De store fisk

Da den danske astronaut Andreas Mogensen kravlede ned i udsigtskuplen under den internationale rumstation fik han fri udsigt til Jordens atmosfære. Og da han rettede et videokamera ud af vinduet fangede han en række kæmpestore røde og blå lyn. De såkaldte røde feer og blå jets. En helt unik optagelse var i kassen.

Topbillede: Astronuat kigger ud af Den Internationale Rumstations udsigtsmodul, Cupolaen. (Credit: NASA).

Video: Andreas Mogensen, Astronaut ved ESA og adjungeret lektor på DTU Space fortæller om hvordan han tog billederne af kæmpelynene fra udsigtmodulet, den såkaldte “cupola”:

Da Andreas Mogensen fløj ned i udsigtmodulet var det en del af forskningsprojektet Thor – meget passende opkaldt efter den nordiske tordengud – som er forankret på DTU Space på Danmarks Tekniske Universitet i Lyngby, lidt uden for København.

Thor prøver at bruge ISS – den Internationale Rumstation – som en platform til at se på hvad der foregår oven over tordenskyerne. Det er nemlig vanskeligt at se gennem skyerne nede fra jorden – de er jo tætte – men fra rumstationen er der en fantastisk mulighed for at se ned ovenfra.

Billede: Kæmpelyn.  Enorme blå og røde lyn skyder op nedefra og højt op i atmosfæren.

Thor hænger sammen med et andet stort dansk projekt der hedder ASIMAtmosphere Space Interaction Monitor – det er et meget omfattende projekt som også skal bruge rumstationen til at kigge på tordenvejr, blot med en masse avancerede instrumenter bygget af den danske virksomhed THERMA.

ASIM er derfor også navnet på den pakke af instrumenter som skal sendes op og placeres udenpå rumstationen og kigge ned på tordenvejr, når ISS passerer hen over dem.

Video: Andreas Mogensen fortæller om sammenhængen mellem Thor og ASIM:

De kæmpelyn som Andreas Mogensen fik optagelser af kaldes røde feer og blå jets.

Røde feer er enorme elektriske udladninger som skyder højt over tordenskyer. De udløses af en udladning af lyn mellem tordenskyen og jorden. De opstår ofte i klynger mellem 50 og 90 kilometer over jordens overflade.

Første billede: Røde feer fotograferet af Andreas Mogensen fra rumstationens udsigtsmodul (credit: DTU Space, ESA, NASA):

Blå jets er enorme blå lyn lidt længere nede. De går fra toppen af store tordenskyer op til de laveste dele af ionosfæren, som starter omkring 50-60 kilometer over jorden. De er ikke direkte udløst af normale lyn, men hænger mere sammen med kraftige haglvejr. Den blå farve kommer fra nitrogen i atmosfæren som bliver ioniseret af lynet og derfor begynder at udsende stråling i det blå spektrum.

Andet billede: Blå jets fotograferet af Andreas Mogensen (credit: DTU Space, ESA, NASA):

Det første blå lyn blev opfanget af et videokamera ombord på en rumfærge i oktober 1989. Siden da har man kun fået få optagelser af lynene. Her et fra NASA taget fra et specielt opsendt jetfly den 12. november 1995 (credit: NASA).

Giganter er ekstra store lyn som kan nå helt op til 70 kilometer over jordens overflade. De kan ofte ses fra jorden. På billedet ses en optagelse fra 2014 fra Oro Verde-observatoriet i Argentina (Credit: Welias):

Giganticjet2.png

Den elektriske udladning kan her nå op på en hastighed på 2.000.000 meter pr. sekund, indtil den når op i ionosfæren hvor den spredes ud med et lysglimt.

Thor-projektet var en forløber eller test for ASIM-konceptet – som skal op på rumstationen til næste år. Noget af det man var interesseret i var forholdet mellem instrumenter og en person på stedet:

Andrea Mogensen fortæller om sin rolle i testen:

Da Andreas Mogensen kravlede ned i rumstationens udsigtsmodul var han på egen hånd, fortæller chefkonsulent Torsten Neubert som koordinerer de to projekter – Thor og ASIM – på DTU Space.

Men han var den rigtige mand på det rigtige sted:

“Fordi han ikke bare var professionel. Han blev virkelig begejstret. Han tager sit kamera og hopper ned i den der cupula. Vi fik så mange forskellige forklaringer på hvorfor vi ikke måtte bruge den. Der er noget red tape dér. Men det er bare det mest fantastiske sted at hænge ud hvis man vil se hele Jorden.”

“Men når han så kommer derop, så gør han det jo bare – Og det er fordi han er interesseret. Prøv at tænke på hvor presset hans tid var – alligevel så tager han kameraet og hopper derned. Det var fantastisk”.

Torsten-Neubert-

Den slags viser hvordan det at lave store opdagelser nogen gange er som at tage på fisketur, fortæller Torsten Neubert:

“Du tager på fisketur. Du vil ud og fange en stor fisk! Du ved godt hvad det er for en fisk du er ude efter, så derfor vælger du det blink, stang og instrumenter som skal til for at fange den her fisk!”

“Men engang imellem,” siger Torsten Neubert, “så er det altså en anden fisk der kommer op. Og det havde du ikke regnet med! Når den så kommer op så siger du nej hvor spændende, den har en helt anden farve – jeg anede ikke at der eksisterede sådan en fisk!”

“Ja, men så næste gang du vil ud og fiske, så er det så denne her anden fisk du vil have fat i og så tænker du ja, så skal jeg have en bedre stang og nogle bedre instrumenter – for at få denne her fisk op, ikke! – og på den måde opdager du nye ting hver gang”.

Mennesker kan være kreative og gribe chancen når den er der. Og på den måde drive forskningen fremad mod nye mål. Det kan instrumenter ikke.

Det var måske det vigtigste resultat af testen.

I de næste par år sendes der to satelitter op som skal studere lynene fra et fast, geostationært kredsløb.

Men mon ikke der stadig er brug for en astronaut med et kamera et eller andet sted.

Gammastråling og antistof

Målet med Thor og ASIM er at forstå hvad de store lyn og strålingen fra dem betyder for vores klima og for fly og rumfarten. En ting man er særlig interesseret i er gammastråling.

Gammastrålingen kommer også fra lynene, mener forskerne, og er også en ny opdagelse.

Gammastrålingen kommer sandsynligvis fra sammenstødet mellem stof og antistof ovenover lynene.

Fotoner fra lynene kan nemlig spontant dele sig i en elektron og en positron. En positron er det modsatte af en elektron. Den har samme masse men den modsatte ladning. Den er lavet af antistof.

Der er derfor antistof i atmosfæren over lynene. Når antistof og almindeligt stof møder hinanden eksploderer de i en højenergiproces, som er mere end tusinde gange kraftigere end den man finder i et atomkraftværk. Og der udsendes gammastråling.

Billede: Kæmpelynene udsender gammastråling. (Credit: Joseph Dwyer, Florida Institute of Technology).

Antistof er noget som er interessant for rumfart. Det kan nemlig bruges som brændstof.

NASAs Institute for Advanced Concepts beregnede for nogle år siden at ganske få tiendedele milligram antistof i en raketmotor kunne bringe et rumskib til Mars på ca. 11 måneder.

Det er dog nok mindre sandsynligt at man kan bruge antistoffet i atmosfæren. Der er sandsynligvis for få positroner til at det kan betale sig at samle dem op på vej ud i rummet.

Så er der tilsyneladende mere perspektiv i at genskabe processen i laboratorier på Jorden. Forskere på Lawrence Livermore Laboratoriet i Californien – med den kinesiske fysiker Hui Chen i spidsen – har i 2015 rapporteret, at de nu ved hjælp af lasere kan producere trillioner af positroner.

Hui Chen og hendes kolleger får adgang til en helt ny laser i løbet af 2016 som kan lave endnu flere positroner. Så måske får vi en dag en raketmotor drevet af antistof.

Billeder: Hui Chen i sit laboratorium. Laserkanoner i arbejde. Den nye laserkanon til produktion af antistof. ( Credit: Lawrence Livermore Laboratories).  En antistofraketmotor som visualiseret af NASAs Institute of Advanced Concepts (Credit: NASA):

Share this
Share this
Mail this site
read more: