#5: Rosetta, ICA och jag

Av Gabriella Stenberg Wieser

Det är som att ha barn. Man slutar aldrig oroa sig. Även om man vet att man inte kan påverka så mycket som man skulle önska. Man känner sig stolt. Fast det inte är man själv som står för prestationen.

Under drygt två år ingick jag i det team på några få personer som ansvarade för jonmasspektrometern ICA (Ion Composition Analyzer) på rymdsonden Rosetta och under den tiden utvecklade jag en personlig relation till en aluminiumcylinder som, efter att den skjutits upp, aldrig befann sig närmare än drygt en astronomisk enhet.

Rosetta med sin landare (Philae) och komet 
67P/Tjurjumov-Gerasimenko (bilden är ett montage). Bilden på kometen togs av navigationskameran ombord på Rosetta (ESA/Rosetta/NavCam). Rosetta sköts upp 2003 av den Europeiska rymdflygstyrelsen ESA. Kometen nåddes 2014 varefter Rosetta uppehöll sig i dess närhet i två års tid.
Foto: ESA/ATG medialab. 

Vi kastade oss över de mätdata som ICA producerade så fort de blev tillgängliga. Omgivningen kring kometen 67P/Tjurjumov-Gerasimenko överraskade oss, men ICA skötte sig utmärkt. Faktiskt fungerade instrumentet bättre och bättre ju längre expeditionen pågick. Vi glömde den ångest vi haft i början för att ICA skulle sluta fungera.

Jag och min man Martin, som också ingick i teamet runt ICA, kände oss därför inte särskilt nervösa när vi en kväll efter middagen laddade ner de senaste observationerna. Solen lyste in genom fönstret – det var i slutet på april och en månad kvar till midnattssolen i Kiruna.

Jonmasspektrometern ICA (Ion Composition Analyser) byggdes på Institutet för rymdfysik och flög med Rosetta. Foto: Institutet för rymdfysik.

Plötsligt var det något som fångade uppmärksamheten: Det fanns konstiga signaturer i mätningarna. Instrument som ICA använder högspänningar och det finns risk för överslag inne i instrumentet om ett fel uppstår. Hjärtat slog snabbare i bröstet. Kan det vara överslag? Höll ICA på att gå sönder? Jag kände mig maktlös.

Som två hysteriska föräldrar tittade jag och maken på varandra och det vred till i magen. Det är bråttom, manade en röst inuti huvudet. 

– Du måste ringa Hans, sa jag. Vi måste stänga av ICA!

För mätinstrumentföräldrar är det en reflex att i ett sådant här läge stänga av instrumentet för att analysera problemen innan de förvärras.

Hans Nilsson var huvudansvarig för ICA och han bodde längre bort på samma gata som vi. Vi skulle kunnat springa dit men det gick fortare att ringa. Det måste gå fort, upprepade rösten inuti mitt huvud.

Hans kunde förstås inte stänga av ICA själv. Han måste kontakta Emanuele, som samordnade de kommandosekvenser som styrde instrumentpaketet som ICA ingick i. Det visade sig att vi måste stänga av hela instrumentpaketet, med fyra ytterligare instrument. Och för att stänga av allt måste Emanuele ringa till MOC (Mission Operation Center) för att få dem att skicka rätt kommando. Och kommandot måste vänta tills nästa gång MOC hade kontakt med Rosetta. Det kändes som om ICA skulle kunna dö vilken sekund som helst. Och det skulle vara vårt fel för att vi inte hade upptäckt problemen i tid.

Först nästa dag kunde vi konstatera att ICA levererat data ända fram till det ögonblick vi stängde av. Pulsen sjönk och det gick att andas igen.

Det tog oss några veckor att konstatera att det inte skett några överslag i ICA och vi vågade börja mäta igen. ICA fungerade sedan perfekt ända till expeditionen avslutades med att Rosetta kraschlandade på kometen i september 2016. Men vi slutade aldrig att oroa oss.

#4: Att bygga galaxer av glödlampor

Av Anders Nyholm

Antenngalaxerna (NGC4038 och NGC 4039). Foto: Robert Gendler.

Många av de dimfläckar som teleskopen visar oss på himlen tillhör inte vår galax Vintergatan, utan är andra galaxer på miljontals ljusårs avstånd från oss. När smålänningen Erik Holmberg (1908–2000) disputerade i astronomi 1937 i Lund var denna kunskap om universum ny. Som doktorand hade Holmberg granskat fotografier tagna vid observatoriet i Heidelberg för att undersöka hur galaxer hopar sig i par och större grupper. Han diskuterade i en artikel 1940 möjligheten att galaxparen uppstod genom infångning, där tidvattenkrafterna som galaxerna utövade på varandra fick dem att förlora rörelseenergi och på så sätt göra det lättare för två galaxer som inte tidigare varit bundna till varandra att bilda ett galaxpar. Som exempel pekade Holmberg på Antenngalaxerna, ett berömt galaxpar vars inre struktur är oordnad och där långa strängar av material har kastats ut i rymden. Här såg tidvattenkrafter ut att verka under sammansmältningen av galaxerna. Att göra en teoretisk modell för hur ett galaxpar rör sig och studera den under en hel sammansmältning hade runt 1940 dock inneburit ett stort beräkningsarbete för hand, i en tid strax före den elektroniska datorn.

På observatoriet i Lund gav sig Holmberg därför i kast med ett finurligt experiment, där han på en 3 x 4 m bordsskiva efterliknade ett galaxpar som fångade in varandra. Hans idé byggde på att både gravitation och ljus avtar med kvadraten på avståndet – dubbleras en källas avstånd blir dess skenbara styrka en fjärdedel av den tidigare. Holmberg ställde i experimentet två uppsättningar glödlampor på bordet. I varje uppsättning, som representerade en galax, ingick 37 glödlampor (ställda i koncentriska cirklar, där yttersta cirkeln var 0,8 m i diameter). Ljus fick här alltså representera gravitation, och varje glödlampa motsvarade en klunga av stjärnor med en viss massa. Under försökets lopp ersattes en lampa i taget med en fotocell, ljusstyrkan från de övriga lamporna mättes och lamporna flyttades ett stycke enligt mätvärdena. Sedan upprepades mätningarna med fotocellen. Med ljuset till hjälp kunde Holmberg således efterlikna hur galaxerna påverkade varandra med gravitation. Genom lampornas förflyttning bevittnade han hur tidvattenkrafterna kunde underlätta en infångning, liksom hur spiralarmar bildades under passagens lopp.

Figur hämtad från Erik Holmberg, “On the Clustering Tendencies among the Nebulae, part II”, Astrophysical Journal, vol. 94, 1941, s. 391. © AAS. Reproduced with permission. 

November 1941, när andra världskriget rasat i över två år, gav Astrophysical Journal i USA ut Holmbergs studie. ”Bland mina mindre artiklar tycker jag särskilt om 1941”, skrev Holmberg 1986 i ett brev till en kollega. Angående experimentet konstaterade Holmberg i samma brev att han haft liten budget, att han fick göra allt själv (till exempel elinstallationerna) och att det gav extra krydda och tillfredsställelse när det gick att sköta allt på egen hand. Kurvlinjaler och mm-rutat papper var viktiga hjälpmedel i experimentet. Glödlamporna hade utvecklats i speciellt samarbete med Luma-fabriken i Stockholm.

Från 1950-talet och framåt har allt mer raffinerade datormodeller gjorts av såväl enskilda galaxer som större anhopningar. Holmbergs resultat bekräftades. Experimentet med glödlamporna blev med tiden en del av den muntliga berättartraditionen inom astronomin. Dock verkade ingen ha gjort om själva försöket. Det konstaterade studenten Aku Venhola vid Uleåborgs universitet, som 2013 rekonstruerade Holmbergs uppställning och framgångsrikt upprepade experimentet. Samma resultat av tidvattenkrafterna kunde ses och överensstämmelsen var god med de datormodeller som gjordes parallellt. Holmbergs arbete från 1941 är en levande klassiker.

#3: Svenska solteleskopet SST öppnar på La Palma

Den första riktiga bild som togs med SST:s fulla öppning. Tidpunkt: 22 maj 2002 klockan 11:33:07 UT. Bilden föreställer en solfläcksgrupp mitt på solskivan. Den största solfläcken visas i detalj medan hela bilden är infälld. Till skillnad från de flesta andra bilder från SST som publiceras har denna inte genomgått någon bildrestaurering för att bli skarpare. Foto: SST/Institutet för solfysik.

Av Dan Kiselman

Det var om kvällen den 20 maj 2002 som jag slog upp dörren till solobservatoriet på La Palma. Som vanligt var jag lite yr efter den timslånga slingriga bilresan från havsnivåns värme till den blåsiga bergstoppen. Mitt uppdrag var att ta över ansvaret för de första observationerna med det nya solteleskopet. Institutets föreståndare tillika teleskopprojektets ledare Göran Scharmer hade arbetat där tillsammans med ingenjören Pete Dettori. De försökte få den nya utrustningen att fungera. Om det lyckades skulle vi få se de skarpaste bilderna av solen någonsin – med hälften så små detaljer som någon dittills sett. Men det är sällan som teleskop fungerar bra från början. Det mest kända exemplet är Hubble Space Telescope vars spegelfel visade sig först när det kommit upp i omloppsbana år 1990. Det krävde reparationer i rymden till en ofantlig kostnad. Problemen med Hubble är definitivt inget undantag – skillnaden mot andra teleskop var att felen tilldrog sig så enorm publicitet.

Följande dag var jag mest åskådare till andras hårda arbete. Skulle det ge resultat? Fyra år tidigare hade jag hjälpt till att skriva ansökningar om pengar till det nya teleskopprojektet. Dessförinnan hade jag sett Göran Scharmer utforska möjliga teleskoplösningar med bland annat tomma toalettpappersrullar. Det färdiga teleskopet blev betydligt stadigare än så – en 20 ton tung stålkonstruktion monterad i det höga vita soltornet.

Den 22 maj var jag uppe tidigt medan de andra fortfarande sov. Jag ville hålla på principen att ett solteleskop ska stå berett när solen går upp. Men när jag slog på strömmen till teleskopmotorerna startade en alarmsignal: bööpbööpbööp! Jag hade ingen aning om vad det kunde betyda och slog raskt av strömmen igen. Men kändes det inte en lukt? Jag sprang och slog upp ytterdörren. Vinden blåste från nordost. Över bergskammen bildades molntrasor. Det kändes som om de vispade mig i ansiktet. Luften var alldeles fuktig. På observatoriet är luften oftast extrem torr, men när moln stiger upp längs bergssidorna stiger fuktigheten. Är man erfaren lär man sig uppfatta denna varningssignal med sin uttorkade näsa – luktsinnet återvänder plötsligt. Blöta moln får inte vidröra teleskopobjektivet. Mina aningar besannades. Det var ett fuktighetslarm som tjutit.

Nåväl, när de andra vaknat fick vi gå och vänta på att luftfuktigheten skulle sjunka. Till slut öppnade vi teleskopet trots larmet. Inga moln syntes längre, så det verkade inte riskabelt. Vi testade systemen och riktade in teleskopet på en solfläcksgrupp. Kameran fick gå utan att spara några bilder och vi kastade då och då en bild på datorskärmen där bilden av solfläckarna fladdrade. Då utbrast Göran Scharmer: “Det ser ju riktigt bra ut!”. Och så tryckte han på knappen för att börja spara bilder. Den första bilden lagrades på hårddisken. Just i det ögonblicket var det den skarpaste solbild som någonsin tagits.  När vi inspekterade den såg vi detaljer i solfläckarna som aldrig setts förut. Teleskopets optik fungerade perfekt.

Swedish 1-m Solar Telescope, eller SST som det oftast kallas, blev den 22 maj 2002 i ett slag världens ledande solteleskop och försvarar ännu år 2019 denna plats.

SST observerar solen en eftermiddag i slutet av oktober 2016. När anläggningen byggdes var Institutet för solfysik en del av Kungl. Vetenskapsakademien. Verksamheten har sedermera överförts till Stockholms universitet. Foto: Dan Kiselman.

Den 15 januari föreläser Göran Scharmer och Dan Kiselman i Stockholm: Solobservatorier under ett sekel — och i framtiden. Mer information här. /Red.

#2: Sweden Solar System

Av Gösta Gahm

Världens till utsträckning största modell av solsystemet finns i Sverige och heter Sweden Solar System (SSS). Planeter, asteroider, dvärgplaneter och två kometer är skalade i avstånd och storlek relativt arenan Globen i Stockholm, vilken utgör modellens sol. Skalan är 1:20 miljoner. Planeterna är uppradade i nord-sydlig riktning från Globen medan flera mindre kroppar är spridda över landet. Modellen, som uppmärksammats i Guinness rekordbok, sträcker sig från Karlshamn och Malmö i söder, till Kiruna i norr. För närvarande omfattar systemet 24 modeller, som alla har varsin värdinstitution, och de flesta är utformade av konstnärer eller designers.

Som en inledning till Internationella astronomiåret 2009 ordnade vi så att Globen lystes upp med två filmsekvenser, en föreställande solexplosioner på solskivan varvat med en föreställande exploderande stjärnor på natthimlen. Inte så lätt att begripa för den passerande nattvandraren, men praktfullt blev det. Foto: Ludvig Ehrenstråhle.

Det hela började i mitten av 1990-talet då Nils Brenning, plasmafysiker vid Kungl. Tekniska högskolan, under cykelturerna förbi Globen på vägen hem från jobbet undrade hur planeterna skulle te sig om solen föreställde Globen. Han ringde mig, vi träffades, och jag lär ha sagt ”Vi gör det Nisse!” Han hade redan prövat var planeterna hamnar genom att fästa ett gem i en gummisnodd och dra runt Globen på den tidens telefonkarta. Om de placerades norrut från Globen, så hamnar de på intressanta ställen. Vi insåg till exempel att Venus hamnar på Nisses arbetsplats, Kungl. Tekniska högskolan.

Vi hade inte väntat oss den starka responsen och entusiasmen när vi sonderade med museer, institutioner, skolor, affärscentra etcetera, som låg rätt till. De inre planeterna ligger tätare samlade än de yttre, och på kort tid kunde vi identifiera värdar till objekten över Stockholmsområdet. Men efter en helsida i Svenska Dagbladet hörde orter långt norrut av sig, och 1998 kunde vi inviga både modellen av Merkurius vid Slussen och modellen av Neptunus i Söderhamn.

Här inviger Sällskapets ordförande Jesper Sollerman en ny modell av Venus, utförd av Peter Varhelyi, utanför Vetenskapens hus i Stockholm år 2016. Venus har tidigare stått modell både på Observatoriemuseet (som stängdes under en lång period) och på KTH, där modellen blev stulen en mörk natt. Foto: Gösta Gahm.

Systemet har expanderat och de senaste åren har en rad dvärgplaneter gestaltats på olika platser. Vi brukar säga att projektet är en smula anarkistiskt. Vi har ingen central kassa eller organisation. Sponsring, i många fall från värdinstitutionerna, har varit avgörande och Svenska astronomiska sällskapet har stött projektet på många sätt, även ekonomiskt. I vissa fall rör det sig om ganska mycket pengar, till exempel för gestaltningen av jätteplaneten Jupiter, som kommer att invigas i början av 2019 på Clarion Hotell, Arlanda flygplats, och där de galileiska månarna radas upp från Sky City till hotellets reception. Försäkringsbolaget Storebrand och även Swedavia har sponsrat.

SSS uppmärksammas ofta i olika media över hela världen. Många skollärare tar sin klass till någon modell där eleverna direkt kan uppleva hur små planeterna är relativt solen och vilka enorma tomrum som skiljer dem åt. Många turister har rest från modell till modell och sommaren 2018 besökte ett polskt TV-team varje modell och gjorde en film om solsystemsmodellen.

Alla modellens himlakroppar.

SSS lever vidare, och varför inte göra en modell av närmaste stjärnan Alpha Centauri? Problemet är att den globen måste placeras fem gånger längre ut än månen. Sådana tankeexperiment kan ge insikter och upplevelser av den enorma rymd vi blickar ut i. Ljusets hastighet uppgår till exempel i modellens skala till dryga 50 km/timmen, det vill säga som hastighetsbegränsningen i städer, och för att skala solens totala energiflöde måste vi placera 1000 kärnkraftverk för full maskin inuti Globen.

För Nisse och mig har resan med SSS varit upplevelserik med många möten runt om i landet med personer som deltagit och bidragit med underbara idéer om modellen och ja, om livet självt.

#1: Svenska astronomiska sällskapet grundas

Foto: Ian Insch.

Av Johan Kärnfelt

I år firar Svenska astronomiska sällskapet seklet jämt. Det grundades närmare bestämt vid ett sammanträde den 6 oktober 1919. Initiativtagare till sällskapet var Nils Nordenmark. Han hade disputerat i astronomi i Uppsala 1894, men sedan lämnat akademin för vad som skulle bli en mycket framgångsrik karriär inom försäkringsbranschen. Astronomiintresset odlade han sedan på fritiden, dels som framstående populärvetenskaplig författare och dels som sällskapets starke man under många år.

Nils Nordenmark. Foto: Svenskt biografiskt lexikon.

Redan vid slutet av 1800-talet hade svenska astronomer börjat tala om vikten av en sammanslutning för aktiva på fältet liksom för människor som var mer allmänt intresserade av astronomin. Förebilder kunde man hitta utomlands. I England fanns till exempel fackastronomiskt orienterade Royal Astronomical Society (grundat 1820) och även amatörastronomernas sammanslutning British Astronomical Association (1890). Och i grannlandet Danmark hade Astronomiskt Selskab grundats 1916. Men i Sverige saknades alltså en motsvarande organisation, något som Nordenmark sommaren 1919 bestämde sig för att ändra på.

Efter preliminära sonderingar där han sökte stöd hos Vetenskapsakademiens astronom Karl Bohlin, geofysikern och astronomen Vil­helm Carlheim-Gyllen­sköld, och kemisten och Nobelpristagaren Svante Arrhenius, kallade han till ett konstituerande sammanträde på Restaurang Rosenbad i Stockholm. Ett femtiotal intresserade dök upp och mötet antog ett tidigare utarbetat stadgeförslag och tillsatte samtidigt en styrelse där Bohlin gjordes till ordförande, Arrhenius till vice ordförande, Carlheim-Gyllensköld till bibliotekarie och Nordenmark själv gavs det viktiga uppdraget som sekreterare. Utöver dessa ingick ytterligare några universitetsprofessorer, liksom ett par amatörastronomer i styrelsen.

Interiör från Restaurang Rosenbad. Här höll Sällskapet sitt konstituerande sammanträde 1919. Foto: Stockholms stadsmuseum, okänd fotograf.

Den bredd som antyds av styrelsens sammansättning återkommer också i stadgarnas första paragraf som säger att sällskapet ska vara ”en sammanslutning av den astronomiska vetenskapens utövare och vänner i Sverige”. I ett upprop i pressen specificerar man detta till ”fackmännen, amatörastronomer och övriga astronomiska intresserade”. Jämför man med den engelska scenen ville man alltså vara både Royal Astronomical Society och British Astronomical Association på en gång, ett förhållande som har präglat sällskapets hundraåriga historia och både skapat möjligheter och en del slitningar.

Läser vi vidare i de första stadgarna så talar den andra paragrafen om att sällskapets övergripande mål är att ”främja den astronomiska forskningen”, och att man i detta ärende ska anordna föreläsningar och förevisningar liksom utge publikationer av ”vetenskapligt och populärt” innehåll. Föreläsningsverksamheten drogs igång tämligen omgående, och vid det första tillfället talade Bohlin om Nova Aquilae 1918, Östen Bergstrand, föreståndare för observatoriet i Uppsala, om solförmörkelsen 1914, och Carlheim-Gyllenskiöld om amatörfotografier av solkoronan. Denna tradition med mer eller mindre populära föredrag har sedan upprätthållits in i vår egen tid. Sällskapets språkrör Populär astronomisk tidskrift startades året därpå, 1920, och jag ska återkomma till den i ett senare inlägg.

I samband med Sällskapets 25-årsjubileum skrev Nordenmark en kort historik, vilken också publicerades i tidskriften. Läs hela artikeln här.