lysark forskning

Forskning av, fra og i verdensrommet
Birgit Strømsholm, birgit@rocketrange.no
NAROM, Nasjonalt senter for romrelatert opplæring
www.narom.no
www.sarepta.org
1

Norge …
• … er en av verdens største romnasjoner målt per innbygger
• … er en pionernasjon innen maritim satellittkommunikasjon og
havovervåkning
• … har verdens største bakkestasjon for meteorologiske satellitter
• … har stolte tradisjoner innen romfysikk
2

Norsk Romsenter
En sentral oppgave er samordning og styring av Norges
engasjement innen romvirksomhet. Det viktigste her er
forvaltning av medlemskapet i ESA.
Målet for norsk romvirksomhet er:
– å skape industriell vekst
– dekke nasjonale brukerbehov
– utvikle nasjonal romrelatert bakkinfrastruktur
– og utvikle sterke miljøer innen romforskning
Budsjett i 2005 er på 320 milioner kroner, hvorav ca 75%
utgjør ESA-engasjementet.
Norsk Romsenter forvalter statens eierandel i:
– Andøya Rakettskytefelt
– Norsk Romsenter Eiendom AS (som igjen
Eier 50% av Kongsberg Satellite Services AS)
3

Forskning av, fra og i verdensrommet
Av rommet
– Sol-Jord fysikk (≥80%)
– Kosmologi (sterkt voksende)
Fra rommet
– Havovervåkning
– Polar- og klimaforskning
– Overvåking av rasfare og
miljøtrusler
I rommet
– Plantefysiologi
– Psykologiske forhold på
mennesker i rommet
4

Forskning fra verdensrommet
Oljesøl i Østersjøen
Algeutbredelse sett fra ENVISAT
5

Forskning fra verdensrommet
AIS informasjon - Norsk AIS satellitt planlegges
(Automatic Identification System for skip)
6

Forskning fra verdensrommet
EOEP: ESAs rammeprogram for jordobservasjon
Bidra til forståelse av de styrende prosesser for jordas klima og miljø.
Seks Earth Explorer satellitter vil gjøre målinger innen prioriterte norske
forskningsfelt:
- GOCE (2008): tyngdefeltet og geoiden, sirkulasjonsprosesser i havet
- SMOS (2007): havenes saltholdighet, vannsyklusen
og jordfuktigheten (værvarsling,
klimaovervåkning, ekstremhendelser)
- ADM-Aeolus (2008): vindmåling med laser,
globale vertikale vindprofiler
-CryoSat (2009): tykkelse, elevasjon,
masseendring av polis og isbreer
- SWARM (2009): jordas geomagnetiske felt
- EarthCARE (2012): skyer, aerosoler,
strålingsbalanse
7

Forskning i verdensrommet
Norge deltar i ELIPS for å utnytte norsk deltagelse i utviklingen av ISS
og for å gi norske forskere mulighet til å delta med sine eksperimenter
ELIPS: European programme for Life and Physical sciences and
applications utilising the International Space Station
(Exploring Nature, Improving Health, Innovating Technologies and Processes, Caring for the
Environment). Planteforsøk, materialteknologi og utforskning av den øvre atmosfæren.
8

Forskning i verdensrommet
Forskning under vektløse forhold gir ny innsikt i hvordan planter,
materialer og mennesker påvirkes av tyngdekraft - og hvordan
vi kan ferdes i rommet.
Plantebiosenteret ved NTNU er brukerstøtte og operasjonssenter
for en viktig eksperimentmodul om bord i romstasjonen.
Dette vil gi økt aktivitet innen denne forskningen i Norge.
Plantebiosenterets eksperimenter Multigen-1 (vårskrinneblomst) til ISS 9. august 2007,
Multigen-2 senere i 2007. Blomsterpottene laget av Protech i Bergen.
9

Forskning i verdensrommet
Datoer for romfergetransport til ISS:
Oppskytningstidspunkt for ATV Jules Verne er januar 2008, Node2 (Harmony)
23. oktober, laboriatoriet Colombus 6. desember 2007
Ekspedisjon 16 vil lede aktiveringen og utsjekkingen av Columbus.
Kontrollsenteret til Colombus ligger i
Oberpfaffenhofen nær München.
10

Utforskning av verdensrommet
Planck - ESAs ”tidsmaskin”
Den europeiske romsonden Planck vil fra 2007 kartlegge i detalj
den kosmiske mikrobølge bakgrunnsstrålingen med en
oppløsning og sensitivitet som langt overskrider det som er
mulig med noen andre planlagte instrumenter.
Gjøre det mulig å gi svar på fundamentale kosmologiske spørsmål
som: Eksakt hvor gammelt er universet? Hvordan vil det ende?
Hva er dets viktigste bestanddeler?
Norsk bidrag: Kjernen i Electrical Ground Support
Equipement (EGSE) for LFI-instrumentet bygget av
Kongsberg Spacetec AS.
Sikrer at norske forskere får full rett til å utnytte dataene
fra Planck-sonden vitenskapelig. Finanisert av NFR.
11

Utforskning av verdensrommet
Planck - ESAs ”tidsmaskin”
Konsgberg Defense &
Aerospace har bygget
panel (substratene) for
solpanelene
12

Utforskning av verdensrommet
Rosetta- ”kometjageren”
Rosetta, et ambisiøst romprosjekt finansiert av ESA, med
NASA sterkt involvert på kunnskapssiden
Rosetta-sonden ble skutt opp 2. mars 2004 fra Korou,
Fransk Guiana, mot målkometen 67P/Churyumov-
Gerasimenko
Kometen er 3-5 km stor og med en periode på 6 1/2 år.
Rosetta utfører en rekke nærpasseringer av
jorda og Mars for så og bli slynget ut mot kometen.
Etter nærpasseringer av to asteroider vil den
settes inn i bane rundt kometen.
Landingsmodul (Philea) skal utføre den første
kontrollerte landing på en komet.
13

Utforskning av verdensrommet
Rosetta- ”kometjageren”
Rosetta passerte Mars 25. februar 2007, viktig
gravitasjonshjelp passering. Mars brukes for å endre
banen og redusere hastigheten som en del av den 10 år
og 7,1 milliarder km lange ferden til kometen
67P/Churyumov-Gerasimenko.
10. februar ble det gjennomført en liten banekorreksjon,
13. februar ble sondens batterier ladet fordi den under
passeringen befant seg i skyggen av Mars i ca. 25
minutter.
Minste avstand til Mars 25. februar kl 02.57 norsk tid
var ca. 250 km.
14

Utforskning av verdensrommet
Rosetta- ”kometjageren”
Konsgberg Defense & Aerospace konstruert
dreiningssystemet for solcelle-panelene.
Norske forskere med i to eksperimenter.
15

Utforskning av verdensrommet
Cassini-Huygens - tidenes dristigste prosjekt
Cassini-Huygens ankom Saturn-systemet sommeren 2004.
Vil studere Saturn og månene minst frem til 2008.
ESA-sonden Huygens landet på månen Titan 14. januar
2005
Jorda og Titan eneste legemer i solsystemet med
atmosfære som domineres av nitrogen
Fire norske forskningsgrupper deltar i prosjektet
16

Utforskning av verdensrommet
Integral
INTEGRAL (International Gamma Ray Astrophysical Laboratory), ESA-prosjekt.
Skutt opp 17. oktober 2002
INTEGRAL brukes til å studere de mest
ekstreme fenomenene i verdensrommet,
gammaglimt, nøytronstjerner, supertunge
sorte hull, kvasarer og andre aktive galakser.
Med INTEGRAL forsøker forskerne å løse
mysteriene i Melkeveiens kjerne der et svært
tungt sort hull suger i seg gass og stjerner fra
omgivelsene. Samtidig foregår intens stjernedannelse,
og store mengder tunge grunnstoffer
spys ut i verdensrommet av eksploderende stjerner.
INTEGRAL har de suverent følsomste gammastråle-instrumentene som noensinne
har vært i verdensrommet.
17

Utforskning av verdensrommet
Integral
Universitetet i Bergen har utviklet og levert moduler til IBIS-instrumentet på
INTEGRAL.
Konsgberg Defense & Aerospace
har levert elektronikk.
Instrumentene er:
SPI: Et spektrometer som skal måle
mengden av gammastråling med ulike
energier.
IBIS: Fotoinstrument. Norge har vært sterkt delaktige i byggingen av
instrumentet som skal gi bilder av objekters gammastråling.
JEM-X: Instrument for å observere røntgenstråling.
OMC: Optisk instrument med fotoenhet (CCD) og optiske linser.
18

Utforskning av verdensrommet
BepiColombo
BepiColombo er et samarbeid mellom ESA og JAXA i Japan.
Målet er å utforske planeten Merkur.
Planlagt oppskyting er 2012.
I programmet vil to satellitter bli satt i bane
rundt planeten, én i lav bane for å utforske
Merkurs atmosfære, og én i en høyere bane
for å utforske planetens magnetosfære.
Universitetet i Oslo deltar i magnetosfæresatellitten,
i et eksperiment for studier av
elektriske bølger og felt.
19

Utforskning av verdensrommet
Chandrayaan - utforskning av månen
ESA deltar i det indiske måneprosjektet Chandrayaan.
Planlagt oppskyting mars 2008,
settes i bane 100 km over månen.
Forskere ved UiB bidrar med
utviklingen av et infrarødt spektrometer
(SIR-2) for studier av geologien på månen
og norske geologer skal være med i den
vitenskapelige utnyttelsen.
Vitenskapelige mål for ekspedisjonen:
- å lage et tredimensjonalt atlas over hele månen
- å kartlegge den kjemiske og mineralogiske sammensetningen til månen
ved hjelp av fjernmålingsinstrumenter
20

Utforskning av verdensrommet
LISA - Gravitasjonsbølger
LISA, Laser Interferometer Space Antenna
Oppskyting 2017.
Lete etter gravitsjonsbølger - bølger som
i følge Einstein er transverselle bølger som beveger
seg med lysets hastighet og frakter energi. De dempes
nesten ikke og vil komme fra universets skapelse, fra
galaksekjerner, svarte hull og tette dobbeltsjerner.
Tre sonder plasseres i bane rundt sola liggende
50 millioner km “etter” jorda og med innbyrdes
avstand på 5 millioner km.
Lasere på hver av sondene siktes mot hverandre,
og skal registrere variasjoner i avstand mellom dem
med en nøyaktighet av en brøkdels Ångstrøm (10 -9 m).
21

Utforskning av verdensrommet
SOHO og Cluster
SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) og Cluster (fire identiske
satellitter for å undersøke jordas atmosfære) er finansiert for drift frem til 2009
Funnet flere enn 1350 kometer
Soho.nascom.nasa.gov
22

Solflekker
Granulasjon
Penumbra
Umbra
H. Schleicher, KIS/VTT, Obs. del Teide, Tenerife
23

Solas magnetiske felt
* Sola er sterkt preget av magnetiske
krefter
* De rød pilene viser åpne magnetfelt
som kommer frem ved polene
* De blå pilene representerer
solvindpartikler som fører feltlinjer
med seg
* De lysende aktive områdene har
lukkede magnetfeltlinjer (orange).

Hva er solvinden?
En konstant strøm av partikler fra solas korona, med en temperatur på
ca. 1 million grader og med en typisk hastighet på 1.5 millioner km/t (400 km/s).
Solvinden når helt ut forbi banen til Pluto (5900 millioner km) og påvirker alle
planeter i solsystemet. Dytter også på jordas magnetosfære.

Utforskning av verdensrommet
Hinode (Solar B)
Norske forskere bidrar i den japanske
solsatellitten Hinode som ble skutt
opp i 2006. På oppdrag fra ESA
bidrar Norge med ekstra
nedlesningskapasitet ved å utnytte
SvalSat.
Det europeiske datasenteret er etablert
ved UiO. Vil gi norske forskere store
fortrinn i utnyttelse av de
vitenskapelige data.
26

Sarepta.org og nye læreplaner for
NATURFAG
Mål for opplæringen (etter 7. årstrinn) er at eleven skal kunne
FORSKERSPIREN
• bruke digitale hjelpemidler og naturfaglig utstyr ved
eksperimentelt arbeid og feltarbeid
MANGFOLD I NATUREN
• planlegge og gjennomføre undersøkelser i noen
naturområder i samarbeid med andre
VERDENSROMMET
• beskrive solsystemet vårt
• beskrive en modell for solsystemet
FENOMENER OG STOFFER
• foreta relevante værmålinger og presentere
resultatene med og uten digitale hjelpemidler
27

Sarepta.org og nye læreplaner for
NATURFAG
Mål for opplæringen (etter 10. årstrinn) er at eleven skal kunne
FORSKERSPIREN
• planlegge og gjennomføre undersøkelser for å teste
holdbarheten til egne hypoteser og velge publiseringsmåte
VERDENSROMMET
• gi en oversikt over teknologisk utstyr som brukes i
utforskning av verdensrommet
• presentere hovedtrekk i romfartens historie og samtale om
forskning som kartlegger muligheter for liv på andre planeter
TEKNOLOGI OG DESIGN
• gjøre rede for elektroniske kommunikasjonssystemer på
systemnivå og drøfte samfunnsmessige utfordringer knyttet
til bruk av slike
28

Sarepta.org og nye læreplaner for
NATURFAG
STRÅLING OG RADIOAKTIVITET
Mål for opplæringen (etter Vg1) er at eleven skal kunne
• beskrive hvordan nordlys oppstår, og hvordan Norge har vært og er et viktig
land i forskningen på dette feltet
• forklare ozonlagets betydning for innstrålingen fra sola
• forklare hvordan elektromagnetisk stråling
fra verdensrommet kan tolkes og gi
informasjon om verdensrommet
DIGITALE VERKTØY
Benytte slike verktøy til
utforskning, måling, visualisering, simulering,
dokumentasjon og publisering ved forsøk og i
feltarbeid, animasjoner og spill
29

Romfartshistorie, romteknologi, romforskning
Lange tradisjoner innen romforskning - p.g.a. vår nordlige
beliggenhet:
• Observasjoner av nordlyset før 1900
• Birkelands innovative eksperiment (1896)
• Nasjonalt solobservatorium i 1957
• Første oppskyting av en nordlysrakett i 1962
30

Romfartshistorie, romteknologi, romforskning
SOHO overvåker sola og er historiens største og mest kompliserte
romobservatorium for solstudier
- Samarbeidsprosjekt mellom European Space Agency (ESA) og NASA
- Industriteam ledet av Astrium bygget SOHO i Europa.
- Instrumentene ble levert av ni europeiske team og tre fra USA
- ESA: ansvarlig for planlegging, integrasjon og testing av SOHO
- NASA: stod for oppskyting og operasjonssenteret ved
NASA Goddard Space Flight Center
- Norske forskere og industri sentrale
31

Elevaktivitet knyttet til undervisningspakker
”ISS 3D Educational Tool”
Interaktivt og pedagogisk spill med fokus på ISS,
den internasjonale romstasjonen
”ISS Educational Kit on the web”
http://www.maris.com/edukit/ext/no/
html/index.html
”ISS DVD Lesson”
http://www.esa.int/esaHS/education.html
32