Norsk jakt på Mars-mysterier

En ny rover ruller sakte over det iskalde og knusktørre ørkenlandskapet på Mars mens den skuer ned i berggrunnen under seg.

Roveren ser etter geologiske formasjoner som stammer fra den gang Mars hadde store hav og en varm atmosfære, og som kan vise om liv noen gang utviklet seg på planeten.

Kanskje finnes det fortsatt vann under bakken, i form av is eller lommer av flytende vann som har blitt beskyttet mot fordamping og den kosmiske strålingen som dreper alt liv på overflaten.

Roveren heter Mars2020 etter året den ble skutt opp. Finner den spor av flytende vann eller liv på vår røde naboplanet blir det tidenes romsensasjon som vil påvirke romforskningen og romfarten i tiår fremover.

Men selv om det ikke skulle skje, er Mars2020 likevel en svært prestisjetung romferd, for det er den første roveren som kan pakke prøver for sending tilbake til jorda.

Til å undersøke berggrunnen bruker roveren en radar, som ikke ser opp eller frem, men rett nedover. Denne radaren er norsk.

Følges tett fra NASA

Georadaren til Mars2020 heter Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment, eller RIMFAX, og er utformet og bygget i Norge. RIMFAX har også en norsk hovedforsker, Svein-Erik Hamran, ved Forsvarets forskningsinstitutt.

Ved FFI jobber åtte personer med RIMFAX. I tillegg skal Comrod på Tau utenfor Stavanger utvikle antennen til georadaren.

Elektronikken til RIMFAX som skal monteres på roveren og skytes opp til Mars skal bygges av Kongsberg Norspace. NASA krever helt spesielle sertifikater for å bygge elektronikk som skal skytes opp, og Kongsberg Norspace har disse.

Hvordan er det å jobbe på en høyt profilert NASA-ferd?

- Utviklingen til RIMFAX har vært krevende fordi NASA har mange og svært strenge krav til utforming, bygging og testing av alle instrumenter som skal til Mars, sier Hamran.

Det betyr at all utforming, bygging og testing må planlegges på forhånd, med fastsatt tidspunkt og tilhørende dokumentasjon. Deretter følger romorganisasjonen nøye opp for å sjekke at alt har blitt utført etter planene. NASA følger denne fremgangsmåten for alle sine romferder.

Den grundige planleggingen, dokumentasjonen og oppfølgingen gjøres fordi NASA vet at det i løpet av et romprosjekt alltid oppstår uforutsette hindringer. Dermed er det best at disse dukker opp så tidlig som mulig i prosjektet slik at de kan løses.

- Det er beregnet akkurat nok tid til utviklingen og byggingen av RIMFAX, det er et stramt løp med lite tid til overs og derfor er oppfølgingen så nøye, men så er da også NASA den romorganisasjonen som har klart å lande sine romfartøy på Mars og vet hva som trengs for å gjennomføre dette, sier Hamran.

Ekstrem grad av organisering

Å bygge og skyte opp en Mars-rover er et stort samarbeid som mildest talt krever en høy grad av organisering.

Arbeidet med Mars2020-roveren styres av Jet Propulsion Laboratories (JPL) ved California Institute of Technology (CalTech) i USA. Selve byggingen av instrumentene og nyttelasten ledes av en Payload Manager ved Mars2020 Payload Office ved JPL.

 <iframe src="https://player.vimeo.com/video/130749267?title=0&byline=0&portrait=0" width="500" height="281" frameborder="0" webkitallowfullscreen mozallowfullscreen allowfullscreen></iframe> <p><a href="https://vimeo.com/130749267">FFI + RIMFAX (English version)</a> from <a href="https://vimeo.com/ffivideo">Forsvarets forskningsinstitutt</a> on <a href="https://vimeo.com">Vimeo</a>.</p>

En annen viktig del av teamet er Flight System Engineering, gruppen som skal skyte opp og lande roveren.

Det vitenskapelige arbeidet styres av en Project Science Group som ledes av en professor ved CalTech. Deretter kommer de ulike forskningsgruppene som står bak hvert av instrumentene på Mars2020.

Flere runder med vurderinger

Lederen for hver forskningsgruppe rapporterer til Payload Office, som følger byggingen av instrumentet tett.

- Vi har ukentlige videokonferanser med Payload Office og hver tredje måned kommer representanter fra dem til FFI for å se at alt går etter planen, sier Hamran.

Alle romferder må gjennom flere runder med vurderinger, såkalte reviews, før utviklingen av dem kan fortsette. RIMFAX' første store review fant sted i januar 2015. Da ble georadaren vurdert slik at Payload Office var sikre på at det var plass til å montere instrumentet på roveren.

I oktober 2015 skjedde den andre store vurderingen, en såkalt Preliminary Definition Review, som analyserte planene for hvordan roveren og dens instrumenter skal bygges.

 - Da kom det 15 stykker fra JPL til oss i to dager, samt 5 til på videokonferanse, sier Hamran.

Denne vurderingen gikk bra. Nå skal gruppen på FFI ordne på det lille som gjennomgangen viste måtte endres. Det blir ferdig på nyåret, for i februar skal hele Mars2020-ferden vurderes av eksperter utenfor NASA, i en Project Review, for videre utvikling.

Hamran er likevel lite bekymret. - Vi har greid oss bra så langt og er i god rute frem til den neste store gjennomgangen, sier forskningslederen.

RIMFAX skal være helt klar og leveres til JPL sommeren 2018. Så skal JPL teste alle instrumentene, montere dem på roveren, og prøve ut hele roveren med instrumenter. Ikke før det kan roveren sendes til Kennedy Space Center i Florida for oppskyting i 2020.

Må beskytte mulig Mars-liv mot mikrober fra jorda

En stor bestemmelse gjenstår fortsatt for Mars2020. Roveren skal kunne ta geologiske prøver, pakke disse, og sette dem på overflaten slik at de kan sendes tilbake til jorda med et annet romfartøy.

Derfor må alt ombord på roveren steriliseres for å beskytte prøvene mot forurensing av biologisk materiale fra jorda, og for å beskytte eventuelt liv på Mars mot mikrober fra jorda.

Alt etter hvilket nivå av beskyttelse som NASA bestemmer seg for, blir det strenge krav til sterilisering av alle komponenter som skal på RIMFAX og de andre instrumentene.

Til JPL for å ta i mot de første dataene

Hamran leder også forskningsgruppen som skal jobbe med RIMFAX. Denne gruppen teller åtte forskere, blant annet geolog og exobiolog Hans Amundsen som har ledet AMASE-ekspedisjonene på Svalbard, og glasiolog Jack Kohler ved Norsk Polarinstitutt.

I tillegg er det forskere fra prestisjetunge universiteter som UCLA, Goddard Space Flight Center, Johns Hopkins og Universitetet i Toronto.

Før landingen reiser Hamran og de andre lederne av forskningsgruppene til Mars2020 til JPL i tre måneder for å kjøre inn instrumentene på roveren og ta i mot de aller første dataene.

- Både selve landingen til Mars2020, og det å få jobbe med RIMFAX på JPL når roveren endelig står på bakken, blir fryktelig spennende, sier Hamran.

Planetær forskning i Norge på vei opp

Norsk Romsenter har bidratt med nasjonale støttemidler og midler fra ESA til RIMFAX for å få mest mulig ut av prosjektet og sørge for en god kobling mellom ESA og NASA.

I tillegg har RIMFAX blitt testet på Svalbard av NASA i samarbeid med ESA og med støtte fra Norsk Romsenter.

- Det er meget spennende at et norskledet romprosjekt som RIMFAX skal til Mars, og det at et fagmiljø i Norge har gått forbi alle andre kandidater, viser hvor gode denne gruppen er, sier Marianne Vinje Tantillo ved Norsk Romsenter.

Hun understreker også at med forskningsgruppen til RIMFAX og blant annet aktiviteter ved Institutt for geofag ved Universitetet i Oslo, er et nytt og sterkt miljø innen planetær forskning i ferd med å bygges opp i Norge.

Mars2020 er ikke den eneste roveren som får norsk geoeradar. Svein-Erik Hamrans gruppe har også utformet WISDOM, en georadar for den europeiske roveren til ExoMars, som skal skytes opp i 2018.

Denne radaren bygges i Frankrike etter utforming av FFI. Den europeiske roveren skal ikke bare undersøke berggrunnen på vår røde naboplanet, men også bore ned til 2 meter for å ta prøver.

Kontakt

Marianne Vinje Tantillo - Fagsjef, romstasjon og utforskning - Norsk Romsenter - 22 51 18 29 - marianne.vinje.tantillo @ spacecentre.no

Svein-Erik Hamran - Forskningsleder - Forsvarets forskningsinstitutt - 63 80 72 54