N?r solstormene herjer, f?r vi det vakre nordlyset. Men skj?nnheten p? himmelen har en uheldig bieffekt. Dessverre kan solstormer ?delegge satellitter, sl? ut kommunikasjon og ramme str?mnettet. Det kan f?re til store ?konomiske tap og en potensiell katastrofe for oss alle.
Forskere ved Universitetet i Oslo vil forst? og varsle disse kosmiske uv?rene. Akkurat som meteorologene kan forutsi stormer p? fjellet med god treffsikkerhet mange dager i forveien, er fysikere n? i gang med ? finne ut av hvordan romv?rvarslingen kan bli best mulig.
Partiklene fra soleksplosjoner treffer ionosf?ren, som er den ?vre delen av atmosf?ren v?r. Romv?rforskere har derfor de siste tjue ?rene sendt opp en rekke raketter for ? m?le hva som skjer der oppe.
De har ogs? samlet inn store mengder data fra b?de bakkeinstallasjoner og satellitter. Dataene skal brukes til ? lage presise romv?rvarsler, slik at vi jordboere kan sikre oss hvis jorden blir rammet av voldsomme etterlatenskaper fra en soleksplosjon.
– P? disse tjue ?rene har det skjedd utrolig mye, p?peker Wojciech Miloch, professor i romfysikk p? Fysisk institutt ved UiO. Han er en av verdens ledende forskere innenfor feltet og 澳门葡京手机版app下载er tett med b?de den europeiske romfartsorganisasjonen ESA og den amerikanske s?sterorganisasjonen NASA. N?r du leser denne reportasjen, er han i Antarktis for andre gang p? noen m?neder for ? forske p? hvordan solstormer p?virker den ?vre atmosf?ren p? den s?rlige delen av jordkloden v?r.
Duppeditter fra UiO
For omtrent femten ?r siden konstruerte UiO-studentene Knut Stanley Jacobsen og Tore André Bekkeng sm? n?lelignende prober som ble sendt opp med raketter for ? m?le elektrontettheten og dens variasjoner i ionosf?ren.
Probene ble snekret sammen p? laboratoriet p? Fysisk institutt. De er blitt en kommersiell suksess, sertifisert for bruk i rommet og er n? fast inventar i en rekke satellitter og internasjonale romstasjoner.
Sp?rsm?let du kanskje lurer p?, er hvorfor fysikerne trenger ? skyte opp raketter n?r de kan m?le elektrontettheten fra satellitter som g?r i konstant bane rundt jorden?
Svaret er mangefasettert.
For det f?rste: Det gjelder ? treffe de rette omr?dene i ionosf?ren n?r aktiviteten er p? det h?yeste. Det er ikke mulig ? styre satellitter til ?nsket sted p? kort tid. De har sine faste baner. Rakettene kan derimot sendes rett inn i nordlyset, alts? i det omr?det fysikerne ?nsker ? studere.
For det andre: Selv om raketter har en svimlende hastighet, er de likevel langsomme i forhold til satellitter. Satellitter beveger seg utrolig nok ti ganger raskere enn raketter. Forskerne f?r derfor langt bedre oppl?sning p? observasjonene ved ? bruke raketter.
For det tredje: De viktigste omr?dene i ionosf?ren kan ikke n?s med satellitter. Energioverf?ringen mellom solen og jorden skjer mellom 100 og 200 kilometers h?yde. Satellitter svever mye h?yere.
Ukjent fysikk
Det er fortsatt noen grunnleggende ting i fysikken som forskerne ikke har klart ? l?se. De vet ikke nok om hva som skjer med oppvarmingen og friksjonen i ionosf?ren i de polare omr?dene n?r plasmaet fra solen dundrer p?.
Energien fra verdensrommet vil, grunnet jordens magnetisme, trenge seg lengst ned i polare str?k. Energien vil s? spre seg videre til lavere breddegrader.
– Det er ganske mye energi som er bundet i de sm? skalaene og som vi ikke har klart ? m?le tidligere. S? det kan hende at modellene v?re underestimerer mengde energi fra solen, forteller Wojciech Miloch.
Uten denne kunnskapen er det vanskelig ? beskrive presist hva som skjer, i en matematisk modell.
Turbulensproblem
En av de aller st?rste utfordringene for fysikerne er ? skj?nne turbulens.
– N?r plasmaet f?r tilf?rt mye energi fra solen, dannes turbulens.
Turbulens i gass og i plasma oppf?rer seg forskjellig. I plasmaet p?virker b?de trykket og de elektromagnetiske kreftene turbulensen.
– Den dagen vi forst?r turbulens, kan vi lage bedre romv?rvarsler. Men vi kan ogs? bruke romv?r til ? studere turbulens.
S?nn sett er romv?rforskningen gefundenes fressen for turbulens-jegerne.
Stor usikkerhet
Sven Wedemeyer, professor p? Institutt for teoretisk astrofysikk, legger til:
– Vi vil forst? hvordan solen fungerer og hva vi trenger for ? kunne varsle romv?r. I dag vet vi ikke nok om hva som skal v?re input i romv?rvarslingsmodellene. Her er usikkerheten stor, beklager Sven Wedemeyer.
Det som skjer i solen, er komplisert. Solen roterer og drar med seg magnetfeltet. Magnetfeltet vil da se ut som en spiral. De lavenergiske partiklene fra solen f?lger magnetfeltet. De h?yenergiske partiklene har s? h?y energi at de g?r rett frem.
– Vi m? observere solen kontinuerlig og bruke disse observasjonene som data i romv?rvarslingsmodellene. Det gjelder ? samle inn s? mye kompletterende informasjon som mulig. Vi kombinerer observasjoner fra forskjellige romteleskoper og bakketeleskoper samtidig. Noen instrumenter er bra for én type observasjon. Andre instrumenter er bra for andre typer observasjoner. Vi ?nsker ? finne indikasjoner som kan si noe om hva som kommer til ? skje. Hvis vi fanger opp at noe skjer en time f?r en soleksplosjon, vil det v?re nyttig, sier Sven Wedemeyer.
Utfordringen deres er at varslingsmodellen m? v?re s? rask ? kj?re p? datamaskinen at modellen rekker ? komme med advarslene i tide. Dr?mmen er at det skal v?re mulig ? varsle soleksplosjoner allerede noen dager f?r de skjer.
Romv?rvarsling
Forskere p? Fysisk institutt har n?, i 澳门葡京手机版app下载 med den europeiske romfartsorganisasjonen ESA, laget en forel?pig modell av hva som skjer i ionosf?ren.
De har ogs? laget romv?rvarsler for ESA. De ble lansert p? ESAs nettsider noen m?neder f?r julen 2025.
– Hvor god er romv?rvarslingen i dag?
– Det er avhengig av hva du er interessert i. Vi er interessert i sannsynligheten for og hvor det oppst?r problemer for drift og operasjoner. Vi har utviklet det for Arktis, men vi ?nsker ? zoome inn og f? bedre oppl?sning. Da trenger vi mer data og bedre modeller. Selv om det ikke er et s? stort utbrudd p? solen, kan det f?re til alvorlige konsekvenser p? jorden. Men dette er avhengig av hva som skjer i koblingen mellom magnetfeltene til solen og jorden, sier Wojciech Miloch.
Mye er usikkert
Hvis varslingen f?rst skjer n?r man oppdager soleksplosjonen, er det for sent ? reagere p? selve r?ntgenangrepet. Akkurat som det synlige lyset, bruker r?ntgenstr?lene bare ?tte minutter p? ? n? jorden. De kan skade satellitter.
– For at elektronikken ikke da skal skades, m? satellitten skrus av f?r dette skjer. Hovedidéen v?r er ? skj?nne hva som hender f?r soleksplosjonen skjer. Etter alt fra ti minutter til to, tre timer skjer det et angrep med h?yenergiske partikler. Men det verste skjer n?r plasmaskyen treffer jorden. Det kan skje etter én til tre dager. Plasmaskyen kan p?virke jordens magnetosf?re og lage geomagnetiske stormer p? jorden, forteller Sven Wedemeyer.
Det er ganske tomt mellom solen og jorden, men helt tomt er det ikke. Solvinden er der hele tiden. Hvis det kommer en plasmasky mot jorden og enda en plasmasky som g?r raskere enn den f?rste, kan den skape kaos. Den f?rste plasmaskyen m? rydde vei gjennom solvinden. Den andre plasmaskyen g?r kanskje raskere fordi den har ledig bane. Da gjelder det ? beregne hva som skjer n?r de to plasmaskyene kolliderer.
– Hvis vi ikke skj?nner dette, kan vi ikke beregne hvordan plasmaet treffer jorden, sier Sven Wedemeyer.
UiO skyter opp rakett
Forskerne har n? tilgang til enorme mengder med data.
– Vi er en av verdens beste p? ? samle inn s? mye data som mulig fra b?de raketter, satellitter og bakkeinstrumenter, som vi bruker for ? forst? fysikken bak det som foreg?r, poengterer Wojciech Miloch.
Men de trenger mer data. Jo mer data, desto st?rre er muligheten til ? lage gode romv?rvarsler. S? de samler inn alt som er mulig ? f? inn.
I mars 2026 skal UiO skyte opp enda en forskningsrakett. Den skal m?le turbulensen i tre dimensjoner. De har riktignok pr?vd dette tidligere, men da fikk de tekniske problemer.
Raketten skal opp i 250 kilometers h?yde. M?lingene starter fra 90 kilometers h?yde. Da sl?s motoren av og raketten sender ut 12 ?d?tre? med egne m?leinstrumenter. ?D?trene? vil bevege seg lenger og lenger vekk fra raketten. Alle instrumentene skal m?le elektrontettheten. D?trene kommuniserer med hovedraketten, som igjen skal sende data til jorden.
Raketten blir skutt opp fra And?ya Space, noen kilometer s?r?st fra Andenes, n?r solaktiviteten er h?y, nordlyset herjer p? himmelen og vinden ikke er for kraftig.
– Vi har stor tro p? at vi f?r dette til, men det er alltid litt pokerspill, forteller Wojciech Miloch.
Mysterium over Antarktis
Romv?rforskerne tyr ogs? til en rekke bakkeinstrumenter, b?de p? Svalbard, i Nord-Norge og i Antarktis for ? studere ionosf?ren. Man skulle kanskje tro at forstyrrelsene i ionosf?ren over Antarktisk er lik den over Arktis. Men s? enkelt er det ikke.
– Under en solstorm f?r man riktignok s?rlys og nordlys nesten samtidig, men det er forskjeller. Den magnetiske polen er mer forskj?vet i s?r enn i nord. Det f?rer til at det magnetiske feltet rundt jorden ikke er symmetrisk. Vi ser derfor at det er mye mer turbulens i ionosf?ren i s?r enn i nord. Dette er forklaringen p? at vi ogs? er interessert i ? forske p? s?rlys, forteller Wojciech Miloch.
Sven Wedemeyer legger til:
– Vi m? vite om faren for ?deleggende solstormer er seri?s eller ei. Varslingen m? v?re robust. Statnett kan ikke sl? av str?mmen hvis vi bare tror at noe skal skje. Vi m? regne p? hvordan plasmaskyen beveger seg, men vi er ikke der enn?. Vi mangler fortsatt data.
