NASA gir grønt lys for Dawn og Kepler

Av Erik Tronstad

Tegning av Dawn, der den blå nedoverrettede strålen kommer fra ionemotoren. Som bakgrunn har tegneren lagt på en tenkt gass- og støvtåke av den typen Solsystemet ble dannet fra. Forskerne forventer at Dawn vil gi nye data om hvordan Solsystemet ble til. (Orbital Sciences Corporation/William K. Hartmann)

Fra 26 forslag har NASA valgt ut Dawn og Kepler som to nye prosjekter i sitt Discovery-program. Begge romfartøyene skal skytes opp i 2006.

Dawn skal skytes opp 27. mai 2006 og sendes ut i asteroidebeltet mellom Mars og Jupiter. Der skal romfartøyet etter tur inn i bane rundt de to største asteroidene, Ceres og Vesta. I perioden fra 30. juli 2010 til 3. juli 2011 skal Dawn gå i bane rundt Vesta. Banehøyden skal ligge mellom 120 km og 700 km. Etter å ha gått ut av Vesta-bane, vil Dawn manøvrere seg over til Ceres og gå inn i bane rundt denne asteroiden 20. august 2014. Der vil Dawn fortsette frem til 26. juli 2015. Banehøyden over Ceres vil variere i intervallet 140-890 km.

Dawn skal ha med et kamera og spektrometer, et gammastråle- og nøytronspektrometer, en laserhøydemåler og et magnetometer.

Observasjoner fra Jorden tyder på at Ceres og Vesta er nokså forskjellige legemer. Ceres har en primitiv eller opprinnelig overflate, med vannholdige mineraler. Muligens har asteroiden en atmosfære og frostrim på overflaten. Vesta er et tørt legeme der overflaten er blitt nydannet av basaltiske lavastrømmer.

En forutsetning for Dawn er den svært vellykkede utprøvingen av ionemotorer med Deep Space 1 (se Slutt for Deep Space 1 (eRomfart 2001-177)). Med dagens teknologi er det bare ved hjelp av en ionemotor at det er mulig å gjøre de betydelige baneendringene Dawn må foreta for å gjennomføre sin ekspedisjon. Romfartøyet skal også ha en liten kjemisk motor. Den skal bruke hydrasin som drivstoff, og benyttes til å plassere Dawn i bane rundt henholdsvis Vesta og Ceres.

Tegning av Kepler, som observerer stjernehimmelen. (NASA)

Keplers oppgave blir å lete etter planeter på størrelse med Jorden rundt andre stjerner. Astronomene har hittil funnet omkring 80 planeter i baner rundt andre stjerner. Et felles trekk ved dem er at de alle er kjempeplaneter på størrelse med Jupiter og enda større. Som Jupiter antas de derfor i hovedsak å bestå av hydrogen og helium.

Metodene som har vært brukt for å finne disse planetene, kan ikke brukes for å lete etter planeter på størrelse med Jorden. Kepler skal over lang tid «stirre» mot en stjerne og se etter endringer i lysstyrken fra den. Når en planet i bane rundt en stjerne passerer foran stjernen, mellom oss og den, vil det svekke den totale lysmengden fra stjernen. Kepler vil ha meget følsomme instrumenter som kan registrere svært små endringer i lysstyrke.

Det finnes mange grunner til at en stjernes lysstyrke kan variere, enn at en planet i bane rundt den passerer mellom den og oss. Hvis Kepler registrerer tre svekkelser av en stjernes lysstyrke, med samme svekkelsesgrad, varighet av svekkelsen og periode mellom svekkelsene, kan man være ganske sikker på at årsaken til dette er en planet.

Kepler skal ha et teleskop med en diameter på én meter. Til teleskopet vil det være koblet et fotometer, som med svært stor følsomhet kan måle variasjoner i lysstyrke. Teleskopet må kunne observere flere tusen stjerner samtidig. Sannsynligheten for at en planet skal passere mellom oss og en gitt stjerne, er bare rundt 0,5 %. Følgelig vil det være helt upraktisk å bare skulle observere én og én stjerne i gangen.

Teleskopet i Kepler vil til enhver tid se et område av himmelen som tilsvarer det området som dekkes av en hånd holdt på en armlengdes avstand. Til sammenlikning har Hubble-romteleskopet et synsfelt som omtrent tilsvarer utstrekningen av et sandkorn holdt på en armlengdes avstand.

En av lederne for Kepler-prosjektet mener at ved å observere rundt 100 000 stjerner av tilsvarende type som vår sol over fire år, vil Kepler kunne oppdage flere hundre jordliknende planeter. Med «jordliknende» menes her planeter av omtrent samme størrelse og masse som Jorden og de fire indre planetene i vårt solsystem, ikke nødvendigvis planeter med tilsvarende atmosfære og overflate som Jorden.