Enkele van de mooiste foto's die astronauten vanuit de ruimte hebben gemaakt, zijn van aurora die boven onze planeet danst. Nu zijn de foto's meer dan alleen mooie plaatjes dankzij een ESA-project dat ze wetenschappelijk bruikbaar maakt.

Aurora biedt een visueel middel om ruimteweer te bestuderen, de omstandigheden in de bovenste regionen van onze atmosfeer. Deze kleurrijke displays worden geproduceerd wanneer elektrisch geladen deeltjes van de zon in de zonnewind langs de magnetische veldlijnen van de aarde worden geleid en atomen hoog in de atmosfeer treffen.

Net zoals de zon bepalend is voor het weer op aarde, zonneactiviteit beïnvloedt het ruimteweer, die op hun beurt kunnen interfereren met radio-uitzendingen, satellieten en zelfs onze elektriciteitsvoorziening.

Wetenschappers bestuderen ruimteweer en aurora met behulp van satellieten zoals ESA's Cluster en Proba-2, maar ook via een netwerk van camera's op de grond. Deze camera's zijn vaak verduisterd door wolken of sneeuw en de dekking vanaf het zuidelijk halfrond is slecht omdat er niet veel land is op de beste breedtegraden om het noorderlicht te observeren.

Foto's gemaakt vanuit het internationale ruimtestation kunnen context bieden en informatie toevoegen door schattingen van de hoogte en lengte van aurora te verbeteren. Sommige bereiken een hoogte van 500 km - wat betekent dat het station er soms dwars doorheen vliegt.

Eerst, de beelden moeten worden omgezet in iets dat wetenschappers kunnen gebruiken. Het belangrijkste is om de exacte tijd te weten en waar de camera op wees.

De beelden worden in de hoogste resolutie gedownload en defecte camerapixels van kosmische straling worden verwijderd. Software corrigeert vervorming van de cameralens.

Net als 19e-eeuwse ontdekkingsreizigers voordat navigatiesatellieten bestonden, ESA's team keek naar de sterren ter referentie, software gebruiken om de sterren in de afbeelding te identificeren, en bereken van daaruit de precieze positie van elke pixel en zijn schaal.

Laatste, de beeldtijd wordt bepaald door steden te koppelen aan hun berekende locaties en de horizon.

Software engineer en ESA jonge afgestudeerde stagiair Maik Riechert, die aan het project hebben meegewerkt, legt uit:"De ideale afbeeldingen voor verwerking zijn afbeeldingen van de aarde en de sterren met de horizon net boven het midden."

Alles op een rijtje

Wanneer alle afbeeldingen zijn verwerkt, de timelapse-video's bieden een manier om te controleren of het proces soepel is verlopen. Alle jitter of veranderingen in het volgen van sterren worden weergegeven in de uiteindelijke video, dus een soepel verloop bewijst dat de afzonderlijke beelden klaar zijn voor analyse.

Nu is het aan de wetenschappers die de extra informatie kunnen gebruiken in hun onderzoek. Vind de volledige dataset op de automatische geo-referentie van de astronauten-auroralfotografie-webpagina. Een paper waarin de methode wordt beschreven, is hier beschikbaar.

ESA's Andrew Walsh, manager van dit project, concludeert:"Dit project laat zien dat niets wordt verspild en dat je bruikbare wetenschap uit ongebruikelijke bronnen kunt halen."