Pontus C. Brandt har varit en del av rymdmissionen Juice sedan 2009, ett arbete han beskriver har varit lite som att komma hem. År 2000 lämnade han Institutet för rymdfysik i Kiruna med en doktorsexamen i rymdplasmafysik för att i stället fortsätta sin forskarkarriär vid The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i USA.
När hans tidigare handledare Stas Barabash, som leder arbetet med det svenska paketet PEP, hörde av sig med frågan om att ansvara för utvecklingen av de två amerikanska sensorerna var det ingen tvekan om saken. En stark vilja att ständigt upptäcka vad som finns bakom nästa krön menar Pontus C. Brandt är det som driver honom.
Ni har just slutfört en intensiv testperiod av PEP – hur har testerna gått?
Det stora momentet med dessa tester är att successivt stega upp högspänningen i instrumenten. Man måste vänta en månad, ibland flera, för att all gas från satelliten ska försvinna, annars kan det leda till skadliga urladdningar i instrumenten. Men testerna var inte så värst spännande, vilket i detta fall är positivt! Sensorerna funkade precis som vi hoppats på och förväntat oss.
Jag var lite nervös över hur väl högspänningsfenorna på en av sensorerna skulle prestera, eftersom det utan dem blir svårt att få några bra bilder. Strålningen vid Jupiter är extremt hög och man måste vara väldigt försiktig med att inte skapa elektriska urladdningar över fenorna. Men högspänningen betedde sig mycket väl och filtrerade bort de laddade partiklarna precis som tänkt.
Vad är det ni har testat?
Framför allt har vi kollat att instrumenten mäter rätt saker på rätt sätt. Vi har gjort stegvisa lågspännings- och högspänningstester av detektorerna inuti sensorerna för att slutligen kunna mäta solvinden mellan Jorden och Jupiter. Just i denna region har det ännu inte gjorts några större mätningar av solvinden, vilket gör det extra intressant att kolla närmare på hur den uppför sig här. Särskilt vad gäller de så kallade koronamassutkastningarna som solen spottar ur sig.
Vi har även undersökt en av sensorernas högspänningsfenor som gör det möjligt att filtrera bort laddade elektroner och joner, vilket är nödvändigt för att instrumentet ska kunna mäta de så kallade energirika neutrala atomerna (ENA).
Du har varit med och utvecklat två av sensorerna på PEP – vad hoppas du att de ska bidra med för ny kunskap?
Med hjälp av PEP-instrumentet kommer vi kunna studera hur de neutrala och laddade partiklarna som finns i Jupiters magnetosfär, samt kring Jupiters månar beter sig. Här ska JoEE (Jovian Energetic Electrons) och JENI (Jovian Energetic Neutrals and Ions), som vi kallar sensorerna, särskilt mäta de höga partikelenergierna.
Med hjälp av JENI hoppas vi till exempel kunna ta bilder av det gasmoln som Jupiters måne Europa lämnar efter sig i sin bana. Ingen har hittills lyckats fånga detta fenomen i detalj på bild, och vi har mycket lite information om hur molnet faktiskt uppstår – om gasen kommer från partikelbombardemang eller månens möjliga gejsrar.
JoEE, som en är en typ av elektronspektometer, har till uppgift att undersöka hur Jupiters extremt kraftfulla strålningsbälten både skapas och ter sig. Dessa består av elektroner som på något mystiskt sätt accelereras upp till ultra relativistiska energier, vilket gör Jupiter till den mest extrema strålningsmiljön i hela solsystemet.
Något du är särskilt nyfiken på?
Vad de jättelika plasma-explosionerna som ofta sker i svansen av Jupiters magnetosfär beror på. Det är enorma moln, många gånger större än Jupiter själv, med en temperatur på upp till tio miljoner grader och som inom loppet av ett par timmar skapas av kraften i Jupiters magnetfält. Explosionerna verkar ske periodiskt, men hur och exakt varför de uppstår är fortfarande något av ett mysterium för oss.
Ett av de kommande hållpunkterna för Juice är dess förbiflygningar runt jorden och månen – när sker dessa?
Den första förbiflygningen ska ske i slutet av augusti 2024. Då kommer vi att slå på instrumenten igen för att kolla att mätningarna funkar som de ska. Den miljön känner vi till sedan tidigare och är därför bra att kalibrera mot.
Sedan hoppas vi också kunna återupptäcka ENA-signalen från månen, som uppstår när solvinden med sina strömmar av partiklar studsar mot månytan och skapar snabba atomer i rymden, så kallade energirika neutrala atomer (ENA). Genom att studera dessa atomer kan man få en bild av både ytans egenskaper och hur solvinden och annan elektriskt laddad gas nära ytan beter sig.
Varför gör man dessa förbiflygningar?
Kort och gott för att raketen är för liten. Vi behöver ge den ytterligare hastighet och kraft nog att ta sig hela vägen till Jupiter, vilket då sker genom att Jorden och senare även Venus i sina omloppsbanor slungar satelliten vidare utåt med hög hastighet. Det är det som delvis gör att resan tar hela åtta år.
Vid sidan om Juice-projektet driver du även ett annat projekt om interstellär sond – kan du berätta mer om det?
För cirka fem år sedan hörde NASA av sig med frågan om vi kunde undersöka förutsättningarna för en rymdsond med möjlighet att nå det interstellära mediet, vilket är den materia som finns mellan stjärnorna i vår galax, utanför heliosfären.
Missionen kommer i så fall ta sig mycket längre än vad både Voyager 1 och 2 hittills har gjort.
Målet är att den ska kunna samla in så pass mycket information för oss att få en helhetsbild över hur vår bana, genom hela galaxen, har påverkat utvecklingen av solsystemet och heliosfären. Vi hoppas också att den ska göra det möjligt för oss att för första gången ta en bild av heliosfären utifrån.
Och när kan vi se fram emot denna uppsändning?
Om vi får GO har vi ett uppsändningsfönster mellan 2036 och 2042, då kan sonden lämna solsystemet med en rekordhastighet av ungefär 33 km/s.
Missionen kommer att representera det första historiska steget i rymdutforskning då vi lämnade solsystemet för att börja utforska galaxen. Ungefär som i Harry Martinsons välkända epos Aniara, fast utan besättning förstås.
