperatur.

SPIDER-2 flyger inom området med stark växelverkan mellan jonosfären och den neutrala atmosfären, och man vill förstå fysikaliska processer i det området. Elektriska fält sätter elektroner i plasmat i rörelse med hundratal meter per sekund, medan joner på dessa höjder rör sig tillsammans med den neutrala atmosfären, som kan ha vindar på tiotal meter per sekund i en helt annan riktning. Det är denna växelverkan mellan neutrala och joniserade komponenter vi vill förstå, hur de fungerar på olika skalor.

Du var på plats under uppskjutningen. Vad var det som gjorde att uppskjutningen dröjde så? Hur kändes väntan?

- Det är skillnad på en satellit och en sondraket när det gäller vetenskapliga mätningar. Satellitens bana är i princip given, man kan inte styra den att passera där man vill, när man vill. En sondraket däremot kan man välja att skicka upp precis när förhållandena är rätta. Det betyder att man väntar med att skjuta upp raketen tills det är rätt läge. I vårt fall handlar det om att ha norrsken, med dess elektriska strömmar och elektriska fält längs med raketbanan. Dessutom vill man ha klar himmel så att norrsken kan mätas från marken, i vårt fall har vi samarbete med Institutet för Rymdfysik och deras nätverk av norrskenskameror (ALIS4D) runt om Kiruna. Sedan finns det en del randvillkor av rent tekniskt karaktär. Då raketen saknar styrsystem är det viktigt att förstå hur vindar ser ut vid uppskjutningsplatsen, så att banan inte avviker för mycket från den nominella, detta är faktiskt ett säkerhetskrav. Vi har friflygande enheter som skjuts ut från huvudraketen, och dessa bärgas med helikopter efter landningen. Det kräver att väderprognosen är gynnsam för morgonen efter uppskjutningsnatten, så att helikopter kan flyga och det inte snöar för mycket.

Det har visat sig svårt att få alla dessa krav uppfyllda, därför fick man vänta ganska länge. Vädret i januari var inte bra för oss överlag, med mycket snö och molnighet. Det kändes förstås ganska trist, men man kan inte göra så mycket åt det. Däremot var det väldigt skönt att få ihop alla pusselbitar, och att kunna skicka upp raketen när förhållandena blev rätta.

Vad är nästa steg, nu när mätdatan samlats in?

- Nu har vi fått en del data från raketen, och väntar på andra delar från våra kollegor, som avser data från markkamerorna som i vissa fall behöver hämtas till fots eller skidor, och andra källor. Sen följer det spännande arbetet att pussla ihop alla datakällor till en sammanhängande bild av fysikaliska processer i jonosfären just då raketen flög igenom. I fallet SPIDER-2, har flygningen gått igenom så kallande pulserande norrsken, som består av flertal fläckar som slås av och på med några sekunders intervall. Det blir intressant att se hur dessa strukturer och tidsvariationer hänger ihop med elektriska strömmar och plasmaparameterar, och vilken effekt det har på atmosfären vid 100 km höjd.

Tillhör: Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS)
Senast ändrad: 2020-03-11