Stjernekart med norsk hjelp

Teknologi fra Kongsberg Defence & Aerospace skal bidra til at et av de mest ambisiøse astronomiprosjektene i den europeiske romorganisasjonen ESAs historie blir vellykket.

Satellitten GAIA skal gå i bane utenfor jorda og kartlegge mer enn en milliard stjerner i vår egen galakse. Målet er å lage et mer nøyaktig kart over Melkeveien enn alt som har vært presentert tidligere.

GAIA skal kartlegge en milliard stjerner. Ill: Medialab

Skarpsyn

Satellitten har tre ekstremt følsomme kameraer ombord. De skal måle posisjon, lysstyrke, bevegelsesretning, farge og kjemisk sammensetning av tusen millioner stjerner.

To av kameraene er identiske. Sammen utgjør de instrumentet "Astro" som har i oppgave å måle stjernenes posisjon og lysstyrke med en nøyaktighet som overgår det meste. Hvis GAIA var blitt plassert på månen kunne det målt lengden på tommelfingeren til en person på jorda.

For å få til dette, må vinkelen mellom de to kameraene være pinlig korrekt. Det er her boksen fra Kjeller kommer inn.

KDA på Kjeller skal bygge komponenter til GAIA. Foto: Norsk Romsenter

Best i verden

KDA, Kongsberg Defence & Aerospace, signerte nylig en kontrakt med Astrium SAS i Frankrike til en verdi av 20 millioner kroner.

For denne summen skal de i løpet av to år designe, bygge, teste og levere et instrument som sikrer at presisjonen på målingene er innenfor grensene som forskerne har definert.

"Avviket på vinkelen mellom kameraene må være mindre enn en milliardtedels grad", sier Lars Lierstuen, sjefsingeniør for GAIA-prosjektet ved KDA på Kjeller.

"Det høres nesten helt umulig ut, men siden KDA er blant de beste i verden på dette teknologiområdet er jeg ikke bekymret for utfallet", sier Lierstuen, før han legger til at "det blir en spennende jobb ".

Mønsteret avslører

Boksen som skal lages og testes i KDAs lokaler på Kjeller kommer til å bli på størrelse med en knekkebrødpakke. Inni består den av elektronikk og laserkilder.

Optisk fiber med diameter på 1,2 mm. Foto: Norsk Romsenter

Lyset fra laseren er stabilt og har samme bølgelengde hele tiden. Det blir sendt fra boksen og gjennom optiske fibre ut til de to kameraene.

I vinkelen mellom kameraene oppstår det et mønster som blir registrert med elektronikken inne i boksen.

Ut fra mønsteret blir vinkelen mellom teleskopene overvåket med en nøyaktighet på en tusendel av en milliontedels grad.

"Hele GAIA-prosjektet avhenger av at instrumentet vårt holder styr på pekevinkelen", understreker Lierstuen.

Tøff barndom

Ute i rommet er temperaturen minus 150 grader. Under oppskyting blir satellitten utsatt for voldsom risting og opptil fire ganger større tyngdekraft enn på jorda. Alt utstyret må tåle påkjenningene, og testes for dette under produksjon.

"I dette kammeret etterligner vi forholdene i verdensrommet", sier Lierstuen. Trykket i det termiske vakuumkammeret er nesten like lavt som i rommet, og temperaturen varierer fra pluss 40 til minus 40 grader.

Lars Lierstuen foran vakuumkammeret. Foto: Norsk Romsenter

"Jeg regner med at de forskjellige komponentene til instrumentet vil ha tilbrakt til sammen mellom 1000 og 2000 timer i kammeret når kvalifiseringen er ferdig".

Ristemaskinen står på Teknologisk Institutt og vibrerer med mellom 5 og 2000 Hz. Når tyngdekraften i tillegg er opptil 20 ganger større enn utenfor maskinen, blir utstyret utsatt for enorme påkjenninger. Støyen fra maskinen er så høy at ingeniørene må bruke hørselsvern.

"Første gang jeg så det tenkte jeg at det aldri kunne gå bra", sier Lierstuen, som gruer seg til vibrasjonstesten.

"Det er vondt å se den skjøre boksen bli utsatt for dette, men utrolig nok pleier elektronikken å overleve".

Spent

GAIA-satellitten skal skytes opp i 2011. Fra sin plass 1,5 millioner km utenfor jorda, på motsatt side av sola, skal den måle stjerner i fem år. Så tar det tre år å mate alle dataene inn i en tredimensjonal stjernemodell av Melkeveien.

Den andre oppgaven satellitten skal utføre er å lete etter ukjente planeter rundt stjernene. GAIA vil sannsynligvis oppdage tusenvis av ekstrasolare planeter i vår galakse.

GAIA skal være på plass i 2011. Ill: Medialab

Forventningene til GAIA er store, og det er flere enn forskerne som kommer til å følge spent med under oppskytingen fra Korou-basen i Fransk Guyana.

"Det blir nervepirrende, særlig når GAIA er på plass og utstyret skal tas i bruk", sier Lierstuen. Det er da det viser seg om alle instrumentene holder mål.

"Men vi har en plan B om noe skulle svikte", avslutter Lierstuen. I oppdraget fra Astrium SAS står det riktignok at KDA skal levere bare en boks. Men den består av to identiske deler.

Hvis den ene delen svikter, tar den andre over. Man gambler ikke med et prosjekt som har en samlet prislapp på 2,5 milliarder kroner.

"I rommet er det bare en ting som gjelder", avslutter Lierstuen. "Og det er helgarderinger".

Kontakt:

Jon Kvistedal, markedssjef Kongsberg Defence & Aerospace, 92060046
Lars Lierstuen, sjefsingeniør Kongsberg Defence & Aerospace, 92454453