Odin firar nio fantastiska år

Odin fortsätter att leverera värdefulla data om jordens atmosfär till forskarna. Odins data har legat bakom inte mindre än 29 doktorsavhandlingar och över 200 vetenskapliga artiklar.

– Nu på sitt tionde år har Odin fortfarande Europas enda mikrovågsinstrument för signaler i submillimeterområdet, säger Urban Frisk, projektledare för Odin på Rymdbolaget.

Instrumentet levererar data om halten av ämnen som är direkt inblandade i den process som bryter ner ozon i stratosfären.

– Odin har nu gått in i sin mest produktiva fas och börjat även kunna bidra till studier av klimatets förändring där man behöver ungefär 10 år eller mer, fortsätter Urban Frisk.

Kombinationen av instrumentet där man samtidigt mäter till exempel mängden ozon samtidigt i samma bit av atmosfären gör det möjligt att nå hög tillförlitlighet. Till skillnad från de flesta andra satelliter mäter Odin mot horisonten och får därför information om ämnenas höjdfördelning i stället för bara den totala mängden.

Ismoln viktiga för klimatforskningen

Den senaste disputationen ägde rum för några veckor sedan. Det var Bengt Rydberg vid Chalmers i Göteborg som använt Odins instrument för att mäta ismoln.

Vattenångan och ismolnen i troposfären påverkar energiflödet i jordens atmosfär. De två hänger också intimt samman. Men forskarna vet inte särskilt mycket om hur stigande temperaturer påverkar vattenångan och ismolnen. Just moln och molnprocesser representerar en av de största osäkerheterna i dagens klimatmodeller.

– Just ismoln har man haft svårt att mäta på. Den våglängd instrumenten arbetat på har gjort det svårt att mäta ispartiklarna i molnen, säger Bengt Rydberg.

Ispartiklarna som bygger upp molnen är generellt mellan 1 mikrometer och 1 millimeter stora.

– Man har bara kunnat mäta på de mindre partiklarna. Ska man då få fram ismassan i molnen från sådana observationer så måste man göra antaganden om hur mycket stora partiklar det finns, eftersom mätningen inte säger något om det.

Data från "fel" instrument

Det Bengt Rydberg gjort är att han använt data från Odins instrument till att få fram data det egentligen inte är byggt för att samla in. Odins SMR-instrument mäter halter av bland annat ozon i atmosfären. Ispartiklar i atmosfären fungerar som en störning på den signalen. Genom att titta på störningen har Bengt Rydberg kunnat få fram data om ispartiklar.

Bengt Rydbergs främsta prestation är att faktiskt ha tagit fram ett datamaterial, från ett instrument som inte var designat för det ändamålet och för ett forskningsområde där det finns väldigt lite data. Men han har även gjort jämförelser med klimatmodellkörningar.

– De resultat vi sett pekar mot att modellerna inte producerar lika mycket ismassa som vi faktiskt ser i mätningarna. Men eftersom det inte funnits sådana här mätningar så länge så är nästa steg att få ett bra sätt att använda resultaten.

Bengt Rydberg har också tittat på hur man kan utforma ett instrument för att mäta ispartiklarna på ett effektivt sätt, och vad man kan få för resultat från ett sådant instrument. En satellit med ett sådant instrument har varit på tal inom ESA. Det är tekniskt svårt att bygga ett instrument för att mäta effektivt inom ett så brett spektrum.

– Svårigheten är att bygga en mottagare för de höga mikrovågsfrekvenserna som fungerar bra i den omgivande temperaturen, och alltså inte kyler ner vissa delar av instrumentet, vilket gör utrustningen tyngre och mer effektkrävande.

En kosmokemisk revolution

Odin har under sitt uppdrag levererat data som både styrkt och ställt teorier på huvudet. Bland annat har satelliten varit en starkt bidragande orsak till att de kosmokemiska modellerna fått ses över.

Odin hade ett astronomiskt uppdrag att leta vatten och syrgas. Odin hittade vattnet, men syret lyste med sin frånvaro. Till slut hittade Odin syrgasen, men tusentals gånger mindre än de kosmokemiska modellerna förutsade. Resultaten innebar därför något av en revolution för kosmokemin.

Odin satt också på första parkett när den amerikanska uppdraget LCROSS kraschade på månen 9 oktober 2009 i kratern Cabeus vid månens sydpol. Syftet var att spana efter vatten i den stoftplym som kraschen orsakade. NASA kontaktade Rymdbolaget som driver Odin eftersom Odin har väldigt känsliga instrument för att upptäcka just vatten.

Rekordlånga serier

Just att Odin varit aktiv så länge gör den så värdefull. De dataserier Odin levererar är väldigt långa. Det gör att det går att se förändringar på ett annat sätt och att det går att göra mer klimatologisk forskning. Odins observationer har med tiden blivit bättre och bättre. Det beror på att forskarna och teknikerna lärt sig allt mer om hur de kan optimera observationerna.

Odins öga har bland annat en enastående förmåga att övervaka ozonlagret, som styr hur mycket ultraviolett strålning som når jorden. Om mer ultraviolett strålning når genom atmosfären så kan det påverka havens plankton negativt. Med tanke på att hälften av all koldioxid vi släpper ut binds i havens biosfär så kan detta få stora konsekvenser för klimatet.

Odin har tittat på höga moln

Odin har också spanat på osynliga moln på extremt hög höjd, så kallade sub-visuella moln. Mänskliga aktiviteter kan påverka molnens egenskaper och hur de bildas. Molnen kan endera värma planeten eller kyla av den, beroende på hur tjocka de är. Det finns tecken som tyder på att den kylande effekten är större än väntat, vilket gör att den globala uppvärmningen egentligen är större än man trott, men att den till en del maskerats av effekten från dessa moln.

En annan sorts höghöjdsmoln som Odin studerat kallas nattlysande moln. De ligger på drygt åttio kilometers höjd, i den så kallade mesosfären. Molnen kallas nattlysande just för att de lyser på natten eftersom de är så högt uppe i atmosfären att solen på grund av jordytans krökning kan lysa på dem när det är mörkt på marken under dem. Dagtid är de för ljussvaga för att synas.

Molnen finns bara på sommaren och nära polerna. Även dessa moln pekar på att något förändras i jordens atmosfär. De nordliga nattlysande molnen syns allt längre söderut och blir ljusstarkare.

Efterföljare på väg

Åldern har satt vissa spår hos Odin. Ett av de reaktionshjul som stabiliserar satelliten gav upp andan för några år sedan. Så länge de andra fungerar kan de kvarvarande systemen kompensera för bortfallet. Annars fungerar satelliten klanderfritt.

– Även om både batterierna och svänghjulen sedan länge passerat sina garantitider så ser vi ännu inga förändringar detta år mot det föregående som begränsar livslängden, säger Urban Frisk.

Forskarsamfundet bakom Odin har lämnat ett förslag till ESA på en efterföljare till Odin, helt inriktad mot klimatforskning. Programmet går under namnet PREMIER, och bär på ett svenskutvecklat mikrovågsinstrument som är en utveckling av motsvarande instrument på Odin.

Om Premier blir verklighet så kommer satelliten att studera gaser som finns i låga koncentrationer, strålningen och kemin i troposfären och de nedre delarna av stratosfären, där effekterna av vatten och moln är som störst. Det är också ett område där med många småskaliga processer som tidigare missioner inte studerat.

Odin utvecklades av svenska Rymdbolaget på uppdrag av Rymdstyrelsen och dess motsvarigheter i Finland, Kanada och Frankrike. Odins markkontroll finns i Sverige. De senaste åren har ESA varit med och finansierat Odin på grund av de långa dataserier satelliten levererat.