Frågor och svar om IRF:s forskningsexperiment med sondraket
IRF:s rymdforskare svarar på frågor om experimentet med en sondraket som skapar färgglada moln för norrskensstudier och som utförs inom IRF:s forskningsprogram
Sol-, rymd- och atmosfärforskning.
Vilka material används och hur mycket släpps på hög höjd?
De mest använda spårämnena är barium, litium och triometylaluminium, som är en aluminiumförening. Åtta kapslar kommer att användas och varje kapsel innehåller cirka ett kilo barium.
Är materialet skadligt för människor, djur eller vår atmosfär?
Nej, de små mängderna ångspårämnen som släpps ut i rymden är inte skadliga för människor eller djur på marken och heller inte för vår atmosfär. De ångor som används som spårämne är samma metaller som används mycket mer omfattande i vanliga fyrverkerier.
Spårämnena, såsom barium, litium och aluminiumföreningar, används för att göra fyrverkerier färgglada och för att ge ett särskilt ljus på himlen. Samma ämnen fungerar bra som spårämne för oss som vill studera de höga atmosfäriska vindarna.
Ett typiskt nyårsfyrverkeri frigör många gånger mer av ämnena och är mycket närmare marken.
Varför är detta forskningsexperiment nödvändigt?
Människor vill ha en bra mobiluppkoppling och bra HD-TV och alla vill vi undvika strömavbrott. Forskare försöker hela tiden göra bättre rymdväderprognoser för att skydda oss människor på jorden. De fysikaliska processerna som startar med aktiviteten på solen kan i värsta fall innebära att satelliter slutar att fungera och att kraftnätet slår ut elförsörjningen här på jorden.
Därför är det viktigt att vi får mer förståelse för dessa processer och kan förhindra tänkbara negativa effekter på jorden. Forskningsexperimentet involverar rymdmiljön och förhållanden i rymden närmast jorden och är därmed av stor nytta för oss på jorden och ett betydande bidrag till framstegen inom forskningsområdet.
Norrsken är en vacker manifestation av rymdvädret som är synligt från marken med blotta ögat. Studier av norrskenet och den övre atmosfären och jonosfären i norrskensregionen ger ovärderlig information om rymdväderprocesserna.
Ljusfenomenet och jonosfärens egenskaper kommer att observeras med hjälp av IRF:s optiska kameror utvecklade för norrskensstudier samt med radarmätningar som EISCAT Scientific Association bidrar med.
En sondraket av det här slaget gör det möjligt att observera rörelserna hos de neutrala och laddade atmosfäriska partiklarna som ger viktig information om det elektriska fältet och strömmar i rymden nära jorden.
Höjden som sondraketen når gör att vi kan lokalisera elektriska fält och strömmar som ligger i intervallet 100-150 km. Denna höjd kan inte nås med flygplan eller satelliter, utan endast med raket.
Vad är det forskarna tittar efter i de färgglada molnen?
En del av bariumpartiklarna som frigörs i den övre atmosfären joniseras mycket snabbt av solstrålning. Både neutrala och joniserade bariumpartiklar kan avge det starka ljuset av olika färger som är synliga från marken liknande norrskenet.
Observationer av dynamiken hos de neutrala och joniserade bariummolnen ger information om elektrodynamiken för norrsken i jonosfären. Denna information är avgörande för att förstå rymdväderprocesserna.
Är mängden ämnen som frigörs giftig?
Nej det är det inte. De åtta kilogram av barium som släpps ut på 100-200 kilometers höjd kommer att spridas över ett enormt område, storleksordningen 300×300 kvadratkilometer, innan det når marken. Det betyder att mängden som faller ut på marken i genomsnitt är mindre än 0,01 mikrogram per kvadratmeter.
Har liknande experiment gjorts tidigare? Var?
Ja, liknande experiment har genomförts sedan början av 1950-talet. Under de senaste decennierna har intresset för kemiska frisättningsexperiment i atmosfären ökat tack vare tillgång till ny och avancerad teknik för optiska instrument.
Ett antal liknande experiment har genomförts från raketbasen i Andøya, Norge, under de senaste fyra åren. Samtidigt som IRF:s experiment genomförs kommer ett experiment som heter VortEx att äga rum i Norge.
Varför skjuts sondraketen upp från Esrange?
IRF har ett gott samarbete med SSC Esrange och rymdbasen Esrange är förmodligen det bästa stället att genomföra detta experiment ifrån. Esrange är omgivet av bra forskningsinfrastruktur och instrument för grundforskning inom geofysik. Detta är anläggningar som vi behöver för experimentet och som inte är tillgängliga vid andra raketområden i polarområdet.
Jag bor i Kiruna och vill se detta på himlen. Var är det bästa stället att befinna sig på?
Kampanjen för detta experiment pågår mellan den 12-22 mars. Vilken kväll som uppskjutningen sker på beror på väderförhållanden och norrskensaktivitet. Himlen måste vara klar och vinden minimal. Raketen kan därmed skjutas upp vilken kväll som helst under de angivna datumen och uppskjutningen kommer att ske strax efter solnedgång, mellan klockan halv sju och halv åtta lokal tid.
De färgglada bariummolnen bör vara synliga från vilken plats som helst med klart väder inom ett avstånd som är kortare än 200 kilometer från Esrange.
Kontaktperson:
Johan Kero, chef för IRF:s forskningsprogram Sol-, rymd- och atmosfärforskning. brorkiruna@irf.se
Foto: Lights over Lapland
Bildtext: Liknande forskningsexperiment för norrskensstudier har genomförts av exempelvis den amerikanska rymdorganisationen NASA från den norska rymdbasen på Andøya. Norrskenskameror i Abisko fångade de färggranna molnen på bild.