API and Back-End Development for the AuroraCatcher Network for Aurora Borealis Detection

Abstract

De Zon stoot continu geladen deeltjes uit die het aardmagnetisch veld beïnvloeden, wat satellieten, telecommunicatie en elektronica kan verstoren. Deze storingen voorspellen en hun impact beperken kan door het aardmagnetisch veld te meten met fluxgate magnetometers in grondgebonden observatoria. Deze technologie vereist echter manuele herkalibratie, wat operationele kosten veroorzaakt en afgelegen observatoria ontmoedigt. Een nieuwe kwantumtechnologie gebaseerd op de onveranderlijke structuur van een stikstofgat (NV) in diamant kan het aardmagnetisch veld meten zonder deze herkalibratie. Deze technologie creëert ODMR-spectra, die extra verwerking vereisen om het magnetisch veld te bepalen. Deze thesis onderzoekt een ontwerp voor een globaal systeem op basis van deze technologie, verkent hoe dit het verwachte datavolume kan beheren en test een prototype met de bijbehorende stappen voor gegevensverwerking. Deze thesis toont de vereisten en ontwerp van dit systeem met het oog op schaalbaarheid. Een deel hiervan werd geïmplementeerd in een prototype dat de haalbaarheid van de datastroom in het veld test. Extra performantietesten tonen dat het systeem 64 observatoria met een meetsnelheid van 1 Hz kan ondersteunen, wat opgeschaald kan worden door het dataverwerkingssysteem over verschillende toestellen te verdelen. Deze thesis toont de haalbaarheid van NV-gebaseerde monitoring van het aardmagnetisch veld, zodat deze technologie op grotere schaal kan worden ingezet.