Een door vlieger geblazen wetenschappelijke expeditie naar het binnenland van Antarctica heeft de meest zuidelijke positiebepalingen tot nu toe gemaakt met het Europese Galileo-satellietnavigatiesysteem.

Hun metingen bevestigen niet alleen de prestaties van Galileo op extreem hoge breedtegraden, maar bieden ook kennis van ruimteweergebeurtenissen overhead. Ze bieden met name inzicht in de ionosfeer - de elektrisch actieve bovenste laag van de aardatmosfeer - boven het zuidelijke continent, en de prestaties van Galileo-software om ionosferische interferentie te corrigeren.

De vierkoppige expeditie verliet op 12 december vorig jaar de Russische basis Novolazarevskaya. Meer dan 40 dagen lang begaven ze zich naar Dome Fuji, een 3810 meter hoge ijskoepel in Oost-Antarctica - een van de koudste plekken op aarde. Na het bereiken van het hoogtepunt op 21 januari, ze zijn nu terug op de Russische basis.

Deze expeditie 'Antarctica Unexplored 2018-2019', opgezet door de Spaanse Asociación Polar Trineo de Viento, maakt gebruik van een uniek emissievrij voertuig dat speciaal is ontworpen voor poolonderzoek. De Inuit WindSled is een meerdelige slee ter grootte van een vrachtwagen, compleet met gemonteerde tenten en zonnepanelen, door het ijs getrokken met een gigantische vlieger van 150 vierkante meter.

De uitvinder van de Windslee, Ramón Larramendi, is ook de expeditieleider:"Dit is de eerste keer dat we de Fuji Dome hebben beklommen in een door de wind aangedreven voertuig - iedereen die daar eerder kwam, vertrouwde op gemotoriseerde voertuigen. Dit is dus ook de eerste keer dat we meer dan 2, 400 km met meer dan 2, 000 kg vracht met een voertuig dat het Antarctische continent niet vervuilt.

“Dit doen we ook in samenwerking met ESA, onder andere wetenschappelijke instellingen, wat erg belangrijk is omdat het ons in staat stelt om aan te tonen dat dit polaire eco-voertuig uitstekende mogelijkheden heeft om wetenschap mogelijk te maken in het binnenland van het continent Antarctica."

Deze expeditie voert in totaal 10 wetenschappelijke experimenten van verschillende onderzoeksinstellingen, op gebieden als klimaatverandering, meteorologie en astrobiologie. ESA's betrokkenheid bij de expeditie is het Galileo Experimentation and Scientific Test in Antarctica (GESTA)-project.

GESTA houdt in dat tijdens de expeditie regelmatig positiebepalingen worden gemaakt voor alle satellietnavigatieconstellaties in alle weersomstandigheden en geomagnetische omstandigheden. ESA leverde de satellietontvanger, waarbij GMV in Spanje een geavanceerde signaalrecorder voor data-analyse bijdroeg.

Een van de belangrijke aspecten van het onderzoek is het monitoren van de ionosfeer op zulke hoge breedtegraden tijdens lage zonneactiviteit. Ionosferische interferentie kan de prestaties van satellietnavigatie verslechteren, en de incidentie ervan is gekoppeld aan zonneactiviteit.

GESTA staat onder toezicht van ESA's Galileo Navigation Science Office, geleid door Javier Ventura-Traveset:"We zijn erg blij met deze wetenschappelijke pilootervaring, tijdens de expeditiereis zoals gepland Galileo-metingen hebben kunnen verzamelen. De expeditie bereikte breedtegraden in de buurt van 80 graden zuiderbreedte, voor zover wij weten, zijn de meest zuidelijke breedtegraadmetingen ooit in-situ uitgevoerd met Galileo in zijn huidige bijna volledige constellatiestatus.

"We hebben ook gegevens verzameld van alle andere wereldwijde satellietnavigatiesystemen en alle beschikbare verschillende frequenties, waarmee we ook multi-constellatie-oplossingen kunnen beoordelen en hun prestaties onder deze omstandigheden kunnen vergelijken. Het expeditieteam onderhield via satelliet continu contact met ons kantoor, zodat we hun activiteiten kunnen plannen, vragen, bijvoorbeeld, voor speciale gegevensverzamelingen tijdens ruimteweerrelevante evenementen."

Manuel Castillo, systeemingenieur bij het Galileo Navigation Science Office, legt uit:"Zodra de expeditiegegevens zijn aangeleverd, zullen we de positionering van Galileo kunnen beoordelen, navigatie- en timingmogelijkheden op polaire breedtegraden en hoe deze worden beïnvloed door ruimteweergebeurtenissen tijdens lage zonneactiviteit. Vooral, we zullen analyseren of het optreden van coronale gaten gecorreleerd is met waargenomen ionosferische interferentie. Coronale gaten zijn open plekken in de buitenste laag van de zon, de corona, waardoor de zonnewind de zon kan verlaten en de aarde kan bereiken, veroorzaakt matige geomagnetische stormen.

"Op dit moment in de 11-jarige zonnecyclus, met de zon dicht bij de minimale activiteit, grootschalige zonnestormen komen niet vaak voor, maar dankzij de voortdurende communicatie tussen het WindSled-team en het Galileo Navigation Support Office konden we de meettijden coördineren tijdens de drie kleine geomagnetische stormen die de expeditie tijdens de reis ondervond."

De coronale gaten die deze geomagnetische stormen veroorzaakten, werden gevolgd, In de tussentijd, door zonwaarnemingsmissies zoals NASA's Solar Dynamic Observatory, de NASA-ESA SOHO en ESA's Proba-2.