Erlent

Geim­á­rið 2023: Vísinda­störf í geimnum ná nýjum hæðum

Samúel Karl Ólason skrifar
Geimvísindin eru sífellt að ná nýjum hæðum þessi árin.
Geimvísindin eru sífellt að ná nýjum hæðum þessi árin.

Eins og undanfarin ár hefur margt átt sér stað í geimnum og í geimvísindum á jörðinni. Geimskotum hefur farið hratt fjölgandi á undanförnum árum og mun þeim fjölga áfram.

Nýir geimsjónaukar hafa verið teknir í notkun og eru strax farnir að reynast geimvísindamönnum vel. Nokkrar þjóðir hafa beint sjónum sínum að tunglinu og hafa og ætla að senda þangað geimför. Þá hafa stórveldin talað um að koma þar upp bækistöðvum á komandi árum.

James Webb naut sín áfram

Þó James Webb geimsjónaukinn hafi fyrst verið tekinn í notkun í fyrra nýttist hann vísindamönnum vel. Hann hefur verið nýttur við margvíslegar vísindauppgötvanir á árinu. Strax á fyrstu dögum ársins var opinberað að Webb hefði fundið sína fyrstu fjarreikistjörnu.

Umrædd reikistjarna kallast LHS 475 b og er í um 41 ljósárs fjarlægð. Hún er talin á stærð við jörðina en hún er nokkur hundruð gráðum heitari en jörðin.

Í febrúar var svo birt mynd sem tekin var með James Webb-geimsjónaukanum en á henni voru um það bil fimmtíu þúsund stjörnuþokur

Risavaxin fyrirbæri sem gætu verið tröllvaxnar vetrarbrautir frá bernsku alheimsins hafa reynt á skilning vísindamanna á alheiminum og á upphafsárum hans. Þessi ferlíki eru svo fjarlæg að þegar ljósið lagði af stað frá þeim var alheimurinn ekki orðinn 600 milljón ára gamall.

Þá notuðu vísindamenn James Webb við að renna stoðum undir kenningar um að vatnið á jörðinni sé eldra en sólkerfið sjálft. Lengi hefur verið talið mögulegt að vatnið á jörðinni, sem er undirstaða alls lífs, hafi mögulega borist hingað með halastjörnu.

Stjörnufræðingar fundu nýlega það sem þeir kalla týndan hlekk í umhverfi stjörnunnar V883 Orionis. Hún er svonefnd frumstjarna, aðeins um 500 milljón ára gömul, sem er að verða til úr gas- og rykskýi nærri Sverðþokunni í Óríon í um 1.300 ljósára fjarlægð frá jörðinni.

Í kringum frumstjörnuna er gas- og rykskífa sem úr verður sólkerfi á endanum. Stjörnufræðingar notuðu ALMA-útvarpssjónaukann í Síle til þess að rannsaka vatngufu í skífunni. Þeir komust að því að henni svipaði mjög efnafræðilega til vatns á jörðinni og annars staðar í sólkerfinu okkar

Enn tafir á Artemis áætluninni

Forsvarsmenn Geimvísindastofnunar Bandaríkjanna (NASA) og fyrirtækisins Axiom Space kynntu í mars hvernig nýir geimbúningar Artemis-áætlunarinnar verða. Um er að ræða búninga sem geimfarar munu væntanlega klæðast yfirborði tunglsins á komandi árum.

Sýnd var frumgerð af búningum sem nota á í tunglgöngur á suðurpóli tunglsins. Fyrst stendur þó til að prófa búninganna í geimgöngu frá Alþjóðlegu geimstöðinni árið 2025. Þeir búningar sem notaðir eru í dag voru hannaðir fyrir um fimmtíu árum.

Artemis áætlunin snýr að því að senda menn aftur til tunglsins á næstu árum og koma þar upp bækistöð. Artemis 1 átti sér stað í fyrra þegar ómönnuðu geimfari var skotið til tunglsins. Artemis 2 gengur út á að senda menn á braut um tunglið og er vonast til að það geimskot verði í nóvember 2024.

Í Artemis 3 eiga geimfarar að lenda aftur á tunglinu.

Áætlun þessi hefur tafist töluvert en það hefur að miklu leyti verið rakið til vandræða við þróun nýju geimbúninganna.

Áhöfn Artemis 2 var einnig kynnt til leiks á árinu.

Jarðvirkni á Venus?

Reikistjörnufræðingar fundu í fyrsta skipti beinar jarðfræðilegar vísbendingar um að eldvirkni sé enn til staðar á yfirborði nágrannareikistjörnunnar Venusar. Uppgötvunin getur hjálpað vísindamönnum að skilja hvernig Venus og jörðin þróuðust hvor í sína áttina.

Ummerki um nýlegt eldgos fundust þegar stjörnufræðingur lagðist yfir rúmlega þrjátíu ára gamlar radarmyndir bandaríska geimfarsins Magellan af yfiborði Venusar. Gosop sást þá stækka verulega og breyta um lögun á innan við ári.

Talið er að aðstæður á jörðinni og Venusi hafi verið svipaðar fyrr í sögu sólkerfisins. Reikistjörnunar eru bergreikistjörnur af áþekkri stærð og vísindamenn telja jafnvel að vatn hafi verið að finna á Venusi fyrir milljörðum ára.

Átta ára ferðalag til Júpíters hófst

Starfsmenn Geimvísindastofnunar Evrópu skutu í apríl geimfarinu JUICE út í geim. Þannig hófst átta ára ferðalag til Júpíters en lengd ferðalagsins má rekj atil stærðar og þyngdar JUICE.

Geimfarið mun fara nokkra hringi um jörðina og Venus til að safna hraða fyrir ferðina til Júpíters.

Hér má sjá upplýsingar um langt ferðalag JUICE til Júpíters.ESA

Að leiðarlokum verður geimfarið notað til að leita ummerkja lífs á tunglum Júpíters en talið er að finna megi vatn í miklu magni undir ísilögðu yfirborði tunglanna.

Talið er að á Ganýmedes, Kallistó og Evrópu megin finna allt að sex sinnum meira vatn en á jörðinni.

Geimfarið verður notað til að greina þessi tungl og gægja undir yfirborðið svo auka megi skilning vísindamanna á því hvernig tunglin mynduðust á sporbraut um gasrisan Júpíter og hvort þar megi finna jarðvirkni.

Mikil áhersla verður lögð á Ganýmedes en tunglið er það eina í sólkerfinu sem talið er vera með eigin segulsvið. Annars eru einungis jörðin og Merkúr með segulsvið sem meðal annars verndar reikistjörnurnar gegn skaðlegri geislun frá sólinni.

Starship sprakk í loft upp í fyrsta skoti

Fyrsta tilraunaskot Starship-geimfars SpaceX var reynt á árinu. Eldflaugin gríðarstóra fór á loft og geimfarið með en sprakk fljótt í loft upp, eftir að geimfarið slitnaði ekki frá geimflauginni.

Starship-kerfið samanstendur af gríðarstórri eldflaug sem kallast Super Heavy og af um fimmtíu metra löngu geimfari sem ber nafnið Starship. Bæði stig kerfisins eru hönnuð til að geta verið notuð mjög hratt aftur, eins og SpaceX hefur gert með Falcon-eldflaugarnar.

Flaugin er hluti af þróun SpaceX á fullkomlega endurnýtanlegri eldflaug. Með því er hægt að draga verulega úr kostnaði við geimskot og því framkvæma þau mun oftar en ella.

SpaceX hefur gert samning við Geimvísindastofnun Bandaríkjanna um að ferja geimfara til yfirborðs tunglsins. Vonast er til þess að nota sérstaka útgáfu af Starship til að flytja geimfara Artemis 3 til tunglsins.

Til stóð að gera aðra tilraun til að skjóta Starship á loft, tiltölulega fljótt eftir misheppnaða skotið. Annari tilraun var þó frestað og að miklu leyti vegna þess að skotpallur SpaceX stóðst ekki álagið við að skjóta Starship á loft í fyrstu tilrauninni.

Aftur var reynt í nóvember. Þá var stæðan rúmlega 130 metra há og fór hún á loft. Super Heavy eyðir rúmum átján tonnum af metani og fljótandi súrefni á hverri sekúndu.

Til stóð að láta Super Heavy eldflaugina snúa við aftur til jarðar eftir aðskilnað við Starship-geimfarið og lenda í sjónum í Mexíkóflóa. Að þessu sinni heppnaðist aðskilnaðurinn og eldflaugin sneri við. Allir hreyflarnir höfðu virkað sem skildi og allt virist með felldu. Eldflaugin sprakk þó í loft upp skömmu eftir aðskilnaðinn.

Starship-geimfarið hélt þó áfram og flaug í um átta og hálfa mínútur. Þá misstu starfsmenn SpaceX tenginguna við geimskipið en það er talið hafa sprungið í loft upp yfir Kyrrahafinu. Starship átti að lenda í sjónum norður af Havaí.

Tilraunaskotið má sjá í spilaranum hér að neðan. Það hefst eftir rúmar 38 mínútur. Ekki liggur fyrir hvenær starfsmenn SpaceX vilja reyna aftur.

Fyrsta tunglfarið í einkaeigu brotlenti

Forsvarsmenn japanska fyrirtækisins Ispace reyndu í apríl að lenda fyrsta lendingarfarinu í einkaeigu á yfirborði tunglsins. Það heppnaðist ekki og brotlenti HAKUTO-R M1 lendingarfarið a fjarhlið tunglsins.

Bilunin hefur verið rakin til hugbúnaðargalla.

Þessi galli á að hafa leitt til þess að tölva geimfarsins taldi það lent á yfirborði tunglsins, þó það væri enn í fimm kílómetra hæð.

Um borð í Hakuto-R var meðal annars lendingarfar frá Sameinuðu arabísku furstadæmunum, sem kallast Rashid. Hann átti að nota til að rannsaka nánasta umhverfi Hakuto-R og miðla upplýsingum aftur til jarðarinnar.

Fleiri horfa til tunglsins

Það horfa margir til tunglsins þessa dagana, fyrir utan þá sem nefndir eru hér að ofan. Yfirvöld í Kína opinberuðu til að mynda ætlarnir sínar um að senda menn til tunglsins fyrir árið 2030. Rússar og Kínverjar skrifuðu árið 2021 undir samkomulag um að reisa rannsóknarstöð á tunglinu.

Indverjar urðu í ágúst fyrstir til að lenda geimfari við suðurpól tunglsins og fjórða þjóðin til ða lenda fari í heilu lagi á tunglinu, á eftir Bandaríkjamönnum, Sovétmönnum og Kínverjum.

Það var geimfarið Chandrayaan-3 og bar það meðal annars könnunarjeppa sem sem rannsaka á jarðveg og steina á tunglinu.

Suðurpóll tunglsins þykir sérstaklega spennandi þar sem þar er talið að sé að finna frosið vatn í eilífu myrkri í loftsteinagígum. Vatnið væri lykilauðlind fyrir framtíðarbækistöðvar mannkynsins á tunglinu.

Skömmu áður enf Chandrayaan-3 lenti á tunglinu hafði rússneska geimfarið Luna-25 einnig lent nærri suðurpólnum en þó ekki í heilu lagi. Luna-25 skildi eftir sig tíu metra breiðan gíg þegar það brotlenti á tunglinu í júlí. 

Mynd tunglkönnunarbrautarfars NASA af gígnum sem Luna-25 er talið hafa skilið eftir sig á yfirborði tunglsins. Gígurinn er í miðju myndarinnar.NASA’s Goddard Space Flight Center/Arizona State University

Sveinsdóttir á Merúríusi

Sjaldséð mynd náðist af gígnum Sveinsdóttur þegar gervihnötturinn BepiColombo tók mynd af Merkúríusi í þriðju ferð sinni í kringum plánetuna á árinu.

Gígurinn Sveinsdóttir er 220 kílómetrar að þvermáli en hann var nefndur í höfuðið á listakonunni Júlíönu Sveinsdóttur, einni fyrstu myndlistakonu Íslendinga, árið 2008.

Auk Sveinsdóttur eru þrír aðrir gígar á Merkúríusi nefndir í höfuðið á íslenskum listamönnum: Snorri í höfuðið á Snorra Sturlusyni, Tryggvadóttir í höfuðið á myndlistarkonunni Nínu Tryggvadóttur og Laxness.

Þyngdabylgjur ganga um alheiminn

Vísindamenn uppgötvuðu eftir fimmtán ára rannsóknir að alheimurinn sé fullur af þyngdarbylgjum sem ganga um tímarúmið. Alheimurinn sé eins og ólgusjór hægara þyngdarbylgna 

Þyngdarbylgjur eru nokkurs konar gárur í sjálfu tímarúminu sem teygja það og kreista. Þær verða til við samruna gríðarlega massamikilla fyrirbæra eins og svarthola eða nifteindastjarna.

Albert Einstein spáði fyrir um tilvist slíkra bylgna fyrir meira en hundrað árum en taldi að aldrei yrði hægt að staðfesta þá kenningu vegna þess hversu hverfandi áhrifin væru. Það var ekki fyrr en árið 2015 sem mönnum tókst að nema þyngdarbylgjur í fyrsta skipti.

Við rannsóknina fylgdust vísindamenn með tugum svokallaðra tifstjarna. Það eru nifeindastjörnur sem gefa frá sér útvarpsbylgjur í reglubundnum takti.

Þegar þyngdarbylgjurnar gára tímarúmið breytist fjarlægðin á milli jarðar og tifstjarnanna örlítið og útvarpsmerkið frá þeim berst þannig örlítið fyrr eða örlítið seinna. Eðlisfræðingar NANOGrav notuðu net útvarpssjónauka á jörðu niðri til þess að vakta tifstjörnurnar og þróuðu sérstakan hugbúnað til þess að greina þennan agnarsmáa breytileika í tifi þeirra.

Byrjuðu að af­hjúpa huldu­öfl al­heimsins

Geimsjónaukanum Evklíð (eða Euclid á ensku) var skotið út í geim árinu. Þá voru fyrstu myndir hans einnig birtar en sjónaukanum er ætlað að auka skilning vísindamanna á dulnum og leyndardómsfullum öflum sem halda stjörnuþokum saman og valda útþenslu alheimsins.

Athuganir Evklíðs gætu varpað ljósi á ýmsar brýnustu spurningar heimsfræðinnar. Hann er 1,2 metra breiður spegilsjónauki sem nemur annars vegar sýnilegt ljós og hins vegar nærinnrautt ljós.

Hér má sjá eina af fyrstu myndum sem teknar voru með Evklíð. Þessi sýnir stjörnuþokuna IC 342 í forgrunni. Í bakgrunni má sjá þúsundir ofan á þúsundir annarra stjörnuþoka, en hver þeirra inniheldur milljónir ofan á milljónir sólkerfa.ESA/Euclid

Sjónaukinn er sérstaklega hannaður til þess að rannsaka þróun alheimsins. Það á hann að gera með því að að kortleggja milljarða vetrarbrauta í allt að tíu milljarða ljósára fjarlægð á meira en þriðjungi næturhiminsins. Afraksturinn á að verða stærsta og nákvæmasta þrívíða kortið af alheiminum til þessa.

Með því að kortleggja alheiminn í tíma og rúmi vonast vísindamenn til þess að skilja betur eðli tveggja framandi fyrirbæra sem saman mynda langstærstan hluta alheimsins og hafa stjórnað þróun hans en nær ekkert er vitað um: hulduorku og hulduefni.

Sérstaða Evklíðs birtist í víðu sjónsviði hans. Þó að James Webb-geimsjónaukinn geti rannsakað einstök fyrirbæri mun nákvæmar mun það taka Evklíð tvo daga að kortleggja jafnstóran hluta himinsins og Hubble-geimsjónaukin hefur gert á þremur áratugum.

Of margir gervihnettir

Geimvísindastofnun Evrópu (ESA) gaf á árinu út skýrslu um geimrusl, eins og gert er á hverju ári. Að þessu sinni segja sérfræðingar stofnunarinnar þó að fjöldi gervihnatta á braut um jörðu sé orðinn ósjálfbær.

Met var sett í fjölda gervihnatta sem skotið var á loft í fyrra og ljóst er að geimskotunum fer ekki fækkandi. Langstærsti hluti þeirra gervihnatta sem skotið var á loft í fyrra voru hluti af svokölluðum gervihnattaþyrpingum, neti smárra fjarskiptatungla sem komið er fyrir á lágri braut um jörðu.

Hnettirnir safnast upp á braut um jörðu þar sem óvirkir hnettir eru ekki teknir úr umferð.

Hætta er á að „dauðir“ gervihnettir af þessu tagi splundrist og myndi hættulegt ruslský sem getur haldist á braut um jörðu í áraraðir. Öðrum gervihnöttum og mönnuðum geimferjum sem þurfa að þvera þessar brautirgeta því verið í bráðri hættu.

Gæti menn ekki að sér gætu eftirsóttar sporbrautir næst jörðinni orðið nær ónothæfar vegna geimrusls.Vísir/Getty

Sjö ára ferðalagi lauk og nýtt hófst

Geimfarið Osiris-Rex lauk í september sjö ára rannsóknarferðalagi og hóf í senn nýtt ferðalag. Hluti geimfarsins lenti þá í Utah í Bandaríkjunum en það hafði verið sent sjö árum áður til móts við smástirnið Bennu. Þar náði Osiris-Rex í bergsýni og flutti þau aftur til jarðar.

Geimfarið sjálft lenti ekki á jörðinni, heldur hólf sem geymdi sýnin.

Vísindamenn vonast til þess að sýnin muni varpa frekara ljósi á það hvernig sólkerfið okkar myndaðist. Talið er að Bennu sé um 4,6 milljarða ára gamalt smástirni og að sýnið geymi þar sem einhver elstu efni sólarkerfisins.

Geimfarið ferðaðist tælplega 6,5 milljarða kílómetra á þessu sjö árum.

Eftir að sýnunum hafði verið varpað úr geimfarinu var það sent af stað til að kanna smástyrnið Apophis.

Ætla að skoða verðmætasta smástirni sólkerfisins

Geimfarinu Psyche var skotið af stað í október til smástirnis sem ber sama nafn og er talið geta verið það verðmætasta í sólkerfi okkar. Mögulega hafi smástirnið verið kjarni reikistjörnu sem splundraðist þegar sólkerfið var að myndast.

Vísindamenn telja til að mynda að kjarni jarðarinnar sé gerður úr járni og öðrum málmtegundum eins og nikkel, eins og Psyche virðist vera gert úr.

Erfitt er að rannsaka kjarna reikistjarna og því vonast vísindmenn til þess að Psyche geti veitt þeim einstaka innsýn í kjarna jarðar og annarra reikistjarna.

Ferðalagið til Psyche á að taka um þrjú og hálft ár.

Geimverur fyrirferðarmiklar

Fljúgandi furðuhlutir og geimverur hafa mikið verið milli tannanna á fólki á árinu. Hulunni hefur verið svipt af leynilegum gögnum vestanhafs og þingfundir hafa verið haldnir þar sem alls konar staðhæfingum um tilvist geimvera hefur verið varpað fram.

Varnarmálaráðuneyti Bandaríkjanna opnaði sérstakt vefsvæði í nóvember þar sem fólk getur tilkynnt fljúgandi furðuhluti. Svæðið verður ekki opið almenningi í fyrstu en seinna meir stendur til að opna það.

Burtséð frá öllu sjónarspilinu varðandi þingfundi og óskýr myndbönd er því miður ekkert sem bendir til þess að geimverur hafi nokkurn tímann heimsótt jörðina. Hvað þá að þær hafi verið hér á undanförnum árum og/eða brotlent hér.

Prófa nýja eldflaug

Starfsmenn United Launch Alliance eða ULA, sem er samstarfsverkefni Boeing og Lockheed Martin, ætla að reyna að kjósta nýrri tegund eldflauga á loft á aðfangadag. Þessi eldflaug kallast Vulcan Centaur og hefur verið í þróun frá 2014.

Neðra stig eldflaugarinnar kallast Vulcan og það efra Centaur og á eldflaugin að leysa bæði Atlas V og Delta IV eldflaugar ULA af hólmi.

Í fyrsta geimskotinu á eldflaugin að bera koma geimfari út í geim en hann á að enda á braut um jörðu í um 360 þúsund kílómetra hæð. Þaðan verður Peregrine-geimfarið sent til tunglsins.

Útlit er fyrir að þessu tilraunaskoti verði frestað fram yfir áramót.

Fleiri geimskot í vændum

Útlit er fyrir að nokkuð verði um merkileg geimskot á næsta ári, 2024. Forsvarsmenn bandaríska fyrirtækisins SpaceX stefna til að mynda á 144 geimskot á næsta ári, með endurnýtanlegum eldflaugum fyrirtæksins. Þær gera SpaceX kleift að koma hlutum á braut um jörðu og út í geim með töluvert minni tilkostnaði en önnur fyrirtæki, sem þurfa að smíða nýjar eldflaugar fyrir hvert geimskot.

Árið 2022 framkvæmdu starfsmenn SpaceX 61 geimskot og settu þeir markmiðið á þessu ári við hundrað, sem er í sjónmáli þegar þetta er skrifað. Fjölgunin er því bersýnilega mikil hjá SpaceX. 144 geimskot á ári eru tólf á mánuði. Flestar eldflaugarnar munu bera Starlink-gervihnetti á braut um jörðu. Það er þyrping smárra fjarskiptagervihnatta sem gerir fólki víðsvar um jörðina kleift að tengjast internetinu.

Menn sendir aftur til tunglsins

Ekkert geimskot verður þó merkilegra en Artemis 2 þegar skjóta á geimförum til tunglsins í fyrsta sinn í áratugi. Þá eiga geimfararnir að fara á braut um tunglið, án þess þó að lenda þar.

Vonast er til að það geimskot muni eiga sér stað í nóvember en eins og gengur og gerist með geimskot, eru þau háð miklum breytingum og áætlanir virðast ganga sjaldnast eftir.

Strax í Janúar stendur til að skjóta Nova-C lendingarfarinu til tunglsins. Það á að lenda við suðurpólinn en markmið verkefnisins er að framkvæma hinar ýmsu rannsóknir í aðdraganda mannaðra geimferða til tunglsins og þróa leiðir til að lenda á tunglinu.

Einnig vonast starfsmenn NASA til þess að geta sent lendingarfarið VIPER til tunglsins á seinni hluta næsta árs. VIPER stendur fyrir Volatiles Investigating Polar Exploration Rover en geimfarinu er ætlað að lenda á suðurpól tunglsins og leita það að vatni og framkvæma aðrar rannsóknir.

Önnur tunglför sem til stendur að skjóta á loft á árinu 2024 eru Chang'e 6, sem ætlað er að flytja jarðsýni frá tunglinu aftur til Kína,  Prime-1, Lunar Trailblazer, BlueGhost og Prism 11.

Skoða líka Mars og smástirni

Geimvísindamenn í Japan vonast til þess að skjóta Mars Moon eXploration eða MMX-geimfarinu af stað til plánetunnar rauðu á seinni hluta næsta árs. Verkefnið snýst um að rannsaka Phobos og Deimos, sem eru tungl Mars, og kanna hvort þau hafi orðið til við árekstur plánetunnar við aðra eða hvort þau hafi verið á flakki um sólkerfið og setið föst í þyngdarafli Mars.

Evrópskir geimvísindamenn og bandarískir stefna svo á það að skjóta tveimur geimförum út í geim í október en þau hafa mjög svo mismunandi verkefni.

Europa Clipper er frá NASA og er því ætla að skoða Evrópu, tungl Júpíters. Eins og fram kemur hér ofar er það tungl þakið ís og er gífurlegt magn vatns þar undir. Talið er mögulegt að finna megi líf á tunglinu og öðrum tunglum Júpíters.

Geimfarið Hera er á vegum ESA og er því ætlað að skoða smástirnið Didymos og tungl þess, Dimorphos. Þessu verkefni er ætlað að fylgja eftir DART-verkefninu svokallaða þegar geimfari var stýrt á Dimorphos á um 22.500 kílómetra hraða í fyrra.

Markmiðið er að kanna hvort tekist hafi að breyta sporbraut Dimorphos um Didymos og þannig kanna möguleika þess að við mennirnir gætum forðast örlög risaeðlanna, finnist smástirni sem stefnir á jörðina.

Gangi allt eftir, mun Hera koma að Dimorphos fimm árum eftir að Dart lenti þar.

Fréttir ársins 2023 Geimurinn Tunglið Tækni Venus Mars Júpíter Merkúríus

Mest lesið


Fleiri fréttir

Sjá meira


×

Mest lesið