In Situ,Remote,and Laboratory Investigations of Mesospheric Aerosols/Dust and Their Role in Atmospheric Chemical and Physical Processes.

Hovedmålet med prosjektet er å øke forståelsen av fysikken og kjemien i mesosfæren for å inkludere dette i klimamodeller for jordens atmosfære. En bedre forståelse for de kjemiske egenskapene til nanopartikler i den midlere atmosfære er et viktig aspekt i denne sammenhengen. Selv i stratosfæren kan is- og støvpartikler fungere som kondensasjonskjerner i dannelsen av skypartikler. Rakettobservasjoner gir en bedre forståelse av sammenhengen mellom mesosfæren og omegn, og hvordan mesosfæren påvirker de nedre lagene. To raketter, oppskutt fra Andøya Space Center, var konstruert for å måle mesosfærisk støv og plasma-forholdene i en polar sommer-atmosfære. På sommeren dannes ispartikler rundt mindre støv partikler, hvor ispartiklene blir observert i form av nattlysende skyer. Disse er en del av støv-plasma fenomener som fører til dannelse av sterke radar ekko, kalt polare mesosfæriske sommer ekko (PMSE). Data fra rakettene har blitt analysert og har ført til en rekke viktige funn som er blitt publisert i vitenskapelige tidsskrift. De vitenskapelige resultatene inkluderer den første deteksjonen av sjeldne, lave sommer-ekko samtidig med radar og in-situ observasjoner fra rakett. Et doktorgradsarbeid ble gjennomført i sammenheng med prosjektet, som blant annet utviklet en ny tilnærming for å måle størrelsesfordelingen av nanopartiklene. Et nytt instrument for å måle små støvpartikler ble utviklet og testet på en studentrakett for vinterforhold, når støvpartiklene er mindre enn på sommeren. Det resulterte i to mastergradsavhandlinger og vitenskapelige publikasjoner. Design av et nytt instrument for å fange støvpartikler er under utvikling og design-betraktingene vil bli publisert for framtidig bruk. Vi deltar på diskusjoner for planlegging av fremtidige norske rakettobservasjoner av mesosfæren. Prosjektet inkluderte internasjonalt samarbeid med fem andre land.

The Maxidusty projects strengthened international collaborations on the studies of the upper atmosphere from Andøya. results support a new initiative to establish an international research programme to study the mesosphere above the Arctic using rocket measurements from Andøya Space Center. Students at UiT were directly involved in the project, which enhanced their motivation to pursue a career in space research and technology. The experience from the project and project work were central for the participation of UiT students from Tromsø and Narvik in the international G-Chaser student rocket campaign and reports in the media reached the next generation of potential students. Results of the project also enter a number of other projects including the preparation of observations with the new EISCAT_3D radar. For future research the project provides new results that are important for research on the Earth atmosphere, interplanetary space and for cosmic environments, in general.

The aim of the MAXIDUSTY-II project is to enhance our understanding of key physical and chemical processes in the Earths mesosphere and of its coupling to other atmospheric regions. The investigations will involve the launch of rocket payloads MAXIDUSTY-I and II which will include several recently developed dust and plasma probes and a new dust probe, MESS. Using a new sampling technique, MESS will collect and return meteoric smoke particles for the first time. The launch will be supported by the EISCAT radars and Heating Facility and the UiT MORRO 56 MHz radar , by all relevant ground-based instrumentation at Andøya Rocket Range, and by satellite observations. The major goals of the investigations are to reveal the chemical content of the mesospheric cloud (NLC/PMC) particles by in situ mass spectroscopy, weigh collision fragments from impacting ice particles, find the secondary charging effects, mass analyze the incoming primary dust particles, and analyze smoke particles brought back by the MESS probe. This, combined with the other rocket, satellite, and ground-based observations, together with theoretical modeling and laboratory experimental results, will lead to an improved understanding of smoke and PMC particle formation and evolution, and of the chemical and physical processes occurring in the mesosphere. The new knowledge that will emerge from the MAXIDUSTY-I and II projects is expected to be important in validating and improving Whole Atmosphere Models, and satellite observation techniques, as well as laboratory experiments related to chemical processes in the upper atmosphere. In the MXD project we will also install and equip a large plasma vacuum tank for instrument testing to ensure the optimal performance of the payload probes. The payload will carry up to four small daughter payloads to be ejected in the mesosphere to conduct 3D measurements of vital parameters such as the plasma density and possibly the dust charge density.