5.4 – Oppe over Jordens atmosfære – Observatorier i kredsløb

Luftbårne observatorier, er i stand til at overkomme den atmosfæriske absorption af infrarødt lys, ved at placere teleskoper over den meste af atmosfærens vanddamp. Men at få fuld adgang til hele det elektromagnetiske spektrum, er en anden sag. For at opnå dette, betyder det at man skal helt ud af Jordens atmosfære. I slutningen af 1940’erne, puttede videnskabsfolk ultraviolette (UV) instrumenter i næsen på erobrede tyske V-2 raketter og affyrede dem fra White Sands testområdet i New Mexico, hvor de nåede højder over 100 km. Observationer fra disse instrumenter var nødt til at være korte, fordi tyngdekraften, fik raketterne der bragte instrumenterne op, til at falde ned igen. Det næste logiske skridt, var at sætte astronomiske instrumenter i kredsløb. Den første astronomiske satellit, var den engelske Ariel 1, der blev opsendt i 1962 for at studere Solens UV og røntgenstråling. I dag er der et væld af omkredsende astronomiske teleskoper, der dækker det elektromagnetiske spektrum, fra gammastråling til mikrobølger, men mange flere i planlægningsfasen (se tabel 5.2).

Optiske teleskoper, som for eksempel 2,4-meter Hubble Space Telescope (HST), opererer succesfuldt i en beskeden højde, i det der kaldes for lavt jordkredsløb (Low Earth Orbit – LEO), 600 km over Jordens overflade. Det blev opsendt i 1990, og har været brugt til UV, synligt og infrarød astronomi i mere end to årtier. LEO er også den region, hvor den internationale rumstation (ISS) og mange andre videnskabelige satellitter er i kredsløb. For visse andre satellitter og rumteleskoper, er 600 km ikke langt nok væk. Chandra røntgen observatoriet, NASAs røntgenteleskop, kan ikke tolerere selv det mindste spor af atmosfæren; den kredser om Jorden i mere end 16.000 kms højde. Selv dette er ikke nok for nogle teleskoper. NASAs Spitzer Space Telescope, et infrarødt teleskop, er så følsom, at det skal være helt fri for Jordens egen infrarøde udstråling. Løsningen var at sætte det i et solkredsløb millioner af kilometer efter Jorden. James Webb Space Telescope (JWST), er NASAs erstatning for HST, og vil blive placeret 2,4 millioner kilometer væk fra Jorden, i det der kaldes L₂ Lagrangepunktet, og vil kredse omkring Solen med en fast afstand til både Jorden og Solen.

Omkredsende observatorier, som er placeret over Jordens atmosfære, påvirkes logisk nok ikke af atmosfæriske billedforvrængninger, vejret eller lys nattehimmel. Men rumobservatorier er meget dyrere end jordbaserede observatorier, og mange af disse projekter har haft budgetoverskridelser, der igen fører til forsinkelser. Derudover, kan rumteleskoper være vanskelige eller umulige at reparere. Hubble Space Telescope har krævet flere servicemissioner med rumfærgen, for at installere optik der skulle kompensere for fejl i spejlet, samt erstatte svigtende dele og installere forbedrede instrumenter, men sådanne missioner er ikke mulige for andre observatorier, der befinder sig i højere baner. Jordbaserede teleskoper, der ligger på selv de mest afsides beliggende bjergtoppe (med undtagelse af Antarktis), kan modtage forsendelser af reservedele i løbet af et par dage; det kan rumteleskoper ikke. Selvfølgelig kan nogle bølgelængder kun observeres fra rummet, men spørgsmål omkring omkostninger og reparationer, er grunden til at jordbaserede observatorier stadig er meget mere udbredte.

Næste afsnit →