|
|
 |
| Cluster-satellittene overvåker solvinden |
 |
De fire Cluster-satellittene ble sendt opp på annet forsøk sommeren 2000. Dette prosjektet, som Norge har spilt en aktiv rolle i, overvåker og studerer forholdene i det nære verdensrom. |
|
|
| |
| Hva er Cluster? |
Etter en mislykket oppskytning av Cluster i 1996 besluttet ESA å gjenoppbygge satellittene. De fire Cluster II-satellittene ble skutt opp sommeren 2000 med Soyuz-raketter fra Baikonur i Kasakhstan.
De fire identiske Cluster-satellittene flyr i formasjon i baner rundt jorda og over polområdene for å undersøke hvordan rommet nærmest jorda, den såkalte magnetosfæren, reagerer på solvinden (små ladede partikler som sola slynger ut i en hastighet på flere hundre kilometer per sekund). Avstanden fra jorda til satelittene varierer fra om lag 4 jordradier til om lag 22 jordradier.
Siden Cluster-satellittene flyr i en slik formasjon som er beskrevet over kan vi løse et grunnleggende måleproblem som har vært dominerende i alle tidligere prosjekter: Skyldes en målt variasjon i en fysisk parameter (partiklenes hastighet, tetthet av partikler og andre egneskaper) at parameteren endrer seg med tiden, eller at satellitten har forflyttet seg? Det vil si; er parameterene tidsavhengig eller posisjonsavhengig?
|
| |
| Solvinden |
|
Det er lett å forstå at sollyset virker inn på omgivelsene våre. Mindre klart er det at effekten av alle de elektrisk ladede partiklene sola slynger ut har en stor påvirkning på jorda. Det mest synlige resultatet av disse partiklene er det spektakulære nordlyset som kan dominere nattehimmelen på våre nordlige breddegrader. |
| |
Solaktiviteten, som henger sammen med hvor mange ladede partikler sola slynger ut, går i en syklus på omtrent 11 år. Når sola er på sitt mest aktivte øker hyppigheten og styrken på nordlyset. Når sola, og nordlyset, er i en aktiv periode er sannsynligheten stor for å se nordlys ikke bare i nord-Norge, men i hele landet.
Andre, mindre hyggelige effekter av solvinden enn nordlyset, er ødeleggende påvirkninger på kraftledninger og av radiokommunikasjon. Det kan også hende partiklene har innvirkning på jordas klima, men det er ikke forskerne helt sikre på enda.
Solaktiviteten var på topp i 1990 og 2001, og neste gang vil antageligvis være rundt 2013/2014. |
| |
| Magnetosfæren og jordas magnetfelt |
|
| Klikk på tegningen for å få en større versjon. |
|
Det nære verdensrommet rundt jorda kalles magnetosfæren. I dette området har jordas magnetfelt sterk innflytelse på de fysiske forholdene. Dette området er undersøkt av mange satellitter og sonderaketter. Svært mange av sonderakettene er for øvrig skutt opp fra Andøya i Norge.
Jordas magnetfelt er tilnærmet som en stavmagnet som står litt på skrå i forhold til rotasjonsaksen. Den magnetiske nordpolen ligger i det nordlige Canada, men flytter seg langsomt hele tiden. Uten innflytelse fra sola ville magnetosfæren vært tilnærmet symmetrisk (samme form som om du strør jernspon rundt en stavmagnet).
Strømmen av partikler fra sola gjør at magnetosfæren presses sammen på solsiden og strekkes ut på nattsiden, slik vi kan se i figuren til høyre. Formen ligner på bølgene rundt en båt som beveger seg gjennom vannet. Mot sola er det en sjokkfront. Plasseringen og formen på denne er avhengigi av mengden partikler fra sola og farten deres, det vil si solaktiviteten. |
| |
|
| Trykk på bildet for å få en større versjon. |
|
Effekten av aktivitet i magnetosfæren som følge av utbrudd på sola vil være forskjellig på forskjellige steder på jorda.
Nær polene kan partiklene bevege seg langs magnetfeltlinjene langt ned mot de tettere deler av atmosfæren (høyder rundt 100 km). Her vil kollisjoner mellom partiklene og atomer og molekyler i atmosfæren gi opphav til nordlys.
I sentrale deler rundt den magnetiske nordpol, den såkalte kløften, vil det være mulig å måle effekten av partikler som kommer relativt uforstyrret inn fra solvinden. Innen dette feltet er det spesielt interessant å bruke instrumenteringen plassert på Svalbard sammen med Cluster-målingene. |
| |
De kompliserte vekselvirkningene i magnetosfæren er ikke forstått i tilstrekkelig grad. Dette gjelder både effekten av innkommende partikler fra sola og akselerasjonen og medfølgende utstrømning av de øvre delene av atmosfæren over polene.
Materie som består av elektrisk ladede partikler (frie elektroner og atomer og molekyler med for få eller for mange elektroner), kalles et plasma. Over 99 prosent av den kjente materien i universet består av plasma. I de ulike områdene av magnetosfæren vil det være vidt forskjellige fysiske forhold, og disse varierer dessuten med solaktiviteten. Gjennom Cluster-prosjektet har forskerne adgang til et enestående laboratorium til å forstå fenomener innen plasmafysikk. |
| |
| Norge og Cluster |
Norge har lange og stolte tradisjoner i forskning på nordlys og magnetosfæren. Norske forskere deltar sentralt i fire eksperimenter på hver av de fire Cluster-satellittene. Forskningsgrupper fra universitetene i Bergen og Oslo, samt ved Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) deltar. Den norske forskningsinnsatsen er finansiert av disse institusjonene og Norges forskningsråd.
Industrielt var Cluster sammen med SOHO-prosjektet den første større aktiviteten i ESAs vitenskapsprogram etter at Norge ble fullt medlem av organisasjonen i 1987. Flere norske bedrifter (AME Space, Prototech, Kongsberg Aerospace) har bidratt til både satellitt- og eksperimentutvikling. |
 |
|
|
|
|
|
| |
|
|
 |
 |  |
|