UiB setter kursen i banebrytende NASA-oppdrag

«3, 2, 1, ignition, liftoff»! Våren 2025 skal oppskytningen skal skje ved Vandenberg Space Force Base i Santa Barbara, California. De tre identiske satellittene skal suse av gårde fra pol til pol som perler på en snor i en marsjhøyde rundt 500 kilometer over jordens overflate. Dette med en hastighet på omkring nesten 8 kilometer per sekund. Den svimlende høye farten tar dem rundt jordkloden på bare 90 minutter. Satellittene er utstyrt med følere som utfører fjernmålinger idet de flyr over jordens magnetfelt.

EZIE står for Electrojet Zeeman Imaging Explorer. Oppdraget gjennomføres for å skape ny forståelse for jordens elektrojetter – kraftige elektriske strømmer som flyter rundt 105 kilometer oppe i atmosfæren, over jordens polare regioner og ekvator. Elektrojettene er en del av et omfattende elektrisk kretsløp som forbinder jorden med verdensrommet, og er en integrert del av aurorastrømmene vi kjenner som spektakulært nordlys på nattehimmelen. I løpet av sin 18-måneders reise vil EZIE-satelittene krysse jordens polområder mer enn 4000 ganger, og direkte overføre observasjoner av jordens elektrojetter.

Med NASA som oppdragsgiver er Johns Hopkins APL (Applied Physics Laboratory) i Laurel, Maryland, satt til å utvikle og lede EZIE-oppdraget.

- EZIE representerer et betydelig vitenskapelig gjennombrudd, og er et helt spesielt oppdrag der vi bruker en ny teknikk. Hvis vi lykkes, vil dette bli brukt i fremtidige, større prosjekter, sier Jesper Gjerløv, prosjektforsker ved Johns Hopkins APL og professor II ved UiB.

Han har samlet et team av verdens ledende forskere innen feltet for å sikre at oppdraget utføres med høyest mulig presisjon.

- Når du skal utføre banebrytende oppdrag som dette må du overbevise om at det fungerer. Til dette har vi vært helt avhengige av å samarbeide med Universitetet i Bergen og Karl Magnus Laundal. Jeg kjente han allerede som student og var klar over at han hadde noe spesielt, sier Gjerløv.

Vitenskapelig gjennombrudd med UiB i nøkkelrolle

- For å utvikle algoritmen, som skal benyttes på disse satellittene, startet vi med å simulere målinger. Basert på fysikkens lover vet vi hva som er forholdet mellom strøm og magnetfelt. Vi har en ide om hvordan vi kan kombinere disse magnetfeltmålingene og regner så ut strømmen, sier romforsker Karl Magnus Laundal ved Institutt for fysikk og teknologi.

Med base i fjerde etasje i fysikkbygget på Nygårdshøyden har Laundal og hans team stått for et helt sentralt bidrag til at målingene skal fungere. De har regnet ut hvordan strømmene løper i verdensrommet og utviklet algoritmen som skaper 2D-kart over dem.

- Dette kartet er selve hovedproduktet til EZIE-oppdraget. Med dette utgjør UiB noe så sjelden i Norge som en nøkkelrolle i et NASA-oppdrag, sier Gjerløv.

Løser 50 år gammel gåte og gir viktig innsikt for sikkerheten på jorden

- Hittil kan ingen forklare hvordan en helt stille nordlysbue holdes ved like. Det er fryktelig vanskelig å gjøre målinger i den tynne overgangen mellom jordens atmosfære og verdensrommet. Ved å utføre målinger mye nærmere der vekselvirkningene skjer vil EZIE-satelittene gi oss et helt nytt perspektiv. Tidligere har målinger av jordens magnetfelt kun vært utført fra jorden og akkurat der satellittene flyr, sier Laundal.

Han er sikker på at oppdraget vil være et stort framskritt, og vil svare på spørsmål som forskere har debattert i over 50 år.

- De vitenskapelige bidragene fra EZIE-oppdraget er av stor betydning. Vi avslører forbindelsene mellom jorden og verdensrommet for aller første gang, sier prosjektleder Nelofar Mosavi ved Johns Hopkins APL.

Studiet av strukturen og dynamikken til de elektromagnetiske strømmene vil hjelpe forskere til å forstå romvær bedre. Ved å bruke observasjoner fra EZIE-oppdraget, vil forskere kunne bestemme hvordan romværforholdene oppfører seg, modellere dem og til slutt lage prognoser for å beskytte jordens stadig mer teknologiske samfunn. Ikke minst vil dette arbeidet legge til rette for en økt forståelse for hvordan alle magnetiserte planeter samhandler med rommet rundt dem.

- EZIE skal hjelpe oss med å forstå verden vi lever i, inkludert fysikken i vårt nærområde i verdensrommet.Observasjonene skal også brukes til å utvikle bedre modeller for å forutsi romværshendelser og beskytte vårt teknologiske samfunn. Magnetfeltforstyrrelser kan forårsake strømbrudd og indikere fare for forstyrrelser i GPS-teknologi, og gi økt strålingsfare for astronauter og romfartøy. Min analogi er at det er vanskelig å lage værmelding, dersom vi ikke kjenner til værfenomener som orkan, sier Gjerløv når han oppsummerer viktigheten av EZIE-oppdraget.

Skytes opp våren 2025

Satelittene skytes opp som en del av en såkalt «piggyback mission» som Falcon-rakettene til Elon Musk-selskapet SpaceX er i stand til å gjennomføre. Falcon-rakettene kan brukes om og om igjen – noe som senker kostnadene og effektiviserer transporten av materiell ut i rommet.

- Vi sender opp tre solcelledrevne satellitter på størrelse med en skoeske, som hver består av seks standard 10x10x10 cm store kuber. Når de oppnår riktig høyde spyttes de ut i verdensrommet ved hjelp av en springfjær. I praksis er det som å shippe en koffert med bussen, hvor SpaceX er busselskapet og mange andre har kjøpt plass, sier Gjerløv.

Laundal deler entusiasmen over oppdraget satelittene skal utføre og ser fram til oppskytingen. Som følge av veldig mye energi i sving når motorene brenner av flere tonn drivstoff i sekundet vil det bli røyk, støy og lys. Gitt godt vær ligger det an til gode å kunne se raketten helt til den er ute i bane.