Den stora kometjakten

Transkript

1 Den stora kometjakten Lärarhandledning lektion om kometjägaren Rosetta Detta är en lärarhandledning om rymdfarkosten Rosetta. Rosettas uppdrag är att undersöka en komet i detalj genom att åka ikapp den och sedan skicka ner en liten landare på dess yta. Ombord på Rosetta finns flera svenska instrument som ska studera kometen. Detta material är anpassat efter en lektionstimme där eleverna får en spännande presentation av Rosetta men också får lära sig en hel del om hur vårt solsystem en gång bildades genom att lyssna och svara på frågor. Lektionen är avsedd för elever i årskurs 6-9. Lärarhandledning om rymdfarkosten Rosetta Rymdstyrelsen

2 till presentationen om Den stora kometjakten (Bild 1: Den stora kometjakten ) Rymdsonden Rosetta har färdats genom rymden i snart tio år för att nå sitt mål kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. Ombord finns bland annat svenska instrument som ska användas för att för första gången i detalj undersöka en komet. Rosetta ska även skicka ner en landare på kometens yta för att på så sätt kunna studera den på riktigt nära håll. Bild 2: Vad är en komet? En komet är en mindre himlakropp som kretsar kring solen i stora banor. Den består av tre delar: den djupfrysta kärnan, som kan vara allt från några hundra meter till flera tiotals kilometer i diameter. Kometkärnan består bland annat av stora mängder is, stoft och mindre stenpartiklar och kan liknas vid ett stort smutsigt isberg. Kärnan är väldigt porös eftersom den till stor del även består av tomrum. Runt kärnan finns koman, det enorma, atmosfärslika moln av gas och stoft som strömmar ut ur kärnan när kometen kommer nära solen i sin bana. Och så slutligen den berömda svansen, som egentligen är två. Bild 3: Varför vill vi lära oss mer om kometer? Kometer solsystemets byggstenar Kometer är de äldsta och mest oförändrade himlakropparna som kretsar kring solen och de utgör därför en unik källa till kunskap om solsystemets födelse och utveckling. När jorden var relativt ung bombarderades den av kometer och en stor del av våra hav kan därför en gång varit en del av de kometkärnorna som slog ner då. Att komma riktigt nära en komet och analysera dess utseende och innehåll har länge legat högt upp på rymdforskarnas önskelista. Förutom att öka förståelsen för kometer i allmänhet, är förhoppningen att det även ska bidra med mer information om hur vårt solsystem en gång kom till. Kanske kan det också ta experterna närmare svar på existentiella frågor, som hur allt det vatten och de biologisk byggstenar som banade väg för livet på jorden en gång kom hit.

3 Bild 4: Kometjägaren Rosetta Rosetta är en rymdsond som sändes upp från Franska Guyana i Sydamerika den 2 mars Den 20 januari 2014 väcktes Rosetta efter att ha färdats 800 miljoner kilometer genom rymden på jakt efter livets ursprung, varav 31 månader i djup dvala utan kontakt med jorden. I tio år har farkosten färdats genom rymden för att nå sitt mål - kometen Churyumov- Gerasimenko. Rosettas uppdrag är att undersöka kometen och där samla mer information om hur vårt solsystem bildades. Kometen är nämligen från samma tid som Big Bang och bildades därför samtidigt som jorden. Ombord på Rosetta finns flera avancerade instrument. Bland annat en landare som skickas ner till kometens yta, men också flera delar som svenska rymdforskare tagit fram. Bild 5: På resande fot i tio år Rosettas färd mot kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko började med att man gav sig iväg åt fel håll. Trots att kometen befann sig flera hundra miljoner kilometer utåt i solsystemet, så började Rosetta sin resa med att röra sig något inåt, mot solen. Syftet med att lägga sig i en sådan bana var att den skulle korsa jordbanan igen ett år senare, i en sådan vinkel att jordens dragningskraft svingade runt Rosetta och gav den just den extra fart och riktning som krävdes för att kasta sonden ut mot Mars bana. Noggranna beräkningar gjorde att man två år senare, efter ytterligare två varv runt solen, kunde stryka förbi vår närmaste grannplanet, så nära att Rosetta svingades tillbaka in mot jorden igen. Den manövern resulterade i att man flög förbi jorden för andra gången i december Vid denna passering stal Rosetta ännu lite mer rörelseenergi, och lät jorden svinga henne ännu längre ut i solsystemet igen. Den här gången ända ut till asteroidbältet utanför marsbanan. I den banan dalade Rosetta sedan långsamt tillbaka in mot solen igen, och passerade jorden för tredje gången i november Denna sista förbiflygning gav så mycket extrafart att Rosetta slutligen svingades nästan ända ut till Jupiter, 800 miljoner kilometer ut i solsystemet. Bild 6: Svenska delar ombord på Rosetta Rymdsonden Rosetta bär med sig ett drygt tjugotal instrument på sin resa till kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. Två av instrumenten är svenska, och ytterligare ett rymmer delar som tillverkats i Sverige. Tillsammans ska de bidra till att få fram unik kunskap om hur kometer en av vårt solsystem allra äldsta och mest oförändrade himlakroppstyper - är uppbyggda och fungerar.

4 Väckarklockan tillverkad i Göteborg Rosettas väckarklocka har tillverkats av företaget Ruag som ligger i Göteborg. Väckarklockans uppgift var att sätta i gång hela systemet på Rosetta efter de 957 dygn som farkosten låg i dvala i rymdens extrema kyla, närmare bestämt 180 minusgrader. För att vara riktigt säkra på att Rosetta skulle vakna fanns fyra väckarklockor ombord. Efter startades ett antal värmeelement, en inprogrammerad procedur som tog åtskilliga timmar ICA - Jonspektrometern från Kiruna På ett hörn av Rosettas kropp sitter ICA Ion Composition Analyzer, en jonspektrometer som tillverkats på Institutet för Rymdfysik i Kiruna. Det är ett instrument som designats för att analysera flödet av laddade (joniserade) partiklar i rymden. Med hjälp av det kan man bland annat studera rymdväderfenomen som solvinden, den ström av laddade partiklar som ständigt strömmar ut från solen. Även kometer skapar en slags vind, en kometvind när laddade partiklar pyser ut ur dess kärnor. Tanken är att rymdfysikerna i Kiruna, bland annat ska använda sin jonspektrometer för att studera hur de här två jonvindarna påverkar varandra runt kometen. Langmuirproberna en väderstation Det andra svenska instrumentet ombord på Rosetta, kallat LAP, använder sig av två så kallade langmuirprober. De utgör tillsammans vad man skulle kunna likna vid en vanlig väderstation, fast för rymdbruk. Den är i huvudsak byggd på Institutet för rymdfysik i Uppsala, men med bidrag från Kungliga tekniska högskolan i Stockholm, Oslos universitet och Finlands meteorologiska Institut i Helsingfors. Precis som en väderstation på jorden kan de svenska langmuirproberna mäta tryck, temperatur och vindhastighet. Trots att rymden tros bestå mest av vakuum så är den nämligen inte helt tom. Runt kometen finns en mycket flyktig atmosfär, ett tunt moln av gas, stoft och laddade partiklar som Rosettaforskarna vill få bättre koll på. Genom att lägga en elektrisk spänning över de små proberna, som består av varsin drygt golfbollstor titankula på en stång, kan man få dem att dra till sig de elektrisk laddade partiklarna som finns i molnet runt kometen. Den här informationen kan sedan skickas hem till jorden, där den kan användas för att räkna ut hur hög tätheten av laddade partiklar är på olika ställen runt kometen och hur snabbt de rör sig. Del i kamerian Osiris Svenska experter har också varit med och bidragit till ett av de mest central instrumenten på Rosetta: Kameran Osiris. Den ska ta tusentals högupplösta bilder på kometens atmosfär och yta, medan Rosetta svävar fram på bara några kilometers höjd. Kameran är byggd i Tyskland, på Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau. Men ingenjörer från Uppsala universitet och det svenska optikföretaget Spectrogon i Stockholm har tillverkat några av de viktigaste delarna i kameran: Ett flertal optiska filter, som är en förutsättning för att Osiris ska kunna undersöka kometen i olika våglängdsområden - i princip ta bilder i färg, och inte bara i svartvitt. Svensk parabol sköter kommunikationen med jorden Det är inte bara på forskningssidan som det finns svenska delar på Rosetta. Till exempel har Göteborgsföretaget RUAG Space Sweden (före detta Saab Ericsson Space) tillverkat en av de viktigaste delarna ombord: Den stora parabolantennen som används för all kommunikation med jorden. Parabolen är en av de delarna som alltid finns med på en satellit, precis som alla bilar har däck och avgasrör.

5 Bild 8: Att landa på en komet Rosettas färd mot kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko började med att man gav sig iväg åt fel håll. Trots att kometen befann sig flera hundra miljoner kilometer utåt i solsystemet, så började Rosetta sin resa med att röra sig något inåt, mot solen. Syftet med att lägga sig i en sådan bana var att den skulle korsa jordbanan igen ett år senare, i en sådan vinkel att jordens dragningskraft svingade runt Rosetta och gav den just den extra fart och riktning som krävdes för att kasta sonden ut mot Mars bana. Noggranna beräkningar gjorde att man två år senare, efter ytterligare två varv runt solen, kunde stryka förbi vår närmaste grannplanet, så nära att Rosetta svingades tillbaka in mot jorden igen. Den manövern resulterade i att man flög förbi jorden för andra gången i december Vid denna passering stal Rosetta ännu lite mer rörelseenergi, och lät jorden svinga henne ännu längre ut i solsystemet igen. Den här gången ända ut till asteroidbältet utanför marsbanan. I den banan dalade Rosetta sedan långsamt tillbaka in mot solen igen, och passerade jorden för tredje gången i november Denna sista förbiflygning gav så mycket extrafart att Rosetta slutligen svingades nästan ända ut till Jupiter, 800 miljoner kilometer ut i solsystemet. Bild 9: Svara på frågor Varför har Rosetta skickats ut i rymden? När skickades Rosetta iväg? Vad är en komet? Vilka är de svenska instrumenten och vad ska de användas till? Bild 10: Användbara länkar En sajt om rymden riktad mot unga. Här finns texter, bilder, filmklipp mm. Rymdstyrelsens mediebank Snart ringer väckarklockan för kometjägaren. Artikel från SVT Rymdsonden Rosetta har vaknat. Information om Rosetta på Europeiska rymdstyrelsen, Esas hemsida.