Svenskt satellitinstrument som förvarnar om jordskalv skjuts upp från rysk atomubåt

På onsdag 24 maj kl 20:50 svensk tid skjuts satelliten Compass-2 upp till en polär bana på 400 km höjd från en rysk atomubåt i Barents hav. Ombord finns ett instrument från Institutet för rymdfysik (IRF) i Uppsala. Instrumentet är en avancerad radiomottagare som ska mäta förändringar i den övre delen av jordens atmosfär, den så kallade jonosfären, orsakade av förstadier till jordbävningar. Satellitinstrumentet är framtaget av IRF i Uppsala, som konstruerat själva radiomottagaren, tillsammans med polska vetenskapsakademins rymdforskningscentrum (CBK) i Warszawa. Varken IRF eller CBK har tidigare forskat kring jordbävningar men de två instituten har en lång tradition av jonosfärsforskning och satellitinstrumentering och bidrar här med sin expertkunskap. -Det känns mycket bra att IRF kan bidra till forskningen om jordskalvsvarning med ett svenskt satellitinstrument, speciellt med tanke på tsunamikatastrofen. Katastrofens omfattning skulle troligen ha kunnat reducerats betydligt om ett fungerande varningssytem funnits på plats. Det är mot ett sådant globalt system för jordskalvsvarning som den här forskningen syftar, säger Dr Jan Bergman som ansvarar för IRFs del och koordinerat den svensk-polska insatsen. Redan flera dagar innan ett jordskalv inträffar uppstår tryckförändringar och friktioner i jordskorpan. Dessa ger upphov till starka elektromagnetiska fält som direkt påverkar och stör den närliggande rymden ovanför jordbävningszonen. Vårt instrument kan detektera dessa störningar. För själva satelliten ansvarar rymdforskningsinstitutet IZMIRAN i Moskva. Uppskjutningen sker med en konverterad SS-23 kärnvapenmissil från en atomubåt och handhas följdaktligen av ryska flottan. Ubåten satte kurs mot uppskjutningsplatsen i Barents hav redan i fredags. Compass-2 är bara den första av flera satelliter som alla skall ingå i varningssystemet VULCAN vilket också innehåller markstationer. -Vi vill ge en stor eloge till kollegorna i Polen och Ryssland som trots begränsade ekonomiska resurser bedriver den här typen av spjutspetsforskning inom miljöövervakning och fjärranalys. Det är också en stor ära för oss att som enda forskargrupp utanför det forna östblocket ha blivit inbjudna att delta med ett helt nyutvecklat satellitinstrument, säger Professor Bo Thidé, programchef vid IRF i Uppsala. MER INFORMATION Dr Jan Bergman, huvudansvarig, IRF, tel. 018-4715916, 070-6396166, jb@irfu.se Professor Bo Thidé, programchef, IRF, tel. 018-4715914, bt@irfu.se Rick McGregor, informationsansvarig, IRF, tel. 070-2766020, rick@irf.se WEBBSIDOR Compass-2-sida vid IRF i Uppsala: http://www.physics.irfu.se/~jb/compass-2.html Compass-2-sida vid IZMIRAN i Moskva: http://compass.izmiran.ru IRF: http://www.irf.se IRF i Uppsala: http://www.irfu.se CBK i Warszawa: http://www.cbk.waw.pl Pressmeddelande med länk till fakta och bilder: http://www.irf.se/link/press_060523 FAKTA Redan flera dagar innan en jordbävning inträffar skapar de enorma tektoniska krafterna tryckförändringar och spänningar i jordskorpan. Dessa ger bla upphov till friktion och piezoelektriska effekter vilket leder till starka elektromagnetiska fält som direkt påverkar den övre delen av atmosfären ovanför jordbävningszonen. Där övergår luften från gas till plasma och den egentliga rymden börjar. Till skillnad mot en gas, vilken består av atomer och molekyler, består ett plasma av fria elektroner och joner, därav namnet "jonosfär". Plasmat i jonosfären är extremt känsligt för yttre påverkan av elektromagnetiska fält. I luften fortskrider elektromagnetiska fält i form av radiovågor utan större påverkan eftersom luftens molekyler är elektriskt neutrala. I jonosfären däremot finns en mycket stark koppling mellan elektromagnetiska fält och de elektroner och joner som plasmat består av. Vid vissa radiofrekvenser i kortvågsområdet är kopplingen extra stark. Dessa är plasmats naturliga så kallade egenfrekvenser. Det finns många olika egenfrekvenser i jonosfärplasmat och dessa är väl kända. Gemensamt för egenfrekvenserna är att de samtliga beror av plasmats täthet eller jordmagnetfältets styrka, eller en kombination därav. En mycket liten variation av plasmatätheten eller magnetfältstyrkan orsakad tex av förstadier till jordbävningar gör att egenfrekvenserna ändras markant, vilket kan detekteras av IRFs satellitinstrument som kontinuerligt varierar mottagarfrekvensen från låga till höga frekvenser. Mätningarna jämförs sedan med mätningar från andra instrument ombord på Compass-2 och och med mätningar från markstationer. Detta för att säkerställa att de uppmätta förändringarna i jonosfären verkligen härrör från förstadier till jordbävningar och inte orskas av andra störningar. Mycket av forskningen kommer därför att gå ut på att hitta snabba men säkra metoder för att sammanställa stora mängder data i realtid från många olika mätinstrument. Den superdator som man tidigare fått donerad av IBM inför uppbyggnaden av radiosensornätverket LOIS i Växjö kommer då även att utnyttjas till att varna för jordbävningar. I detta arbete hoppas IRF i Uppsala att få hjälp från Uppsala databaslaboratorium (UDBL) vid Uppsala Universitet, vilka är experter på så kallade strömmande databaser och med vilka man sedan länge har ett nära samarbete inom LOIS-projektet. Två speglade servrar också dessa från IBM, en i Uppsala och en i Warszawa, kommer att användas för arkivering och distribution av satellitdata som kommer att hållas fritt tillgängliga för allmänheten. WEBBSIDOR LOIS Space Centre i Växjö: http://www.lois-space.net UDBL vid Uppsala Universitet: http://www.it.uu.se/research/group/udbl IBM Watson Research Center: http://www.watson.ibm.com Dr Rick McGregor Research & Development Officer Swedish Institute of Space Physics (Institutet för rymdfysik, IRF) Box 812 SE-981 28 Kiruna SWEDEN tel. +46-980-79178 fax +46-980-79050 mobile: +46-70-2766020 Internet: www.irf.se