#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.

#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.