KOMETJAGT - Horsens HF og VUC

uv.vuchorsens.dk

KOMETJAGT - Horsens HF og VUC

En ambitiøs europæisk rumsonde med navnet Rosetta

skal indhente kometen Churyumov-Gerasimenko og

landsætte et modul på dens overflade. Starten går i

februar 2004. Landingen sker i 2014. Læs her

om Rosettas muligheder i konkurrence

med tilsvarende amerikanske

anstrengelser på feltet.

Af Michael Linden-Vørnle

DEN STORE

KOMETJAGT

Vores Solsystem blev dannet for 4,6 milliarder

år siden af en stor roterende skive af gas

og støv. Ud over Solen selv og de ni kendte

planeter findes der stadig en del ”overskudsprodukter”

fra planetsystemets tidligste historie:

asteroider og kometer. Især kometerne

er interessante som repræsentanter for det

råmateriale, som Solsystemet blev skabt af.

Kometerne kan nærmest opfattes som dybfrosne

prøver af dette materiale. De er derfor

naturligt nok meget eftertragtede studieobjekter.

Hvis alt går efter planen, vil det europæiske

rumagentur (ESA) i februar 2004 sende en

meget avanceret kometjæger med navnet Rosetta

af sted på en lang og krævende mission.

Målene er, at Rosetta skal indhente kometen

Churyumov-Gerasimenko, komme i kredsløb

om den og endelig landsætte et landingsmodul

på kometens overflade. Det kosmiske

stævnemøde forventes at finde sted i 2014.

4

aktuel ASTRONOMI – VINTER NR. 1/04

Kometdepoter

Solsystemet har to ”kometdepoter”: Kuiperbæltet

og Oort-skyen. Kuiper-bæltet er et område

med form som en badering. Det befinder

sig i yderkanten af Solsystemet på den

anden side af planeten Neptuns bane. Kuiperbæltet

indeholder tusindvis af kometkerner

– himmellegemer med et stort indhold af flygtige

stoffer i frossen form: vandis og tøris samt

klippestykker og organisk materiale. Den yderste

planet, Pluto, menes at være det største

medlem af Kuiper-bæltet. Egentlig er det blot

af historiske årsager, at den har fået tiltusket

sig titlen som planet.

Oort-skyen er en sky af billioner af kometkerner,

der omkranser hele Solsystemet som

en kæmpemæssig boble. Skyens eksistens blev

første gang foreslået af den hollandske astronom

Jan Oort i 1950. Oort-skyens kometer

ligger i gennemsnit 50.000 gange længere

fra Solen end Jorden.

Ind i varmen

Kometer lever størstedelen af deres liv langt

fra Solen. Men til tider kan en af disse snavsede

snebolde få kurs mod de indre dele af

Solsystemet. Det kan enten ske som følge af

en kollision mellem to kometkerner eller ved

tyngdepåvirkningen fra en stjerne, der passerer

forbi Solsystemet.

Når en komet begynder at falde ind mod

Solen, vil den med tiden blive udsat for en

stadig større opvarmning.

Solens varme vil få kometens flygtige stoffer

til at fordampe og lægge sig omkring kometkernen

som en tåge, der går under navnet

komaen. Solens lys og solvinden – den konstante

strøm af elektrisk ladede partikler fra

Solens overflade – skubber dele af det fordampede

materiale væk fra Solen og skaber

herved kometens smukke hale.

Op gennem historien har tilsynekomsten af

Illustration: ESA


R OSETTA

kometer med deres lange haler været opfattet

som et varsel, der bebudede død og ødelæggelse.

Men i nyere tid har vi anerkendt

kometernes vigtige rolle som tidskapsler, der

kan øge vores viden om Solsystemets barndom.

Jo tættere vi kan komme på en komet

desto bedre.

Flere nærkontakter

Første nærkontakt med en komet blev en realitet

den 13. marts 1986. Da passerede ESA’s

rumsonde Giotto tæt forbi den berømte komet

Halley i en afstand på kun 596 km. Sondens

kamera kunne for første gang vise os, hvordan

en komet egentlig ser ud.

Godt fire år senere passerede Giotto-sonden

også tæt forbi en anden komet: Grigg-

Skjellerup. Med en mindsteafstand på kun

200 km var det den hidtil nærmeste passage

af en kometkerne.

I 2001 var det NASA’s tur til at se nærmere

på en komet. Det var den eksperimentelle

rumsonde Deep Space 1, der strøg forbi komet

Borrely i en afstand på 2.171 km. Sondens

billeder afslørede, at kometens overflade har

nogle ekstremt mørke områder – formentlig

bestående af organisk materiale.

Nu er ESA så igen på banen med den revolutionerende

kometmission Rosetta. Den vil

tage det ultimative skridt: en kontrolleret

landing af et fartøj på overfladen af komet

Churyumov-Gerasimenko.

Computermodel af komet 67P/Churyumov-Gerasimenko

baseret bl.a. på observationer med Rumteleskopet

Hubble. Kometen har nærmest

form som en punkteret fodbold.

Illustration: NASA, ESA og P. Lamy (Laboratoire

d’Astronomie Spatiale, Frankrig)

Nyt rejsemål

Rosettas mål var oprindeligt kometen ved

navn Wirtanen – og ikke komet Churyumov-

Gerasimenko. Omprioriteringen måtte foretages

som konsekvens af en ulykke, der fandt

sted den 11. december 2002. Da blev den

forbedrede udgave af Europas Ariane 5-raket

prøvefløjet for første gang. Men problemer

med rakettens hovedmotor førte til, at raketten

og dens nyttelast, bestående af to kommunikationssatellitter,

måtte ødelægges med

en selvdestruktionsmekanisme.

Rosetta var på det tidspunkt kun en måned

fra den planlagte opsendelse. Og selv om kometjægeren

ikke skulle opsendes med den

nye type raket, blev det alligevel besluttet at

udskyde opsendelsen, indtil det med overvejende

sikkerhed kunne konstateres, at den

klassiske udgave af Ariane 5-raketten ikke

var behæftet med en lignende fejl.

Den ellers ret beskedne forsinkelse af opsendelsen

betød i praksis, at komet Wirtanen

måtte opgives som rejsemål for Rosetta. Med

en opsendelsesdato på den anden side af den

1. februar 2003 ville Rosetta simpelthen ikke

være i stand til at fange kometen. I midten af

januar sidste år måtte ESA derfor se den nye

situation i øjnene: Rosetta måtte have en ny

komet som mål.

Plutos bane

Kometdepoter: Oort-skyen

(til højre) og Kuiper-bæltet.

VLT og Hubble til hjælp

Omgående blev der iværksat detaljerede undersøgelser

af alternative muligheder. Både

observationer gennemført med det Europæiske

Syd Observatoriums VLT-teleskop og

Rumteleskopet Hubble var afgørende for udvælgelsen

af Rosettas nye rejsemål: Churyumov-Gerasimenko.

Den blev opdaget i september

1969 af astronomen Klim Churyumov på

en optagelse foretaget af kollegaen Svetlana

Gerasimenko – deraf navnet på kometen.

Observationer gennemført med Hubble i

marts 2003 har gjort det muligt at bestemme

kometens størrelse, form og rotationsperiode.

Churyumov-Gerasimenko har vist sig at have

en størrelse på 3 x 5 km. Dens form minder

mest af alt om en punkteret fodbold. Og den

roterer omkring sin egen akse med en periode

på omkring 12 timer.

Lang og snørklet vej

Rosettas rejse bliver både lang og snørklet.

Hele fire gange skal rumsonden have ekstra

skub på ved at flyve tæt forbi en planet: tre

gange forbi Jorden (marts 2005, november

2007 og november 2009) og én gang forbi

Mars (februar 2007). Ved disse manøvrer ud-

aktuel ASTRONOMI – VINTER NR. 1/04 5

Illustrationer: NASA og A. Feild (STScI)


nytter rumsonden både planetens tyngdekraft

og rotation til at skabe en slyngeffekt, der

øger sondens hastighed.

I maj 2011 og maj 2014 gennemføres manøvrer,

der fører frem til den store finale i august

2014, hvor Rosetta skal bringes i kredsløb

omkring Churyumov-Gerasimenko. Landingen

af sonden på kometens overflade forventes

at finde sted i november 2014.

Den lange rejsetid gør det nødvendigt i

perioder at hensætte Rosetta i en energibesparende

dvaletilstand. Sonden vil dog med

jævne mellemrum blive ”vækket” for at sikre,

at alle systemer fungerer efter hensigten.

Danske bidrag

Netop når det drejer sig om Rosettas energiregnskab,

spiller dansk rumteknologi en afgørende

rolle. Det er nemlig den danske virksomhed

Terma A/S, der har udviklet det system,

som gør det muligt for sonden selv at holde

6

aktuel ASTRONOMI – VINTER NR. 1/04

styr på strømforbrug og spænding. Denne

form for autonomi er nødvendig, fordi radiosignaler

vil være lang tid undervejs mellem

sonden og Jorden.

Terma A/S har desuden leveret to testsystemer,

der er vigtige for afprøvningen af Rosetta

før opsendelsen. Det ene system er designet

til at afprøve sonden som helhed, mens det

andet system afprøver den software, der bruges

på sonden.

Også den danske virksomhed Turbinegården

International A/S har en finger med i spillet.

Firmaet udfylder en lille, men meget væsentlig

funktion: vedligeholdelse af en database

med alle Rosettas kommandoer samt en række

andre vigtige informationer. Dette firma,

der kun har en håndfuld medarbejdere, er et

godt eksempel på, at man ikke behøver at

være en erhvervsmæssig sværvægter for at

kunne bidrage til en rummission.

Illustration: Astrium, E. Viktor

Rosetta med den landsatte sonde i forgrunden. Sonden er

forsynet med tre ben, der kan fjedre for at afbøde kraftpåvirkningen

ved landingen.

En kunstners opfattelse af Rosetta, der

i 2014 indhenter kometen 67P/Churyumov-

Gerasimenko.

Illustration: ESA

Mange sanser

Rosetta er udstyret med en lang række måleinstrumenter,

der skal fungere som rummissionens

sanser. Rosettas kredsløbsmodul og

landingsfartøj er forsynet med henholdsvis

11 og 10 videnskabelige instrumenter.

Kredsløbsmodulet skal fra sin bane omkring

kometen gennemføre detaljerede studier af

kometkernens overflade ved at optage skarpe

billeder i såvel synligt som infrarødt lys. Desuden

skal den bestemme temperaturen på

og nær ved overfladen samt kortlægge fordelingen

af forskellige stoffer på kometoverfladen.

Endelig er kredsløbsmodulet udstyret

med instrumenter, der kan undersøge de gasog

støvpartikler, som kommer fra kometen.

Landingsmodulets instrumentpakke er naturligt

nok fokuseret på at gennemføre en så

detaljeret analyse af forholdene ved landingsstedet

som overhovedet muligt. Ud over at


R OSETTA

optage billeder af landingsstedet skal sonden

også bestemme, hvilke stoffer der findes på,

nær og under overfladen.

For at komme ind under huden på kometen

er landingsmodulet udstyret med et bor,

der kan udtage prøver ned til en dybde på

godt 20 centimeter. Prøverne hentes tilbage

til landingsmodulet, hvor de vil blive underkastet

forskellige undersøgelser.

Radiostråling til hjælp

Et meget interessant eksperiment skal gennemføres

i fællesskab af kredsløbsmodulet

og landingsmodulet. Formålet hermed er at

undersøge kometkernens indre opbygning.

Det kan gøres ved hjælp af radiobølger. Idéen

er at etablere en radioforbindelse mellem landingsmodulet

og kredsløbsmodulet ved at lade

radiobølgerne trænge gennem kometkernen.

Når man måler forsinkelsen og svækkelsen

af signalerne (korte pulser af radiostråling),

er det muligt at opbygge et billede af

Churyumov-Gerasimenkos indre, herunder

især af kometmaterialets elektriske egenskaber

og rumlige fordeling.

Rosettas levetid afhænger af, hvordan de

detaljerede forhold viser sig at være i kometens

umiddelbare omgivelser. Forventningen

er, at kredsløbsmodulet mindst kan samle

data indtil december 2015, og at landingsmodulet

kan foretage dataindsamling i mindst

65 timer. Hvis alt går godt, skulle landingsmodulet

dog kunne fungere i månedsvis.

Foto: NASA / JPL

Blød landing

Det er bestemt ikke nogen simpel sag at landsætte

en sonde på et så lille himmellegeme

som en komet. På grund af den ringe størrelse

har en komet kun en meget svag tyngdekraft.

Og det gør det svært for en rumsonde

at holde sig fast på overfladen. Med Rosettas

oprindelige mål, komet Wirtanen, var der bekymring

for, at sonden ligefrem kunne fjedre

tilbage ud i rummet.

Det problem er nu blevet mindre. Churyumov-Gerasimenko

er ca. fire gange større end

Wirtanen, og dens tyngdekraft er op mod 30

gange kraftigere. Omvendt har Churyumov-

Gerasimenkos stærkere tyngdekraft skabt spekulationer

om, hvorvidt sonden kan holde til

det mere voldsomme nedslag, som følger af

den tilsvarende større landingshastighed. Beskedne

ændringer af landingsmodulet har dog

gjort det muligt at tage højde for denne situation.

For at sikre sig en smertefri landing skal

Rosetta i de første måneder, hvor den kredser

om kometen, lede efter det bedst mulige landingssted.

Når det er fundet, vil Rosetta blive

bragt i position lige ovenover. Landingsmodulet

frigøres, og det falder frit ned mod overfladen.

Under nedstigningen foldes tre ben ud.

De skal afbøde stødet ved landingen. Umiddelbart

efter landingen er det meningen at

affyre en harpun for på den måde at forankre

landingsmodulet til kometen.

Kernen af Halleys komet

optaget af ESA’s Giottorumsonde

under den nære

passage den 13. marts

1986. Sondens billeder

viste for første gang anatomien

af en kometkerne:

en uregelmæssig, aflang

samling af is og klippe på

13 x 7 km. Kometens overflade

er overraskende

mørk. Det skyldes formentlig

aflejringer af organisk

materiale.

Komet Borrely foreviget

af NASA’s rumsonde Deep

Space 1 i september 2001.

Kometens overflade er formentlig

overdænget med

store mængder organisk

materiale – livets byggeklodser.

Ikke alene

Selv om Rosetta på mange måder er en enestående

rummission, så er den dog ikke den

eneste kometjæger, der i de kommende år vil

forsøge at fravriste de snavsede snebolde deres

hemmeligheder.

Det amerikanske rumagentur, NASA, har

allerede missionen med navnet Stardust undervejs.

I skrivende stund er den meget tæt på at

nå sit mål. Hvis alt går efter planen, vil Stardust

i januar 2004 trænge ind i halen på komet

Wild 2 og indsamle støvkorn i særligt konstruerede

opsamlingsenheder. I januar 2006 er

det planen, at sonden skal vende tilbage til

Jorden og landsætte den dyrebare last af kometstøv

og støv indsamlet i rummet.

En anden NASA-mission, Deep Impact, skal

i juli 2005 studere kometen Tempel 1’s indmad

ved at skyde en lille sonde ind i den. Når

sonden kolliderer med kometen, opstår der

et stort krater, som blotlægger de indre, uberørte

dele af kometen. Deep Impact forventes

opsendt i december 2004.

Selv om resultaterne fra såvel Stardust som

Deep Impact vil foreligge, inden Rosetta når

frem til sit stævnemøde med Churyumov-

Gerasimenko, så er der næppe tvivl om, at

det er værd at vente på de meget detaljerede

undersøgelser af kometkernen, som denne

europæiske kometjæger vil kunne præstere.

aktuel ASTRONOMI – VINTER NR. 1/04 7

Foto: ESA, HMC og MPAe

More magazines by this user
Similar magazines