På mandag 7 december afgøres det, om Japan får held til at redde en rumsonde, som ellers ville være tabt i en bane rundt om Solen. Det er sonden Akatsuki, der blev opsendt i maj 2010 på en seks måneder lang rejse mod Venus. Her skulle den være gået i bane om Venus og studeret planetens varme og tætte atmosfære, og undersøgt om der er aktive vulkaner.
Men da Akatsuki nåede frem til Venus 6 december 2010 gik noget galt. Bremseraketten virkede kun i tre minutter, med det resultat, at Akatsuki fortsatte i en bane om Solen – og det blev begyndelsen til en enestående redningsaktion.
Hvis Akatsuki går i bane om Venus på mandag, så vil den slutte sig til den lille gruppe af rumsonder, som det er lykkedes at redde, selv om de fik problemer mange millioner kilometer borte fra Jorden.
Et vanskeligt problem
Det er ikke let at redde en rumsonde, hvor bremseraketten har svigtet. Heldigvis er Akatsuki ud over den store bremsemotor også udstyret med 12 små styremotorer. De er meget svage og kun beregnet til mindre justeringer af banen.
Men der var to gode ting. For det første ville det kun kræve mindre justeringer for igen at sende Akatsuki tilbage til Venus fra dens bane om Solen. For det andet kunne man lette rumsonden for de 65 kg brændstof, som bremsemotoren ikke nåede at bruge. Det gjorde det lettere at manøvrere sonden med de små motorer.
De små motorer kom så på arbejde, og ændrede i november sondens fart med 244 meter i sekundet. Denne ret beskedne ændring skete over to omgange, for at beskytte motorerne. Men det lykkedes, og Akatsuki kom nu ind i en bane, der førte den nærmere på Solen, end sonden var beregnet til. Temperaturen i sonden steg til næsten 40 grader over, hvad instrumenterne var beregnet til at tåle, så der krydses fingre for at alt stadig fungerer.
En lille trøst er det, at selv om de varmeisolerende tæpper ser ud til at have taget skade af den stærke solstråling, så er skaderne ikke blevet værre her i 2015.
Ved ankomsten til Venus kan de små motorer ikke bringe Akatsuki ind i den ønskede lave bane om Venus med en omløbstid på 30 timer Det vil tage de små styremotorer over 20 minutter at bremse sonden så meget, at den i første omgang kommer ind i en meget aflang bane med en omløbstid på 15 dage, der fører sonden mere end 100.000 km bort fra Venus. I marts 2016 håber man at forkorte omløbstiden til bare ni dage – men stadig langt højere end det optimale.
Alligevel håber man på at kunne få reddet i hvert fald en del af målingerne i løbet af de næste to år.
Nærved og næsten...
Den Japanske rumagentur JAXA har grund til at være optimistisk, for der er et fortilfælde, hvor en rumsonde ikke nåede sit mål i første forsøg, og hvor det alligevel lykkedes at redde både rumsonde og mission.
I 1998 skulle den amerikanske rumsonde NEAR været gået i bane om asteroiden Eros. Men nedbremsningen blev standset automatisk, og i stedet begyndte rumsonden at tumle. Det tog mange tusinde affyringer af de små styreraketter at bringe sonden under kontrol – og det kostede hele brændstofreserven på 29 kg hydrazin. Man var meget tæt på helt at miste kontakten med rumsonden, som også havde det problem, at batterierne om bord var ved at løbe tør for strøm, da solvingerne ikke var rettet mod Solen, mens den tumlede.
Men NEAR blev bragt under kontrol, selv om den i første omgang måtte nøjes med bare at flyve forbi Eros i en afstand på over 3800 km – meget langt fra den ønskede bane mellem 50 og 200 km over Eros.
Der skulle gå 14 måneder, før sonden efter en tur rundt om Solen igen var i nærheden af Eros. Men i februar 2000 lykkedes opbremsningen, og i de følgende måneder blev Eros kortlagt godt og grundigt. Årsagen til problemerne var sandsynligvis en blanding af softwarefejl og fejl fra jordkontrollen. I dag har NEAR, efter en vellykket landing, fundet sit endelige hvilested på overfladen af Eros.
Med Solen til hjælp
Da Akatsuki blev opsendt, fulgte en anden rumsonde med. Det var Ikaros, opkaldt efter den græske sagnfigur, der kom for tæt på Solen, således at de vinger, han brugte til at flyve med smeltede, og han styrtede ned og omkom.
Ikaros er det første forsøg på for alvor at anvende solsejl til rumsonder – en teknik, der vil få stadig større betydning for rumsonder. Sollyset udøver et tryk, der nok er meget lille, men alligevel nok til over lange tidsrum markant at ændre en rumsondes bane.
Ikaros blev, lige som Akatsuki, sendt med kurs mod Venus, og rumsonden har i løbet af de sidste mere end fem år demonstreret de enorme muligheder, der ligger i at anvende solsejl. Solsejl giver jo fremdrift uden at bruge en dråbe brændstof.
Den største udfordring er, at lysets tryk er så svagt, at sejlet skal være meget stort, og at selve rumsonden helst ikke må veje ret mange kilo.
Ikaros opfyldte det første krav, da solsejlet har et areal på hele 196 kvadratmeter. Det har form som et kvadrat med en sidelængde på 14 meter. Hele dette store sejl vejer kun 2 kg, da det et opbygget af et kun 7,5 mikrometer tykt lag af kunststoffet polyamid
Til gengæld er selve sonden ret tung, så den samlede vægt kommer op på 315 kg.
Ikaros og fremtiden
Ikaros fløj som planlagt forbi Venus den 8 december 2010 i en afstand på 80.000 km. Men forsøgene med solsejlet fortsatte, og man har stadig i begrænset omfang kontakt med Ikaros.
Sandsynligvis vil man huske Ikaros i længere tid end Akatsuki, fordi denne sonde virkelig viser vejen til fremtiden. Selv om den målte kraft fra sollyset på sejlet kun var 1,12 mikro Newton, så har Ikaros over en periode på tre år fået ændret sin hastighed med hele 400 meter i sekundet. Det har taget sin tid, fordi sonden i virkeligheden er alt for tung i forhold til solsejlets størrelse. Desuden er der gennemført flere mindre forsøg, hvor man ændrede rumsondens orientering, dvs rumsonden blev drejet i forhold til Solen.
Men udviklingen går hurtigt. Vi bliver stadig bedre til at bygge ganske små satellitter med en vægt på bare 1-10 kg, der alligevel kan gennemføre videnskabelige målinger, og sollyset kan give rumsonder af denne størrelse en ganske fornuftig acceleration, uden at sejlet behøver at være urimeligt stort. Det er sandsynligt, at store dele af solsystemet vil blive udforsket af små billige rumsonder, drevet af solsejl.
Japan taler allerede om soldrevne rumsonder helt ud til Jupiter og de såkaldte Trojanske asteroider, der følger med Jupiter i dens bane rundt om Solen
Men her slutter drømmene ikke, for som vi senere vil omtale, så er solsejl den bedste teknik vi kender til at sende rumsonder meget langt ud i rummet med stor fart. For der er et meget tillokkende rejsemål 20 gange længere borte fra Solen end selv den fjerne Pluto...
Denne artikel er oprindeligt publiceret som et blogindlæg.
