Danske forskere bag nyt NASA-teleskop

Ud af verdens 7,5 milliarder indbyggere, er der i øjeblikket kun tre, som ikke lever på jorden. De bor på den internationale rumstation (ISS), hvor de arbejder i alle deres vågne timer, og overlever på en kost kun bestående af frysetørret mad og genanvendte væsker.

Men da rumkapslen CRS-11 i mandags den 5 Juni ankom til rumstationen, var der formentlig en mere festlig stemning end der plejer at være. Rumskibet som havde rejst i mere end to døgn, da det nåede rumstationen havde nemlig næsten tre tons forsyninger og videnskabeligt udstyr med til besætningen. De kunne derfor nyde sjældenheder som frisk frugt, mens de åbnede pakker fra jorden.

Og ikke kun astronauterne var glade. Allerede før opsendelsen, blev der drukket champagne på DTU Space i Lyngby. En af pakkerne om bord på rumskibet var nemlig det såkaldte NICER-teleskop, som forskere fra DTU Space har været med til at udvikle og bygge.

Efter seks års arbejde og flere dages rejse i rummet, er teleskopet nu ankommet til rumstationen, hvorfra det skal undersøge nogle af de mest obskure fænomenener i universet, neutronstjerner. Det lyder måske som et dyrt forskningsprojekt – det er det også. Men det er USA, som betaler regningen.

Amerikanske dollars til dansk forskning
Selvom det amerikanske rumagentur NASA har betalt eksterne amerikanske samarbejdspartnere for at gøre NICER-missionen til en realitet, er styreenheden på teleskopet ikke amerikansk. Den er nemlig lavet af danske DTU Space, som har siddet med til bords lige fra idéudvikling og design, til opsendelsen fra Florida i lørdags.

Det er ikke danske skatteyderkroner, der går til det her. Det er vigtigt at forstå. Det her er NASA, der kommer og lægger penge i Danmark og beder om vores deltagelse

Ifølge professor og afdelingsleder på Institut for Måling og Instrumentering ved DTU Space, John Leif Jørgensen, som har stået i spidsen for den danske deltagelse, er det helt unikt, at man lader amerikanske skatteyderes penge betale for, at danske forskere kan deltage i dyr forskning.

– Det er ikke danske skatteyderkroner, der går til det her. Det er vigtigt at forstå. Det her er NASA, der kommer og lægger penge i Danmark og beder om vores deltagelse, så danske forskere, danske virksomheder og danske studerende får penge af NASA, for at lave deres job. Det er en ret speciel situation, forklarer han.

NASA nævner tre ting, de godt kan lide ved Danmark.

Men hvorfor er det så overhovedet, at verdens største rumprogram vil betale danske forskere for at være med?

– Jeg har faktisk spurgt dem om det et par gange, svarer John Leif Jørgensen og fortæller, at NASA nævner tre ting, de godt kan lide ved Danmark.

For det første holder danskerne hvad de lover, de holder det til tiden og det holder sig inden for budgettet. For det andet, kan de lide, at danske forskningsmiljøer og virksomheder ikke er for store. Folk er ikke bange for at prøve noget nyt, og derfor meget adaptive. For det tredje er danske produkter hverken mere eller mindre, end de skal være.

-Den minimalistiske stil har de tit kaldt spartansk, men det er også det som de godt kan lide i rumfarten. Det vejer ikke mere end det skal, det fylder ikke mere end det skal og det bruger ikke mere power end det skal. Men det gør altid det, det skal, fortæller John Leif Jørgensen.

Og det er godt nyt for Danmark at NASA vil have Danmark til at deltage i banebrydende forskningsprojekter. Der er nemlig både prestige, erfaring, ekspertviden og fremtidige forskningsmuligheder forbundet med at deltage i de store rumprojekter.

Danmark får glæde af resultater
De danske forskere har ikke blot fået lov at bygge og designe vigtige instrumenter til NICER-missionen. De er også blandt de første, som får adgang til det data, som NICER-teleskopet sender tilbage til jorden. Det åbner muligheder for danske rumforskere.

-Når vi er med i en mission, er vi i stand til at udvikle tingene videre. En mission er ikke bare overstået, når vi har sendt den op. Det er jo dér arbejdet begynder, fortæller han om ankomsten af det dyre røntgenteleskop.

Når først teleskopet bliver installeret på toppen af ISS, vil det nemlig sende data til jorden, som de danske forskere kan bruge til at forstå, hvordan tætkomprimerede atomer opfører sig. Det ved man nemlig endnu ikke særligt meget om.

Røntgenstråler fra mørke ministjerner
Forskere ved stadig meget lidt om neutronstjerner. Vi ved blandt andet ikke, hvordan atomerne i en neutronstjerne reagerer på at blive mast så hårdt sammen, som de gør i de små kompakte stjerner, fordi det ikke er muligt at efterligne de betingelser på jorden. Indtil nu har neutronstjerner været enormt svære at observere.

De er nemlig både ekstremt langt væk, relativt sjældne og så er de meget små i kosmisk skala. Neutronstjerner er kun omtrent på størrelse med København, og det er til trods for, at de vejer cirka dobbelt så meget som solen. Det betyder, at stoffet i neutronstjerner er pakket så tæt, at blot en teskefuld neutronstjerne ville veje det samme som alle mennesker på jorden. Derfor ved man, at atomerne må have en helt anden form, end de har på jorden.

… en af de primære opgaver for teleskopet bliver at måle den præcise størrelse på neutronstjerner.

– Det der sker, når trykket er voldsomt nok er, at elektronerne simpelthen bliver mast ind i kernen. Og så bliver elektronerne lavet til et neutron. Så alt det der normalt er brint og elektroner, det bliver simpelthen trykket sammen til neutronsuppe, forklarer John Leif Jørgensen om den model, vi har for neutronstjerner indtil videre.

– Men det kan meget vel være, at vi tager helt fejl, og atomerne går hen og bliver til kvarksuppe, siger han og forklarer, at en af de primære opgaver for teleskopet bliver at måle den præcise størrelse på neutronstjerner.

Det kan nemlig bruges til at teste om de modeller vi har for neutronstjerner, passer med virkeligheden. Og det er ikke første gang NASA har bedt danske forskere om hjælp til at teste modeller for universet.

Observationer skal teste teoretiske modeller
Så sent som i år har et andet samarbejde mellem DTU Space og NASA  resulteret i opdagelser, som har ændret vores forståelse af universets objekter. Den såkaldte JUNO-mission viste nemlig, at de faktiske forhold på Jupiter var helt anderledes end man troede.

Men man skal ikke glæde sig for tidligt til at se flotte billeder af de eksotiske stjerner. En neutronstjerne er nemlig basalt set det samme som et sort hul

– Med JUNO gik vi ud og kiggede på Jupiter, og fandt ud af, at der ikke var én ting, der var, som vi regnede med. Alle de modeller vi havde, skulle laves om, siger John Leif Jørgensen og forklarer, at det samme sagtens kan ske, når NICER for første gang observerer en neutronstjerne.

– Vi ved faktisk ikke, hvad vi kommer til at se, for vi har aldrig kigget på det i større detalje før, siger han.

Men man skal ikke glæde sig for tidligt til at se flotte billeder af de eksotiske stjerner. En neutronstjerne er nemlig basalt set det samme som et sort hul – altså en kollapset stjerne med en ekstrem tyngekraft, hvor selv lys har svært ved at undslippe. Men fordi de har meget mindre masse en sorte huller, har de også mindre tyngdekraft, og en smule lys kan derfor undslippe deres gravitationsfelt. Og det er dét lys, NICER-teleskopet skal opfange.

NICER kan nemlig opfange få lyspartikler, og selvom det ikke er nok til at danne et billede, er det nok til at måle den præcise størrelse af neutronstjerner. Denne data kan blandt andet bruges til at regne ud, hvordan stof og energi opfører sig under de ekstreme betingelser. Men teknologien kan også bruges til meget andet. Derfor regner man heller ikke med, at dette er sidste gang NASA henvender sig til DTU Space.

Danmark er også med i fremtidens rumforskning
Udover studiet, at neutronstjerner spiller røntgenteleskopet også en rolle i fremtidens rumforskning. NICER skal nemlig være med til at udvikle et røntgen-navigationssystem, som i fremtiden skal fungere som en form for GPS i eventuelle rejser mellem planeter eller stjerner.

NICER … kan opfange røngentlys, som kan rejse meget længere end almindeligt lys.

-Vi snakkede tit sammen i designfasen om, at det kunne være skægt at prøve at lave den navigationsmetode der skal bruges, hvis vi en dag sender et rumskib til stjernerne, og ikke bare flyver rundt mellem planeterne i vores eget solsystem. Den teknik har vi slet ikke, fortæller John Leif Jørgensen.

Han forklarer, at selv de største teleskoper i verden knap ville kunne modtage et enkelt foton fra vores nærmeste stjerne Proxima Centauri, som ligger omkring tre lysår væk. Men NICER derimod, kan opfange røngentlys, som kan rejse meget længere end almindeligt lys.

-Her snakker vi ikke via simpelt laserlys, men vi går helt op i røntgenområdet. Det virker helt perfekt. Vi kan få TV sendt hjem fra Proxima Centauri, hvis vi bruger et NICER-teleskop i begge ender, forklarer han om fremtidsmulighederne for det nye teleskop.

Indtil videre må vi dog nøjes med de flotte billeder af opsendelsen og ankomstem til rumstationen, som du kan se nedenfor.