Budowa nowej polarnej sieci radarów
Pomiar i zrozumienie zmian na Ziemi spowodowanych działalnością człowieka jest jednym z głównych obszarów zainteresowań naukowców środowiskowych. Zmiany te są w większości niedostrzegalne gołym okiem lub na powierzchni naszej planety. Wymagają badania w górnych warstwach atmosfery ziemskiej i otaczającej przestrzeni międzyplanetarnej zwanej przestrzenią geokosmiczną (ang. geospace). Ten obszar jest badany od ponad 30 lat za pomocą radarów rozpraszania niespójnego, wykrywających zdalnie przestrzeń geokosmiczną. Europejskie Stowarzyszenie Naukowe Rozpraszania Niespójnego EISCAT jest operatorem instalacji radarowych w Skandynawii i na archipelagach Norwegii. Należy jednak zauważyć, że od czasu ich wybudowania w technologii radarowej dokonał się znaczący postęp. Stowarzyszenie EISCAT i partnerzy zainicjowali finansowany ze środków UE projekt EISCAT_3D_2 (A European three-dimensional imaging radar for atmospheric and geospace research (Preparatory Phase)) w celu przygotowania gruntu pod ulepszony model dotychczasowego sytemu radarowego. Tak zwany EISCAT_3D będzie działać z nową częstotliwością, wykorzystując technologię układu fazowanego dla zapewnienia obserwacji wykraczających daleko poza zakres obecnie dostępny dla środowiska naukowego. Nowy system radarowy zaspokoi zapotrzebowanie nowoczesnego społeczeństwa na zrozumienie środowiska przestrzeni geokosmicznej jako systemu i przewidywanie efektów spowodowanych zmianami pogody kosmicznej. Projekt EISCAT_3D jest krokiem naprzód w stosunku do tradycyjnych radarów rozpraszania niespójnego, które nie są w stanie pracować w sposób ciągły jako pomiarowe instrumenty geofizyczne. System będzie się składać z wielu dużych zespołów anten, zwanych układami fazowanymi, których część będzie wyposażona zarówno w sprzęt do transmisji, jak również odbioru sygnałów. Naukowcy ze stowarzyszenia EISCAT zaprojektowali już co najmniej pięć instalacji radarowych, z których jedna będzie instalacją centralną zawierającą nadajnik. Instalacje radarowe będą rozmieszczone w północnych regionach Finlandii, Norwegii i Szwecji i znajdą się wewnątrz owalu zorzowego. Instalacje te oferują wyjątkowe możliwości badawcze, ponieważ w tym rejonie występują najsilniejsze oddziaływania na styku wiatru słonecznego z magnetosferą, jonosferą i atmosferą. Projekt EISCAT_3D_2 stanowił fazę przygotowawczą, która miała być realizowana do 2014 r. Zespół projektu pracował nad usunięciem przeszkód stojących na drodze do rozpoczęcia budowy nowego radaru. Sfinalizowano, między innymi, wybór lokalizacji i przydział częstotliwości, uwzględniając kryteria naukowe i środowiskowe. Na podstawie symulacji rekomendowano optymalny układ szyku antenowego i konfigurację odbiorników. Montaż prototypów kluczowych elementów antenowych umożliwił naukowcom ocenę ich niezawodności i opłacalności. Ponadto, wskazano partnerów przemysłowych dla budowy odpowiednich komponentów. Oprócz pozyskania komponentów sprzętowych, opracowano dedykowane techniki przetwarzania sygnału. Jednak przetwarzanie dużych ilości danych, jakie przewiduje się uzyskać (rzędu kilku trylionów bajtów na sekundę), będzie wymagało ścisłej współpracy z regionalnymi i globalnymi infrastrukturami elektronicznymi do badań środowiska. Udział stowarzyszenia EISCAT w wielu konsorcjach ułatwi wymianę danych z innymi obserwatoriami geokosmicznymi i placówkami badań środowiskowych. W kolejnej fazie budowy zostaną przygotowane wszystkie obiekty obliczeniowe, magazynowe i networkingowe, a system radarowy przejdzie rygorystyczne badania. Po zakończeniu wszystkich prac w ramach projektu EISCAT_3D_2 i fazy budowy, projekt wejdzie ostatecznie w fazę operacyjną. Nowy projekt EISCAT_3D wniesie istotny wkład w identyfikowanie i monitorowanie wzajemnych zależności między Słońcem a Ziemią.
