Hur kol, livets viktigaste byggsten, hamnar i atmosfären

Kol anses vara själva "ryggraden" för det liv vi har här på jorden. När forskarna letar efter liv i universum söker man oftast efter just kol. En av de viktigaste förutsättningarna för liv på en planet är att planeten har en lagom tät atmosfär som ser till att hålla planeten lagom varm och samtidigt skyddar planeten från skadlig strålning från den stjärna som planeten kretsar kring. Vår jord har just en sådan skyddande atmosfär. Den består av framförallt kväve och syre, men också av koldioxid. Även om andelen koldioxid i atmosfären endast uppgår till delar av en promille så är det sannolikt av allra största betydelse för liv på jorden. Det viktiga är dock att ha lagom mängd koldioxid i atmosfären. Annars kan det gå som för Venus och Mars.

Hur har vi då fått koldioxid i vår atmosfär. Jo genom den s.k kolcykeln sker en ständig omsättning av kol mellan biosfär, geosfär, hydrosfär och atmosfär. Det är alltså en kombination av biologiska och geologiska processer samt mänsklig påverkan i form av förbränning av organiskt material som förser atmosfären med kol. Om vi här bortser från biologin och mänsklig påverkan och tittar lite på geologin så beskrivs i en färsk forskningsrapport hur kol tillförs atmosfären från underjorden så att säga.

Till skillnad från t.ex Venus och Mars atmosfärer, som till mer än 95% består av koldioxid, är vår atmosfär relativt koldioxidfattig. Venus lider av ett extremt växthusklimat eftersom koldioxid förhindrar värme att komma ut i rymden. Det innebär att planeten har en yttemperatur på över 400 grader Celcius. Mars har en tunn atmosfär som i huvudsak består av koldioxid. Tabellen nedan visar lite atmosfärfakta. Förutom skillnader i andelen koldioxid i atmosfären kan man också notera den stora skillnaden i atmosfärtryck. Venus har mer än 90 gånger större tryck än jorden!

På jorden däremot är det mesta av kolet bundet i sedimentära bergarter såsom kalksten. När material från jordmanteln smälter till magma fångas en del av detta kol in. När sedan magman rör sig uppåt jordytan vid t.ex ett vulkanutbrott minskar trycket på magman och kolet frigörs som gas. Koldioxid förs därmed till vår atmosfär. Denna process har varit känd länge. Däremot har viss oklarhet rått kring motsvarande process på andra planeter och på månar. I forskningsrapporten har forskarna nu klarlagt hur det sannolikt går till.

Kolet binds lite annorlunda i magman i dessa himlakroppar och frigörs i planeternas atmosfärer som kolmonoxid eller metangas. Skillnaden mellan jorden och t.ex Mars eller vår måne är mängden fritt syre. Jorden har betydligt större andel fritt syre i jordmanteln. Denna skillnad innebär en helt annorlunda utveckling på jorden än på Mars. Det fick till följd att Mars en gång i tiden hade aktiva vulkaner som sprutade ut en stor mängd metangas i Marsatmosfären. Eftersom metangas har en mycket kraftigare växthuseffekt än koldioxid kunde även en relativt tunn atmosfär ge planeten ett skyddande lager som höll planetytan varm. Mars var betydligt varmare än idag vilket gjorde att planeten kunde behålla stora mängder flytande vatten. I det skedet av planetens historia kan liv ha uppstått. Det är spår av eventuellt liv från denna tid som rymdsonder och Marsfordon nu söker efter.

Bild av den röda planeten Mars, en idag torr planet (Bildkälla: NASA)

Riskerar Keplerteleskopet att haverera inom kort?

Det har varit ganska klent med nya exoplanetfynd i år. Trenden pekade för några år sedan på en närmast explosionsartad utveckling vad gäller antal identifierade exoplaneter. Under 2012 upptäcktes betydligt färre exoplaneter än under 2011 och 2013 ser nästan ännu sämre ut. Med tanke på att ett flertal forskningsrapporter uppger att det finns miljarder planeter därute så kan man ju tycka att t.ex Keplerteleskopet borde hitta fler och fler ju längre observationstid teleskopet får. NASA har ju beslutat förlänga Keplerprojektet till minst 2016 i syfte att just observera stjärnor under ett flertal år så att planeter "hinner" passera solskivan på dessa stjärnor minst 3-4 gånger. Detta för att eventuellt upptäcka några jordkopior.

Varför får vi då inga rapporter om nya exoplanetfynd från Kepler? Frågan är om inte teleskopet har större tekniska problem än vad som hittills rapporterats. Ett teleskop som Kepler, som studerar en ganska liten sektor av vår stjärnhimmel, stabiliseras med hjälp av fyra stycken s.k "reaction wheels". Dessa "hjul" ser till att rikta teleskopet exakt rätt över en lång tidsperiod. Utan denna positioneringshjälp börjar teleskopet att wobbla och kan då inte observera stjärnor. Ett av dessa reaction wheels slutade att fungera under 2012, men teleskopet fungerar fortfarande utmärkt med tre hjul. Under de senaste månaderna har ytterligare ett av hjulen börjat visa på friktionsproblem. Trots att teleskopet satts i viloläge under kortare perioder för att försöka komma till rätta med problemet har det inte hjälpt. Om dessa problem accentueras riskerar även detta hjul att sluta fungera. Med de återstående två hjulen kan teleskopet fortfarande göra observationer, men inte alls så som det var tänkt.

Illustration av Keplerteleskopet (Bildkälla: NASA)

Dessa "reaction wheels" är relativt små mekaniska detaljer som används i många rymdsonder och rymdteleskop. Det känns ju lite surt om dessa synnerligen högteknologiska projekt som ofta kostar miljardbelopp får avbrytas i förtid på grund av ett sådant relativt simpelt tekniskt problem. Det här är väl en av de stora nackdelarna med rymdteleskop kontra jordbaserade teleskop. Ett teleskop på jorden kan alltid repareras och successivt uppgraderas medan man för det mesta måste få allt att fungera med detsamma med ett rymdteleskop. Det går visserligen att reparera även rymdteleskop, men det kräver (åtminstone i dagsläget) att de kretsar runt jorden så att de kan nås av "reparatörastronauter". Hubbleteleskopet är ju ett exempel på ett teleskop som reparerats några gånger. Keplerteleskopet kretsar ungefär i jordens bana kring solen, lite bakom jorden så att säga. Teleskopet har dessutom en något längre omloppstid, 372,5 dagar, vilket medför att den successivt halkar efter jorden. Motivet för denna omloppsbana är att teleskopet ska undvika att få solen eller månen i vägen för observerandet.

Keplerteleskopets omloppsbana runt solen (Bildkälla: NASA)

SpaceflightNow beskriver problemen mer i detalj i en artikel på sin websida.

En motvillig användare av sociala medier reflekterar

Jag har med viss fascination följt, och också högst aktivt deltagit i, det här med kommunikation medelst diverse sociala medier. För egen del driver jag ju den här bloggen och har dessutom varit en ganska aktiv twittrare. Utöver det har jag ett LinkedIn-konto. Bloggandet för min del handlar mest om nyhetsförmedling, vilket jag lika gärna kunde gjort via en mer traditionell websida. Att jag bloggar istället för att hantera en websida är att jag inbillat mig att det är lättare rent tekniskt. Man är ju ingen dataprogrammerare direkt. Mitt twittrande handlar till 99% om att meddela att det dykt upp en artikel på min blogg. Mitt konto på LinkedIn, som jag öppnade för 6-7 år sedan, torde vara en av det mediets mer inaktiva. Man ska aldrig säga aldrig, men sannolikheten för att jag öppnar ett Facebook-konto är närmast obefintligt. Jag anser mig helt enkelt vara en något motvillig användare av sociala medier.

Sociala medier kommer sannolikt att utvecklas alltmer i framtiden och slå ut en hel del s.k traditionell massmedia. Många bloggar är riktigt heltäckande när det gäller nyhetsförmedling. Många twitterflöden ger tillgång till snabb och utförlig information om viktiga händelser i vår omvärld. Det är helt enkelt lätt att hänga med i vad som händer i t.ex astronomins värld, åtminstone på ett övergripande plan. Det har också dykt upp en hel del intressanta appar till surfplattor och mobiltelefoner som enkelt och elegant bygger ihop en slags "tidskrift" av alla de Twittermeddelanden som man får via sina kontakter. Appen Flipboard är ett bra exempel på en sådan app. Genom Flipboard får man en fantastiskt bra överblick över vad som händer inom de intresseområden man råkar ha. Detta under förutsättning att man inte följer hundratals eller tusentals twitterflöden. Då blir det mer av ett organiserat kaos. Faktum är att Twitter tyvärr ganska ofta ger intryck av att vara något av ett kaos.

Twitter, och även LinkedIn, tycks alltmer bli någon slags vuxen-Facebook. Det verkar på många håll vara lite av en tävling i att samla följare och kontakter. Den som har flest följare/kontakter har vunnit. Själv har jag efter mer än ett år och över 700 Twittermeddelanden lyckats samla hela 37 stycken följare! På LinkedIn har jag sisådär 40 kompisar. 37 följare på Twitter är inte direkt imponerande, men "jag är inte bitter" som Robert Gustafsson skulle ha sagt. Eller för att citera en annan kändis, skidåkaren Per Elofsson: "Det är bara att bryta ihop och komma igen". Eller inte! För min del är det dags att lägga ner twittrandet och ägna tiden åt något vettigare. Det finns ingen anledning att fortsätta twittra för min del.

Det ska erkännas att mitt twittrande inte varit särskilt engagerat. Det har som sagt i stort sett handlat om att meddela min omvärld (37 pers) om att jag skrivit någon insiktsfull artikel och att erbjuda en länk till bloggen. Själv har jag som mest följt ca 70 twittrare och har haft all möda i världen att hålla mig någotsånär uppdaterad kring det dom skriver om. Jag har nu avbokat en dryg tredjedel av dessa för att fokusera på de jag verkligen är intresserad av. Andra på Twitter tycks ha andra strategier. Det verkar finnas någon slags artighetsprincip där vissa på Twitter automatiskt följer den som följer dig. Så har du 1.000 följare så riskerar du att själv följa 1.000 twitterflöden. Hur kul är det?  En av de som följer mig har ca 65.000 följare. Själv följer han 39.000 andra twittrare! Bland mina twitterkontakter är han i solklar ledning i denna Twittertävling. Undrar just varför han följer mig?!

Av mina 37 följare är det nog bara en handfull som verkligen följer mig. Antalet länkningar från Twitter till min blogg är nämligen nästan obefintligt. Om man får tro bloggstatistiken så hittar ca 95% av besökarna på denna blogg hit via sökningar på Google och övriga via någon länk från en annan blogg eller websida. Tack vare att Rymdsondsbloggens inlägg numera emellanåt hamnar ganska högt på Googles söksidor så har antalet besök på bloggen successivt ökat, vilket ju är trevligt. Trots att bloggen går hyfsat bra så kommer jag så småningom att utveckla en eller flera mer professionella och flexibla websidor och där skriva mer utförligt om rymdsonder och exoplaneter. En websida om exoplaneter är redan under utveckling och publiceras i sommar någon gång.

Månne är jag lite motvalls kärring, men en rätt nöjd sådan efter att ha tagit det "tunga" beslutet om att sluta twittra. Däremot ska jag med intresse fortsätta följa mina 40-50 twitterflöden och hålla mig uppdaterad om allt det spännande som händer i rymdsondernas och exoplaneternas värld. Jag tror nämligen att, rätt använt, så kan Twitter trots allt fylla en viktig funktion.

Solen kanske börjar vakna till liv?!

Solen har en 11-årig cykel med mer eller mindre solaktivitet. Vi förmodas vara inne i en period med hög solaktivitet just nu, men solen har varit väldigt lugn och stilla under de senaste månaderna. Igår noterades dock årets hittills kraftigaste solutbrott, en rejäl koronamassutkastning som dessutom var riktad mot jorden. Solen skickade iväg en mycket stor mängd solpartiklar ut i rymden och dessa beräknas nå jordatmosfären under helgen. Utbrottet var dock inte av det allra kraftigaste slaget.

På Rymdväder kan vi läsa i detalj om det här utbrottet. Det finns en risk för att utbrottet innebär en relativt kraftig geomagnetisk storm. Som Rymdväder skriver är dessa utbrott dock lite oberäkneliga.

Rejäl koronamassutkastning från solen (Bildkälla: NASA)

Ett ismoln över Saturnusmånen Titans sydpol

Rymdsonden Cassini har ägnat en hel del tid till att studera Saturnus stora måne Titan. Likt jorden har denna måne tydliga årstider och nu börjar det dra ihop sig mot kallare tider på södra halvklotet. Ett stort ismoln har för första gången observerats nära sydpolen på Titan, vilket indikerar att vintern är på väg. Motsvarande ismoln har tidigare observerats över nordpolen, men detta håller sakta men säkert på att upplösas. Molnet skapas genom luftcirkulation mellan polerna på Titan. Varm luft rör sig från en pol till den andra, kyls ner och sjunker ner till de lägre atmosfärlagren där ismoln bildas.

Det södra ismolnet (Bildkälla: NASA)

Satsningar och besparingar i NASA-budgeten för 2014

Presidentens budgetförslag
Igår lade president Obama fram sitt budgetförslag för 2014. Det är första steget i en budgetprocess som är ganska komplicerad och som förhoppningsvis någon gång i slutet av året leder fram till en budget som antas av kongressens två kammare, senaten och representanthuset. Obamaadministrationens budgetförslag ska nu beredas i ett antal kommittér i senaten och representanthuset och efter en hel del kompromissande så landar det i en färdig budget för NASA och för övrig statlig verksamhet. Faktum är att NASA:s budget för 2013 inte är helt beslutad trots att vi nu är inne i mitten av april! Eftersom kongressen inte lyckades enas kring en budget för 2013 utlöstes automatiska besparingar som drabbar alla samhällssektorer, inklusive rymdfart i NASA:s regi. Det innebär att 2013 års budget för NASA automatiskt reducerades från 17,9 miljarder dollar till 16,6 miljarder dollar. Dessutom kan NASA komma att omdisponera en del budgetmedel mellan sina olika programområden. Arbete pågår med slutlig fördelning av budgetmedel till vissa områden i NASA-budgeten.

Ett område som riskerar att drabbas hårt av besparingar är "Planetary Sciences", som huvudsakligen handlar om utforskning av vårt solsystem med rymdsonder. Obamaadministrationen reducerade budgeten 2013 för detta område med drygt 300 miljoner dollar till ca 1.200 miljoner dollar. Kongressen beslutade dock att tillföra mer pengar, +200 miljoner dollar, till området efter omfattande lobbyverksamhet från bl a Planetary Society och andra forskare. Glädjen över detta beslut hos Planetary Society kan dock bli kortvarig. Nu befarar många forskare att NASA likväl omdisponerar just dessa pengar till bl a utveckling av kommersiell rymdfart. "Planetary Sciences" drabbas dessutom återigen av besparingar i budgetförslaget för 2014.

Vilka förändringar är att vänta?
Hur ser då budgetförslaget för 2014 ut? Bortsett från budgetproblemen inom Planetary Sciences är det inga stora budgetförändringar som sker jämfört med 2012-2013. Totalt uppgår NASA-budgeten till 17,7 miljarder dollar, vilket är ca 0,2 miljarder mindre än 2013 års budget (före den automatiska budgetnedskärningen). Även för 2014 kommer en automatisk budgetnedskärning att ske om inte kongressen tar sig samman och enas om den samlade amerikanska statsbudgeten. Det kan alltså innebära att NASA "bara" har lite drygt 16 miljarder dollar till sitt förfogande, vilket med dagens dollarkurs motsvarar 106 miljarder svenska kronor. Mycket pengar men ändå en relativt liten andel av den totala amerikanska statsbudgeten. NASA:s andel av den samlade budgeten är knappt en halv procent. De samlade budgetutgifterna i den amerikanska statsbudgeten uppgår nämligen till 3.778 miljarder dollar. Beräknade inkomster i budgeten uppgår till 3.034 miljarder och budgetunderskottet därmed till astronomiska 744 miljarder! Med tanke på det statsfinansiella läget i USA är det inte konstigt att även NASA får en reducerad budgetram.

Rymdsondsprojekt
Den stora grejen i budgetförslaget för NASA är annars projektet som går ut på att fånga in en asteroid (läs min artikel från i söndags HÄR). Det har fått en hel del massmedial uppmärksamhet, t o m i svenska medier. Asteroidprojektet var inget som NASA ursprungligen hade med i sina planer utan det bygger på en vision som Obama uttalat om att USA ska sända en bemannad rymdsond till en asteroid senast 2025 och därefter till Mars kring 2030. Man kan väl säga att NASA har rationaliserat den projektidén till detta mer hanterliga asteroidfångarprojekt. Det vetenskapliga värdet av projektet har diskuterats en hel del bland forskare. Lite cool är det dock.

NASA:s konceptbild på "asteroidfångaren" (Bildkälla: NASA)

NASA vill också öka satsningarna på kommersiell rymdfart. Målsättningen är att senast 2017 ha "reguljära" flygningar från USA av astronauter och material till den Internationella rymdstationen ISS. Under 2013-2014 planeras ett flertal transporter av material till rymdstationen med hjälp av amerikanska rymdbolag. Förutom SpaceX, som redan är i gång med transporterna, kommer nu också Orbital Sciences att genomföra rymdfärder till ISS. Dessutom återupptar USA produktionen av Plutonium-238, som behövs som drivmedel vid rymdsondsprojekt till de yttre delarna av solsystemet.

Vad gäller rymdsonder i övrigt så gäller de tidigare planerna för Marssonder, Marsfordon m.fl. Rymdsonden MAVEN (Marssond) sänds upp i november i år och rymdsonden LADEE (månsond) kanske redan i augusti i år. Rymdsonderna Osiris-REx (asteroidprojekt) och InSight (Marsprojekt) planeras sändas upp 2016. Ännu ett Marsfordon, som jag skrivit om tidigare här i bloggen, sänds upp 2020. Arbetet med James Webb-teleskopet fortsätter också planenligt med planerad uppskjutning av teleskopet i oktober 2018. Dessutom, vilket man inte får glömma, finansieras fortsatt drift av de 20-tal rymdsonder och rymdteleskop som just nu observerar solen, planeterna, månarna m.m.

Kommentar
Det är utan tvekan en fortsatt stark budget som NASA har att hantera 2014 om nu kongressens båda kammare kan komma överens och fastställa budgeten. Även om delar av forskarsamfundet tycks vara djupt kritiska till budgetnedskärningarna inom framförallt planetutforskning, så driver NASA ett stort antal intressanta rymdsondsprojekt. Min personliga åsikt är att forskarna lider av visst tunnelseende och tycks vara omedvetna om den statsfinansiella situationen i USA. Trots en hel del besparingar och dessutom betydande skattehöjningar kvarstår ett gigantiskt budgetunderskott i den amerikanska statsbudgeten. Nu finns dock en plan på hur underskottet långsiktigt ska reduceras. Även för rymdentusiaster borde det vara svårt att tycka att en större andel av budgeten ska gå till satsningar på nya dyra rymdprojekt och inte till hälso- och sjukvård och andra mer grundläggande välfärdsområden. Även om rymdsatsningar har en hel del s.k dynamiska effekter på den samhällsekonomiska utvecklingen så känns det som anslagsnivån i NASA-budgeten är högst rimlig.

Det regnar från Saturnusringarna

En ny forskningsstudie, som bygger på observationer som gjorts med hjälp av Keckteleskopet på Hawaii, visar att det "regnar" laddade vattenpartiklar från Saturnusringarna ner i Saturnus atmosfär. Dessa partiklar påverkar planetens klimat. Regnet faller ner och bildar ett flertal mörka band som indikerar att jonosfären förmörkas av vattnet. NASA kommer att studera detta fenomen ytterligare med hjälp av instrument på rymdsonden Cassini.

Illustration av vattenpartiklar som faller mot planeten (Bildkälla: NASA)

Populär Astronomi beskriver på sin websida hur regnet skapar ett slags mönster i Saturnusatmosfären. I artikeln intervjuas också en av forskarna i det team som gjort upptäckten.