Analyse: Her er Junos største udfordringer
I morges dansk tid nåede rumsonden Juno frem til Jupiter og gik i kredsløb om den store gaskæmpe. Vi går bag Junos vilde rejse og giver dig overblik over de største udfordringer for fremtidens udforskning af det ydre solsystem.
Juno Jupiter kredsløb rumrejse udfordringer rumfart fremtid

Første step af Juno-planen gik godt - men Junos farlige rejse er ikke slut. Der er nemlig stadig mange udfordringer. (Foto: Shutterstock)

Der var naturligvis stor glæde i kontrolcentret, da Juno tændte sin bremseraket og gik i bane om Jupiter.

Hermed var rumsonden nået frem til sit mål efter en rejse på næsten fem år.

LÆS OGSÅ: Jubiiiiter - Juno er i kredsløb om solsystemets største planet

Der er grund til at fejre begivenheden, for det er kun anden gang en sonde er gået i bane om Jupiter.

Sidst var det rumsonden Galileo, der ankom til Jupiter i 1995. Men selv om Galileo kom i bane, så blev dens store antenne ikke foldet ud, og det var en kæmpe udfordring at få data tilbage til Jorden under hele Galileo missionen.

Men indtil nu ser alt ud til at være gået fint for Juno, men rumsondens flyvning demonstrerer også to af de store udfordringer, rumfarten står overfor.

LÆS OGSÅ: Mens vi venter på Juno: Det ved vi om Jupiter

Jupiters strålingsbælter er farlige

Den første udfordring er, at Jupiter har det tilfælles med de andre store gasplaneter, Saturn, Uranus og Neptun, at vi slet ikke kan lande på dem – og det er endda svært bare at komme tæt på.

For Jupiter er udfordringen i høj grad de meget stærke strålingsbælter, der er så farlige, at Juno er nødt til at bevæge sig i en meget aflang bane, hvor den det meste af tiden er langt borte fra Jupiter.

De vigtige målinger, der skal foretages kun få tusinde kilometer over skydækket, må så finde sted indenfor få timer, når Juno med stor fart flyver gennem de indre dele af strålingsbælterne, før den igen 'køler af' langt fra Jupiter.

Juno kan ikke lande på Jupiter

Landinger er helt umulige. Under det øverste og meget kolde skydække med en temperatur på -150 grader stiger både tryk og temperatur, indtil atmosfæren gradvist går over i et mange tusinde kilometer dybt hav af flydende brint.

Ingen rumsonde vil nogensinde få dette hav at se, fordi enhver sonde vil blive totalt mast af det enorme tryk, længe inden den når så langt ned.

Galileo sendte en lille sonde ned gennem atmosfæren. Den var solidt bygget, men nåede alligevel kun 156 km ned under det øverste skydække, før den blev knust af et tryk på 23 atmosfære og samtidig var udsat for en temperatur på over 150 graders varme.

Så selv om det var en stor bedrift, nåede Galileos sonde kun lige ned i de allerøverste lag af Jupiters dybe, tætte og meget stormfulde atmosfære.

LÆS OGSÅ: Juno skal afsløre Jupiters hemmeligheder

Juno Jupiter kredsløb rumrejse udfordringer rumfart fremtid

Junos første udfordring er, at Jupiter har det tilfælles med de andre store gasplaneter, Saturn, Uranus og Neptun, at vi slet ikke kan lande på dem – og det er endda svært bare at komme tæt på. Den virkelige udfordring er dog at finde ud af, hvordan Jupitier er opbygget. (Foto: Shutterstock)

Juno kan afsløre, hvordan Jupiter er opbygget

Juno er beregnet til at studere endnu dybere lag af Jupiters atmosfære, men det sker ved hjælp af fjernmålinger, hvor atmosfæren studeres ved særligt udvalgte bølgelængder. På den måde er det muligt at se stråling fra selv meget dybe lag af atmosfæren.

Den virkelige udfordring er dog at finde ud af, hvordan Jupiter er opbygget.

Jupiter består ligesom Solen mest af brint og Helium. Hvis Jupiter havde haft en masse 80 gange større, ville temperaturen i det indre blive stor nok til, at fusionsprocesser kunne komme i gang, og så ville Jupiter være en lille, rød dværgstjerne. Men det forudsætter, at Jupiter har en opbygning som Solen.

Der er dog også en teori om, at Jupiter har en indre kerne af klippe og metal ligesom Jorden og dermed i sin opbygning mere minder om en planet end om en stjerne.

Forskellen mellem de to modeller for Jupiter vil vise sig i en ganske lille forskel i tyngdefeltet, og netop det kan Juno afsløre fra sin bane rundt om Jupiter.

De lange rejser er en kæmpe udfordring

En anden udfordring for Juno er solsystemets størrelse, der gør rejser til det ydre solsystem både langvarige og meget dyre.

Da mennesket rejste til Månen, fik vi nok en forkert opfattelse af solsystemets størrelse. Det tog nemlig kun tre dage at flyve fra Jorden til Månen.

Selv rumsonderne til Venus og Mars klarede rejsen på 5-8 måneder. Nok lange rejser, men ikke længere, end at bemandede rejser virkede realistiske.

Men så fløj de første rumsonder mod det ydre solsystem med de fire store gasplaneter, Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun.

Nu skulle rejsetiden måles i år, og det selv om de første rumsonder tog den hurtigste rute og derfor ankom med en så stor fart, at de ikke kunne bremse ned og gå i bane om Jupiter, som Juno gør det.

LÆS OGSÅ: Jupiter-rumsonden Juno lægger Solen rekordlangt bag sig

Nye ambitioner stiller krav til rumsonder

I dag er vi ikke tilfredse med bare en hurtig forbiflyvning, og det at gå i bane stiller store krav til rumsonden.

Ankomsten skal ske med så lav fart, at det er muligt for en bremseraket at bringe sonden i bane. Det betyder lange flyvetider.

Således blev Juno opsendt i 2011 og har dermed været fem år undervejs mod de to år, Voyager brugte på flyveturen til Jupiter for 40 år siden.

Rumsonderne er også blevet større og tungere – faktisk så tunge, at selv de største raketter ikke kan sende dem direkte til Jupiter.

Derfor måtte Juno flyve en gang mere forbi Jorden i 2013, to år efter sin opsendelse, for at få det skub på 14.000 km i timen, der var nødvendig for at komme helt ud til Jupiter.

LÆS OGSÅ: Jupiter-rumsonde flyver forbi Jorden

Rumsonder er kostbare og sjældne

Alt dette gør rumsonder til Jupiter og de andre store gasplaneter meget dyre, og derfor er der flere år mellem, at en ny sonde sendes så langt ud i solsystemet.

Derfor tæller hver eneste rumsonde til det ydre solsystem så meget. De er simpelthen for kostbare til, at man bare kan opsende en reserve, hvis noget går galt.

Heldigvis vil der i de næste 10-20 år dog alligevel blive opsendt nogle få rumsonder mod det ydre solsystem, simpelthen fordi der er så meget at udforske.

Men prisen for en sådan rejse er altid nok til at give enhver leder af et rumagentur sved på panden.

Juno Jupiter kredsløb rumrejse udfordringer rumfart fremtid

Jupiter rummer sandsynligvis nøglen til mange af de uløste gåder om vort solsystem. I dag er vi ret sikre på, at Jupiter ikke altid har haft den bane, som den har nu. Den måde, den har ændret sin bane, har haft enorme konsekvenser for resten af solsystemet, ikke mindst for de indre planeter. (Foto: Shutterstock)

Næste rumsonde skal udforske Jupiters måne, Europa

Den samlede pris for Juno er anslået til over en milliard dollar, eller omkring seks procent af NASAs årlige budget.

Derfor er det ikke så mærkeligt, at der vil gå mindst seks år, før den næste rumsonde sendes af sted mod Jupiter.

Det bliver rumsonden Europa Multiple-Flyby Mission. Den skal især udforske Jupiters isdækkede måne Europa –  i det omfang det overhovedet er muligt. Strålingsbælterne omkring Jupiter er nemlig som nævnt noget af en udfordring.

Europas isdækkede overflade er svær at undersøge

Problemet med strålingsbælterne løses på samme måde som Juno:

Man lader Europasonden gå ind i en meget aflang bane om Jupiter, hvor den det meste af tiden er så langt borte, at strålingen er forholdsvis svag.

Udforskningen af Europa foregår så ved, at sonden med stor fart farer forbi Europa på nogle timer, foretager de nødvendige målinger, hvorpå den atter vender tilbage til de mere fredelige områder langt fra Jupiter.

Derfor er det også meget vanskeligt at undersøge, om der virkelig findes liv under Europas isdækkede overflade.

Der vil nok gå mange år, før vi får opsendt en Europasonde, der kan lande og så bore et hul gennem den kilometertykke is for at komme ned til det dybe hav, som, man mener, omgiver hele den lille måne.

Europa-planer skyldes republikaneren John Culbertson

I forbindelse med planerne om udforskningen af Europa er det på sin plads at nævne, at grunden til, at NASA trods pengemangel nu vil flyve til Europa, er den amerikanske senator, John Culbertson, som er republikaner. Han har været en effektiv enmandshær i den komite, der behandler NASAs ansøgninger.

Culbertson har en vision om, at der, trods alle de store problemer, skal landsættes en sonde på Europa inden 2030 for én gang for alle at få afklaret, om der er liv.

Culbertson er dermed et forfriskende eksempel på en politiker med andre visioner end de sædvanlige, som ikke rækker længere end til næste valg – men hans indflydelse er trods alt begrænset.

Fremtidig udforskning af solsystemet er ikke lys

NASA bliver nu ikke ene om at udforske Jupiters måner. Også Europa bidrager med rumsonden JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer), men derefter er der stilhed.

Ingen nye sonder er planlagt, selv om den fjerne Saturn med månen Titan lokker.

Fremtiden for udforskningen af det ydre solsystem er derfor ikke lys. I virkeligheden afventer det ydre solsystem fremskridt inden for både rumsonder og raketteknik, der vil gøre opgaven mere overkommelig.

Juno Jupiter kredsløb rumrejse udfordringer rumfart fremtid

Juno er en påmindelse om, hvor stort solsystemet er. Vi har grund til at være stolte over, hvor langt vi er nået på bare 60 år i rumfartens tjeneste. Men i forhold til universet har selv vores hurtigste rumsonder kun været i strandkanten. (Foto: Shutterstock)

Juno rummer nøglen til uløste gåder

Selv om NASA nødigt vil indrømme det, kan Juno ikke give svaret på alle de spørgsmål, der knytter sig til solsystemets største planet.

Jupiter rummer nemlig sandsynligvis nøglen til mange af de uløste gåder om vort solsystem.

I dag er vi ret sikre på, at Jupiter ikke altid har haft den bane, som den har nu. Den måde, hvorpå den har ændret sin bane, har haft enorme konsekvenser for resten af solsystemet, ikke mindst for de indre planeter.

Her er nogle af de virkelig spændende spørgsmål:

Med sin enorme masse har Jupiter altid kunnet slynge omkring sig med kometer og asteroider, som kom for tæt på. Men har det hjulpet eller vanskeliggjort livets opståen på Jorden?

Har Jupiter afbøjet så mange kometers bane bort fra Jorden, at overfladen ikke er blevet steriliseret gentagne gange af meget store nedslag?

Eller har Jupiter i stedet været med til at sende så tilpas mange kometer fyldt med organiske stoffer mod Jorden, at det har været med til at starte livet?

Tålmodighed er nødvendig

Vi ved det ikke, og retfærdigvis må det siges, at netop de spørgsmål kan Juno ikke give svar på. 

Men det er i spørgsmål som disse, at vi finder begrundelsen for at fortsætte udforskningen af de store planeter i det ydre solsystem.

Her er tålmodighed nødvendig. Så længe det koster 5 procent af et årsbudget at sende bare én enkelt rumsonde af sted, vil der være mange år mellem sonderne.

Men elektronikken udvikler sig med rivende hast, og det betyder, at mindre sonder kan udrette mere.

Vi kan nok forvente, at det ydre solsystem for alvor bliver åbnet om måske 20 år, men indtil da må vi glæde os over hver eneste sonde, der trods alt når frem.

Rummet er en evig udfordring

Samtidig er Juno også en påmindelse om, hvor stort solsystemet er. Vi har grund til at være stolte over, hvor langt vi er nået på bare 60 år i rumfartens tjeneste. Men i forhold til universet har selv vores hurtigste rumsonder kun været i strandkanten.

Uden for ligger universet som et enormt hav, vi måske aldrig kommer til at besejle.

Rummet er en udfordring, der aldrig hører op.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.