Svensk Rymdfysik är Världsledande!

Transkript

1 Rymdverksamhet ur ett forskningsperspektiv Uppsala, 21 Oktober, 2014

2 Svensk Rymdfysik är Världsledande! Viking (1986) Det beror på att Sverige har: Strategiskt satsat resurser på både forskning och industri Industri som utvecklar och bygger rymdfarkoster Forskningsgrupper som utvecklar och bygger vetenskapliga instrument Rymdstyrelse som är långsiktig i sin rymdverksamhets finansiering IRF som ett fristående Rymdforskningsinstitut Vi har ett brett internationellt nätverk med samarbetspartners i ESA, NASA, JAXA, Indien och till viss del Kina och Ryssland. Vi leder nu projektmål/instrumentering/forskning i ESA och flera andra internationella rymdorganisationer. Freja (1992) Norrsken Astrid 1 & 2 ( )

3 Fokus inom Svensk Rymdfysik Studier av systemet Solen-Jorden: Solvinden, solstrålning och solkoronan, och dess påverkan på Jorden (inkl. Rymdväder) Jorden och dess rymdnära omgivningar: magnetfältet, norrskensprocesser, atmosfärerosion, substormar, strålningsbälten,. Studeras ofta med rymdfarkostkonstellationer (t.ex. ESA/Swarm, ESA/Cluster). Utforskning av planetsystemets himlakroppar: Rymdfysikens roll för systemets utvecklingen och förhållandena där, t.ex. jonisations-processer, atmosfärerosion, utblåsningsplymer från månar, aerosolbildning, stoft-plasma växelverkan i roterande diskar, astrobiologi, oceaner under isen, bebolighet, elektrodynamisk koppling Svensktillverkade instrument finns just nu eller är på väg till Merkurius, Venus, Mars, asteroider, månen, kometer, Jupiter och Saturnus, samt dess ringar och månar. Användning av rymden som plasmalaboratoriet Studera fundamentala plasma processer som magnetisk omkoppling, partikel acceleration, turbulens, stoft-plasma växelverkan

4 Universella processer kan studeras i jordnära rymden! Rymdväder! Solar Orbiter (BepiColombo) STEREO SOHO, SDO Cluster, Themis, MMS Van Allen probes Systemet Solen-Jorden! DRIVKÄLLA Solvinden Solstrålning Generering W Kin W EM G Acceleration A D Dissipation - Aurora Swarm G A Ett system av rymdfarkoster ger grundläggande kunskap om processerna, som har tillämpningar såväl i andra magnetosfärer som inom astrofysik och i laboratorieplasma Magnetosfär- Atmosfär- Jonosfärpåverkan

5 Instrument (1) 1. Elektronik: Elfältsexperiment Kräver erfarna ingenjörer som gör instrument design i nära samarbete med forskarna för att få bra mätmetoder. Delar av instrument kan byggas senare av företag. 2. Elektronik: dc/dc omvandlare 3. Mekanik: design & prototyp

6 Nya universella processer studeras i planetsystemet! Utforskning! (Leder till detaljerade kunskaper om t.ex. Exoplaneter, Uppsamlingsskivor kring nya stjärnor och Astrobiologi) BepiColombo JUICE MMO MPO VEX SNOW LINE Phobos 1 & 2 MEX, MAVEN Cassini

7 ICA -- IRF Kiruna Jonslag, energi, flöden Svenska instrument på Rosetta OSIRIS -- UAO Kamera med svenska filter LAP -- IRF Uppsala Täthet, temperatur, vindhastighet Svensk industri har också bidragit, exv parabolantennen från Saab Ericsson Space

8 Instrument (2) Kräver kunskap om rymdmiljö/farkoster Strålningstålighet Termiska egenskaper Micro-meteoriter Hur stör andra system ombord (EMC) Skakningar vid uppsändning Rymdmiljön runt rymdfarkosten

9 JUpiter Icy moons Explorer Imaging P. Palumbo Italy JANUS (JUICE) Visible-IR Spectrometer Y. Langevin France MAJIS Instrument Type UV Spectrometer PI/Country Acronym Mass Power [kg] [W] R. Gladstone USA UVS P. Hartogh Germany SWI H. Hussmann Germany GALA Sub-surface Radar L. Bruzzone Italy RIME Magnetometer Package M. Dougherty UK J-MAG S. Barabash Sweden PEP J.-E. Wahlund Sweden RPWI L. Iess Italy 3GM L. Gurvits Holland PRIDE 0 0 Sub-mm instrument Laser altimeter Plasma Package Radio & Plasma Wave Package Radio Science experiment VLBI Radio Science

10 Radio & Plasma Wave Investigation (RPWI) IRF Uppsala leder instrumentkonsortiet 25 institut i 9 länder Sweden, Frankrike, Polen, Japan, Tjeckien, Storbritannien, Österrike, Tyskland, USA Totalt: 63 M (lite drygt 500 Mkr) Sveriges del ca 11 M (ca 90 Mkr) över 20 år

11 Fördelar med ett Institut Behåller erfarenhet gentemot ESA. Stödjer projektledning gentemot ESA. Kan driva komplicerade långsiktiga projekt över flera 10-tals år Kräver kontinuitet av ingenjörer, forskare och projektledning Kan göra relativt snabba beslut. Universitet med många institutioner har sällan en så snabb beslutsgång, och ledningen där har ofta ingen rymderfarenhet. Har flexibilitet (i relativt stora budgetanpassningar). Kan ha en större grupp ingenjörer. Detta kopplat med en effektiv Rymdstyrelse som är insatt i rymdfrågorna Vetenskapsrådet har inte möjlighet att ha den långsiktighet som krävs i rymdärenden Rymdforskning driver rymdverksamhet!

12 Betydelsen av Flight Heritage Flyger man, så flyger man, annars så flyger man inte. Prof. Bengt Hultquist, SRS möte, början av 1990-talet. Delta med delsystem, eller hela rymdfarkoster, på internationella rymdprojekt Nödvändigt ha Heritage, d.v.s. man flugit sina grejor tidigare Annars svårt. Det finns ingen trovärdighet att det kommer att fungera. Måste finnas enkelt sätt att testa prylarna på hemmaplan först. På små rymdfarkoster Med uppsändningsmöjligheter (t.ex. satelliter från ESRANGE?) Med support av satellitkommunikation Det måste finnas en kontinuerlig verksamhet som driver på nyutveckling av vetenskaplig instrumentering, delsystem eller hela rymdfarkostsystem så att inte svenska företag och vetenskapliga institutioner halkar efter internationellt.

13 JUICE & METAL ESA & Sveriges roller Munin CubeSats: Några Mkr Jordsatelliter: Mkr Inre Planetära: Mkr Jupiters is månar Mkr Internationell Metallisk asteroid 350 Mkr Nationell

14 μs/c possibilities From Interplanetary Mission Analysis & Design

15 Svenska Rymdfarkoster Behövs! ESA driver stora projekt som ett land har svårt att genomföra, baserat på väl beprövade forskningsinstrument och satellit system. Nationella rymdfarkostprojekt är en viktig källa till innovativ forsknings- och företags-tillväxt! med fokuserade vetenskapsmål och vetenskaplig innovation med begränsad vetenskaplig instrumentering med fokuserad teknisk innovation med liten management med låg budget Kostnad: ca Mkr/år CubeSats (några Mkr) går att göra på små företag/ universitetsinstitutioner om erfarenhet förmedlas Kostar det så smakar det!