15. februar 2021

Er vi alene? KU-forskere holder vejret i spænding før Mars-landing

Rumforskning

Forskere fra Københavns Universitet bidrager med flere vigtige elementer til missionen, når NASA-køretøjet Perseverance torsdag aften lander på Mars. Spor af forhistorisk liv er det ultimative mål på missionen.  

Planeten Mars
Forskere fra KU bidrager med instrumenter, operationelle og videnskabelige ressourcer i den mest ambitiøse Mars-mission til dato. Foto: Getty

Hvis alt går efter planen lander NASAs rumkøretøj, Perseverance, torsdag aften på planeten Mars i den mest ambitiøse mission til dato. Missionens fornemste opgave er at lede efter spor af liv og dermed angribe et af de mest grundlæggende spørgsmål i menneskehedens historie: Er vi alene?

"Det ultimative mål er at finde spor efter det mikroskopiske liv, der måske har været på Mars tidligt i planetens historie. Har der været liv på Mars, så er der gode chancer for at prøverne fra denne mission vil kunne fortælle os om det. Derfor bliver den næste tid enormt spændende," siger fysiker og lektor, Morten Bo Madsen, fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet.

Sammen med andre forskere og teknikere fra Københavns Universitet har Morten Bo Madsen bidraget til flere af de instrumenter, der sidder på roveren og gør det muligt at gennemføre missionen.

Vigtig del af roverens øjne
Helt konkret skal roveren indsamle en række prøver af Mars' overflade. Disse prøver vil blive hentet hjem til Jorden under en opfølgende mission. I laboratorier på Jorden vil detaljeret analyse afsløre eventuelle spor af fortidigt liv samt bringe et væld af anden viden om Mars og om planeters udvikling mere generelt.

Til at rekognoscere og udvælge hvor prøverne skal tages og dokumentere prøvetagningen, bruger roveren blandt andet stereo-farvekameraet Mastcam-Z og instrumentet SuperCam, som er et laser-baseret instrument, der bl.a. kan bestemme grundstofsammensætningen af sand, sten og klipper.

Mastcam-Z kameraet og SuperCam har begge brug for særlige kalibreringsenheder, som gør det muligt at justere farvebalancen, således at overfladens farveegenskaber kan adskilles fra belysningen (i både infrarødt, synligt, og ultraviolet lys).

"De atmosfæriske forhold på Mars ændrer sig hele tiden. Fx kan der være meget rødt støv i luften, og det skal kameraerne på roveren tage højde for, når de tager billeder. Derfor har vi udviklet nogle farvereferencer, som kameraerne kan indstilles efter, så billederne kan bruges til sammenligning og analyser," siger fysiker og lektor, Kjartan Kinch, fra Niels Bohr Institutet.

Mars-roveren har adskillige kameraer installeret, men de atmosfæriske forhold på Mars ændrer på de farver, der optages, afhængigt af indholdet af støv i atmosfæren og tidspunktet for optagelserne. Derfor skal kameraerne have en reference at sammenligne eller kalibrere sine fotos efter. Instrumentet er er udviklet og fremstillet i et samarbejde mellem forskerne, værkstedet på Niels Bohr Institutet og lokale virksomheder, og støttet af en bevilling fra Carlsbergfondet. Foto: NASA

Skal køre rundt på Mars
Forskere fra Københavns Universitet bliver direkte involveret i det operationelle arbejde med at styre roveren rundt på Mars i dens søgen efter spor af liv på planeten. Fra dansk side står fysiker Jens Frydenvang fra Globe Institute på Københavns Universitet i spidsen for det arbejde.

"Vi er stærkt repræsenteret i missionen og skal være med til at bestemme og planlægge hvilke områder, der skal afsøges af roveren og analysere de data, som vi løbende får ind," forklarer Jens Frydenvang, der har mange hundrede timers erfaring med rummissioner bag sig.

Prøverne, som Perseverance-roveren indsamler, forventes at være tilbage på Jorden til nærmere undersøgelse i starten af 2030'erne. Et arbejde, som også KU's forskere håber at kunne bidrage til.

"De prøver, vi får fra denne mission, og muligheden for at få dem undersøgt af de bedste laboratorier i verden, udgør sandsynligvis vores første mulighed for endeligt at besvare spørgsmålet, om vi er alene i universet," siger Jens Frydenvang.

Perseverance forventes at lande på Mars torsdag aften den 18. februar lige før klokken 22.00.

Det bidrager Københavns Universitet med:

  • Mastcam-Z: 'Z'et' står for zoom, da det er de første kameraer med zoom-funktion på Mars. Mastcam-Z udgør roverens primære videnskabelige kameraer og er populært sagt roverens "videnskabelige" øjne, da instrumentet netop udgøres af to kameraer, der sidder på roverens mast og dermed kan give stereo-billeder på præcis samme måde, som vores øjne kan. Kameraerne er udstyret med en række farvefiltre, som gør at billeder kan optages i mange forskellige farvebånd over det nær-infrarøde, det synlige og det nær-ultraviolette bølgelængdeområde. Niels Bohr Institutet på KU har leveret farvereferencer (kalibreringstargets) til kameraet, og Kjartan Kinch og Morten Bo Madsen er en del af holdet, der står bag kvalitetssikring og analyse af billederne fra Mastcam-Z.

  • SuperCam: Et laser-instrument der kan skyde på klipper flere meter fra roveren og måle både grundstofsammensætning og mineralogi. Niels Bohr Institutet på KU har leveret komponenter til kalibreringstarget til instrumentets infrarøde spektrometer og farvekamera, og fysiker Jens Frydenvang er en del af teamet, der står for oversætte og analysere data om grundstofsammensætningen på planeten.

  • MOXIE: Et eksperiment med henblik på at understøtte fremtidige bemandede missioner til Mars. Målet er at demonstrere, at det er muligt at producere ilt direkte fra Mars' CO2-atmosfære. Mængden af ilt, der kan produceres med MOXIE, er meget lille, men eksperimentet skal give essentiel viden om, hvordan et fremtidigt produktionsanlæg vil kunne konstrueres til en bemandet mission. Én ting er, at astronauter selvfølgelig skal bruge ilt til at trække vejret, men den helt store gevinst ligger i at kunne producere ilt til forbrænding i den raket som vil skulle bringe astronauterne op fra Mars på vej tilbage til Jorden. Niels Bohr Institutet og DTU energy bidrager med teknisk og videnskabelig ekspertise til MOXIE. Morten Bo Madsen vil deltage i eksperimenterne med MOXIE.

  • Roverens operationelle arbejde: Fysiker Jens Frydenvang fra Globe Institute på Københavns Universitet står fra dansk side i spidsen for det operationelle arbejde med roveren, som bl.a. går ud på at styre roveren hen til de steder, man ønsker at indsamle prøver fra og løbende planlægge nye daglige undersøgelser af Mars. Et arbejde, som kommer til at involvere flere forskere og studerende ved KU de kommende år.