DTU Space har udviklet positionerings-teknologi til NASA’s nye klimamission CLARREO Pathfinder, som skal monteres på rumstationen ISS og bidrage til mere præcise målinger af jordens klima fra rummet.
Når lys fra solen rammer jorden reflekteres en del af det tilbage gennem jordens atmosfære og ud i rummet. Dermed forhindres en del af solens indkommende energi i at bidrage til den globale opvarmning.
Det er i dag uvist præcist, hvor stor en del af solens energi, der sendes tilbage i rummet, og hvor stor en del der optages på jorden. Men det skal NASAs’ nye CLARREO-mission nu bidrage til at få bedre styr på. DTU Space har leveret positionerings/navigations-udstyr til missionen baseret på digital kamerateknologi.
CLARREO er blandt nøglemissionerne i NASAs klimasatellit-program og skal monteres på Den internationale rumstation ISS. Herfra skal instrumentet måle på netop mængden af energi fra solen, der reflekteres tilbage fra jorden.
"Formålet med CLARREO-missionen er at afdække mere præcist, hvor stor en andel af solens indkommende lys og energi, der reflekteres direkte bort fra vores atmosfære. Det er vigtigt for at forstå, hvordan klimaet ved jordens overflade udvikler sig. På den måde fås samtidig et billede på, hvor meget af solens energi, der holdes tilbage i atmosfæren og bidrager til global opvarmning," siger professor og afdelingsleder på DTU Space John Leif Jørgensen, der står for den danske andel af NASA-projektet.
Mere retvisende klimamodeller
Data fra CLARREO skal blandt andet anvendes til at kalibrere andre klimaovervågnings-instrumenter på eksisterende og nye satellitter, så de samlede klimamodeller baseret på satellitdata bliver mere præcise.
Ved at måle fra rumstationen undgås forstyrrelser fra jordens atmosfære i målingerne. Og de meget præcise data her fra kan så sammenholdes med data fra satellitter, der også måler på jordens energibalance, altså forholdet mellem, hvor meget af solens indkommende energi, der optages på jorden, og hvor meget der reflekteres tilbage i rummet.
”Reflektionen af det indkommende sollys har indflydelse på den globale opvarmning. Ved at måle på denne vigtige klimadriver, kan vi få et langt mere retvisende klimamodeller i fremtiden,” siger John Leif Jørgensen.
DTU’s andel af instrumentet består af en særlig version af den kamerabaserede teknologi til rumnavigation og rumforskning, som forskere på DTU Space har udviklet. Udstyret sikrer, at CLARREO’s måleinstrumenter orienteres meget stabilt og præcist.
Lignende DTU-teknologi indgår i en række NASA- og ESA-missioner til blandt andet at udforske Mars, undersøge planetstøv i rummet samt navigation af klima-satellitter.
Rummet giver overblik
Fra rummet fås det bedste overblik over, hvad der sker med jordens klima. De rumbaserede observationer er derfor en vigtig del af klimaforskningen.
Med nye teknologier og rumbaserede missioner fås mere præcisise data. DTU Space er med i en række missioner, hvor avanceret udstyr i rummet leverer data til klimamodeller og dermed bidrager til at få et meget præcist billede af klimaforandringerne på jorden.
CLARREO er af en række nye satellitter og instrumenter, som opsendes over en cirka 10-årig periode. Når de sidste af denne serie satellitter efter planen opsendes de kommende år, sluttes cirklen i forhold til at hente mere præcise data for de store, betydningsfulde parametre, der påvirker klimaet og få mulighed for at få dem med i klimamodellerne.
Rummissionerne, som DTU leverer teknologi til nogle af, undersøger blandt andet havstigninger og smeltning af is i Arktis og Antarktis, omsætning af CO2 i havene samt ilt- og vegetationsbalancer i det globale økokredsløb.
Fakta: CLARREO-missionen og teknologi fra DTU
CLARREO (Climate Absolute Radiance and Refractivity Observatory) skal monteres uden på Den internationale rumstation ISS. Instrumentet ventes opsendt og monteret i 2023.
Sensorerne på CLARREO Pathfinder skal tage meget nøjagtige målinger af sollys reflekteret af jorden og månen og variationerne i denne reflektion. Disse målinger, vil være fem til ti gange mere nøjagtige end dem fra eksisterende sensorer.
Nøgleinstrumentet er et såkaldt 'Reflected Solar Spectrometer', som måler lys - i form af elektromagnetisk stråling - i det synlige og infrarøde bølgelængdeområde. Det er udviklet af University of Colorado.
For at opnå den nødvendige nøjagtighed, skal instrumenterne registrere lysmængderne spektralt, altså hvor meget energi der er i hver farve. Da ISS kun flyver i cirka 400 km højde, er det kun en begrænset del af jorden, der kan observeres. Derfor bruger Clarreo også målinger af månen for at bestemme hele jordens reflektans. Man udnytter, at en del af det sollys, der reflekteres fra jorden, rammer månen, hvilket kan måles fra ISS.
DTU's udstyr skal styre CLARREO's instrumenter, så de peger mod de udvalgte mål med den fornødne nøjagtighed. Desuden skal de være med til at tage højde for forstyrrende elementer på ISS, som kan påvirke målingerne, eksempelvis andre rumfartøjer og astronauter.
Missionen demonstrerer også, hvordan de nye teknikker til høj nøjagtighed kan overføres til andre sensor-systemer, der overvåger Jorden. Højere nøjagtighed betyder større sikkerhed i målingerne, hvilket gør det muligt at opdage mere uklare tendenser i klimaforandringerne på jorden hurtigere end hidtil, og få dem med i modellerne over jordens klima.
Læs mere om rumbaseret klimaforsning på DTU her
Læs mere om CLARREO Pathfinder-mission hos NASA