A) Előzmények és a jelenlegi főtevékenység:

Az ELTE Geofizikai Tanszék Űrkutató Csoportjának tevékenysége 1967-68-ban indult, csoportként 1969-ben alakult meg, s működése ez idő óta folyamatos az ELTE-n.

A 70-es években a magnetoszféra hullámterjedési módszerekkel elemzése a csoport fő tevékenysége. Azóta egyre eredményesebbek vagyunk a magnetoszférikus VLF terjedés és ezen belül a whistlerek analízise terén. E téren a módszereink és eredményeink mind elméleti, mind gyakorlati területen a világban az élvonalat jelentik. A 80-as évekre a jelenlegi legfinomabb felbontású módszert fejlesztettük ki a whistlerek szerkezete elemzésére és mára már (világelsőséget elérve e téren) a Maxwell-egyenletekből levezetett, pontos analitikus és szoftver szinten meglévő whistler-modellekkel is rendelkezünk. Még az Interkozmosz-együttműködésen belül 1989. szeptember 28-án startolt az ACTIVE (IK-24) műhold, fedélzetén a BME-vel közösen létrehozott SAS-kísérlettel. Ez eredményes VLF és whistler mérés volt műholdon, ami 1994-ben zárult le, adatai tudományos értelmezése még folyik. A SAS2 unikalitást jelentő műszer változataival részt veszünk a CESAR és WARNING programokban, ugyanezen műszer változatait javasoltuk az ALP-SAT, STORM, valamint Mars és Vénusz kutatási programokba. Technológiai fejlesztésünk eredményeként a fejlesztett SAS2 műholdas mérete és tömege mintegy nagyságrendet csökkent a SAS-hoz képest. Az ISS-re (a Nemzetközi űrállomásra) SAS3 (ma unikálisnak számító) mérőrendszert javasoltunk. Európában elsőként megkezdtük a trimpi-jelek hazai vételét is, amivel a sugárzási övekből whistlerek hatására kiszóródó részecskéket vizsgáljuk. Nemzetközileg jegyzett trimpi-vevőhálózatot építettünk ki, ennek a csoportunk által üzemeltetett része 1998-ban elkészült.

Az elméleti whistler-modelljeink ma világelsőséget jelentenek, s különösen nagy érdeklődést váltottak ki és minőségileg új szintet jelentő együttműködési javaslatot eredményeztek angol-amerikai vonatkozásban az ion-whistlerek elméleti leírásában elért új eredmények. Az ion-whistlerek új elméleti leírása a whistler-elmélet megváltozását vonja maga után. A csak műholdakkal felfedezett nagyfrekvenciás TiPP-jelek (20100 MHz-es sáv) elméleti magyarázatát mi adtuk meg világelsőséget elérve.

A 80-as évek második harmadában megalapoztuk a műholdas távérzékelt adatok hazai kvantitatív alkalmazhatóságát az optikai és NIR tartományokban, majd sikeres haszonnövény termésbecslési pilot-programot hajtottunk végre a FÖMI-vel együttműködve. Ennek alapozásaként  de kizárólag űrkutatási és alapkutatási saját erőből  légköri szórási és korrekciós módszert fejlesztettünk ki. Új légköri korrekciós eljárást fejlesztettünk ki TM adatokra (ACABA eljárás), amellyel először a világon elértük, hogy vékony felhők alatti területeket is kvantitatíve hitelesen lehet vizsgálni műholdas távérzékeléssel az optikai tartományban. Megoldottuk a durva és domborzatos felszínen a közvetlen keresztbeszórás (sugárzás) figyelembe vételét S.C.F. módszerrel. Műholdas adatokkal és földi radiométeres mérésekkel sikeres lineamentum és kőzet-, illetve növényzet-reflektancia elemzéseket végeztünk. A távérzékelési pilot-programban egy archivált adatbázison (1984-es adatok) 2 növényre a műholdas adatokból számított és a nyilvántartott hozam 1%-on belül (!) egyezett. Ez reményt adott elfogadhatóan pontos műholdas termésbecslési és előrejelzési módszer létrehozására. 1996-ban NOAA AVHRR és Landsat TM adatok felhasználásával 6 növényre két, új és operatív alkalmazási előkísérletre illetve operatív alkalmazási kísérletre bevethető, haszonnövény hozam-becslési és meghatározási eljárást fejlesztettünk ki. Az egyik módszert 1997-ben sikerrel kiterjesztettük domborzatos felszínekre is, illetve 1998-ban sikeresen alkalmaztuk további 4 haszonnövényre, azaz így már összesen 10 növényre. Ezen termésbecslési eljárásaink vezető szerepet biztosítanak számunkra a nemzetközi együttműködésben. Megkezdtük a szórási korrekciós és a klasszifikációs eljárások összekapcsolását, a műholdas adatok GIS-be kapcsolását és a mikrohullámú távérzékelés első alapozó tanulmányával az MW-adatok hazai felhasználásának megalapozását. Emellett továbbfejlesztettük a NOAA AVHRR műholdképeken végezhető felhődetekciós eljárást, szintén a megbízhatóbb hozambecslés érdekében.

Ugyancsak a 80-as évek közepe óta foglalkozunk (elenyésző támogatással) a műholdas távérzékelés hozambecslési alkalmazása szempontjából is fontos Nap-földi bioszféra kapcsolatok elemzésével. Mind módszertanban, mind interpretációban új eredményeink vannak. Ezek közül nemzetközileg is számottevő a gazdaság ún. Kondratyev ciklusa és a naptevékenység 60 év körüli periodicitása közötti fázishelyes kapcsolat kimutatása.

Az űrtevékenység természetéből adódóan mindezen munkánkat nemzetközi együttműködésben, a területek nagy részén nagyon szoros kooperációban és közös programok keretében végezzük. Az űrtevékenység ezen túlmenően alapvetően középtávú-hosszútávú programok keretében valósul meg, ezért tevékenységünk középtávú tervének szerves részét jelentik a leírt előzmények, s futó tevékenységünk terve automatikusan középtávú terv.

B) Kutatási tevékenységünk fő irányai 2010-ig:

1. ELF-VLF és általános jelvizsgálatok:

A magaslégkör  pontosabban alapvetően a magnetoszféra  állapotának folyamatos vizsgálata hullámterjedési, elsősorban VLF terjedési módszerekkel. Ennek keretében állandó módszerfejlesztés végzése és egy folyamatosan felfrissített adatbázis létrehozása, amely a kutatók számára általában hozzáférhető. Folytatjuk az új elméleti modellek fejlesztését és mindezek alkalmazását a whistler-kutatásban. Továbbá a whistlerek finomszerkezetének és terjedési irányának elemzését és az analizáló módszerek fejlesztését. A fedélzeti műszerben is használható automatikus whistler-detektáló és feldolgozó módszerek rendszeres alkalmazását folytatjuk, előállítjuk a fedélzeti műszerek software-jeit. Fontos feladatunk a trimpi-jelek vétele és analízise a kibővített mérőhálózatra támaszkodva.

A legfontosabb újdonságot e területen két új irány programba vétele jelenti. Ezek: a műholdakon (és földön) mérhető természetes eredetű ELF-VLF jelek és a Föld szeizmikus aktivitásának együttes vizsgálata, a szeizmikus kockázatok csökkentése céljából; továbbá a Nap és a Naprendszer (elsősorban a bolygóközi tér) állapotának hatása a földi időjárás alakulására, vagyis az ún. űr-időjárási kutatások megindítása. A SAS2 és SAS3 műszerekkel tervezett műholdas és bolygóközi programjaink ezekhez kapcsolódnak, miközben egyidejűleg biztosítják a további eredményes kutatások folytatását is. Az adott területek megjelenése tovább erősíti a környezetfizikában érintett tanszékekkel szerves együttműködésünket; a szeizmikai kérdésekben a Geofizikai Tanszékkel, míg az űr-időjárásban a Meteorológiai Tanszékkel. E munka nemzetközi háttere: a STORM, a WARNING, a CESAR műholdas programok, a Nemzetközi űrállomásra javasolt program; míg a bolygóközi kutatásokban az ALP-SAT, a Mars-2005 és a Venus-Baloon programok a 2010-ig terjedő időszakban.

2. A műholdas távérzékelés:

A műholdas távérzékelt adatok kvantitatív értékelése alapeljárásainak részben a megismerése részben az adaptálása, továbbá ezen eljárások nyomonkövetése, új általános eljárások kifejlesztése, új hullámhossz-tartományok alkalmazásának megalapozása. Felszínformációk, felszínállapot, alsólégköri állapot és szennyezettség meghatározási módszereinek a folyamatos fejlesztése.

Mind a gyakorlati alkalmazások, mind a jelenleg és a jövőben rendelkezésre álló műholdak jellemzői egyaránt megkívánják a látható, NIR-MIR és ThIR, valamint az MW sávok adatai együttes kvantitatív értékelhetőségének a megoldását részben a légköri hatások elválasztása (korrekciója), részben a felszínjellemzők pontosabb meghatározása érdekében.

A 2000-es években tervezzük részletesen az adatbeszerzési gondok miatt elmaradt feladatok megoldását, továbbá a kőzetek és a talajok spektrális visszaveréseinek vizsgálatát. A növénytakaró-vizsgálatokat a termésbecslési célú haszonnövény-vizsgálatok mellett kiterjesztjük a természetes növényzet környezetvédelmi célú monitorozására is. Mindkét terület távlati műveléséhez szükséges egy NOAA AVHRR műholdas adatokat regisztráló vevőállomás, melynek megvalósítását témapályázat segítségével kívánjuk megvalósítani tekintve, hogy a jelenlegi hazai adatvétel adatbázisa az űrkutató közösségnek általában nem, pontosabban csak igen nagy költséggel férhető hozzá. (Ez a vevőrendszer kis kiegészítéssel az 1) főirány SAS2-SAS3 kísérleteiben is részt vehet adatvevőként, növelve a kísérletek adatfluxusát.)

A 2010-ig terjedő időszakban tehát három fő területen dolgozunk: a) A természetes és haszon-növénytakaró folyamatos vizsgálata és kvantitatív leírása. Ehhez kapcsolódva az e téren jelentkező természeti katasztrófák (pl. aszály) kimutatása, jellemzése. b) A kvantitatív adatértékeléshez szükséges légköri korrekciók és adat-előfeldolgozási eljárások fejlesztése, valamint ezen adatbázis GIS rendszerbe integrálása. c) A földfelszín formációinak, ezen időszakban  továbbra is  elsősorban a vonalas formációknak a vizsgálata. Kiemelten kezeljük ezek közül is a vízfolyások dinamikájának kutatását és ezen keresztül a folyók lehetséges revitalizációjához a hozzájárulást.

Mindezen célok elérését segíti az új, hiperspektrális technika alkalmazásba vétele.

3. A Nap-földi bioszféra kapcsolatok elemzése:

Hasonlóan fontos eddigi eredményeink alapján a szűkebben vett és humán jelenségek mellett az általánosabb bioszférikus illetve civilizációs kapcsolatok elemzésének folyatatása. A 2000-es években az adatgyűjtést folytatjuk, valamint a természeti, humán és gazdasági adatok és a naptevékenység kapcsolatának elemzését. Ennek részeként vizsgáljuk, hogy a természeti folyamatok mely napciklusokra érzékenyek és melyekre nem, ami a földtörténeti kutatások egyes kalibrációs kérdéseinek megoldását is segítheti.

E munka várhatóan sok predikciós eljárás számára nyújt pontosságjavítási lehetőséget, s pl. orvosi-klinikai szempontból rendkívül perspektívikus, de jelenleg még mindig csak "elvont", sajátos űrkutatási célként művelhető. Nemzetközi téren a publikációk száma növekszik, a téma fontossága nő.

C) A legfontosabb projektek nemzetközi kapcsolódása:

Együttműködés: (legfontosabb területek)

• ALP-SAT várhatóan Prodex; Svájc és Ausztria
•  bolygóközi tér - Föld kapcsolatok SAS2
• MARS-2005 ESA; Olaszország
•  a Mars működése és a bolygóközi tér állapota  SAS2
• VENUS-Baloon ESA; Franciaország
•  a Vénusz működése  SAS2
• STORM ESA; Skandináv államok
•  geomágneses viharok, űr-időjárás (és szeizmika)  SAS2
• DEMETER EU5; Franciaország
•  ELF-VLF vizsgálatokkal földrengések előrejelezhetősége
• ISS  NASA és ESA
•  hullámterjedési elmélet, ELF-VLF plazmaszféra és szeizmika  SAS3
• CESAR Középeurópai Kezdeményezés (CEI) és ESA
•  ELF-VLF plazmaszféra és szeizmika  SAS2
• WARNING ukrán főprogram kiterjedt nemzetközi együttműködéssel
•  ELF-VLF szeizmika (és plazmaszféra)  SAS2

Nemzetközi kapcsolatok:

ELF-VLF kutatásainkban a következő intézményekkel működtünk illetve működünk együtt:

British Antarctic Survey, Cambridge (UK); NASA Wallops Flight Facility, Goddard Space Flight Center (USA); Stanford University, STAR Laboratory (USA); IZMIRAN, Moscow (Russia); IKI RAN, Moscow (Russia); Institute of Atmospheric Physics, Prague (Czech Republic); Geophysical Observatory Sodankylä (Finland); Alenia Spazio (Italy); University of Natal (South Africa); University of Otago (New Zealand); Banaras Hindu University, Varanasi (India); RBS College, Bichpuri, Agra (India); Regional Engineering College, Srinagar (India): LPCE/CNRS, Orleans (France); University of Electro-Communications, Tokyo (Japan); Laboratory of Electromagnetic Investigations, Lviv Centre of Institute of Space Research (Ukraine).

Távérzékelési kutatásainkban a következő intézményekkel működtünk illetve működünk együtt:

United States Department of Agriculture (USDA); Telespazio, Roma (Italy). Indian Space Research Organisation Headquarters, Bangalore (India)