Lille men vigtig rumnation
Der er dansk udstyr med på mange rummisioner.
DTU Space har blandt andet udviklet et stjernekamera, så man kan navigere mere præcist i rummet, samt et magnetometer, som kan måle planeters magnetfelter. DTU Space har også været med til at udvikle et kamera, der kan søge efter spor af liv på Mars samt særligt effektive spejle til teleskoper og røntgendetektorer til observation af stjerner.
På Københavns Universitet er der en særlig Mars-gruppe, som deltager i undersøgelsen af det røde støv på Mars’ overflade. På Aalborg Universitet bliver der udviklet mini-satellitter, i Odense udvikles træningsudstyr til astronauter i rummet, og Aarhus er også på vej med en serie nanosatellitter. Mange danske virksomheder er også i front i rumforsningen. Det gælder blandt andet Terma og GOMspace.
Dansk PIXL udstyr til NASAs Mars 2020
Hør John Leif Jørgensen fortælle, hvilket udstyr han og DTU Space har været med til at udvikle til NASAs mission Mars 2020.
Højteknologi og grundvidenskab
Hør hvordan DTU Space leverer højteknologi og grundviden-skabelige undersøgelser i forbindelse med rummissioner.
Hvad bruger man et stjernekamera til?
Det spørgsmål besvarer professor John Leif Jørgensen i denne video.
DTU udstyr på NASAs Psyche-mission
DTU har bygget et system med to magnetometre til NASA's Psyche-fartøj, som blev sendt ud i rummet d. 13. oktober 2023.
De to magnetometre skal bruges til at undersøge metal-asteroiden 16 Psyche's magnetfelt, når fartøjet efter planen skal gå i bane omkring asteroiden i 2029.
Asteroiden 16 Psyche-asteroiden befinder sig 500 millioner kilometer væk fra Jorden. Men rumfartøjet får en noget længere tur til asteroiden, fordi den ikke kan flyve i en lige linje til sit mål. Så rejsen bliver 3,5 milliarder kilometer lang.
Missionen skal bl.a. gøre os klogere på, hvordan Solsystemet blev dannet.
Første dansker i rummet
På billedet ses den danske astronaut Andreas Mogensen (th) sammen med Aidyn Aimbetov (tv) og Sergei Volkov som sammen blev sendt op til Den Internationale Rumstation d. 2. september 2015. (Foto NASA).
Dansk astronaut på Den Internationale Rumstation ISS
I 2015 blev Andreas Mogensen den første danske astronaut i rummet. Han deltog i en mission til Den internationale Rumstation ISS, hvor han udførte en række opgaver. Han skulle blandt andet:
- afprøve en ny form for vandrensning i rummet ved hjælp af en særlig membranteknologi.
- optage film og tage fotos af kæmpelyn, der opstår over skyerne i tordenvejr. Denne viden skulle bruges i det danske ASIM-projekt.
- teste en fitness-maskine for at få større viden om muskeltab i rummet.
- afprøve en ny, tætsiddende dragt, der kan holde ryggen presset sammen, når astronauter er vægtløse og derfor bliver længere. Det kan afhjælpe rygsmerter, som mange astronauter får, når de er i rummet.
- teste nogle særlige briller, som er udstyret med et videokamera, så eksperter på Jorden kan se med, når astronauten arbejder på rumstationen.
- bære en særlig handske med sensorer, der kan bruges til at fjernstyre robotter på Jorden eller et andet sted.
(Video: ESA).
Det startede i 1960-erne
Danmarks første rumaktiviteter startede i 1960-erne, og i 1968 oprettede man et rumforskningsinstitut, som var begyndelsen til DTU Space. Danmark har også været involveret i Den Internationale Rumstation, der blev sendt op i 1998.
Det store gennembrud for dansk rumforskning kom med Ørstedsatellitten, der blev opsendt i 1999. Siden har Danmark leveret højteknologisk udstyr til en lang række missioner, og vi har også været med til at lede en del af disse missioner og deltaget i mange forskningsaktiviteter. I dag handler mange af de danske rumaktiviteter også om at undersøge Jorden, herunder klimaet.
Ørsted-satellitten
Ørsted var Danmarks første satellit. Den blev opsendt 23. februar 1999 og den er opkaldt efter H.C. Ørsted, som opdagede elektromagnetismen - det vil sige sammenhængen mellem elektricitet og magnetisme. Ørsted satellitten har målt Jordens magnetfelt med stor præcision.
Målinger fra Ørsted-satellitten af Jordens magnetfelt er blevet brugt til at lave de dengang bedste modeller af Jordens magnetfelt.
Missionen blev afsluttet i 2013, hvor den blev afløst af Swarm-missionen. Swarm-missionen hører under den europæiske rumorganisation ESA, og ledes delvist af DTU Space.
Swarm
Swarm er et europæisk satellitprojekt, der består af tre satellitter, hvor de to flyver sammen og den tredje flyver i en bane vinkelret på de to andres. Her kortlægger de Jordens magnetfelt med stor præcision. Ideen til missionen opstod på DTU Space, som har en ledende rolle i projektet. Det er interessant at studere Jordens magnetfelt, fordi det fortæller noget om Jordens indre. Jordens magnetfelt skabes primært i den ydre, flydende del af Jordens kerne. Og variationer i magnetfeltet afspejler strømninger i kernen. Derfor er magnetfeltet en af de meget få kilder til information om vores planets kerne.
En del af udstyret på Swarm er udviklet på DTU Space. På hver af de tre satellitter er der er to magnetometre, der måler henholdsvis størrelsen og retningen på magnetfeltet samt stjernekameraer, der bruges til at sikre præcis navigation.
Swarm-missionen løfter arven fra Ørsted-missionen, som også kortlagde Jordens magnetfelt. Swarm-satellitterne blev sendt i rummet 22. november 2013.
ASIM på Den Internationale Rumstation
ASIM projektet er det hidtil største danske rumprojekt, og det ledes af DTU Space. ASIM stor for Atmosphere Space Interactions Monitor.
Formålet er at undersøge, hvad der sker i atmosfæren oven over et tordenvejr. Her opstår der nemlig nogle særlige fænomener, som forskerne først opdagede i 1989. Det er lynfænomener, som blandt andet kaldes Røde Feer, Blå Stråler og Giganter.
ASIM er placeret på Den Internationale Rumstation, og ASIM indeholder en stor røntgendetektor samt to kameraer og tre fotometre, der skal måle synligt lys i forskellige bølgelængder.
Inden ASIM-missionen blev sendt i rummet i 2018, tog den danske astronaut Andreas Mogensen billeder af kæmpelyn fra ISS under sin rumrejse i 2015. Dette projekt kaldtes THOR, og viden herfra er brugt i ASIM-projektet.
Mars 2020 Perseverance Rover
DTU Space har leveret kameraudstyr til NASAs Mars 2020 mission. Her skal roveren, Perseverance, lede efter tegn på tidligere liv. Udstyret fra DTU Space skal hjælpe fartøjet med at navigere rundt på Mars og tage billeder på planeten. Også Københavns Universitet bidrager til missionen.
Udstyret fra DTU Space er en del af et instrument, der kaldes PIXL, som sidder på roverens robotarm. Det kan skanne udvalgte sten på Mars for at undersøge, om der er tegn på, at der har været liv på planeten. Ved hjælp af en såkaldt røntgenflourescens-sensor kan PIXL analysere den kemiske sammensætning på stenenes overflade og på den måde afsløre, om der er tegn på forstenet biologisk materiale på Mars. DTU spaces bidrag til PIXL er et unikt kamera-system, der bygger på stjernekamerateknologi. Det er pakket ind i 24 karat guld for at beskytte det mod stråling i rummet og for at sikre den rette temperatur.
Juno til Jupiter
Rumfartøjet Juno blev opsendt i 2011 og gik i kredsløb omkring Jupiter i 2016 for at undersøge planeten nærmere. DTU Space har leveret fartøjets stjernekameraer, som det både bruger til navigation og videnskabelige målinger. Missionen er en udfordring, fordi der er kraftig partikelstråling omkring Jupiter. Og Juno skal for hvert omløb om Jupiter flyve tæt på planeten, hvor den udsættes for den kraftige partikelstråling. Faktisk har der aldrig været et rumfartøj så tæt på Jupiter før.
JUNO VED JUPITER. Illustrationen viser rumsonden Juno, da det blev bragt i kredsløb om Jupiter i 2016. (Illustration: NASA/JPL-Caltech).
Strømsystemer og vækkeure
Når man sender rumsonder af sted, skal de bruge strøm til deres instrumenter.
Mange rumsonder får strøm via store solpaneler, der fanger Solens energi. Men på dele af deres ture, kommer nogle rumsonder så langt væk fra Solen, at man er nødt til at lægge dem i dvale, indtil de er tæt nok på Solen igen. Det kræver et særligt strømsystem og vækkeur. Den type udstyr er udviklet af det danske firma Terma, og det har været med på flere missioner. Rumsonder skal også kunne finde vej til de planeter eller kometer, som de skal undersøge. Det kræver særligt navigationsudstyr, også her har Terma og DTU Space været med til at udvikle udstyr i form af et særligt stjernekompas, så rumsonder kan finde deres mål, selv om det ligger flere hundrede millioner km væk fra Jorden.
Både vækkeure og stjernekameraer har været med på flere missioner. Det gælder blandt andet Rosetta fartøjet, der blev opsendt den 2. marts 2004, hvorefter den rejste 10 år for at nå frem til sit mål – kometen med navnet 67P/Churyumov-Gerasimenko.
James Webb
Forskere fra DTU Space har været involveret i konstruktionen af James Webb teleskopet, der er en afløser for Rumteleskopet Hubble, som har fungeret siden 1990.
James Webb teleskopet er designet til at observere de allerførste objekter, der blev dannet i Universet efter big bang. På den måde vil det gøre os klogere på de processer, der har ført til udviklingen af Mælkevejen og de andre galakser, som den ser ud i dag. James Webb teleskopets spejl har en diameter på 6,5 meter, og bliver dermed verdens største teleskop i rummet. DTU Space har i samarbejde med den danske virksomhed Xperion Ace været med til at udvikle ophænget til et af instrumenterne på teleskopet. Disse ophæng er vigtige, for instrumentet skal fungere ved en temperatur på minus 266 oC.
James Webb teleskopet blev opsendt den 25. december 2021 og er partnerskab mellem ESA, NASA og Canadian Space Agency.
NuSTAR
NuSTAR blev opsendt i 2012 af NASA. Missionen undersøger røntgenstråling for at forså dynamikkerne i sorte huller, stjerner der eksploderer og galakser der er ekstremt aktive. NuSTAR satellitten er udstyret med dansk spejl-teknologi, som er udviklet på DTU Space.
NuSTARs spejle har en belægning i flere lag, der gør det muligt at fokusere røntgenstråling med langt højere energi, end det hidtil har været muligt med tidligere røntgenteleskoper. Det sætter astronomer i stand til for første gang at opdage sorte huller og andre kompakte objekter, der gemmer sig i vores kosmiske omegn. Spejl-teknologien i NuSTAR har en speciel type røntgenreflekterende overfladebelægning, som gør målingerne meget mere præcise.
INTEGRAL
INTEGRAL er en europæisk satellit, som undersøger røntgen- og gammastråling i universet. INTEGRAL står for The International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory. Røntgen- og gammastråling er de mest energirige former for stråling, der findes. INTEGRAL samler blandt data om dobbeltstjernesystemer, hvor den ene stjerne har udviklet sig til et sort hul eller en neutronstjerne. INTEGRAL har leveret vigtige puslespilsbrikker til vores forståelse af, hvordan tungere grundstoffer produceres, når døde stjerner (neutronstjerner) smelter sammen.
Den 17. August 2017 går over i historien, som den dag hvor multi-messenger målinger blev skabt – det vil sige målinger, som med forskellige metoder og udstyr observerer det samme fænomen. Den dag målte INTEGRAL et kraftigt udbrud af gammastråling og samtidig blev der af LIGO i USA målt såkaldte gravitationsbølger. (LIGO står for Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). De to næsten samtidige målinger fra INTEGRAL og LIGO kombineret med målinger fra mange andre teleskoper var med til at kvalificere vores viden om, hvordan sammensmeltningen af døde stjerner (neutronstjerner) bidrager til dannelsen af tungere grundstoffer.
INTEGRAL missionen er et samarbejde mellem ESA, Rusland og USA, og DTU Space har udviklet to røntgendetektorer til missionen.
Cubesats – små satellitter
Cubesats er små satellitter, som måler 10 cm x 10 cm x 10 cm. Det er meget små sammenlignet med andre satellitter, som nemt kan veje mere end 1000 kg. Der er opsendt mere end 1000 cubesats frem til 2020. Cubesats bliver brugt til mange formål, og i fremtiden er det også hensigten at bruge dem til udforskning af Solsystemet.
Det danske firma Gomspace producerer nano-satellitter, der er opbygget af flere cubesats sat sammen.
Hvad sker der med mennesker i rummet?
Danske forskere er med til at udvikle medicinsk udstyr og forskningsforsøg, der handler om hvad der sker, når mennesker opholder sig i rummet. Der er blandt andet udviklet en rumcykel til træning, som har været med på rumfærger, den russiske rumstation Mir og på ISS. Der er også udviklet lungefysiologisk udstyr, der blandt andet bruges til at overvåge astronauternes helbred.
Der er også udviklet en særlig robotteknologi, hvor en astronaut kan styre en robot ved hjælp af sensorer i en dragt, som astronauten har på. Når astronauten bevæger sig, følger robotten astronautens bevægelser. Dette udstyr kan bruges til at lade robotter udføre opgaver i miljøer, hvor det er for farligt for mennesker at opholde sig. Det kan både være i rummet – men det kan også bruges her på Jorden – for eksempel, hvis man skal reparere noget inde i et atomkraftværk.
Dansk udstyr tester astronauternes helbred
Det er helt essentielt, at astronauterne på Den Internationale Rumstation konstant er i god fysisk form.
Hvis der opstår sundhedsmæssige eller tekniske problemer på rumstationen, skal de nemlig altid være bedst rustet til hurtigt at vende tilbage til Jorden og dens tyngdekraft, eller hurtigt kunne gennemføre en rumvandring med reparationer uden på rumstationen. Rumvandringer er ekstremt fysisk krævende, da astronauterne hele tiden skal arbejde i mod trykket inde i rumdragterne.
Derfor bliver der regelmæssigt foretaget konditionstest, på alle NASAs, ESAs, Japans og Canadas astronauter, når de opholder sig på Den Internationale Rumstation. Denne test er samme slags måling af kroppens iltoptagelse, som den Team Danmarks topatleter får foretaget
Målingerne foretages første gang cirka 2 uger efter astronauterne er ankommet til rumstationen, igen efter hver ca. 3 måned på rumstationen og sidste gang cirka 2 uger inden de vender tilbage til jorden.
DAC har stået for gennemførslen af 28 eksperimenter på mere end 50 forskellige astronauter som forsøgspersoner på Den Internationale Rumstation.
Ny generation af dansk rumcykel
Firmaet Danish Aerospace Company A/S (DAC) i Odense er på vej med en ny generation af danske rumcykler. De hedder FERGO (Flight Ergometer). Astronauter i rummet og på Den Internationale Rumstation ISS har hele tiden behov for motion, og de skal motionere mindst to timer hver dag for bare at kompensere for manglen på tyngdekraft i rummet. Det svarer til, hvad vi andre laver på jorden til dagligt - MEN uden at dyrke ekstra motion eller gå i fitnesscenter.
En rumcykel er meget anderledes end cykler på Jorden. Det er blot en firkantet kasse med pedaler og klickcykelsko, ligesom dem der bruges af professionelle landevejscykkelryttere, og så er der desuden et bælte eller håndtag, som astronauterne kan bruge når de motionerer. Uden tyngdekraften har man ikke brug for hverken en saddel eller et styr. Den nuværende CEVIS-rumcykler har været ekstremt pålidelige og præcis, men er udviklet i 80erne. FERGO er DACs nye generation af rumcykler og har været under udvikling i DAC siden 2017. FERGO erstatter DACs nuværende CEVIS-rumcykler på Den Internationale Rumstation ISS fra 2021 el. 2022.
DAC. Danish Aerospace Company har siden 1992 leveret 10 rumfærge Cycle Ergometers til NASAs rumfærgeprogram og 4 CEVIS-rumcykler til Mir og den Internationale Rumstation ISS, samt en lang række opgraderinger og reservedele over årene. Her er det astronauten Sunita Williams, der træner på en CEVIS cykel. (Foto: NASA).
Forsøg med astronauter
Danske forskere har i mange år været med til at udføre forsøg med astronauter for at få større viden om sygdomme og helbred for mennesker på jorden. For eksempel har man undersøgt, hvordan kroppens blod og væske opfører sig, når man er vægtløs, og hvad betyder det for blandt hjernens funktion. Den viden kan også komme patienter på Jorden til gode, og projekterne udføres blandt andet sammen med Københavns Universitet samt Rigshospitalet og Glostrup Hospital.
Intelligent dansk system overvåger astronauternes muskler, mens de træner
Når man er vægtløs bliver kroppens muskelmasse ikke holdt ved lige på samme måde som på Jorden. Der opstår også ubalance i fordelingen af kroppens blod og væske. Derfor skal astronauter træne mindst to timer hver dag. Det danske firma Ohmatex har været med til at udvikle nogle intelligente bukser, som kan måle muskelaktivitet og væskefordeling, når astronauten træner. Ud fra buksernes måling, kan man vurdere, hvor effektiv træningen er og hvilke øvelser, der virker. Ohmatex har blandt andet samarbejdet med Biomedicinsk Institut på Københavns.
