Forskningsområder

På DTU Space forsker vi inden for tre hovedområder: Rummet og universet. Jorden fra rummet. Rumteknologi og instrumenter. Forskningen er omdrejningspunktet for vores øvrige aktiviteter inden for udvikling af ny teknologi, innovation, samarbejde, uddannelse og forskningsbaseret rådgivning. Vores arbejde resulterer hvert år i en række leverancer af instrumenter til rummissioner, nye internationale samarbejder, masser af rådgivning til myndigheder og andre partenere samt ikke mindst omkring 200 videnskabelige udgivelser.

Rummet og universet

DTU Space er engageret i studiet af universets, oprindelse, udvikling og struktur samt udforskning af vores solsystem.

Vi er blandt andet med i James Webb Space Telescope, som blev opsendt i 2021 og i 2022 sendet de første nye billeder af det dybe univers tilbage til jorden. Via deltagelse i ESA's Planck-mission har vi været med til at styrke teorien om Big Bang og været med til at beregne, at denne hændelse fandt sted for knap 13,8 milliarder år siden. 

Vi fokuserer især på:

• At forstå universets stor-skala strukturer ved hjælp af store teleskoper som ALMA, James Webb Space Telescope og Euclid. Forskningen foregår blandt andet i regi af DAWN centre of excellence, et samarbejde mellem DTU Space og Niels Bohr Instituteet på Københavns Universitet. Deuden støttes forskningen af bevillinger fra Villum-fonden og Carlsberg-fonden.
• At observere gravitationsbølger via deltagelse i LISA projektet.
• Undersøgelse af kompakte objekter for at opnå bedre forståelse af den detaljerede fysik i neutronstjerner. Dette arbejde er baseret på en række satellitmissioner. Desuden arbejdes med transienter i studier af fænomenerne supernovaer og hypernovaer.
• Detektion og karakterisering af af små exoplaneter, som har en størrelse, der ligger mellem Jordens og Neptuns størrelse. Fastslå sammensætningen af atmosfæren omkring små exoplaneter. Ultimativt arbejdes på at bane vej for detektion af liv uden for vores eget solsystem for første gang.
• Space Safety. Vi forsker i trusler; mod jorden, liv på jorden, teknologi og infrastruktur på jorden og i rummet. Det sker gennem fokus på rumvejr, 'nær jorden objekter', menneskeskabte objekter i rummet samt partikelstråling. Vi forsker også i interaktionen mellem ladede partikler fra solen og Jordens magnetfelt.

Jorden fra rummet

DTU Space anvender satellitter og dronesystemer til at udforske jordens fysik og forbedre præcisionen af satellitbaserede navigationssystemer.

Vi forsker blandt andet i metoder til at kortlægge klimaforandringer og effekten af klimatilpasninger, hvor vi benytter satelliter, droner, fly og missioner til lands og vands for at undersøge vandstand i verdenshavene og ved danske kyster samt landhævning og afsmeltning af is i Arktis og Antarktis.

Vi bidrager til at skabe det overblik, der kan handles ud fra i eksempelvis den grønne omstilling i Danmark.

Vi udvikler dynamiske iskort ved hjælp af kunstig intelligens, som kan bruges til navigation i Arktis i takt med, at der bliver mindre havis.

Vi forsker i jordens magnetfelt, og har den videnskabelige ledelse af dele af ESA's Swarm satellit-mission. Denne viden bruges blandt andet til at korrigere satellitbaseret navigation (GNSS), som eksempelvis GPS eller det europæiske Galileo, for magnetfeltets påvirkning af signalerne.

Vi fokuserer især på:

• Satellitbaseret geodæsi i form af præcis positionering og navigation ved hjælp af GNSS-teknologier. Blandt andet udvikles reference-systemer og systemer til præcis positionering i real-tid af blandt andet køretøjer, droner og robotsystemer til brug bl.a. inden for smart mobility og smart cities med autonome køretøjer.
• Udnyttelse af det europæiske Galileo-system og det danske GNET i Grønland til at beregne landhævning og landforskydning samt hastighed og mængden af indlandsisens afsmeltning.
• Måling af gravitation fra rummet, via fly og på landjorden og havet for at beregne geoider til brug ved grundlæggende kortlægning af landområder samt til bestemmelse af satellitters kredsløbsbaner.
• Klimaforskning. Herunder observation af forandringer i havniveuaer globalt samt observation af smeltning og udbredelse af havsis og landis med henblik på at bidrage til bedre forståelse af trends i klimaforandringer over lang tid.
• Kortlægning af udbredelsen og bevægelsen af havis til anvendelse for mere effektiv og sikker sejllads i isfyldte farvande
• Kortlægning af is-krystal-orientering (ice crystal orientation fabrics, COF) for is-kapper ved hjælp af luftbårne kampagner, der indhenter polarimetriske rada data med henblik på at forbedre modeller over is-bevægelser i relation til klimaforandringer.
• Brug af data fra ASIM-eksperimentet, der er monteret på Den internatilnale rumstation ISS, til at undersøge høj-energi-processer i relation til tordenvejr.
• DTU Space er ansvarlig for videnskabelig udnyttelse af data fra ESA's satellite-konstellation Swarm. DTU Space er også koordinator for Swarm DISC konsortiet, som er ansvarlig for dataprocessering og videnskabelig udnyttelse af data fra Swarm-satellitterne.
• DTU Space arbejder løbende på forbedringer af de geomagnetiske referencemodeller, CHAOS, som er udviklet af DTU-forskere og er en af verdens førende modeller inden for området.
• Kortlægning og forståelse af den magnetiske signatur fra Jordens øverste del, skorpen (the crust). Nye drone-baserede systemer til kortlægning af Jordens skorpe (crustal mapping) på forskellige skalaer som eksempelvis vulkanske systemer, mineraler, overfladekontaminering (subsurface contaminants, UXO) samt arkæologi.
• Udvikling af geomagnetiske instrumenter.

Rumteknologi og instrumenter

DTU Space forsker i samt udvikler og fremstiller instrumenter til satellitter og rumsonder til brug i internationale missioner.

Vi står for validering og kalibrering af instrumenter ved blandt andet at gennemføre flybårne kampagner i Grønland og Europa. DTU Space udvikler og bygger desuden stjernekamera-systemer til satellitnavigation og andre kamerabaserede systemer til udforskning af rummet, magnetometre til at måle magnetfelter på jorden og i rummet (fra såvel Jorden som rummet) samt radar- og radiometersystemer til måling af for eksempel tykkelsen af havis og iskapper.

Vi har deltaget i over 100 rummissioner, og på flertallet af dem er der udstyr med, som DTU helt eller delvist har udviklet og bygget, ligesom vi ofte anvender de data, der hentes fra missionerne til vores forskning, eksempelvis til undersøgelse af havniveauet i relation til klimaforskning.

Flere af instituttets projekter har givet anledning til nye opfindelser til brug uden for rumfartsbranchen. For eksempel samarbejder instituttet med en ekstern virksomhed omkring udvikling af en ny type detektor til at undersøge kvinder for brystcancer, udstyr til afsløring af olieudslip fra skibe samt brug af dronesystemer til minesøgning og arkæologiske undersøgelser.

Vi fokuserer i høj grad på:

• Vi er inviteret til at deltage i disse missioner af ESA og NASA på baggrund af vores forskning og udvikling af nye instrument-systemer og observationsteknikker. Vi samarbejder med ledende forskere på nogle af verdens mest ansete universiteter, blandt dem Caltech, MIT, Yale og Princeton. Vi deltager i NASA’s JUNO-mission til solsystemets største planet Jupiter, hvor magnetosfæren, strålingsbælter og potentialet for liv på månen Europa udforskes. Vi bidrager også til EMM-projektet, som skal udforske gossamer-systemet.
• Vi deltager desuden i NASA’s Mars 2020-mission, som leder efter tegn på tidligere liv. Vi bidrager her med et avanceret kamerabaseret navigations- og positioneringsystem.
• I samarbejde med blandt andre MIT og Yale University deltager vi desuden i NASA-missionen Psyche som ventes opsendt 2023. Her bidrager vi med et af nøgleinstrumenterne, et magnetometer-system, som skal udforske metal-asteroiden '16 Psyche'.
• Formationsflvvning og superpræcis navigation i samarbejde med ESA. Her udvikles teknologi, der skal testes for første gang nogensinde i 2023 i Proba3-projektet med en ’Coronagraph’. Denne teknologi kan redefinere hele rumsektoren de kommende årtier og mulliggøre ny rumvidenskab og bidrage til fremtidige missioner med mennesker til Mars og Månen.
• Kritisk instrumentering og forskning relateret til en serie af jordobservationsmissioner med fokus på at karakterisere Jordens biosfære og forandringer i den. Målet med missionerne er at etablere det videnskabelige grundlag for analyse på en række områder, herunder miljøforandringer, ressourceforvaltning og bæredygtighed.
• Kampagner med brug af C- og X-bånd mikrobølge radiometre fra DTU Space. Blandt andet I forbindelse med ESA’s Copernicus Imaging Microwave Radiometer mission, CIMR, hvis hovedformål er at kortlægge overfladetemperaturer i havene. Det sker blandt andet med algoritmer udviklet til mitigation af Radio Frekvens Interferens (RFI).
• Metoder som bidrager til operationelt brug af Synthetic Aperture Radar Interferometry (InSAR) inden for kortlægning af hastigheden af bevægelser af is-kapper og gletjsere, deformation af land/undergrund relateret til variationer i permafrost, overvågning af jordskred samt deformation, der påvirker byområder og infrastruktur i Danmark.
• Udnyttelse af årtiers forskning i fokusering af røntgen-teleskoper, som blandt andet kan udnyttes i forbindelse med ESA-missionen ATHENA.
• Udvikling af phase-meter teknologi (enabling technologies) til den kommende ESA-mission LISA, der skal undersøge gravitationsbølger.