Saltvann på Jupiter-måne og helikopter på Mars

Romforskning

Nordlys avslører saltvann på Jupiter-måne

Med en diameter på 5268 kilometer er Jupiter-månen Ganymedes ikke bare solsystemets største, men også den eneste med et eget magnetfelt. Dette magnetfeltet skaper polarlys, det vil si bånd av elektrisert, lysende gass i områder ved månens nord- og sydpol – noe tilsvarende nordlyset og sydlyset her på Jorden. Men fordi Ganymedes befinner seg så nær Jupiter, ligger den også i kjempeplanetens magnetfelt. Slik at når Jupiters magnetfelt endrer seg, skjer det også forandringer med Ganymedes´ polarlys – det vugger frem og tilbake.

Ved å observere bevegelsen til de to polarlysene med Hubble-romteleskopet har en gruppe forskere under ledelse av Joachim Saur ved Universitetet i Køln kommet til at det under overflaten på Ganymedes finnes anselige mengder saltvann som påvirker månens magnetfelt: Hvis et hav av saltvann er tilstede, vil Jupiters magnetfelt skape et sekundært magnetfelt i havet, og dette magnetfeltet vil motvirke Jupiter-feltet med en slags ”magnetisk friksjon” som bremser vuggebevegelsen. Polarlys-vuggingen reduseres fra seks til to grader.

Nordlysbeltene som er observert med Hubble-teleskopet er farget i blått og lagt oppå et bilde av Jupiters måne Ganymedes tatt fra romsonden Galileo. Mengden som månens magnetfelt rugger på seg, antyder at månen har et hav av saltvann under overflaten. (Foto: (Bilde: NASA/ESA))
Nordlysbeltene som er observert med Hubble-teleskopet er farget i blått og lagt oppå et bilde av Jupiters måne Ganymedes tatt fra romsonden Galileo. Mengden som månens magnetfelt rugger på seg, antyder at månen har et hav av saltvann under overflaten. (Foto: (Bilde: NASA/ESA))

Forskerne antyder at havet er 100 kilometer dypt, ti ganger dypere enn Jordens hav, og ligger under en 150 kilometers skorpe av hovedsakelig is. Det kan dreie seg om mer vann enn den samlede mengde på Jordens overflate.

De første påstander om et hav i Ganymedes kom i 1970-årene. NASAs Jupiter-sonde Galileo registrerte et magnetfelt rundt månen i 2002, men målingene ble gjort med 20 minutters mellomrom og varte i så kort tid at de ikke snappet opp vuggebevegelsene i havets sekundære felt.

De nye observasjonene ble gjort i ultrafiolett, som for det meste filtreres ut av jordatmosfæren, men som ligger innenfor registreringsområdet for Hubble-romteleskopet.

Helikopterdrone kan lette navigasjon for Mars-kjøretøy

NASAs JPL er i gang med utviklingen av en helikopter-drone som kan brukes til rekognosering i forbindelse med styringen av fremtidige kjøretøyer på Mars, ble det meldt 17. mars.

Styringen av Mars-kjøretøyer er vanskelig, ikke minst  på grunn av avstanden – avhengig av hvor Mars og Jorden befinner seg i forhold til hverandre, kan et radiosignal bruke fra 8 til 42 minutter på tur/retur-strekningen. Det krever at en kjøretur på Mars må forberedes grundig, og programmerte instrukser blir sendt opp i forveien. Instruksene utarbeides ved bruk av bilder fra kjøretøyets navigasjonskameraer, noen ganger også på grunnlag av oversiktsbilder fra orbitalsonder.

NASA utvikler et robothelikopter som kan speide over terrenget der framtidige ubemannede marskjøretøy skal navigere. (Foto: (Illustrasjon: NASA/JPL))
NASA utvikler et robothelikopter som kan speide over terrenget der framtidige ubemannede marskjøretøy skal navigere. (Foto: (Illustrasjon: NASA/JPL))

En annen mulighet er at kjøretøyets datamaskin på egen hånd vurderer bildene fra navigasjonskameraene for å beregne hastigheten og identifisere hindringer eller faremomenter. Det vil til og med selv kunne stake ut en noenlunde sikker rute til et utpekt mål, men kjøreturer basert på instrukser fra bakken er de raskeste.

Mars Exploration Rovers Spirit og Opportunity var i stand til å tilbakelegge opptil 124 meter i løpet av en time ved styring på egen hånd. Men metoden er også den minst sikre – når kjøretøyet styrer seg selv går det langsommere fordi prosessering av bildene tar tid, og det kan være snakk om strekninger ned mot ti meter på en time. Metoden brukes da også særlig når kjøretøyet ikke har klar sikt fremover på grunn av et kupert terreng.

Frem til midten av mars i år var 144 meter den lengste distansen Curiosity hadde tilbakelagt i løpet av en dag. Tilsvarende tall for Opportunity var 224 meter. Hvis operatørene i Kontrollsenteret kunne skaffe seg en bedre oversikt over veien fremover, kunne de lage instrukser for en trygg, lengre dagskjøring. Og her er det helikopter-dronen kommer inn: Bilder fra den forholdsvis lave flyhøyden ville være til stor hjelp for identifikasjon av vitenskapelig sett interessante steder og for planlegging av kjøreturen dit.

Helikopterflyvning på Mars byr imidlertid på spesielle utfordringer. Mars-gravitasjonen er riktignok bare 38 prosent av Jordens, men atmosfærens tetthet er mindre enn en hundredel. Større mengder atmosfære må akselereres nedover, og det krever økt størrelse på rotorbladene eller høyere rotasjonshastighet. Helikopteret må være i stand til å fly på egen hånd etter mottatte instrukser, det vil si opprettholde en stabil flyvning langs en forutbestemt rute. Det må kunne lande og starte gjentatte ganger i et stenpreget terreng, dessuten tåle vanskelige forhold med lave natt-temperaturer pluss innslag av virvelvinder og støvstormer.

JPL-ingeniørene har konstruert et helikopter med en vekt på bare 1 kilogram, en rotordiameter på 1,1 meter og en rotasjonshastighet på 3400 omdreininger i minuttet. Størrelsen er mindre enn en skoeske. Det er drevet av strøm fra solceller, nok til en flyning på to til tre minutter og til oppvarming om natten. Flytiden kan gi en strekning på omkring 500 meter, og bruken vil kunne tredoble et kjøretøys tilbakelagte strekning på bakken.

Mars-kjøretøyet Curiosity er i full virksomhet igjen etter spenningsoverslaget i armen 27. februar, ble det meldt 16. mars.

Den internasjonale romstasjonen

Mannskapsbytte

Ekspedisjon 42 stasjonssjef Barry Wilmore (NASA) og de tekniske medlemmene Alexander Samokutjaev (Roskosmos) pluss Elena Serova (Roskosmos) landet trygt i tilbakevendingsseksjonen fra Sojus TMA-14M sydøst for Dzhezkazgan i Kasakhstan 12. mars klokken 04.07 norsk tid, etter 167 dager i rommet. Serova var Russlands fjerde kvinnelige kosmonaut.

Tilbake i Den internasjonale romstasjonen er nå Ekspedisjon 43 stasjonssjef Terry Virts (NASA) og de tekniske medlemmene Anton Shkaplerov (Roskosmos) og Samantha Christoforetti (ESA). Disse tre vil også utgjøre den første halvdelen av Ekspedisjon 44.

Den andre halvdelen av Ekspedisjon 44, Scott Kelly (NASA), Mikhail Kornienko (Roskosmos)  og Gennadij Padalka (Roskosmos) skal skytes opp 27. mars. Kelly og Kornienko vil som kjent starte et ett års opphold når de ankommer stasjonen.

Kjell Lindgren (NASA), Oleg Kononenko (Roskosmos) og Kimiya Yui (JAXA) vil 26. mai bli skutt opp i Sojus TMA-17M. Når disse tre skal ned i november i år, vil de tilhøre Ekspedisjon 45 mannskapet.

Barry Wilmore, leder av ekspedisjon 42 til den internasjonale romstasjonen, hviler ut i en stol utenfor Soyuz-14M-romskipet bare minutter etter at han har landet sammen med resten av mannskapet i et øde område nær byen Zhezkazgan i Kasakhstan. Wilmore opplever her jordas tyngdekraft for første gang etter nesten et halvt år i vektløsheten på romstasjonen. (Foto: NASA/Bill Ingalls)
Barry Wilmore, leder av ekspedisjon 42 til den internasjonale romstasjonen, hviler ut i en stol utenfor Soyuz-14M-romskipet bare minutter etter at han har landet sammen med resten av mannskapet i et øde område nær byen Zhezkazgan i Kasakhstan. Wilmore opplever her jordas tyngdekraft for første gang etter nesten et halvt år i vektløsheten på romstasjonen. (Foto: NASA/Bill Ingalls)

Bigelows oppblåsbare modul vist fram

Bill Gerstenmaier, NASAs Associate Administrator for Human Exploration and Operations, var tilstede i Las Vegas 12. mars da Bigelow Aerospace viste frem BEAM (Bigelow Expendable Activity Module) i sammenpakket form. Det er denne oppblåsbare seksjonen som skal fraktes til Den internasjonale romstasjonen i år på det åttende kommersielle Dragon-romfartøyet.

Den sammenpakkede seksjonen utgjør en kort sylinder med diameter omkring 2,4 meter, og den skal festes til stasjonens Tranquility knutepunktseksjon eller node. Etter en serie mekaniske prøver vil oppblåsingen starte, og det vil gi en 16 kubikkmeters økning i romstasjonens trykkvolum.

Oppblåsbare seksjoner blir av flere spådd en viktig rolle i fremtidens bemannede utforskning av rommet, men nå skal det først gjennomføres en to års observasjon av BEAM´s reaksjon på blant annet stråling, mikrometeoroider og romskrap.

Orion-romkapselen

Gradvis utvikling av romskip for bemannede langferder

Fartøyer for NASAs fremtidige bemannede ferder langt utover i rommet vil bli utviklet etter hvert som økonomien tillater det, og ikke parallelt i et stort program. Det er slik Orion kommer først, etterfulgt av en serviceseksjon. Romorganisasjonen er forresten usikker på om byggingen av serviceseksjonen i fremtiden vil fortsette i Europa, eller flyttes til et amerikansk selskap.

Det neste fartøyet blir trolig en oppholdsseksjon, fordi mannskapsseksjonen/kapselen ikke kan betjene fire astronauter lenger enn 21 dager. SpaceX skal senere i år skyte opp en Bigelow Aerospace oppblåsbar seksjon for prøvebruk på Den internasjonale romstasjonen (se ISS), og denne seksjonen kan bli forgjengeren til en Orion oppholdsseksjon på lange ferder.

Nye prøver med den første Orion-kapselen

Orion 01 kapselen som ble benyttet på EFT-1 (Exploration Test Flight 1) ferden 5. desember i fjor, skal også brukes på AA-2 (Ascent Abort 2) avbruddsprøven i 2018. Bærerakett blir et pensjonert Peacekeeper langdistansemissil med et Minotaur V trinn.

Avbruddssystemet for AA-2 prøven vil omfatte faststoffmotorene for kapsel-separasjon, stillingskontroll og avbrudssystem-separasjon. Bare den siste var aktiv på EFT-1.

Romfart generelt

50 år siden første spasertur i rommet

18. mars var det femti år siden den sovjetiske kosmonauten Aleksej A. Leonov ble første menneske utenfor et romfartøy.

Under ”utflukten” på litt over 12 minutter oppsto en dramatisk situasjon fordi romdrakten este ut og gjorde det vanskelig for ham å komme inn i luftslusen igjen på riktig måte, men også under ferden for øvrig var det problemer.

Redningsromdrakt videreutvikles

På bakgrunn av den kritiske situasjonen som oppsto da Apollo 13 astronautene i april 1970 måtte klare seg på en ferd rundt Månen med de begrensede ressursene av for eksempel elektrisk strøm og oksygen som fantes i månelanderen Aquarius, er amerikanske ingeniører og astronauter i gang med utvikling av en modifisert ACES (Advanced Crew Escape Suit) romdrakt.

ACES, lett kjennelig  med sitt oransjefargede overtrekk, ble benyttet under oppskytning og tilbakevending i romfergeprogrammet etter STS-65. Modifikasjonen har blant annet til formål at brukeren skal kunne leve tre dager i drakten hvis det skulle oppstå trykkfall. Og det medfører at den må tillate spising samt avføring uten at det innvendige trykket går tapt.

NASA-astronautene Cady Coleman og Ricky Arnold går inn i en mockup av Orion-romkapselen iført ACES-drakter. Det er en videreutvikling av disse draktene som nå skal gi astronautene beskyttelse i opptil tre døgn. (Foto: NASA/Bill Stafford)
NASA-astronautene Cady Coleman og Ricky Arnold går inn i en mockup av Orion-romkapselen iført ACES-drakter. Det er en videreutvikling av disse draktene som nå skal gi astronautene beskyttelse i opptil tre døgn. (Foto: NASA/Bill Stafford)

Romtransport

Rakettmotor for SLS prøves ut

Den første av to bakkeprøver for SLS´ (Space Launch System´s) faststoffmotor med fem segmenter ble gjennomført med godt resultat av Orbital ATK ved Promontory i Utah 11. mars. Motoren har samme diameter som den benyttet på romfergen, 3,7 meter, men altså ett drivstoffsegment mer slik at lengden ble hele 54,0 meter. Skyvkraften var 16 033kN og brenntiden litt over to minutter, det samme som den vil være i bruk på en SLS-rakett.

Den første prøven skulle skje ved høyeste aksepterte drivstofftemperatur, 32 grader C, og det tok måneder å varme opp hele ladningen. Prøve nummer to, tidlig 2016, skal foregå ved den laveste aksepterte temperaturen, 4,4 grader C.

531 forskjellige målinger ble gjort under prøven, og for eksempel forbrenningstemperaturen ble avlest til 3093 grader C.

I pressemeldingen fra prøven står det at motoren var den største og kraftigste hittil. Det er ikke riktig, for i tidsrommet 25. september 1965 til 17. juni 1967 ble en Aerojet-faststoffmotor med en diameter på 6,6 meter og en lengde på 23,0 meter avfyrt tre ganger. Skyvkraften var oppe i 26 188 kN.

Virgin Galactics LauncherOne klar før 2017

Sjefen for Virgin Galactic, George Whitesides, uttalte 17. mars at den flybårne LauncherOne raketten for oppskytning av mindre satellitter bør være klar innen utgangen av 2016.

Raketten skal startes opp etter slipp fra selskapets WhiteKnightTwo bærefly.

Jordobservasjon

Rapport varsler flere jordobservasjonssatellitter

Den økende etterspørselen etter jordobservasjonsbilder vil føre til at det blir bygget i overkant av 200 jordobservasjonssatellitter de neste ti årene, mener det amerikanske analyseselskapet Forecast International.

Selskapets nye rapport ”The Market for Civil and Commercial Remote Sensing Satellites” antyder en produksjonsverdi på 27,2 milliarder dollar for perioden 2015-2024. Den bakenforliggende studien dekker omkring 58 forskjellige jordobservasjonsprogrammer der satellittenes vekt er 100 kilogram eller mer.

Det gjennomsnittlige antallet sivile og kommersielle jordobservasjonssatellitter skutt opp i femårsperioden 2010-2014 var 12 per år, et tall som forventes å stige til 25 mellom 2015 og 2019.

Et nytt konsept som omfatter monteringen av et instrument på Den internasjonale romstasjonen og bruken av signaler fra navigasjonssatellitter vil kunne gi data om havoverflate-høyde og havstrømmer, meldte ESA 16. mars.

Diverse

Moon Express skal bruke Cape Canaveral for Lunar XPrize-ferd

Det amerikanske selskapet Moon Express er ett av de 18 som konkurrerer om Google Lunar X Prize premien på 20 millioner dollar for det første som, på basis av privat kapital, kan lande et kjøretøy på Månen. Der skal det bevege seg minst 500 meter mens det overfører høyoppløsnings-videobilder til bakken.

Moon Express, også kjent som MoonEx, har nylig inngått en avtale om bruk av Cape Canaveral Air Force Station´s SLC-36 (Space Launch Complex 36), som i tidsrommet 1962-2005 ble benyttet til oppskytning av Atlas Centaur bæreraketter, men som ble deaktivert etter at det amerikanske flyvåpenet overførte komplekset til Space Florida i 2010.

Selskapets landingsfartøy MTV-1X begynte prøver ved NASAs Shuttle Landing Facility på Kennedy Center i 2014, og dette prøveprogrammet skal nå flyttes til SLC-36.

Konkurransen avsluttes ved utgangen av 2016.

Norsk selskap får oppdrag om vannutvinning på månen

Det amerikanske Shackleton Energy Company og det norske teknologiselskapet Zaptec har undertegnet en intensjonsavtale om å utforske hvordan teknologi opprinnelig utviklet av Zaptec for norsk olje- og gassvirksomhet kan anvendes for å opprette en lett infrastruktur med formål å utvinne vann på Månen, ble det opplyst på et møte i Wien 12. mars.