Image
Andreas Kääb

Varya Bazilova, Livia Piermattei og Andreas Kääb illustrerer hvordan Harmony skal fly sammen med Sentinelsatellitten. Kääb er med i gruppen som utvikler den nye satellitten.

Satellitter med nye evner gir oss stadig bedre bilder av jorden

Ny teknologi gjør det lettere å se hvordan klimaet påvirker jorden. Andreas Kääb er med og bestemmer hva de neste satellittene skal fortelle oss.

– Vårt forslag til hvordan de nye satellittene skal virke, og hvilken informasjon de skal gi oss, vant frem i konkurransen, sier Andreas Kääb, professor i geofag ved UiO.

European Space Agency (ESA) kunngjorde nylig at de vil jobbe videre med satellittkonseptet som Kääb er involvert i.

– Vårt konsept slo ut de andre kandidatene og skal utvikles videre, forteller Kääb.

Mange har hørt om det europeiske romprogrammet Copernicus, som gir oss mye verdifull, ny informasjon om jorden via satellitter. Syv satellitter er allerede operative, de såkalte Sentinel-satellittene. De gir viktig informasjon om alt fra isbreer og havnivå til vannstrømninger på havoverflaten. Det gir igjen bedre forståelse av naturen og klimaforandringer.

Nå planlegges to nye satellitter som skal utfylle radarsatellitten Sentinel-1 og fly sammen med den i bane rundt jorden.

– Det gir oss helt nye muligheter for viktige målinger av jorden, sier Kääb til Titan.uio.no.

UiO-forsker på laget

Kääb sitter i den vitenskapelige gruppen som har lagt føringer for de to nye satellittene som nå er valgt ut av ESA. Satellittene er såkalte jordsystemsatellitter, og de kan gjøre oss i stand til å overvåke hav, is og landdynamikk. Det påvirker i sin tur alt fra tilgangen til vann og mat til energi og andre ressurser.

Vanligvis tar det så lang tid å utvikle en satellitt at man ikke ser resultatet selv i sin vitenskapelige karriere. Denne gangen håper Kääb at satellitten skal bli virkelighet innen syv år.

– Teknologien utvikler seg stadig, og det er også mer bruk av standardiserte deler når man bygger satellitter i dag enn det var for noen år siden, forteller professoren, som synes det er supermotiverende å være med som faglig rådgiver i gruppen sammen med eksperter fra flere andre europeiske land.

Prislappen på satellittene er satt til maksimalt 250 millioner euro (ca. 2,5 milliarder norske kroner).

Ifølge Kääb er det utfordrende for industrien å klare å utvikle teknologien innenfor dette pristaket.

– Vi snakker blant annet om helt ny teknologi for ekstrem nøyaktig tidssynkronisering mellom de to satellittene og Sentinel-1, forteller Kääb.

Dobler informasjonen

Det er nemlig helt avgjørende å synkronisere målingene fra satellittene. Planen er å bygge to satellitter som flyr sammen med Sentinel-1 i bane rundt jorden. Begge satellittene skal ha med seg en radar som tar imot signaler fra Sentinels radar. Ved å gjøre dette grepet ønsker forskerne blant annet å doble informasjonen om tektoniske bevegelser, som er små bevegelser i jordskorpeplater.

– Vi kan måle disse veldig små bevegelsene også i dag, men bare i én retning. Det er mange eksempler på plater som forskyver seg ute i verden i retninger som ikke kan måles fra satellitt.

Ved å kombinere målinger fra flere satellitter som er gjort på samme tid, kan man måle fra to til tre retninger og få ny, viktig informasjon om disse bevegelsene.

Det er selve konstruksjonen av de nye satellittene, og måten de skal fly i bane med Sentinel på, som gjør dette teknisk mulig. De to nye satellittene skal fly i konvoi, en litt foran, den andre litt bak morsatellitten. Da mottar de signaler med en liten signalforskjell sammenlignet med morsatellitten og kan gi oss viktig informasjon om små endringer i jordoverflaten. Disse dataene er knyttet til jordskjelv og vulkanutbrudd og blir derfor viktige for risikovurderinger.

Kan overvåke breer

Satellittene skal også programmeres til ikke å skille lag, men å fly tett sammen foran Sentinel-satellitten. Det vil gi hyppige, tredimensjonale målinger som kan brukes til å måle permafrost og skred. Forskerne kan for eksempel følge med på hvordan is beveger seg i tre dimensjoner.

De to satellittene har fått det velklingende navnet Harmony, nettopp fordi de skal harmonere med Sentinel. Sammen skal de kunne brukes til mange ulike formål.

– Overvåkning av breer og permafrost er veldig viktig. De nye satellittene kan gi oss mye informasjon gjennom å måle høydeforskjeller. Ved å måle hvordan høyden i overflaten forandrer seg, ser vi hvordan isbreene minker. De skal gi oss målinger hver andre uke, forteller Kääb, som har forsket spesielt på teknologier for jordobservasjon, breer og permafrost.

De vil også være de aller første satellittene som kan gi oss mer informasjon om sammenhengen mellom luft og havoverflaten ved å gi samtidige målinger av vind, bølger, orkaner sammen med målinger av havoverflatens termiske forskjeller og bevegelser i skyene.

Andreas Kääb bygger gjerne modeller av satellitter for å gjøre undervisningen levende.

Allsidige satellitter

De nye satellittene er såkalt vitenskapelige satellitter, og Kääb er med i gruppen av forskere som skal være med på å bestemme hva de skal kunne gjøre og løse. Det er ESA og ESAs medlemsland, som Norge, som står bak prosjektet og finansierer byggingen.

Mange av satellittene som er blitt bygget før, har gjerne ett mål eller ett problem de skal løse. Målingene fra Harmony skal kunne brukes til mange formål.

Nå som konseptet er valgt videre av ESA, er det bare industrien og teknologien som kan sette en stopper for de nye jordobservatørene. Kääb håper han kan følge med på målinger fra satellitten han selv har vært med på å utvikle om noen år. Nå gjenstår testing av data og utvikling av prototyper.

 – Det er svært motiverende for meg som forsker å jobbe med et slikt prosjekt. Jeg ser også at studentene mine blir engasjert av dette. På denne måten lærer de mye bedre at teorien har betydning. Det finnes faktisk satellitter der oppe som flyr og samler inn vitenskapelige data som er helt avgjørende for vår overvåkning og kunnskap om jorden.   

– Harmony er et spennende konsept, og vi er glade for å ta prosjektet videre til neste steg, sa ESA-direktør Josef Aeschbacher i en pressemelding da de kunngjorde at Harmony skal utvikles videre.