Ta magnetosfæren, til dømes. Magnetfeltet rundt jorda fungerer som eit skjold, som skjermar jorda frå elektrisk lada partiklar frå sola, den såkalla solvinden. Men å studere grenseflatene i magnetosfæren med satellitt, har vore vanskeleg.

Det kan til dels samanliknast med å gå ute med bind for augo, og brått merke at det tek til å regne. Korleis kan du vite om regnet starta der og då, eller om det var du som tilfeldigvis gjekk inn i eit område der det allereie regna?

Avstand gir oversikt

Kjellmar Oksavik har nyleg disputert for dr.scient-graden i romfysikk ved Universitetet i Bergen (UiB). I arbeidet med doktorgraden har han vore med på å utvikle fleire nye metodar for å studere tredimensjonale fenomen i den øvre atmosfæren og det nære verdsrommet.

- Den nye metoden inneber at vi ser på ionar i området rundt satellitten, og ikkje berre på korleis satellitten fysisk kryssar grenseflata til magnetfeltet, seier han.

Studiet av magnetosfæren baserer seg på bruk av dei fire Cluster-satellittane, som tilhøyrer European Space Agency (ESA), og som Norge også har vore med på å utvikle. Satellittane flyg i ein pyramideliknande formasjon som gjer det mogleg å studere grenseflater i magnetosfæren i tre dimensjonar. Dei vart sende ut i rommet i juli og august 2000, og dette er første gong at fire identiske romfartøy flyg i formasjon rundt jorda.

- Dei energetiske ionane har ei sirkelrørsle med ein radius på fleire tusen kilometer. Når satellitten kjem inn i magnetosfæren, misser han ionane som sirkla rundt han. Med bruk av ionar, kan vi måle på avstand, vi kan sjå korleis grenseflata i magnetfeltet kjem mot satellitten, passerer og trekkjer seg tilbake, forklarer Oksavik.

Heimelaga instrument

Dei fire Cluster-satellittane ber med seg fleire instrument, og instrumenteringa er identisk på alle satellittane. I undersøkingane sine har Oksavik nytta spektrometeret RAPID, som delvis er bygd av romfysikkseksjonen ved UiB.

- Instrumentet kan skilje mellom ulike typar ionar og ulike energiområde i ei romleg fordeling rundt satellitten. Vi kan få meir informasjon om eit fenomen når vi kan studere det på avstand.

Teknikken har vekt merksemd i fagmiljøet, og Oksavik vann ein pris for framifrå studentpresentasjon på AGU Fall Meeting 2001. Det er ei årleg stormønstring i San Francisco, arrangert av American Geophysical Union, med fleire tusen foredragshaldarar, posterar og presentasjonar.

Første bilde av plasmasky

Som om ikkje det var nok, inneheld avhandlinga også den første klare avbildinga av ei plasmasky. For dette vart det ingen pris, men til gjengjeld eit sistesideoppslag i Svalbardposten i byrjinga av februar.

Plasmaskyer er små område i 200-500 km høgde, der elektrontettleiken er fleire gonger høgare enn i atmosfæren omkring. Dei driftar rundt polkalotten og kan øydeleggje radiokommunikasjon, og dette er altså første gong ein har klart å få eit radarbilete av dei. Den nødvendige teknologien har ikkje vore tilgjengeleg før den store EISCAT-radaren på Svalbard vart operativ i 1996.

- Vi måtte utvikle nokre nye teknikkar for sveip med radaren. Plasmaskyer kan avbøye radiosignal slik at mottakaren kan misforstå signalet eller mistolke kvar det kjem ifrå. Det er viktig å forstå prosessane i atmosfæren så ein kan korrigere for slike ting. I dag er jo samfunnet mykje meir avhengig av satellittkommunikasjon og -navigasjon enn nokon gong, seier Oksavik.

- Dessutan stolar folk på teknikken. Bruker ein kart og kompass, kan ein jo sjå at kartet og terrenget ikkje stemmer overeins. Men når GPS-systemet gjev deg ein posisjon, er det ikkje mogleg å vite om det er rett eller ikkje. Dessutan ville det vere ønskeleg å kunne varsle plasmaskyer.

Gode tilhøve på Svalbard

Plasmaskyer driv typisk med ein fart på ein kilometer per sekund. Ved å la radaren sveipe over himmelen, er det råd å fange opp og få ei avbilding av fenomenet.

- Eg har samla data på Svalbard dei siste tre vintrane. Datainnsamlinga tek nokre dagar, men analyseringa kan ta fleire månader, seier Oksavik, som no skal til Oslo som post.doc. og jobbe vidare med data frå denne typen fenomen.

- Det spesielle med Svalbard er jo mørketida tre månader kvart år. Det er gjort liknande forsøk andre stader, men då kan ein ikkje skilje effekten av sollys frå effekten av partikkelnedbør når det gjeld ionisering i atmosfæra. Takka vere mørketida på Svalbard, kan vi isolere parametrane. Og som stipendiat er det jo artig å få reise til Svalbard og sjå på nordlys i polarmørkret. På romfysikk har eg hatt rettleiarar som har gjeve meg fridom til å gjere slikt, fortel Oksavik, som var student ved Universitetsstudiene på Svalbard (UNIS) våren 2000. Doktorgraden er eit samarbeid mellom UiB og UNIS.

- Men eg har ikkje sett isbjørn. Kanskje isbjørnen har sett meg, det veit eg ikkje. Det var jo mørkt.