Fyra saker du borde veta om rymden

Varför behöver rymden städas? Vad kan vi få reda på genom att undersöka svarta hål? Det ska forskare svara på.

Rymden kan verka oändligt stor och avlägsen, men det som sker i rymden påverkar vårt dagliga liv på jorden. Allteftersom tekniken utvecklas ökar rymdens betydelse för oss på jorden, också ekonomiskt. Rymdsektorn omsätter redan nu cirka 370 miljarder per år. Tillväxten är snabb och företagen är allt mer intresserade av att utnyttja rymden.

Här följer fyra saker om rymden som det är bra att känna till.

1. Rymdskrot måste städas bort för att omloppsbanan ska kunna användas

Många vardagliga applikationer, såsom mobilnavigatorer och GPS-signaler, är beroende av satelliter. Satelliter håller ändå inte för evigt och om de inte tas bort från omloppsbanan kommer mängden skrot att öka. För mycket skrot på omloppsbanan utgör en fara för andra satelliter.

– Precis som med klimatförändringen är det svårt att rätta till situationen om den utvecklas för långt, säger Markus Battarbee, universitetsforskare i rymdfysik.

Problemet är att satelliter som befinner sig i slutet av sin livslängd måste styras antingen till jordens atmosfär för att förstöras eller till en ”begravningsbana” för satelliter. Sådant kräver vanligtvis bränsle. Spetsforskningsenheten för hållbar rymdvetenskap utreder bland annat hur man skulle kunna flytta satelliterna på ett enklare sätt.

–  I satelliten FORESAIL-1 som skickades upp i början av sommaren testas ett nät med elektrisk laddning som ska fungera som ett segel. Det här är en banbrytande uppfinning, eftersom det tack vare seglet inte behövs något bränsle för att flytta satelliten till en ny omloppsbana, säger Battarbee.

Det är viktigt att man får ner satelliterna på ett säkert sätt, eftersom det finns ett begränsat antal omloppsbanor runt jorden samtidigt som antalet satelliter ökar kraftigt. Rymdföretagen och de internationella rymdaktörerna måste ta sitt ansvar och vara medvetna om de risker som rymdskrotet medför, och inte låta uttjänta satelliter ligga kvar och skräpa.

– Genom att städa upp skrotet säkerställer vi att vi kan fortsätta utnyttja den här tekniken, säger Battarbee.

2. Solutbrott stör tekniken

Livet på jorden är beroende av solen, men många tänker inte på att vår närmaste stjärna också kan påverka tekniken – från elnät till GPS-satelliter. På senare tid har man i allt högre grad diskuterat de skador som ett stort solutbrott skulle kunna orsaka.

– Den ökade partikelstrålningen under en rymdstorm kan skada satelliternas känsliga utrustning på många sätt och man kan bli tvungen att korrigera satelliternas banor, säger Emilia Kilpua, professor i rymdvetenskap.

Snabba förändringar i de elektromagnetiska fälten som omger jorden kan orsaka skadliga strömmar i elnät och naturgasrör, och även radiosignalernas framfart kan störas och flygrutter över polarområdena kan behöva ändras. Hur väl förberedda är vi på rymdväderstörningar och hur väl vi kan förutspå dem?

– Problemet är att vi måste reagera snabbt. Vi får information från direkta observationer endast 0,5–1 timme innan ett solutbrott når jorden, säger Kilpua.

Kilpuas forskningsgrupp har därför utvecklat olika metoder för att modellera och förutsäga solutbrottens beteende utifrån fjärrobservationer, vilket kan hjälpa oss att förbereda oss för problemen.

Frågan är aktuell just nu.

– Antalet solfläckar ökar betydligt, så det är möjligt att också större utbrott kan ske på hösten, säger Kilpua.

Det här är samtidigt en positiv nyhet för den som gillar ljusfenomen på himlen, eftersom sannolikheten för norrsken ökar den här vintern.

3. Studier av asteroidernas egenskaper kan klarlägga solsystemets historia

Den tredje datamängden som rymduppdraget Gaia levererat offentliggjordes i juni. Gaia kartlägger stjärnorna i Vintergatan, och också bland annat asteroiderna i solsystemet. När superdatorerna har analyserat nu publicerade data kan antalet asteroider vars exakta massa vi känner till öka från tiotals till hundratals.

– Det finns många anledningar att undersöka asteroider. Den första är naturligtvis att ta reda på deras banor så att vi vet om de utgör en kollisionsrisk för jorden. Utöver det är det också viktigt att ta reda på deras sammansättning och deras densitet, som kan härledas utifrån deras massa och volym. Med hjälp av asteroiderna kan man till exempel ta reda på hur solsystemet har uppkommit och utvecklats, säger Mikael Granvik, biträdande professor i planetarisk astrofysik.

Asteroidernas massor kan beräknas utifrån hur de påverkar andra asteroiders banor vid närkontakt. Volymen beräknas med hjälp av asteroidens ljusstyrka och variationer i den. Sammansättningen studeras med hjälp av spektralanalys.

– Asteroidernas egenskaper varierar mycket beroende på vilket ämne de består av och hur porösa de är, säger Granvik.

I höst äger också en betydande händelse rum inom asteroidforskningen, och särskilt inom det så kallade planetära försvaret, då NASA:s rymdsond DART kommer att kollidera med en asteroidmåne för att försöka ändra dess bana. Om uppdraget lyckas skulle man med metoden också kunna förändra banan för en asteroid som hotar jorden.

– Allt ser ut att gå som planerat och enligt nuvarande prognos kommer kollisionen att ske tisdagen den 27 september klockan 2.14 på natten, finsk tid. DART skickar information om himlakroppen bara strax innan kollisionen, men den har observerats i teleskop och modellerats i över 26 år, säger Granvik.

4. Svarta hål till hjälp när centrala teorier inom fysiken undersöks

Det finns inga svarta hål i närheten av jorden, utan de ligger längre bort i rymden. Till skillnad från de andra punkterna i den här artikeln utgör de inte heller något hot mot jorden. Forskningen om svarta hål kan ändå ge en hel del viktig information.

– Ett svart hål kan uppstå när en massiv stjärna med en massa på minst ca 15–20 solmassor exploderar som en supernova. Som en följd av explosionen kan stjärnans kärna kollapsa till ett svart hål, så att inte ens ljuset kan fly från den enorma gravitationen som uppstår, säger Peter Johansson, professor i astrofysik.

I maj 2022 lyckades forskare fotografera skuggan av ett svart hål i mitten av Vintergatan.

– Det fotograferade objektet är ett så kallat supermassivt svart hål. De flesta svarta hålen är mycket mindre, så kallade stellära svarta hål, och ännu mindre svarta hål än så har också observerats genom att mäta gravitationsvågor, säger Johansson.

Det supermassiva svarta hålet i Vintergatan har en massa på bara omkring fyra miljoner solmassor, medan de största supermassiva svarta hålen kan ha en massa på mer än 10 miljarder solmassor.

Forskningen om svarta hål har upplevt en slags renässans under de senaste fem åren tack vare nya observationer, särskilt när det gäller mätningar av gravitationsvågor.

– Med hjälp av svarta hål kan man till exempel undersöka fysikens grundläggande teorier: Finns det avvikelser i hur den allmänna relativitetsteorin fungerar i närheten av dem? Hittills har teorin hållit streck, säger Johansson.

Andra saker att ta reda på handlar bland annat om vilka effekter supermassiva svarta hål har på galaxer och om de till exempel påverkar uppkomsten av stjärnor och därmed antalet stjärnor i universum. Det finns gott om saker att undersöka.

– I vår egen galax Vintergatan finns det uppskattningsvis cirka 100 miljoner stellära svarta hål och ett supermassivt svart hål i galaxens centrum.

Rymden på 10 minuter

Det som händer i rymden och på omloppsbanorna påverkar vår vardag.

Kom till Tankehörnan 13–23.9 för att lära dig om aktuell forskning och verksamhet i rymden just nu och vilka effekter det här har på livet på jorden.

Fyra aktuella perspektiv på rymden läggs fram av forskare vid Helsingfors universitet under Tankehörnans evenemang Avaruus 10 minuutissa (Rymden på 10 minuter) den 13 september kl. 17–18.15. Alla fyra är sådana som var och en av oss borde ha koll på just nu.

Rymdfysikern Markus Battarbee, astronomen Mikael Granvik, den teoretiska rymdfysikern Peter Johansson och rymdfysikern Emilia Kilpua medverkar. Träffen leds av Liisa Mayow.

Evenemanget är en del av Tankehörnans programserie Katse ylös, där deltagarna får ta del av det senaste inom rymdsektorn. Delta i evenemanget på plats, eller se direktsändningen eller inspelningarna i efterhand! 

Välkommen ut i rymden!