Danske stjernekameraer sendt ud i rummet
USA’s rumfartsorganisation NASA har netop opsendt fire rumfartøjer, som skal flyve rundt om Jorden og finde svar på fundamentale gåder om Jordens magnetfelt og ekstremt hurtige partikler. Med ombord er dansk teknologi.

MMS-missionen er opbygget af fire identiske rumfartøjer, som skal flyve rundt i afstande fra Jorden, som varierer mellem 900 kilometer og 150.000 kilometer. Her gøres rumfartøjerne klar til at blive sendt afsted fra Jorden. (Foto: NASA)

MMS-missionen er opbygget af fire identiske rumfartøjer, som skal flyve rundt i afstande fra Jorden, som varierer mellem 900 kilometer og 150.000 kilometer. Her gøres rumfartøjerne klar til at blive sendt afsted fra Jorden. (Foto: NASA)

Klokken 3.15 natten til fredag blev fire rumfartøjer sendt afsted med en stor raket fra Florida i USA.

De fire rumfartøjer er en del af den amerikanske rumfartsorganisation NASA's nye mission 'Magnetospheric Multiscale missione' (MMS), som skal søge efter svar på helt grundlæggende mysterier, der omgærder Jordens magnetfelt og ekstremt hurtige partikler.

»Det er en meget, meget spændende mission. Den skal give os svar på nogle vigtige og fundamentale spørgsmål, og vi aner dybest set ikke, hvad vi kommer til at finde ud af,« siger John Leif Jørgensen, som er professor og leder af afdelingen for Måling og Instrumentering på Danmarks Tekniske Universitet.

Sammen med sine kolleger har han udviklet og håndbygget en vigtig del af den teknologi, som sendes afsted fra Florida – hver af de fire rumfartøjer er nemlig forsynet med fire danske stjernekameraer.

Skal navigere med 120 meter lange møllehjul

De i alt 16 stjernekameraer fungerer som en form for kompas, der hjælper rumfartøjernes med at navigere ud fra stjernerne.

Video: NASA

En af udfordringerne ved at bygge stjernekameraerne har blandt andet været, at hvert rumfartøj i MMS-missionen er udstyret med 120 meter lange bomme, der roterer som møllehjul, og som helst ikke skal ramle sammen.

»Vores stjernekameraer sørger blandt andet for, at de lange bomme ikke ryger ind i hinanden, og at rumfartøjerne får den rigtige position i forhold til hinanden,« forklarer John Leif Jørgensen.

Han forklarer, at en anden stor udfordring ved udviklingen af teknologien til missionen har været, at rumfartøjerne skal flyve rundt i afstande fra Jorden, som varierer mellem 900 kilometer og 150.000 kilometer.

»Det er et område, hvor der kan være så meget stråling, at det normalt ødelægger rumskibe på kort tid. Men de her rumskibe skal kunne flyve deroppe i flere år, så det har krævet meget udvikling at bygge dem stærkt nok til at kunne klare sig deroppe,« fortæller John Leif Jørgensen.

NASA: Dansk udstyr er vigtigt

Fra NASA's side er der på forhånd udtrykt tilfredshed med de danskbyggede stjernekameraer.

Fakta

Et stjernekamera fungerer som et kompas på rumfartøjer, så forskerne kender fartøjets position i rummet.

Det kaldes derfor også et stjernekompas, og teknologien består af to hoveddele:

- Et digitalkamera, der fotograferer stjernehimmelen.
- En computer, der matcher digitalbillederne til et stjernekort lagret i computeren.

Ved at sammenligne den fotograferede stjernehimmel med stjernekortet, kan stjernekompasset afgøre et rumfartøjs position.

Verdens første autonome stjernekamera blev testet i rummet i 1996. Det var opfundet af John Leif Jørgensen og andre forskere fra DTU.

Til dato har DTU Space leveret stjernekameraer på mere end 50 internationale missioner i rummet.

Kilde: DTU Space

»Stjernekameraerne fra DTU Space er specialbyggede til MMS-missionen, og de bliver betragtet som vigtige komponenter i fartøjernes kontrolsystemer. Efter opsendelsen vil kameraerne på de fire fartøjer forsyne kontrolsystemerne med data, der gør det muligt med høj præcision at fastlægge deres positioner og hastighed.«

»Det er en krævende opgave, idet hvert fartøj skal dreje om sin akse tre gange i minuttet og samtidig flyve i en fast geometrisk formation,« udtaler Samuel J. Placanica, der er chefingeniør på MMS Attitude Control System ifølge en pressemeddelelse fra DTU.

Smider fartøjer af en for en

Raketten, som sender de fire MMS-fartøjer op gennem atmosfæren, er en såkaldt Atlas V - en amerikanskbygget raket.

Raketten smider de fire rumfartøjer af én for én, og herefter skal fartøjerne flyve i en nøje planlagt formation med ti kilometers afstand til hinanden.

Men hvad er det for nogle mysterier, MMS-missionen skal opklare højt oppe over Jorden?

Jordens magnetfelt danner en form for skjold rundt om Jorden, som kaldes magnetosfæren, og som beskytter os mod Solvinden (partikler fra Solen). Det sorte og det blå på illustrationen er Jordens magnetosfære. (Kilde: Tycho Brahe Planetariet / Carina Klein/rummet.dk)

En af de primære formål med missionen er at udforske et magnetisk fænomen, der kaldes 'magnetic reconnection' – et fænomen, som ingen fuldt ud har forstået endnu, men som menes at sparke gang i nogle af de mest kraftfulde begivenheder i universet.

Magnetic reconnection er kludder i magnetfelt

For at forstå, hvad magnetic reconnection er, skal vi først lige have fastslået, at der rundt om Jorden, Solen, stjerner og andre objekter i universet findes magnetfelter. 

»Jordens magnetfelt kan beskrives som en kæmpestor magnetisk boble, som beskytter os mod solvinden – det er ladede partikler, som udsendes af Solen. Den beskyttelse skal vi være glade for, for uden den ville der ikke være liv på Jorden,« forklarer John Leif Jørgensen.

Ifølge forskernes teorier kan magnetic reconnection opstå, når der pludselig kommer ’kludder’ i magnetfelterne, så de bliver forbundet med hinanden på nye måder.

Når det gælder Jordens magnetfelt, kan kludderen opstå, når partikler fra Solens udbrud ramler ind i magnetfeltet.

'Bøvs' fra Solen forstyrrer Jordens magnetfelt

NASA-medarbejdere inspicerer stjernekameraer fra DTU Space. (Foto: NASA/DTU)

»Når der sendes partikler fra Solen ned mod Jordens magnetfelt, kan de blæse magnetfeltet skævt – ligesom modvind kan blæse dit hår tilbage, når du kører på cykel. På den måde kan solvinden give Jordens magnetfelt en kæmpelang magnethale.«

»Engang imellem kommer der en stor 'bøvs' af partikler fra Solen, som skubber til magnetfeltet og forstyrrer det. Udbruddet fra Solen kan skubbe så voldsomt, at nogle magnetfeltlinjer bliver brudt op og forbinder sig med andre linjer end før – det er derfor, vi kalder det magnetic reconnection,« fortæller John Leif Jørgensen.

Når magnetfeltet pludselig går i 'kludder' og forbinder sig på nye måder, sker der ifølge teorien en eksplosiv overførelse af energi. Energien er så høj, at forskerne mener, at den kan sparke partikler op i enorme hastigheder, som nærmer sig lysets hastighed.

Skal give ny viden om rumvejr

»Omkring magnetfelter kan man se partikler bevæge sig med sindssyge hastigheder – tæt på lysets hastighed. Man var meget overrasket, da man i sin tid fandt dem, for alle modeller forudsiger, at de ikke skulle kunne være der.«

»Men der er altså en masse partikler, som bliver accelereret deroppe, og teorien er, at de bliver accelereret på grund af Magnetic reconnection,« fortæller John Leif Jørgensen.

Han påpeger, at magnetic reconnection også kan påvirke det, man kalder rumvejret. Rumvejret er de elektriske storme, der skaber de smukke nordlys på Jorden, men som også kan forstyrre teknologien i satellitter og skabe fejl i elektronikken på Jorden.

Dermed er håbet blandt andet også, at MMS-missionen vil gøre os klogere på rumvejret.

Videnskab.dk Podcast

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


Se den nyeste 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.