Guld til Månen i dansk udstyr
Dansk udviklede stjernekameraer bliver beskyttet af 24-karats guld på ESA-mission, der skal vise nye veje i rummet
Minedrift efter sjældne metaller på Månen regnes af mange for en realistisk fremtidig mulighed, men til sommer sender den europæiske rumfartsorganisation ESA 24-karats guld den modsatte vej. Det sker ombord på en mission, der skal udforske Månen og samtidig anvise nye veje til flyvning i rummet.
"De nye principper for rumflyvning, som missionen skal teste, indebærer, at fartøjet vil blive udsat for langt mere omfattende og mere intens stråling i rummet end normalt. Derfor har vi været nødt til at finde nye måder at beskytte vores udstyr på. Blandt andet har det været nødvendigt at indkapsle dele af udstyret i guld", forklarer projektleder John Leif Jørgensen, Danmarks Tekniske Universitet.
Forskerne ved DTU har udviklet de stjernekameraer, der bruges på missionen. Ud fra billeder af stjernehimmelen vil rumfartøjet blive i stand til selv at fastslå sin position og orientering i rummet.
Missionen hedder SMART (Small Missions for Advanced Research in Technology) - altså små missioner, der tjener til at opnå teknologiske fremskridt inden for rumfarten. Der bliver formentligt flere SMART-missioner, derfor kaldes den, der sendes afsted nu, SMART-1.
Krumspring i rummet
Blandt andet skal fartøjet drives frem af en ny type motor (læs også artiklen "Først Månen, så det ydre rum", klik på linket ude til højre). Motoren udnytter sit brændstof langt mere effektivt end kendte motorer, men til gengæld kan den ikke skabe en voldsom, pludselig acceleration. At benytte den kræver derfor nye måder af bevæge sig i rummet på.
ESA planlægger, at SMART-1 i første omgang skal i kredsløb omkring Jorden. Derefter gøres banen langsomt mere og mere langstrakt. Til sidst når SMART helt ud, hvor Månen trækker lige så meget i det lille kunstige himmellegeme, som Jorden gør.
Tricket bliver da at udnytte Månens tiltrækning til at påvirke SMARTs bane. I første omgang skal fartøjet foretage nogle tilsyneladende kaotiske krumspring i rummet - inden det finder ind i en ny, regelmæssig, elliptisk bane omkring Månen.
Det er altsammen beregnet i ESAs computere og skulle være muligt. Men der er et meget stort spørgsmålstegn: Planen gør det nødvendigt at fartøjet passerer mange gange gennem de såkaldte Van Allen bælter.
Jordens magnetfelt sørger for, at størstedelen af den farlige stråling fra rummet afbøjes og passerer forbi os. De områder hvor strålingen er kraftigst, kaldes Van Allen bælterne. Når man sender satellitter i kredsløb om Jorden, placerer man dem i sikker afstand af bælterne. Enten inden for - her ligger alle de satellitter, der observerer Jorden. Eller man placerer dem langt uden for - typisk i den såkaldte geostationære bane i 36.000 km højde, hvor en satellit kan følge Jordens rotation og holde samme position i forhold til Jorden. Her ligger tele-kommunikations-satellitterne.
"Ildfluer" fra Solen
Van Allen bælterne er med andre ord noget, man gør alt for at holde sin satellit væk fra. Men styringsprincippet bag SMART, hvor man skaber en gradvis overgang fra Jordens til Månens tyngdefelt, kræver en række passager gennem de forkætrede bælter.
"De stjernekameraer, vi har leveret til SMART-1, er grundlæggende lige som dem vi har leveret til ESA-missionen Proba og til den danske Ørsted-satellit, men vi har været nødt til at bruge en hel vifte af nye principper for at beskytte udstyret mod stråling", forklarer John Leif Jørgensen.
Selve kamerahuset til stjernekameraerne er udført i 24 karat guld. At skærme med guld har imidlertid ikke været en holdbar vej for udstyret generelt. Grunden til, at guld skærmer så godt, er at det er meget tæt, og dermed tungt, så strålerne har svært ved at slippe igennem. Kravene til, at SMART skal være et meget let fartøj - af hensyn til den brændstoføkonomiske, svage motor - sætter omvendt snævre grænser for, hvordan man kan beskytte sit udstyr. Bare at plastre mere afskærmende materiale på er ikke en acceptabel løsning.
"Et af problemerne i forbindelse med passagen af Van Allen bælterne er, at fartøjet bombarderes med protoner fra Solen. Protonerne vil opfattes som små "ildfluer" af stjernekameraerne og føre til fejl i positionsbestemmelsen. Det har vi løst ved at udvikle software, som automatisk filtrerer disse falske stjerner fra de rigtige stjerner", siger den danske projektleder.
Endelig har DTU-forskerne lavet en række ændringer i udstyret. Først og fremmest er der valgt typer af chips, som er mere hårdføre over for stråling.
