Ionospheric exploration with NorSat-1

I juli 2017 ble den første norske vitenskapelige satellitten, NorSat-1, skutt opp i en bane på 600 km høyde; NorSat-1 krysser det nordlige polarområdet hvert 90 minutt. Ombord NorSat-1 finnes et instrument (multi-needle Langmuir probe) utviklet ved Universitetet i Oslo som er i stand til å måle elektrontettheten med enestående oppløsning. De siste årene har NorSat-1 kontinuerlig levert data, som fremdeles er i ferd med å bli analysert. I dette prosjektet er det utført studier av uregelmessigheter i plasmatettheten i de polare og ekvatoriale områdene, alt med støtte fra data fra andre satellittmisjoner eller bakkebaserte instrumenter. På grunn av en anomali som gjorde at satellitten ikke kunne kontrollere orienteringen sin, ble det imidlertid ikke samlet inn brukbare data for deler av dette prosjektet. Videre ble prosjektfremdriften hemmet av COVID-19-pandemien. Uansett ble betydelige vitenskapelige og teknologiske fremskritt oppnådd under dette prosjektet, som ikke bare vil hjelpe oss med å forstå målinger fra andre plattformer i fremtiden, men også bidra til å utvikle fremtidige modeller som vil være i stand til å forutsi den øvre atmosfærens innvirkning på satellittsignaler.

Prosjektet har hatt positive virkninger for begge postdocs som jobbet for prosjektet. De har utviklet sine profesjonelle ferdighetene, samt utdypt deres kompetanse i forskjellige geofysikaliske forskningsområder. Basert på erfaringene i prosjektet fikk Y. Jin pengestøtte fra ESA for å utvidde sin forskning innenfor romvær. A. Eklund sluttet tidligere enn planlagt, og jeg er sikker på at den kompetanseutviklingen som han har hatt i prosjektet hjalp ham til å få den nye jobben på SINTEF. Deres jobb i prosjektet har ført til at hele forskninggruppa her har nå en bedre forståelse av NorSat-1 dataene.

In July 2017 the first Norwegian scientific satellite, NorSat-1, will be launched into a polar low-Earth orbit. On board NorSat-1 is the multi-needle Langmuir probe, an instrument that measures the electron density with 800 Hz, achieving an unprecedented spatial resolution between measurements of less than 10 meters in the ionosphere. We will take this unique opportunity to study the cross-scale coupling between energy input due to large-scale dynamics and electron density fluctuations on the scale of the ion gyroradius by combing the NorSat-1 data with measurements from a wide range of complementary instruments. At high latitudes, we will study the NorSat-1 data in connection with observations of the Birkeland current system, of ionospheric plasma flow and temperature, and of particle precipitation. At low latitudes we will combine NorSat-1 data with measurements from ionosondes and the Jicamarca radar. Since scintillations of trans-ionospheric radio waves are ultimately caused by small-scale electron density variations, we will not only establish an understanding how energy input at large spatial scales structures the ionosphere at the smallest scale, but also enable the effective forecast of ionospheric scintillations.