Nasa tar norsk radar med til Mars

I juli skytes et kjøretøy på 1000 kilo opp i verdensrommet for å starte den lange reisen til Mars. Norsk teknologi er med på turen.

Forsker Mats Jørgen Øyan kjører scooter på en isbre på Svalbard for å teste georadaren Rimfax.
Underveis i utviklingen har forskerne prøvekjørt radaren både på en isbre på Svalbard og i ørkenen i Utah. Her ser vi forsker Mats Jørgen Øyan under en av testene på Svalbard. Radaren og antenna er montert på hengeren bak scooteren.

Denne artikkelen ble først publisert i Forsvarets Forum 2/2020.

Det er juni 2019. Forsker Mats Jørgen Øyan fra Forsvarets forskningsinstitutt sitter på ruteflyet fra Oslo til Los Angeles. I setet ved siden av ligger en metallkoffert med et innhold utenom det vanlige. 

Kofferten har fått sin egen billett og sitt eget sete. For dette er bagasje du ikke putter i hattehylla. I kofferten ligger resultatet av seks års intens utvikling og testing – en georadar dekket av gull. Fra februar 2021 skal radaren avsløre hemmelighetene som skjuler seg under bakken på Mars.

Skal forberede bemannet Mars-ekspedisjon

På samme seterad som forsker Mats Jørgen og radaren sitter en dresskledd mann fra Nasa som skal sørge for at innholdet i kofferten kommer trygt frem til Jet Propulsion Laboratory.

Radaren har allerede flydd rutefly tur retur USA en gang. Den ble offisielt overlevert desember 2018, men har vært tilbake i hjemlandet for å få modifisert to komponenter. Nå er den klar for å festes og testes på selve roveren.

Slik ser en illustratør for seg roveren i aksjon på Mars. Illustrasjon: Nasa/JPL
Slik ser en illustratør for seg roveren i aksjon på Mars. Radarantenna sitter i bakkant av roveren på bildet. Illustrasjon: Nasa/JPL

Mars Perseverance rover

  • Planlagt oppskyting 17. juli – 5. august 2020, lander 18. februar 2021.
  • Varighet: minst ett Mars-år (ca. 687 dager på jorden)
  • Vekt: 1025 kg
  • Mål: 3 x 2,7 x 2,2 meter
  • Oppdrag: Skal lete etter tegn på mikrobielt liv og tegn på om det har vært «beboelige» forhold (habitable conditions) på Mars tidligere.
  • Nettside: nasa.gov/perseverance

Nasa landet på Mars med Viking-sonden allerede i 1976. Oppskytingen sommeren 2020 blir femte gang Nasa sender en såkalt rover til den røde planeten. Denne utgaven har fått navnet Perseverance. Kjøretøyet skal blant annet samle inn prøver fra overflaten som skal hentes tilbake til jorda av en fremtidig Mars-ekspedisjon.

Hovedmålet er å lete etter tegn på mikrobielt liv og tegn på om det har vært «beboelige» forhold (habitable conditions) på Mars tidligere. Roveren skal også sjekke ut forutsetningene for fremtidige bemannede turer til Mars. Finnes det vann under overflaten? Kan vi utvinne oksygen der? 

Leter etter «grunnvann»

FFIs georadar er ett av syv vitenskapelige instrumenter på roveren. Radaren kan se ti, kanskje flere titalls meter ned i jorda, dit graveredskapene på Mars-roveren aldri vil nå.

Men hvorfor, av alle teknologibedrifter og institutter i verden, er det norske FFI som skal lage en radar som Nasa vil bruke til å se ned i bakken på Mars?

Professor Svein-Erik Hamran med FFI-direktør John-Mikal Størdal og forsvarsminister Frank Bakke-Jensen (midten) under en markering av at radaren var overlevert Nasa.
Professor Svein-Erik Hamran med FFI-direktør John-Mikal Størdal og forsvarsminister Frank Bakke-Jensen (midten) under en markering av at radaren var overlevert Nasa.

Det må nok professor Svein-Erik Hamran ha mye av æren for. Han tok doktorgrad på georadarer allerede i 1990 – 6 år før han begynte å jobbe ved FFI. I 2003 var Hamran med på å lage et forslag til en georadar for den Europeiske romfartsorganisasjonens Mars-rover «ExoMars», som for øvrig ennå ikke er skutt opp.

– Da Nasa i 2013 utlyste en konkurranse om å lage instrumenter til sin nye rover, Perseverance, hadde vi allerede erfaring fra et liknende prosjekt. Vi hadde nye ideer til hvordan en georadar kunne lages, og vi kjente godt til de andre internasjonalt som jobber med slik teknologi, forklarer Hamran. 

Han er spent på å finne ut hvordan landingsområdet er dannet geologisk. 

– Det skal som kjent samles inn prøver som skal fraktes tilbake til jorden. Men hvis du gir en stein til en geolog, er det første han vil vite «Hvor har du funnet denne steinen?». De må vite mest mulig om funnstedet. Fra verdensrommet ser landingsområdet ut som et elvedelta i et krater eller en innsjø.

Bilde av landingsstedet for Perseverance rover på Mars.
Landingsstedet, Jezero crater, og det som ser ut som et elvedelta. En av roverens oppgaver blir å finne ut hvordan deltaet er dannet. Har det rent en elv her? Foto: Nasa

Men vi vet ikke om deltaet ble dannet før eller etter det som nå er bunnen av krateret. Vi vet ikke om det er dannet av vann, eller for eksempel en isbre, sier Hamran.

Ekspedisjonen skal også studere dagens klima på Mars. Georadaren er det første instrumentet som kan si noe sikkert om mengden is og vann under overflaten.

Mars har vannis på polene. Helst ville Hamran testet en georadar nærmere en av polene, men der er det for kaldt til at Roveren kan operere. Foreløpige beregninger viser at eventuelle isforekomster under bakken på landingsstedet har sublimert, det vil si fordampet bort.

– Men disse beregningene er usikre. Hvis vi finner vann, er det mest sannsynlig såkalt «brine» - eller saltvann. Vann med høyt saltinnhold fordamper saktere, og kan holde seg lengre i bakken.

Fra testing av den forgylte elektronikkboksen i Rimfax-radaren.
Fra testing av den forgylte elektronikkboksen i Rimfax-radaren.

– Helt til slutt. Hvorfor i all verden er elektronikkboksen dekket av gull. Er ikke det litt råflott?

– Vi måtte ha absorbatorer i boksen - tynne gummilag som måtte limes til topplokket for å dempe radiobølgene inne i boksen. For å spare oss for lang og omfattende testing måtte vi velge materialer og metoder som allerede var testet og godkjent. Det eneste materialet som allerede var godkjent for å limes til gummi på denne måten var gull. Dermed ble det slik

Rimfax

  • Rimfax står for «Radar Imager for Mars' subsurface experiment».
  • Det er en såkalt «Ground Penetrating Radar» og skal ta bilder av Mars-geologien flere meter ned  under overflaten for å finne ut hvor det er størst sannsynlighet for å finne rester etter liv.
  • Radaren sender elektromagnetiske radiobølger ned i bakken og leser av signalene som reflekteres. Metoden brukes mye på Jorden for å studere jordlag og is, og finne grunnvann.
  • Rimfax er et samarbeidsprosjekt mellom FFI, Norsk romsenter, Kongsberg Norspace AS, Bitvis AS og Comrod AS.
Svein-Erik Hamran er radarforsker og jobber nå for fullt for å få ferdig Rimfax, radaren som skal hjelpe Nasa lete etter liv på Mars. Sammen med sine kolleger Leif Damsgård og Mats Jørgen Øyan forteller han om Rimfax-radaren, hvordan det er å jobbe med Nasa og hva de håper å finne på Mars.
Tema

Overvåking

Hva er situasjonen? Å handle i blinde er sjelden lurt.