Världens mesta högteknologiteleskop – i Småland

I södra Sverige håller svenska forskare och svenskt näringsliv på att bygga ett unikt radioteleskop. Teleskopet är en del av det europeiska LOFAR-projektet (LOFAR=Low Frequency Array) och går under namnet LOIS (LOFAR Outrigger in Scandinavia).

Medan radioteleskop traditionellt består av en enorm parabolantenn så kommer LOIS att bestå av ett mycket stort antal småantenner utspridda över södra Sverige, från Lund i syd till Linköping i norr och från Gotland i öst till Göteborg i väst.

– Idag har vi tio antenner som vi testar och kalibrerar, och även gör en del upptäckter med, säger Bo Thidé.

Revolutionerande teknik

Bo Thidé är professor vid Institutet för Rymdfysik i Uppsala och initiativtagare till LOIS-projektet. För det ändamålet tjänstgör han en del av sin tid vid Växjö universitet.

Han tror att LOIS är någorlunda fullt utbyggd om 2–3 år. Som vanligt är det pengar det handlar om.

– Men vi bygger modulärt, så vi kan lägga till en antenn så snart vi får pengar. Den våta drömmen är att så småningom ha tusen antenner, säger han och ler.

Men han är lite avundsjuk på syskonet LOFAR i Holland som fått hundramiljontals kronor av de holländska myndigheterna medan LOIS bara fått något tiotals miljoner av de svenska. Ändå har LOIS bidragit med rymdfysikdelarna i LOFAR:s framgångsrika anslagsansökningar.

Antennerna ska stå i grupper om tio till hundra antenner. Grupperna står sedan en bra bit ifrån varandra, ofta flera mil.

Som namnen antyder ska både LOIS och LOFAR titta på lågfrekvent radiostrålning. Det betyder strålning med en frekvens på mellan 10 och 250 MHz. Det är ett område som hittills i stort sett är outforskat, eftersom strålningen har svårt att tränga igenom atmosfären.

Detta ska LOIS lösa genom avancerad teknik som påminner om hur moderna optiska teleskop kompenserar för oron i luften. Man mäter helt enkelt upp störningen i atmosfären, men medan optiska teleskop sedan kontinuerligt deformerar speglarna för att optimera sikten så kommer LOIS att göra allt i mjukvara. Detta går än så länge inte att göra för optiska system.

– Men det lurar runt hörnet även för optiken. Om 20, 30 eller kanske 40 år kommer våra glasögon att vara digitala, och mikroskop likaså. Istället för som idag ha mekaniskt slipade linser så kommer vi att ha digitala mottagare och smart mjukvara, menar Bo Thidé.

Nav i Växjö

Navet för LOIS är Växjö universitet. Men projektet är verkligen internationellt. Deltar gör även universitet, högskolor och institut i Lund, Köpenhamn, Uppsala, Linköping, Kalmar, Göteborg och Helsingfors. Dessutom deltar forskare från ett dussin europeiska och utomeuropeiska länder, däribland Kenya och Ukraina.

Anledningen till att LOIS placerades i Småland med omnejd och att sätet hamnade i Växjö är flera. Dels fanns det rent fysikaliska – längre norrut var störningarna från norrskenet för stora. Det slapp man i Växjö, där det dessutom är gles bebyggelse och saknas stora, störande industrier.

Två ben

Bo Thidé säger att LOIS står på två ben. Dels ska det komplettera LOFAR med rymdfysik, atmosfärsfysik, jonosfärsfysik och solfysik.

– LOFAR är ett radioastronomiskt jätteprojekt, men det blir mer och mer ett allmänt sensorsystem. De har ingen kompetens i rymdfysik, och det har vi. Vi har jobbat i 20 år med tekniker som de vill använda.

Rent konkret så kommer LOIS bland annat att göra prognoser på rymdvädret som är betydligt bättre än de som görs idag. Detta är viktigt för satellitoperatörer, flygbolag, elleverantörer och telebolag. LOIS kommer också att tillhandahålla data om turbulensen i rymden till radioastronomerna så de kan förfina sina mätningar.

IT-teleskop

Det andra benet är IT. Astronomin allmänt är ganska dataintensiv, men LOIS (och LOFAR) tar detta ett par steg till. De otaliga LOIS- och LOFAR-antennerna samlar in oerhörda mängder data, tiotals terabit (miljoner megabit) per sekund.

För att kunna klara denna störtflod av data har man bredband som får jacket hemma att närmast likna en anläggning för röksignaler. All denna information samlas sedan ihop av en av Europas kraftfullaste superdatorer, en IBM Blue Gene/L.

– IBM har varit en värdefull samarbetspartner och har stöttat projektet mycket, säger Bo Thidé.

Men för att den ska kunna hantera all inströmmande data måste man ta fram helt nya typer av program som hanterar dataströmmar – ytterligare ett exempel på hur LOIS och LOFAR vidgar de tekniska och vetenskapliga horisonterna.

Digitalkamera för radio

På många sätt kan man säga att LOIS fungerar som en digitalkamera. Varje antenn plockar upp en liten bit information, och det är inte förrän denna information sammanställs i projektets superdator som en bild framträder. Men detta medför också en oerhörd flexibilitet. Inte nog med att forskare samtidigt och på olika projekt kan arbeta med samma uppsättning data. Man kan också i efterskott undersöka fenomen och använda analysmetoder som inte var utvecklade när data spelades in!

– Vi försöker vara en spjutspets när det gäller metodik, att klämma maximal information ur strålningen. Vi kan göra vektoriella mätningar på strålningen och inte som tidigare bara skalära, och mäter hur strålningsvektorn snurrar fram i rymden på ett helt annat sätt än någon annan. Därför kan vi få ut väldigt mycket mer information.

Man har även funderingar på att sälja tekniken till exempelvis USA.

– Det kanske skulle vara ett annat sätt att få in pengar till LOIS, säger Bo Thidé.