Rumrejser er en kompliceret og farlig affære, og mange ting kan gå galt med en opsending og en landing - og alt derimellem, når man skal have et fartøj fra vores planet til en anden.
Særligt landingen udgør en udfordrende del, hvor et uventet bump, revne eller krater kan resultere i nedstyrtning.
Men nu har Iris Fernandes, en tidligere ph.d.-studerende fra Niels Bohr Institutet, gjort denne del af rejsen mere sikker for fremtidens astronauter, rovere og robotter.
I et netop udgivet studie har hun udviklet en ny metode til at aflæse, hvordan overfladen på et givent himmelobjekt ser ud i langt højere detaljegrad end før muligt.
»Vi står midt i et nyt rumkapløb, og i den nærmeste fremtid skal der sendes dyre fartøjer, fintfølende teleskoper og endda astronauter op til Månen og forhåbentlig også til Mars,« fortæller Iris Fernandes til Videnskab.dk.
»Men for at gøre det, så bliver vi nødt til at vide, hvor og hvordan man lander på den sikrest mulige måde. Med den her metode bliver risikoen for fejl meget mindre,« siger hun.
\ Læs mere
Startede ved Stevn Klint
Studiet, der vil gøre fremtidens rumrejser mindre risikable, startede egentlig som et projekt ved Stevns Klint, fortæller Iris Fernandes.
»Vi ville lave et algoritme, der ud fra et billede kunne analysere og kortlægge forskellige geologisk interessante ting ved Stevn Klint, som for eksempel forskellige kalklag og teksturer,« fortæller den brasilianske fysiker.
»Det hele virkede egentlig fint bortset fra en ting: Algoritmen kunne ikke finde ud af skyggerne og blev ved med at se dem som en del af klinterne.«
For at fikse dette problem vendte hun sig mod Månen.
I modsætning til Jorden, hvor skyggerne bliver mudret og forstyrret af atmosfæren og skyerne, er det nemlig på Månen kun Solen, der bestemmer, hvordan månestenenes skygger kastes. Dette gør det meget nemmere at studere skyggerne og fjerne fejllæsningen, fortæller Iris Fernandes.
Men her løb fysikeren ind i et andet problem: De tilgængelige topografiske data og billederne af Månen så ikke ud til at stemme overens.
Og det var her, i forsøget på at forene fotografierne og de topografiske målinger af Månen, at studiet opstod, og den nye metode tog form.
\ Læs mere
Kompliceret regnestykke
Selve metoden er indviklet og kompliceret, fortæller Iris Fernandes.
Kort fortalt har hun, sammen med sin ph.d.-vejleder, Klaus Mosegaard, fundet ud af, hvordan man gennem matematiske modeller anvender data fra topografiske målinger, højopløsningsbilleder og viden om Solens og planeten eller Månens placering til at give nogle meget præcise beskrivelser af, hvordan en given overflade ser ud.
»Indtil nu har vi ikke kunnet sige, om eksempelvis et krater på Månen var 100 eller 200 meter dybt, og ved mindre kratere har vi ikke kunnet sige noget overhovedet,« fortæller Iris Fernandes og tilføjer, at man med den nye metode kan beskrive topografien ned til en meter.
»Dertil kan vi nu også fortælle om usikkerhederne - altså om en bakke er 10 meter høj plus-minus 2 centimeter. Det har ikke været muligt før, hvor de fleste topografiske regnestykker i høj grad har været baseret på antagelser.«
Overfladen afslører planetens hemmeligheder
Ud over at gøre landingerne mindre risikable ser hun også en lang række videnskabelige anvendelsesmuligheder:
»Hvis vi vil studere en planet, bliver vi først nødt til at forstå dens overflade. Den kan fortælle os om, hvordan en planet er blevet formet. Om der er glatte sten, der viser, der engang har løbet en flod, eller om der er vulkansk aktivitet,« siger hun til Videnskab.dk.
»Og hvis vi i fremtiden skal bosætte os på andre planeter, kan viden om overfladen også gøre os klogere på, hvor vi kan finde ressourcer.«
Har krævet forståelse af metoderne
Studiet og metoden er godt tænkt, mener Mathias Benn, der er lektor på DTU Space, og som har kigget på studiet for Videnskab.dk.
Han ser allerede en mulig anvendelse af Iris Fernandes arbejde inden for sit eget felt, fortæller han:
»Vi har arbejdet på et projekt, hvor man kan bruge topografiske data til at bestemme placeringen af en satellit i kredsløb om Månen,« siger Mathias Benn til Videnskab.dk.
»På Månen er der nemlig ingen GPS, så det er ikke altid ligetil at finde ud af, hvor satellitten befinder sig. Men hvis man vidste præcis, hvordan overfladen så ud, kunne satellitten tage billeder af overfladen og på den måde vide, hvor over Månen den er på ethvert givent tidspunkt.«
Han er imponeret over det nye studie, fortæller han:
»Man kan sige, at ingen af metoderne er nye, men det er måden at sætte dem sammen og bruge dem på, der er nyt - og det har krævet tid og stor forståelse af metoderne. Jeg synes bestemt, det er vigtig forskning,« fortæller han.
Arbejder videre
Projektet ved Stevns Klint er midlertidigt sat i stå, og fokus er nu på at forbedre metoden endnu mere.
»Vi har flere ideer til, hvordan man kan udvide og forbedre metoden,« fortæller Iris Fernandes, der i dag er bosat i Edinburgh.
»Blandt andet arbejder vi på, hvordan vi også kan tage højde for atmosfæriske forstyrrelser, når man udregner topografien. Dette er ikke et problem ved Månen, men eksempelvis ved Mars er der også vejr og årstider, der kan have en effekt på landskabet og vores læsning af den. Og det er særlig vigtigt at vide noget om, hvis vi skal have astronauter derop - hvilket vi forhåbentlig snart skal,« afslutter hun.
