Spaar deze kerst een gedachte voor onderzoekers die op hun Polarstern-ijsbreker zitten, op drift in de bevroren Noordelijke IJszee. Onderworpen aan temperaturen tot –45 °C en de eeuwige duisternis van de poolwinter, ze zijn gewillige deelnemers aan MOSAiC - 's werelds grootste en langste poolonderzoeksexpeditie. Ondanks de duisternis, echter, de onderzoekers en bemanning blijven op de hoogte van wat er in de buurt gebeurt. Hoe? Met behulp van radarbeeldsatellieten.

In de loop van een jaar, in totaal zullen zo'n 600 onderzoekers uit 20 landen deelnemen aan verschillende stadia van de expeditie Multidisciplinair drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (of MOSAiC).

Nadat ze in oktober de Noordelijke IJszee waren binnengevaren, de Polarstern drijft met ongeveer 7 km per dag over het centrale Noordpoolgebied en de wind en stromingen zullen hem naar verwachting dicht bij de geografische Noordpool brengen voordat hij de volgende lente of zomer verlaat.

Aan boord, de wetenschappers voeren meerdere experimenten uit op het zee-ijs rond het schip om de impact van klimaatverandering op het zee-ijs en de Arctische omgeving beter te begrijpen. Het team heeft inmiddels honderden instrumenten opgesteld op het zee-ijs rondom het schip binnen een afstand van 50 km.

Ondanks de duisternis die het schip momenteel omhult terwijl het door de bevroren zee drijft, de onderzoekers en bemanning zijn niet blind en blijven op de hoogte van wat er gebeurt dankzij radarbeeldsatellieten van het Europese Copernicus-programma, Canada, Duitsland en Japan.

Zee-ijs bij de MOSAiC Arctic expeditie

De bemanning en wetenschappers volgen het zee-ijs en maken opmerkelijke kaarten van de zee-ijsschotsen rondom het schip. Deze radarsatellieten steken dagelijks het noordpoolgebied over en dragen hun eigen lichtbron met zich mee. waardoor ze door de Arctische winterduisternis kunnen dringen, het continu detecteren en in kaart brengen van de zee-ijscondities hieronder.

Suman Singha, van het Remote Sensing Technology Institute van het Duitse Aerospace Center, helpt bij het coördineren van de verwerving van beelden van verschillende satellieten en is verantwoordelijk voor het doorgeven van de kostbare informatie aan het schip.

"Deze informatie is hard nodig bij Polarstern, vooral aan het begin van de expeditie, toen de uitdaging was om de juiste soort ijsschots te vinden die zowel de Polarstern als de inzet van alle wetenschappelijke instrumenten op het ijs rond de ijsbreker kon herbergen, ", zegt dr. Singha.

"Hier hebben we gebruik gemaakt van radarbeelden met hoge resolutie van de Duitse TerraSAR-X-satelliet om de best mogelijke ijsschots te lokaliseren, die sindsdien de naam Fortress heeft gekregen. Het bewaken van de veiligheid van de ijsschots blijft dus een constante uitdaging."

De Europese Copernicus Sentinel-1-satellieten dragen ook bij aan de internationale karteringsinspanningen, die een continue dekking van het hele gebied bieden, helpen om de steeds veranderende drift van het zee-ijs tot 300 km van het schip te volgen en te voorspellen.

De Japanse ALOS-2-satelliet met zijn PalSAR-2-sensor gebruikt een veel langere golflengte dan zowel Copernicus Sentinel-1 als TerraSAR-X om zee-ijsschotsen en onderstaande omstandigheden in kaart te brengen.

Malcolm Davidson van ESA zei:"Golflengte is van belang als het gaat om radarsatellieten, omdat een bepaalde golflengte grote invloed heeft op de informatie die door de satelliet wordt verstrekt.

"In Europa zijn we erg geïnteresseerd in de aanvullende informatie die ALOS-2 kan bieden over zee-ijscondities, vooral nu we onze eigen langegolfradarsatelliet ontwikkelen, de L-band Synthetic Aperture-missie genaamd, ROSE-L – een van de zes kandidaat-missies met hoge prioriteit van Copernicus.

Bijvoorbeeld, het detecteren van zee-ijsruggen is van cruciaal belang voor veilige navigatie in het noordpoolgebied en deze zijn veel gemakkelijker te identificeren met ALOS-2 dan met de bestaande Europese satellieten."

Terwijl Polarstern nu de komende maanden door de bevroren en donkere oceaan drijft, de radarogen in de lucht zullen zijn voortgang door het noordpoolgebied blijven volgen en de onderzoekers vergezellen tijdens de rest van deze opmerkelijke expeditie.