UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Uddannelses- og Forskningsudvalget 2015-16
UFU Alm.del Bilag 171
Offentligt

"Jorden står op over Månen"

Billede: NASA/Goddard/Arizona State University

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Redaktionelt

Udgiver: Dansk Selskab for

Rumfartsforskning

Dansk Rumfart nr. 73, maj 2016

ISSN 0905-2410

Finn Willadsen

Martin Robert Knudsen

Lykke Pedersen

(ansvarshavende redaktør)

[email protected]

Redaktionen:

Kontakt redaktionen

Tryk:

Eurographic

Dansk Selskab for Rumfartsforskning blev grundlagt i 1949 og har

været medlem af IAF (International Astronautical Society) siden

1951. Selskabets hovedformål er at udbrede kendskabet til rumfart i

almindelighed og danske rumfartsaktiviteter i særdeleshed.

Det gør vi ved at udgive bladet Dansk Rumfart med artikler om

rumfart og - især danske - rumfartsprojekter, og ved at drive

hjemmesiden rumfart.dk, hvor du kan læse om selskabets aktuelle

arrangementer og kan finde masser af faktasider med

baggrundsinformaiton om rumfart.

Alt arbejde i selskabet foregår på frivillig basis, og alle er velkomne til

at hjælpe til, hvis de har noget at bidrage med.

Kontakt [email protected] , hvis du vil deltage i arbejdet.

Som medlem af selskabet får man tilsendt bladet Dansk Rumfart og

man kan deltage i de arrangementer, som organiseres af selskabet.

Desuden får man det norske blad Romfart, der udkommer fire gange

årligt. Som medlem af Dansk Selskab for Rumfartsforskning kan du

deltage i IAFs store kongres IAC til reduceret pris. Du kan også søge

om optagelse i en af IAFs komitéer og du kan få adgang til IAFs

arkiv med omkring 30.000 artikler.

Ordinært medlem: 300 kr, studerende: 175 kr, unge under 18 år: 60 kr.

Bestil girokort via menupunktet "Bliv medlem" på selskabets

hjemmeside www.rumfart.dk

Oplag:

800

Layout:

Lykke Pedersen

Forsidebillede:

Blåt lyn filmet af Andreas Mogensen fra ISS.

Billede: DTU Space, ESA, NASA

Rosetta mission selfie 16 km fra kometen

67P/Churyumov–Gerasimenko

Billede: ESA/Rosetta/Philae/CIVA

Bagsidebillede:

Indhold til Dansk Rumfart:

Har du en histore eller en ide til en artikel, som

du gerne vil formidle videre til andre, kan du

sende en mail til redaktionen. Redaktionen

påtager sig dog intet ansvar for materiale, der

indsendes uopfordret.

Artikler og indlæg i bladet er udtryk for

forfatterens personlige meninger og kan ikke

nødvendigvis opfattes som redaktionens

holdning og opfattelse.

Bruges artikler fra bladet som kildemateriele skal

der refereres til Dansk Rumfart med

henvisning til bladets nummer, årstal, udgivet af

Dansk Selskab for Rumfartsforskning

samt artiklens navn og forfatter.

QR kode til Dansk Selskab for

Rumfartsforskning

Dansk Rumfart nr. 73 er udgivet med støtte fra

Lundbeckfonden.

TAK TIL LUNDBECKFONDEN

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

INDHOLD

DANSK RUMFART NR 73 2016

KORT NYT

- New Horizon, SpaceX,

ExoMars, den niende planet

6 RUMFARTSNYHEDER

FORSKNING

Benjamin Svejgaard

8 Danske celler i rummet

(medicinsk)

14 Tordenguden Andreas Mogensen

21 Exoplaneter

Hans Kjeldsen

ASIM og THOR på den Internationale Rumstation

Torsten Neubert

- forskning og resultater

Læs på s. 8 og s. 14 om den bagvedliggende

forskning for to af eksperimenterne, som

Andreas Mogensen udførte under IRISS

missionen.

(Nævnt i Dansk Rumfart nr. 72 som:)

- Endothelceller

- På sporet af lyn

www.rumfart.dk

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

27 Space Launch System

VIRKSOMHEDER

OG INNOVATION

Finn Willadsen

SLS - nøglen til bemandede rumrejser

på satellitter og sonder

Michael Lumholt

Martin Robert Knudsen

UDDANNELSE, KURSER

OG KONFERENCER

Lykke Pedersen

40 IAFs årlige forårsmøde i Paris

42 Forskelligt

Andreas Mogensen udnævnt til

æresmedlem

Tyskland søger sin første kvindelige

astronaut

TICRA - dansk fingeraftryk

Eksponentiel udvikling og NewSpace

CubeSats fra GomSpace

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

New Horizon blev opsendt 19. januar 2006 med planeten

Pluto som mål. Senere i 2006 blev Pluto nedgraderet til

dværgplanet. New Horiszon passerede Pluto 14. juli 2015.

New Horizon tog en række billeder af Pluto og dens Måner

herunder ikke mindst den store Måne Charon. Det er ingen

overdrivelse at sige at resultaterne overraskede: Pluto viste

sig som en geologisk aktiv klode med få kratere.

New Horizon blev sendt videre imod et Kuiperbælteobjekt

kaldet 2014MU69.

Billede: NASA

er et privat firma, der i én optik er en virksomhed, som foretager

satellitopsendelser og opsendelser af forsyninger til den

internationale rumstation ISS. I deres egen optik er de en

virksomhed, der udvikler den nødvendige teknologi til at kunne

kolonisere Mars.

For at komme til Mars er det bl.a. nødvendigt at udvikle et

genbrugeligt førstetrin til deres opsendelser.

Det er nu lykkedes for SpaceX tre gange at lande deres førstetrin -

ovenikøbet stående. Det kan efter service genbruges.

På den forrige mission CRS-8 i april 2016 sendte de forsyninger til

ISS med deres egenudviklede Dragon forsyningsfartøj, og testede

samtidig om de kunne lande førstetrinnet på en flydende platform.

Det lykkedes - og er siden da lykkedes igen med en natteopsendelse.

Se billedet på modsatte side og den fantastiske video på

http://livestream.com/spacex/events/4862005

EXOMARS er ESAs nye Mars mission.

Den havde en vellykket opsendelse 14.

marts 2016 og vil ankomme til Mars i

oktober 2016.

Exomars består af to dele: en del kaldet

Trace Gas Orbiter, der skal gå i bane

om Mars og et landingsmodul kaldet

Schiaparelli. Hvis det lykkes at lande på

Mars vil det være første gang, der sker

en vellykket landing på Mars af andre

end NASA. Schiaparelli er opkaldt efter

den italienske astronom, der i 1877

"opdagede" Marskanalerne, som senere

viste sig at være en optisk illision.

Schiaparellii skal demonstrere ESAs

evne til at lande på Mars. Det medfører

desuden en pakke med måleudstyr

kaldet DREAMS, der skal måle

meteorologiske forhold på

marsoverfladen.

Fra sin opådagelse i 1930 til 2006 var Pluto den niende planet.

Nu er den dværgplanet; men der er indikationer på at der

skulle være en niende planet langt ude i Solsystemet. Den

skulle veje 10 gange så meget som Jorden og bruge mellem

10.000 og 20.000 år på en tur rundt om Solen. Foreløbig er

indikationerne dog kun tyngdepåvirkningen af en række

objekter i Kuiperbæltet.

Billede: ESA

Billede:

CALTECH/AFP/GETTY IMAGE

www.rumfart.dk

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Billede: SpaceX

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Man har alle dage været interesseret i

hvad der sker med menneske-

kroppen, når den kommer ud i

rummet. De mest velkendte

ændringer, som astronauter oplever

er tab af knogle- og muskelmasse.

Kroppen nedbryder og opbygger sig

selv konstant, men når knogler og

muskler ikke oplever den belastning,

som de er beregnet til under normal

tyngdekraft, nedbrydes de meget

hurtigere end de opbygges. Dette er

baggrunden for, at astronauter

styrketræner og løber på løbebånd

flere timer om dagen – simpelt hen

for at simulere den belastning, som vi

andre på Jorden får ved bare at stå op

om morgenen og gå på arbejde.

Kroppens væskefordeling ændrer sig

også. På grund af tyngdekraften på

jorden søger vores blod altid nedad i

kroppen. Trykket i benene er højere

end trykket i hovedet. For at

opretholde blodtilførsel til hjernen

har kroppen en række kompen-

satoriske mekanismer, der tvinger

blodet opad til hovedet. Når

astronauter kommer i rummet er der

ikke noget der hedder op eller ned,

men kroppens kompensations-

mekanismer virker endnu - dette

medfører at en langt større del af

blodet søger væk fra benene og mod

hovedet, og astronauterne får de

velkendte kyllingeben og “puffy face”

– som vi også så Andreas Mogensen

have det kort efter ankomsten til ISS.

Når der ikke længere er noget sikkert

op eller ned kommer hjernen og

ligevægtsorganet også på overarbejde.

Astronauter får typisk

koncentrationsbesvær eller direkte

kvalme – en slags køresyge i tre

dimensioner, som meget passende er

betegnet “rumsyge”.

Andre ændringer i kroppen indbe-

fatter nedsat immunforsvar og tab af

røde blodlegemer. De fysiologiske

forklaringer på disse mekanismer er

ikke fuldstændigt afklaret, og det er

blandt andet disse fænomener, som

medicinsk rumforskning beskæftiger

sig med i dag.

Som led i undersøgelsen af

rumrejsers effekt på menneske-

kroppen har man historisk set både

undersøgt hele mennesker før, under

og efter rumflyvninger. Men lige så

interessant er det at undersøge hvilke

ændringer der sker i den enkelte celle.

Fra tidligere forskning vides det, at

kræftceller der udsættes for

vægtløshed undergår større niveau af

apoptose – programmeret celledød.

Det betyder kort og godt at

kræftceller der kommer i rummet dør

hurtigere end andre celler. Man

kender ikke den præcise årsag til dette

fænomen, og derfor undersøges

cellulære responser på vægtløshed på

alle mulige leder og kanter.

Formentlig er der tale om en ændring

i cellernes udtryk af gener, deres

www.rumfart.dk

produktion af proteiner og

hormoner – eller endog en ændring i

cellernes form som svar på et

vægtløshedsstimulus. Og det er netop

det, Professor Daniela Grimms

forskningsgruppe på Aarhus

Universitet arbejder med. Daniela

Grimm er læge og professor i

Rummedicin, og bestyrer foruden sin

forskningsgruppe i Aarhus også et

laboratorium på Universität

Magdeburg i Tyskland. Forskningen i

Aarhus er sponsoreret af

universiteterne i Aarhus og

Magdeburg, ESA (European Space

Agency), DLR (Deutsches Zentrum

für Luft- und Raumfahrt), PRODEX

(PROgramme de Développement

d'Expériences scientifiques), samt de

tyske og danske videnskabs-

ministerier – grundet de langsigtede

projekter og kolossale budgetter

forudsætter rummedicinsk forskning

et stort internationalt samarbejde.

Tyngdekraften er det mest stabile

stimulus, som har været til stede op

gennem evolutionen. Over de sidste

milliarder år siden livets opståen har

encellede organismer, og senere

større dyr spredt sig til hver en krog

af planeten. Lysforhold, temperatur,

pH-værdi, saltindhold og mange

andre faktorer kan ændre sig drastisk

– men tyngdekraften på jorden har

altid været konstant inden for få

tusindedele af en newton. Netop

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Vævsflasker i en inkubator: Vævsflaskerne indeholder cellerne og de

næringsstoffer de skal bruge for at overleve.

derfor er det særligt spændende at se

på de ændringer, som celler fremviser

når de udsættes for vægtløshed –

både ægte og simuleret.

Hvorfor ændrer cellerne form?

Hvorfor dør nogle celler, mens andre

trives? Hvorfor ændrer de deres

udtryk af gener og produktion af

proteiner?

I et vævskulturlaboratorium på

Institut for Biomedicin, Aarhus

Universitets dyrkes der forskellige

typer celler i små vævsdyrknings-

flasker fremstillet i plastik. Der

dyrkes både kræftceller fra

mennesker, celler fra blodkar og

endog marvceller, som er manipuleret

til at opføre sig som nervevæv. Nogle

af de kræftceller som bruges i

laboratoriet nedstammer fra prøver,

der er isoleret fra kræftpatienter for

15-20 år siden, og der eksperimen-

teres med celler fra skjoldbruskkirtlen

og fra brystvævene for at lære mere

om hvordan kræftcellerne reagerer på

vægtløsheden.

Vævsdyrkningsflaskerne som

anvendes til forsøgene er firkantede

og på størrelse med en stor

tændstikæske. Under forsøgene fyldes

de op med et rødligt medium, som

indeholder nærringsstoffer og

antibiotika; komponenter som er

vigtige for at cellerne kan dele sig.

Cellerne lever som regel på bunden

af flasken i et enkelt lag så længe de

udsættes for almindelig tyngdekraft,

men når de udsættes for ægte eller

simuleret vægtløshed løsriver de sig,

og danner små klumper af celler, som

kaldes spheroider.

Der er flere måder at lave simuleret

vægtløshed på på Jorden. Den

simpleste måde at gøre det på, er at

bruge en såkaldt “random

positioning machine”, en RPM. Det

er en maskine, som vævsflaskerne

monteres på og herefter roteres med

ca. 60° i sekundet i to rotationsakser.

RPM’en skifter retning med tilfældige

intervaller, og for cellerne vil

tyngdekraftvektoren over timer og

dage i gennemsnit blive annulleret.

For cellerne virker det simpelthen

som om alle retninger har lige stor

sandsynlighed for at være nedad. Og

dermed virker det som om cellerne

bevæger sig i vægtløst rum.

I “klinostaten” anvendes samme

princip – men i to dimensioner.

Celleflaskerne monteres på en

konstant roterende arm, og efter

samme princip simuleres vægtløshed

ved at annullere tyngdekraften over

de timer og dage et forsøg står på.

Disse vægtløshedssimulationer har

været kendt i årtier, og man har på

internationalt plan undersøgt mange

forskellige celletyper i denne type

simulerede vægtløshed. Resultater fra

En stor RPM med to uafhængige akser, som kan sættes til tilfældige

bevægelser eller konstante omdrejninger, hvorfor den også kan bruges

som klinostat.

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

forsøg med ægte vægtløshed viser, at

simulationen er en god model, og

derfor kan rummedicinsk forskning

udføres på jorden til en brøkdel af

det, det ville koste at sende forsøg ud

i rummet.

Selvom tidligere resultater viser, at

man sagtens kan bruge simuleret

vægtløshed i undersøgelsen af cellers

reaktion på rumfart, er der intet der

slår ægte vægtløshed. Som regel

bruger man ordet “vægtløshed” om

en tilstand, hvor et legeme ikke

udsættes for ydre accelerationer. I

realiteten vil vægtløshed være en

Mikroskopibillede af en cellespheroide dyrket i simuleret vægtløshed på

en RPM.

tilstand, hvor accelerationen er

forsvindende lille (under 1/1000 g) –

en tilstand som mere korrekt

benævnes mikrotyngdekraft. Vi vil i

artiklen benytte ordet “vægtløshed”,

da langt flere læsere vil være bekendt

med dette.

Som de fleste rumfartsinteresserede

vil være klar over, er objekter i frit

fald i princippet vægtløse. Dette

princip udnytter man i de såkaldte

“drop towers”, eller faldtårne, som er

opført forskellige steder i verden. I

Bremen står det såkaldte ZARM-tårn

(Zentrum für Angewandte

Raumfahrttechnologie und

Mikrogravitation), som er et 146

meter højt bygningsværk, opført med

det ene formål at kaste

videnskabelige eksperimenter ud fra

godt 45 etagers højde. ZARM-tårnet

består af et ydre bygningsværk, som

indeholder et 110 meter højt cylinder,

som kan tømmes for luft, til et nær-

vakuum på omkring 1 mBar. Inde i

cylinderen forefindes selve

eksperimentkammeret, et rør på

størrelse med en olietønde, hvor

eksperimenterne sættes ind. Når

forsøget skal udføres, placeres

eksperimentkammeret i toppen af

tårnet og frigøres.

Eksperimentkammeret opnår en

hastighed på op til 170 km/t og

lander i en stor bunke polystyren-

korn. Mens kammeret er i frit fald,

kan tyngdekraftpåvirkninger på ned

til 10-6 g påvises, og der opnås op til

4,5 sekunders vægtløshed, hvori

eksperimenterne kan udføres.

Ingeniørerne på ZARM har tilmed

udviklet et specielt katapult-system,

som katapulterer kammeret op i

luften inden det falder ned igen –

herved opnås i alt 9 sekunders

vægtløshed under særdeles

velkontrollerede forhold.

Ønsker man længere perioder med

vægtløshed kan man tage sit

eksperiment med på en såkaldt

parabolflyvning. I en parabolflyvning

udnytter man det samme princip som

man gør i faldtårnet – i et system,

som er i frit fald, vil de indre

komponenter være de facto vægtløse.

I Bordeaux i Sydfrankrig står en

Airbus 310-flyvemaskine med

påskriften “ZERO-G”. Denne

I et industriområde i udkanten af

Bremen i Nordtyskland ligger flere

virksomheder med rumfarts-

aktiviteter, herunder ZARM med

det ikoniske faldtårn.

Grafik: Google Maps.

www.rumfart.dk

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Novespaces Airbus 300, ZERO-G, en tidlig morgen. Flyet er ved at blive læsset med de mange eksperimenter,

som skal udføres i vægtløs tilstand.

annoncerer piloten “Pull-out”.

Derfor tilbydes alle forskere en

maskine tilhører firmaet Novespace,

Piloten giver nu gas hvorved flyet

indsprøjtning inden afgang der skal

som tilbyder forskningsgrupper (og

retter op, tyngdeacceleration stiger til

forhindre luftsyge. På trods af dette

turister for den sags skyld)

1,8 g igen i 20 sekunder inden flyet

er det meget almindeligt at forskere

parabolflyvninger med korte

flyver ligeud i ca. tre minutter ved

ellers forsøgspersoner får et luftsyge,

intervaller af 22 sekunders

normal tyngdekraft. Herefter starter

og det er påkrævet at passagerer har

vægtløshed.

en ny parabel og forskerne om bord

en papirspose i deres brystlomme.

får mulighed for fortsætte

Vægtløshed og løbsk opkast er ingen

I en parabolflyvning, der typisk

eksperimenterne ved vægløshed. I

god kombination.

starter i 6000 meters højde, krænger

løbet af en parabelflyvning udføres

piloten flyveren stejlt opad. Så længe

der typisk 31 parabler.

Daniela Grimms gruppe har været

flyet stadig krænges opad, oplever

involveret i syv

passagerer og eksperimenter om bord

Menneskekroppen er slet ikke

parabolflyvningskampagner i

på flyveren en tyngdekraftpåvirkning

evolutionært forberedt til at undergå

perioden 2008 og 2014. I en sådan

på 1,8 g. Når flyet har nået en

så store udsving i tyngdeacceleration.

kampagne rykker hele gruppen til

opadgående vinkel på 47°, tager

piloten gassen af motoren og

Ph.D.-studerende Elisabeth Warnke i vægtløs tilstand om bord

annoncerer “Injection”. Flyveren

på ZERO-G.

overgår nu til frit fald, og alle

eksperimenter, forskere og ansatte

bliver vægtløse. I de 22 sekunder fra

motorkraften er reduceret, når flyet

op i 8000 meters højde med sin

vægtløse last, og i dette tidsrum

udfører forskere fra Tyskland,

Frankrig, Danmark, Holland og

andre Europæiske lande

biomedicinske, materialefysiske eller

sågar psykologiske forsøg.

Efter vægtløshedsperioden i den 2

kilometer høje parabel har flyet vendt

sig nedad i en vinkel på 45°, og her

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

laboratorierne i Bordeaux i 14 dage,

hvor forskningen pågår. Nogle af de

vigtige opdagelser gruppen har gjort i

forbindelse med parabolflyvningerne

hænger sammen med kræftcellernes

proteinudtryk. Gruppens forskning

viser, at der selv efter ganske få

sekunders vægtløshed sker en

signifikant ændring i syntesen af over

2000 forskellige genprodukter. Man

har ved hjælp af data opnået i

forbindelse med parabolflyvningerne

ydermere kunnet påvise at bestemte

cytoskelet-proteiner – proteiner som

holder cellens form konstant –

mobiliseres og ændrer deres funktion

på ganske få sekunder. Et vigtigt fund

i forståelsen af cellernes reaktion på

vægtløshed.

TEXUS-rakettens payload efter opsamling i den svenske ødemark.

Parabolflyvningerne har givet gode

resultater inden for forskning i

effekterne af kortvarig vægtløshed.

For længerevarende vægtløshed er

man imidlertid nødt til at tage andre

midler i brug. På raketbasen Esrange

lokaliseret nær Kiruna i Nordsverige

har DLR affyret små måleraketter

(sounding rockets) over de sidste

årtier. TEXUS-raketterne

(Technologische Experimente unter

Schwerelosigkeit) er ubemandede, og

indeholder fuldautomatiserede

eksperimenter. Raketterne kan opnår

en maksimalhøjde på over 200 km,

og giver forskerne mulighed for at

foretage eksperimenter i ægte

vægtløshed af op til seks minutters

varighed. Raketten går aldrig i

egentligt kredsløb om Jorden, men er,

ligesom parabolflyveren i fri fald. I

omkring 100 kilometers højde

udløser raketten en faldskærm, så den

kan lande blødt i den nordsvenske

ødemark. Raketten er udstyret med

en GPS-sender, som kan fortælle

basen hvor i området den er landet,

og TEXUS-raketten kan nu afhentes

med helikopter. På Esrange er der

sne året rundt, og man maler derfor

raketterne røde, så de er nemmere at

finde i vinterlandskabet.

Den ypperste form af rummedicinsk

forskning udføres selvfølgelig i

rummet. Lægevidenskaben har altid

spillet en stor del af

rumprogrammerne – både de

amerikanske og russiske

rumagenturer under rumkapløbet

havde en stor stab af læger ansat til at

undersøge rumrejsernes effekt på

menneskekroppen. I rumalderens

begyndelse fokuserede den

rummedicinske forskning næsten

udelukkende på studiet af den hele

krop, men efterhånden som

teknologien er forbedret og vi har

udvidet vores viden om celledyrkning

i lukkede laboratorier, er interessen

for – og forskningsaktiviteten i - den

enkelte celles reaktion på vægtløshed

tilsvarende vokset.

I 2011 tog Daniela Grimms

forskningsgruppe til Kina for at

deltage i det tysk/kinesiske

samarbejde omkring den kinesiske

Shenzhou-8-rumskib. Gruppen

www.rumfart.dk

havde medbragt SIMBOX-

eksperiment som skulle afdække

ændringer i celleskelettet og

proteinsyntesen hos kræftceller fra

skjoldbruskkirtlen. Som så mange

andre rumflyvningsforsøg, var dette

forsøg fuldstændigt automatiseret, og

efter opsendelsen af rumskibet var

forsøget i kredsløb i 10 dage.

Samtidig med forsøget i rummet

udførte man et identisk forsøg på

Jorden som kontrol. Forsøget

efterviste dannelsen af store

spheroider som reaktion på

vægtløsheden – og fungerede som et

vigtigt pilotprojekt for senere

rumflyvningsforsøg på den

internationale rumstation, ISS.

I april 2014 blev et forsøg, som bærer

det lidt kryptiske navn CELLBOX,

opsendt fra Cape Canaveral i Florida.

Målet med CELLBOX-projektet var

at undersøge kræftceller fra

skjoldbruskkirtlens reaktion på

vægtløshed nærmere. Specielt

fokuserede man på at identificere

hvilket proteiner cellerne

producerede (såkaldt proteom

analyse) samt undersøge cellernes

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

evne til at vokse i tre dimensioner

(spheroider). Forsøget var 100%

fuldautomatisk og bestod af en lille

beholder, hvori menneskelige

kræftceller blev dyrket i ægte

vægtløshed. Dette har to fordele –

for det første kræves der ingen særlig

træning af de astronauter, som ellers

skulle betjene forsøgene, og for det

andet risikerer forsøget ikke at blive

kontamineret eller smittet med virus

eller bakterier fra astronauter eller

andre forsøg. Efter 12 dage i rummet

blev cellerne fikseret med kemikalier,

så deres tilstand kunne vurderes når

de kom ned på Jorden igen. Man

fandt ændringer i syntesen af en

række proteiner og hormoner. Disse

fund baner vejen for at kunne

identificere nye mål for

kræftbehandling samt forståelse af

biologiske processor forbundet med

cellevækst i tre dimensioner.

Det næste projekt i støbeskeen for

Daniela Grimms forskningsgruppe er

det såkaldte SPHEROIDS-forsøg.

SPHEROIDS-forsøget, som har

været under opsejling i over 10 år,

undersøger adfærden af de endothel-

celler i vægtløshed. Endothelceller er

de celler, som danner blodkarrenes

inderste vægge, og interessen for

disse celler stammer fra de store

forandringer, astronauters

blodkredsløb og immunfunktioner

undergår, når de befinder sig i

vægtløs tilstand. På Jorden vil

endothelcellerne vokse sig fast til

bunden af det kammer de dyrkes i,

men som vi har set, danner de i

vægtløshed små spheroider på ganske

kort tid. Nogle af endothelcellerne vil

endda organisere sig i rørformationer,

som minder om blodkar. Gennem

SPHEROIDS-projektet håber man at

kunne afdække de mekanismer, som

ændrer på blodkredsløbet hos

astronauter – og forhåbentlig vil

resultaterne også kunne bruges til at

Billede af en SPHEROIDS celle kultur under mikroskop taget på

Kennedy Space Center i Florida, USA, få dage før opsendelse til ISS,

hvor cellernes evne til at vokse i 3D vil blive studeret. Kilde ESA.

udvide vores viden om blodtryks-

behandling her på Jorden.

SPHEROIDS-forsøget blev opsendt

til ISS med SpaceX's Dragon

leverance til ISS 8. april 2016 og

forsøgene vil vare ca. et halvt år.

bedre tilværelsen for de mange

mennesker der kæmper mod kræft på

daglig basis.

Den medicinske forskning har været

en integreret del af

rumprogrammerne siden mennesket

for første gang undslap Jordens

tyngdefelt og satte en metaforisk fod

i verdensrummet. Her på Jorden kan

den rummedicinske forskning være

med til at gavne medicinske patienter

ved at bidrage til større viden om

kroppens patofysiologiske processer.

Ligeledes bidrager rummedicinsk

forskning til større viden om

astronauternes helbredsproblemer i

det nære rum, og endelig er den

rummedicinske forskning en vigtig

spiller i forberedelsen til den næste

store rejse – Menneskets erobring af

Mars og resten af Solsystemet.

På trods af mange års forskning i

kræftcellers reaktion på vægtløshed er

man endnu et stykke fra at afdække

de præcise mekanismer bag

kræftcellernes reaktion på

vægtløshed. Formentlig er der tale

om et ændret biokemisk

reaktionsmønster – en opregulering

eller nedregulering af et eller flere

proteiner eller hormoner, som

forskubber hele den biokemiske

balance i cellen. Forhåbentlig kan

Professor Daniela Grimms forskning

være medvirkende til udvikling af nye

former for kræftbehandling, som kan

Professor Daniela Grimms hjemmeside:

http://www.grimm-space-research.com/

ESAs blog om SPHEROIDS-forsøget:

http://blogs.esa.int/tim-peake/2015/11/10/spheroids-growing-blood-

vessels-in-space/

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Lyn har været kendt alle dage, men

det første skridt mod en forståelse af,

hvad der forårsager dem, blev først

taget i 1700 tallet af Benjamin

Franklin i USA og Jaques de Romas i

Frankrig. Man skulle tro at næsten

300 års studier ville være nok til at

forstå lyn, men det er det langtfra.

Lad mig give et eksempel: i 1989

optog en student over prærien i USA

de første glimt af kæmpelyn højt

oppe i atmosfæren i 50-80 kilometers

højde. Vi kalder dem ”røde feer” (red

sprites). Siden da har vi opdaget ”blå

lyn” (blue jets) fra toppen af skyerne

og ind i stratosfæren, og enorme lyn

vi kalder ”giganter” (gigantic jets),

der når hetl op i 90 kilometers højde

til ionosfæren, som vi ofte betragter

som kanten af rummet. Samlet kalder

vi de nye lyn ”Transient Luminous

Emissions” (TLEs). Navnet stammer

fra de tidlige 1990’ere, hvor man ikke

vidste hvad de var. Billederne viser de

forskellige former af nyopdagede lyn.

Da TLE’er for det meste kan ses med

det blotte øje, kan man spørge sig

selv om, hvorfor de ikke er blevet

opdaget tidligere? En del af svaret er,

at de er over tordenskyerne, hvor det

kan være vanskeligt at se dem, hvis

man er for tæt på. Hvis man derimod

er i nogen afstand, kan man se dem

over skyerne – men - ved man ikke

bedre, ser man på tordenvejret og

ikke over det. Ikke desto mindre er

der øjenvidneberetninger, der

tilsyneladende beskriver røde feer, blå

lyn og giganter. Ja, og måske har

Etruskerne i det antikke Italien kendt

til røde feer. De gik meget op i

varsler den gang og jeg har set en

beskrivelse af, at der var varsler fra

”røde lyn”.

Vi tog selv de første billeder af røde

feer over Europa i 2000 fra et stort

fransk astronomisk observatorium,

Observatoire Midi Pyrénées, som

ligger på Pic du Midi, lige over Col de

Tourmalet, som nogen vil genkende

fra Tour de France. Vores optagelser

viste, at selv beskedne storme, som vi

har i Europa, skaber disse smukke lyn

og at de derfor er ret almindelige.

Og der var endnu en overraskelse! I

1994 opdagede instrumenter på

Compton Gamma-ray Observatory

(CGRO) glimt af Røntgenstråling når

satellitten var over tordenvejr.

Satellitten var sendt op for at måle på

kosmiske kilder til ”gamma-ray

flashes” og fandt overraskende at

tordenvejr også udsender stråling. Vi

Rød fe set fra fly. Billede: Nippon Housou Kyoukai

www.rumfart.dk

Blåt lyn set fra fly

Billede: Patrice Huet

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Gigant over Île de la Réunion

Billede: Patrice Huet, Serge Soula,

Université Paul Sabatier

ved nu at det er bremsestråling fra

elektroner der er blevet accelereret op

til 40 MeV og måske endnu højere,

men vi forstår ikke hvordan. De kaldes

nu ”Terrestrial Gamma-ray Flashes”

(TGF) og er illustreret på billedet

ovenfor til højre.

De nye opdagelser, TLE’er og TFG’er,

fik os til at tænke over, om vi virkelig

ved, hvad der foregår i toppen af

tordenskyer og i atmosfæren over,

hvad de betyder for statosfæren og

mesosfæren, og om der er andre måder

tordenvejr kobler til den øvre

atmosfære.

Nogle år senere kom chancen for at få

ASIM når den bliver monteret på

den Internationale Rumstation.

MXGS er Modular X-and

Gamma-ray Sensor.

MMIA er Modular Multispectral

Imaging Array.

ASIM måler ca. 1 m3 og vejer ca

350 kg, inklusiv adaptor plade

hvorpå instrumenterne er

monterede. Den sættes udenpå

ESA’s Columbus modul i 2017

(forventet), hvorfra den vil måle

tordenvejr de næste to år.

Kilde: ASIM brochure

instrumenter op på rumstationen.

Det er blevet til ”The Atmosphere-

Space Interactions Monitor” ASIM,

som skal sidde på en platform

udenpå det europæiske laboratorie

modul, Columbus, hvorfra det skal se

ned på jorden og observere

tordenstorme, når rumstationen

flyver over dem. ASIM har et antal

optiske kameraer og fotometre i

forskellig bølgelængder, som giver os

information om de klassiske lyn i

skyerne og energien i TLE’er. ASIM

har også en stor Røntgen detektor

(20 eV – 20 MeV), som måler

TGF’er. Vi har med ASIM ønsket,

for første gang, at måle på lyn,

TLE’er og TGF’er samtidigt med

Terrestrial Gamma-ray Flash (TGF) . Nederst ses en tordensky, hvor lynkilden

er. Pink er Røntgenfotoner og gult er energetiske elektroner, som over en vis

højde følger jordens magnetfelt. Credit: Joseph Dwyer, Florida Inst. of Techn.

instrumenter, der er special-designet

til formålet. ASIM måler også mange

andre ting, for eksempel polarlys og

Røntgenstråling fra energetiske

partikler fra rummet, som rammer

ned i atmosfæren. Deraf navnet på

missionen. ASIM er den største

danske satsning i rummet siden

Ørsted satellitten. Vi har selvfølgelig

mange partnere i andre lande (Norge,

Spanien, Italien, Polen), men ideen til

missionen kommer fra DTU Space,

størstedelen af finansieringen er

dansk og det danske firma, Terma, er

hovedentreprenør.

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

MXGS:

Lavenergi detektor (LED)

• Foton energi: 20-300 keV

• 128 x 128 pixels

• Retningsbestemmelse af kilden (<1 grad)

Højenergi detektor (HED)

• Foton energi: 0.2-20 MeV

Fakta boks: ASIM instrumenter

MMIA:

Kameraer (2): Optiske bånd: 337nm/5nm og 777nm/5nm

• 1 Mpixel

• 400 m rumlig opløsning

• 12 billeder per sekund

• lysfølsom CCD

Fotometre (3): 180-280nm, 337nm/5nm; 777nm/5nm

• Tæller individuelle fotoner

• 10 mikrosekunders tidsopløsning

Begge Instrumenter:

• MXGS kører hele tiden bortset fra i den Sydatlantiske Anomali (SAA)

• MMIA kører hele tiden om natten bortset fra i SAA

• Data placeres i cirkulære buffere

• Autonome algoritmer opfanger data fra glimt og gemmer dem

• De to instrumenter kryds-trigger hinanden

• Instrumenterne kan også køres med længere eksponering og uden triggers.

Så kan man spørge: hvorfor nu

rumstationen – er det ikke bedre med

en satellit – eller behøver man

overhoved at tage ud i rummet?

Svaret er, at vi gerne vil ud i rummet,

fordi vi derfra kan måle på tordenvejr

i alle regioner på kloden. Det er for

eksempel en udfordring at stille

instrumenter op i Central Afrika og

andre regioner med kraftige

tordenvejr. Der er også den fordel, at

TGF-strålingen skal gennem mindre

luft fra sky-højde og til rumstation

end fra sky til jord, fordi vi forventer

at kilden er over 5 km højde (i en

søjle er der ca. lige mange

luftmolekyler over som under 5 km).

Desuden skabes TLE’erne i

stratosfæren (12-50 km) og

mesosfæren (50-90 km), hvilket gør

det oplagt at måle fra rummet, hvor

der ikke er problemer med at skyerne

dækker for TLE’erne. Dernæst er

rumstationen i en virkelig god bane,

som dækker kloden fra 51.6 grader

syd til 51.6 grader nord, og dermed

de meste aktive regioner (Danmark er

desværre ikke med). Samtidigt har

rumstationen den laveste bane af alle

rumplatforme, typisk 360-420 km

over jorden, og dermed er

instrumenterne så tæt på tordenvejr

som muligt. (Rumstationen er i så lav

bane at den taber højde på grund af

luftmodstanden. Når et fartøj dokker

benytter det sine motorer og

brændstof til at hæve banen).

ASIM skal opsendes med SpaceX

Falcon og bliver placeret på ISS

med Canadarm-2, som vist på denne

video der findes på youtube ved at

følge scanne eller klikke på QRkoden.

Da vi hørte at Andreas Mogensen var

valgt til ESA’s astronautkorps steg

adrenalinen, for vi så straks at det

ville være en meget stærk

kombination at koble ham til ASIM:

den første dansker i rummet og den

største danske enkeltsatsning i

rummet. Men realistisk set måtte vi

vælge noget relativt enkelt uden de

større omkostninger. Endvidere er

der altid problemet med tidsplaner og

rummissioner, når to adskilte

aktiviteter skal koordineres. Der er

ofte forsinkelser eller omrokeringer,

hvilket gør planlægningen meget

www.rumfart.dk

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

vanskelig. Endelig fik Andreas en

meget kort mission på under 10 dage,

og det er for kort til at forvente

væsentlige videnskabelige

landvindinger. Vi besluttede derfor at

foreslå et eksperiment, som ikke er

knyttet til en bestemt astronaut, men

skal udføres af mange astronauter,

hvor Andreas er den første, som

dermed skal teste konceptet. Dernæst

valgte vi at astronauterne skal tage

billeder af tordenvejr for at supplere

ASIM’s observationer. For ASIM

instrumenterne er fast monterede

uden bevægelige dele og har kun ét

perspektiv: at observere direkte mod

nadir, hvorimod vi også gerne vil se

TLE’er fra siden. Dét kan

astronauterne, hvis de fotograferer

ud gennem vinduerne på ISS.

Vi havde som arbejdstitel ”What

Happens Above Thunderstorms?”

(WHAT?). Navnet har nogle

problemer, som læserne måske kan

regne ud, og var foreslået lidt som en

morsomhed. Det blev senere ændret

til THOR, hvor bogstaverne ikke står

for noget, men navnet dog er meget

passende, fordi det er dansk (nordisk)

og netop referer til aktiviteter over

skyerne. I THOR skal astronauter fra

ISS fotografere tordenskyer, der

trænger in i stratosfæren (cloud

Astronaut hænger ud i Cupolaen.

Billede: NASA

turrets), trykbølger skabt af

tordenvejr, som udbreder sig helt op

til mesosfæren (gravity waves) og

endeligt TLE’er, som er dem Andreas

fokuserede på.

Det lyder meget enkelt: bed Andreas

om at tage nogle billeder over

tordenstorme. Men sådan er det ikke,

det har taget over ét år at forberede

eksperimentet, for alt skal

specificeres. Tænk på, at

astronauterne er ekstremt sårbare i

deres lille kapsel ude i rummet.

Samtidigt er ISS en kostbar

forskningsinfrastruktur, hvor hver

minut tæller og derfor skal udnyttes

optimalt. Samtidigt har THOR den

udfordring, at eksperimentet skal

udføres på et bestemt tidspunkt, når

ISS flyver over et tordenvejr, men

tordenvejr kommer og går, så det er

et ekstra problem for dem, som

lægger tidsplaner for astronauterne.

Det var derfor nødvendigt for os på

forhånd at specificere hvilket kamera

vi ville benytte, hvor vi kun kunne

vælge mellem dem, der allerede var

på ISS (Nikon D4). Vi skulle også

angive indstillingen af kameraet,

eksponeringstid og billedrate, og

vælge en passende linse (lysfølsom til

TLE’er). Dernæst skulle vi forudsige,

hvor tordenvejr forekommer og

PIRS modulet på ISS.

Billede: NASA

hvornår ISS passerer hen over dem

op til tre dage i forvejen. Disse

”targets” blev én gang i døgnet sendt

til B.USOC (Belgian User Science

Operations Center), som er vores

indgang til den store ESA/NASA

organisation bag ISS. B.USOC sender

”targets” videre til ”schedulers” i

Köln, som laver Andreas' tidsplan, og

derefter sendes tidsplanen ad

uransagelige veje op til ISS. Det er en

udfordring at forudsige tordenvejr tre

dage i forvejen over hele kloden

(næsten). Men med god hjælp fra

kolleger på Danmarks

Meteorologiske Institut og

Interdisciplinary Center Herzliya,

Israel, har vi dog fået et brugbart

værktøj strikket sammen.

Men det stopper ikke her. For hvert

target skal vi specificere start og stop

tidspunkt for observationen, hvilket

vindue, der skal benyttes, og i hvilken

retning kameraet skal rettes. Vi ville

allerhelst benytte det der hedder

Cupola, som er en stor glasklokke

under ISS med et fantastisk vue over

jorden. Af uforståelige grunde fik vi

ikke lov til det. I stedet fik vi tildelt to

vinduer i det russiske PIRS modul,

som er meget mindre, og dermed

vanskeligere at tage billeder ud i

gennem. På billederne er vist Cupola

Astronaut tager billeder ud af

PIRS vinduet. Billede: NASA

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Dækning fra de to vinduer i PIRS modulet når ISS

passerer ind over den Meksikanske Golf.

og PIRS. For at finde ud af hvornår

ISS passerer over targets, hvilke

vinduer, der skulle benyttes, og

hvilken retning kameraet skal rettes

benyttede vi et værktøj, som

illustreres af filmen.

Vi havde ikke andre forventninger til

Andreas’ THOR eksperiment end at

han ville teste alle procedure og

arbejdsgange, så vi var klar til

fremtidige eksperimenter med

Det samlede produkt (information om Target), som blev

sendt til Belgien User Science Operations Center én

gang om dagen.

enestående tredimensionalt billede af

dem. Der er to aktive skyer, det ene

med få og meget kraftige lyn, og

begge skyer havde interessant

aktivitet over skyerne.

Over den første sky fangede Andreas

en rød fe (red sprite) bestående af

mange enkelt-filamenter som er ca.

100 m i diameter, 15 km lange og

oppe i 70 km højde. De er skabt af

det kraftige lyn, som oplyser skyen.

astronauter under ASIM missionen

2017-2019. For når alt kommer til alt,

havde Andreas mange andre

eksperimenter at udføre og ikke

mange dage til at gøre dem i.

Overraskelsen var derfor stor, da vi

så den film han havde taget af et

spektakulært tordenvejr over Indiens

østkyst. På billederne nedenfor ser

man tordenskyen først set fremad og

siden bagud relativt til ISS hastighed.

Skyerne er oplyste af lyn og

billedsekvensen giver et helt

Tidssekvens af tordenskyer filmet af Andreas Mogensen fra ISS, mens den flyver over: fra øverst venstre til

nederst højre. Billede: DTU Space, ESA, NASA

www.rumfart.dk

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Fra den anden sky med de mange

lyn så vi et blåt lyn (blue jet), som

rækker ca. 15 km ind i stratosfæren.

Vi ser den på syv billeder, hvor den

tilsyneladende står og pulserer tre

gange. Vi har aldrig set noget

lignende før. På billederne er vist

den røde fe og det blå lyn. Vi har

lagt en forkortet udgave af

videosekvensen ud på YouTube.

Man kan selv prøve at fange disse

TLE’er, men man skal være hurtig.

Rød fe filmet af Andreas Mogensen fra ISS. Billede: DTU Space, ESA, NASA

skrive en videnskabelig artikel

sammen om dem. Resultatet af

missionen overgår derfor langt vores

forventning, for vi har både fået

testet procedurer og fået ny

videnskab.

filme. For det andet var vi heldige

med at have Andreas som astronaut,

for han brugte slet ikke PIRS

vinduerne. Han tog på eget initiativ i

sin fritid kameraet og svævede ned i

Cupolaen - til området vi bestemt

ikke havde tilladelse til at benytte til

THOR, men som astronauterne kan

benytte til at slappe af i.

Det viser at held er en del af

videnskabens fremskridt, og at det er

Andreas’ optagelser er så gode og

interessante, at vi er i færd med at

Man kan sige vi har været heldige –

og det skal forstås i mere end én

forstand. For det første var vi heldige

med, at der var et sådant tordenvejr,

netop som Andreas var klar til at

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

værdifuldt at have både passive

instrumenter og isenkram til

udforskning samtidigt med

mennesker, der kan improvisere. Det

kræver dog man er parat til at gribe

chancen, og her kommer planlægning

ind. Vi havde udviklet meget

specifikke procedurer til Andreas,

han havde trænet dem forinden, og vi

havde briefet ham om, hvad der var

vigtigt at fotografere og hvorfor vi

var interesseret i det. Det betød at

han vidste, hvad det drejede sig om

og derfor kunne tage gode

beslutninger. Samtidigt blev han selv

så interesseret i det, at han overvandt

træthed for at tage chancen til at

bringe gode optagelser hjem.

Andreas har vist at THOR konceptet

holder, så vi forventer os meget af de

samtidige observationer fra ASIM og

THOR. Med disse målinger vil vi få

en større forståelse af, hvordan

tordenstorme påvirker den øvre

atmosfære, og forhåbentlig kan vi

være med til på denne måde at

forbedre fremtidens

klimaforudsigelser. Selvom det måske

er begrænset hvad ASIM/THOR i

sig selv kan tilføre, er missionerne

dog med til at øge bevidstheden i det

internationale samfund om

tordenstormes indflydelse på

atmosfærens dynamik. Dette aspekt

forstærkes af den øgede forståelse af

vigtigheden af også at have gode

globale målinger af lynaktivitet, for

lyn er en signatur på den vertikale

opblanding af atmosfæren, som

foregår i tordenstorme, hvor varm

fugtig luft stiger højt op i

atmosfæren. I 2018 vil

franskmændene sende TARANIS

satellitten op, som også skal se på

tordenvejr. TARANIS er navnet på

den Keltiske tordengud. Endvidere

vil den næste generation

geostationære meteorologi satellitter

have en optisk lyndetektor, som

ligner et af de optiske kameraer på

ASIM. Den er imidlertid mere

avanceret og kan måle lyn fra

geostationær afstand (360.000 km). I

Europa hedder den nye satellit

Meteosat Third Generation (MTG)

og instrumentet ”Lightning Imager”

(LI). Satellitten skal op i slutningen af

2018 og vil både have lynmålinger og

helt enestående skymålinger, som

overgår alt hvad vi er vant til.

Amerikanerne sender en tilsvarende

satellit op i foråret 2016. Både

meteorologer og forskere vil have

gavn af disse satellitter og med

ASIM/THOR har vi en mulighed for

at være på forkant med de

kommende teknologier og målinger,

og at deltage i udviklingen og

fortolkningen af de nye data og

dataprodukter.

Blåt lyn filmet af Andreas Mogensen fra ISS. Billede: DTU Space, ESA, NASA

www.rumfart.dk

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Den 6. marts 2009 stod Kepler-

satellitten klar til opsendelse på Cape

Canaveral Air Force Station på

Floridas østkyst i toppen af en Delta

II-raket. Jeg var selv så heldig at være

til stede i Florida ved opsendelsen af

Kepler. Det var en varm, smuk og

klar forårsaften og nedtællingen til

affyringen på affyringsplatform 17-B

forløb uden problemer. Delta II-

raketten tændte kl. 22:49:57 lokal tid,

og med et intenst lys fra rakettens

motorer løftede Kepler sig som en

fantastisk klar stjerne mod himlen, og

bevægede sig hurtigt ud over

Atlanterhavet mod øst og forsvandt i

horisonten. Efter at have forladt

Jordens tyngdefelt, lagde Kepler sig til

rette i bane om Solen – klar til at

begynde eftersøgningen af

exoplaneter (planeter omkring andre

stjerner end Solen). Efter et par

måneders tjek af instrumenterne

ombord på Kepler begyndte observa-

tionerne, som i de næste fire år

leverede målinger af 170.000 stjerner

med henblik på at finde og bestemme

egenskaber for exoplaneter. Kepler,

som er opkaldt efter den tyske

Planeten Kepler-186f kredser om den røde dværg stjerne Kepler-186, ca.

493 lysår fra Solen i Stjernebilledet Svanen. Den er den første opdagede

planet med en radius, der er sammenlignelig med Jordens og som er i

den beboelige zone af en anden stjerne.

Illustration: NASA

astronom Johannes Kepler, har været

en fantastisk succes, som har ført til

opdagelsen af tusindvis af nye

verdener, og successen fortsætter.

Kepler har, efter i fire år at have

nærstuderet exoplaneter i retningen

af stjernebilledet Svanen, i de sidste

par år observeret stjerner overalt på

himlen, og fra 2017 vil NASA’s

TESS-satellit begynde eftersøgningen

efter planeter omkring de stjerner,

som ligger nærmest Jorden. I 2024

forventer ESA at opsende PLATO,

som er et specialdesignet

rumteleskop, som skal lede efter

exoplaneter, hvor forholdene på

overfladen minder om det, vi har her

på vores egen planet Jorden. Men det

er ikke kun rumteleskoper, som

bidrager til undersøgelsen af de

mange nye verdener. Det Europæiske

Sydobservatorium (ESO) – med

dansk deltagelse – er netop nu

begyndt opførelsen af det, som om ti

år bliver verdens største teleskop, E-

ELT (European Extremely Large

Illustration: NASA

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Telescope). Kæmpeteleskopets store

spejl med en diameter på 39 m vil

gøre det muligt at afsløre detaljer på

overfladen af exoplaneter. Aarhus og

Københavns Universiteter er i samme

tidsrum ved at bygge et netværk af

teleskoper, som bl.a. skal anvendes til

at undersøge de nye planeter, som

TESS-satellitten finder. Det første af

SONG-netværkets teleskoper står

allerede klar på toppen af

Izañabjerget på Tenerife, og har nu i

et par år leveret nøjagtige målinger af

stjerner og exoplaneter.

Studiet af exoplaneter forundrer og

fascinerer ikke blot videnskabsfolk,

men alle, der filosoferer over, om der

mon findes andre verdener end vores

egen – måske verdener som rummer

liv. Det hele begyndte reelt først i

1995. Astronomerne havde på dette

tidspunkt udviklet metoder, som

kunne afsløre en planet i kredsløb

omkring en stjerne. De to vigtigste

metoder er radialhastigheds-metoden

og passagemetoden.

Foto: Mads Fredslund Andersen

SONG netværkets observatorie på Tenerife og SONG logo øverst tv.

Netværkets andet observatorie er opført og på vej i drift i Delingha,

Kina. Med et tredje observatorie i USA muliggøres uafbrudte

observationer, hvor der hele tiden står nyt observatorie klar til at tage

over når solen står op. Med flere sites, placeret som vist i logoet, vil

man desuden kunne blive mere robust overfor dårligt vejr og vil kunne

følge targets på både den nordlige og den sydlige halvkugle. De

jordbaserede netværk af observatorier er en mulighed for at kunne

observere et target 24 timer i døgnet i flere uger eller endog måneder.

Kepler satellittens oprindelige observationsområde var uændret

gennem fire år. Hele 42 CCD kameraer observerede 170.000 targets

indenfor rektanglerne.

www.rumfart.dk

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Radialhastighedsmetoden

bygger

på at måle tyngdekraften fra en

exoplanet, når den trækker i stjernen

og ændrer dens hastighed.

Passagemetoden

bygger på at måle

lysstyrken af stjernen og lede efter

den lyssvækkelse, som sker hver gang

en planet kredser ind foran stjernen –

det er den metode Kepler benytter til

at finde exoplaneter.

I mange år var problemet, at

målemetoderne ikke var nøjagtige

nok til at opdage exoplaneterne, men

for godt 20 år siden havde

målenøjagtigheden nået et niveau,

hvor flere forskergrupper begyndte at

arbejde målrettet mod at lede efter

exoplaneter. Den første planet blev

opdaget i 1995 ved brug af

radialhastighedsmetoden. Jeg husker

tydeligt den eftermiddag, hvor en

kollega viste mig målingen på

stjernen 51 Pegasi, som netop var

blevet offentliggjort af astronomerne

Michel Mayor og Didier Queloz fra

Observatoriet i Geneve.

Det forunderlige ved den nye planet

var, at den havde en omløbstid om

sin stjerne på kun 4,2 døgn, hvilket

kun er en brøkdel af Jordens omløb

om Solen, som jo tager et år. Det

betød at planeten måtte befinder sig i

en afstand fra sin moderstjerne på ca.

1/20 af afstanden mellem Jorden og

Solen. Det var meget overraskende at

en planet kunne kredse så tæt på sin

moderstjerne, og vi var mange, som

var meget skeptiske over for om det

mon virkelig var en planet, som man

havde opdaget. Planetens masse blev

målt til tæt på Jupiters masse, så den

nyopdagede planet måtte være af en

helt ny type – en såkaldt ”Hot

Jupiter” – altså en planet som Jupiter,

men som på grund af den korte

afstand til stjernen måtte være meget

varm. Opdagelsen var helt i modstrid

med de teorier, vi havde for dannelse

Illustration: NASA

Klippeplaneten Kepler-20e er skræmmende tæt på sin stjerne og

overfladen er derfor et stort lavahav.

af planeter. Men det blev dog hurtigt

klart, at den var god nok, bl.a. fordi

de konkurrerende grupper i USA

snart efter kunne offentliggøre, at de

også i deres målinger kunne ”se”

planeten. Snart blev man klar over, at

der også fandtes ”Hot Jupiters”

omkring andre stjerner. Siden

opdagelsen af de første exoplaneter

har mange astronomer over hele

Jorden deltaget i eftersøgningen efter

nye exoplaneter. Den afgørende

revolution i undersøgelsen af

exoplaneter skyldes opsendelsen af

specialiserede rumteleskoper. Det

vigtigste af disse teleskoper er

Kepler. Med Keplers meget nøjagtige

måleudstyr har vi fundet et stort antal

meget forskellige exoplaneter med

spændende og overraskende

egenskaber.

Kepler-teleskopet har vist, at

planeter, som er lidt større end

Jorden, de såkaldte ”Super Earths”,

er meget almindelige. Denne type

planeter havde vi slet ikke regnet med

at finde i stort antal. I vores eget

Solsystem findes to typer af planeter:

klippeplaneterne og gaskæmperne.

Klippeplaneterne er relativt små, og

Jorden er den største af

klippeplaneterne. Venus er næsten

lige så stor som Jorden, mens Mars

og Merkur begge er små

klippeplaneter. Gaskæmperne er i

vores Solsystem de fire største

planeter; Jupiter, Saturn, Uranus og

Neptun, hvor den største er Jupiter,

som er ca. 11 gange større end

Jorden, og den mindste er Neptun,

som er ca. fire gange så stor som

Jorden. Som navnet antyder,

indeholder disse planeter store

mængder af gas – hvilket også er

forklaringen på deres størrelse –

gasplaneter fylder simpelthen mere

end klippeplaneter. Kepler har fundet

tusindvis af ”Super Earths”, og de

første undersøgelser viser, at mange

af disse nye planeter indeholder

meget store mængder af vand. Derfor

kaldes de også ”Water Worlds”.

Planeterne har typisk en tyk

atmosfære af skyer, som indeholder

vanddamp, og under skyerne findes et

meget dybt hav.

Med Kepler har vi fundet mange

andre fantastiske planeter. I

planetsystemet

Kepler-10

findes en

forholdsvis lille gloende hed

klippeplanet (Kepler-10b), som er lidt

større end Jorden. Planeten kredser

om sin moderstjerne på kun 20 timer

– det vil altså sige, at et ”år” på

Kepler-10b kun tager 20 timer.

Planeten befinder sig meget tæt på sin

stjerne, og klippeoverfladen består af

et glødende lavahav. Målinger af

exoplaneten tyder på, at lavahavet

omslutter hele planeten – både dag-

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

af det lys, som den modtager fra den

stjerne, den kredser om. Der findes

ikke umiddelbart en forklaring på,

hvordan en gasplanets atmosfære kan

være så mørk. Til sammenligning

reflekterer almindeligt asfalt på vejen

4-6 % af det lys som rammer det.

Exoplaneten TrES-2b har således en

gasholdig atmosfære, som er meget

sortere end asfalt!

Et andet interessant planetsystem er

Kepler-444,

der indeholder mindst

fem klippeplaneter, som alle kredser

omkring deres moderstjerne på under

10 døgn. Planetsystemet har en alder

på over 11 milliarder år, og

beregninger viser, at alle fem planeter

er låst i forhold til deres rotation, så

disse planeter altid vender den

samme side mod stjernen, og

bagsiden derfor ligger i evigt mørke

og kulde. Vi forventer, at disse

planeter har en meget varm dagside,

hvor temperaturen når over 500

grader Celcius, og tilsvarende en

meget kold natteside, som

formentligt er isdækket.

For at kunne bestemme detaljerne i

exoplaneternes egenskaber, er det

vigtigt at have mulighed for at

foretage yderligere målinger på de

Kepler-16b kredser om to stjerners fælles tyngdepunkt, hvilket var det

første bekræftede fund af et planetsystem, der sender tankerne i retning

af planeten Tatooine i Star Wars universet, hvor Luke Skywalker med

udlængsel betragter den dobbelte solnedgang. Illustration: NASA

og nattesiden. Vi kan derfor bedst

beskrive denne planet som en

glødende kugle. Keplers målinger

viser, at disse lavaplaneter findes

omkring mange af Mælkevejens

stjerner – f.eks. i planetsystemet

Kepler-20

– og også, at exoplaneter

som ligger meget tæt på deres

moderstjerne i visse tilfælde

destrueres og ”fordamper”. Der

findes f.eks. meget få ”Super Earths”

tæt på deres moder-stjerner, og

astronomerne har opdaget

exoplaneter, som lige nu er i færd med

at opløses. En af disse exoplaneter er

KOI-3794.01,

som kredser om sin

stjerne med en periode på under 16

timer. Planeten kredser i en bane så

tæt på sin stjerne, at den enorme

stråling fra stjernen får planeten til at

fordampe, hvilket observeres som en

sky af materiale som ligger som en

stor kometlignende hale omkring

exoplaneten. Men også exoplaneter

som kredser længere væk fra deres

moderstjerne kan vise tegn på at

atmosfæren fordamper. Exoplaneten

HD 209458b

har en udstrakt

atmosfære, og Hubble-teleskopet er

blevet anvendt til at konstatere, at der

er oxygen og kulstof i den sky af

materiale som fordamper fra HD

209458b.

I listen over overraskende opdagelser

fra Kepler-teleskopet finder vi også

Kepler-16

systemet. Her kredser

planeten Kepler-16b ikke bare om én

stjerne. I centrum af Kepler-16

findes en dobbeltstjerne, hvor to

stjerner kredser omkring hinanden på

omkring 41 døgn. Planeten som er på

størrelse med Saturn bruger 229

døgn til at omkredse dobbeltstjernen.

Ved at analysere det lys, vi modtager

fra en given stjerne og de exoplaneter

som kredser omkring den, kan vi i

visse tilfælde måle, hvor meget lys

exoplanetens atmosfære reflekterer.

Generelt har mange af de

exoplaneter, som vi har undersøgt, et

skydække, som er noget mørkere end

skyerne i Jupiters og Saturns

atmosfære. Det mærkeligste objekt,

som vi har fundet og undersøgt med

Kepler, er exoplaneten

TrES-2b.

Planeten reflekterer mindre end 1 %

www.rumfart.dk

NASA illustration af TrES-2b med

en ekstremt mørk atmosfære.

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

stjerner, som exoplaneterne kredser

om, og på selve exoplaneternes

atmosfærer og overflader. Her vil

ESA’s og NASA’s store rumteleskop

JWST som opsendes i 2018 være

afgørende. Dette teleskop vil måle

den infrarøde stråling fra

exoplaneterne, og det vil give præcise

data for exoplaneternes atmosfærer.

Problemet er dog, at JWST og E-

ELT er meget kostbare faciliteter,

som kun vil blive anvendt til

undersøgelse af exoplaneter i en

brøkdel af tiden.

Derfor er det relevant at sikre adgang

til specielle teleskoper, som primært

skal bruges til studiet af exoplaneter.

Her er SONG-netværket et godt

eksempel, og selvom selve

teleskoperne i SONG er meget

mindre end E-ELT og JWST vil det

delvist opvejes af, at mængden af

observationstid er meget stor.

I forlængelse af dette er Aarhus

Universitet ved at undersøge

muligheden for at bygge en lille

specieldesignet mini-satellit, som

udelukkende skal måle på de stjerner,

som identificeres som specielt

interessante i data fra Kepler og

TESS. Udviklingen af satellitten sker

i samarbejde med rumvirksomheden

GomSpace i Aalborg. Tanken er, at

Aarhus-satellitten skal sendes i

kredsløb omkring Jorden inden

udgangen af 2018.

Et af de helt centrale spørgsmål, som

vi arbejder med inden for

exoplanetforskningen er, om der

findes liv på nogle af exoplaneterne.

Med Kepler har vi allerede fundet en

række meget Jordlignende

exoplaneter, som i størrelse og

temperatur minder meget om vores

egen planet (f.eks. exoplaneterne

Kepler-186f

Kepler-62f).

Ud fra

Illustration: ESO

E-ELT er idag under opførelse på Cerro Armazones i den nordlige del af

Chile, 22km fra Cerro Paranal hvor ESOs VLT (Very Large Telescope)

ligger. Hovedspejlet udgøres af 798 segmenter hver 1.4 m i diameter, der kan

deformeres op til 1000 gange i sekundet og derved korrigere billederne for

lufturo. Med denne adaptive optik og en gigantisk diameter på ialt 39,3 m vil

dette "verdens største øje mod nattehimlen" muliggøre direkte

observationer af exoplaneter og bestemmelse af atmosfæresammensætning.

antallet af fundne exoplaneter

sammenholdt med, hvor vanskeligt

det er at finde dem, kan man beregne,

at der må eksistere et enormt antal

exoplaneter, som har størrelse og

temperatur nogenlunde som på

Jorden. Beregningerne viser, at

omkring 20 % af alle de stjerner, som

minder om Solen ser ud til at have en

planet, der minder om Jorden. Det

betyder, at der er milliarder af

planeter i Mælkevejen, hvor der i

princippet kan udvikle sig liv.

Spørgsmålet er, om vi kan finde tegn

på liv på disse fjerne verdener.

Forskningen i eksistensen af liv i

rummet – det vi kalder astrobiologi –

handler bl.a. om at forstå

betingelserne for og oprindelsen og

udviklingen af liv uden for Jorden.

Med E-ELT og NASA’s og ESA’s

infrarøde JWST vil vi kunne lede

direkte efter tegn på biologisk

aktivitet – hvis det altså findes – via

den påvirkning, som biologisk

aktivitet udøver på en exoplanets

atmosfære og på dens overflade.

Hvad skal vi så egentligt bruge den

nye viden til? På mange måder er

forskningen i exoplaneter nutidens

svar på opdagelsesrejser. Vi vil gerne

udforske og forstå Universet og finde

ud af, om Jorden og Solsystemet er

sjældent eller almindeligt, og vi vil

gerne opdage og kortlægge de nye

verdener, som ligger uden for

Solsystemet. Men studiet af

exoplaneter fortæller os også meget

om Jorden og dens udvikling. Hvilke

betingelser har været udslagsgivende

for, at livet opstod på Jorden? Er

livet noget helt almindeligt eller er det

sjældent – er vi f.eks. de eneste

intelligente væsner i Universet? Men

der er ingen tvivl om, at vores viden

om universet også i fremtiden vil

overraske, forundre og fascinere os.

Netop forundringen og fascinationen

gør, at forskningen i exoplaneter også

er velegnet til undervisning i såvel

folkeskolen som gymnasieskolen.

Målingerne fra Kepler kan i

princippet fortolkes direkte, og det

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Kepler-7b passerer ind foran stjernen hver 4,85 døgn og blokerer ca. 7

promille af lyset hver gang. I det nyligt udviklede undervisnings-

materiale kan studerende selv bestemme de fysiske parameter for

exoplaneter ved at behandle rigtige data fra Kepler missionen.

Grafik: fra http://exo.systime.dk.

"EXOPLANETER" er en iBog®

udgivet af Systime A/S. Den

blander almindelig tekst og grafik

med video, interaktive opgaver og

interaktive værktøjer, og kan

løbende udvides og opdateres af

forfatterne.

gør, at man i undervisningen kan

inddrage originale data på et niveau,

hvor elever selvstændigt kan analysere

data og bestemme planeternes

omløbstider og størrelser.

I samarbejde med forlaget Systime har

jeg sammen med kollegaer ved Aarhus

Universitet udviklet et undervisnings-

materiale, som netop bygger på at

bringe Kepler-målinger direkte ind i

undervisningen. Materialet, som

findes via http://exo.systime.dk,

indeholder redskaber til analyse af

data og til modellering af data med

henblik på bl.a. at bestemme en

exoplanets kemiske sammensætning

for bl.a. at afgøre, om en exoplanet er

rig på gas, klippe eller vand.

Måske vil en af de gymnasieelever,

som i dag arbejder med data fra

Kepler via exo.systime.dk, om få år

være den første, der finder liv på

overfladen af en af de fjerne

exoplaneter, vi har fundet!

Et af værktøjerne man som læser af iBogen Exoplaneter kan

eksperimentere med er en "Planetbygger". Her kan man studere

effekten på planetens udseende og dens fysiske parametre ved at justere

på fordelingen af de væsentlige grundelementer, masse og radius.

Grafik: fra http://exo.systime.dk.

www.rumfart.dk

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

NASA er i færd med at udvikle en ny

kraftig raket med forkortelsen SLS -

Space Launch System, der skal kunne

sende 70 tons i lav bane om Jorden

med planer om senere opgraderinger

til 120 tons. SLS er ikke første gang

man forsøger at udvikle en raket, der

kan sende væsentligt mere end 20

tons i lav bane om Jorden. Rusland

og Kina har idag også planer om

sådanne raketter; men det er

foreløbig kun planer.

Mest kendt er udviklingen af

Saturn5-raketten, der blev brugt i

forbindelse med Apollo-programmet.

Saturn5 blev opsendt 13 gange - alle

vellykkede og den var helt essentiel

for bemandede månerejser. Herefter

blev raketten med tilhørende

produktionsfaciliteter skrottet. Dog

er platformen til transport af

raketten fra samlehallen til

opsendelsesrampen bevaret og blev

brugt af rumfærgerne.

Den sovjetiske N-1-raket skulle også

sende mennesker til Månen; men den

blev aldrig operationel. Efter dén

udviklede Sovjetunionen

Energiaraketten, som er den

kraftigste raket, der nogensinde er

udviklet. Teknisk set var den en

succes med to vellykkede

opsendelser. Desværre var der ikke

råd til meget af hjælpeudstyret og

selve opsendelserne og derfor blev

raketten skrottet - iøvrigt sammen

med de sovjetiske Buran rumfærger,

som den kunne opsende.

Efter rumfærgen Columbias forlis

den 1. februar 2003 fremlagde

daværende præsident Bush den 14.

januar 2004 en ny plan, den såkaldte

Constellation plan for bemandet

udforskning af blandt andet Månen.

Dette omfattede flere projekter

herunder udviklingen af Ares5-

raketten, der skulle kunne opsende

120 tons i lav bane om Jorden.

Constellationplanen var konstrueret

således, at de store udgifter ville

komme under den næste præsident -

det blev præsident Obama. Han

skrottede det meste af projektet - det

var nærmest kun rumkapslen Orion,

der overlevede. Orion-kapslen var

nok også den mest teknisk set sunde

del af projektet.

Et eksempel på noget uigennemtænkt

ved constellationplanen var

månelandingsfartøjerne. Disse skulle

drives af flydende brint og flydende

ilt. Det var naturligvis en stor fordel

med hensyn til at spare vægt ved

opsendelserne; men et

opsendelsessystem fra Månens

overflade SKAL virke - ellers vil det

sandsynligvis betyde døden for

astronauterne. Men en beholder med

flydende brint skal holdes nedkølet til

noget i nærheden af -250 grader -

gennem flere døgn og måske i

bagende sol på Månens overflade.

Ved opsendelser opfyldes den

flydende brint og flydende ilt

umiddelbart før opsendelsen og den

forbruges normalt indenfor få timer

efter påfyldningen. Grunden er, at

brændstoffet langsomt fordamper.

Apollo-landingsfartøjet var drevet af

N2O4 og UDMH, der begge er

flydende ved et meget bredt

temperaturområde herunder

stuetemperatur.

Orion-kapslen er tæt på at være klar.

Det betyder at der stort set kun

mangler en opsendelsesraket for at

Saturn5-raketten og den

sovjetiske N-1-raket var

konkurrenter i forbindelse med

månekapløbet. Saturn5 kunne

opsende omkring 130 tons til lav

bane om Jorden og blev

grundlaget for de bemandede

Apollo-missioner til månen. N-

1 havde nogenlunde samme

størrelse; men den blev aldrig

operationel. Billede: NASA

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

SLS eller Space Launch System er

det seneste forsøg på at udvikle

en stor raket, der kan opsende

mere end 100 tons til lav bane om

Jorden. Nogle kalder det Senate

Launch System fordi det i høj

grad er det amerikanske senat,

der har presset det igennem.

Mange af elementerne er

genbrug af dele fra rumfærgerne

- så kan firmaerne bag disse

leverancer overleve og det giver

stemmer. Billede: NASA

For de mere nørdede kan den ideelle

sluthastighed udregnes som

produktet af raketmotorens

udstødningshastighed og logaritmen

til forholdet mellem massen af den

fuldt optankede raket og massen af

raketten med tomme brændstoftanke.

Udover en ideel sluthastighed skal en

rakets

trykkraft

være større end dens

startvægt for at kunne opsende

noget. Ellers vil raketten ikke løfte

sig fra startrampen.

Nu skulle man tro, at der var

konstrueret en masse raketter med

ideel sluthastighed på mere end 7,9

kilometer i sekundet, som samtidig

har større trykkraft end sin startvægt.

Der er faktisk kun een(Atlas I) og

den gik ud af brug for flere årtier

siden.

I stedet for en enkelt raket med ideel

sluthastighed på 7,9 kilometer i

sekundet, så benytter man

flertrinsraketter.

Det vil sige en

raket, der som nyttelast har en anden

mindre raket. Når den første

raket(trin 1) har tomme tanke, så

kastes den bort og den næste

raket(trin 2) starter sine motorer. Det

samlede system har en ideel

sluthastighed, der er summen af den

ideelle sluthastighed for de 2

rakettrin.

USAs første satellit Explorer I vejede

14 kg og den blev opsendt af en

(flertrins)raket med en startvægt på

29 tons. USAs første astronaut i lav

bane om Jorden var John Glenn, der

blev opsendt i en kapsel med en vægt

på omkring 1,4 tons. Startvægten for

opsendelsesraketten (Atlas) var 118

tons. Den første rumstation Saljut 1

vejede omkring 10-20 tons og blev

opsendt af en protonraket med en

startvægt på cirka 700 tons. Apollo

11 vejede omkring 130 tons, da den

gik i lav bane om Jorden.

Startvægten (Saturn5) var her 3000

tons.

Disse tal skulle gerne illustrere, at når

man går fra omkring 20 tons i lav

bane til over 100 tons, så betyder det

et kvantespring i mulige

rummissioner.

Desværre vokser udgifterne også

kraftigt ved at øge startvægten.

Nedtællingen før opsendelsen er ikke

meget forskellig ved opsendelsen af

en raket med startvægt på 300 tons

og en raket med startvægt på 3000

tons. Men andre dele af processen

bliver desværre meget mere besværlig

og dyrere med stigende startvægt.

Soyuz-raketten kan køres ud til

startrampen på almindelige

togskinner. SLS skal køres på en

specialudviklet platform fra samlehal

til opsendelsesrampen. Transporten

af andre dele af systemet er også

besværlig f.eks. kan trin 1 og trin 2

ikke køres via almindelige veje eller

jernbaner, da de ikke kan passere

under jernbanebroer og

motorvejsbroer i samlet tilstand.

SLS består basalt af tre dele: en

totrins-raket drevet af flydende ilt og

flydende brint, to boostere drevet af

fast brændstof og et øvre trin

indeholdende nyttelasten. SLS

tænkes udviklet i flere versioner: een,

der kan sende 70 tons i lav bane om

Jorden og een, der kan sende 130

kunne foretage en tur rundt om

Månen. En sådan tur rundt om

Månen er allerede planlagt i

samarbejde med ESA - det bliver på

jomfrurejsen for SLS i efteråret 2018.

For at sende noget ud i rummet

kræves med vor tids teknologi et

raketsystem. Der er et par vigtige

mål for en rakets ydeevne man skal

kende for at forstå betydningen af

SLS.

Det første er

ideal sluthastighed.

Dette begreb er knyttet til et

tankeeksperiment: raketten anbringes

med fyldte brændstoftanke i hvile i

tyngdefrit vakuum. Så tænder man

motorerne og raketten accelererer.

Når brændstoftankene er tomme har

raketten opnået sin ideelle

sluthastighed.

For at opsende en satellit, rumsonde

eller et rumfartøj i lav bane om

Jorden kræves en ideal sluthastighed

på 7,9 kilometer i sekundet. I praksis

lidt mere for at overvinde

luftmodstand og andre tab.

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

SLS tænkes udført i flere

versioner. første version

Block 1, skal kunne

opsende i 70 tons lav

bane om Jorden. Anden

version kaldet Block 1B

skal kunne opsende 105

tons til lav bane om

Jorden. I Block 1B er trin

to lavet i en forbedret

version. En tredje

version er Block 2, der

skal kunne sende 130

tons i lav bane om

jorden. Her er

faststofboosterne lavet

større.

Billede: NASA

tons i lav bane om Jorden.

Første trin i totrinsraketten vil være

det samme i alle versioner og det

drejer sig om et rakettrin drevet af

flydende ilt og flydende brint. Med

brændstof vil det veje 1000 tons og

uden brændstof 190 tons.

Udstødningshastigheden vil være 4,4

km/sek(vakuum - den vil være

mindre ved jordoverfladen). Nogle

af raketmotorerne fra rumfærgerne

vil blive brugt til de første

opsendelser. Trinnet har en diameter

på 8,4 meter og er 60 meter højt.

Andet trin i totrinsraketten vil være

forskelligt i versionen til 70 tons og

versionen til 130 tons. Første version

vil det være en raket med startvægt på

31 tons og tom vægt på 3,5 tons.

Trin ets første version vil have en

diameter på 5 meter og en højde på

13,7 meter. Udstødningshastigheden

vil være 4,5 km/sek.

I den første udgave vil boosterne

være de samme som fra

rumfærgeprogrammet. Senere

tænkes disse faststofboostere

videreudviklet til større raketter.

Endelig vil der være yderligere trin og

nyttelast. Disse tænkes naturligvis

videreudviklet i takt med

opgraderingen af SLS. Hverken

totrinsraketten eller boosterne vil

blive forsøgt genanvendt. Boosterne

vil dog være en videreudvikling af

rumfærgens faststofboostere.

Faststofboostere er teknisk set ikke

velegnede til bemandede opsendelser;

men det har uden tvivl haft betydning

for tilslutningen i det amerikanske

Senat, at den fortsatte brug af

faststofboostere giver arbejdspladser i

firmaer, der ellers måtte lukke. De

sidste rumfærgemotorer bruges ved

de første opsendelser i første trin.

En mulighed som SLS kan

gøre til virkelighed er en

base på en af Månens

poler. Det vil dog kræve

en udvidelse af

opsendelseskapaciteten

enten med flere

opsendelsesramper eller

muligheden for hyppigere

opsendelser fra den

rampe, der er under

opførelse.

Billede: NASA

www.rumfart.dk

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

SLS indgår allerede i en række

planlagte missioner rundt om Månen.

Her skal SLS opsende en orion-

kapsel sammen med en

videreudvikling af ESAs ATV-modul

kaldet Service Module. Planen er så

at opsende en orion-kapsel og

Service Modulet med SLS. Dette

system skal så flyve rundt om Månen.

Første mission bliver ubemandet og

er planlagt til 2018. Senere skal

astronauter tage samme tur rundt om

Månen - oprindeligt planlagt til 2021,

men nu udsat til 2023. NASA er dog

i gang med at udvikle et tilsvarende

Service Modul.

En senere plan omfatter separat

opsendelse af Orion med Service

Module i een opsendelse og et

månelandingsfartøj i en anden

opsendelse. De to systemer skulle så

kobles sammen i bane om Månen.

Herefter skulle astronauter lande på

Månen, starte igen og koble sig til

Orion. Orion kunne derefter flyve

tilbage med landing på Jorden. Men

allerede i denne vision bliver den lave

opsendelseskapacitet for SLS et

problem. Den forudsætter to

opsendelser med SLS med få dages

SLS vil muliggøre genoptagelse af bemandede rejser til Månen. Der er

faktisk mange interessante områder på Månens overflade, som aldrig fik

besøg af Apollo-astronauter. Det gælder ikke mindst Månens poler og

Månens bagside. Billede: NASA

mellemrum.

SLS indgår også i planerne for en

rumstation i L2 i Jord-Måne-

systemet. L2 er Lagrangepunktet

hensides Månen, hvor Månen og

Jordens tyngdefelt i fællessskab kan

holde en rumstation i bane om

Jorden med samme omløbstid som

Månen. Rumstationen vil således stå

stille over Månens bagside. En sådan

rumstation vil dog nok kræve mere

En af de spændende muligheder, som SLS kan gøre til virkelighed er en rumstation i lav bane om Månen med

tilkoblede landingsfartøjer, der vil muliggøre bemandede landinger på nye områder på Månen, ikke mindst

på Månens bagside. Billede: © Stephen C Hartman / Lockheed Martin "NextSTEP on the Journey to Mars:

Deep Space Habitats" http://www.lockheedmartin.com/us/news/features/2016/nextstep-space-mars.html

end to opsendelser af SLS om året.

En anden mindre ambitiøs plan

drejer sig om at hente en mini-

asteriode ind i en lav bane om

Månen. Selve asteroiden skulle

hentes ved hjælp af en ubemandet

rumsonde. Efter at asteroiden er

blevet anbragt nær Månen, så skulle

astronauter kunne hente prøver og

studere den nærmere.

Asteroider findes i udgaver op til en

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

diameter til flere hundrede kilometer;

men for at man skal kunne hente

asteroiden skal det dreje sig om en

med en diameter på få meter.

ESA har planer om at udvikle et

ubemandet landingsfartøj til landing

på en af Månens poler. Dette skulle

så være et første lille skridt i retning

af en bemandet base på en af

Månens poler. NASA arbejder også

med planer for et landingsfartøj til

landing på Månen.

Når det drejer sig om udforskningen

af Månen, så får både ESA og NASA

skarp konkurrence af kineserne.

Kina har allerede landsat en månebil

Yutu ombord på rumsonden Chang-

3. Derudover har de sendt en

rumsonde rundt om Månen med

efterfølgende landing på Jorden.

Planerne går videre både med hensyn

til at hente prøver ned af

måneoverfladen og endda en landing

på Månens bagside kaldet CLEP, der

skal landsætte en månebil på Månens

bagside.

Der er officielt planer om at bruge

SLS til bemandede rejser til Mars;

men her virker planerne nok noget

vidtløftige. En bemandet rejse til

Mars ved hjælp af SLS vil kræve en

hel række opsendelser; men

opsendelsesfaciliteterne planlægges

kun til en kapacitet på få opsendelser

om året.

Nogle har lagt (optimistiske) planer

hvorefter fire opsendelser med (den

tunge) SLS skal muliggøre en

bemandet rejse til Mars. Men med

den indtil nu planlagte kapacitet vil

det tage to år at foretage fire

opsendelser med SLS - og det bare

for at rejse til Marsmånen Phobos.

En landing på Marsoverfladen vil

kræve endnu mere.

SLS vil dog muliggøre vigtig erfaring

med længerevarende ophold udenfor

Jordens beskyttende magnetfelt. Det

gælder både håndtering af

strålingfaren og ophold uden adgang

til hyppige forsyninger.

En anden anvendelse af SLS kunne

være til ubemandede rumsonder til

det ydre Solsystem. Her åbner SLS

op for en lang række spændende

muligheder, pga. den store

løftekapacitet, hvor kun økonomien

sætter grænsen.

Een mulighed var en ubåd til at sejle

på Saturns måne Titan, hvor der

findes store søer af flydende metan.

Her vil en enkelt opsendelse være

nok.

SLS vil også være anvendelig til at

opbygge rumstationer i bane om

Jorden længere væk fra Jorden end

lav bane om Jorden. En rumstation,

der skal besøges af astronauter, skal

dog ligge udenfor Van-Allan-

bælterne. I dette område vil

strålingen være for høj.

Man kan spørge om ikke også SLS

har perspektiver i relation til praktisk

udnyttelse af rummet. Svaret er

bekræftende:

Ved bemandede missioner eller

bemandede rumstationer skal tingene

med tilbage. Man er med andre ord

nødt til at holde styr på sit affald.

Fremtidige satellittjenester kan

måske i fremtiden foregå fra

rumstationer, der er periodevis

bemandede. Herved vil man kunne

sikre at alt hvad der bliver sendt op i

rummet også bliver hentet ned igen.

I øjeblikket efterlades udtjente

satellitter i rummet og det betyder at

rummet omkring Jorden fyldes med

rumskrot. Hvis ikke denne praksis

ændres vil det betyde at mange

vigtige baner omkring Jorden bliver

ubrugelige på grund af rumskrot.

Der er god plads i rummet; men der

er ikke ubegrænset plads og der bør

laves forberedelser til en mere

langsigtet praksis.

En normal satellit fylder kun nogle få

kvadratmeter i udstrækning og udgør

dermed kun et lille “mål” for et

stykke rumskrot. Forestiller man

imidlertid sig, at man i fremtiden vil

opsende energisatellitter, vil de have

kæmpe solpaneler på mange hektar.

Sådanne satellitter kan kun virke i

baner/områder med lidt eller intet

rumskrot. Disse satellitter vil kunne

levere solenergi - døgnet rundt og

året rundt uafhængig af vejret. De vil

i øvrigt sandsynligvis være tunge og

derfor kræve opsendelsessystemer

såsom SLS.

Exploration beyond Earth:

www.nasa.gov/exploration/systems/index.html

Detaljer om første opsendelse af SLS: EM-1

www.nasa.gov/feature/the-ins-and-outs-of-nasa-s-first-launch-of-sls-and-

orion

Alt om Space Launch System:

www.nasa.gov/exploration/systems/sls/index.html

Seneste nyt om SLS/Orion:

www.nasaspaceflight.com/news/constellation

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Alle satellitter og rumsonder er

udstyret med en række antenner, så vi

kan sende kommandoer og data

mellem Jorden og satellitten/sonden.

Det er uanset, om det er satellitter til

forskning, jordobservation,

navigation eller telekommunikation,

eller det er rumsonder i vores

Solsystem. Den dominerende

antenneteknologi til større satellitter

har igennem flere årtier været den

såkaldte reflektorantenne, som man

kender fra parabolantenner til TV.

TICRAs softwareprodukter er de

mest avancerede og nøjagtige i

verden til at designe

reflektorantenner til satellitter. Derfor

anvendes produkterne hos stort set

alle rumfartsorganisationer,

institutioner og virksomheder i

verden, som bygger satellitter – såvel

i USA som i Europa og Asien.

For de store satellitproducenter som

for eksempel Boeing, Lockheed

Martin, ThalesAlenia og Airbus er

leveringstiden på en satellit en vigtig

konkurrenceparameter. Derfor er det

vigtigt, at alle produkter, der

anvendes i produktionen, er yderst

pålidelige, og at medarbejderne kan få

hurtigt svar på eventuelle spørgsmål i

brugen af produkterne. TICRA har

gennem 40 års tæt samarbejde med

den internationale rumfartsindustri

demonstreret, at vi er en yderst

troværdig og pålidelig leverandør,

som leverer hurtig og kompetent

support. Derfor er vi en attraktiv

leverandør til disse virksomheder.

TICRAs kernekunder er

virksomheder, som bygger

kommunikationssatellitter, og

praktisk talt alle

kommunikationssatellitter i den

geostationære bane er designet med

brug af TICRAs software.

Signaler sendes fra Jorden til

satellitten, modtages og forstærkes på

Figur 1 Eutelsat-

9B satellitten

under RF-test

hos Airbus

Defence and

Space, Frankrig,

er et eksempel

på en satellit,

hvor antennerne

er designet med

TICRAs

software.

Airbus Defence

and Space SAS.

Fra: www.esa.int.

www.rumfart.dk

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

satellitten, og distribueres til et givent

område på Jorden. Anvendes en

klassisk parabolantenne på satellitten

vil signalet distribueres over et

elliptisk område på Jorden. Ønskes

for eksempel TV distribueret over

Europa, må ellipsen vælges til at

dække hele Europa og vil herved -

udover det ønskede landområde -

dække uønskede områder som dele

af Atlanterhavet og Rusland. Det er

fordelagtigt kun at sende signalet til

det ønskede landområde, kaldet

dækningsområdet.

Slår man en bule i parabolantennens

overflade, ændres antennens

udstråling, så signalet ikke længere

distribueres over et elliptisk område

Figur 2 Antenne med bulet reflektoroverflade designet af EADS Astrium.

på Jorden. Så ved at ødelægge

Source: B Schustermann. Fra: www.theengineer.co.uk.

reflektorantennens form på en

antennedesignet. Signalet fra Jorden,

ligger ofte over 1 milliard kroner. For

kontrolleret måde, kan man opnå en

som modtages af antennerne på den

at opnå en god forretning skal der

udstråling, der følger det ønskede

ene side af satellitten, har meget lav

sælges TV og data til mange kunder,

dækningsområde, for eksempel

styrke, og der anvendes derfor

og derfor placeres adskillige antenner

Europas landegrænser. TICRA

følsomme modtagersystemer på

på satellitten for at kunne øge

tilbyder et softwareprogram, hvor

satellitten. Signalet, som sendes af

kapaciteten. Et eksempel kan ses på

brugeren som input giver reflektor-

antennerne på den anden side af

billedet i figur 3.

antennens overordnede geometri

satellitten, er derimod kraftige. Der er

samt det ønskede dækningsområde,

risiko for, at det kraftige signal fra

De mange antenner placeret tæt på

og programmet giver som resultat

sendeantennen via uønsket spredning

hinanden giver udfordringer for

den bulede reflektoroverflade. Et

eksempel er vist på billedet i figur 2.

Figur 3 Satellitten SES-6 under RF-test i MISTRAL Compact Test Range

I beregningerne tages højde for

ændringer i dækningsområdet

grundet satellittens bevægelser i den

geostationære bane samt termiske

deformationer af overfladen alt efter

om reflektoroverfladen er belyst af

Solen eller i Jordens skygge.

Softwaren udregner en numerisk

løsning til et stort optimerings-

problem, og beregningstiden kan

være flere uger. TICRA markedsfører

det eneste kommercielle software, der

kan forme reflektorflader til et givet

dækningsområde.

Prisen for at udvikle, producere, og

opsende en kommunikationssatellit

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

i satellitstrukturen kan finde vej til

modtagersystemerne og gøre

satellitten ”døv”. Derfor kræves

beregninger af såvel antennerne selv

som af radiobølgernes spredning i

satellitstrukturen med meget stor

nøjagtighed. Og til dette har TICRAs

produkt, GRASP, gennem flere årtier

været det førende på markedet.

TICRA har inden for de seneste år

udvidet funktionaliteten af

programmet markant, så selv små

detaljer på satellitten, der tidligere

blev ignoreret, nu inkluderes i

beregningerne. Matematisk er det

formuleret som et fuldt

ligningssystem med mere end 1

million ligninger og 1 million

ubekendte. Det vil kræve flere

Terabytes at gemme ligningssystemet

på computeren, så det er ikke muligt.

Moderne løsningsmetoder kan

reducere memory-forbruget

betydeligt, men beregningstiden

måles fortsat i døgn. Derfor har

TICRA i et erhvervsforsker-projekt

og under kontrakt med ESA udviklet

en speciel ligningsløser, hvor

egenskaberne af Maxwells ligninger

er indbygget. Herved kan problemet

løses på en moderne bærbar PC i

løbet af få timer.

Figur 4 Illustration af New Horizons’ fly-by af Pluto-Charon

systemet. Copyright: NASA/JHU APL/SwRI/Steve Gribben.

Fra: www.nasa.gov.

TICRA har også et fingeraftryk på de

store og kendte rumsonder, som

udforsker vores Solsystem, som New

Horizons og Rosetta.

I juli måned 2015 kom NASAs

rumsonde, New Horizons, tæt forbi

Pluto. Med ombord var en lang række

videnskabelige instrumenter, som

skal bibringe ny viden om dværg-

planetens atmosfære og frosne

overflade. New Horizons’ fly-by var

en stor succes, og vi har set NASA

udsende billeder af Plutos overflade

med meget fine detaljer. Missionen

fortsætter med yderligere studier af

Pluto og øvrige objekter i Kuiper-

bæltet.

Missionen fortsætter også på en

anden måde. Sonden er mere end 7,5

milliarder kilometer fra Jorden og har

begrænset effekt at sende med, så

derfor er en stor reflektorantenne en

nødvendighed på sonden, som det

ses på billedet i figur 4. Jo større

antenner på sonden og på Jorden, jo

større datamængde kan transmitteres

til Jorden. Men selv med New

Horizons’ 2-meter diameter antenne

og med en 70-meter diameter

antenne på Jorden tager det mere end

et år at transmittere de store mæng-

der data optaget ved Pluto til Jorden.

Antennerne på sonden udgør altså en

kritisk del af missionen, og der stilles

meget høje tekniske krav til anten-

nerne. For at sikre antennedesign

med størst mulig nøjagtighed,

anvender NASA det mest nøjagtige

design-software, som er tilgængeligt,

og det er TICRAs software.

Tilsvarende er antennerne på ESAs

rumsonde Rosetta designet med

TICRAs software. Rosetta kredser

om komet Churyumov-Gerasimenko

(67P) og foretager detaljerede

observationer af kometen samt

modtager data fra landingsmodulet,

Philae. Disse data transmitteres til

Jorden.

www.rumfart.dk

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Som forberedelse til Rosetta

missionen opbyggede ESA et Deep

Space Network af tre

jordstationsantenner i hhv.

Australien, Spanien og Argentina.

TICRA har deltaget i designet af

antennen i Perth, Australien, som ses

under konstruktionen i billedet i figur

5. Selve antennen er et 35 meter

diameter dobbelt-reflektor system.

Denne del af antennen fødes af en

såkaldt beam waveguide, der

indeholder yderligere syv store spejle.

Beam Waveguiden muliggør, at det

35 meter store og 600 tons tunge

antennesystem kan bevæges om såvel

en lodret som en vandret akse.

Dermed kan antennen pege mod

Rosetta uanset, hvilken retning over

horisonten sonden befinder sig i.

Dette vel at mærke med en

nøjagtighed på 0,006 grader.

En af de store design-udfordringer

ved en sådan jordstation er, at

antennen skal sende med høj effekt –

op til 20 kW - men modtager signaler

med ekstrem lav effekt. Som

eksempel er effekten, der kan samles

op af Rosettas signal med den over

1000 kvadratmeter store antenne, 20

størrelsesordener svagere (2E-16W).

Det stiller meget strenge krav til det

anvendte udstyr. Og samtidigt stiller

det meget strenge krav til

nøjagtigheden af beregningerne af

radiobølgernes udbredelse og

spredning i de mange spejle og

reflektorer. TICRA’s kerneprodukt,

GRASP, er det eneste kommercielle

produkt, hvor man kan opnå denne

nøjagtighed.

TICRA deltog på forskellige måder i

designarbejdet med Deep Space

Antennen i Perth under direkte

kontrakt for ESA: dels

udviklingskontrakter, hvor GRASP

tidligt i forløbet blev udvidet med ny

funktionalitet, som antenne-

designerne havde brug for i deres

nøjagtige beregninger; dels

delopgaver omkring designet af

beam waveguiden og antennen; dels

beregninger på det endelige design

som en uafhængig kontrol.

TICRA startede som en mindre

virksomhed, der - i kraft af en stor

koncentration af specialviden - var i

stand til at vinde en række kontrakter

for ESA og en række andre

internationale organisationer. Viden

opnået på kontrakterne blev ført ind i

en række softwareprodukter, som

efterfølgende blev solgt kommercielt.

I dag stammer mere end 80% af

omsætningen fra salg af

softwareprodukter og tilhørende

support. Omsætningen fra ESA-

kontrakterne er stort set uændret,

men TICRA har formået at opbygge

en kommerciel forretning rundt om

ESA-kontrakterne.

Trods den store kommercielle succes

har TICRA fortsat brug for

samarbejdet med ESA. På europæisk

plan foregår udvikling i ny antenne-

teknologi næsten udelukkende i ESA-

regi, og i store internationale teams

af virksomheder med hver deres

nicheområde og – ikke mindst -

under sparring med ESA. Derfor er

Danmarks tilslutning til ESA vigtig

for TICRA og en række øvrige

danske rumfartsvirksomheder og

universiteter.

Specielt er dansk tilslutning til ESAs

teknologiprogram, ARTES, vigtig,

for at TICRA også i fremtiden kan

sætte et dansk fingeraftryk på de

mange satellitter og sonder, der

opsendes.

Figur 5 Konstruktionen af ESAs

nye antenne i New Norcia,

Australien. Copyright: ESA. Fra:

www.esa.int

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Grafik: Singularity University

Nogle af de største omvæltninger vi

oplever som mennesker er når en

teknologi eller et system i en længere

periode udvikler sig eksponentielt.

Vores hjerner er indrettet efter at

kunne forholde sig til lineære

udviklinger – hjernens mekanismer til

at forudsige lineær udvikling er

ekstremt effektive, men vi har svært

ved at forstå eksponentiel udvikling

uanset om det er i samfunds-

strukturer, sociale medier eller

teknologier.

Vi opdager det typisk først, når det

begynder at have indvirkning på

vores dagligdag. En eksponentiel

udvikling kan ”gå under radaren” i

lang tid, da en eksponentiel udvikling

er ”flad” i lang tid før den ”pludselig”

begynder at brække opad. Det er ikke

fordi det sker pludseligt, det har jo

været undervejs længe, men det er

først nær den brækker opad at man

oplever ”forstyrrelsen” – disruption

på engelsk.

Der findes i dag flere store

teknologier, som udvikler sig

eksponentielt som følge af at

transistorer i computerchips kan

pakkes bedre og bedre og reelt

fordobler regnekraften og halverer

energiforbruget hver 18. måned, samt

at vi finder teknikker og metoder til at

miniaturisere altså bygge mindre og

mindre komponenter.

1. Nanoteknologi og digital

fabrikation

2. Bioteknologi

3. Kunstig Intelligens og

Robotteknologi

4. Netværk og computersystemer

Indenfor alle disse områder er der

udvikling, der sker eksponentielt, og

som vil ændre vores samfund radikalt

de næste tre årtier.

NewSpace er en betegnelse, der

bruges om den bevægelse, der sker på

kanten af eller uden om de

traditionelle rumfarts aktører –

rumagenturerne og de store industri

virksomheder. Der er ikke en enkelt

accepteret definition, men følgende

giver en god ide:

Newspace projekter er som regel

udviklet for private midler,

med

begrænset eller ingen sammenhæng

med de nationale rumfartsagenturer.

NewSpace virksomheder undgår ikke

ESA og NASA, men deltager ofte i

deres projekter. Deres fokus er

kommercielle kunder.

www.rumfart.dk

Grafik: Clear Skies

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

2. Lavpris koncepter

for

opsendelsessystemer og komponen-

ter til rumfartøj. Deltager ofte i

konkurrencer som Ansari X Prize og

Google Lunar X Prize.

3. Fokus på innovation eller

kombination af billigere standard

komponenter.

Istedet for at anvende

komponenter der er "space-proven"

søges udviklet ny teknologi eller

anvendt billigere standard

komponenter fra andre industrier.

4. Trinvis udvikling af

forretningsmodel og teknologi

–

kendt fra udviklingen af

computerchips og LCD skærme.

Start med systemer med begrænset

ydevene, men med markeder, der kan

generere et overskud. Dette overskud

kan betale for at udvikle næste trin og

markedet vil modnes i takt med

teknologiudviklingen.

5. Ambitiøse mål.

Eksempelvis

målsætning om bemandet rumfart

uden for jord-kredsløb i stor skala, og

målsætning om at etablere kommuni-

kations ydelser til områder på jorden,

hvor kundegrundlaget er for spinkelt

for de etablerede forretnings-

koncepter.

6. Udnyttelse af eksponentielle

teknologier.

Derudover tænker flere

i OpenSource, alternativ funding og

benytter net-fællesskaber til at vokse.

Forskellige spændende NewSpace

virksomheder og organisationer:

Indenfor rumfart er der flere

områder, der udvikler sig

eksponentielt, og hvor hele industrien

er ved at blive "disrupted".

De eksponentielle teknologier giver

mulighed for at lave satellitter

mindre, lettere og med mere og mere

regnekraft og større grad af

autonomi. Udviklingen gøres billigere

ved at anvende standardkomponenter

og enheder fra andre industrier.

Da opsendelses omkostningerne for

små satellitter er meget lave er der

åbnet op for helt nye teknologiske

løsninger på kendte udfordringer.

Det virker som om selv de vildeste

projekter kan deles op i små

økonomisk overkommelige

teknologiske bidder, så der kontinuer-

ligt kan præsenteres fremdrift.

Der er dog stadig en række områder,

hvor naturlovene sætter

begrænsninger. Enten lever man med

dem eller også søger man at omgå

dem i sit missions koncept.

1. Energi og lagring.

Man kan

stadig ikke få mere energi ud af

solpaneler end der kommer ind fra

Solen, og energitæthed i batterier har

grænser, der følger af deres

materialeegenskaber.

Tricks: udfoldelige solpaneler,

magnetiske sejl, solsejl, etc.

2. Datahastighed og signal.

Kommunikation over afstande har

stadig udfordringer og sætter grænser

op for funktionaliteten på små

satellitter med små antenner, da

styrken på radiobølgekommunikation

aftager med kvadratet på afstanden.

Tricks: kommunikere til netværk af

jordbaserede stationer i nye

bølgelængdeområder eller via større

kommunikationssatellitter i højere

jord kredsløb

3. Observationer og opløsning.

Den maksimale opløsning ved

jordobservationer afhænger fortsat af

spejl- eller blænde-diameteren,

afstanden (banehøjden) og

bølgelængdeområdet. Høj

billedkvalitet kræver også præcis

orientering. Nanosatelitter kan derfor

ikke opnå lige så god opløsning som

store satellitter kan.

Trick: kombinere observationer fra

flere små satellitter, der flyver i

konstellation. Kredse om jorden i

lavere banehøjde

og acceptere

kortere

satellitlevetid.

GOMX-3 er en 3U Cubesat - fylder 3

standardmoduler under opsendelse.

Vægtklasse: Nanosatellit.

Foto: GomSpace.

Minisatellitter vejer 100-500 kg

Microsatellitter vejer 10-100 kg

Nanosatellitter vejer 1-10 kg

Picosatellitter vejer 100-1000 g

Femtosatellitter vejer 10-100 g

En nanosatellit, der er opbygget i

standard modulstørrelser på

10x10x11.35cm, kaldes en

CubeSat.

Den indeholder 1 liter anvendeligt

volumen og en vægt på max 1,33 kg.

Fylder den eksempelvis 6 enheder,

anvendeligt volumen, benævnes den

en 6U Cubesat.

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

Registrering af flytrafik med GOMX-3. Grafik: GomSpace.

Til at indsætte Cubesats i kredsløb er

det nødvendigt med mekanismer,

der både kan fastholde dem under

opsendelse, men også kan frigive

dem, når de er i den rigtige

banehøjde. Disse moduler kan

monteres på forskellige steder nær

eller under hovednyttelasten.

På en enkelt opsendelse i 2014 med

en russisk Dnepr raket er det

lykkedes at opsende hele 37 satel-

litter - 2 minisatellitter, 2 micro-

satellitter og hele 33 Cubesats.

En anden god mulighed er at få sin

Cubesat monteret i en NanoRacks

CubeSat Deployer (NRCSD) og

fragtet til ISS sammen med

forsyninger. Her flytter astronaut-

erne NRCSDerne over til det

japanske JEM modul, installerer

dem på JAXA MPEP (Multi-

Purpose Experiment Platform) og

flytter dem udenfor ISS via

luftslusen. Astronauter eller

jordpersonel kan herefter sende de

enkelte Cubesats i kredsløb.

I efteråret 2015 blev der på denne

måde sendt 18 stk 3U Cubesats,

herunder de danske

AAUSAT-5

GOMX-3,

i kredsløb. Desværre

kunne

Andreas Mogensen

ikke nå

at udføre denne opgave under IRISS

missionen – opgaven blev derfor

udført af den amerikanske astronaut

Kelly, mens Yui optog det på video

fra udsigtsposten i Cupola modulet.

signaler. Alle fly udsender i

fremtiden dette signal, der kan

bruges til at positionsbestemme

flyene, og derved give informationer

til at undgå at flyene kommer for

tæt på hinanden og at man udnytter

flykorridorerne effektivt. De

sikkerhedsmæssige aspekter i at

kunne detektere og følge fly, der

afviger fra deres flykorridor er

åbenlyse.

Den danske virksomhed, der måske er

længst fremme i forhold til en

eksponentiel udvikling indenfor

rumfart er GomSpace, der ligger i den

sydlige del af Aalborg i forbindelse

med universitetet.

Siden GomSpace blev stiftet i 2007 har

de arbejdet med komponenter til

småsatelitter og indenfor de sidste år

kunnet levere nøglefærdige

microsatellitter, og nanosatellitter.

”GOM” i firmaets navn kommer fra

the Muppet Show, hvor Statler og

Waldorf var to "Grumpy Old Men",

der kritiserede alt og alle fra de bedste

tilskuerpladser i salen. Selvom det

oprindelig var et øgenavn fra

studietiden til de tre grund-læggere, så

tjener det også til evig påmindelse om

hvad man skal stå mål til når man som

lille ny virksomhed vil ind i en industri

domineret af store virksomheder og

nationale rumfarts-agenturer.

Efter en lang periode med mange

småprojekter og flere og flere succeser,

sidder GomSpace nu med fremme,

som en betydende aktør med erfaringer

og et setup, der er gearet til at kunne

indfrie det store potentiale indenfor

NewSpace.

Den senest opsendte satellit er en 3U

Cubesat ved navn GOMX-3. Den

blev (sammen med en række andre

Cubesats) fragtet til ISS ombord på

en japansk HTV-5 service mission og

indsat i kredsløb derfra 5. oktober

2015. Satellitten blev udviklet under

en ESA kontrakt, der desuden var det

første Cubesat projekt med teknologi

udvikling for øje, som ESA har

deltaget i.

”Cubesats er ideelle til at teste

eksperimentelle teknologier på grund

af størrelsen, og de lave

omkostninger til opsendelse”

fortæller adm. direktør i GOMspace

Niels Buus. ”Kan vi overkomme en

række teknologiske udfordringer vil

Cubesats kunne udvide paletten af

økonomisk bæredygtige anvendelses-

muligheder for satellitsystemer,”

fortsætter han og introducerer

derefter kort de vigtigste

udfordringer, som GOMX-3 skal

demonstrere løsninger på.

GOMX-3 har til opgave at

demonstrere en metode til at

overvåge flytrafik ved måling på

baggrund af såkaldte ADS-B

www.rumfart.dk

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

GOMX-3 er til det formål udstyret

med en spiral formet ADS-B antenne

og modtager, som gør den i stand til

at opfange signalerne inden for

synsvidde og på flere hundrede km

afstand.

Frem til nu har Cubesats været

udstyret med UHF eller S-band

telemetri systemer, hvilket kun

muliggør download af nogle få

hundrede Mbit pr. dag.

Gennem miniaturisering, mange-

dobling af regnekraft og forbedring

af lagerkapacitet er det nu blevet

muligt at foretage jordobservationer,

astronomiske obs. eller have andet

teknologisk udstyr ombord på nan-

osatellitter – opgaver der genererer

mange Gigabyte data hvert døgn.

Nøglen til at Cubesats kan komme

videre ad den eksponentielle

udvikling er derfor mere effektive

kommunikations-løsninger til at

sende data til jorden.

En mulighed er at oplagre data og så

sende det ned til en jordstation, hver

gang satellitten passerer hen over –

her er høj overførselshastighed

(Mbit/s) vigtigt, da et døgns

observationer skal overføres på få

minutter. Dette fungerer på GOMX-

3 med en indbygget X-band sender,

udviklet af franske Syrlinks.

En anden mulighed er at sende data

til større satellitter i eksempelvis

GEO, der så kan videresende data til

jorden med deres kraftigere udstyr.

Dette kræver dog at Cubesatten kan

orienteres så præcist, at den kan både

lytte og sende signaler til den større

satellit. Med sine indbyggede små

reaktions-hjul har GOMX-3

demonstreret, at den kan "låse fast"

på signaler fra satelitter, og der kan

således også bygges videre på

missionskoncepter, hvor dette er

nødvendigt.

Indenfor NewSpace prøver man ofte

at nytænke missioner eller forret-

ningsmodeller og starte helt forfra.

Kreative løsninger kan nogle gange

tvinges frem ved at sætte så stramme

begrænsninger på økonomi og fysiske

parametre, at det er umuligt at løse

opgaven på traditionel vis.

Nogle af de mest spændende

koncepter lige nu involverer flåder af

småsatellitter.

GomSpace blev i april 2016 udvalgt

til producent af de tre første nano-

satelitter og en tilhørende jordstation

Sky and Space Globals

satellit-

kommunikations projekt, der skal

levere telefoni og internet til de

ekvatoriale områder, hvor satellit-

kommunikation idag er både dyrt og

dårligt.

Dette projekt er gået op imod det

ambititøse

OneWeb

projekt, hvor

Airbus Defence and Space skal

producere ca. 900 ministalitter på

maks. 150kg til at levere verdens-

omspændende internet fra kredsløb i

1.100 kms højde.

Der er sikret kontrakter for mere end

USD 1 mia. til opsendelse af de

mange satellitter med 21 Soyuz

raketter gennem ArianeSpace (og

optioner på flere) samt med Virgin

Galactics LauncerOne, når den bliver

klar. Der er lavet aftaler med staten

Florida om opførelse af fabrik, hvor

løfter om arbejdspladser skal sikre

medspil.

Ledelsen i OneWeb og hele projektet

er sammensat af deltagere fra store

industri virkomheder og entrepre-

neurs fra Newspace. Det har derfor

en god chance for at kunne blive

realiseret, men også en stor risiko for

at implodere pga. forskellig kultur.

Det bliver spændende at følge om

Oneweb kan lykkes med at forbedre

traditionel satellitkommunikation - og

om SSG med deres GomSpace

producerede nanosatellitter kan

disrupte hele SatCom branchen og

overhale Oneweb indenom med

opsendelser af de "3 diamanter" i

midten af 2017.

GomSpace eksporterer til mere end 40 lande over hele verden. Design og

integration foregår hos GomSpace i Aalborg. En stor del af produktionen

udføres af danske leverandører. GomSpace beskæftiger i dag mere end 40

medarbejdere af forskellige nationaliteter. På billedet ses medstifter

Morten Bisgaard, der idag er Senior Engineer. Foto: GomSpace.

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

IAFs forårsmøde 2016 blev holdt i

Paris den 22.-24. marts. I løbet af de tre

dage holder komitéerne og IAF

ledelsen møder og der er en række

fællesarrangementer såsom GNF

(General Network Forum) foredrag,

WIA-Europe Breakfast møde, cocktail

party og et IPC (International

Programme Committee) General

Meeting, hvor der bl.a. aflægges status

for dette års og næste års kongres, IAC.

Til dette års IAC 2016 i Mexico var der

indsendt 2716 abstracts fra

(rekordmange) 78 lande, flest fra Kina

og USA. Heraf vil mellem 2100 og

2200 abstracts blive accepteret til

kongressen.

IAFs årlige forårsmøde i Paris finder sted i "CAP 15 Conference Centre",

Det er komitéerne, der står for

der ligger ved floden Seine 300 meter fra Eifeltårnet. Foto: IAF

udvælgelsen af abstracts og der

kommer folk fra hele verden og stiller

deres tid og ekspertise til rådighed.

Uden deres store engagement ville der

ikke være nogen IAC.

Det er gratis at deltage i IAFs

Dansk Selskab for Rumfartsforskning og IAF (International

forårsmøde. IAF er åben overfor, at

Astronautical Federation) blev oprettet i årene efter 2.

endnu flere kommer med i komitéerne.

Verdenskrig. Begge organisationer har som formål at fremme

Medlemmer af en IAF-

rumfartens udvikling med fredelig mål for øje samt at udbrede

medlemsorganisation (f.eks. Dansk

kendskab til og viden om rumfart i samfundet. Dansk Selskab

Selskab for Rumfartsforskning) kan

for Rumfartsforskning blev medlem af IAF i 1951 og det er i år

søge om at komme med i en af IAFs

65 år siden.

mange komitéer (se grafik på næste

side). Interesserede kan henvende sig til

IAF-sekretariatet.

Læs mere om mulighederne for

Præsentation af Johann-Dietrich

medlemmer i IAFs "Welcome Kit".

Woerner, Director General (ESA)

http://www.iafastro.org/membership/

- 26 ud af 50 COP21

miljøovervågningsparametre

kan kun observeres fra rummet.

www.rumfart.dk

- endnu kun et globalt koncept

og ingen konkret projektplan.

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

De tekniske komitéer afspejler mangfoldigheden af emner, der bliver præsenteret i løbet den

årlige IAC kongres.

Der findes en teknisk komité for hvert af de områder, der er vist på grafikken nedenfor. Hver

komité er ansvarlig for mindst ét symposium, bestående af en række tekniske sessioner (oplæg)

under IAC kongressen.

Læs mere om komitéerne på IAFs hjemmeside under "About"

Tekniske komitéer

www.iafastro.org

Administrative komitéer

• Committee for Liaison with International Organisations and Developing Nations (CLIODN)

• Congress and Symposia Advisory Committee (CSAC)

• Finance Committee

• Honours and Awards Committee (HAC) (2015-2018)

• IAF Regional Groups

• IAF/IAA/IISL Advisory Committee on History Activities (ACHA)

• Industry Relations Committee (2015-2018)

• International Project/Programme Management Committee (IPMC)

• IPC Steering Group (2015-2018)

• Policy Advisory Committee (PAC)

• Space Museums and Science Centres Committee (2015-2018)

• Space Societies Committee (SSC) (2015-2018)

• Space Universities Administrative Committee (SUAC)

• Technical Activities Committee (TAC)

• Workforce Development-Young Professionals Programme Committee (WD-YPP) (2015-2018)

DANSK RUMFART DR73 2016

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

På generalforsamlingen i Dansk Selskab

Rumfartsforskning 25. februar 2016 blev det

besluttet at udnævne astronaut Andreas

Mogensen til æresmedlem i kraft af den kæmpe

formidlingsindsats, som han har leveret - såvel i

sin funktion som astronaut med alt hvad opgaven

indebærer, som hans væremåde og lyst til at

formidle viden og passion for rumfart, rumforsk-

ning og naturvidenskab generelt (og alt det andet

fantastiske med internationalt samarbejde, flid,

mod, vedholdenhed, grundighed, optimisme,… ).

Andreas Mogensen har gjort rumfart og

rumforskning nærværende og vedkommende for

danskere højt og bredt, og på bedste vis formidlet

viden om og udbredt interessen for rumfart,

rumfartsforskning og naturvidenskab generelt -

hvilket er essensen af selskabets formål.

Derfor er vi glade for at han vil tage imod

udnævnelsen.

I Tyskland blev der i marts 2016

iværksat en mediekampagne for at

finde den første tyske kvindelige

astronaut.

Ansøgningsfrist 30.april og

uddannelsen vil starte i 2017.

Initiativet er iværksat af HE Space

støttet af DLR (Deutsches Zentrum

für Luft- und Raumfahrt).

#dieastronautin

Billede: http://dieastronautin.de

Hvert år er IAF med til at arrangere en stor kongres (IAC) med emner indenfor alle områder om

rummet og rumfart. I 2016 afholdes denne kongres, IAC2016 for 67. gang, dette år i

Guadalajara, Mexico.

Som medlem af Dansk Selskab for Rumfartsforskning kan du deltage i IAC kongressen til

reduceret pris.

http://www.iac2016.org/

www.rumfart.dk

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"

En blomstrende orange Zinnia opdyrket

om bord på den internationale

rumstation i det nye plantevækst system.

Billede: Scott Kelly/NASA/AFP

UFU, Alm.del - 2015-16 - Bilag 171: Publikation af maj 2016: "Dansk Rumfart nr. 73"