Unit 4 1.1 – Å – arbeide Introduction ombord – What på Den is the internasjonale International romstasjonen Space Station

Den internasjonale romstasjonen er ikke bare tidenes største internasjonale tekniske

prosjekt - det er også et laboratorium i rommet. – Et verksted i bane rundt jorden der

forskerne kan studere en lang rekke forsøksobjekter i et meget spesielt miljø der alt er

praktisk talt vektløst.

På jorden påvirkes alt vi gjør av tyngdekraften. Vi er så vant til den at vi tar den for

gitt. Det er naturlig for oss at en gjenstand faller når vi mister den. Kroppen vår – i likhet

med alle levende vesener på jorden – er blitt utviklet for å motstå tyngdekraften og

utnytte den. Vi har sterke skjeletter som holder kroppen oppe og et kraftig hjerte for å

pumpe blodet ”oppover” mot tyngdekraften.

Det skjer mange underlige ting i vektløshet. Noe så enkelt som en

stearinlysflamme er et godt eksempel. På jorden stiger flammen oppover

og får sin velkjente form da de varme gassene som oppstår gjennom

forbrenningen er lettere enn den kalde luften omkring. Den kalde luften

trekkes inn i vekens bunn og genererer oksygenet som får stearinen til å

brenne. Men i vektløshet er den varme gassen ikke lettere enn den kalde

luften: verken luft eller gass stiger oppover. Resultatet blir en liten,

nesten usynlig, sirkelformet flamme – en nesten perfekt kule. Den

egentlige forbrenningen skjer bare på kulens flate, der brennstoffet fra

stearinen kan blandes med oksygen i luften omkring.

Forskerne kan lære mye om forbrenning ved å studere hvordan ting brenner i vektløshet.

For eksempel kan man studere hvordan gasser spres og blandes med hverandre. Det er

svært vanskelig å observere denne ømfintlige reaksjonen på jorden, der gassene

”drukner” i effekten fra tyngdekraften, som er mye kraftigere.

Ny kunnskap fra forsøk i

verdensrommet har ofte

praktisk anvendelse

på jorden. Dersom du

nøyaktig vet hvordan

forbrenning foregår, kan

du for eksempel konstruere

bilmotorer som

krever mindre drivstoff

og skaper mindre forurensing.

Et annet interessant

forskningsområde er

blanding av væsker.

På jorden er mange av

de vanlige metallene

legeringer. Det vil si

blandinger av to eller

flere metaller som kombineres når de smeltes sammen. De fleste fly er for eksempel i

stor grad laget av en legering som kalles duralumin, som hovedsakelig består av

aluminium med et lag kobber og noen andre metaller. På jorden påvirker tyngdekraften

hvordan forskjellige metaller blandes. Eksperimenter i vektløshet kan lære oss mye om

45

Ordliste

---

4 – Å arbeide ombord på Den internasjonale romstasjonen

To prøver med aluminiumlegering i fast form, som er fryst

under samme forhold i rommet og på jorden.

46

”blandingsegenskapene” – og vi kan

anvende den nye informasjonen til å

fremstille bedre legeringer på jorden.

Vektløshet påvirker også menneskekroppen,

og medisinske eksperimenter

er en viktig del av arbeidsoppgavene

ombord på ISS. Når

tyngdekraften ikke virker på astronautene

slik den gjør her på jorden,

forandres astronautenes muskler raskt.

Med tiden blir de svakere, og det kan

bare motvirkes av mye trening.

Benmaterialet forandres også – ben er

levende vev som trenger mye energi for

å beholde styrken – og i et miljø der

det er som om det ikke finnes noen

tyngdekraft, har menneskekroppen

inntrykk av at den aldri trenger å

anstrenge seg. Benmateriale absorberes og erstattes ikke. Etter bare en måned i rommet

kan en astronaut miste 1 % av det totale innholdet av benmineral.

Ben- og muskelsvinn er et problem

også på jorden, fremfor alt blant eldre

og mennesker som er sengeliggende i

flere måneder. Men i et vektløst miljø

inntrer disse problemene mye fortere

– og forskningen om årsaker og

mulige botemidler kan utføres innen

en mye kortere tidsramme. Det er

mulig å teste legemidler, effekten

av trening og spesielle dietter, og få

resultatene på noen måneder i stedet

for å måtte vente de årene det tar å

gjennomføre de samme eksperimentene

på jorden.

ESA-astronauten Claudie Haigneré under et fysiologisk eksperiment.

Men hvem er det som utfører forskningsarbeidet ombord på ISS? Mange forsøk

kontrolleres direkte av forskere på bakken ved hjelp av romstasjonens

telekommunikasjonsutstyr. Mannskapet har derimot en viktig oppgave med å overvåke

det meste av utstyret, og må alltid være klare til å ta fatt på uventede problemer. De

utfører forsøk, og sender umiddelbart fjernsynsbilder med resultater ned til forskerne på

jorden. Og ved fysiologiske eksperimenter er det astronautene selv som er

forsøkspersoner.

I astronautenes daglige rutiner inngår vedlikehold av stasjonen, samt ”husarbeid”. For

eksempel rengjøres flater med desinfiserende kluter, akkurat som vi gjør på bakken. Og

så finnes det en støvsuger på ISS. Den ligner en vanlig støvsuger, men på ISS må

støvsugeren både suge opp smuss fra ”gulvet” og fange inn partiklene som svever rundt

i luften.

---

Tyngdekraften påvirker alt på jorden. Denne usynlige kraften er grunnen til at blant

annet epler faller til bakken.

Oppdag tyngdekraften

4.1 – Hva er tyngdekraft?

Nødvendig utstyr:

• To små baller av samme størrelse, men med ulik vekt (en av ballene skal

lages av papir)

• Et papirark

Les gjennom instruksjonene nedenfor, og forestill deg hva som kommer til å skje.

Beskriv det før du utfører det virkelige eksperimentet.

Del A

1. Hold de to ballene i samme høyde.

2. Slipp dem samtidig.

3. Observer og beskriv hva som skjer med ballene. Akselererer de med samme

hastighet? Når de bakken samtidig?

4. Gjenta eksperimentet mens en annen elev observerer det som skjer.

Del B

1. Hold papirballen og et papirark i samme høyde (så høyt som mulig).

2. Slipp de to gjenstandene samtidig.

3. Observer og beskriv det som skjer med gjenstandene. Akselererer de med samme hastighet? Når

de bakken samtidig?

4. Gjenta eksperimentet mens en annen elev observerer det som skjer.

Del C

Sammenlign det du trodde skulle skje, med det som virkelig skjedde – er det noen forskjell?

Sammenlign de observasjonene du gjorde i begge eksperimenter, del A og del B. (Hvis det ikke er

noen forskjell mellom eksperimentene, bør du øke fallhøyden og prøve igjen.) Diskuter hva som

gjør at gjenstandene faller og hvorfor visse gjenstander faller langsommere eller raskere. Hvilken

konklusjon trekker du?

Gravitasjonskraften (F) beregnes

slik:

F = G · m 1 · m 2

r 2

der mm 11 og mm 22 er de to legemenes

respektive masse, rr er

avstanden mellom dem og GG

er en konstant som kalles

gravitasjonskonstanten

(G = 6,672 x 10 –11 Nm 2 /kg 2 ).

Isaac Newton oppdaget at det finnes en

gravitasjonskraft i universet som gjør at to legemer alltid

tiltrekker hverandre. Den gjensidige tiltrekningen avhenger

av legemenes masse og avstanden mellom dem. Jo større

masse legemene har, desto større er tiltrekningen. Og jo

lengre avstanden er, desto svakere er tiltrekningen.

JJoorrddeennss mmaassssee:: 5,98 x 10 24 kg

MMåånneennss mmaassssee:: 7,35 x 10 22 kg

GGjjeennnnoommssnniittttssaavvssttaannddeenn mmeelllloomm jjoorrddeenn oogg mmåånneenn:: 384 400 km

47

---

4.1 – Hva er tyngdekraft?

Solen og alle planetene tiltrekker hverandre på grunn av gravitasjonskreftene, og siden

solen har en langt større masse, roterer alle planetene rundt den. Månen roterer også

rundt jorden av samme grunn. – Jorden er over 30 ganger så massiv som månen. Vi kan

se effekten av månens gravitasjonskraft på jorden gjennom tidevannet – den trekker på

vannet i havene, og forårsaker det vi kaller flo og fjære.

Alle planeter har en gravitasjonskraft, men tiltrekningen som planetene har på et legeme,

varierer fordi planetenes masse er forskjellig. Kraft måles i Newton (N), og er resultatet

av et legemes masse og et legemes akselerasjon mot en planet. Jordens

gravitasjonsakselerasjon er 9,8 m/s 2 .

Akselerasjon

betyr hastighetsøkning.

(Retardasjon er

hastighetsminskning.)

Når to legemer faller mot jorden, påvirkes de begge på

nøyaktig samme måte av tyngdekraften. Dersom ingen

andre krefter påvirker dem, kommer legemene til å

akselerere like raskt. Imidlertid påvirkes legemer i nærheten

av jordoverflaten av andre krefter, bl.a. av friksjon. Friksjon

kan skapes av luftmotstand, som reduserer hastigheten til et legeme som faller. Jo større

legemets flate er, desto mer motstand møter legemet, og desto mer minsker hastigheten.

Massen er mengden av materie i et legeme, og måles i kg. Et legemes masse er derfor

den samme overalt i universet. Imidlertid er vekten til et legeme et resultat av

gravitasjonskraften, og er derfor avhengig av omgivelsene. Et legemes vekt på jorden er

produktet av legemets masse og jordens gravitasjonsakselerasjon.

Et legemes vekt, F, øker etter hvert som legemets masse, m, øker eller etter

hvert som gravitasjonsakselerasjonen, gg, øker:

F = m · g

Gravitasjonsakselerasjon (g) måles i m/s2, og betegner akselerasjonen

som skyldes gravitasjonskraften på stedet. På jorden er denne akselerasjonen

lik 9,8 m/s 2 . På månen er den lik 1,6 m/s 2 , og på Mars 3,7 m/s 2 .

Masse (m) måles i kg.

Vekt (F) måles i Newton (1 N = 1 kg x m/s 2 ).

48

Masse og vekt

Dersom en astronaut har

en masse på 84 kg, hva

vil han eller hun veie

a) på jorden?

b) på månen?

c) på Mars?

Ordliste

---

4.1 – Hva er tyngdekraft?

På månen er akselerasjonen, resultert av

gravitasjonskraften, en sjettedel av

akselerasjonen på jorden (månen har mindre

masse enn jorden, og derfor mindre

tiltrekningskraft). Så selv om astronauter har

samme masse, veier de bare en sjettedel av

det de veier på jorden. Det er derfor

astronauter hopper mer enn de går på månen!

Vektløshet

Forestill deg et høyt tårn, 400 kilometer høyt. Dersom en astronaut hopper rett ut fra

tårnet, kommer han eller hun til å falle fritt – og treffe bakken etter en stund (se

illustrasjonen, hopp A). Hvis astronauten

hopper med en viss hastighet fremover, vil

han eller hun falle lengre, men vil likevel

komme til å styrte i bakken (hopp B).

Farten fremover må være tilstrekkelig høy

(ca. 28 000 km/t) for at astronauten ikke

skal falle i bakken. Da vil han eller hun i

stedet komme til å falle i en sirkel langs

jordkurven (hopp C), i en bane. Hvis farten

er for høy, kommer astronauten til å skytes

ut av jordens gravitasjonsfelt og havne ute

i verdensrommet.

Det samme skjer med ISS. Jordens

tyngdekraft og hastigheten som ISS har

forover (28 000 km/t) gjør at romstasjonen

går i en bane rundt jorden. ISS beveger seg i fritt fall rundt jorden, og dette fører til

vektløsheten ombord.

Fritt fall

Når du er i fritt fall, føles det som om du svever. Du har kanskje hatt den følelsen i det

øyeblikket en heis eller en bergog-dal-bane

begynte å gå nedover.

Periode med vektløshet under en parbelflygning.

49

Når et legeme er i kontinuerlig fritt

fall og ikke påvirkes av ytre

krefter, blir det vektløst. Denne

tilstanden kalles vektløshet (0G).

Egentlig er det vanskelig å

eliminere alle ytre krefter

fullstendig. For eksempel kommer

et legeme som kretser rundt jorden

på 400 km avstand (som ISS) til å

møte friksjon, da det fortsatt er

---

4.1 – Hva er tyngdekraft?

µµGG == mmiikkrrooggrraavviittaassjjoonn

µ = symbolet for ”mikro”,

kommer opprinnelig fra det

greske ordet ”micro” og blir

ofte brukt i betydningen

”svært liten”, tilsvarer en

”milliondel” eller (10 –6 ).

noe trykk fra jordatmosfæren. Mikrogravitasjon (µG) er det

vitenskapelige uttrykket for det lett uregelmessige

gravitasjonsmiljøet til et legeme i bane rundt jorden.

Det hender det snakkes om G-krefter. Når en heis begynner

å gå oppover, kan du kjenne at føttene trykkes ned mot

gulvet, som om tyngdekraften har økt. Denne kraften kalles

positive G-krefter og forårsakes av heisens bevegelse

oppover.

Kraften som jordens tyngdekraft øver på jordoverflaten, er lik 1 G. I en berg-og-dal-bane

kan du kanskje nå opp til 2 G, og opp til 5 G i en bobsleigh eller ombord på en rakett.

Det innebærer at akselerasjonen er henholdsvis dobbelt, eller fem ganger, så stor som

den normale tyngdekraften. I en berg-og-dal-bane opplever du dette i den nedre delen

av banen, akkurat i det banen begynner å gå oppover.

Fly som flyr opp og ned i parabler, har perioder av økte Gkrefter

og perioder med reduserte G-krefter. En Airbus A300

brukes ved ESAs parabelflygninger. Passasjerene ombord

opplever perioder med positive G-krefter som varer 20

sekunder, og som umiddelbart følges av 20 sekunder med

reduserte G-krefter.

50

Parabelflygninger brukes i vitenskapelige

og tekniske undersøkelser

av korte perioder med vektløshet.

De gjør det mulig å teste

instrumenter før de skytes opp og

brukes i verdensrommet. Under

disse flygningene kan også astronauter

oppleve et vektløst miljø før

de deltar på en lengre ferd i

verdensrommet.

Ordliste

---

4.1 – Hva er tyngdekraft?

Slipp den!

Bruk en tom plastflaske (for eksempel 1/2 liter) og stikk et hull på siden av flasken med en syl

eller et lite bor. Lukk hullet med teip, og fyll flasken 3/4 med vann.

Følgende må gjøres utendørs eller over en bøtte:

1. Stå på en stol eller i en stige.

2. Fjern teipen, og observer strålen.

3. Slipp flasken og observer hva som skjer med strålen i fritt fall.

Dette forsøket viser hvordan tyngdekraften trekker

vannet nedover og lager et hydrostatisk trykk inne i

flasken. Det er dette trykket som gjør at vannet kommer

ut av flasken i form av en vannstråle.

Når flasken slippes, er den i fritt fall og dermed i

vektløs tilstand. Det er ikke bare flasken, men alt inne

i den som er vektløst. I denne situasjonen er det som

om tyngdekraften ikke påvirker vannet, og at det

dermed ikke oppstår hydrostatisk trykk inne i flaska.

Det er derfor det ikke blir noen vannstråle.

Hvis du stikker tre hull på en vertikal linje, ca. 5 cm fra

hverandre, og gjør samme eksperimentet, ser du at

det hydrostatiske trykket varierer alt etter hullenes

plassering.

51

---

4.2 – Forskning ombord på Den internasjonale romstasjonen

Glovebox

Ombord på ISS finns flere apparater av typen “glovebox” (lukkede

beholdere med innebygde hansker), som gjør det mulig å

utføre forsøk i et helt rent (sterilt) miljø.

En glovebox er laget slik at lufttrykket alltid er lavere

inne i enn utenfor beholderen. Det vil føre til at luften

vil suges inn i glovebox’en dersom det oppstår en

uventet lekkasje. Meningen er å garantere at farlige

stoffer som pulver, syrer eller giftstoffer blir igjen inne i

beholderen og ikke skader noe ombord på ISS.

Astronautenes helse og sikkerhet går foran alt annet.

Den glovebox’en som vises på bildet til høyre er en del

av Biolab. Den vil bli installert på laboratoriet

Columbus, og er spesielt laget for biologiske forsøk. På

bildet nedenfor vises en større versjon, Microgravity

Science Glovebox, som ble bygd av ESA og sendt opp til ISS

6. juni 2002. Denne brukes til forsøk innen flere vitenskapsgrener.

Skumeksperimenter

En lang rekke eksperimenter utføres ombord på

ISS, for eksempel eksperimenter med skum.

Disse utføres for å undersøke hvordan skum

oppfører seg i vektløst miljø. Industrien vil kunne

bruke resultatene av disse undersøkelsene til å

forbedre sine produkter.

Lag en egen modell av en glovebox for å få en

forestilling om hvordan det er å utføre

eksperimenter i en glovebox. Eksperimenter med

skum må utføres i lukkede beholdere når de

utføres i et vektløst miljø – ellers kommer

væskene til å sveve rundt. Da det ikke er mulig å

helle væsker fra en beholder til en annen, brukes

sprøyter til å overføre væske fra én lukket

beholder til en annen.

SSkkuumm finnes i flere former, for eksempel:

• Skum i matvarer (pisket krem, ølskum, leskedrikker, brød, kaker osv.)

• Skum i rengjøringsmidler (såpe)

• Toalettsaker (dusjkrem og skumbad)

• Skum til brannslukning (brukes i stedet for eller sammen med vann eller sand)

• Metallskum (lett og svært solid, brukes som byggemateriale, støt- og lyddempere)

52

---

4.2 – Forskning ombord på Den internasjonale romstasjonen

Eksperiment med skum

Nødvendig utstyr:

• En glovebox, en sprøyte, et reagensglass og en glasskål for

å blande oppløsningen (eller to lukkede reagensglass)

• 5 ml fortynnet eddiksyreløsning (blandingsforhold:

3 deler sterk husholdningseddik + 2 deler oppvaskmiddel)

• 1-2 g natriumbikarbonat (et par gram natriumhydrogenkarbonat

eller bakepulver)

53

Lag en glovebox

Ha en idédugnad og drøft hvilke materialer som er

tilgjengelige og kan brukes for å bygge en glovebox.

Konstruer og bygg modellen.

Når du konstruerer modellen, bør du huske på følgende:

• Det må være tilstrekkelig plass til å utføre eksperimentet

med skum som beskrives nedenfor.

• Toppen må være gjennomsiktig slik at du kan se hva

du gjør.

• Hanskene må være festet på en slik måte at ingen

luft lekker ut.

• Glovebox må ha en åpning som kan lukkes tett for å

isolere materialene inne i boksen.

Forberedelse og gjennomføring av eksperimentet

Les gjennom instruksjonene nedenfor og forestill deg hva som kommer til å skje. Beskriv det før du

utfører det virkelige eksperimentet.

1. Bland eddiksyreløsningen og plasser den inne i glovebox’en sammen med en sprøyte.

2. Sett reagensglasset med en liten mengde natriumbikarbonat inn i glovebox’en.

3. Lukk glovebox’en og stikk hendene inn i hanskene.

4. Trekk eddiksyreløsningen inn i sprøyten, og tilsett løsningen til natriumbikarbonatet i reagensglasset.

Observer og beskriv:

Boblenes størrelse og skummet når det brytes ned til væskeform.

Frank De Winne, belgisk ESA-astronaut, prøver

Microgravity Science Glovebox.

Drøft:

• Sammenlign det du trodde ville skje, med det som virkelig skjedde – er det noen forskjell?

• Hva er det som påvirker skummets form slik det brytes ned?

• Hvordan ville skummet som er brutt ned, se ut i et vektløst miljø?

---

4.2 – Forskning ombord på Den internasjonale romstasjonen

Skumdannelsen gjennomgår tre separate stadier:

1. Skummet vokser – gassen spres først inn i væsken.

2. Koalesens – boblene begynner å vokse sammen og danner større bobler.

3. Væskedrenering – boblene brytes ned og går tilbake til væskeform.

Omkrets

1. Beregn den store sirkelens omkrets.

2. Fyll sirkelen med små sirkler.

3. Beregn en av de små sirklenes omkrets.

4. Finn summen av omkretsen for alle de små sirklene til sammen.

5. Hvilken omkrets er størst: omkretsen til den store sirkelen eller summen av de små?

Boblene begynner å vokse sammen på grunn av overflatespenningen.

Overflatespenning kan beskrives som en kraft som virker over et væskeområde. Den

får så å si væskens overflate til å oppføre seg som om den hadde en elastisk hud – som

en ballong. Akkurat som en ballong forsøker

boblene å redusere overflaten til et minimum.

Det er derfor boblene vokser sammen etter

hvert. De foretrekker å forene seg for å danne en

stor boble i stedet for å bli værende i form av

mange små bobler.

På jorden gjør tyngdekraften at væskehinnene

dras nedover, og dette fører til slutt til at skummet brytes ned. Det fører også til at

skummet får bobler med forskjellig størrelse.

I vektløshet vil ikke skummet

trekkes nedover. I stedet vil

skummet ha en tendens til å brytes

ned i alle retninger, slik at boblene

blir mer like i form og størrelse.

Boblene fester seg også på

beholderens vegger, og det dannes

en større luftboble i midten av

beholderen, noe som også skyldes

overflatespenningen.

54

Ordliste

---

4.3 – Planteeksperimenter

Planter er en uunnværlig del av livet på jorden, og kan også bli viktige for fremtidige

romferder. Romforskere som drar på lengre oppdrag må kanskje basere seg på planter for

i det hele tatt å overleve.

Det kan bli vanskelig å ta med all mat som trengs for en langtidsferd, da lagringsplassen

er begrenset ombord på romfartøyene. En løsning kan da være at astronautene dyrker

sin egen mat på veien. Men før vi kan satse på planter som

energiressurs trenger vi å lære mer om hvordan de oppfører seg

i vektløs tilstand.

I vektløshet må planter oppbevares i lukkede beholdere – ellers

vil jord og vann sveve fritt. På dette bildet ser du en av beholderne

som er blitt utviklet spesielt for planteforskning i rommet. Takket

være beholderne har også plantene det riktige nivået av gasser,

vann, lys og temperatur.

Men hvordan vet plantene i hvilken retning de skal vokse når

de er i vektløs tilstand hvor det ikke er noe riktig “opp” og “ned”?

Gjennom eksperimenter som tidligere er blitt utført på romferder,

vet man at plantene først vokser i alle retninger. Men etter en

stund ser det ut til at de tilpasser seg forholdene og begynner å

vokse i en mer stabil retning. Det er fordi de begynner å benytte andre kilder enn

gravitasjon for å orientere seg: bladene bruker lyset som referanse, mens røttene

strekker seg ut etter vann. Forskningen har også gitt bedre innsikt i plantenes

balansesystem, men det er fortsatt mye å oppdage om vekstprosessen.

Astronauter som tilbringer flere måneder

ombord på ISS, sier at de ofte savner å

ha mer planter i nærheten, og at de liker

å arbeide med planteeksperimenter. Det

kan bli mer vanlig med planter på romfartøyene

- de tilfører et behagelig og

betryggende atmosfære for astronautene.

Resultatene av planteforskningen i rommet kan føre til

utvidet bruk av planter ombord på romfartøy, for eksempel

for å regulere sammensetningen av lufta i kabinen (plantene

opptar karbondioksid og avgir oksygen) og for å resirkulere

vann (de kan brukes til å filtrere spillvann). Resultatene kan

også gi verdifull kunnskap som folk på jorden kan ha nytte

av, for eksempel om hvordan man forbedrer korn eller

utvikler nye medisiner.

55

---

4.3 – Planteeksperimenter

Utfør et planteeksperiment

Hvis vi vil forstå hvordan planter vokser, må vi finne ut hva som virker inn på

planteveksten. Vi kan forsøke å dyrke planter i lys og i mørke, med eller uten

vann, med luft eller i vakuum.

Din oppgave:

Finn ut hvordan plantene oppfører seg under forskjellige forhold.

1. Ha en idédugnad og drøft hva som bestemmer planteveksten.

2. Definer hva du ønsker å finne ut, og sett opp en plan for eksperimentet. Ta

med følgende i planen:

a. Utstyret du trenger.

b. Hvordan eksperimentet skal utføres.

c. Hva du forventer skal skje.

d. Når og hvordan du skal observere dataene som du vil samle inn.

3. Observer og samle inn alle viktige data.

4. Analyser dataene du har samlet inn. Sammenlign det som virkelig skjedde

med det du forventet.

5. Forklar hvorfor plantene oppførte seg som de gjorde.

Ditt oppdrag i rommet:

1. Drøft om det er mulig å utføre eksperimentet ditt ombord

på ISS, eller om du må gjøre noen endringer.

2. På hvilken måte tror du at plantene vil oppføre seg annerledes

ombord på ISS?

3. Hvilke andre forhold vil du foreslå å få undersøkt ombord

på ISS, og hvorfor?

4. Finn opplysninger om fotosyntese og celleånding i forskjellige

kilder. Skriv et sammendrag av prosessene, og

illustrer teksten (lag for eksempel en tegning). Drøft om

disse prosessene kan være nyttige for livet ombord på ISS.

56

Frø

Du kan bruke forskjellige typer frø

til eksperimentet.

En av plantene som undersøkes

ombord på ISS, kalles Arabidopsis

thaliana (vårskrinneblom). Frøene

er små, og du kan kanskje få tak i

dem - ellers kan du bruke karse

eller reddik, som hører til samme

botaniske familie.

Andre forslag: Hvete, bønner,

mais, gressløk eller ringblomst.

---

4.4 Eksperimenter på utsiden av Den internasjonale romstasjonen

Noen av eksperimentene som vil bli utført ombord på ISS,

tar for seg hvordan bestemte materialer reagerer på det

harde miljøet som verdensrommet representerer. Et av disse

eksperimentene er en samling vitenskapelige eksperimenter

som kalles Materials Exposure and Degradation

Experiment (MEDET – eksperimenter angående

eksponering og nedbrytning av materialer). Denne

prøvesamlingen vil bli plassert utenfor romstasjonen, og gå

i bane i tre år. Deretter vil den bli hentet tilbake til jorden

for analyse.

MEDET har tre vitenskapelige målsettinger:

1. Gi de som konstruerer romfartøy informasjon om

hvordan materialene reagerer på å være i verdensrommet.

2. Studere hvordan rester og biter av menneskeskapte

gjenstander virker inn på materialene som vinduer er

laget av.

3. Analysere mikrometeorider og andre gjenstander som treffer romstasjonen hver dag.

De sju eksperimentene:

Eksperiment 1: Mikro-kalorimetere

Mikro-kalorimetere er enheter som måler

temperaturen. Det finnes 14 mikro-kalorimetere

på MEDET. Hver av dem er utstyrt med

forskjellige materialprøver. Forskere ønsker å

finne ut om de ekstremt høye eller lave

temperaturene som romstasjonen utsettes for,

kan føre til at materialenes egenskaper endres.

Eksperiment 2: Spektrometer

Et annet eksperiment på MEDET er et roterende hjul som inneholder

22 små vinduer laget av forskjellige typer vindusmaterialer. Når

sollyset treffer hvert av disse vinduene, stoppes noe av lyset, mens

en del går rett gjennom. Et spektrometer under hjulet måler

endringene i lyset som trenger gjennom.

Eksperiment 3: Detektor for romsøppel

Detektoren måler mikrometeorider og romsøppel -

små gjenstander som farer gjennom rommet med

svært stor hastighet.

Detektoren er laget av fire kondensatorer, som

lagrer elektrisk energi. De fire kondensatorene har

to skiver som er atskilt av et dielektrikum – en

spesiell type isolasjonsmateriale som ikke leder

elektrisitet. Når en mikrometeoride treffer detektoren, brytes dielelektrikumet ned, og

kondensatoren mister all sin elektriske energi. Størrelsen på mikrometeoriden beregnes

57

---

4.4 Eksperimenter på utsiden av Den internasjonale romstasjonen

ved å måle hvor mye strøm som skal til for å lade opp kondensatoren på nytt (jo mer

strøm som må lades, desto større er mikrometeoriden).

Eksperiment 4: Aerogel

Aerogel er en blokk silisiumdioksid med ekstremt lav tetthet, som fanger opp

mikrometeorider og andre gjenstander. Aerogelet bremser høyhastighetspartikler uten å

ødelegge dem, for så å fange dem opp for senere analyse. Aerogel gir informasjon om

hvilke typer små gjenstander som treffer romstasjonen, hvilken hastighet de har og hva

de er laget av.

Eksperiment 5: Trykkmåler

En trykkmåler vil bli brukt for å måle det lokale trykket utenfor romstasjonen.

Eksperiment 6: Mikrovekter av kvartskrystall

Mikrovekter av kvartskrystall (Quartz Crystal Microbalances –

QCM) måler atomisk oksygen og forurensing i rommet. Atomisk

oksygen, som er nøytralt oksygen som ikke er bundet i en kjemisk

struktur, angriper stoffer i verdensrommet og får dem til å gå i

oppløsning.

QCM er en krystall som vibrerer et kjent antall ganger per sekund. Når krystallen

angripes av atomisk oksygen eller når strålepartikler klistrer seg på krystallen, endres

massen og dermed også vibrasjonsfrekvensen. Mengden av atomisk oksygen eller

forurensing kan måles ved å analysere frekvensendringen i krystallen. Når krystallen blir

for forurenset, brukes det varmelegemer for å fordampe avfallet, og eksperimentet kan

starte på nytt.

Eksperiment 7: Kontrollapparat for atomisk oksygen og stråling

STORM (Southampton Transient Oxygen and Radiation Monitor) måler nivåene av

atomisk oksygen, ultrafiolett stråling og røntgenstråler fra solen.

Mikrovekter av

kvartskrystall

Trykkmåler

Spektrometerhjul

Kontroll av atomisk

oksygen og stråling

Detektor for romsøppel

Aerogel

58

Mikro-kalorimetere

Elektroniske bokser

---

4.4 Eksperimenter på utsiden av Den internasjonale romstasjonen

Undersøk miljøets innvirkning på materialer.

Mange metaller reagerer med stoffer i luften, og begynner å etse. For eksempel reagerer jern med

oksygen og vann. Resultatet av denne reaksjonen er rust. Det kan brukes bestemte belegg for å

beskytte metallet mot korrosjon. Utfør dette eksperimentet for å finne ut hvordan miljøet på jorden

virker inn på materialene:

Nødvendig utstyr:

• 3 sett med forskjellige materialprøver, for eksempel:

o Jern

o Stål

o Kobber

o Aluminium

o Et av materialene ovenfor med belegg (for eksempel spiker av galvanisert jern)

• 3 plastkurver eller lignende for materialprøvene

• Kamera

• Logg

Forberedelse og gjennomføring av eksperimentet:

Les eksperimentbeskrivelsen nedenfor, og forestill deg hva som vil skje. Beskriv dette hendelsesforløpet

før du utfører selve eksperimentet.

1. Velg materialprøver - du trenger 3 prøver av hvert

materiale.

2. Forbered 3 identiske sett med materialprøver i plastkurvene.

Pass på at det ikke er noen kontakt mellom

materialprøvene (du kan også ha dem i separate

beholdere).

3. Ta et bilde av prøvene, og beskriv deres utseende i en

logg.

4. Plasser ett sett utendørs, for eksempel i skolegården eller

utenfor vinduet hjemme, og ett sett i et mer forurenset

område (for eksempel nær en fabrikk eller et område

med tett trafikk). Ha det siste settet innendørs for sammenligning.

Pass på at du velger et sikkert sted for

utendørsprøvene!

5. Kontroller materialprøvene hver 2.-3. uke i en periode

på 12 uker. Ta bilder og observer eventuelle endringer i

utseendet. Noter dine observasjoner i loggen.

6. Etter 12 uker sammenligner du dataene du har samlet.

Drøft miljøets innvirkning på materialprøvene – hva

skjedde og hvorfor?

59