Jakter på sørlyset

1.275 meter over havet, på en nunatak – et fjell som stikker opp gjennom en isbre, ligger Troll, den norske forskningsstasjonen i Dronning Maud Land i Antarktis. Her er det laboratorier, aggregatanlegg, soverom, badstue og en god del mer. Nå opprettes det også en romforskningsstasjon her. Forskere fra Fysisk institutt ved UiO skal blant annet studere romvær – som er en betegnelse på de stadig skiftende forholdene i romplasmaen rundt Jorden.

Solens aktivitet påvirker Jorden og dens omgivelser, og med dette påvirker det også dagens teknologi. Romvær beskriver en rekke geomagnetiske fenomener knyttet til solens aktivitet.

Det mest spektakulære i forbindelse med romvær er selvfølgelig nordlys. Nordlys er hovedsakelig skapt av elektroner som kommer inn langs Jordens magnetiske feltlinjer og kolliderer med nøytrale partikler i atmosfæren, som oksygen og nitrogen, og tilfører dem energi. De nøytrale partiklene sender ut overskudd av energi i form av lys som vi ser på himmelen.

Alt dette skjer i ionosfæren, som er den ioniserte delen av atmosfæren, fra ca. 90 kilometer og oppover. På grunn av geometrien i Jordens magnetiske felt kan vi se lyset i de polare områdene.

Romværet er viktig på Jorden

Det som har størst praktiske konsekvenser i forbindelse med romvær, er store elektriske strømmer i ionosfæren som induserer magnetiske felt og strømmer på bakken og forstyrrelser av satellittsignaler fra småskala-strukturer i ionosfæren.

Dette kan påvirke infrastruktur på bakken, som for eksempel kraftnett, kommunikasjonsutstyr og satellittposisjonering. Det sistnevnte er spesielt viktig i de polare områdene.

Tenk for eksempel på en ekspedisjon i Antarktis som skal krysse store bresprekker. Her er nøyaktig posisjonering og navigasjon essensielt for ekspedisjonens suksess og sikkerhet.

Les også: Filmet Norges magiske landskap på sitt vakreste

Artikkelen fortsetter under video.

Video: Slik ser sørlyset ut fra den internasjonale romstasjonen.

Følger sørlyset til Sydpolen

Nordlys (aurora borealis) og sørlys (aurora australis) opptrer gjerne samtidig, men den geomagnetiske påvirkningen er ikke lik på begge hemisfærer. Jordens magnetfelt er ikke symmetrisk, og i sør finnes det store geomagnetiske avvik.

Det er fortsatt ikke helt klart hvorfor det er slik. 4DSpace Strategic Research Initiative ved Fysisk institutt ved UiO forsker aktivt på romvær og dets effekter i de polare områdene med raketter, satellitter og bakkeinstrumenter.

Måleinstrumentet må tåle vind opp mot 300 kilometer i timen. Stativet til antennen er laget ved instrumentverkstedet på Matematisk-naturvitenskapelig fakultet på UiO. Foto: Wojciech Jacek Miloch/UiO

Sist sommer ble den norske satellitten Norsat-1 skutt opp med et instrument utviklet ved UiO som måler elektrontetthet i ionosfæren. I tillegg jobber 4DSpace aktivt sammen med den europeiske romorganisasjonen ESA og andre forskere i Europa med tilsvarende data fra Swarm-satellittene.

Både Norsat-1 og Swarm har polare baner og flyr over nordlige- og sørlige polområder flere ganger hver dag.

Nå har 4DSpace tatt et steg videre og startet etableringen av en romforskningsstasjon i Antarktis. Det er ganske viktig å få målinger som tilsvarer det som er gjort i flere år i Nord-Norge og på Svalbard. Nå, med satellitter som flyr over både Arktis og Antarktis, vil forskere i 4DSpace ha mulighet å studere sørlyset og nordlyset i et globalt perspektiv.

Forskere fra UiO er nå ved den norske Troll-stasjonen i Antarktis og monterer de første instrumentene på det iskalde kontinentet.

Les mer om NORSAT-1: Norske forskere vil lage «romvær-Yr»

Livet i Antarktis

For å komme til Dronning Maud Land i Antarktis, må man først reise til Cape Town i Sør- Afrika. Norsk Polarinstitutt organiserer flygninger inn til Troll. Turen er veldig væravhengig fordi flyplassen er anlagt på isen, og med begrenset instrumentering er det nødvendig med god sikt og kontrast for å lande der.

Sånn ser den norske forskningsstasjonen Troll ut. Foto: Wojciech Jacek Miloch/UiO

Selve Troll-stasjonen ligger på et fjell som stikker opp av en isbre, en nunatak. Troll ligger på 1.275 meter over havet, noe som betyr at høyden på den antarktiske isen også er opptil 1.200-1.300 meter i området rundt stasjonen. Nunataken minner om en øy, og isen ser litt ut som et frossent hav.

Det finnes ingen pingviner her (stasjonen ligger cirka 235 km fra kysten), men det er ganske store fuglekolonier i området på de bratte fjellene. Utsikten fra toppene er tilsvarende spektakulær.

Stasjonen driftes av Norsk polarinstitutt. Gjennom den antarktiske sommeren er det stor aktivitet og mye arbeid med vedlikehold av stasjonen og forberedelser for overvintringsgruppen. For eksempel må nesten alle forsyninger fraktes inn fra lasteskip ved iskanten.

Utsikten fra Troll-stasjonen er formidabel. Foto: Wojciech Jacek Miloch/UiO

En gruppe beltekjøretøyer må gjentatte ganger ta den 250 kilometer lange turen fra stasjonen til iskanten for å hente mat og annet utstyr. En slik tur tar ofte en uke. Fra mars til november er det bare én overvintringsgruppe på seks personer igjen på stasjonen, og alt må være klart til det.

Været kan også være varierende. Kraftig vind kan føre til at arbeid ute er svært krevende og av og til umulig. Men det er også ofte fint vær i flere dager, slik at man må bruke solkrem med høy faktor for å beskytte seg mot solen (det er ganske mye UV stråling i sør).

UiO-forskere har feiret både jul og nyttår i Antarktis. Det var spennende å spise pinnekjøtt på julaften og se midtnattssol over antarktisk is på nyttårsaften. Kokkene hadde også laget en pepperkakemodell av Troll-stasjonen. Etter flere ukers opphold her, føles det som å være hjemme med en stor familie.

Les også: – Verre med plast i elver og sjøer

Instrumentet i drift

Under dette Antarktis-oppholdet, som snart er over, ble det installert et instrument for målinger av elektrontetthet i ionosfæren og kvalitet på signaler fra navigasjonssatellitter. Målingene startet rett før jul.

Her måles høyden på horisonten før plasseringen av All-Sky-Imager. Foto: Wojciech Jacek Miloch/UiO

Nylig er det også blitt bestemt plass for en All-Sky-Imager, et kamera som vil se på sørlyset og studere dets dynamikk. Forskerne har gjort vurderinger av horisonten, lokale værforhold og infrastruktur for å plassere instrumentet på et best mulig sted.

Det er Antarktis, og alt må være godt planlagt og klart god tid i forveien. Logistikk og planlegging er en viktig del av ekspedisjonen. Norsk polarinstitutt imponerer med sin erfaring og støtte til ekspedisjonene.

Løsninger og potensielle problemer må vurderes. Her kan man ikke gå på butikken og kjøpe manglende deler. Det som er glemt, kan man ikke regne med å få før neste sesong.

Wojciech Jacek Miloch er førsteamanuensis ved Fysisk institutt og prosjektleder for 4D Space.Forskningen er finansiert gjennom Forskningsrådets polarforskningsprogram Polarprog.

Mer på Titan.uio.no:

Nå kan smeltingen fra de mest utilgjengelige isbreene kartlegges

Hvorfor forsvant Jordens forhistoriske hav?

Havnivået stiger raskere enn man har trodd

Saken ble først publisert på Titan.no