Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

1 år med Delphini-1: Satellit er en stor succes!

Næsten 400 kilometer over hovederne på os svæver Aarhus Universitets første satellit og tager billeder af vores planet. Men satellitten kan mere, end hvad den blev sat i verden til, og efter bare et år i rummet imponerer dens målinger forskere. Universitetet slår fast: Delphini-1 er en succes.

28.02.2020 | Michaela Louise Thulesen

Foto: Delphini-1

Delphini-1’s data om Jordens magnetfelt (sorte prikker) afviger tydeligt fra standardmodellen af magnetfeltet (grå prikker). ”Det er meget interessant, at vi ser disse afvigelser så tydeligt,” siger projektleder og astrofysiker Victoria Antoci. De to datasæt matcher bedst, når Delphini-1 er i Jordens skygge (angivet med de lodrette linjer), mens den tydeligste afvigelse ses, når satellitten er i Solen. Det skyldes højst sandsynligt Delphini-1’s solpaneler, som producerer elektricitet, når sollyset rammer dem, og samtidig genereres der et magnetfelt. Mere detaljerede analyser og sammenligning med data fra større satellitter er nødvendigt for fuldt ud at forstå, hvad der sker. Figuren er lavet af Victoria Antoci.

Delphini-1 har flere sensorer placeret på sig, og de leverer værdifuld information om satellittens helbred (husholdningsdata). Figur 2 og 3 viser data fra solsensorerne, som dybest set fortæller om temperaturerne på alle sider af satellitten (figur 2), og om der er sollys på den enkelte side eller ej (figur 3). En kubesatellit som Delphini-1 har seks sider, hvoraf to altid er modsatrettede (som på en terning). Det betyder, at X består af to sider (X+ og X-), ligesom Y og Z også består af to sider hver (Y = Y+ og Y-)(Z = Z+ og Z-). Som vist i den lille model af Delphini-1 er dens kamera placeret på Z-siden. Bemærk derfor at der ikke er solsensordata fra den ene Z-side (Z-). Figuren er lavet af Victoria Antoci.

238 millioner kilometer på bare 365 dage. Aarhus Universitets første satellit i rummet, Delphini-1, er rejst en distance, der svarer til afstanden til Solen og halvvejs tilbage til Jorden igen i sit første leveår, men det har ikke blot været en lang rejse for den unge satellit. Den har nemlig vist sig langt mere brugbar end først forventet og indsamler så mange data, at forskere og studerende kan begynde at måle og afkode ændringer i rummet omkring Jorden.

- Delphini-1 er er kæmpe succes. Vi har ikke kun lært at styre og bruge en satellit i rummet, men får også så mange, gode data, at vi nu kan bruge nogle af dem til at undersøge ændringer i Jordens magnetfelt, fortæller projektleder og astrofysiker Victoria Antoci.

Skæv begyndelse lovede skidt

Det var lidt af et tilfælde, at Delphini-1 blev en realitet. Aarhus Universitet drømte allerede om en tur i rummet, da det fik et uventet tilbud fra Uddannelses- og Forskningsministeriet og Det Europæiske Rumagentur ESA om en gratis opsendelse af universitetets første satellit, og det var et tilbud, universitetet ikke kunne sige nej til. I samarbejde med GomSpace A/S byggede studerende og forskere satellitten Delphini-1, som blev sendt i kredsløb om Jorden den 31. januar 2019.

Fra kontrolrummet på universitetet sad studerende klar til at modtage de første signaler fra satellitten, der måler ti cm på alle ledder, men så let skulle det ikke gå. Satellitten var tavs, og der var intet tegn på aktivitet.

- Vi prøvede igen og igen, men der var ikke hul igennem til Delphini-1. Vi troede først, at det måtte skyldes en fejl på satellitten, og i så fald ville vi ikke få noget ud af missionen, men vi fik hjælp fra GomSpace A/S (satellitproducent og -udvikler, red.) og amatørobservatører i SatNOGS (et satellit-jordstationsnetværk, red.), som modtog signal fra Delphini-1, fortæller Victoria Antoci.

Satellitten fungerede, og fejlen blev fundet på Jorden: det var nemlig hardware i Aarhus Universitets antenne, der spændte ben for projektet. Antennen blev fikset, og de studerende fik kontakt til Delphini-1, som siden da har været i kontakt med kontrolrummet fire-fem gange om dagen.

Russerne spænder ben

Syv store skærme og et kort med Delphini-1’s bane anvendes af de studerende i kontrolrummet. På skærmene kan holdet bag den lille satellit følge med i de data, den indsamler, og programmere dens bevægelser og dataindsamling.

Hver gang satellitten kommer inden for rækkevidde af universitetets antenne, kan de studerende hente dens data ned, og typisk er der kontakt i cirka ti minutter, men kun i 40-50 % af tiden kan de studerende reelt holde kontakten. Det russiske militær overvåger nemlig en stor del af Østeuropa for missiler, og derfor skal amatørsatellitter slukkes i radarens søgningsfelt, forklarer Néstor J. Hernández Marcano, der er postdoc og ansvarlig for satellitkommunikationen.

- Det er en faktor, vi har måttet implementere i vores mission, for vi viste det ikke fra starten af. Det betyder en del for, hvor meget data vi kan nå at hente. Afhængigt af hvordan Delphini-1 bevæger sig ind over Europa, mister vi fire-fem minutters kontakttid, og bare ét foto på 1 megabyte tager tre dage at hente ned, siger han.

Billeder i verdensklasse

I løbet af det første år i rummet har holdet bag Delphini-1 lært at styre satellitten, kommunikere med den og trække brugbare data fra den. Det lyder måske nemt, men blot det at tage et billede fra kuben kræver en god portion tålmodighed: den skal dirigeres i position i rummet og holdes stabil nok til at tage et billede i den ønskede retning.

- Det er utroligt svært at tage gode billeder fra rummet, for det kræver kodning fra kontrolrummet til satellitten, og vi har kun kontakt et par gange om dagen. Vi har øvet os meget, og der er kommet nogle fantastiske resultater ud af det, siger Victoria Antoci.

Blandt andet har de studerende præsteret at fange Jorden på samme måde som et af de mest kendte billeder fra rummet. Et sort-hvid billede viste i 1946 for første gang verden, hvordan Jorden ser ud udefra. Det blev taget af en raket affyret fra White Sands Missile Range i New Mexico, USA, og det ikoniske billede er nu gjort efter – dog i farver – af studerende fra Aarhus Universitet.

Delphini viser, hvordan magnetfelt forandres

Delphini-1 er udstyret med målere og sensorer og har udover at spotte og afbilde verdenskendte steder som berømte Uluru (Ayers Rock) også målt temperaturer, sine egne bevægelser og ændringer i Jordens magnetfelt gennem det første år i kredsløb. De indsamlede data er ikke et mål for rummissionen, men forskere og studerende har fulgt med i de målinger, Delphini-1 har sendt til dem, og efterhånden danner der sig mønstre, forskerne kan studere.

- Ud fra Delphini-1’s data forventer vi, at Jordens magnetfelt forandres. Vores målinger viser afvigelser fra det kendte magnetfelt, og det er meget interessant, at vi ser disse afvigelser så tydeligt, siger Victoria Antoci og understreger, at satellittens hardware også har en påvirkning på dens data om magnetfeltet.

Forskere vil nu i gang med at måle og forske i de data, satellitten har indsamlet.

- Vi viste ikke, hvad vi skulle regne med, da vi gik i gang med missionen, men nu har vi den viden, vi skal bruge til at forske i for eksempel satellittens bevægelse i rummet, og det kan bruges til at forbedre nøjagtigheden af satellittens styring, siger projektlederen.

Satellitten bliver ved og ved og ved…

De studerendes engagement har været afgørende for, at missionen kunne lade sig gøre. De var med til de indledningsvise øvelser, hvor satellitten blandt andet skulle dokumenteres, de byggede kuben og var med til at fragte den til Kennedy Space Center til opsendelse, og de har skiftedes til at sidde klar i kontrolrummet og kommunikere med Delphini-1.

- De studerende har været med i det hele, og de har virkelig taget det seriøst og klaret det godt. Det er faktisk dem, der styrer missionen, men med os i baggrunden. Missionen her har helt sikkert åbnet nogle døre og nogle muligheder for dem hos for eksempel ESA, fortæller Victoria Antoci.

Da missionen begyndte, forventede de involverede, at Delphini-1 ville være brugbar i et år efter udsendelse, men for nuværende viser alle udregninger, at de studerende og forskerne kan følge delfinen i rummet indtil den brænder op i april 2021.

Projektledelsen

  • Hans Kjeldsen: Leder af Aarhus Universitets rumprogram, Institut for Fysik og Astronomi
  • Victoria Antoci: Projektleder og Projekt Scientist for Delphini-1, Institut for Fysik og Astronomi
  • Rune H. Jacobsen: Ground Station, Institut for Ingeniørvidenskab
  • Néstor J. Hernández M.: Satellit kommunikation og Ground Station, Institut for Ingeniørvidenskab
  • Eric Weiss: Computer systemer, kommunikation, Institut for Fysik og Astronomi
  • Christoffer Karoff: Institut for Geoscience

Se mere på projektets hjemmeside her.

Nyhed, Institut for Fysik og Astronomi, Offentligheden / Pressen, Medarbejdere