Hero Image
Rymdstyrelsen

Mats - Sveriges nya forskningssatellit

Mats - Sveriges nya forskningssatellit

Mats (Mesospheric Airglow/Aerosol Tomography and Spectroscopy) är en svensk forskningssatellit som ska undersöka vågor i de övre delarna av atmosfären och deras inverkan på jordens klimat. Från sin bana i rymden kommer satelliten Mats studera variation i ljuset som syreatomer avger vid 100 kilometers höjd, samt strukturer i atmosfärens högst belägna moln. Data som Mats samlar in kommer att fylla en viktig lucka i förståelsen av hur atmosfären fungerar.

Innehållsförteckning

Large Image

Snabba fakta

Namn: Mats - Mesospheric Airglow/Aerposol Tomography and Spectroscopy

Land: 
Sverige

Storlek:
 Som en diskmaskin, 60x70x85 centimeter. Väger cirka 50 kilo

Uppsändning:
 Mats skulle enligt plan sändas upp i slutet av 2019 från den ryska raketbasen Vostochny ombord på en Soyuz-raket tillsammans med andra satelliter. Nu har vi fått besked om att arbetet med huvudsatelliten försenats och därmed förskjuts även uppsändningen av Mats.

Omloppsbana: 
Solsynkron på 600 kilometers höjd

Livslängd:
 Cirka två år

Vetenskaplig initiativtagare: Meteorologiska institutionen vid Stockholms universitet, MISU

Forskargrupper: Institutionen för rymd- och geovetenskap, Chalmers. 
Rymd- och plasmafysik, KTH.

Bygger och levererar: OHB Sweden, ÅAC Microtec, Omnisys Instrument

Finansierad av: Rymdstyrelsen

Satellitplattform: InnoSat

 Satelliten Mats ska undersöka vågor i atmosfären

Mats är ett svenskt satellitprojekt som ska undersöka vågor i atmosfären och deras inverkan på klimatet. Det här görs genom att studera variationer i ljuset som syremolekyler avger vid 100 kilometers höjd, samt i strukturer i atmosfärens högst belägna moln, så kallade nattlysande moln. Mats kommer att kunna ta fram de första globala kartorna som visar utbredningsegenskaperna hos dessa vågor i atmosfären. Med en tomografisk analys av bilderna kan forskarna skapa 3D-konstruktioner av vågorna.   

Large Image
Rymdstyrelsen

Vi kan inte tänka oss vattnet i haven utan vågor, på samma sätt fyller vågor även lufthavet. Dessa vågor i atmosfären utbreder sig i form av periodiska förändringar av tryck, temperatur och vindhastighet. De finns på många olika skalor från lokala störningar till globala rörelsemönster. Ny forskning har visat att dessa vågor kan länka ihop skeenden i vitt skilda delar av atmosfären, och kunskap om vågorna kan därför hjälpa oss att förstå utvecklingen av vårt klimatsystem. Idag finns många idéer om hur vågor kan påverkar atmosfärens egenskaper. I många fall saknas dock kunskaper om hur vågornas utbredning och växelverkan går till. För att komma vidare måste teoretiska idéer kopplas ihop med observationer. Mats ger oss denna möjlighet genom att ta fram en global databas (klimatologi) av vågfenomen i mesosfären. Det passar bra att Mats fokuserar just på mesosfären. Det finns andra satellitprojekt som kan mäta vågstrukturer på lägre och högre höjder, och Mats fyller på så sätt en viktig lucka i utforskning av atmosfären.

Uppdraget mer i detalj
För att kunna registrera vågorna högt uppe i atmosfären ( i den s k mesosfären och termosfären) i tre dimensioner, så ska Mats mäta två fenomen: nattlysande moln och atmosfäriskt luftsken. Det gör man genom att fotografera genomskärningen på atmosfären (atmosfärsranden) i sex olika våglängder – två i ultraviolett (UV) och fyra i infrafött (IR). De två UV-kanalerna kommer att ge information om småskaliga strukturer inom ett begränsat höjdområde, genom att observera solljus som sprids av nattlysande moln. IR-kanalerna ger information om ett större område genom att mäta så kallat ”luftsken” – ljus som energirika syremolekyler avger, vilket även ger information om atmosfärens temperatur. 

Instrumentet använder ett teleskop bestående av tre specialformade speglar för att göra observationer. Ljuset från atmosfärsranden delas med hjälp av stråldelare ini i olika kanaler för olika våglängder. Bilderna fångas av avancerade CCD-sensorer med elektronik som tillåter flexibel exponering och bildbehandling. Teleskopoptiken och de interna instrumentens upplägg är noggrant utformade för att dämpa effekterna av ströljus. Vid instrumentingången har man även en mekanisk konstruktion som ska minska inflödet av ströljus – ett slags solskydd. Denna är specialdesignad för att kunna utnyttja hela satellitens längd.

Mats plattform
Mats är baserad på en satellitplattform framtagen för att klara av en mängd olika typer av vetenskaplig forskning i låg omloppsbana runt jorden. Totalt väger Mats cirka 50 kilo och har en storlek på 60×70×85 cm. Den är utformad för att kunna sändas upp som medpassagerare vid uppsändningar av större satelliter. På så sätt utnyttjar man bärraketens tillgängliga volym för sekundär nyttolast på bästa sätt. Solpanelens och nyttolastens storlek är två faktorer som driver storleken på plattformen. Eftersom satelliten kommer att skickas upp till en så kallad solsynkron terminatorbana så kommer solljuset skina på samma sida av plattformen hela tiden, vilket reducerar mängden nödvändiga solpaneler (för att få tillräckligt med effekt för att driva satelliten). Detta ger också mer flexibilitet för nyttolastens placering. På ena sidan av plattformsmodulen sitter nyttolasten (instrumentet) monterad och på andra sidan fäster satelliten mot bärraketen.  

Large Image

Uppsändning från Ryssland 
Vostochny Cosmodrome är Rysslands senaste rymdbas belägen i landets östra del, nära den kinesiska gränsen. Basen täcker en yta av 700 kvadratkilometer på den glest befolkade tajgan. Härifrån kommer Mats skickas upp i rymden i slutet av det här året. Satelliten ska sedan ligga i en solsynkron bana på cirka 600 km höjd. Tanken är att Mats ska samla in data under två år.

Vi som arbetar med Mats
Vetenskaplig initiativtagare till Mats är Meteorologiska institutionen vid Stockholms universitet (MISU) tillsammans med forskare på Institutionerna för rymd- och geovetenskap vid Chalmers tekniska högskola och Rymd- och plasmafysik vid Kungliga Tekniska Högskolan. Satelliten har utvecklats av OHB Sweden i samarbete med ÅAC Microtec medan instrumentet till största delen utvecklats av Omnisys Instrument. Projektet finansieras av Rymdstyrelsen.  

Mats står för ”Mesospheric Airglow/Aerosol Tomography and Spectroscopy”. 

Large Image
Rymdstyrelsen
Large Image

Bilder

Här har vi samlat bilder rörande satelliten Mats och de nattlysande moln den ska studera. 

Mats bildsida

Large Image

Filmer

På Rymdstyrelsens Youtube-kanal har vi samlat filmklipp om Mats-projektet.

Mats på Youtube

Frågor & svar

Vad är Mats?
En svensk vetenskaplig satellit som ska studera atmosfärens högst belägna moln, så kallade nattlysande moln, med hjälp av ett optiskt instrument.

Vad ska Mats utforska? 
Mats ska undersöka vågor i atmosfären. Precis som haven har luften vågor, som ger upphov till rörelser som kopplar samman olika delar av atmosfären, till exempel sommar- och vinterhemisfären. Med hjälp av moderna optiska mätmetoder kommer Mats att kunna studera dessa vågor och för första gången visa oss hur de globalt ser ut i tre dimensioner.

Vad är nattlysande moln?
Det är den molntyp som ligger högst upp i jordens atmosfär på cirka 80 kilometers höjd. De består av små iskristaller och är så tunna att de inte syns på dagen utan enbart i skymningen då de är solbelysta långt efter solnedgång. Mer information www.smhi.se 

När ska Mats skickas upp?
Planerad uppsändning var december 2019. På grund av att huvudsatelliten som Mats skulle åka upp tillsammans med blivit försenad är det just nu oklart när Mats får flyga men troligen under 2020.

Varifrån sker uppsändningen?
Mats skickas upp från Vostochny Cosmodrome, som är Rysslands senaste rymdbas, belägen i landets sydöstra del, nära den kinesiska gränsen. Basen täcker en yta av 700 kvadratkilometer på den obebodda tajgan.

Vilken betydelse kan forskningen från Mats observationer få?
Idag finns många idéer om hur vågor kan påverka atmosfärens egenskaper. I många fall saknar vi dock kunskaper om hur vågornas utbredning och växelverkan går till. För att komma vidare måste vetenskapliga teorier idéer kopplas samman med uppmätta observationer. Mats ger oss denna möjlighet genom att ta fram en global databas (klimatologi) av vågfenomen i mesosfären. 

Varför satsar Sverige på Mats?
Satsningen på Mats ger en möjlighet för svenska forskare att kunna bedriva forskning av hög klass inom atmosfärsfysik, där Sverige har en tradition att ligga långt framme. Samtidigt ger det svensk rymdindustri möjlighet att förädla kunskapen att utveckla nya och mer kostnadseffektiva satellitprojekt. 

Vilka förväntningar finns och vilken betydelse har projektet för svensk rymdindustri?
Genom att kombinera moderna optiska mätmetoder med en modern satellitplattform hoppas vi att kunna ge ett stort bidrag till forskning om vågornas betydelse i atmosfären. Med detta vill vi ge en helhetssyn som fokuserar på kopplingsprocesser mellan olika delar av vårt klimatsystem.

Vilka står bakom projektet?
Vetenskaplig initiativtagare till Mats är Meteorologiska institutionen vid Stockholms universitet (MISU). Satelliten har utvecklats av OHB Sweden, ÅAC Microtec och Omnisys Instrument. Forskargrupper, utöver MISU, är Institutionen för rymd- och geovetenskap vid Chalmers tekniska högskola och Rymd- och plasmafysikgruppen vid Kungliga Tekniska Högskolan.   Projektet finansieras av Rymdstyrelsen.  

Vilka är de största utmaningarna/svårigheterna med Mats?
En stor utmaning för Mats är att skilja ut de svaga ljussignalerna i mesosfären från det mycket starka ljuset som kommer från solen alternativt från de ljusa lägre skikten i atmosfären. När det gäller de vetenskapliga resultaten så är en stor utmaning att från Mats mätningar av vågstrukturer i mesosfären, dra långtgående slutsatser om vågornas globala dynamik. För att uppnå detta kommer vi att kombinera Mats resultat med resultat från andra satellitprojekt. Även datorbaserade modellstudier kommer att vara till stor hjälp. Med andra ord så kommer samarbete med andra forskare att vara mycket viktigt, precis som alltid inom vetenskapen.

När det gäller satellitutvecklingen är en stor utmaning att utnyttja den nya teknik som omfattas av New Space-generationen som möjliggjort ett högpresterande system till ett lägre pris. Något som ger en bra balans mellan design, pris, prestanda och pålitlighet.

Hur mycket kostar projektet?
Kostnad 140 miljoner kronor för allt, inklusive utveckling, plattform, instrument, uppsändning och drift/underhåll. 

Large Image

Följ Mats på Twitter

Följ arbetet med Mats på Twitter. Där kommer forskare, ingenjörer och andra deltagare i Mats-projektet turas om att uppdatera er på vad som händer i arbetet med Mats. 

Mats Twitter