Een gemeen fenomeen

Eigen vinding waarschuwt in Mali voor verstoringen in de ionosfeer

Stel: als militair in Mali ga je de poort uit. Via GPS wordt je locatie gemonitord en weet je waar je collega’s zijn. Ondertussen sta je via satellietcommunicatie constant in contact met de thuisbasis. Zonder verklaring vallen plots alle verbindingen uit. Even later doen alle systemen het weer. Ionosferische scintillatie zou zomaar de oorzaak kunnen zijn. Kapitein Willem-Pieter van der Laan, space weather developer op Vliegbasis Woensdrecht  onderzoekt dit fenomeen.

Ionosferische scintillatie? Leg eens uit…

“Ionosferische scintillatie is de aantasting van een radiogolf door onregelmatigheden in de ionosfeer. De ionosfeer is een schil met geladen deeltjes rondom de aarde op zo'n 60 tot 600 kilometer hoogte. Met name bij de evenaar en poolcirkel komt scintillatie vaak voor.”

Wat is er zo erg aan een verstoorde ionosfeer?

“Bij satellietcommunicatie en GPS-navigatie reizen radiogolven van een satelliet naar een ontvanger op aarde. Die satellieten zweven in banen op tienduizenden kilometers boven het aardoppervlak. Hun signalen gaan dus door de ionosfeer. Komen ze daar een onregelmatigheid tegen, dan ontstaan er verstoringen. In het ergste geval komen de signalen niet meer op aarde aan.”

Wat voor invloed kan dat op missies hebben?

“Elke militair die de poort uitgaat, staat in verbinding. Of hij nu aan boord van een schip zit, als marinier of zich aan boord van een Chinooks bevindt; via satcom blijven ze constant met elkaar in contact. Als door scintillatie dit contact plots wegvalt, kan dat gevaarlijke gevolgen hebben. Een voorbeeld daarvan is Operation Anaconda (Afghanistan, 2002). Hierbij kwam een belangrijk bericht, mede als gevolg van scintillatie, niet aan bij de Amerikaanse quick reaction force. Daardoor kwam een van haar Chinooks tijdens de landing onder vuur te liggen. Er waren vier slachtoffers te betreuren.”

“Overigens hebben we er in onze regio vrijwel geen last van. Rond de evenaar echter, zo’n 20 graden erboven en 20 graden eronder, komt scintillatie behoorlijk veel voor. Dat is een zone waarin behoorlijk veel operaties spelen: Atalanta in Somalië, Minusma in Mali en zelfs het Caribisch gebied zit aan de rand van die zone.”

Hoe vaak komt scintillatie dan voor?

“Dat is van allerlei factoren afhankelijk. Een belangrijke tijdsschaal daarin zijn de equinoxen, het moment dat de zon recht boven de evenaar staat. Dan werkt het mechanisme dat de ionosfeer verstoort het best. In maart, april en september, oktober komt scintillatie vaak voor. Soms hevig, soms minder. Iedere avond hebben we er wel tot op zekere hoogte last van.”

Van der Laan kan het niet laten om een computerbeeld met daarop allerlei gekleurde lijnen en grafieken te bekijken. Afgelopen oktober werd in Mali een melding gedaan van een satcom storing. Die specifieke dag tovert de wetenschapper op het scherm. Ongelovig glijden zijn ogen over het beeld. Plots verandert ongeloof in blijdschap. “Wat gaaf! Deze piek! Op dat moment heeft scintillatie plaatsgevonden. Precies tegelijk met een storing.” 

Ik zie eerlijk gezegd alleen maar lijntjes, wat is hier zo speciaal aan?

“Samen met de heren van 982 Squadron in Dongen, de Willy Wortels van de krijgsmacht, hebben we een GPS-scintillation monitor gemaakt. Die staat nu in Mali en kijkt naar alle satellieten om zich heen. Het apparaat steekt als het ware continu meerdere breinaalden door de ionosfeer. Waar een onregelmatigheid zit, komt de breinaald niet goed door: scintillatie. Het signaal wordt dan gebroken en dat registreren we.”

“Afgelopen oktober is er in Mali een satcom storing gemeld precies op hetzelfde moment dat wij hier scintillatie registreren. We hebben nu voor het eerst aangetoond dat scintillatie daadwerkelijk invloed heeft op onze GPS en satellietcommunicatie.”

Maar naderhand tegen de jongens vertellen: ‘jullie storing kwam door ionosferische scintillatie’. Hebben ze niet zo veel aan.

“Als we op een gegeven moment op genoeg plekken metingen doen, kunnen we gaan voorspellen. Detecteren we ergens scintillatie, dan weten we of het later boven onze troepen hangt. Dan kunnen verbindelaars daar actie op ondernemen. Bijvoorbeeld door andere communicatiemiddelen te gebruiken of op een ander moment te communiceren. Zo helpen we uiteindelijk onze jongens op missie hun operatie beter uitvoeren.”