Asim har fanget sit første lyn fra rumstationen
Der er fest i Lyngby på DTU Space i dag. Man fejrer Danmarks hidtil dyreste rumprojekt,
klimaobservatoriet Asim, monteret uden på Den Internationale Rumstation – ISS – for godt en måned siden den 13. april.
»Siden da har man testet og set, at udstyret virker, som det skal, samt at data er i så god kvalitet, at det formentlig ikke bliver særligt vanskeligt at bearbejde og analysere data. Det viser, at Asim er designet rigtigt,« fortæller Torsten Neubert, chefkonsulent på DTU Space og idémand til Asim.
Nu er DTU Space og Terma sammen med deres europæiske partnere færdige med testindkøringen af Asim, og samtidig er DTU Space klar til både at fejre og præsentere de første billeder af lyn.
Gigantlyns betydning for Jorden
Asim er et europæisk, men danskledet forskningsprojekt, der blandt andet skal undersøge, hvordan kæmpelyn (røde feer og blå jets), der går op og ned i atmosfæren, ændrer den kemiske sammensætning af atmosfæren og ozonlaget.
Spørgsmålet er f.eks., om lynene har betydning for klimaet på Jorden, så kæmpelynene måske skal indregnes i klimamodellerne for fremtidens klima på Jorden.
Hovedinstrumenterne består af røntgendetektoren MXGS (Modular X- and Gamma-ray Sensor), der kører døgnet rundt, samt MMIA (Modular Multi-spectral Imaging Array) som består af to kameraer, der tager billeder, og tre fotometre, der detekterer lysglimt i forskellige bølgelængder.
Optager billeder om natten
Asim peger ned mod Jorden. Det tager ISS 90 minutter at flyve rundt om Jorden, og det bliver til 16 ’dage’ og 16 ’nætter’ undervejs på et almindeligt døgn.
Læs også: Liftoff: Danmarks største rumprojekt er i rummet
Når ISS flyver ind i natten, tænder kameraer og fotometre automatisk for på den måde at reducere datamængden betragteligt.
Når instrumenterne registrerer lys, tager de to kameraer 12 billeder i sekundet ved forskellige bølgelænger, og fotometrene måler tilsvarende lyset på tre forskellige bølgelænger, men med meget større nøjagtighed - nemlig 100.000 gange i sekundet.
Når ISS så flyver ind i dagen, bearbejder Asims computer de mange data og sorterer billederne med lyn fra og skærer dem samtidig til, og komprimerer data. Data bliver så overført til rumstationen, der sørger for, at data bliver sendt ned til en jordstation i Bruxelles, hvorfra Asim også bliver styret. Og jordstationen sender så data videre hjem til DTU Space, hvor folk på et nyoprettet datacenter de næste to år bearbejder dataene.
Hurtig fangst
Selv om der sker lynglimt på kloden cirka 40 gange i sekundet, så kan der gå dage, før man er heldig og får fanget lyn på billeder, eftersom Asim kun holder øje med lyn om natten, og det samtidig skal passe med, at tordenvejret er lige under ISS.
Læs også: Rumfart: 12 store begivenheder vi holder øje med i 2018
»Faktisk var der dog gevinst allerede få dage efter, at Asim var på plads, men i travlheden med at teste, at instrumenterne virkede, nåede vi først at kigge materialet igennem et par uger senere, og der lå Asims første lyn,« forklarer Torsten Neubert.
Asims første lyn
De to rækker billeder viser et lyns udvikling, og hvordan kameraerne optager billeder af lynet i to forskellige bølgelængdeområder, og hvor bølgelængde på den øverste række er bedst til at vise lynet.
På det første billede i hver række sker der næsten ikke noget. På de næste to er der lidt aktivitet – det er mørkt i toppen af skyen, og så lyser det ud fra siden med lynet.
På de to sidste billeder er lynet meget kraftigt, og der tror forskerne, at lynet er kommet højt op i skyen, så man kan se lynet ud af toppen.
Muligvis et gigantlyn
Under billederne kan man se de tre fotometre som funktion af tiden, så det passer med billederne ovenover. De gule lodrettet streger svarer til kameraernes eksponering. Og man kan så udvælge et peak på fotometret og sammenholde med, hvad billederne siger.
Det midterste fotometer VUV viser ikke lyn, fordi lynene er for langt nede, og stratosfæren absorberer det hele.
»Men under billede nummer to, hvor man akkurat kan se lynet begynde, er der alligevel et kraftigt peak på alle tre fotometre. Vi tror, at udslaget også på VUV kan skyldes, at lynet kommer over stratosfæren – altså tættere på rumstationen - som fx gigantlyn som røde feer eller elevere. Men det bare vores teori, for vi har endnu ikke fået analyseret billederne,« siger Torsten Neubert.
ASIM skal undersøge lyn, tordenvejr, meteorer og klimaforhold fra rummet. Asim er udstyret med røntgendetektoren MXGS (Modular X- and Gamma-ray Sensor) samt MMIA (Modular Multi-spectral Imaging Array), som består af to kameraer og tre fotometre. Asims instrumenter tager optiske, synlige billeder af lyn, tæller fotoner og måler røntgenstråling fra tordenvejr. Desuden indsamler Asim data om skyer, som indgår i et komplekst samspil i forbindelse med tordenstorme, og som har indflydelse på Jordens klima. Asim-projektet kører under Den Europæiske Rumorganisation ESA, og har været i gang i cirka 12 år. Det har kostet cirka 370 millioner danske kroner, hvoraf Danmark har betalt 220 millioner kroner. DTU Space er videnskabelig leder af projektet, mens Terma er projektleder for den tekniske udførelse af Asim. Danmarks Meteorologiske Institut (DMI) leverer globale meteorologidata og hjælper med at fortolke dem videnskabeligt.Asim
Behov for høj tidsopløsning
Der er derfor, at forskerne har brug for den høje tidsopløsning med 100.000 gange i sekundet på de tre fotometre og 12 billeder i sekundet, fordi de så kan se på kameraer og fotometre, hvad der sker i det optiske område og sammenligne med, hvad der sker i røntgenområdet. Og se, om der er tale om et almindeligt lyn eller et gigantlyn.
»Når lynet bevæger sig, foregår det meget hurtigt, og derfor må vi have en meget fin opløsning for på den måde at kunne sætte fingeren på, hvor og hvornår i lynet, glimtet af gammastrålingen udsendes af lynet – og se lige præcis hvad det er i lynet, der gør det. Det ved vi ikke i dag, og det vil vi gerne måle, siger Torsten Neubert.
Grund til lodret fokus
Som læseren måske husker, lykkedes det Andreas Mogensen at tage billeder af et blåt lyn opad i stratosfæren, da han var om bord på rumstationen i september 2015. Dengang kunne han rette kameraet, hvorhen han ville. Med Asim kigger man lodret ned, og det kan måske virke begrænsende. Men det er der en klar årsag til, fortæller Torsten Neubert:
»For det store røntgeninstrument er i virkeligheden hovedinstrumentet på Asim, og fordi røntgenstråling bliver absorberet af atmosfæren, får vi det stærkeste signal ved at fokusere lodret ned, hvor vi også er tættest på kilden – altså lynet – og hvor der ikke er så meget atmosfære, der absorberer.
Der er dog stadig kun testdata fra MXGS, som viser sensorerne virker. Egentlige observationer vil blive forsøgt om en uges tid, når instrumentet er justeret.
Torsten Neubert forventer dog, at han og kollegerne allerede i efteråret vil være klar med den første videnskabelige artikel baseret på ny viden fra Asim. Men hvornår artiklen bliver publiceret, afhænger af hvor lang tid peer-review tager.
Terma afslørede 20. november 2017 en 1:1-model af ASIM, og projektleder i Terma Ole Hartnack fortalte om de teknologiske dele. Se videoen herunder.
