Denne artikkelen er produsert og finansiert av UiT Norges arktiske universitet - les mer.
I Ramfjord utenfor Tromsø ligger EISCAT-prosjektet, et stort anlegg med romradarer – såkalte scattere.(Foto: UiT)
Nå gjør de svimlende oppdagelser med romradarer
Med disse klarer forskerne å få øye på noe av det minste som eksisterer – elektroner – på opptil tusen kilometers avstand. Neste år kommer enda bedre radarer som skaper uante muligheter.
Det er en ganske svimlende tanke: Alt i vår verden, inkludert verdensrommet, er som kjent bygget opp av bitte små atomer.
I et lite sandkorn er det rundt 1 000 000 000 000 000 000 000 atomer.
Atomet er bygget opp av enda mindre partikler, blant annet elektroner.
Fysiker Juha Vierinen klarer å få øye på elektroner over hundre til tusen kilometer over bakken.
Hvis vi tar utgangspunkt i den korteste avstanden, blir det som å sitte i Tromsø og kunne se en prikk som er tegnet på et ark i Harstad.
Eller – med utgangspunkt i den lengste avstanden – som å være i Oslo og få øye på et lite insekt i Bodø.
– Vi klarer å se enkeltelektronene i grupper. Vi måler tettheten i elektroner per kubikkmeter, fordi det er den som avgjør hvor mye forstyrrelser vi kan få i vår elektriske trafikk, forklarer Vierinen.
Han jobber med å utvikle nye høyteknologiske 3D-romradarer, for å få best mulig data til nordlysforskningen.
Supermoderne romradarer
Fysikerne ved UiT Norges arktiske universitet har siden 1970-tallet vært blant drivkreftene i det multinasjonale EISCAT-prosjektet, et stort anlegg med romradarer, såkalte scattere, i Ramfjord utenfor Tromsø.
Det er et samarbeid mellom mange europeiske land, i tillegg til Japan og Kina. Radarene driftes til studier av jordens øvre atmosfære og har i årenes løp tiltrukket seg forskere fra hele verden til Tromsø.
I 2021 avløses EISCAT av et splitter nytt romradaranlegg i milliardklassen – EISCAT 3D.
I alt 10 000 radarantenner skal plasseres ut i Skibotndalen, samt i Kiruna i Sverige og Karesuando i Finland.
I tillegg til forskning kan det være EISCAT 3D vil få en operativ rolle med internasjonal varsling av romvær.
Avansert oppgradering
De nye radarene vil bli mye mer avanserte enn forgjengerne. De kan forandre retning lynraskt om noe skjer i rommet og får mye høyere oppløsning og brennvidde.
Forskerne sier man kan sammenligne de nye radarene med å få nye, mye skarpere briller, der du plutselig kan se det som før var uklart.
Det «gamle» systemet består av parabolantenner, som tar lang tid å bevege. Hvis man vil måle retning, måler de bare ett punkt av gangen.
Annonse
Med de nye antennene får vi en vifte av stråler som tar bilder over et enormt høydeområde på en og samme tid.
Siden de skal ha anlegg også i Finland og Sverige, vil vi få målinger fra tre forskjellige vinkler, altså kan forskerne se nordlyset i tre dimensjoner. Da vil de kunne se om et fenomen nærmer seg: en plasmasky eller en annen struktur, og de kan stille radarene inn på dette.
Juha Vierinen er førsteamanuensis i romfysikk ved UiT. Han jobber med å utvikle det nye romantenneanlegget EISCAT 3D, som vil åpne for helt nye muligheter for romforskerne.(Foto: UiT)
Åpner en ny verden
– I tillegg til at de kan skanne himmelen raskere og at vi derfor får et mye bedre bilde av den delen av atmosfæren der nordlyset opptrer, vil radarene tillate forskerne flere ting, forteller Vierinen.
De vil kunne lage radarkart over månen for studier av dens geologiske sammensetning.
De vil også kunne observere baner av meteoroider som brenner opp i atmosfæren vår – hele to tusen meteorer i timen vil kunne bli observert.
I tillegg vil forskerne kunne spore og oppdage såkalt romsøppel – menneskeskapte gjenstander som har blitt igjen i rommet.
Det er for eksempel satellitter som ikke lenger er i bruk, eller raketter og drivstoff som har blitt brukt til oppskytning av satellitter.
I årenes løp har det blitt mer og mer romsøppel. Ifølge Store Norske Leksikon har rundt 7500 satellitter blitt plassert i bane rundt jorden siden 1957, hvorav rundt 4300 fortsatt befinner seg i verdensrommet. Bare 1200 av disse er fortsatt operative, mens resten anses som romsøppel.
Til nå har ekspertene kartlagt rundt 29 000 biter av romsøppel som er større enn 10 centimeter. Dette utgjør en økende risiko for romfart.
Det nye anlegget vil altså gi mange nye muligheter.
– Det vil åpne seg en ny verden, slår Vierinen fast.
Annonse
Nordlys oppstår når biter av solas plasma treffer gasser i atmosfæren, både på jorda og andre planeter med atmosfære. Nordlyset kan også bidra til å forandre temperaturen på jorda.(Foto: Mostphotos)
Kan forandre temperaturen på jorda
Det er mer ved nordlyset enn mange vet.
– Nordlyset kan faktisk også forandre temperaturen på jorda, forteller Vierinen.
Nordlys oppstår når energirike partikler fra sola kolliderer med gassene i atmosfæren.
Kollisjonene setter i gang kjemiske reaksjoner som øker produksjonen av blant annet nitrogenoksid (NOx) i atmosfæren. Om sommeren blir disse Nox-gassene fjernet av sola som varmer opp jorda.
Om vinteren og i mørketida derimot, når sola ikke skinner direkte på nordområdene, oppstår det vinder som fanger gassene, og de kan bli transportert nærmere jorda.
– I stratosfæren, nærmere bakken, er det ozongass. Hvis det kommer NOx ned dit, skjer en kjede med kjemiske reaksjoner, og ozonet brytes ned. Da får vi mer ultrafiolett stråling tilbake til jorda, og temperaturen kan derfor forandres med pluss eller minus en til tre grader, forklarer Vierinen.
Dette er ny forskning, og det gjenstår å se hvor mye dette har å si for situasjonen med menneskeskapte klimaendringer. Men en ting er sikkert:
– Disse endringene er laget av naturen selv, og de kan vi ikke gjøre noe med – de er bare der, sier han.
Juha Vierinen har alltid vært fascinert av sola.
– Sola er en stor ball av hydrogen og plasma, en gigantisk fusjonsreaktor. Vi og alt levende suger til oss energi fra sola. Den er grunnen til at vi er i live. Det er spennende å få studere hva som skjer når en del av solas materiale kommer inn i atmosfæren, sier romfysikeren.
Sola er grunnen til at vi er i live, sier Juha Vierinen. Han studerer hvordan utbrudd fra sola påvirker oss.(Illustrasjonsfoto: Colourbox)
Fortsatt mange spørsmål
Annonse
Vi vet mye i dag om hvordan verdensrommet fungerer. Men fortsatt har nordlysforskerne mange spørsmål.
– Vi ønsker å øke vår evne til å forutse store utbrudd fra sola og solstormer, på lengre sikt. Da må vi forstå enda mer om hvordan stormene oppstår og hvordan de flyter i rommet, sier Vierinen.
Det er derfor han mener grunnforskning – forskning der man undersøker noe uten helt å vite hva man vil finne – er høyst nødvendig.
– Grunnforskning er viktig fordi vi ikke vet hva som er viktig. Om ikke Einstein hadde fulgt sin nysgjerrighet og undersøkt fenomener, ville han ikke ha utviklet hverken relativitetsteoriene eller kvantemekanikken, sier Juha Vierinen.
