I disse dage klargøres en omtrent ni meter høj totrinsraket på Andøya Rakettskytefelt.
Ni meter lyder måske ikke af meget, men raketten har en vigtig opgave foran sig: Den skal 350 kilometer op i luften, højt over grænsen til verdensrummet, der hvor himmelen er sort midt i dagstimerne og Jorden en halvblå kurve.
Raketten ICI-4 skal faktisk næsten lige så højt op som Den Internationale Rumstation, ISS. Der skal den stikke nåle i en sky af elektroner for at måle de elektriske strømninger inde i skyen. Derefter falder den tilbage til Jorden i en bue.
»Raketten er forsinket på grund af problemer med en ny brasiliansk raketmotor,« fortæller Jøran Moen og fortsætter:
»Denne rakettype havde en ulykke med en australsk nyttelast i 2013. En produktionssvaghed blev afsløret. Derfor skulle den godkendes igen.«
Elektriske storme river Jordens magnetfelt op
Jøran Moen leder Fysisk Institut ved Universitetet i Oslo og står også i spidsen for nålemålingerne af elektronskyerne. Men hvorfor er han så interesseret i dem?
Det er spændende i sig selv at finde ud af, hvordan elektriske storme fra Solen river Jordens magnetfelt op og får nordlyset til at bølge som kosmisk morild over arktisk himmel.
Lige så spændende er det at forstå, hvordan ionsfæren bølger frem og tilbage mere end 90 kilometer over Jorden. På jordklodens dagside bliver tynde baner af oxygenatomer elektrisk ladet af stråler fra Solen: røntgenstråler og ultraviolette stråler.
Solvinden blæser Jordens magnetfelt over mod nattesiden. Ionsfæren følger med: Elektriske skyer i kæmpe strømhvirvler over polkalotten. Animationen øverst i artiklen forklarer mere om skyerne.
Fra velsignelse til forbandelse
I radioens tidlige leveår var disse skyer til stor hjælp. Stemmer og musik fra fjerne radiostationer blev reflekteret tilbage fra ionsfæren, så nordmænd i deres huse og hytter kunne lytte til fjerne verdensdele.
Men internettet har overtaget kortbølgelytning, og i dag er ionsfæren ikke længere en velsignelse for radiobølgerne. Snarere tværtimod.
Højt oppe over vores hoveder cirkulerer GPS-satellitterne nemlig. De udsender radiosignaler, som gør, at vi kan navigere med telefonen.
Men indimellem glider elektronskyerne ind foran satellitterne. De spreder GPS-signalerne. Dermed kommer signalerne ned til modtagerne via omveje. På GPS er tiden altafgørende. Hvis tiden på signalerne er forkerte, bliver positionen på mobilen også forkert.
GPS bliver livsnødvendig i Norden
Det betyder måske ikke så meget, når du er på en vandretur, at den røde prik på kortet viser nogle hundrede meter forkert. Men hvis du er kaptajn på et tankskib nær en boreplatform, eller en pilot under indflyvning, kan fejlen gå hen og blive kritisk.
»Vi bliver mere og mere afhængige af nøjagtig satellitnavigation,« påpeger Moen.
»Tankskibe, som lægger til ved olieplatforme, bruger GPS til at manøvrere med en nøjagtighed ned til en meter. Hvis de mister en sikker positionsbestemmelse, siger sikkerhedsforskrifterne, at de må afbryde dokkingen i løbet af 10 sekunder.«
»Vejvæsnet bruger også GPS i tæt snevejr, når snerydderene ikke kan se vejen,« siger Moen.
Her forklares det, hvordan elektronskyerne opstår og kortlægges. Instrumenterne i CubeStar-satellitten, som beskrives, er af samme type, som i ICI-4-raketten, der nu skal op fra Andøya:
Forskere vil lave fremtidsvarsel om elektronskyer og rumvejr
Hvordan skal brugere med så strenge krav kunne vide, om GPS-signalerne er korrekte? I dag får de oplysninger om det fra Statens kortlægning.
Kortlægningen har nemlig GPS-modtagere placeret rundt omkring i Norge på kendte steder. Hvis aflæsningerne fra dem ikke stemmer med den kendte position, vil der gå et nøjagtighedsvarsel.
Men dette varsel er et nutidsvarsel for Norges fastland. Der findes ikke noget tilsvarende for Svalbard og de norske havområder.
Det, Jøran Moen og hans kollegaer ønsker at lave, er et fremtidsvarsel. Han ønsker, at gøre det samme med elektronskyerne og rumvejret, som meteorologerne gør med vejret nede i atmosfæren.
Der er brug for nøjagtige målinger
Så skal forskerne vide, hvad der sker oppe, hvor elektronskyerne dannes. Der er flere måder at finde ud af det på.
En måde er at rette kameraer mod nattehimmelen. Elektronskyerne lyser nemlig. Kameraerne dækker himmelen fra horisont til horisont. Sådanne kameraer står blandt andet på Kjell Henriksen-Observatoriet i Svalbard og i Skibotn i Troms.
»Men elektronskyerne lyser meget svagt, som regel svagere end øjet kan se. Desuden bliver de ofte overstrålet af det meget kraftige nordlys,« fortæller Moen.
En anden måde er at skyde radarsignaler op mod elektroskyerne. Sådanne EISCAT-radarer findes blandt andet øst for Tromsø, i Kiruna og i Longyearbyen.
»Både kamerabillederne og radarbillederne giver et groft billede af elektronskyerne. Hvis vi skal kunne varsle dem på forhånd, har vi brug for at studere dem detaljeret. Det kan kun lade sig gøre ved at sende måleinstrumenter ind i elektronskyerne,« siger Moen.
Skynåle måler bittesmå spændingsforskelle
Nålene, der skal stikkes ind i skyerne, er egentlig en slags strømmålere. De måler bittesmå spændingsforskelle mellem nålene og de elektriske skyer.
Målingerne foretages ved, at den elektriske spænding i nålen svinger fra nul til maksimum mange gange i sekundet.
For hvert sving vil strømmen gennem nålen fortælle om, hvor stærk elektrisk ladning skyen har. Den vil også fortælle om ladningernes tæthed.
»Da nålene foretager målinger mange gange i sekundet, får vi meget detaljerede oplysninger om, hvordan elektronskyerne er bygget op, meter for meter,« siger Moen.
Sådanne nærbilleder af elektronskyernes indre kan så kombineres med oversigtsbilleder fra EISCAT-radarerne og andre kilder.
»Når vi forstår sammenhængene mellem storskala og småskala i skyerne, kan vi lave mere pålidelige modeller. Disse kan bruges til at forudsige elektronskyernes bevægelser og lave bedre rumvejrsvarsler,« siger Moen.
Få minutters varsel
I de næste to uger op til opskydningen er Moen lige så spændt på den almindelige vejrudsigt. Vinden skal løje af, hvis raketten skal komme sikkert op. Men der er meget, som skal falde på plads.
»Vi skal ramme en elektronsky netop idet, den glider ind mod Andøya. Det er ikke let. Vi har måske kun 10 minutter til at få raketten op,« siger Moen.
For at finde det bedste tidspunkt bruger forskerne forskellige instrumenter, både kameraer, der dækker hele himmelen og EISCAT-radarerne. Men nogle gang kan instrumenterne få hjælp af god gammeldags intuition og held.
Som da forrige opskydning mod elektronskyerne gik fra Ny-Åleslund på Svalbard 3. december 2011.
»Vi skød på mavefornemmelse og ramte rigtigt,« fortæller Moen.
»Det var utroligt spændende. Aldrig har champagne smagt så godt.«
© forskning.no Oversat af Anna Bestle
