Erik Tandbergs romrapport nr. 14

Vellykket oppskytning av SpaceX Dragon

Video fra NASA som viser oppskytningen av SpaceX-3.

Etter utsettelser som i siste omgang skyldtes behovet for å skifte en defekt heliumventil i Falcon 9 bærerakettens første trinn, kom SpaceX Dragon forsyningsfartøyet SpaceX-3 seg endelig av gårde fra Oppskytningskompleks 40 ved Cape Canaveral Air Force Station 18. april klokken 21.25 norsk tid. Dragon-fartøyet er SpaceX´ tredje av 12 i henhold til Commercial Resupply Services kontrakten på 1,6 milliarder dollar selskapet undertegnet med NASA i 2008.

Bærerakettens første trinn var denne gang utstyrt med fire 7,6 meter lange landingslegger som ledd i utviklingen av et system for gjenbruk. Leggene lå inn mot rakettens side under oppskytningen, men ble satt ut før landingen i Atlanterhavet. SpaceX antydet på forhånd en kun 30-40 prosents sjanse for at dette helt innledende forsøket skulle lykkes, men de første meldingene antydet faktisk suksess tross grov sjø. Det operative systemet forutsetter naturligvis landing på fast grunn.

Nye eksperimenter til romstasjonen

SpaceX-3 nyttelasten på ca. 2268 kg omfattet utstyr for omkring 150 eksperimenter og undersøkelser som skal utføres av Ekspedisjon 39 og 40, blant annet for en mer effektiv plantevekst i rommet med veksthuset Veg-01, bedre forståelse av hvordan kroppens immunforsvar virker i vektløshet, jordobservasjon og demonstrasjon av laserkommunikasjon ved hjelp av OPALS (Optical Payload for Lasercomm Science).

De høyteknologiske, 2,7 m lange bena til  humanoide-roboten Robonaut 2 er med i lasten, og det samme er sett nummer to av eksperimentutstyr fra CASIS (Center for the Advancement of Science in Space), stiftelsen med ansvar for drift av US National Laboratory delen av romstasjonen. Sett nummer to gjelder undersøkelser innen plantevekst og produksjon av proteinkrystaller.

På vei til stasjonen skulle det fra Falcon utplasseres fem små terningsatellitter for å utføre teknologidemonstrasjoner som del av ElaNa (NASA Educational Launch of Nanosatellite) virksomheten.

Én av satellittene, PhoneSat 2.5, er nummer tre i en serie for bruk av kommersielt tilgjengelig smartphone-teknologi i rommet.

En annen, SporeSat, er konstruert for å hjelpe forskere i studiet av mekanismene planter benytter for å oppfatte gravitasjon, noe som kan være viktig i bestrebelsene for å bedre vilkårene for plantevekst i rommet.

SpaceX-3 var fremme ved romstasjonen slik at den kunne gripes av robotarmen 20. april klokken 13.15. Kobling til Harmony-seksjonen fant sted klokken 16.06. Romfartøyet skal frakobles 18. mai for landing i Stillehavet vest for Baja California med omkring 1590 kg returlast av forskjellig slag

Vedlikeholdsarbeid utenpå romstasjonen

Om bord i Den internasjonale romstasjonen har Ekspedisjon 39 mannskapet vært opptatt med forberedelsene til arbeidsøkten utenfor med formål å skifte ut reserve-kontrollboksen for styring av stasjonens ytre kjølesystem, solcellepanel-dreiningen, den skinnegående trallen til robotarmfestet på det tverrgående rammeverket og en del andre systemer.

Kontrollboksen, som sitter i S0, den midtre seksjonen i det tverrgående rammeverket, sviktet under rutineprøving 11. april, og den planlagte, 2,5 timer lange arbeidsøkten skal gjennomføres 23. april fra omkring klokken 15.20.

Det er Mastracchio og Swanson som har fått jobben. De to har alt montert et nytt kretskort i den nye reserve-kontrollboksen, og boksen er funksjonsprøvet i samarbeid med kontrollsenteret i Houston.

Orionkapselen prøves ut

Prøvingen av det første Orion-romfartøyet går stadig fremover som ledd i forberedelsene til EFT-1 (Exploration Flight Test 1) senere i år.

Orionkapselen ankommer Langley Reseach Center for utprøving, video fra NASA.

Under en prøve i oktober 2013 koblet teknikere fra NASA og Lockheed Martin romfartøyets hoved-datamaskin for første gang til en strømkilde. Siden den tid er flere komponenter og et ledningsnett med en samlet lengde på over 32 km installert, og i en prøve nylig ble hele det integrerte systemet strømsatt for første gang.

Neste punkt på prøveprogrammet var vibrasjonsprøving. 1. mai vil varmeskjoldet bli installert, og deretter skal romfartøyet festes til serviceseksjonen.

Feil på kommunikasjonssatellitt

17. april meldte Orbital Sciences Corp. at det har oppstått en elektrisk feil i den geostasjonære kommunikasjonssatellitten Amazonas 4A, som ble skutt opp 22. mars med en Ariane 5.

Feilen kommer trolig til å resultere i en permanent reduksjon av satellittens ytelse, men det er ikke risiko for tilsvarende svikt på andre satellitter i bane eller produksjon.

Innkjøring av ny europeisk jordobservasjonssatellitt

ESAs Sentinel-1A, skutt opp 3. april, har oversendt de første radarbildene til Jorden. Bildene, av Belgia, en oversvømmelse i Namibia og is i Antarktis, er av utmerket kvalitet.

Copernicus-satellitten er ennå ikke i den operative banen og utstyret om bord er ikke kalibrert – innkjøringsperioden vil vare i ytterligere omkring to måneder.

Video fra ESA som viser animasjon av Sentinel-1A.

Utforsking av Saturns måne med båt

Saturn-månen Titan er ikke bare solsystemets nest største, månen er også den eneste vi kjenner med en tett atmosfære. Og det er tydeligvis innsjøer og elver på overflaten.

Den tette atmosfæren har gitt idéer om utforskning ved ubemannede ballonger og fly, men dårlig sikt kan være et problem. Den dårlige sikten kan dessuten vanskeliggjøre et fremdriftssystem basert på strøm fra solcellepaneler, selv om oppdriften i atmosfæren vil være stor.

Skip kan være et interessant alternativ i utforskningsøyemed, men også her støter man på problemer. Sjøene og elvene består nemlig av flytende metan, med en tetthet på bare 45 prosent av vannets. Dermed blir oppdriften mindre.

På den andre siden er gravitasjonskraften og dermed skipets vekt mindre. Og viskositeten er bare 8 prosent i forhold til vannets, slik at friksjonen blir lavere. Med seil vil vind kunne benyttes til fremdrift, men data fra Saturn-sonden Cassini antyder at vindhastigheten på Titan er mindre enn på Jorden. Seilenes form og størrelse får betydning.

Et konsept for utforskning av Titan med skip ble foreslått for NASA under betegnelsen Titan Mare Explorer i 2009, men har foreløpig ikke vunnet frem i konkurransen om Discovery-midler.

Eksoplanet som jorda

Egentlig var det vel bare spørsmål om tid før meldingen kom, og på en pressekonferanse tillyst av NASA 17. april skjedde det: På grunnlag av data fra Kepler-romteleskopet har astronomer funnet den første eksoplanet på størrelse med Jorden i den beboelige sonen rundt en annen stjerne.

Den beboelige sonen er som kjent avstanden fra en stjerne der eventuelt vann vil være i flytende form på en planets overflate. Tidligere eksoplaneter funne i den beboelige sonen har vært minst 40 prosent større enn Jorden.

Animasjon som viser solsystemet til Kepler-186f, og hvordan planeten selv kanskje ser ut.

Den nyoppdagede eksoplaneten, Kepler-186f, har en størrelse mer lik Jordens, men masse og sammensetning er ikke kjent. Tidligere funn antyder imidlertid at eksoplaneter av Kepler-186f´s størrelse er av stentypen.

”Oppdagelsen av Kepler-186f er et betydelig skritt i retning av verdener som ligner Jorden,” sier Paul Hertz, sjef for Astrophysics Division ved NASAs hovedkvarter i Washington DC. ”Fremtidige prosjekter som TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) og JWST (James Webb Space Telescope) vil gjøre det mulig å oppdage de nærmeste stenplanetene og bestemme sammensetning pluss trekk ved atmosfæren.”

Kepler-186f befinner seg i Kepler-186 systemet omkring 500 lysår fra Jorden i stjernebildet Cygnus (Svanen). Systemet omfatter også fire andre eksoplaneter i baner rundt en stjerne med omtrent halvparten av Solens størrelse og masse. Stjernen er av type M dverg eller rød dverg, som utgjør 70 prosent av stjernene i Melkeveien.

Kepler-186f bruker 130 dager på et år rundt stjernen og mottar energi tilsvarende en tredjedel av det Jorden mottar fra Solen, noe som plasserer den nær ytterkanten av den beboelige sonen. På eksoplanetens overflate tilsvarer lysstyrken fra stjernen ved middagshøyden kun den vi får fra vår sol omkring en time før solnedgang.

Forskningsresultatene er publisert i 17. april utgaven av tidsskriftet Science.

Månesonde styrtet mot månen

NASAs LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) traff Månen 18. april en gang mellom klokken 06.30 og 07.22 norsk tid, altså før det angitte tidspunktet (21. april).

Forskjellige bremsemanøvrer innledet tidlig i april reduserte minste banehøyde til omkring 1,5 km, før siste oppbremsing 11. april sørget for at treffpunktet kom til å ligge på Månens bakside. Orbitalsonden overlevet den totale måneformørkelsen 15. april.

Treffhastigheten var 5792 km/t, og forskerne er nå spente på å se hva slags merker kollisjonen etterlot i overflaten. Alt fra et lite krater i en skråning til vrakrester spredd utover et flatt landskap er mulig, og NASA-orbitalsonden LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) skal nå prøve å finne svaret med sine kameraer.

I tillegg til å skaffe detaljert informasjon om struktur og sammensetning av Månens uhyre tynne atmosfære, skal man ikke glemme at LADEE også ble brukt til å demonstrere toveis laserkommunikasjon for overføring av data til Jorden.

Overføringen foregikk med en hastighet på 622 Mbps (megabits per sekund) over avstanden på omkring 384 550 km. I tillegg ble data overført fra primær-bakkestasjonen i New Mexico til laserkommunikasjon-terminalen i LADEE.

Som kjent ble bruken av orbitalsonden stoppet fordi den var gått omtrent tom for manøvreringsdrivstoff.

Ny asteroide-sonde

To NASA-prosjekter har nylig vært gjennom en CDR (Critical Design Review) med godt resultat, og har dermed innledet overgangen fra papirstadiet til bygging og utvikling.

Video fra NASA om OSIRIS-Rex.

For OSIRIS-Rex (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer) foregikk CDR ved Lockheed Martin Space Systems Company i Littleton, Colorado, fra 1. til 9. april, da eksperter fra NASA og andre eksterne organisasjoner gjennomgikk konstruksjonen.

OSIRIS-Rex skal etter planen skytes opp høsten 2016 for å gjennomføre et møte med asteroiden Bennu i 2018 og returnere til Jorden med  prøvemateriale i 2023. Romsonden skal utstyres med fem instrumenter for undersøkelser av asteroidens overflate fra bane rundt, og oppsamlingen av minst 60 gram overflateprøver skal skje først etter noe over et års rekognosering.

Hensikten med det hele er å finne svar på grunnleggende spørsmål om hvilke stoffer som fantes da solsystemet oppsto, videre om kilden til organisk materiale og vann som kan ha muliggjort liv på Jorden.

Prosjektet vil dessuten bidra til NASAs asteroide-initiativ og til våre kunnskaper om hvor mange potensielt farlige nær-Jorden det virkelig er snakk om.

Det er Goddard Space Flight Center som står for styringen av prosjektet, det tredje i NASAs New Frontiers Program.

Solsonde innenfor banen til Merkur

For Solar Probe Plus ble en vellykket CDR ved Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland, avsluttet 13. april.

Solar Probe Plus konstrueres for å fly nærmere Solen enn noe romfartøy har gjort tidligere, vesentlig nærmere enn planeten Merkur, og det er i seg selv en teknisk utfordring.

Med oppskytning i 2018 skal sonden fly 24 ganger rundt Solen, og stadig nærmere ved gravitasjonshjelp fra syv Venus-passeringer. Nærmest Solen vil hastigheten være omkring 190 kilometer i sekundet i en avstand av 6,2 millioner kilometer fra overflaten.

I dette området har det ikke vært operative fartøyer tidligere, og Solar Probe Plus skal bruke ti instrumenter for å skaffe svar på i hvert fall to viktige spørsmål: Hvorfor er Solens ytre atmosfære atskillig varmere enn den synlige overflaten og hva er det som akselererer solvinden?

”Svar på disse spørsmålene kan bare skaffes ved målinger av solvinden nede i koronaen,” sier Solar Probe Plus prosjektforskeren Nicky Fox ved Applied Physics Laboratory.

Temperaturbeskyttelse skal skaffes ved et karbonkompositt varmeskjold som tåler i overkant av 1371 grader C og samtidig hindre fysisk skade i kollisjoner med høyenergipartikler.

Video om Solar Probe Plus, fra University of Huntsville, Alabama.

SpaceX på Kennedy Space Center

14. april undertegnet SpaceX en 20 års avtale med NASA om bruk av Kennedy Space Center´s Oppskytningskompleks 39A.

Dette historiske anlegget, som opprinnelig ble bygget for Saturn V oppskytningene og som senere har vært benyttet av romfergen, skal altså nå over i ren kommersiell romvirksomhet.

Oppskytningskompleks 39B, omkring 1,6 km unna, bygges om av NASA for bruk til SLS (Space Launch System) oppskytninger.

Nye NASA-rådgivere

16. april kunngjorde NASA-sjef Bolden utnevnelsen av seks nye medlemmer til NAC (NASA Advisory Council).

De nye medlemmene er Waydo Austin (øverste sjef for The Aerospace Corporation), Wayne Hale (blant annet i ledelsen for romfergeprogrammet 2003-2008), Scott Hubbard (tidligere blant annet sjef for Ames Research Center, nå professor ved Department af Aeronautics and Astronautics, Stanford University), Miles O´Brien (journalist, dekket romsektoren for CNN i 17 år), Thomas Young (tidligere blant annet i ledelsen for Lockheed Martin Corporation og sjef for Goddard Space Flight Center) og Kathryn Schmoll (tidligere flere NASA-lederstillinger, nå tilknyttet University Corporation for Atmospheric Research i Boulder).

Nytt materiale for energilagring

En gruppe forskere ved MIT (Massachusetts Institute of Technology) og Harvard University hevder å ha utviklet et materiale som kan lagre energi i kjemisk form og frigi den etter behov.

Materialet vil i tilfelle kunne åpne for utvidet bruk av solenergi, spesielt der energi i form av varme er det man har behov for.

Måneveteran er død

NASA-ingeniøren John C. Houbolt, som ved sin utvikling av og klokketro på ”møte-i-månebane” konseptet bidro vesentlig til gjennomføringen av menneskets første landing på Månen innen utgangen av 1960-årene, døde 15. april i en alder av 95 år.