Nå er Rimfax-radaren klar for Mars

FFIs radar Rimfax skal gå i dybden på Mars. Nå er det under ett år til oppskytningen.

I august var to forskere fra FFI hos Jet Propulsion Laboratory (PJL) i California for å sjekke at alt gikk riktig for seg da antenna til georadaren Rimfax ble montert på Nasas Mars-rover 2020. Byggingen av hele roveren ble sendt live på Youtube. Video: Nasa/JPL-Caltech

Vi er i Pasadena, en bydel i Los Angeles. I det aller helligste rommet i Nasas Jet Propulsion Lab (JPL) arbeides det med Mars 2020-roveren. To av de hvitkledde skikkelsene kommer fra FFI. De har vært der og levert et av farkostens mest spennende instrumenter: georadaren Rimfax. På videoen ser du at antenna blir montert på roveren, som her ligger med buken opp.

– På dette renrommet er det bare JPL-ingeniørene som får håndtere instrumenter og utstyr. Vi får ikke røre noe, forteller sjefsforsker Leif Damsgård og seniorforsker Sverre Brovoll.

– Rommet kalles High Bay. Det er mye større enn du får inntrykk av på filmen. Det er over 10 meter under taket. Vår jobb der inne var å følge med på at alt ble gjort riktig, og kjøre tester på instrumentet etter monteringen. Hensikten var å verifisere at alt var i orden.

Mars-rover i renrom
Her ser vi Rimfax-antanna montert på Mars 2020-roveren mens den ligger opp ned. Foto: Gregory M. Waigand

Komplisert transport

Å frakte et slikt instrument fra Norge til USA er komplisert.

– Vi må ha full kontroll på instrumentet hele tiden. Høye kvalitetskrav betyr blant annet at det ikke kan kjøres gjennom røntgenmaskin. Derfor håndbæres det av oss. Folk fra Nasa følger oss på hele turen.

Hensikten med Rimfax er å studere den geologiske lagdelingen under Mars-overflaten. Dette vil være første gang en rover har denne muligheten på Mars.

– Hittil har de kunnet skrape bare noen centimeter ned i bakken. Målet her er å se ti, kanskje flere titalls, meter ned. På jorda trenger bakkepenetrerende radar typisk bare noen meter ned i bakken. Begrensningen skyldes høy vannholdighet.

– På tørre Mars kan vi se mye mer.

Dermed gir georadaren forskerne mulighet til å avbilde de geologiske strukturene under roveren, der den kjører rundt på Mars.

 

Fakta om Rimfax

  • Rimfax er en såkalt Ground Penetrating Radar og skal ta bilder av Mars-geologien flere meter ned i bakken.
  • Radaren sender elektromagnetiske radiobølger ned i bakken og leser av signalene som reflekteres. GPR brukes mye på Jorden for å studere jordlag og is, og finne grunnvann.
  • Rimfax skal analysere geologien på Mars for å finne ut hvor det er størst sannsynlighet for å finne rester etter liv.
  • Rimfax er et samarbeidsprosjekt mellom FFI, Norsk romsenter, Kongsberg Norspace AS, Bitvis AS og Comrod AS.

Femte rover i rekka

Mars 2020-utgaven er den femte i rekka av slike rovere, og den mest avanserte. Roveren er et rullende laboratorium. Den vil gjøre analyser av geologien på Mars, men også hente opp prøver som lagres i bokser som kan plukkes opp og returneres til jorda av en framtidig Mars-ferd.

Det store spørsmålet er fortsatt det samme: Har det vært liv på Mars? Det er allerede påvist mineraler som bare kan dannes i vann.

– Et viktig mål er å finne sedimentære lag der det kan ha vært vann, og dermed muligheter for liv. Med Rimfax får forskerne et kontinuerlig bilde av geologien langs kjørebanen til roveren, noe som vil gi viktig informasjon om hvilke områder det er interessant å studere nærmere, sier FFI-forskerne.

Må tåle ekstrem temperaturendring

Rimfax består av en antenne og en elektronikkboks. Den gullbelagte boksen inneholder teknologien som gjør det mulig å avlese mer om planetens indre. 

Roveren, og alt påmontert utstyr, må tåle nattetemperaturer fra minus 135 grader celsius, til nesten 100 grader på det varmeste. Selve temperaturen på Mars blir sjelden over 20 grader, men det kan bli ekstremt varmt for antanna. Den står nemlig montert rett ved reaktoren som avgir mye varme.

– Du får ikke kjøpt instrumenter til slik bruk noe sted. De må lages. Roveren skal overleve 3000 marsdøgn. Vi har testet radaren i 3-4 måneder bare med henblikk på det.

Nærbilde av elektronikkboks
Rimfax består av en antenne og en gullbelagt boks. Den inneholder teknologien som gjør det mulig å avlese mer om Mars’ indre.

 

Lander i februar 2021

Vinduet for oppskytning er på 21 dager, i juli og august 2020. Da starter en sju måneders ferd. Utsettes oppskytningen er det 26 måneder til neste gang Mars og jorda er i en slik posisjon til hverandre at de kan prøve på nytt.

Under den sju måneder lange ferden gjennom verdensrommet slås instrumentet på én gang, for å sjekke at alt funker.

Roveren lander 18. februar 2021. Denne landingsdatoen er fast, uavhengig av oppskytingsdag. Da begynner en måneds oppstart og sjekk. Så vil den begynne å kjøre, og sende vitenskapelige data tilbake til jorda. Utstyret om bord er designet for å vare i minimum 1,5 Mars-år. Det tilsvarer tre jordår.

– Sannsynligvis kan den leve og gi oss data i 10-15 år, tror FFI-forskerne. De peker på at den 7 år gamle Nasa-roveren Curiosity fortsatt fungerer på Mars.

Spiller på det norrøne

I utgangspunktet utviklet FFI georadarer av dette slaget for å gjøre det mulig for Forsvaret å «se» gjennom vegger og ned i bakken. Bruksområdene ville for eksempel være å finne nedgravde miner. Samme slags teknologi brukes i arkeologi og til å forske på snøskred. FFI har også studert bruken av denne type ultrabredbåndsradarer i medisinsk sammenheng, for eksempel for å avbilde hjertet.

ffi_2019_10_03_IMG_9937
Sverre Brovoll (til venstre) og Leif Damsgård er svært fornøyd med at FFIs mangeårige utvikling av georadar ga instituttet billett til Mars.

Rimfax står for Radar Imager for Mars' subsurface experiment. Navnet spiller også på norrøn mytologi: Rimfakse er hesten som natta rir over himmelen på. Morgenduggen kom dryppende fra Rimfakses bissel, navnet kan oversettes som rim fra mulen. 

– Det er ikke lett å kjenne igjen dere to i bildene som ble strømmet fra JPL: Dere er godt innpakket?

– Draktene vi har på i renrommet har to hensikter: Å unngå støv og forurensing på instrumentene som kan villede de vitenskapelige resultatene. Og enda viktigere: Å unngå at fartøyet får med seg noen form for biologisk materiale fra Jorden til Mars, sier Leif Damsgård og Sverre Brovoll.

 

PIA23466_large
Fra Jet Propulsion Laboratory 28. september i år. Roveren nederst i bildet. Øverst i bildet ser vi rakettmodulen som skal frakte roveren den siste biten ned mot Mars-overflaten. (Foto: NASA/JPL-Caltech)