EISCAT

EISCAT Scientific Association
Offisielt navn	EISCAT Scientific Association (EISCAT)
Org.form	Ideell forening
Svensk orgnr.	897300-2549
Stiftet	1975
Land	Sverige
Hovedkontor	Kiruna
Nettsted	www.eiscat.se

EISCAT (European Incoherent SCATter) er en vitenskapelig organisasjon som driver tre radaranlegg fordelt på fire stasjoner, tre i nordlige Skandinavia og én på Svalbard. Anleggene ligger på Ramfjordmoen i Tromsø (Norge), i Kiruna (Sverige), i Sodankylä (Finland), og oppå Gruve 7-fjellet utenfor Longyearbyen på Svalbard.

Teknikken som brukes kalles inkoherent spredning, og det er ca. ti radarer i verden som er i stand til å bruke denne teknikken.

Organisasjonen eies av forskningsråd og institutter i medlemslandene Finland, Japan, Kina, Norge, Storbritannia, Sverige, og Tyskland. Hovedkvarteret ligger i Kiruna.

Vitenskap

Formålet med EISCAT er å forstå de forskjellige former for vekselvirkning mellom sola, det interplanetære rom, jordas magnetosfære, ionosfære og atmosfære på høye breddegrader, naturlig og menneskeskapt påvirkning og tilhørende plasmafysikk og -dynamikk, og å oppnå tilstrekkelig kunnskap, forståelse og teknikk for at menneskeheten skal kunne overvåke, forutse og begrense skadevirkningene av slike prosesser innen de neste 30 år.

EISCAT ønsker derfor å bygge opp de nødvendige instrumenter, teknikker og metoder, og i samarbeid med andre radarer støtte opp om og gjennomføre forskning av høy kvalitet på disse feltene, spesielt rettet mot

oppførsel og energibalanse på høye breddegrader, herunder romvær
plasmafysikk og dynamiske prosesser i jordas nære verdensrom
trender i atmosfæren og ionosfæren, også langsiktige trender og globale endringer
egenskaper og dynamikk i det interplanetære rom
parametrisering av disse prosessene og utvikling av teknikker for å forutse disse

Hvert annet år organiseres det en internasjonal workshop hvor forskere både fra medlemslandene og andre land møtes og presenterer sine siste resultater. Det blir vanligvis utgitt et spesialnummer av et vitenskapelig tidsskrift med artikler basert på disse presentasjonene i etterkant av et slikt møte. Medlemslandene bytter på å organisere møtene. De siste møtene har hatt i overkant av 100 deltakere. Siden 1995 har det også vært vanlig å arrangere en radarskole for studenter og andre som nettopp har begynt i feltet i forbindelse med disse møtene.

EISCAT deler årlig ut en forskningspris, Beynonmedaljen, til en forsker som har utmerket seg innen ionosfærefysikk.

Historie

EISCAT ble opprettet som organisasjon i desember 1975, med Tor Hagfors som direktør.

De opprinnelige medlemslandene i organisasjonen var:

Frankrike (25%), ved Centre national de la recherche scientifique;
Storbritannia (25%), ved Science Research Council;
Vest-Tyskland (25%), ved Max Planck-instituttet;
Norge (10%), ved Norges almenvitenskapelige forskningsråd;
Sverige (10%), ved Statens Naturvetenskapliga Forskningsråd;
Finland (5%), ved Suomen Akatemia.

Det første radaranlegget, UHF-radaren, ble innviet av Carl XVI Gustav av Sverige den 26. august 1981, mens de første observasjonene ble gjort allerede i juni samme år.

Murray Baron overtok som direktør i 1982.

Sommeren 1985 ble VHF-radaren, organisasjonens andre radar, innviet. Den befinner seg også på Ramfjordmoen.

Prof. Jürgen Röttger overtok som direktør i 1987. Under hans ledelse ble EISCATs tredje radar — EISCAT Svalbard Radar (ESR) — planlagt og bygget utenfor Longyearbyen på Svalbard.

Japan, representert ved det nasjonale polarforskningsinstituttet NIPR, sluttet seg til organisasjonen i 1996, og det samme året ble ESR innviet. I første omgang hadde denne radaren kun den styrbare 32 m antennen, og en sender som kunne levere en maksimal effekt på ca. 0.5 MW. Japans inntreden i organisasjonen gjorde det mulig å utvide anlegget på Svalbard med ytterligere én antenne, samt å oppgradere senderen til sin maksimale effekt på ca. 1 MW, som ble oppnådd 1. februar 1998. Den nye antenna ble først tatt i bruk 8.–9. oktober 1999, og ble formelt innviet under et møte i EISCAT Council i mai 2000.

Fra 1. januar 1998 overtok Prof. Tauno Turunen fra Sodankylä Geofysiske Observatorium som direktør.

Perioden 1998–2001 var ellers preget av omfattende oppgraderinger og ombygging av anleggene på fastlandet. I slutten av 1998 måtte senderen til UHF-radaren erstattes, og i løpet av første halvår i 2000 ble senderen fullstendig ombygget, og utstyrt med to nye klystroner, som ga en maksimal sendereffekt på over 2 MW.

I 1999 ble mottakersystemene på fastlandsradarene erstattet med systemer lik de som ble brukt på Svalbard. De opprinnelige systemene for datainnsamling, prosessering og sanntidsstyring hadde da vært i bruk sammenhengende (med mindre oppgraderinger) siden anlegget ble satt i vanlig drift i 1982.

Prof. Anthony (Tony) van Eyken overtok som direktør fra 1. januar 2003. Ettersom den opprinnelige EISCAT-avtalen ville utløpe i 2007 har en av hans viktigste oppgaver vært å sørge for en fornyet avtale slik at organisasjonen skulle fortsette å virke. Under Prof. van Eykens periode ble prosjektet EISCAT 3D igangsatt med støtte fra EU, for å designe en neste generasjons inkoherent spredningsradar for det nordlige Skandinavia.

Frankrike kunngjorde i 2005 at de ville trekke seg fra organisasjonen. Tyskland ville fortsatt delta, med et redusert bidrag, og Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) overtok som medlemsorganisasjon idet Max Planck-instituttet ikke lenger har noen aktivitet innen atmosfæreforskning. Til gjengjeld har de nordiske landene mer enn doblet sine bidrag til EISCAT.

Kina, representert ved «China Research Institute of Radio Wave Propagation» (CRIRP), ble formelt medlem i til EISCAT i 2007, men har bidratt til organisasjonen siden 2006.

Japan er siden 1997 også representert ved «Solar Terrestrial Environment Laboratory» (STEL) ved Nagoya universitet.

Ukraina, representert ved det Ukrainske vitenskapsakademiet, underskrev høsten 2005 en intensjonsavtale om å slutte seg til EISCAT fra 2008. Landet vil bli representert av «Institutt for radioastronomi».

Storbritannia annonserte i 2008 at de akter å trekke seg fra samarbeidet, etter en nedskjæringsrunde i det sammenslåtte Science and Technology Facilities Council hvor alt av bakkebaserte anlegg for romfysikk ble skåret vekk for å dekke opp et underskudd på nær 80 millioner pund i forbindelse med byggingen av Diamond-synkrotronen i England.

Dr. Esa Turunen overtok som direktør i EISCAT 1. januar 2009.

Anlegg

UHF-radaren

Mottakerantenna i Kiruna
Foto: Thpheiska

UHF-radaren er en tristatisk radar, med sender- og mottakerstasjon på Ramfjordmoen utenfor Tromsø, og med ytterligere to mottakerstasjoner i Kiruna, Sverige og Sodankylä, Finland. Ved å ha tre mottakerstasjoner er denne radaren, som den eneste av sitt slag i verden, i stand til å måle den tredimensjonale hastigheten til plasmaet i ionosfæren. UHF-radarens antenner er parabolantenner med en diameter på 32 meter. Antennene kan pekes i alle retninger, og når alle antennene er i bruk peker de vanligvis inn i et felles volum i en høyde mellom 200 og 300 km.

Senderen bruker to klystroner (oppgradert fra én i år 2000) som tilsammen kan levere en maksimal teoretisk effekt på over 2 MW. Radaren opererte opprinnelig ved 933 MHz, men ble senere modifisert til å operere på 931 MHz, for å unngå forstyrrelser fra mobiltelefonsystemet NMT-900. Frekvensområdet for denne radaren ligger svært nær det som brukes til GSM (mobiltelefoni), og frekvenstildelingen er under press, spesielt gjelder dette stasjonen i Finland. I 2015 ble mottakerstasjonene i Sverige og Finland bygd om til å motta signal fra VHF-radaren (se nedenfor) isteden.

VHF-radaren

VHF-radaren befinner seg også på anlegget i Ramfjordmoen. Den har en antenne formet som en parabolsk sylinder, med dimensjoner 40×120 meter, bestående av fire seksjoner, hver på 40×30 meter, som kan styres i elevasjon uavhengig av hverandre.

Den har en sender med to klystroner, som hver kan levere en maksimal effekt på 1.5 MW. Frekvensen som brukes av denne radaren, 224 MHz, overlappes delvis av VHF TV-sendinger.

Både senderen og mottakeren har to uavhengige deler, så det er mulig å operere denne radaren med to ulike pekeretninger. Utsendte pulser og signalbehandling på mottakersida må imidlertid være identisk i de to delene.

EISCAT Svalbard Radar (ESR)

EISCAT Svalbard Radar
Foto: Tom Grydeland

ESR befinner seg på det såkalte Gruve 7-fjellet (Breinosa), ca. 8 km øst for Longyearbyen på Svalbard. Radaren ligger bokstavelig talt rett over Gruve 7. Den har to parabolantenner. Den minste av disse har en diameter på 32 m og er fullt styrbar, mens den største har en diameter på 42 m og peker fast i samme retning som jordas magnetfelt.

ESR opererer ved 500 MHz, en frekvens som dekkes av kanal 17 for UHF TV. De fleste steder på jorda ville det derfor være umulig å operere et følsomt radioinstrument på denne frekvensen. På Svalbard er det forholdsvis få kringkastere, og den lokale TV-stasjonen har flyttet til en frekvens som ikke forstyrrer målingene som gjøres ved EISCAT.

I tillegg betyr dette valget av frekvens at man kunne utstyre denne radaren med en sender av samme type som benyttes av ordinære TV-sendere. Dette er en stor fordel, da disse har vist seg å være svært pålitelige. ESR bruker 8 slike sendere, hver med to små klystroner. Hver sender kan levere 125 kW, som tilsammen gir ESR en maksimal sendereffekt på 1 MW.

EISCATs radarsystemer
Sted	Tromsø		Kiruna	Sodankylä	Longyearbyen
Geografiske koordinater	69°35'N 19°14'Ø		67°52'N 20°26'Ø	67°22'N 26°38'Ø	78°09'N 16°02'Ø
Geomagnetisk inklinasjon	77°30'N		76°48'N	76°43'N	82°06'N
Invariant breddegrad	66°12'N		64°27'N	63°34'N	75°18'N
Bånd	VHF	UHF	UHF	UHF	UHF
Frekvens (MHz)	224	931	931	931	500
Sender	2 klystroner	2 klystroner	-	-	16 klystroner
Maksimal effekt (MW)	2×1,5	2×1,3	-	-	1,0
Pulslengde (ms)	0,001–2,0	0,001–2,0	-	-	< 0,001–2,0
Systemtemperatur (K)	250–350	90–110	30–35	30–35	55–65
					Antenne 1	Antenne 2
Antenne	Parabolsk sylinder 40×120 m styrbar i elevasjon	Parabolsk tallerken 32 m styrbar	Parabolsk tallerken 32 m styrbar	Parabolsk tallerken 32 m styrbar	Parabolsk tallerken 32 m styrbar	Parabolsk tallerken 42 m fast
Gain (dB)	46	48	48	48	42,5	45
Polarisasjon	sirkulær	sirkulær	vilkårlig	vilkårlig	sirkulær	sirkulær

Organisasjon

EISCATs øverste organ er rådet (EISCAT Council). Det består av representanter for medlemsorganisasjonene (EISCAT Associates), og møtes vanligvis to ganger per år.

Organisasjonen hadde fra begynnelsen to rådgivende komiteer: vitenskapskomiteen (Scientific Advisory Committee — SAC) og administrasjons- og finanskomiteen (Administrative and Finance Committee — AFC). Disse komiteene ble nedlagt i 2006, og en ny komité ble opprettet: Scientific Oversight Committee (SOC). Disse komiteene har også vanligvis to, iblant tre, møter per år.

Direktøren er organisasjonens daglige leder, og assisteres av en visedirektør (frem til 2003 var det to visedirektører, med spesielt ansvar for henholdsvis tekniske og vitenskapelige problemstillinger).

EISCATs hovedkvarter ligger i Kiruna (Sverige). Hovedtyngden av anleggene på fastlandet ligger imidlertid utenfor Tromsø, og denne stasjonen har hatt de fleste av organisasjonens ansatte.

Per i dag (Juni 2007) er medlemsorganisasjonene CRIRP (Kina), Deutsche Forschungsgemeinschaft (Tyskland), National Institute of Polar Research og STEL (Japan), Norges forskningsråd (Norge), Science and Technology Facilities Council (Storbritannia), Suomen Akatemia (Finland), og Vetenskapsrådet (Sverige).

EISCAT er registrert som en svensk ideell organisasjon.

Rådsledere

Denne lista er ufullstendig.

P. Creyssel 1975–1976
Sir Grenville Beynon 1979–1981
Gerhard Haerendel 1982–1984
Michel Petit 1985–1986
Bengt Hultquist 1987–1988
Tudor Jones 1989–1990
A. Siivola 1991–1992
Asgeir Brekke 1993–1994
Tor Hagfors 1995–1996
Wlodek Kofman 1997–1998
Hermann Opgenoorth 1999–2000
Michael (Mike) Lockwood 2001–2002
Ryoichi Fujii 2003–2004
Asgeir Brekke 2005–2008

Direktører

Tor Hagfors 1975–1982
Murray Baron 1983–1987
Jürgen Röttger 1987–1997
Tauno Turunen 1998–2002
Anthony (Tony) van Eyken 2003–2008
Esa Turunen 2009–2013
Craig Heinselman 2013–

EISCAT_3D

EISCAT, med samarbeidspartnere i Sverige (Luleå tekniska universitet), Norge (UiT) og Storbritannia (Rutherford Appleton Laboratory), fikk tildelt en kontrakt under EUs 7. rammeprogram for utvikling og design av en neste generasjons radar i Nord-Skandinavia. Prosjektet har blitt kalt EISCAT_3D og løper over 4 år fra 1. mai 2005.

I desember 2008 ble EISCAT_3D, som ett av totalt 9 prosjekter, innlemmet i EUs rammeverk for strategisk forskningsinfrastruktur ESFRI i tillegg til de 35 prosjektene som allerede var del av dette programmet.^[2]

EISCAT_3D skal bli en neste generasjons radar for å undersøke fenomener i ionosfæren. Det som er nytt med EISCAT_3D er at den ikke består av ei enkelt parabolantenne, men av sett med doble dipolantenner, et såkalt fasestyrt antennefelt. I første omgang skal radaren ha tre lokasjoner: En sender- og mottakerstasjon et stykke sør for Skibotn, og to reine mottakerstasjoner i Kaaresuvanto i Finland og Kaiseniemi ved Torneträsk i Sverige. På hver av lokasjonene til radaren skal det installeres rundt 10.000 antenner som til sammen kan fungere som ei enkelt antenne gjennom apertursyntese.

Grunnarbeidet i Skibotn begynte sommeren 2019^[3], senere også i Kaaresuvanto, og fullført i 2020. I 2021 begynte arbeidet med å sette opp bygninger på begge stedene^[4]. I Kaiseniemi har grunnarbeidet begynt. Radaren forventes per 2021 å kunne tas i bruk i 2022 eller 2023.