Svensk sondraket söker svar inom biologi och fysik

Maser-10 preparation
Rymdbolagets Thomas Karlsson arbetar med nyttolasten till Maser 10
29 april 2005

Den kommande helgen kommer sondraketen Maser 10 att sändas upp från rymdbasen Esrange utanför Kiruna. Under färden kommer raketen att befinna sig i nära tyngdlöst tillstånd i sex minuter, vilket är tillräckligt för de fem vetenskapliga experiment som finns ombord. De ska undersöka olika biologiska och fysiska fenomen i mikrogravitation.

Det svenska Rymdbolaget är huvudleverantör för alla experimentmoduler ombord och driver också sondraketprogrammet Maser. Beställare av Maser 10 är det europeiska rymdorganet ESA.

”Vi använder Maser och Kiruna eftersom vi måste kunna hämta nyttolasten på land efter flygningen. Då är Esrange vårt enda alternativ i Europa”, säger Wolfgang Herfs, projektledare för ESA:s mikrogravitationsforskning med sondraketer.

Ett viktigt syfte att använda sondraketer för att skapa mikrogravitation är att forskarna då får möjlighet att testa experiment som senare ska flyga på den internationella rymdstationen ISS. ett sådant experiment flyger på Maser 10 i helgen. Syftet är att undersöka så kallad turbulent förångning.

I en vätskebehållare finns etanol i vätskeform. För att förånga vätskan leds ett flöde av kvävgas över etanolytan samtidigt som man utnyttjar det låga trycket utanför raketen för att successivt sänka trycket ovanför etanolen. Detta medför att förångningen blir mycket kraftig.

Optisk tomografi

Med hjälp av ett laserbaserat optiskt mätinstrument och avancerad databehandling kan forskarna sedan skapa en tredimensionell bild av hur förångningen ser ut, dvs. hur koncentrationen av etanol varierar över ytan. Principen bakom mätinstrumentet är att man delar upp en laserstråle i två och låter den ena löpa genom provet och den andra genom ett referensprov som inte förångas. Sedan för man ihop strålarna igen och utnyttjar interferensen för att räkna ut hur koncentrationen av etanol har förändrats. Forskarna lyser med laser genom provet i sex olika riktningar.

I experimentet undersöker forskarna också vågrörelser på etanol ytan för att se om de korrelerar på något sätt till variationerna i koncentration.

Ett av de biologiska experimenten på Maser 10 har också koppling till ISS. Utgångspunkten är att astronauters immunsystem inte aktiveras lika lätt i rymden som på jorden. Ett av experimenten på den svenska sondraketen ska därför undersöka en av pusselbitarna som behövs för att förklara hur det kan komma sig.

”Vi tror att en molekyl som kallas NF-kB (NF-kappa-B) är en av nyckelmolekylerna i immunoreaktionen. Vi kommer att stimulera cellerna i experimentet att aktivera molekylen för att undersöka hur aktiveringen fungerar i mikrogravitation” säger Wolfgang Herfs.

I ett vidare perspektiv kan resultaten leda till effektivare behandling av sjukdomar där immunsystemet spelar en stor roll. Några exempel är reumatism, astma och allergier.

Maser 10 bär på ytterligare ett biologiskt experiment. Syftet är att undersöka hur däggdjursceller påverkas i tyngdlöst tillstånd. I blickfånget står ämnet aktin, som bygger upp cellernas motsvarighet till ett skelett. Således är det aktinet som ger cellerna deras form och struktur.

”Vi vet redan att cellerna ändrar form i mikrogravitation. Nu vill vi förstå aktinets roll i förändringen”, säger Wolfgang Herfs.

Experimentet bidrar till att öka kunskapen om aktinets roll i cellerna. Men på sikt är resultaten också viktiga inför eventuella rymdstationer på andra himlakroppar i framtiden, till exempel månen och Mars.

Mötet mellan organiskt och oorganiskt

Ett av de mer spektakulära resultaten som forskarna inblandade i Maser 10 förväntar sig kommer från ett experiment som undersöker interaktionen mellan en organisk vätska (hexan) och en oorganisk (KOH). När gravitationen försvinner kommer forskarna att kunna observera hur vätskornas ytor rör sig utan störningar från så kallade densitetsgradienter som uppkommer på jorden. Interaktionen är ibland våldsam och ibland lugn – och ibland slående.

”Jag har tidigare sett exempel på så kallad fingering. Då sträcker den ena vätskan in något som liknar ett finger in i den andra vätskan”, berättar Wolfgang Herfs.

Finns det värmestrålningskrafter?

Det femte och sista experimentet på Maser 10 ska försöka bevisa om värmestrålning utövar någon kraft på andra objekt eller inte. Tidigare försök har indikerat att det är möjligt att sådana krafter existerar men att de i så fall är flerfaldigt mindre än vad man tidigare räknat med.

”Därför har vi utvecklat helt nya kraftsensorer till Maser 10. De fungerar enligt samma princip som en mycket liten och känslig våg”, förklarar Wolfgang Herfs.

I experimentet kommer värmestrålning från ett värmeelement att stråla genom en vätska mot en plexiglasskiva. Sensorerna kommer sedan att mäta om plexiglasskivan har utsatts för någon värmestrålningskraft.

Slutet på en epok

Maser 10 innebär också slutet på en mer än 50 år tjänstgöringstid för raketmotorn Skylark. Efter helgens uppsändning lämnar motorn plats för en ny brasiliansk raket med motsvarande prestanda. Skylarkmotorn har använts vid 96 uppskjutningar från Esrange under årens lopp.

För mer information, kontakta:

Gunnar Florin, Rymdbolagets projektledare för Maser 10
Tel: 0980-721 59 eller 070-722 92 12

Johanna Bergström-Roos, Rymdbolagets informationschef på Esrange
Tel: 0980-720 24 eller 070-544 60 21

Anne Ytterskog, Rymdbolagets informationschef i Solna
Tel: 070-347 66 00

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.