Med mjukvara mot Merkurius
Tidernas största mission mot Merkurius är strax klar för start. Efter mer än tio års arbete bär rymdsonden Bepi Colombo på finländsk teknik som ska lära oss mer om den minst utforskade av solsystemets stenplaneter.
En rymdsond rustad med finländsk teknik och mjukvara ska skjutas upp mot solsystemets innersta planet i höst. Sonden ska gå i omlopp kring Merkurius 2025 och leverera information om den minst utforskade av stenplaneterna i minst ett år. Det är bland annat Merkurius magnetfält som tilldrar sig intresset.
– Det är pur nyfikenhet som driver hela projektet.
Det säger professor Karri Muinonen vid Helsingfors universitet om Europeiska rymdstyrelsens och japanska rymdstyrelsens gemensamma mission mot Merkurius. Bepi Colombo ska avfyras från Franska Guyana i höst och nå fram efter drygt sju år, i december 2025 för att gå i omlopp och skicka data i ett år eller två.
Rymdfarkosten är egentligen två hopkopplade sonder, europeiska Bepi och japanska MMO med inalles 17 vetenskapliga instrument. Ett av dem, SIXS, är så gott som helt finländskt medan ett annat, MIXS, är delvis finländskt. Docent Juhani Huovelin vid HU säger att man valt namnförkortningar som påminner om de finska orden för varför och därför.
– SIXS står för Solar Intensity Xray and particle Spectrometer, och instrumentet mäter bland annat inkommande röntgenstrålning från solen medan MIXS mäter den röntgenfluorescens strålningen orsakar på Merkurius yta. Instrumenten kompletterar varandra så att vi ska förstå processerna och deras orsaker, säger han.
Via de här analyserna ska man kunna härleda halterna av och strukturerna hos diverse grundämnen på Merkurius, och den vägen ska man kunna sluta sig till hur planeten uppstått och utvecklats.
Sonden Bepi Colombo har fått sitt namn efter den italienske matematikern och ingenjören Giuseppe Colombo (1920–1984) som räknade ut hur man ska gå till väga om man ska få en sond i omlopp kring Merkurius. Planetens bana är extremt elliptisk och den roterar snabbt kring solen men långsamt kring sin egen axel; det går två Merkuriusår på bara tre Merkuriusdygn.
Påminner om månen
Tack vare Colombos kalkyler kunde amerikanska rymdstyrelsen Nasa utforska Merkurius med sonderna Mariner-10 (1974–75) och Messenger (2011–2015). Och tack vare det vet man en del om planeten.
– Merkurius är väldigt lik vår måne, men dess skorpa måste ha blivit hård innan innandömet var färdigutvecklat. Därför har skorpan spruckit vid flera tillfällen, vilket inte har skett på månen. Det gör Merkurius geologiskt oerhört intressant, säger Karri Muinonen.
Att Merkurius roterar så nära solen gör planeten oerhört utsatt för solvind och solstormar, alltså solens kraftiga och energetiska partikeloch plasmautbrott.
– Det är ett utmärkt läge att utforska solvindarna närmare solen. Vi vet inte vad som händer med dem innan de når fram till jorden, säger Juhani Huovelin.
Att Merkurius saknar atmosfär gör att temperaturen växlar från –183 grader på natten till +427 grader på dagen. Tack vare det konstanta partikelbombardemanget från solen och sin egen dragningskraft har Merkurius ändå har en exosfär, ett tunt skikt av molekyler ovanför ytan. Alla partiklar som hamnar lite längre ut slungas ut i magnetiska strömmar.
Så vad finns det då mer att utforska? Jo, säger Karri Muinonen, till exempel vet vi inte varför Merkurius är så tät.
– Den trovärdigaste hypotesen är att bara de tyngsta ämnena hann sätta sig när planeten uppstod. En annan fråga är vart allt järn har tagit vägen. Allt tyder på att Merkurius måste bestå av järn till stora delar, men spektroskopen har inte hittat det.
Norrsken och kanske is
Forskarna vill också veta om Merkurius inre är i fast eller flytande form, och om det är is eller svavel som blänker i de djupa kratrarna nära planetens nordpol där skugga och köld är eviga. Och så vill man veta mer om norrskenet på Merkurius, som troligen förkommer på planetens yta och inte på dess himmel.
– Merkurius norrsken kan inte vara likadant som vårt eftersom omständigheterna är så annorlunda, säger Emilia Kilpua, biträdande professor i astrofysik vid HU som vill utreda solvindens växelverkan med magnetfältet.
Missionen ska leverera information med oöverträffad exakthet, inte minst för att den kör med dubbla sonder. När den japanska sonden mäter solvinden mäter den europeiska sonden effekterna av den på Merkurius.
Där Messenger byggdes med befintlig teknik har man utvecklat ny teknik för att Bepi Colombo ska kunna skärskåda Merkurius. Och det är här hela hopen finländska företag har bidragit med instrument och mjukvara. Till exempel Space Systems jobbade i åtta år på den enhet i SIXS som avgör vilka data som är relevanta nog för att ska skickas till jorden.
– Vi hittade 274 större och 504 mindre buggar i mjukvaran, och då kan en enda bugg förstöra mycket, säger vd Veera Sylvius.
Nu är allt fixat, kontrollerat och testat otaliga gånger.
– Industrin och forskarsamfundet har tillsammans lyckats utveckla teknik för en ambitiös vetenskapsmission. Det är ett måste om Finland ska finnas på rymdforskningens världskarta, säger hon.