Vild formationsflyvning skal skabe kunstig 'solformørkelse'
Ny, vild rumteknologi skal studere Solens skoldhede korona. Danske forskere er i færd med at bygge instrumenterne.

Danske forskere er med til at bygge instrumenter til to nye rumfartøjer, som skal danne et ekstrem præcist parløb i rummet - og hjælpe os til at blive klogere på Solen. (Illustration: ESA/Sener)

Danske forskere er med til at bygge instrumenter til to nye rumfartøjer, som skal danne et ekstrem præcist parløb i rummet - og hjælpe os til at blive klogere på Solen. (Illustration: ESA/Sener)

På et stativ for enden af en lang gang står et lille apparat og bipper løs.

Apparatet udsender signaler, som flyver forbi en lang række af kontordøre. Til sidst bliver signalet opsamlet af et lignende apparat i den anden ende af gangen.

»Vi er i gang med at udvikle og teste teknologien til en ny rummission,« fortæller professor John Leif Jørgensen, mens han viser rundt mellem kontorerne på DTU Space i Lyngby.

Missionen kaldes Proba 3 og hører under Den Europæiske Rumorganisation ESA. Planen er, at to satellitter skal flyve i formation ude i rummet og følge hinanden med ekstrem stor præcision. På den måde kan de to satellitter nemlig fungere som ét langt teleskop.

»Det er aldrig gjort før, så vi skal for det første bevise, at det kan lade sig gøre. Vi har været nødt til at lave en masse krumspring for at løse de tekniske problemer. Men nu har vi den, og vi er ved at bygge dimserne færdige,« fortæller John Leif Jørgensen, som er professor og afdelingsleder ved DTU Space.

Nøjagtigt parløb

Når de to satellitter bliver sendt ud i rummet, vil de befinde sig mellem 130 og 170 meter fra hinanden, mens de i høj hast svæver i en bane rundt om Jorden.

På trods af de vanskelige forhold og den store afstand imellem dem skal de to satellitter følge hinanden med en nøjagtighed, som ligger inden for 50 mikrometer (0,05 millimeter).

»50 mikrometer svarer til mindre end bredden på et hårstrå, så det er ekstremt nøjagtigt, når man tænker på, at vi er ude på 150 meters afstand mellem satellitterne,« siger John Leif Jørgensen.

De to rumfartøjer får tilsammen til opgave at studere vores nærmeste stjerne, Solen. Mere præcist skal de studere Solens korona – et brandvarmt område uden om Solen, som er omgærdet af en række uløste gåder.

'Fabelagtig ide'

Koronaen kan nemlig være svær at studere, fordi selve Solen lyser så stærkt, at den blænder for forskernes teleskoper – ligesom dine øjne bliver blændet, hvis du kigger direkte op på Solen.

Derfor er ideen, at det ene rumfartøj konstant skal skygge for selve Solen – solskiven - mens det andet fartøj dermed får mulighed for at rette blikket direkte mod koronaen uden om Solen. Uden at blive blændet.

»Det er en fabelagtig ide. Det vil være ligesom at have vores egen solformørkelse hele tiden, og det vil være et stort skridt for vores studier af Solen, hvis det lykkes,« fortæller Robert Walsh, som er professor i sol-astrofysik ved University of Central Lancashire i England.

Kunstig solformørkelse

Teknikken med at lave en kunstig solformørkelse for at studere Solens korona har været kendt siden 1930, og apparater, som kan gøre det, kaldes for koronagrafer.

»Ved en solformørkelse er det Månen, som skygger for Solen, men det varer kun ganske kortvarigt. I stedet kan man bruge en koronagraf, hvor man sætter en lille plade til at skygge for Solen og på den måde lave en kunstig solformørkelse,« forklarer solforsker Susanne Vennerstrøm, som er seniorforsker ved Danmarks Tekniske Universitet.

Det er imidlertid svært at lave gode koronagrafer ved Jordens overflade, fordi atmosfæren står i vejen og gør målingerne upræcise.

proba 3 kunstig solformørkelse rumfart esa dansk rumfart

Den ene af de to Proba 3-satellitter - den som befinder sig i den yderste bane om Jorden og dermed er tættest på Solen - skal skygge for selve Solen. På den måde kan man bedre studere Solens korona. (Illustration: ESA)

Længste koronagraf

Proba 3 vil derfor drage fordel af, at missionens koronagraf befinder sig ude i rummet, uden en forstyrrende atmosfære. Men nyskabelsen ved projektet er uden tvivl, at Proba 3's koronagraf bliver den længste af sin slags i rummet.

»Satellit-parret vil tilsammen danne en 144 meter lang koronagraf, som vil studere Solens svage korona tættere på kanten af Solen, end hvad der nogensinde før er opnået,« oplyser ESA om missionen.

Men hvorfor er det overhovedet en fordel, at de to satellitter skal være så langt væk fra hinanden?

Som en telelinse

John Leif Jørgensen forklarer, at det kan sammenlignes med de store telelinser, som professionelle fotografer sætter på deres kameraer. Jo længere telelinsen er, des bedre kan du generelt zoome ind og tage detaljerede billeder af objekter, som befinder sig langt væk.

»En lang telelinse har en lang fokallængde, og det betyder, at den kan tage detaljerede billeder af ting, som er langt væk. Det samme gælder, når du skal tage detaljerede billeder i høj opløsning i rummet. Jo større fokallængden er på dit teleskop, des mere detaljerede billeder kan du tage – i det her tilfælde af Solens korona,« forklarer han.

Det kræver altså lange teleskoper at få høj detaljegrad på fjerne objekter i rummet. Men problemet er, at det er både dyrt og svært at sende meget lange objekter ud i rummet, og derfor skal Proba 3 bevise, at to små rumfartøjer kan flyve så præcist, at de tilsammen kan udgøre ét teleskop.

»I virkeligheden er det et 150 meter langt Hubble Teleskop, vi skal lave,« konstaterer John Leif Jørgensen med henvisning til det legendariske rumteleskop Hubble – du kan læse mere i en tidligere artikel på Videnskab.dk.

Næste generations stjernekamera

Danmarks Tekniske Universitet er blandt andet hyret til at bygge og udvikle en del af teknologien til Proba 3, fordi universitetet er berømt for sine såkaldte stjernekameraer – kameraer, som kan hjælpe rumfartøjer til at navigere efter stjernerne.

Og det er netop en videreudvikling af DTU's stjernekameraer, som skal flyve ud i rummet med Proba 3, når missionen ventes opsendt i 2023.

»Vi bruger stjernekameraet til at positionere rumfartøjerne i forhold til hinanden. Til sammenligning kan du forestille dig, at du skal danse med en person 150 meter væk. Først vil du være nødt til at dreje rundt om dig selv for at finde din kollega. Og når din kollega så tager et skridt til højre, skal du gøre præcis det samme,« forklarer John Leif Jørgensen og fortsætter:

»Det er præcis det samme, rumfartøjerne gør. Først roterer det ene fartøj for at finde det andet. Og når det først er fundet, holdet det øje med fartøjet og justerer sin dans i forhold til det andet fartøj, som blot driver rundt.«

Uløste gåder

Han forklarer, at det bliver fartøjet som er tættest på Solen – det som også skygger for Solen - der skal justere sin position i forhold til det andet fartøj.

»Det er rent praktisk. Det skal justere sin position med en raketmotor, men raketmotoren får skidtet til at ryste. Derfor er det nemmest, at raketmotoren befinder sig på satellitten, som skal danne skygge, for så slipper man for motorvibrationer på selve teleskopet,« forklarer John Leif Jørgensen.

Du kan læse meget mere om, hvad det er for nogle hemmeligheder, som Proba 3 og andre rumfartøjer vil fravriste Solen, i en kommende artikel her på Videnskab.dk. 

Videnskab.dk Podcast

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

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om den 'sure' skildpadde her.