Ta del av allt innehåll på Aktuell Hållbarhet
Starta din prenumeration

Prenumerera

Fredag07.08.2020

Kontakt

Annonsera

Meny

Starta din prenumeration

Prenumerera

Sök

Klimat

Det här får Sverige för sina rymdmiljoner

Publicerad: 16 December 2008, 10:37

Sverige satsar 500 miljoner kronor årligen på rymden. Det här får vi för pengarna.


Vår världsberömde astronaut Christer Fuglesang önskar att Sverige satsar mera pengar på rymden. Av detta kan man tro att Sverige bara sitter på händerna, men det vore en felaktig slutsats. Det satsas ordentligt på rymden, om än inte på bemannade färder. Naturligtvis kan man alltid satsa mer. Som Fuglesang hävdar kan vi återgå till 1995 års nivå kompenserat för inflationen. Då skulle vi behöva satsa 900 miljoner kronor istället för de nuvarande 500 och visst skulle det bli fler satelliter av det.

Men visst satsar Sverige på rymden. De aktiva är främst Svenska Rymdbolaget (SSC) och Institutet för Rymdfysik (IRF), som dels driver egna projekt och förser olika länders rymdfärder med instrument, och bygger egna satelliter för rymdforskning. Sverige är också en betydande aktör i ESA, European Space Agency. Sverige har bidragit väldigt många betydande projekt. Det senaste var sonden Smart-1 som så förtjänstfullt kraschlandade på månen förra sommaren.

ENA och MIPA för ESA/JAXA BepiColombo

BepiColombo är namnet på en ESAs och JAXAs expedition till Merkurius där IRF bidragit med probar till sensorn MEFISTO som tillhör instrumentet PWI. BepiColombo konstrueras för närvarande och består av två moduler, en planetär omloppsmodul (MPO) och en omloppsmodul för magnetosfären (MMO) som ska studera både planeten och den omgivande magnetosfären för att man ge nya kunskaper om hur solsystemet bildades, och hur de jordlika planeterna utvecklades, planeternas magnetfält, magnetosfärens dynamik och hur denna samverkar med solvinden.

Det kommer att bli den första färden till Merkurius med vilken man kan studera de fysikaliska processerna i detalj, som energiflödena, accelerationen och emissionen. Man förväntar sig finna ett antal olika emissionsprocesser. Så kallad Hermean kilometric radiation (HKR) med frekvenser under 1 kHz kan sändas ut från accelerationsområden i norrskensregionerna, och har en viss motsvarighet här på jorden. Man kan också tänka sig att radiostrålning kring 50-80 kHz kommer att inneslutas och studsa runt i magnetosfären på grund av den mycket täta solvinden. Det finns också tankar om strålningsbälten kring Merkurius på grund av synkrotronstrålning i området ett par megahertz. Allt detta ska undersökas av MEFISTO, som i princip fungerar som en voltmeter med dubbla mätspetsar som skickas ut i rymden.

Prima och Prisma

Europeiska rymdflygstyrelsen ESA håller på att utvärdera möjligheterna för två satelliter att flyga i formation runt Jorden och mötas och inspektera varandra, styrda av egen intelligens och det IRF som bygger dem. Avsikten är att utvärdera ny teknik för intelligenta minisatelliter. Kan man flyga två satelliter på bestämt avstånd från varandra kan man använda dem som antennplattform för radioastronomiska studier genom att med så kallad långbasinterferometri skapa en syntetisk antenn som är lika stor som avståndet mellan satelliterna. Avstånden, och därmed observationernas noggrannhet kan bli mycket stora, men detta kräver mycket hög precision vid navigeringen.

Prisma består av två satelliter, kallade Main och Target, som ska formationsflyga och kunna närma sig varandra automatiskt och flyga runt och observera varandra och slutligen mötas, rendezvous. Tekniken i Prisma har utvecklats i Sverige, Tyskland, Danmark och Frankrike. Uppskjutning väntas ske från Ryssland i juni 2009.

Huvudavsikten med Prisma är demonstrera flygning och manövrering, med bland annat styrning, navigering, kontroll och sensorer för framtida rymdprojekt med krav på formationsflygning och rymdmöten.

EFW på CLUSTER

IRF i Uppsala ansvarar för ett instrument för mätning av elektriska fält och vågor, kallat EFW (Electric Field and Wave Experiment), på var och en av ESAs fyra Clustersatelliter. Med dessa instrument undersöker man bland annat hur jordens yttersta sköld mot rymden, det magnetiska fältet, samverkar med den vind som ständigt blåser från solen, solvinden. Man har nu hållit rymdvädret under uppsikt i bortåt fem år, och det finns beslut från ESA att fortsätta med Cluster till och med 2009.

YPP-I för Yinghuo-1 och PhobosGrunt till Mars

Kinesiska Yinghuo och ryska PhobosGrunt kommer att skickas iväg mot Mars i oktober 2009 och anses vara framme i oktober 2010. Där ska de båda rymdskeppen utföra experiment på Mars jonosfär, magnetfält och sambandet mellan dessa och solvinden och de partiklar som lämnar Mars. När Yinghuo och PhobosGrunt separerat ska den ryska sonden landa på Mars, samla in ytmaterial och återföra det till Jorden. Fungerar det, blir det första gången vi får material vi med säkerhet vet härstammar från Mars.

Yinghuo kommer at ha med sig tre instrument, ett plasmainstrument, en magnetometer och en kamera. IRF i Kiruna och Rymdforskningsinstitutet i Graz i Österrike (IWF) utvecklar plasmainstrumentet YPP (Yinghuo Plasma Package) tillsammans och deltar för övrigt i expeditionens vetenskapliga arbete. YPP är avsett att bestämma massan på de partiklar som förloras från marsytan. Instrumentet är ett arv från ASPERA som redan har utvecklats för sonderna Mars Express och Venus Express. YPP har två sensorer som ska mäta förekomsten av joner och elektroner i den högre atmosfären, vilket ger information om mängden väte- och syreatomer som samverkar med solvinden.

Kineserna är fortfarande väldigt hemliga om Yinghuo, så vi får väl vänta och se vad som händer.

ESAs Swarm

Den komplicerade magnetosföären där Swarm ska arbeta

ESAs Swarm-experiment kommer att bestå av tre satelliter som ska ge den bästa kartan hittills över jorden magnetfält och hur det förändras över tiden. Detta ska ge oss bättre kunskaper om Jordens inre, främst flödet i kärnan, hur det kopplas till manteln, plötsliga kast i detta och vad det får för följder för Jordens rotation. Dessutom kommer det att ge kunskaper om ytterskalets ledningsförmåga och hur detta magnetiseras. Ytterligare experiment har att göra med strålningsbältena kring Jorden och hur dessa förändras. De tre Swarm-satelliterna ska flyga på tre olika höjder i polära banor, mellan 400 och 550 kilometer.

Plasmosfären

Magnetfält spelar en viktig roll i många processer i universum. Jorden har ett stort och komplext magnetfält som skapas av en generator i den yttre flytande kärnan. Men de mätningar vi kan göra vid jordytan blir en blandning av de magnetiserade bergarterna i jordytan, de elektriska strömmarna i jonosfären, magnetosfären och oceanerna och de strömmar som induceras i Jorden av externa, varierande magnetfält. Eftersom magnetfältet är så komplext måste vi kunna separera de externa och interna delarna som fältet består av.

Jordens magnetfält förändras, och har till exempel minskat med 10% under de senaste 150 åren, huvudsakligen på grund av en stor anomali som uppstått under Sydatlanten. Det hela är en del av cykeln där jordens magnetfält vänds ungefär en gång vart miljonte år.

IRF och KTH har åter bidragit med instrument för mätning av elektriska fält i rymden. Kommunikation och kommandogivning ska dessutom ske via Esrange i Kiruna och från ESAs station på Svalbard.

NASAs Magnetospheric Multiscale Mission

MMS är ett rymdexperiment som leds av NASA och innefattar fyra likadana satelliter som ska anvöända jordens magnetosföär som laboratorium och undersöka de mikrofysiska sambanden i tre grundläggande plasmaprocesser: magnetisk rekombination, acceleration av energetiska partiklar och turbulens. Processerna uppstår i alla astrofysiska plasmasystem men kan bara studeras i verkligheten i vårt solsystem och bekvämast i Jordens magnetosfär där de styr dynamiken i den närmaste rymden och har en viktig del i det vi kallar ”rymdväder”. Satelliterna ska skickas upp 2013 och hålla på och samla in data under två år.

Namnet på det vetenskapliga projektet är SMART, som betyder Solving Magnetospheric Acceleration, Reconnection, and Turbulence och inte ska förväxlas med den svenskledda sonden SMART-1 som kraschade på Månen förra året. KTH i samarbetet med IRF i Uppsala står för instrumenten som mäter det elektriska fältet i var och en av de fyra satelliterna. Mätinstrumentet är en del av FIELDS-konsortiet som leds av University of New Hampshire. Sverige ska också bygga DC/DC-omvandlarna för FIELDS-experimentet.

Chandrayaan-1 till Månen

Den indiska månsonden Chandrayaan-1 sändes upp i oktober i år och går nu i sin slutliga mät-bana kring månen. Avsikten är att kartera månytan i hög upplösning i synligt ljus, kortvågigt infrarött, och låg- och högenergetisk röntgen.

En del av Chandrayaan-1 X-ray Spectrometer (C1XS), nämligen en referenssensor för solens röntgenstrålning är ett samarbete mellan engelska Rutherford Appleton Laboratory och Helsingfors universitet. Svenska Insitutet för rymdfysik har utvecklat instrumentdelen av Sub keV Atom Reflecting Analyser (SARA) som ska mäta Månens ytsammansättning i väldigt små energier (10 elektronvolt och uppåt) och hur solvinden avverkar och korroderar månytan.

Langmuirprob för Cassini

IRF har byggt en sorts "väderstation" för rymdbruk, av en typ som kallas Langmuirsond eller Langmuirprob. Men finns det något väder att mäta – är inte rymden bara vakuum? Med jordiska mått mätt är rymden ett rätt bra vakuum, faktiskt bättre än vad man oftast kan nå ens i de bästa i laboratorier. Men helt perfekt är inte detta vakuum: i stort sett överallt finns det en tunn gas av elektriskt laddade partiklar. En sådan gas av fria joner och elektroner kallas ett plasma, och det är rymdplasmat som IRF undersöker. Grundtanken bakom en Langmuirprob är enkel: låt en liten elektriskt ledande kropp, till exempel en kula, sticka ut från rymdfarkosten, och anslut sedan denna kula till en positiv spänning. Eftersom kulan då blir positiv drar den till sig elektronerna i plasmat, vilket gör att det flyter en ström till proben. Mät denna ström: ju fler elektroner, desto högre ström, så vi har fått ett instrument för att mäta elektrontätheten i rymden!

Genom en del mer intrikata överväganden går det också att få fram temperaturen och ibland också plasmats hastighet. IRF har alltså skapat en sorts väderstation i rymden, som mäter några av de mest fundamentala storheterna för alla jordiska väderstationer: temperatur, vindhastighet och tryck (som vi får från tätheten och temperaturen). De huvudsakliga intressena är det tunna plasmat runt Saturnus och den övre atmosfären på månen Titan.

IRF deltar i Cassini som en del av ett större konsortium av instrument kallat Radio and Plasma Wave Science (RPWS) som leds av Avdelningen för fysik och astronomi vid Universitetet i Iowa. RPWS inkluderar tre olika typer av sensorer: radioantenner, en magnetometer och IRFs Langmuirprob. RPWS har redan givit roliga resultat: man kan exempelvis lyssna på ljud upptagna av RPWS under den första ringplanpassagen, på JPLs Cassinisidor.

LAP för Rosetta

Langmuirprobarnas glada dagar fortsätter. Rosetta är ett ESA-projekt med en sond som ska landa på en komet, ta prover och återlämna dem till Jorden. Rosetta sändes upp 2004 och ska vara framme vid kometen Wirtanen år 20014. Rosetta har 12 instrument ombord och landaren ytterligare 9. IRF har byggt en rymdväderstation kallad Langmuir Probe instrument (LAP) som ska undersöka rymdens elektriska egenskaper närmast kometen. Dessutom kommer man att undersöka förhållandena i fri rymd, såväl som förhållandena nära Jorden och Mars när man passerar dessa.

EISCAT 3D

Eiscat i Kiruna tar emot signaler som sänts ut av radarsändaren i Tromsö.

Eiscat-radarn i Kiruna är strategiskt viktig för framtida forskning, menar ESFRI. "En tung kvalitetsstämpel", menar Vetenskapsrådet. När EU-länderna prioriterar de infrastrukturer som behövs för framtida forskning ska en extra tanke ägnas åt Eiscat, med huvudkontor i Kiruna. Den europeiska samarbetsorganisationen för forskningsinfrastrukturfrågor, ESFRI, har nämligen satt Eiscat som ett av sju nya projekt på organisationens uppdaterade vägvisare.

Eiscat driver tre radarstationer i norra Skandinavien och en på Svalbard. Huvudkontoret ligger i Kiruna och de övriga antennerna står i Tromsö, Sodankylä och i Longyearbyen. Med radarstationerna studeras solvindarnas påverkan på jordatmosfären, dess olika lager och magnetfält.

Läs mer

Läs IRFs rapport om nuvarande och kommande aktiviteter ”FORSKNINGSSTRATEGIER 2009-2012”: http://documents.irf.se/get_document.php?group=Administration&docid=886

Jörgen Städje

Dela artikeln:


Håll dig uppdaterad med vårt nyhetsbrev

Genom att skicka in mina uppgifter godkänner jag Bonnier Business Media AB:s (BBM) allmänna villkor. Jag har även tagit del av BBM:s personuppgiftspolicy.