DTU-forskere bidrager til stor klimamission i rummet: Skal overvåge plankton i verdenshavene

»Det ligner lidt en forvokset vaskemaskine i udseende,« fortæller forskningsleder ved DTU-Space John Leif Jørgensen med et smil i stemmen.

Vaskemaskinen, han taler om, er den spritnye NASA satellit Pace, der indenfor de næste 2 år skal sendes i kredsløb knap 700 kilometer over Jorden.

Herfra skal Pace overvåge plankton i verdenshavene - en af de vigtigte og ofte oversete komponenter i det globale CO₂-kredsløb.

John Leif Jørgensen er en af arktitekterne bag de kameraer, der skal gøre det muligt for satellitten at gennemføre sin mission. Sammen med et hold af DTU-forskere er han netop ved at lægge sidste hånd på navigationsteknologien, som snart forlader dansk jord.

I de seneste 20 år har DTU Space bidraget til at udvikle fremtidens grønne rumteknologier, og Videnskab.dk var inviteret indenfor på DTU-Space, inden det nyeste skud på stammen blev sendt afsted til NASA's klimamission Pace.

Snart klar til NASA

Kamerateknologien, som er udviklet af forskerne på DTU, sidder i hjertet af Pace.

Udstyret består af en teknologi, som sikrer, at de bevægelige instrumenter på satellitten, der skal undersøge plankton set ude fra rummet, hele tiden peger helt præcist i den ønskede retning på havet.

Selve instrumenterne måler i princippet ved at se på variationer i det lys, der sendes mod rummet fra havene, og samtidig frafiltrere ’støj’. De bittesmå væsner kan ses fra rummet, når de i store mængder påvirker havets farve og dermed lyset, det udsender.

Det sker dels med et hovedinstrument kaldet OCI (Ocean Color Instrument), som måler infrarødt lys.

Og dels med to supplerende instrumenter, SPEXone og HARP2. De måler på lysets polarisering og kan fortælle forskerne, hvordan lyset påvirkes, når det passerer skyer, aerosoler og havet. På den måde er det muligt at samle et meget præcist billede af plankton-koncentrationer forskellige steder i havene.

»Det er noget, vi har arbejdet på i fem års tid, men nu er det klar til at komme i brug, og det er planen, at Pace bliver sendt afsted i 2023,« siger John Leif Jørgensen, der uddyber, at udstyret blev en anelse forsinket af corona-pandemien.

Plankton spiser meget CO2

En af satellittens fornemmeste opgaver vil som sagt være at overvåge plankton i verdenshavene. Det er vigtigt, dels fordi det er en vigtig føde for fiskeyngel og derfor et centralt led i havets fødekæde. Og dels er plankton en af de helt store CO2-slugere på verdensplan.

Men klimaforandringerne kan ændre udbredelsen af dyreplankton i havet. I sidste ende kan det påvirke planktons bidrag til at fjerne CO2 fra atmosfæren.

»Plankton er en af de organismer, der binder meget CO2 her på Jorden, og derfor bør planktons ve og vel ligge os på sinde,« siger John Leif Jørgensen, professor og forskningsleder ved DTU Space på Danmarks Tekniske Universitet.

»Pace skal derfor være med til at kortlægge og levere data på planktons vækst i verdenshavene, og hvordan havene og atmosfæren via planktonet udveksler CO2, så vi samtidig kan få et bedre overblik over, hvor det trives,« fortsætter professoren.

Bidrager til bedre klimamodeller

I de seneste 40 år er det blevet mere og mere almindeligt, at sattelitter som Pace bidrager til at gøre os klogere på klimaforandringerne. Med satellitter har man nemlig en helt unik måde at undersøge hele Jorden på, forklarer John Leif Jørgensen.

Når en satellit først er i bane omkring Jorden – og Jorden drejer rundt under den – er det konstant muligt at overvåge alle afkroge af vores planet.

»Det værdifulde er, at man kan undersøge hvert eneste sted på hele Jorden med en satellit. Det kan man så gentage hver tredje dag, og det har en meget stor værdi, for man skal ikke sende forskerhold eller sonder ud alle steder fra – man får her en global dækning,« uddyber John Leif Jørgensen.

»I sidste ende er det med til at bidrage til bedre modeller af, hvad der sker med vores klima, både når det kommer til kulstof-cyklussen, som vi for eksempel undersøger med plankton. Men også når det kommer til isens afsmeltning ved polerne, bevægelser i driv-isen i de arktiske have eller jordens skov- og landområder.«

Forsker: Satellit-data er enormt værdifuldt

Rumfart og klimaforskning går i høj grad hånd i hånd, istemmer professor Peter Langen. Han forsker i atmosfærisk modellering og arbejder med noget af al den data, vi får fra satellitterne. 

Uden den svævende teknologi ville det være umådelig svært at indsamle al den vigtige information, forskere fodrer klimamodellerne med, så vi kan overvåge, hvordan klimaet forandrer sig, eller hvordan det står til med Indlandsisen.

Klimamodeller bruger kvantitative metoder til at simulere interaktionerne mellem atmosfæren, jordoverfladen, havene og gletsjerne.

Modellerne bruges i mange sammenhænge til at studere vejr- og klimasystemer for at forudsige det fremtidige klima – det kan du læse mere om i artiklen: Sådan afgør forskerne, om klimaforandringer er skyld i ekstreme vejrfænomener.

Derfor er det helt afgørende, at der er data til rådighed om helt centrale komponenter som temperaturer, luftfugtighed, tryk, CO₂-niveauer og havstrømme i klimasystemet, forklarer professoren:

»Satellit-data er enormt værdifuldt, for de kan levere store mængder data og dække store områder, hvor vi ellers ikke har målestationer stående. Det kan være store områder i oceanerne, som er ret tyndt besatte. Arktis er også svært fremkommeligt og er et område, som er utrolig dyrt at komme til,« siger Peter Langen, professor ved Institut for Miljøvidenskab på Aarhus Universitet, til Videnskab.dk.

I 2023 skal dette kamera gerne svæve rundt i rummet og overvåge plankton i verdenshavene.

Gør os klogere på klimaet over tid

Når forskerne får en masse data fra satellitterne, kan det bruges til at udvikle, teste og validere modellerne, så man kan se, hvor godt data i klimamodellerne rent faktisk passer med det, man kan måle med satellitterne.

»Derudover får satellit-data en stor værdi i klimasammenhæng, når det er muligt at koble dem sammen med tidsserier af data tilbage i tiden. På den måde er det muligt at se, hvordan klimaet forandrer sig over lang tid.«

Men hvor gode og retvisende analyserne er, kommer til syvende og sidst an på, hvor gode de indhentede observationsdata er – og set i det lys er DTU-forskernes teknologiske bidrag vigtigt, uddyber siger Peter Langen.

Har leveret klimateknologi til flere missioner

Kigger man tilbage i tiden, har DTU, som billedet herunder illustrerer, leveret udstyr til en række satellitter, som undersøger forskellige dele af klimasystemet.

Ifølge direktør på DTU Space, Henning Skriver, er det en klar strategi, at DTU er med helt fremme i den grønne rumforskning:

»Vi får det bedste overblik over de klimaforandringer, der finder sted her på Jorden, fra rummet. Her bidrager DTU med teknologi og forskning, der er med til at afdække omfanget af klimaforandringerne,« lyder det fra direktøren.

DTU’s bidrag er da heller ikke gået ubemærket hen.

Forleden lagde Uddannelses- og Forskningsminister Ane Halsboe-Jørgensen vejen forbi DTU Space for blandt andet at se universitetets bidrag til Pace-missionen.

Overfor Videnskab.dk uddyber Ane Halsboe-Jørgensen, at det er vigtigt, at vi tager alle midler i brug, når det kommer til at håndtere vores stigende klimaudfordringer:

»Jeg er blevet bekræftet i, hvor afgørende en rolle forskning og innovation har for at finde løsninger til den grønne omstilling. Det har været imponerende at høre, hvor passioneret og ihærdigt forskerne arbejder med at udvikle netop dét potentiale.«

Går alt efter planen, kulminerer fem års hårdt arbejde altså i 2023, hvor DTU’s kamera gerne skal svæve rundt i rummet og blandt andet gøre os klogere på, hvordan plankton spiser noget af al den CO₂, vi udleder.