MSL BLOGGEN – Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Mars > MSL Blog (Danish)

2015-04-01 14:00- Asmus Koefoed

Instrumenter på Mars 2020 Rover opdateret

Det viser sig, at der i begyndelsen af april har været et større pres fra politisk side om at få mere kreative instrumenter med om bord på Mars 2020 roveren.  Efter en større debat om at Marsforskning er begyndt at blive lidt for "støvet" har NASA givet efter for kravet og instrumentpakken kommer nu - udover de tidligere udvalgte instrumenter - til at indeholde "et væsentligt højere kreativt indspark til Marsforskningen". Konkret er følgende instrumenter valgt:

Tunnelling Undulating Bayonic Assesment (TUBA)

High frequency Auroral Research Program (HARP)

Principal Investigation of Carbon COntent in Low Oxygen (PICCOLO)

Danish Radio Uncertainty Mastering (DRUM)

Scientific Area X-ray (SAX)

Ifølge NASA's nyoprettede gruppe af kreativitetsforskere vil denne instrumentpakke søge endeligt at påvise om der på nuværende tidspunkt er intelligent og kreativt liv på Mars.




 


2014-08-01 23:59 - Morten Bo Madsen

Videnskabelig nyttelast på NASA's Mars-2020 rover udvalgt

I går aftes (31. juli) blev det offentliggjort, hvilke instrumenter NASA har valgt til sin 2020-Mars-rover. Herunder er en kortfattet oversigt over de valgte instrumenter .

På roverens mast:

Mastcam-Z, et stereo-kamera med 12 båndpas-filtre til spektroskopi og zoom:
Instrumentudviklingen ledes af Jim Bell fra Arizona State University (se evt. (på engelsk)): https://asunews.asu.edu/20140731-mars-2020
Malin Space Science Systems tager del i udviklingen: http://www.msss.com/news/index.php?id=121 (også på engelsk).

Der er dansk deltagelse på dette instrumenthold idet Kjartan Kinch og Morten Bo Madsen begge er Co-investigators på holdet.

SuperCam (se evt. følgende engelsksprogede pressemeddelelse fra Los Alamos National Laboratory: http://www.lanl.gov/discover/news-release-archive/2014/July/07.31-supercam-laser.pdf). SuperCam er en meget avanceret, nyudvikling af et ChemCam-lignende instrument med både Raman og IR-spektrometre plus mulighed for at detektere organiske forbindelser.

I roverens krop:

MOXIE er et "in-situ resource utilization experiment", som skal producere oxygen fra Mars' atmosfære. Dette er et lille led i forberedelserne til bemandede missioner til Mars idet oxygen kan bruges både som brændstof og til den nødvendige indåndingsluft til fremtidige besøgende mennesker på Mars. Også på dette eksperiment er der dansk deltagelse idet Morten Bo Madsen er Co-investigator på holdet.

MEDA er en spansk-leveret meteorologi-station med et instrument til karakterisering af støv.

RIMFAX er en ground-penetrating RADAR, som skulle ku' se op til 500 m ned i undergrunden med ned til 5cm opløsningsevne. Dette instrument er udviklet og vil blive fremstillet i Norge.

På armen vil der være to videnskabelige instrumenter:

et "Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry", PIXL, som kan lave grundstofanalyse i form af billeder (kender endnu ikke opløsningsevnen).

SHERLOC, et UV-Raman-spektrometer

og også på armen et slibeværktøj "Rock Abrasion Tool".

Der er mere end 50 institutioner involveret verden over i disse instrumenter.


2014-04-10 22:00- Asmus Koefoed

Pixelfejl og rumvæsner

Der kan ske det med al elektronik at det bliver ramt af en ioniserende partikel og at det derfor giver et signal. Det er en effekt vi fysikere bruger i stor stil i CERN når man skal detektere partikler. Normalt ser vi det ikke på digitalkameraer herhjemme idet vi oftest ikke befinder os på steder med meget ioniserende stråling, men hvis man er i nærheden af Chernobyl, eller skruer ISOen op på sit digitalkamera,  så vil man se at der pludselig dukker hvide pixels op tilfældige steder i billedet.  På Mars er situationen lidt anderledes, atmosfæren er tyndere og det lader flere ioniserende partikler fra rummet slippe igennem, samtidig er meget af den software der i digitalkameraer og mobiltelefoner filtrerer pixelfejl bort ikke til stede i de rå foto vi får fra planeten. 

Så når ufosightingsdaily.com har fundet noget der i mine øjne ligner en kosmisk partikel der rammer en CCD, eller en overeksponeret reflektion fra en krystal, og kommenterer at dette er endegyldigt bevis for intelligent liv på Mars, så forholder jeg mig skeptisk. Især når filnavnet på deres foto er følgende:

UFO,+UFOs,+sighting,+sightings,+light,+assention,+Mars,+beings,+alien,+aliens,
+ET,+space,+astronomy,+news,+paranormal,+ancient,+city,+base,+structure,+
anomaly,+wtf,+odd,+Justin+Bieber,+Angelina+Jolie,+Hollywood,+CNN,+NBC,+
CBS,+polit2.png

Ydermere fortsætter de med at konkludere at:

"Sure NASA could go and investigate it, but hey, they are not on Mars to discovery life, but there to stall its discovery"

De er vist ikke enige i NASAs definerede hovedformål om:

"Curiosity's mission is to determine the planet's habitability."..

Det skal hertil også nævnes at "lysglimtet" kun kan ses med det venstre navigations kamera og ikke det højre.

Jeg vil lade det op til læseren selv at konkludere om det rent faktisk ville være en god ide for videnskabsfolkene, der jo finansieres af offentligheden, at holde det hemmeligt hvis der er noget virkeligt spændende på Mars, og om seriøsiteten af ufosightingsdailys indlæg er højt nok til at det burde bringes i medierne.

Til slut vil jeg nævne at her efter 4 måneder er vores film om vores resultater fra Mars blevet set af 722 mennesker, mens overstående "nyhed" fra ufosightingsdaily er på CNN, CBS, og Google News videnskabssektion.

Måske burde vi også nævne Justin Bieber lidt mere i filnavnene hvis vi vil have at vores forskningsresultater skal ud i verden?  :-)


2014-04-01 14:00- Asmus Koefoed

(Aprilsnar følger)

Marsforskning skaber ny innovation i cykelsporten

Firbenede dyr kan løbe hurtigere end tobenede mennesker. Den samme logik er nu blevet brugt til at udvikle en ny cykel, der med sine 6 hjul ser ud til at blive den hurtigste nogensinde.  Marsgruppen har i samarbejde med Østerbros Cykellandshold og foreningen Pedalens Venner begyndt et hel nyt udviklingsprojekt for fremtidig sport kaldet MCL "Mars Cykel Landshold", hvor den nyudviklede cykel kommer til at spille en væsentlig rolle.

Den nyudviklede pedaldrevne prototype


2014-03-07 13:00 - Silas Boye Nissen

Har Mars været beboelig for liv?

Alt liv som vi kender det fra Jorden er opbygget af et kulstof-skelet. Hvis evt. liv på Mars er opbygget på  basis af samme grundstof, vil adgangen til kulstof være af fuldstændig vital betydning for organismerne. 

Kulstof kan enten findes i organiske eller uorganiske forbindelser. Det er til dato ikke lykkedes for Curiosity eller andre missioner til Mars at finde organiske kulstof-forbindelser på planeten. Hvis der ikke findes organiske forbindelser på planeten og ikke har gjort det tidligere, vil evt. organismer være nødsaget til at få deres kulstof-behov dækket fra uorganiske forbindelser (som f.eks. CO2, som er den væsentligste bestanddel af atmosfæren på Mars). Organismer, der har lært sig tricket findes på Jorden, og betegnes under ét med begrebet litoautotrofe organismer.

Kulstof er dog ikke det eneste grundstof som alt liv på Jorden består af. Fem andre grundstoffer er med til at udgøre hovedbestanddelene i liv som vi kender det. Samlet betegnes disse seks grundstoffer med det mundrette "ord" CHNOPS, som er en forkortelse bestående af "kendingsbogstaverne" for grundstofferne: kulstof (C), brint (H), kvælstof (N), ilt (O), fosfor (P) og svovl (S). Curiosity har vha. sine instrumenter bekræftet tilstedeværelsen af alle seks grundstoffer i Gale-krateret.

Det er dog ikke tilstrækkeligt for evt. liv at grundstofferne findes i miljøet. De skal tilmed også være forholdsvis frit tilgængelige for mikroorganismerne. F.eks. må grundstofferne ikke være kraftigere bundet til et molekyle end at mikroorganismerne kan bryde bindingen og dermed udnytte grundstofferne. I den sammenhæng giver fosfor et par problemer for forskerne. Det er indtil nu ikke lykkes for Curiosity at finde lettilgængeligt fosfor i Gale-krateret. Det kan dog tænkes at fosfor har været tilgængeligt i forbindelse med at løse sedimenter, som senere er blevet omdannet til faste bjergarter.

Udover disse seks grundstoffer, findes der også en række metaller som (i form af sporstoffer; dvs. i meget lave koncentrationer) bidrager til vigtige funktioner for livet på Jorden. Hertil kan nævnes magnesium (Mg) som er essentiel i dannelsen af ATP (hvilket er cellens primære energikilde), og jern (Fe) som f.eks. indgår i røde blodceller hos mennesker. Disse metaller er alle blevet observeret af Curiosity i Gale-krateret.

For at cellerne kan danne ATP har de behov for en ydre energikilde. Groft sagt findes der to kilder organismer på Jorden kan få energi fra. De kan enten udnytte sollys (som f.eks. planter gør det) og kaldes i så fald fototrofe, eller de kan udnytte bindingsenergien i kemiske forbindelser (f.eks. dyr). I det sidste tilfælde betegnes de som kemotrofe organismer. Hvis UV-lyset har været for intenst til at liv har kunnet eksistere på overfladen af Mars, må organismerne gemme sig under overfladen, og der er i så fald tale om kemotrofe organismer som lever i fravær af sollys – og sådan nogen findes også mange steder på Jorden; bl.a. i dybhavet i form af "black smokers".

Nu har vi talt om, hvilke grundstoffer levende organismer behøver, og hvilke energikilder de kan udnytte, så mangler vi blot én vigtig ting for liv som har drevet mange af NASA's missioner: Jagten på flydende vand. Alle levende organismer behøver en eller anden form for væske til at udføre sine biokemiske reaktioner i. På Jorden anvender alle organismer vand til denne opgave.

For at et miljø kan være beboeligt for liv, skal vandet være tilstede over en længere periode. Det må hverken indeholde for meget salt eller for meget sukker, og det er en fordel hvis det hverken er for surt eller for basisk. Sagt med andre ord, skal vandet have de helt rette egenskaber for at organismer kan leve i det.

Alle disse vitale forudsætninger (grundstoffer, energikilde og vand) skal være tilstede på samme tid, det samme sted og over en længere periode for at sikre et beboeligt miljø. Curiosity har fornyligt undersøgt en muddersten (kaldet Sheepbed) i et område, som har fået navnet Yellowknife Bay, og fundet ud af at alle de nødvendige forudsætninger med de rette egenskaber for liv har været tilstede på samme tid i denne sten.

Undersøgelserne tyder på, at der har været en sø i området, som kan have varet i op til 10.000 år. Selvom meget tyder på at søen er tørret ind med jævne mellemrum, kan evt. organismer have overlevet i et grundvandsreservoir. I så fald er der tale om kemolitoautotrofe organismer der lever i såvel fravær af sollys som fravær af organisk materiale.

Hermed er det lykkedes for Curiosity at bevise at Mars har været beboelig for en bestemt gruppe af mikroorganismer, som vi kender fra Jorden over en længere årrække i et bestemt område af Gale-krateret. Curiosity arbejder videre for bl.a. at præcisere og forhåbentlig udvide det beboelige habitat på planeten. Hvorvidt der rent faktisk var kemolitoautotrofe organismer tilstede i det beboelige tidsrum og sted på Mars, må vi dog vente til fremtidige missioner til at få svar på. Men, en vigtig opgave for Curiosity fremover vil være at forsøge at finde frem til steder, hvor eventuelt forekommende organiske forbindelser vil have kunnet overleve igennem meget lange tidsrum (se evt. et tidligere indlæg om strålingsmiljøet på Mars). 

2014-03-07 13:00 - Silas Boye Nissen

Strålingsfare på Mars

På Jorden bliver vi især gjort opmærksom på strålingsfare ifm. solbadning om sommeren. Den skade man potentielt udsætter sig selv for her på Jorden er dog ingenting sammenlignet med hvis man havde ligget på overfladen af vores naboplanet. Mars mangler såvel et globalt magnetfelt og en tyk atmosfære til at beskytte planetens overflade mod energirige partikler fra Solen. Strålingsniveauet har stor betydning for mennesker som i fremtiden skal rejse til Mars, og for hvorvidt selv hårdføre mikrober kan overleve i Mars’ jorden. 

Mars-roveren Curiosity blev opsendt fra Cape Canaveral (Florida) den 26. november 2011 og var lidt over 8 måneder om at komme til Mars. Under rejsen foretog instrumentet Radiation Assessment Detector (RAD) om bord på Curiosity målinger af det lokale strålingsniveau hele vejen ud til Mars. Allerede dagen efter landingen i Gale-krateret den 6. august 2012, genoptog RAD sine målinger, som er blevet udført næsten dagligt lige siden. Resultater er publiceret i en forskningsartikel i Science baseret på målinger af strålingsniveauet fra rejsen til Mars og de første 300 dage i Gale-krateret.

Forskningsholdet bag målingerne er kommet frem til at man totalt vil blive udsat for 1,01 Sv (Sievert) med nuværende afskærmningsteknologi hvis rejsen tur/retur til Mars varer 180 dage hver vej og man opholder sig på planeten i 500 dage. Dette svarer til over hundrede gange så meget som den dosis man vil få i en tilsvarende periode her på Jorden, og vil give astronauterne en øget kræftrisiko på 5 %. NASA vil på nuværende tidspunkt acceptere en øget kræftrisiko på 3 %, så enten må de udvikle forbedret afskærmning til astronauterne eller også må de revurdere deres øvre risikogrænse for astronauterne.

Kilde: Hassler et al., Mars' Surface Radiation Environment Measured with the Mars Science Laboratory's Curiosity Rover (Science, den 19. december 2013)

Strålingen på overfladen af Mars er langt kraftigere end hvad der skal til for at bryde bindinger i organiske molekyler som f.eks. DNA. Fejl i en organismes DNA-struktur vil med tiden hobe sig op til et dødbringende antal med mindre organismen får tilstrækkelig mulighed for at reparere fejlene. Sådanne reparations-processer finder konstant sted i vores egen krop, f.eks. ved celledelinger.

Med den målte strålingsintensitet vil selv hårdføre bakterier have meget svært ved at overleve på overfladen af Mars, men under overfladen aftager strålingsintensiteten med dybden. Det er derfor ikke utænkeligt at der under overfladen på Mars kan findes hårdføre organismer som går i dvale under ugunstige forhold. Hvis forholdene er blevet tilstrækkeligt gunstige med jævne mellemrum, vil organismen kunne være i live den dag i dag, og venter blot på at vi tager en skovl eller et langt bor med til Mars og finder dem! 

Dette er et af hovedformålene bag ESA’s kommende ExoMars-mission. Hvis man tilmed kan udføre boringen et sted, hvor man kan nå en dybde som igennem meget lang tid slet ikke har været udsat for kosmisk stråling, vil man øge chancerne for at finde organisk materiale. Dette har Curiosity imidlertid vist er muligt. Yellowknife Bay (som Curiosity har undersøgt) har vist sig at være blevet blotlagt af vinden for circa 78 millioner år siden, så området er kun blevet udsat for kosmisk stråling i en brøkdel af planetens samlede alder på 4,5 milliarder år. Et sådan område kan vi kun vente med spænding på at ExoMars får mulighed for at bore i.

2014-01-08 00:15 - Silas Boye Nissen

Satellitmission skal undersøge hvad der blev af Mars’ atmosfære

På trods af økonomisk storkonflikt i USA i starten af oktober blev MAVEN opsendt fra Cape Canaveral (Florida) den 18. november i år. MAVEN, "Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN Mission", er NASA's seneste bidrag til udforskningen af vores naboplanet Mars. Det er den 10. satellit som NASA har bygget og opsendt med destination til Mars.

For tiden findes der 3 aktive satellitter omkring Mars, hvoraf NASA har bidraget med to; henholdsvis "Mars Odyssey" (opsendt 2001) og "Mars Reconnaissance Orbiter" (opsendt 2005). Desuden opsendte ESA i 2003 "Mars Express", som stadig er aktiv og sender masser af resultater retur. MAVEN vil dog være den første mission til Mars, hvis hovedformål er at studere Mars’ øvre atmosfære, men hvorfor er det så interessant at USA har valgt at ofre 670 millioner US dollars (små 4 mia. kroner) på denne opgave?

For at besvare dette spørgsmål kræves der lidt kendskab til Mars’ dystre forhistorie. Tidligere og nuværende missioner til Mars har nemlig fundet beviser for at Mars’ atmosfære og klima må have forandret sig drastisk de sidste 4 mia. år. Indikationerne tyder på at Mars er gået fra at være en planet, som lignede Jorden i dag med rigelig mængder flydende vand på overfladen og mulighed for liv, til i dag at være en kold ørkenplanet. Hvordan og hvorfor disse gunstige forhold for liv er forsvundet fra Mars, samt hvor vandmængderne er kan være forsvundet hen, er netop blandt MAVEN's hovedopgaver at forsøge at besvare.

Inden vi får svaret på dette spørgsmål skal MAVEN dog først og fremmest ankomme til Mars. Rejsen til Mars vil tage 10 måneder, hvilket betyder at MAVEN vil ankomme til Mars i september 2014. Efter ankomsten vil der gå yderligere 5 uger med at teste de videnskabelige instrumenter og placere MAVEN i den planlagte omløbsbane omkring Mars. Herefter forventes satellitten at fungere i minimum et Jord-år, men forhåbentlig kan missionen uden videre forlænges til at dække minimum den tid det tager Mars at bevæge sig hele vejen rundt om Solen (et Mars-år som svarer lidt mindre end to Jord-år).

MAVEN's omløbsbane er nøje udvalgt til bedst at opfylde missionens formål. Omløbsbanen vil være elliptisk med sin laveste position blot 150 km over Mars’ overflade og sin højeste position hele 6200 km over overfladen. På den måde kan MAVEN give et detaljeret billede af strukturen og sammensætningen af atmosfæren og ikke mindst de processer som foregår ved forskellige højder.

En af de teorier, som er blevet foreslået til at forklare den voldsomme klimaforandring på Mars, er at planeten har mistet op til 99 % af sin oprindelige, beskyttende atmosfære efter at Mars mistede sit stærke dipol-magnetfelt (som Jorden stadig har). Solens energirige partikler har hermed kunnet ramme ind i Mars’ atmosfære over hele overfladen og med tiden fjernet mere og mere af den. Hvordan det kan ske, og hvor hurtigt det er sket for Mars skal MAVEN forsøge at finde ud af.

Hvis det lykkes at bestemme hastigheden, hvormed atmosfæren fjernes, håber forskerne på at kunne regne sig tilbage i tiden og på den måde give et bedre billede af sammensætningen af atmosfæren på Mars, sådan som den var i planetens tidligere historie. Dermed vil MAVEN komme med sit bidrag til, hvor gunstige forhold der (måske) har været for liv på Mars tidligere i planetens historie.

Følgende youtube-video forklarer meget godt en mekanisme, hvorved atmosfæren langsomt kan være blevet fjernet fra Mars: http://www.youtube.com/watch?v=IHS4NN3iiWI

Alle udtalelser på bloggen er udelukkende Mars-forskernes egne holdninger og tanker og ikke udtryk for JPL, NASA's eller Københavns Universitets officielle holdning. Projektet er støttet af FNUTil toppen