Finländsk rymdteknik ska kretsa kring Merkurius

Tidernas största mission mot Merkurius är strax klar för start. Efter mer än tio års arbete bär rymdsonden Bepi Colombo på finländsk teknik som ska lära oss mer om den minst utforskade av solsystemets stenplaneter.

– Det är pur nyfikenhet som driver hela projektet.

Det säger professor Karri Muinonen vid Helsingfors universitet om Europeiska rymdstyrelsens och japanska rymdstyrelsens gemensamma mission mot Merkurius. Bepi Colombo ska avfyras från Franska Guyana i höst och nå fram efter drygt sju år, i december 2025 för att gå i omlopp och skicka data i ett år eller två.

Rymdfarkosten är egentligen två hopkopplade sonder, europeiska Bepi och japanska MMO med inalles 17 vetenskapliga instrument. Ett av dem, SIXS, är så gott som helt finländskt medan ett annat, MIXS, är delvis finländskt. Docent Juhani Huovelin vid HU säger att man valt namnförkortningar som påminner om de finska orden för varför och därför.

– SIXS står för Solar Intensity X-ray and particle Spectrometer, och instrumentet mäter bland annat inkommande röntgenstrålning från solen medan MIXS mäter den röntgenfluorescens strålningen orsakar på Merkurius yta. Instrumenten kompletterar varandra så att vi ska förstå processerna och deras orsaker, säger han.

Via de här analyserna ska man kunna härleda halterna av och strukturerna hos diverse grundämnen på Merkurius, och den vägen ska man kunna sluta sig till hur planeten uppstått och utvecklats.

Sonden Bepi Colombo har fått sitt namn efter den italienske matematikern och ingenjören Giuseppe Colombo (1920–1984) som räknade ut hur man ska gå till väga om man ska få en sond i omlopp kring Merkurius. Planetens bana är extremt elliptisk och den roterar snabbt kring solen men långsamt kring sin egen axel; det går två Merkuriusår på bara tre Merkuriusdygn.

Påminner om månen

Tack vare Colombos kalkyler kunde amerikanska rymdstyrelsen Nasa utforska Merkurius med sonderna Mariner-10 (1974–75) och Messenger (2011–2015). Och tack vare det vet man en del om planeten.

– Merkurius är väldigt lik vår måne, men dess skorpa måste ha blivit hård innan innandömet var färdigutvecklat. Därför har skorpan spruckit vid flera tillfällen, vilket inte har skett på månen. Det gör Merkurius geologiskt oerhört intressant, säger Karri Muinonen.

Det vore otänkbart för människor att bege sig till Merkurius. Planeten saknar atmosfär, temperaturskillnaderna är extrema och solstrålningen är fem gånger starkare än på jorden. Bild: Messenger-sonden

Att Merkurius roterar så nära solen gör planeten oerhört utsatt för solvind och solstormar, alltså solens kraftiga och energetiska partikel- och plasmautbrott.

– Det är ett utmärkt läge att utforska solvindarna närmare solen. Vi vet inte vad som händer med dem innan de når fram till jorden, säger Juhani Huovelin.

Att Merkurius saknar atmosfär gör att temperaturen växlar från –183 grader på natten till +427 grader på dagen. Tack vare det konstanta partikelbombardemanget från solen och sin egen dragningskraft har Merkurius ändå har en exosfär, ett tunt skikt av molekyler ovanför ytan. Alla partiklar som hamnar lite längre ut slungas ut i magnetiska strömmar.

Så vad finns det då mer att utforska? Jo, säger Karri Muinonen, till exempel vet vi inte varför Merkurius är så tät.

– Den trovärdigaste hypotesen är att bara de tyngsta ämnena hann sätta sig när planeten uppstod. En annan fråga är vart allt järn har tagit vägen. Allt tyder på att Merkurius måste bestå av järn till stora delar, men spektroskopen har inte hittat det.

Norrsken och kanske is

Forskarna vill också veta om Merkurius inre är i fast eller flytande form, och om det är is eller svavel som blänker i de djupa kratrarna nära planetens nordpol där skugga och köld är eviga. Och så vill man veta mer om norrskenet på Merkurius, som troligen förkommer på planetens yta och inte på dess himmel.

– Merkurius norrsken kan inte vara likadant som vårt eftersom omständigheterna är så annorlunda, säger Emilia Kilpua, biträdande professor i astrofysik vid HU som vill utreda solvindens växelverkan med magnetfältet.

Astrofysikforskaren Emilia Kilpua är intresserad av hur solvind och annat rymdväder kan växelverka med Merkurius magnetfält. – Jag vill veta hur extremt starka solstormar påverkar planeten. Bild: HBL-arkiv/Cata Portin

Missionen ska leverera information med oöverträffad exakthet, inte minst för att den kör med dubbla sonder. När den japanska sonden mäter solvinden mäter den europeiska sonden effekterna av den på Merkurius.

Där Messenger byggdes med befintlig teknik har man utvecklat ny teknik för att Bepi Colombo ska kunna skärskåda Merkurius. Och det är här hela hopen finländska företag har bidragit med instrument och mjukvara. Till exempel Space Systems jobbade i åtta år på den enhet i SIXS som avgör vilka data som är relevanta nog för att ska skickas till jorden.

– Vi hittade 274 större och 504 mindre buggar i mjukvaran, och då kan en enda bugg förstöra mycket, säger vd Veera Sylvius.

Nu är allt fixat, kontrollerat och testat otaliga gånger.

– Industrin och forskarsamfundet har tillsammans lyckats utveckla teknik för en ambitiös vetenskapsmission. Det är ett måste om Finland ska finnas på rymdforskningens världskarta, säger hon.

Ingenjörer vid det inhemska företaget Asro har utvecklat teknik för SIXS-instrumentet som ska ingå i Europeiska rymdstyrelsens Merkuriussond Bepi Colombo. Bild: ASRO

FAKTA

En säregen planet

Merkurius är en månlik och stenig planet med extrema temperaturväxlingar och nästan ingen atmosfär. Kraftiga vulkanutbrott skapade kratrar när Merkurius var ung, men inga större utbrott beräknas ha förekommit på över 3 miljarder år. Därmed är många kratrar och geologiska formationer rätt intakta, vilket forskarna bör kunna utnyttja för att studera planetens utveckling.

Merkurius magnetfält är uppseendeväckande starkt för planetens storlek, men det är oklart varför magnetfältet är tre gånger starkare på norra halvklotet än på södra. Magnetfältet bildar en magnetosfär som normalt är ogenomtränglig för solvinden, men kraftiga solstormar kan tränga undan magnetfältet ända till planetens yta, vilket gör att solvinden kan växelverka med Merkurius.

Europeiska Bepi Colombo och japanska MMO ska skjutas upp i oktober-november och samåka mot Merkurius med solenergi i sju år. Farkosten passerar Venus 2022. Sonderna ska i december 2025 gå i var sin omloppsbana runt Merkurius, som närmast bara 400 kilometer från ytan. Missionen pågår i ett eller två år från det.

Hur du hittar det bästa lånet för dig

Den som någonsin har tecknat ett lån är förmodligen plågsamt medveten om hur svårt det kan tyckas vara att hitta rätt lån. Vad är det då som avgör om ett lån är bra eller inte? 17.9.2018 - 00.00