En drakblåst vetenskapsexpedition till Antarktis inre har gjort de sydligaste positioneringsfixarna som hittills gjorts med Europas satellitnavigeringssystem Galileo.

Deras mätningar bekräftar inte bara Galileos prestanda på extremt höga breddgrader, men erbjuder också kunskap om rymdväderhändelser ovanför. I synnerhet ger de insikter om jonosfären – det elektriskt aktiva övre lagret av jordens atmosfär – ovanför den södra kontinenten, och Galileos prestanda för att korrigera jonosfäriska störningar.

Fyra personers expeditionen lämnade Rysslands Novolazarevskaya-bas den 12 december förra året. I mer än 40 dagar tog de sig till Dome Fuji, en 3810 m hög iskupol i östra Antarktis – en av de kallaste platserna på jorden. Efter att ha nått höjdpunkten den 21 januari, de är nu tillbaka på den ryska basen.

Denna "Antarctica Unexplored 2018-2019" expedition, monterad av Spaniens Asociación Polar Trineo de Viento, använder ett unikt nollutsläppsfordon speciellt designat för polarutforskning. Inuit WindSled är en släde i flera delar, storleken på en lastbil, komplett med monterade tält och solpaneler, drog genom isen med en maffig 150 kvm drake.

Windsleds uppfinnare, Ramón Larramendi, är också expeditionsledaren:"Detta är första gången vi klättrar på Fuji Dome i ett fordon som drivs av vinden – alla som kom dit tidigare förlitade sig på motordrivna fordon. Så det här är också första gången vi har rest mer än 2, 400 km med mer än 2, 000 kg last med ett fordon som inte förorenar den antarktiska kontinenten.

"Vi gör också detta i samarbete med ESA, bland andra vetenskapliga institutioner, vilket är mycket viktigt eftersom det tillåter oss att visa att detta polära ekofordon har utmärkta möjligheter för att möjliggöra vetenskap i det inre av den Antarktiska kontinenten."

Denna expedition omfattar totalt 10 vetenskapliga experiment från olika forskningsinstitutioner, täcker områden som klimatförändringar, meteorologi och astrobiologi. ESA:s engagemang i expeditionen är projektet Galileo Experimentation and Scientific Test in Antarctica (GESTA).

GESTA innebär att regelbundna positionsfixar görs under expeditionens gång för alla satellitnavigeringskonstellationer i alla slags väder och geomagnetiska förhållanden. ESA tillhandahöll satellitnavigatorn, med GMV i Spanien som bidrar med en avancerad signalregistrator för dataanalys.

En av de viktiga aspekterna av studien är övervakningen av jonosfären på så höga breddgrader under låg solaktivitet. Jonosfärisk störning kan försämra satellitnavigeringsprestanda, och dess förekomst är kopplad till solaktivitet.

GESTA övervakas av ESA:s Galileo Navigation Science Office, ledd av Javier Ventura-Traveset:"Vi är mycket nöjda med denna pilotvetenskapliga erfarenhet, efter att ha kunnat samla in Galileo-mått över hela expeditionsresan som planerat. Expeditionen nådde breddgrader nära 80 grader söder, såvitt vi vet de sydligaste latitudmätningarna som någonsin utförts på plats med Galileo i dess nuvarande nästan fullständiga konstellationsstatus.

"Vi har också samlat in data från alla andra globala satellitnavigeringssystem och alla tillgängliga olika frekvenser, vilket gör det möjligt för oss att även bedöma lösningar med flera konstellationer och jämföra deras prestanda under dessa förhållanden. Expeditionsteamet höll kontinuerlig kontakt via satellit med vårt kontor, så att vi kan planera deras aktivitet, frågar, till exempel, för dedikerade datainsamlingar under rymdväderrelevanta händelser."

Manuel Castillo, systemingenjör på Galileo Navigation Science Office, förklarar:"När expeditionsdata har levererats, vi kommer att kunna bedöma Galileos positionering, navigerings- och tidtagningsförmåga på polära breddgrader och hur de påverkas av rymdväderhändelser under låg solaktivitet. Särskilt, vi kommer att analysera om förekomsten av koronala hål är korrelerad med observerad jonosfärisk interferens. Koronala hål är öppna områden i solens yttre lager, corona, som låter solvinden lämna solen och nå jorden, utlöser måttliga geomagnetiska stormar.

"I detta ögonblick i den 11-åriga solcykeln, med solen nära minimal aktivitet, fullskaliga solstormar är inte frekventa, men den pågående kommunikationen mellan WindSled-teamet och Galileo Navigation Support Office gjorde det möjligt för oss att koordinera mättider under de tre mindre geomagnetiska stormarna som expeditionen upplevde under resan."

De koronala hålen som utlöser dessa geomagnetiska stormar övervakades, under tiden, genom solskådningsuppdrag som NASA:s Solar Dynamic Observatory, NASA-ESA SOHO och ESA:s Proba-2.