Fyller kunnskapshull om det nære verdensrommet

– Det som engasjerer meg mest i dette arbeidet er at det er fundamentale aspekter vi ikke forstår. Etter min mening handler de største uløste spørsmålene om hvordan jordens atmosfære er koblet sammen med verdensrommet, sier gruppeleder ved Birkelandsenteret for romforskning ved Universitetet i Bergen, Karl Magnus Laundal.

Fremragende forskning

– Min forskning handler i korte trekk om hvordan jorden og solen er koblet sammen på stor skala, og hvordan asymmetrier mellom nord og sør i jordens nære verdensrom oppstår, sier Laundal.

Han tok sin ph.d. i romfysikk ved UiB i 2010, hvor han forsket på hvorfor nordlys og sørlys ikke er symmetriske. Etter å ha tatt doktorgraden jobbet Laundal noen år med industrirettet oppdragsforskning i Kristiansand.

Da Birkelandsenteret fikk tildelt status som et Senter for fremragende forskning (SFF) i 2013, flyttet han tilbake til Bergen, hvor han på ny fikk muligheten til å jobbe med temaet fra doktorgraden.

Vil forstå romværet

Han beskriver forskningen som grunnforskning, men med mulige anvendelser for samfunnet.

– Det handler om å forstå «romværet», som blant annet påvirker satellitter i bane rundt jorden gjennom stråling og endringer i luftmotstand. Disse kan også få redusert levetid når det er stor aktivitet. Et annet romvær-fenomen er magnetiske forstyrrelser på bakken, som kan føre til strømbrudd i store områder, sier han.

For et par år siden begynte sola å bevege seg inn i en syklus med mer aktivitet, noe som gir mer «ekstremvær» i rommet.

For «folk flest» blir den høye aktiviteten synlig blant annet gjennom mer nordlys. For Laundal og forskerteamet vil ikke den økte aktiviteten ha stor betydning, da de forsker på de samme fenomenene uansett om aktiviteten er høy eller lav.

– Men vi får flere interessante begivenheter å studere når det er høy aktivitet, så det er jo spennende, sier han.

Internasjonale romprosjekter

De siste årene har Laundal hatt sentrale roller i flere store rom-prosjekter, blant annet i samarbeid med NASA. Et pågående eksempel er NASAs «EZIE-misjon», hvor Laundal er såkalt co-investigator og teamleder.

EZIE står for Electrojet Zeeman Imaging Explorer, og består av tre identiske satellitter som skal sendes opp i 2024. Prosjektet, som har et budsjett på rundt 600 millioner kroner, skal måle strømmer i ionosfæren – den innerste delen av verdensrommet – på en helt ny måte.

– Jeg er ansvarlig for «Imaging»-delen, og gruppen jeg leder utvikler en algoritme som skal produsere kart over strømmer fra rådata, forklarer romforskeren, som også var involvert i søknadsprosessen for å få satellittene finansiert, i hard konkurranse med mange andre satellittideer.

• Les mer om prosjektet, som er finansiert av NASA og ledet av Johns Hopkins Applied Physics Laboratory i Maryland her

Kartlegger ionosfæren

Laundal og teamet har utviklet en teknikk kalt Local mapping of polar ionospheric electrodynamics, eller «LOMPE».

– Dette gjør at vi kan sette mange forskjellige typer målinger sammen, og få ut et fullstendig kart over blant annet elektriske strømmer, magnetfelt, og plasmavinder i ionosfæren. Teknikken er et resultat av flere års forskning, og mange i gruppen min i Bergen har vært involvert i utviklingen, sier Laundal, som publiserte en vitenskapelig artikkel om den revolusjonerende teknikken tidligere i år.

• Les artikkelen i tidsskriftet JGR Space Physics

Internasjonalt radar-samarbeid

Et tredje stort internasjonalt prosjekt Laundal er involvert i, heter EISCAT3D, som er en stor radar som bygges på tre ulike steder nord i Norge, Sverige og Finland. Det er en av de største forskningsinfrastruktur-investeringene i Norge noen gang.

– Radaren kommer til å gjøre 3D-målinger av ionosfæren, basert på samtidige observasjoner fra de tre ulike stedene. Vi jobber med å lage «3D-kart» over blant annet elektriske strømmer basert på EISCAT3D-målingene, og jeg leder et internasjonalt team som blant annet jobber med dette, forklarer Laundal.

Trenger mer kunnskap

Aktiviteten i verdensrommet rundt oss, kan potensielt få store følger, blant annet for satellitter og strømnettet på jorden. Laundal mener derfor at det å fylle kunnskapshull om disse grunnleggende fenomenene er en viktig oppgave.

– Jeg mener vi trenger mer kunnskap om hvordan jordens nøytrale atmosfære er koblet til plasmaet – som er en gass av elektrisk ladete partikler – i rommet rundt. Denne koblingen er ikke forstått. Det betyr også at vi ikke forstår fysikken bak mye av dynamikken vi ser i nordlyset. For å forstå dette trenger vi både nye modeller og nye målinger, sier Laundal, som nå har inne en søknad til Det europeiske forskningsrådet (ERC) om et prosjekt som nettopp handler om å forstå koblingen mellom atmosfæren og verdensrommet.