For dyrt og for farligt: Det legendariske Arecibo-observatorium er fortid

Arecibo var med sin 305 meter store antenne et af de mest berømte observatorier i verden, men nu skal det lukke.

To kabelbrud har gjort det for dyrt og farligt at opretholde, hvad der engang var den største radioantenne i verden.

Vi har selv to gange besøgt Arecibo, og det er en ganske anden oplevelse end at besøge et ’normalt’ observatorium, der jo ofte er placeret på toppen af et højt bjerg.

Arecibo er modsat placeret i en dal på Puerto Rico, som er en typisk tropeø.

Man kommer til observatoriet ad små og snoede veje gennem tætte skove. Vejene er i øvrigt ganske vanskelige at køre på, når det har regnet.

Selv om antennen er enorm, så ligger den i en dalsænkning, og man skal næsten helt op til Visitor Center for at få en god udsigt til anlægget.

Arecibo er brugt i ikoniske film

Dalsænkningen er faktisk det, man kalder et sinkhole, og det har netop en form og størrelse, som er egnet til at understøtte en stor antenne – og så er det et sted uden megen radiostøj, som kan forstyrre målingerne.

Hvert år har der været mange, der har besøgt teleskopet, men det er også en ganske fantastisk oplevelse at se denne enorme antenne midt ude i en jungle.

Når Arecibo lukker, forsvinder også, hvad der næsten er blevet et ikonisk billede for astronomien, nemlig den enorme, skålformede antenne, som i mange år var den største radioantenne i verden.

Herfra er der gjort mange vigtige opdagelser, men observatoriet har også optrådt i flere film, som Contact og James Bond-filmen Goldeneye.

James Bond besøgte nu ikke Arecibo for at studere universet, men for som sædvanligt at redde verden.

En militær begyndelse

Vi skal helt tilbage til Den Kolde Krig for at finde forklaringen på, at USA brugte en ganske stor sum penge på at bygge verdens største radioantenne netop her. Det er nemlig ikke noget tilfælde, at observatoriet blev bygget i perioden 1960-1963.

På det tidspunkt var det, som amerikanerne frygtede mest, et russisk raketangreb med langtrækkende raketter. Derfor søgte man med alle midler efter metoder, som kunne øge varslingstiden.

En langtrækkende raket kan flyve fra Sovjet til USA på bare en halv time, men undervejs skal den passere det øverste lag af atmosfæren, den såkaldte ionosfære.

Ionosfæren begynder i en højde på cirka 60 km og strækker sig flere hundrede kilometer ud i rummet. Heroppe er luften uhyre tynd, men sollyset har spaltet molekylerne i positive ioner og negative elektroner – man siger, at atmosfæren er ioniseret.

Ionosfæren er vigtig, fordi den påvirker radiobølger og dermed har stor betydning for radiokommunikation over store afstande. Så alene af den grund er ionosfæren vigtig, både for militæret og det civile samfund.

Et af militærets projekter var Defender, hvor man ville undersøge, på hvilke måde en raket påvirker ionosfæren, når den kommer flyvende med mange tusinde kilometer i timen og derved vil efterlade sig et spor af meget varm luft.

Et håb var, at man på denne måde kunne finde en metode til at skelne raketnæsen med selve bomben fra attrapper.

En anden mulighed var, at forskningen ville føre til nye måder til at spore raketten, mens den endnu var langt ude i rummet.

Der var også en plan om at bruge Arecibo sammen med Månen til at studere russiske radaranlæg. Ideen var at studere de radarsignaler, som blev kastet tilbage fra Månen, når russerne tændte for deres store radaranlæg. Om denne ide nogensinde blev til virkelighed, ved vi ikke, men den siger noget om tiden.

Nu var det så heldigt, at det civile Cornell Universitet selv havde ideer om en stor antenne, som kunne udforske ionosfæren, og det endte så med, at Cornell fik penge til at gå i gang med sit rent civile projekt, samtidig med at luftvåbenet diskret brugte antennen til deres projekter.

De militære opgaver varede kun få år, og Arecibo har i langt det meste af sin 57-årige levetid været et rent videnskabeligt forskningscenter.

Arecibos store opdagelser

Allerede i 1964 kom de første store opdagelser fra Arecibo. Her brugte man Arecibo som et radaranlæg, der kunne sende kraftige signaler ud til Merkur og Venus og bagefter opfange det ganske svage ekko, når signalet kom tilbage flere minutter senere.

Astronomerne kendte dengang ikke døgnets længde, hverken på Merkur eller Venus, for det kræver, at man kan se overfladen.

Merkur står altid så tæt på SoIen, at det simpelthen er svært at observere overfladen, og på Venus er overfladen altid skjult bag et tæt lag af skyer.

Men radarmålingerne gav for første gang præcise værdier: Døgnet på Merkur er på 58,6 døgn, og Venusdøgnet er på hele 243 døgn. Det er længere end et Venusår, så planeten roterer faktisk baglæns rundt om sin egen akse. Især længden af Venusdøgnet kom som noget af en overraskelse.

Men det var kun begyndelsen. Observatoriet kom hurtigt til at spille en vigtig rolle ved udforskningen af de såkaldte pulsarer, og i 1968 var det herfra, man opdagede pulsaren i Krabbetågen, som var et vigtigt bevis for, at pulsarerne faktisk er roterende neutronstjerner.

I 1974 opdagede Hulse og Taylor den såkaldte Dobbelt-pulsar, som er to neutronstjerner, der kredser om hinanden. Denne opdagelse gav de to forskere Nobelprisen i fysik i 1993.

Pulsarer var i det hele taget et vigtigt forskningsområde, og det var da også fra Arecibo, man i 1982 opdagede den første millisekundpulsar, altså en neutronstjerne, som kun var millisekunder om at rotere en gang om sig selv.

Arecibos opdagede exoplaneter og sorte huller

Selv om Arecibo er et radioobservatorium, så var det alligevel herfra, man i virkeligheden opdagede de første exoplaneter, altså planeter, som kredser om en anden stjerne end Solen.

De glemmes nogle gange, fordi der ikke altid er tale om ’rigtige’ planeter, der kredser om en almindelig stjerne.

De planeter, den polske astronom Aleksander Wolszczan opdagede, var tre små kloder, som kredser om en pulsar. Det burde ikke kunne lade sig gøre, og man forsker stadig i, hvordan sådanne pulsar-planeter kan dannes. Det skete i 1992, 3 år før den officielle opdagelse af en exoplanet.

Naturligvis har Arecibo også bidraget til studiet af sorte huller. Alene var selv den enorme antenne ikke stor nok til at se detaljer tæt på et sort hul i en fjern galakse, men i de sidste år var Arecibo en del af et europæisk netværk af radioteleskoper.

Ved at koble mange observatorier sammen kunne man lettere se detaljer nær hullet, og netop her vil man komme til at savne Arecibo, fordi den lå så langt fra Europa, at der var mulighed for ret detaljerede billeder.

Den store antenne var også central for at kunne observere svage radiokilder.

Arecibo sendte ikonisk budskab til stjernerne

En ting er astronomisk forskning, men hvad der for alvor har gjort Arecibo kendt, er et budskab, som i 1974 blev sendt til en kuglehob af stjerner 25.000 lysår borte.

Budskabet skulle være med til at markere en ombygning af observatoriet, og det blev skabt af to af de mest berømte forskere inden for SETI-projektet, nemlig Frank Drake og Carl Sagan.

SETI står for 'Search for Extra-Terrestrial Intelligence', en eftersøgning, som især gennemføres ved at lytte efter radiosignaler fra andre civilisationer. Det er for tiden ikke et NASA-projekt, men drives mere eller mindre for private midler.

Det budskab, som blev sendt ud i rummet fra Arecibo, består af 1.679 bits, og det tal er bestemt ikke valgt tilfældigt.

Meningen er, at den lange række af 0 og 1 skal kunne omsættes til en tegning. Her regner man med, at enhver matematiker - også i en fjern kuglehob – hurtigt vil se, at 1.679 er produktet af de to primtal 23 og 73.

Og så er det jo ret logisk at opdele signalet enten i 23 rækker og 73 søjler eller omvendt. Det giver nøjagtigt to muligheder, og det er da til at overse.

Og gør man det på den rigtige måde, så kommer der en pæn tegning både af observatoriet, et menneske og et DNA-molekyle samt en mængde andre informationer.

Se for eksempel her:

Da beskeden blev sendt 25.000 lysår væk, kommer vi dog jo desværre til at vente mindst 50.000 år på et svar…

Arecibo har hjulpet SETI

Det er en udbredt opfattelse, at Arecibo har været et center for SETI-forskningen. Det er nu ikke tilfældet, men Arecibo har dog været med i et projekt kaldet SETI@home, og som har fungeret i perioden 1999-2020.

Ideen i SETI@home er, at man ’låner’ computertid på de utallige hjemmecomputere, som står hjemme hos folk og ikke altid har lige travlt.

Både på Arecibo og det andet store radioobservatorium Green Bank i West Virginia lytter astronomerne efter signaler fra andre civilisationer i, hvad der bedst kan betegnes som, ledige stunder.

De indsamlede data blev så via SETI@home fordelt ud til et meget stort antal frivillige, som så også er blevet forsynet med software.

Så mens man selv kan nyde en kop kaffe i stuen, så analyserer hjemmecomputeren tålmodigt de tilsendte data, for at se om noget af det, man har opfanget, kunne være et tegn på intelligens.

Man har fundet enkelte kilder, som ikke umiddelbart er til at forklare med naturlige processer, men desværre ingen ’rygende pistol’.

Kan vi undvære Arecibo?

Der findes i dag mange store radioteleskoper, men alligevel er der områder, hvor det kan blive svært at undvære Arecibo.

Det gælder således radar-astronomi, hvor man med radar udforsker både asteroider og planeter.

Arecibo har nu en sendestyrke på 1 MW, og det koblet sammen med antennes størrelse gør det muligt at tage radarbilleder af nærliggende asteroider eller kometer med en opløsning på helt ned til 15 meter, mens man på en planet som Venus kan opnå en opløsning på 1 km.

Radarmålinger af asteroider har især en vigtig mission: De giver nogle meget nøjagtige målinger af banen og gør det derfor muligt med ret stor sikkerhed at afgøre, om asteroiden på et senere tidspunkt kan risikere at støde ind i Jorden.

Her er et område, hvor Arecibo indtil nu har været førende, og hvor det er svært at finde en god erstatning før om nogle år, men der er dog to kandidater:

Det ene er FAST i det sydvestlige Kina, som på mange måder minder om Arecibo, da det er bygget op omkring en antenne med diameter på ikke mindre end 500 meter.

FAST er ikke bare større, men naturligvis også mere moderne end Arecibo. Det blev officielt indviet i januar 2020 og har allerede fundet flere pulsarer.

Det andet er ’Square Kilometre Array’, som først vil være klar om nogle år. Det er et internationalt projekt, der dels skal placeres i Sydafrika og dels i Australien.

Her anvendes ikke en stor antenne, men mange mindre. Til gengæld bliver antennernes samlede areal på 1 kvadratkilometer, hvilket skal sammenlignes med arealet af Arecibos store antenne på bare 0,07 kvadratkilometer.

Jo større antenne-areal, jo svagere signaler kan man jo opfange.

Projektet er stadig under opbygning men det viser, at astronomien ikke går i stå, selv efter Arecibo, men vi er nok mange, som kommer til at savne den store antenne.

Vi må personligt glæde os over, at vi i det mindste har et stort billede af antennen hængende i kontoret.