/rumfart

Rumsonden Juno skal fra juli 2016 undersøge, hvordan solsystemets største planet er opstået. (Illustration: Nasa)

Rumsonden Juno skal fra juli 2016 undersøge, hvordan solsystemets største planet er opstået. (Illustration: Nasa)

Højeffektive solpaneler bringer rumsonde tæt på Jupiter

Når Nasa fredag sender sonden Juno af sted mod Jupiter er det første gang nogensinde, at solceller den primære energikilde til en rumsonde.

Af Michael Reiter, onsdag 03. aug 2011 kl. 08:02

Nedtællingen kører, og hvis alt går som planlagt, sender Nasa sin nyeste sonde, Juno, ud i rummet på fredag. Og for første gang nogensinde er den primære energikilde solceller.

Målet for den 1,1 milliarder dollar dyre mission er Jupiter, hvor sonden fra juli 2016 skal undersøge, hvordan solsystemets største planet er opstået og har udviklet sig.

Efter opsendelsen med en Atlas V551 raket fra Capa Canaveral bringes Juno på en elliptisk bane gennem det indre solsystem. Idet den runder Mars’ omløbsbane foretages der i efteråret 2012 en kursændring, der bringer sonden tilbage mod jorden. Ved hjælp af en såkaldt swing-by-manøvre i jordens tyngefelt tager Juno derpå rigtig fart og skyder ud mod Jupiter. Efter godt fire år, går den i omløbsbane omkring planeten.

I modsætning til tidligere missioner i det ydre solsystem er Juno ikke udstyret med isotopbatterier, der producerer energi af henfaldet fra radioaktive stoffer. Sondens energiforsyning er baseret på 18.698 højeffektive galliumarsenid-solceller, fordelt på tre store solfangere med i alt 11 paneler. Foldet ud giver de Juno et vingefang på over 20 meter.

Satsningen på solceller skyldes ifølge Nasa store fremskridt i designet, som gør, at de i dag er 50 procent mere effektive og strålingsresistente end silicium-baserede celler for 20 år siden. Dertil kommer, at sonden og dens instrumenter ikke har brug for megen strøm, og at missionen overvejende foregår i sollys.

Kort efter starten leverer solfangerne godt 14 KW ydelse. Når Juno er ankommet til Jupiter, vil værdien være faldet til 400 W, da sollyset her er 25 gange svagere end omkring jorden. Juno er udstyret med to 55 Ah lithium-ion-batterier, der skal sikre strømtilførslen i de korte perioder, hvor sonden befinder sig i skygge.

Pansret mandskabsvogn i rummet
På de i alt 33 ture omkring Jupiter kommer Juno 5.000 kilometer tæt på planetens skydække – tættere end nogen anden sonde før den. Den korte afstand forventes at give hidtil usete indblik, men den rummer også en fare. For næst efter solen har Jupiter den stærkeste stråling blandt samtlige himmellegemer i solsystemet. På den måde belastes Junos systemer kraftigt.

Derfor har Nasa-forskerne indkapslet sondens følsomme instrumenter i en 200 kg tung skal af titan – ligeledes et nyt tiltag i rumfarten.

»Vi sender basalt set en pansret kampvogn til Jupiter,« forklarer forskningsleder Scott Bolton til rumfartssitet Space.com.

For at udsætte sonden for så lidt stråling som muligt, slår Juno ind på en polar omløbsbane, der kun bringer den kortvarigt gennem de mest belastede områder omkring planeten.

De i alt syv måleinstrumenter om bord skal analysere Jupiters tyngde- og magnetfelter, atmosfærens sammensætning og dynamik samt forbindelsen mellem planetens indre, atmosfære og magnetosfære.

Ifølge Nasas missionspapirer søger man bl.a. svar på, hvordan Jupiter blev dannet, hvordan dens indre struktur ser ud, og hvor meget vand og ilt, planeten rummer. Forskerne håber på den måde at kunne opnå fundamentalt nye erkendelser om, hvordan solsystemet er opstået.

Opsendelsen kan følges live på Nasa tv fredag fra ca. kl. 17:00 dansk tid.



03. aug 2011 kl 10:35

avatar

Lars Worm Andersen

Danske instrumenter

Juno har stjernekameraer med fra DTU Space, der kan tåle den kraftige stråling ved Jupiter. Tidligere har DTU Space leveret stjernekameraer til den europæiske månesonde SMART-1, der vha. ionmotor langsomt fløj væk fra Jorden i en spiralbane. Derfor tilbragte SMART-1 en måned i Van Allenbælterne. Stjernekameraets komponenter var skærmet med 24 karats guld, for at modstå strålingen.


03. aug 2011 kl 11:01

avatar

Benny Allan Andersen

Re: Danske instrumenter

Stjernekameraets komponenter var skærmet med 24 karats guld, for at modstå strålingen.

Ville bly ikke kunne gøre det lige så godt?


03. aug 2011 kl 15:31

Per Helvig Christensen

Re: Danske instrumenter



Ville bly ikke kunne gøre det lige så godt?


Nej, det er massetætheden, der er afgørende for stråleskærmningseffekten, og Au har større massefylde end Pb.
/Perhc.


03. aug 2011 kl 18:37

Glenn Møller-Holst

Re: Danske instrumenter

Stjernekameraets komponenter var skærmet med 24 karats guld, for at modstå strålingen.

Ville bly ikke kunne gøre det lige så godt?

Læs her - "nu ved vi hvorfor NASA mangler penge". Bemærk guld skærmer ikke mod f.eks. gammastråling - men mod sollys og UV-A,B,C,D...:

NASA: Gold Coating:
http://www.sti.nasa.gov/tto/sp...html
Citat: "...
Reflect on this. Many satellites carry gold-coated mylar sheets to protect them from solar heat. A thin layer of gold on an astronaut's helmet visor fends off dangerous effects of solar radiation. Satellite microelectronics that instantaneously relay data around the globe depend on gold components to ensure reliable, corrosion-resistant and static-free performance.
...
Laser Gold's reflectance is an astounding 99.4 percent.
..."

The Evolution of the Space Suit:
http://space.about.com/od/spac....htm
Citat: "...
The visor of his helmet is gold plated to protect him from the unfiltered rays of the sun.
..."


03. aug 2011 kl 18:38

René Hansen

Re: Danske instrumenter



Ville bly ikke kunne gøre det lige så godt?


Nej, det er massetætheden, der er afgørende for stråleskærmningseffekten, og Au har større massefylde end Pb.
/Perhc.

OK, men så måske den dobbelte masse af bly kunne have gjort jobbet lige så godt? Hvis nogle hundrede gram (eller snakker vi om adskillige kilo guld her?) fra eller til betyder så så meget, og hvis det er massefylden der er afgørende, ville det så ikke være en del billigere med wolfram, som har 98 % af gulds massefylde? (19,25/19,3)


03. aug 2011 kl 18:55

Michael Eriksen

Re: Danske instrumenter

OK, men så måske den dobbelte masse af bly kunne have gjort jobbet lige så godt? Hvis nogle hundrede gram (eller snakker vi om adskillige kilo guld her?) fra eller til betyder så så meget, og hvis det er massefylden der er afgørende, ville det så ikke være en del billigere med wolfram, som har 98 % af gulds massefylde? (19,25/19,3)
Wolram er meget lidt duktilt i modsætning til guld, der er ekstremt duktilt.

Uanset at der evt. kunne være adskillige kg guld om bord, så er prisen for dette komplet ligegyldig i sammenligning med hvad projektet ellers koster. Et kg guld koster 53.000 USD og hele projektet 1.100.000.000 USD. Det er vist ikke her man skal gribe skillingen og lade daleren rulle.


03. aug 2011 kl 19:56

René Hansen

Re: Danske instrumenter

Nu var det vist Smart-1 missionen der havde guld på kameraet, og den mission kostede "kun" 170 mio USD. Bortset fra det, har du selvfølgelig ret. Et par kilo guld er peanuts i den sammenhæng :-)


03. aug 2011 kl 20:24

avatar

Benny Allan Andersen

Re: Danske instrumenter

Uanset at der evt. kunne være adskillige kg guld om bord, så er prisen for dette komplet ligegyldig

Vi har mere guld end bly?


03. aug 2011 kl 20:32

Ib Holland

Sollysets styrke ved Jupiter?

Er det ikke lige vel optimistisk, at sollyset skulle være 25 gange svagere ved Jupiter ift. Jorden? Intensiteten aftager mig bekendt i tredje potens med afstanden. Da Jorden er 149,6 mill. km og Jupiter er 778,6 mill. km væk fra Solen, får jeg det til, at sollyset skulle være være ca. 140 gange svagere ved Jupiter ift. Jorden - eller er der noget jeg har overset?


03. aug 2011 kl 21:17

avatar

Lars Worm Andersen

Re:Sollysets styrke ved Jupiter?

Arealet (overfladen) af en kugle er 4*pi*r^2. Groft set vil sollyset i Jordens afstand dække 4*pi*1^2 kvadrat-astronomisk enhed = 4*pi AU^2.

Jupiters gennemsnitsafstand er ca. 5,2 AU, så sollyset i Jupiters afstand er spredt ud på 4*pi*5,2^2 AU^2 = 4*pi*27,04 AU^2 - 27 gange større overflade, eller 27 gange svagere end ved Jordens afstand.


03. aug 2011 kl 22:27

Ulf Larsen

Pris vs. værdi

Guld er et udmærket eksempel, hvorved man kan lære (løftet pegefinger) at der er forskel på pris (altså i kr.) og værdi. Som materiale med herlige egenskaber overstiger værdien langt prisen, modsat hvad man måske ville tro.


04. aug 2011 kl 01:52

Lars Hallum

Re: Sollysets styrke ved Jupiter?

Hvis sollyset er 25 gange svagere, så er det negativt – og det kan det hvis ikke blive?

Det er altså en lidt uheldig udtryksmåde – sollyset er faldet til 1/25.

Lidt kværulantisk måske, men alligevel.

Lars Hallum


04. aug 2011 kl 01:52

Lars Hallum

Re: Sollysets styrke ved Jupiter?

Hvis sollyset er 25 gange svagere, så er det negativt – og det kan det hvis ikke blive?

Det er altså en lidt uheldig udtryksmåde – sollyset er faldet til 1/25.

Lidt kværulantisk måske, men alligevel.

Lars Hallum


04. aug 2011 kl 01:52

Lars Hallum

Re: Sollysets styrke ved Jupiter?

Hvis sollyset er 25 gange svagere, så er det negativt – og det kan det hvis ikke blive?

Det er altså en lidt uheldig udtryksmåde – sollyset er faldet til 1/25.

Lidt kværulantisk måske, men alligevel.

Lars Hallum


04. aug 2011 kl 01:57

Lars Hallum

Undskyld

Undskyld...

Der skete ikke noget da jeg trykkede på knappen [Send kommentar], og hvad gør man så? Man trykker tre gange… Beklager

Lars Hallum


04. aug 2011 kl 11:25

Michael Thomsen

Rumsonde

Hvordan definerer journalisten "rumsonde". Hvad er det som gør, at fx Rosetta ikke er en rumsonde, siden Juno er den første med solpaneler? Og hvad med alle Mars-missionerne?

Mht bly, så fordamper (uk: outgas) det så vidt jeg husker i vacuum. Det er en lidt uheldig egenskab i nærheden af optiske sensorer og kunne være en grund til, at man ikke bruger det som skjold.


04. aug 2011 kl 12:07

Peter Lykke

Re: Danske instrumenter

Lars, du svarede ikke på Glens udmærkede bemærkning. Var Smart-1 virkelig belagt med guld for at kunne modstå de meget energirige partikler i Van Allen bælterne, eller var guldbelægningen lavet for at reflektere sollyset?

Hvis det var en snafu, så vær ikke bange for at indrømme det - vi har alle prøvet det samme og vi siger det ikke videre...


04. aug 2011 kl 14:20

avatar

Lars Worm Andersen

Re: Re: Danske instrumenter

Guld KAN skærme mod gammastråling. Stof bremser gammastråling, det er blot et spørgsmål om tykkelse. Jordens atmosfære, nærmere bestemt termosfæren, består af luft og skærmer os mod bl.a. gammastråling. Gammastråling bliver IKKE afbøjet af Jordens magnetfelt og bliver ikke koncentreret i Van Allenbælterne. Det gør ladede partikler som heliumkerner, protoner, elektroner og positroner derimod.

Stof bremser også ladede partikler, det er igen et spørgsmål om tykkelse (og massefylde). Guld har som bl.a. Per Helvig Christensen nævnte det en høj massefylde. 19,32 kg/liter mod blys 11,34 kg/l.

Fra http://www.elektro.dtu.dk/uplo....pdf

Det gjorde han blandt andet ved at bygge kamerahuset af 24 karat guld. Samtidig blev flere dele af kameraets indmad også indkapslet i guld, og der blev brugt chips, der var ekstra hårdføre overfor stråling.

Så guldet kunne modstå de meget energirige partikler i Van Allenbælterne, og beskyttede naturligvis også mod stråling generelt på resten af turen.

Det tynde guldlag, der er pådampet astronauternes hjelme, er primært mod infrarødt og ultraviolet lys. Det er for at beskytte astronauternes øjne, og guld er valgt fordi andre metaller, som fx sølv, giver et uønsket blå-grønt farveskær.


05. aug 2011 kl 13:54

Peter Lykke

Re: Danske instrumenter

Ok, der står guld i artiklen, det er vi enige om. Vi er også enige om at alt stof dæmper "stråling" propertionalt med massen af stoffet. Og guld kan reflektere fotoner, og nogle frekvenser fotoner bedre end andre.

Men i Van Allen bælterne er hovedproblemet de meget energirige protoner og elektroner, der er blevet fanget af jordens magnetfelt. Og her hjælper ingen spejlende matrialer, kun masse. Det er derfor man snakker om at "coate" fremtidige Marskapsler med 1-2 meter vandis eller grundfjeld fra Månen. Aluminium, som kapler som regel laves af har f.eks ikke megen effekt.

At lave kamerahuset i guld, som der nævnes i artiklen, vil hjælpe på modstandsevnen overfor stråling, ja. Men specielle kredsløb og software - rutiner der kan sortere fejl vil efter min bedste overbeviskning være mere effektivt.


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.