Fagstoff

Utforskning av verdensrommet

Publisert: 01.09.2010, Oppdatert: 03.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
Hubble-bilde

Astronomi er en av de eldste vitenskapene, og menneskene har studert stjernehimmelen til alle tider. På 1600-tallet ble teleskopet oppfunnet, og astronomi ble en moderne vitenskap. Med utvikling av romteknologi ble det i løpet av de siste tiårene skapt helt nye muligheter for å studere verdensrommet, både vårt eget solsystem og de fjerneste delene, som kan gi informasjon om hvordan det hele begynte.

ESA har definert følgende grunnleggende problemstillinger innen romvitenskap:
* Hvordan har jorda og solsystemet vårt utviklet seg?
* Hvor er vi i universet?
* Hvor beveger vi oss?
* Hvor oppsto liv, og er vi alene?

Pico de ValetaPico de Valeta
Opphavsmann: ESA
 
COBECOBE
Opphavsmann: NASA
 
ISO-satellittenISO-satellitten
Opphavsmann: ESA
 
Hubble-teleskopetHubble-teleskopet
Opphavsmann: NASA
EUVE-satellittenEUVE-satellitt
Opphavsmann: NASA

 

XMM-NewtonXMM-Newton
Opphavsmann: NASA
 
RosettaRosetta
Opphavsmann: ESA
 
Rosetta og kometenRosetta og P67/Churyumov-Gerasimenko
Opphavsmann: ESA
 

 

Romteknologi har gitt oss bedre muligheter til studie av verdensrommet på to måter:

  • observasjon fra plattformer utenfor atmosfæren
  • utsendelse av sonder for å undersøke bestemte himmellegemer som sola, planeter, måner og kometer


Observasjon av verdensrommet

Vi kan motta radiobølger fra satellitter, og når skyene borte, kan vi nyte skarpt sollys om dagen og se stjernehimmelen om natta. Dette kan få oss til å tro at atmosfæren er transparent for hele spektret av elektromagnetiske bølger, inkludert lys. Men det er ikke tilfelle.

Det er bare to relativt smale ”vinduer” som er transparente, ett ved mikrobølgefrekvenser opptil noen titall GHz, og ett i området infrarødt og synlig lys. Men selv for synlig lys kan turbulens i atmosfæren forvrenge bilder.

Vinduerr i atmosfærenVinduer i atmosfæren
Opphavsmann: ESA

Radioastronomi

Ved å rette store antenner mot verdensrommet er det mulig å kartlegge strålingskilder. Disse kan noe ganger identifiseres med synlige objekter, radiostjerner, men noen ganger kommer strålingen fra områder uten synlige stjerner. Innen radioastronomi er signalnivåene lave, og da er der viktig å holde støynivået i stasjonen lavt. Atmosfæren vil alltid ha en viss absorpsjon av radiobølger, og det resulterer uunngåelig i en støyøkning. Atmosfæren påvirker de høye frekvensene, korte bølgelengder, mest. Derfor er det viktig å komme høyt opp, hvor luftlaget er tynt. På fjellet Pico de Valeta i Sierra Nevada, Spania, i en høyde på 2900 meter er det et radioobservatorium med 30 meter antennediameter, og det har mottakere for frekvenser opptil 230 GHz, 1,3 mm bølgelengde.

I 1989 til 1991 ble det utført måling av bakgrunnsstråling i mikro-bølgeområdet fra en satellitt, Cosmic Background Explorer (COBE), eller Explorer 661. Resultatet av målingene førte til at to personer, John Mather og George Smooth, fikk Nobelprisen i fysikk i 2006.

Infrarødt

Atmosfæren sperrer for infrarødt for bølgelengder større en ca. 2μm, og for å studere verdensrommet for slike bølgelengder må det benyttes raketter, ballonger eller satellitter.  Både amerikanske og europeiske satellitter ble brukt til å studere infrarød stråling i verdensrommet. ESAs satellitt var Infrared Space Observatory (ISO) som i perioden 1995 til 1998 foretok målinger med god vinkeloppløsning og med muligheter for spektralanalyse av signalene. Senere sendte NASA opp en enda mer avansert satellitt, Spitzer Telescope.

NASA sendte i 2009 opp WISE-teleskopet som skal avbilde hele himmelen i det infrarøde området, skarpere og med større detalj enn tidligere forsøk, og observasjonene begynte 14. januar 2002.

Ultrafiolett

Atmosfæren er helt ugjennomtrengelig for bølgelengder kortere enn 310 nm. Astronomene hadde lenge ventet at observasjoner ved slike bølgelengder ville være interessante, men de måtte vente på satellitter for å kunne gjennomføre dem. De første detektorene for ultrafiolett lys ble sendt opp allerede i 1960-årene, men det var Hubble-teleskopet i 1990 som ga det store gjennombruddet. Dette teleskopet observerte både ultrafiolett og synlig lys. Det er senere skutt opp satellitter som bare observerte i det ultrafiolette området, Extreme Ultraviolet Explorer (EUVE), som var i drift fra 1992 til 2001.

Røntgenastronomi

Den første satellitten med røntgendetektorer var Small Astronomy Satellite (SAS 1), Uhuru, som ble skutt opp i 1970. Senere er et stort antall satellitter med utstyr for måling av røntgenstråling blitt skutt opp. Den europeiske X-ray Multimirror Observatory, XMM-Newton, fra år 2000 var utstyrt med tre avanserte teleskop. Det blir blant annet brukt til å observere de fjerneste delene av universet.

Gammastråleastronomi

Gammastråler har mer energi enn Røntgen-stråler, men også de blir blokkert av atmosfæren. Kilder for slik stråling ble oppdaget så tidlig som 1972 av satellitten Small Astronomy Satellite, AS1.

Sonder i verdensrommet

Romteknologien har åpnet for å sende avanserte romfartøyer til fjerne himmellegemer i solsystemet vårt. Disse kan ta prøver som kan gjøres tilgjengelig for grundige analyser, inkludert studier for å oppdage materialer som kan gi indikasjon på liv. Måneferden er et eksempel på dette. Fra Apollo-ferdene er det totalt hentet ned 2415 prøver på til sammen 382 kg materiale fra månen.

Rosetta-prosjektet

Det er et stort antall sonder som er skutt ut for å studere forskjellige himmellegemer. Vi skal nøye oss med å se på ett av disse programmene, Rosetta fra ESA, som er det første prosjektet med landing på en komet.

Formålet var å møte kometen P67, Churyumov/Gerasimenko. Her skal den gå i bane rundt kometen og så sette ned på kometoverflaten en lander som skal kunne ta prøver, analysere prøvene, sende resultatet tilbake til ”moderskipet” som så skal sende informasjonen tilbake til jorda.

Selve satellitten er 2,8 x 2,1 x 2.0 meter og har et solcellepanel med et areal på 64 m2, og den skal kunne operere 800 millioner km fra sola, hvor intensiteten bare er 4 % av den ved jorda. Massen ved  oppskyting er på 3000 kg.  Av dette var 1670 kg drivstoff og 165 kg vitenskapelige instrumenter. Den hadde også med seg en lander på 100kg. Rosetta ble skutt opp den 2. mars 2004 og det beregnes at den skal sette landeren på kometen i november 2014, etter en flukt på over 10 år. Satellitten er utstyrt med stjernekart og et eget navigasjonssystem.

Underveis skal satellitten innom banene til noen av planetene for å få større fart i en slags svingstangmanøver.  Den siste passering av jordkloden var 13. november 2009 da den kl 0845 CET passerte over Java i en høyde på 2481 km, og med en hastighet på 13,34 km/s. Denne manøveren ga en hastighetsøkning på 3,6 km/s. Den skal passere asteroiden Lutetia i juli 2010 og møte Churyumov/Gerasimenko i 2014. I 2011 kommer den til det fjerneste, og kaldeste, området på turen, og da går den i dvale til den vekkes våren 2014. Etter møtet med P67 skal den følge kometen i en solbane til den når perihelion i desember 2015.