Etter en reise på over tre milliarder kilometer som varte i nesten syv år, kom romsonden Cassini-Huygens endelig fram til Saturn 1. juli 2004. Der bremset satellitten opp i over en time til farten ble lav nok til at planetens tyngekraft kunne fange opp romfartøyet. Etter en time begynte sonden å gå i bane rundt Saturn og det skal den fortsette med i hvert fall fire år til.
I løpet av disse fire årene er det mye som skal skje. Huygens-sonden skal slippes ned på månen Titan, kamera og radar brukes til å studere Saturn, ringsystemet, Titan og alle de andre månene. Magnetfelt skal måles, kjemiske analyser skal gjøres og det skal måles strømmer i rommet!
Cassini på vei rundt Saturn (Foto: JPL)
Plasma
Det høres kanskje rart ut at det skal finnes strømmer i rommet, men de blir dannet i en tynn elektrisk ledende gass kalt plasma som det alltid finnes litt av i verdensrommet. Mesteparten av dette plasmaet strømmer kontinuerlig ut fra solen og kalles derfor solvinden, og noe blir dannet fra toppen av planetenes atmosfære når sollyset skinner på de tynne gassene der. Faktisk er plasma den vanligste stofftilstanden i universet!
Plasma som blir dannet nær planetene, kan holdes fanget av planetenes magnetfelt, men små variasjoner på solen vil føre til endringer i solvinden som igjen leder til kontinuerlige forandringer av plasma rundt planetene.
Derfor vil det alltid gå veldig forskjellige strømmer i rommet rundt en planet. Disse forandringene kan over tid påvirke utviklingen av for eksempel en planets atmosfære, eller som her ved Jorden påvirke tekniske innretninger som satellitter, kraftledninger eller radiosignaler.
Norsk ”strømmåler” i verdensrommet
På FFI har vi laget elektronikk til et instrument (kalt CAPS) som kan måle disse strømmene ved å telle de elektrisk ladete partiklene som strømmene består av. Vår del måler de elektrisk negative partiklene (elektronene) mens andre deler av instrumentet måler de elektrisk positive partiklene (jonene) på to forskjellige måter.
I tillegg må det til en dataprosesseringsenhet som skal sende resultatene videre til satellitten som igjen sender alle data tilbake til Jorden via den store hovedantennen.
Hele instrumentet er festet til en dreibar plattform slik at det kan ”se” i forskjellige retninger. Instrumentet trenger også to høyspenningsenheter for å virke. Dermed blir instrumentet blir ganske tungt. Det veier litt over 23 kg og er på størrelse med en PC-skjerm.
Norsk teknologi på romsonden Cassini (Foto: FFI)
Dette er CAPS: Cassini Plasma Spectrometer (Foto: FFI)
CAPS måler strøm i verdensrommet! (Foto. FFI)
Instrumentet er laget slik at man kan telle elektroner som har forskjellig energi (hvilke som er ”varme” eller ”kalde”), og man kan også bestemme hvilken retning de kommer fra. Dermed kan forskerne finne ut mye om hvordan elektronstrømmene i verdensrommet blir dannet, og hvilken betydning de har for det som skjer på planetene.
Saturn stjeler Titans atmosfære
Et eksempel på dette kan være å prøve å forstå hvordan
Plasma i verdensrommet (Foto: ESA)
atmosfæren på den store månen Titan utvikler seg over tid. Da Cassini passerte Titan i slutten av oktober, kom den svært nær denne månen. Faktisk passerte den bare 1200 km fra overflaten. Dermed kunne vi måle hvordan kaldt plasma fra Titan blandet seg med mye varmere plasma fra Saturn. Fordi Saturns magnetfelt drar med seg denne plasmablandingen når planeten roterer, vil dette derfor kanskje bidra til å fjerne litt av Titans atmosfære.
Nordlys på Saturn
Nordlys på Saturn sett gjennom Hubble teleskopet (Foto: FFI)
Det er ikke bare her på jorden det er nordlys. Av og til ledes strømmene med elektrisk ladede partikler også langs magnetfeltet ned mot planetenes atmosfærer. Da begynner atmosfæren å lyse akkurat som i et lysrør. Når dette skjer på Jordens nordlige halvkule, kaller vi dette for nordlys. Fra bakken ser nordlys ofte ut som bånd eller stråler, men sett fra rommet ser man at nordlys ofte opptrer mange steder samtidig og danner en oval rundt den magnetiske polen.
Ved å bruke romteleskopet Hubble har man allerede sett lignende ovaler på Saturn. En annen av de spennende tingene man kan gjøre med instrumentet vårt, er å studere nordlysstrømmene ved Saturn for å se om de dannes på samme måte som her ved Jorden.