Forskningsområder på DTU space

DTU Space leverer forskning på højt internationalt niveau og er førende inden for flere områder. Vi kobler den naturvidenskabelige forskning tæt sammen med udvikling af ny teknologi. Vi håndterer hele processen fra en idé er udviklet til et instrument er designet, bygget og sendt i rummet for at hente data, som forskerne kan analysere og publicere ny viden ud fra. Med den specialiserede og forfinede teknologi, som er til rådighed, får vi flere og flere svar og et større indblik i forhold på jorden og i universet, der omgiver os.

Vi er med i omkring 200 videnskabelige udgivelser årligt. Du finder vores videnskabelige udgivelser her i DTU's database Orbit.

Forskningen på DTU Space er omdrejningspunktet for vores øvrige aktiviteter inden for udvikling af ny teknologi, innovation, samarbejde, uddannelse og forskningsbaseret rådgivning.

Vi forsker inden for tre hovedområder: Rummet og universet. Jorden fra rummet. Instrumenter og systemer til især rummissioner med satellitter og rumsonder. Vi udfører også rådgivning til myndigheder og andre institutioner og organisationer baseret på forskningen.

Aktiviteterne er fordelt på vores fem forskningsafdelinger: Astrofysik og atmosfærens fysik, Måling og instrumentering, Geomagnetisme og geospace, Geodæsi og jordobservartion samt Mikrobølger og telemåling. 


Rummet og universet

DTU Space er engageret i studiet af universets, oprindelse, udvikling og struktur samt udforskning af vores solsystem. Der arbejdes med afsæt i fysikken og matematikken udfra de komplekse sammenhænge, som indgår i tilblivelsen og udviklingen af universet og solsystemet. Blandt andet har vi via ESA's Planck-mission gjort nye opdagelser omkring Big Bang, styrket teorien om, at dette fænomen fandt sted, og at det skete for tæt på 13,8 milliarder år siden. Et tal, DTU Space har bidraget til at beregne. Vi har også udviklet teknologi til Planck-missionen.

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 via præcise malinger af masse. Fastlæggelse af de små exoplaneters sammensætning af atmosfærer. Ultimativt arbejdes der på at bane vejen 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. Til formålet anvendes data fra vores 20 magnetfelt-målestationer placeret forskellige steder i Danmark.

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 desuden dynamiske iskort ved hjælp af kunstig intelligens, som kan bruges til navigation i Arktis i takt med, at der bliver mindre havis. 
Vi forsker også i jordens magnetfelt, og har den videnskabelige ledelse af dele af ESA's Swarm-mission, som via tre satellitter måler på Jordens magnetfelt. 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. Jordobservation af nøgleparametre. 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.

High-performance 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 især på

Deltagelse i en række af de største planet-missioner i vores tid med ny teknologi, instrumenter og videnskabelig forskning.

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 landede i 2021, og som nu 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 2022. Her bidrager vi med et af nøgleinstrumenterne, et magnetometer-system, som skal udforske metal-asteroiden 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’s flagskibmission ATHENA. Desuden arbejde på at forfine røntgendetektor-systemer udviklet til brug i rummet, så teknologien kan anvendes på andre områder, eksempelvis inden for medicinsk udstyr til skanning for cancer.

Udvikling af phase-meter teknologi (enabling technologies) til den kommende ESA-mission LISA, der skal undersøge gravitationsbølger.