Bild: Getty images

Marcus Wandt: Så gick experimenten i rymden

Forskare står i kö för att få skicka sina experiment till rymdstationen. Astronauterna genomför försöken – eller får själva vara försökskaniner.

Marcus Wandt svävar framför ett aprikos-färgat hörn i en del av rymdstationen där astronauterna äter sin mat. Han håller i en liten plastpåse med färgglada godisägg. Den grå pikétröjan sitter lite egendomligt, och bildar svävande veck kring halsen i stället för att hänga från axlarna. Han petar lite på de översta godisbitarna, och fem stycken svävar iväg innan han fångar en med munnen och samlar ihop de andra med handen.

– Det är ganska kul att äta godis på det här sättet, kommenterar han.

På Youtube finns flera sådana klipp där den senaste svenska rymdfararen, Marcus Wandt, visar glimtar av livet på den internationella rymdstationen ISS, eller svarar på frågor från skolbarn. Det ser avslappnat ut. Det som inte syns är att filmandet av de här små sekvenserna är uppgifter som ingår i ett schema där dagens uppgifter är definierade ner på minutnivå.

Vetenskapliga uppgifter på schemat på ISS

På ISS hade Marcus Wandt sitt schema på en surfplatta som han kunde fästa med kardborre­band på vänster ben för att ha händerna fria. Över schemat fanns en röd linje som långsamt men obevekligt rörde sig fram, minut för minut, för att visa om han var i fas med sina uppgifter. Det kan verka stressigt, men eftersom uppgifterna är så väl uttänkta kändes det oftast väldigt lugnt, har Marcus Wandt berättat i olika sammanhang sedan han återvände till jorden.

Marcus Wandts rymdfärd

Marcus Wandt blev uttagen som reservastronaut av den europeiska rymdorganisationen Esa 2022. När det kommersiella rymdföretaget Axiom Space erbjöd Esa att köpa en plats på deras tredje färd till rymdstationen samlade svenska företag och myndigheter snabbt ihop de anslag som behövdes. Marcus Wandt kunde därmed bli en av de första i sin astronautkull att faktiskt resa till rymden.

Dragonfarkosten skickades upp från Florida, USA, den 18 januari 2024, och landade den 9 februari. Vistelsen blev förlängd med några dagar på grund av dåligt väder på landningsplatsen. Totalt tillbringade Marcus Wandt 18 dagar på ISS.

Under de 18 dagar som Marcus Wandt vistades på rymdstationen var den absolut största kate­gorin i hans schema vetenskapliga uppgifter och teknikdemonstrationer. Människor skickas nämligen inte till rymden bara för att det är häftigt. Många forskare står i kö för att få sina experiment utförda på rymdstationen, och det finns alltid ett antal pågående projekt som behöver hanteras.

Marcus Wandts uppgifter var fördelade på 20 olika projekt. Några av dem var rena tekniktester, som att prata med roboten Cimon – som är tänkt att fungera som sällskap och samtalspartner i rymden – och att köra fjärrstyrda robotar i projektet Surface avatar. I andra projekt var astronauten försökskanin i tester som handlar om hur människor påverkas av förutsättningarna i rymden, till exempel i sömnstudien Sleep in orbit. Åter andra handlade om att själv göra observationer, eller om att underhålla och övervaka experiment. Marcus Wandt bar till exempel med sig stamceller från Uppsala som testas för att se hur deras funktion påverkas av vistelsen i mikrogravitation.

ISS – ett fantastiskt laboratorium

Det är själva läget som gör ISS till ett fantastiskt laboratorium.

Under rymdstationen sveper jordens yta förbi i raketfart. Bokstavligen. För att Marcus Wandt skulle komma dit måste Falconraketen vid uppskjutningen ge Dragon­farkosten en fart på ungefär 28 000 kilometer i timmen, vilket motsvarar en omloppsbana på cirka 400 kilometers höjd.

Med rätt höjd, riktning och fart kan en farkost fortsätta att falla kring jorden i varv på varv. Varje bit av kurvan är tillräckligt flack för att missa horisonten och falla runt på andra sidan globen. Det oavbrutna fallet är anledningen till att rymdfararna känner sig tyngdlösa och flyter omkring mellan väggarna, fastän de inte är särskilt mycket längre från jordens centrum än vi som står på dess yta. Det är det här tillståndet som kallas mikrogravitation.

Ett varv i fritt fall på den höjd där ISS befinner sig tar en och en halv timme. Rymdstationens bana ligger på snedden så att den sveper fram först en bit över norra halvklotet och sedan en bit över det södra.

ISS ska läggas ner 2030

När astronauterna får en stund över går de gärna till det speciella utkiksfönstret, ett burspråk som kallas Cupola. Därifrån kan de se ut över jorden och därifrån tas många tjusiga bilder som de delar med oss på marken. I Cupola utför de också en del viktiga arbetsuppgifter, till exempel observationer av åskväder för projektet Thor-Davis.

Några veckor efter att Marcus Wandt återvände från rymdstationen ordnades ett möte mellan de tre svenska medborgare som har varit i rymden. Den svensk-amerikanska astronauten Jessica Meir, som var på ISS från september 2019 till april 2020, kommenterade att vistelsen väldigt snart blir lite overklig i minnet och känns som en dröm.

Varje enskild astronaut är en flyktig besökare, och gör sin del. Forskningsprojekten har en annan rytm och fortsätter att rulla på medan astronauterna byts av på plats. Forskarna fortsätter att analysera sina data. Efter några år kommer resultaten. Men nu närmar sig slutet för ISS, och forskarna verkar märkbart stressade. De vill få ut så mycket som möjligt av forskningsmiljön innan det är dags att lägga ner rymdstationen omkring år 2030. Efter det vet ingen riktigt vilka resurser som kommer att finnas tillgängliga, även om flera företag jobbar på att anlägga en kommersiell rymdstation.

Åskväder kan vara dramatiska skådespel här på jorden. Men fram tills nyligen har ganska lite varit känt om vad som händer på ovansidan av molnen.
Bild: Getty images

Här är tre av de experiment som Marcus Wandt genomförde på ISS:

Thor-Davis – experiment om åskväder

Danska forskare ligger i framkant när det gäller att utforska de tidigare okända fenomenen ovanför ett åskväder. Där finns blå urladdningar, som ibland skjuter upp som en stråle, och manetliknande fenomen som kallas röda feer. Dessutom kan jonosfären reagera på radiovågor från blixtar och bilda blå disiga kransar som fått namnet älvor. För att ta reda på mer om dessa fenomen har den danska astronauten Andreas Mogensen vid en tidigare vistelse på ISS fotograferat åskväder, inom föregångaren till projektet Thor-Davis.

Olivier Arnaud Chanrion är seniorforskare vid Danmarks tekniska universitet DTU.
Bild: Rosite Suenson

– Astronauterna är entusiastiska över det här, inte minst för att det är roligt att observera åskväder, säger Olivier Arnaud Chanrion vid Danmarks tekniska universitet DTU, som leder Thor-Davis.

Andreas Mogensen var tillbaka på rymdstation – nu som befälhavare – när Marcus Wandt kom dit. Då kunde de bägge nordiska astronauterna samarbeta kring åskstudierna och ta bilder.

Det finns även ett automatiskt observatorium, Asim, som leds från Danmark. Det sitter på ut­sidan av rymdstationen sedan 2018 och observerar den övre atmosfären i optiska våglängder och i röntgen- och gammastrålning. Men för att ta detaljerade bilder behövs människor.

– En astronaut kan rikta kameran mot åsk­vädret. Med en automatisk kamera behövs en större bildvinkel och då skulle vi få lägre upp­lösning, säger Olivier Chanrion.

Den senaste versionen av kameran har två funktioner. I grunden är det en digitalkamera som tar vanliga fotografier. Ovanpå den finns en mindre, röd kamera som arbetar i hög hastighet och som bara registrerar förändringar. Olivier Chanrion visar en film av en hand som vinkar – i en vanlig kamera syns möbler i bakgrunden och handens alla detaljer, men i specialkameran syns bara handens konturer där de flyttar på sig. På så vis får forskarna mer information om snabba förlopp.

De här mystiska manetliknande formerna som kan uppstå ovanför molnen kallas för röda feer.
Bild: NASA / Matthew Dominick

Varje dygn rasar tre eller fyra stora åskväder på jorden. Under astronauternas flygning lägger forskarna på jorden ihop väderprognoser med rymdstationens bana och räknar ut när ISS kommer att befinna sig på rätt plats för att kunna observera ett oväder på jordens nattsida. All kommunikation går sedan via Esa, som sätter ihop astronauternas dagsschema och kommunicerar med rymstationen via kontrollcentret ESOC i Darmstadt.

På det här viset har astronauterna lyckats göra mycket fina observationer, inte minst av de blå urladdningarna ovanför molnen. Andreas Mogensens fotografier från hans första rymdfärd 2015 visade att de var ganska vanliga. Nu finns mycket mer information att analysera, varav tre sådana urladdningar som Marcus Wandt lyckades fånga på sina bilder. Forskarna vill studera dem för att förstå när de uppkommer och hur, och också ta reda på om de har betydelse för klimatet.

Höghastighetskameran har också hjälpt forskarna att förstå de röda feerna bättre.

– Bilderna bekräftar det vi förväntade oss, nämligen att det börjar med en åskurladdning under molnet, och sedan uppstår en röd fe ovanför, säger Olivier Chanrion.

Han visar en film av något som den som lever på molnens undersida aldrig får se med egna ögon: En hel serie röda feer dansar fram över skärmen i snabb följd. Med astronauternas hjälp börjar forskarna förstå tidigare helt okända delar av vädret.

Dragon-kapseln Freedom närmar sig rymdstationen med Marcus Wandt och den övriga besättningen i Axiom-3 ombord.
Bild: NASA / Jasmin M;oghbeli

Bone health – hur påverkas rymdfarares skelett?

Ett av de hälsoproblem som påverkar rymdfarare är att skelettet tappar kalk och blir tunnare och skörare. Det är samma typ av problem som drabbar människor som blir sängliggande. Kanske fungerar det ändå inte exakt likadant, och det kan bero på hur länge man har vistats i rymden. Det är ämnet för en ny studie som heter Bone health och som fick en oväntad rivstart när Marcus Wandt hastigt fick möjlighet att göra sin rymdfärd med företaget Axiom Space.

Jörn Rittweger är professor i rymdfysiologi vid det tyska institutet för flyg- och rymdfart, DLR.
Bild: Privat

– Vi hade bett om att få åtta deltagare i vår studie. Då dök Axiom plötsligt upp och gav oss en möjlighet att få Marcus Want som första försöksperson, säger Jörn Rittweger, professor i rymdfysiologi vid det tyska institutet för flyg- och rymdfart, DLR, som leder studien.

Ombord på rymdstationen fick Marcus Wandt bära en särskild accelerometer i bältet, som fungerar ungefär som en vanlig stegräknare. Den höll koll på hur mycket han rörde sig och därmed belastade skelettet.

Efter landningen reste Marcus Wandt nästan genast till Köln för att göra olika tester. Jörn Rittwegers forskargrupp tog blod- och urinprover för att få kemiska markörer för nedbrytning av benprotein. De testade också Marcus Wandts steglängd och hastighet på ett löpband där han fick gå och springa. Slutligen har forskarna en särskild röntgenmaskin där de konstruerar en tredimensionell bild av skelettet i Marcus Wandts ben.

På jorden simulerar man den försvagning av skelettet som sker i rymden genom att låta människor ligga med huvudet nedåt i en säng som lutar 6 grader. När försökspersonerna får resa sig upp igen efter mellan tre veckor och två månader fortsätter skelettet att försvagas ytterligare i två–tre veckor fastän de nu belastar skelettet som vanligt. Det finns ännu ingen förklaring till det.

Jörn Rittweger ledde också en tidigare studie som löpte från 2015 till 2021. De undersökte då 13 personer som varit på rymdstationen ett halvår eller mer, samt en person som gjort ett kortare besök. De som varit i rymden en längre tid hade inte den fortsatta benförlusten efter att de hade kommit tillbaka. Det hade däremot den som varit på ett kortare besök.

Det är den här gåtan forskarna nu undersöker ytterligare, och därför är de med i den stora tävlingen om att få lite av astronauternas tid.

– I slutet av 2025 har vi förhoppningsvis mätningar från totalt tre personer, säger Jörn Rittweger.

Innan dess kan han inte diskutera de specifika resultaten. Det finns en tumregel som säger att inga resultat på människor i rymden ska offentliggöras innan försök har genomförts med minst två personer.

– Det finns undantag, om vi skulle hitta något som har direkt påverkan på säkerheten och där­med hur vi utformar rymdfärder, säger Jörn Rittweger.

I det här fallet verkar det dock inte finnas några sådana faktorer. Forskarna får ge sig till tåls, och det får även vi som väntar på att få veta hur det går.

Orbital architecture – arkitekturens betydelse för prestationen

Människors prestationsförmåga kan påverkas av omgivningen. Om arkitekturens påverkan kan mätas skulle det kunna ge underlag för att optimera rymdstationer och andra forskningsbaser, där det är viktigt att vara skärpt och prestera.

Michail Magkos är forskar­student vid KTH.
Bild: Salvi Verma

I projektet Orbital architecture undersöker Michail Magkos, forskarstudent vid KTH, om det finns delar av rymdstationen där arbetsmiljön fungerar bättre respektive sämre, något som F&F har skrivit om tidigare. Michail Magkos lät Marcus Wandt bära sensorer som mätte hans stressnivå under olika prestationer, som också poängsattes. Marcus Wandt utförde testerna i olika delar av rymdstationen och vid olika tillfällen.

Vissa av testerna liknar datorspel, och det var viktigt att Marcus Wandt skulle ha tid att träna tillräckligt mycket i förväg så att inte hans resultat skulle förbättras med tiden bara för att han helt enkelt fortsatte att lära sig hur testerna fungerade. En annan osäkerhet var hur den apparat som mäter blodflödet i huvudet skulle fungera i rymden. Men allt har gått bra.

– Det fungerade faktiskt bättre än på jorden, säger Michail Magkos.

Projektet lär ha varit en snackis ombord på rymdstationen under Marcus Wandts vistelse – astronauterna började prata med varandra om hur de uppfattar sin miljö.

En av de saker Michail Magkos har lärt sig av de uppföljande intervjuerna med Marcus Wandt är att det inte känns så trångt och instängd på rymdstationen som man skulle kunna tro. Eftersom de olika delarna av rymdstationen har konstruerats under så lång tid, i olika stilar och med moduler för olika syften, tycker astronauterna att det känns rymligt trots det begränsade utrymmet.

F&F i din mejlbox!

Håll dig uppdaterad med F&F:s nyhetsbrev!

Beställ nyhetsbrev

– Det är något man kan lära sig av för framtida rymdbaser. Det kan ha betydelse att använda flera olika formspråk och inte göra bygget för enhetligt, säger Michalis Magkos.

Marcus Wandt är den första av studiens deltagare som faktiskt var i rymden. En av anledningarna till att just den här studien blev utvald till att genomföras på rymdstationen var att den tidigare har testats i simulerade rymdfärder på jorden. Det finns en anläggning i Utah dit ett universitet i Toulouse varje år skickar en grupp studenter för en vistelse. Första gången försöket gjordes där var i början av 2023. Den andra omgången var samtidigt som Marcus Wandt befann sig i rymden, och nästa är planerad till 2025.

De första resultaten från de markbaserade försöken kommer att publiceras under 2025, men eftersom Marcus Wandt hittills är den enda försökspersonen i rymden kommer det att dröja innan det blir någon publikation av det. Michail Magkos jobbar på ansökningar för att få göra experimentet med en astronaut som vistas i rymden under en längre tid, och att då kunna genomföra det både i början, i mitten och i slutet av vistelsen. Han verkar hoppfull om att få göra det, men det är osäkert när.

Astronauter mäter benhälsa och oväder

Svenskar i rymden

Bild: NASA

Christer Fuglesang
Första svenska astronauten. Den första astronaut från något annat land än USA eller Ryssland som genomfört mer än fyra rymdpromenader.

  • Datum: 2006 12 10–2006 12 22
    • Farkost: Rymdfärjan Discovery
    • Esa-uppdrag: Celsius
    • Viktiga uppgifter: Konstruktionsarbete på rymdstationen ISS
  • Datum: 2009 08 29–2009 09 12
    • Farkost: Rymdfärjan Discovery
    • Esa-uppdrag: Alissé
    • Viktiga uppgifter: Konstruktionsarbete på rymdstationen ISS

Bild: NASA

Jessica Meir
Nasa-astronaut, med både amerikanskt och svenskt medborgarskap. Tillsammans med Christina Koch gjorde hon den första rymdpromenaden med enbart kvinnor.

  • Datum: 2019 09 25–2020 04 17
    • Farkost: Sojuz
    • Viktiga uppgifter: Vetenskap, underhåll av rymdstationen ISS

Bild: ESA

Marcus Wandt
Den första Esa-astronauten på en kommersiell rymdflygning. Besättningen blev med 83 timmar på väg till och från rymdstationen ISS den som tillbringat längst total tid ombord på kapseln Dragon (tillverkad av rymdföretaget Space X).

  • Datum: 2024 01 18–2024 02 09
    • Farkost: Dragon
    • Esa-uppdrag: Muninn
    • Viktiga uppgifter: Vetenskap, teknik- demonstration

Kunskap baserad på vetenskap

Prenumerera på Forskning & Framsteg!

Inlogg på fof.se • Tidning • Arkiv med tidigare nummer

Beställ i dag!

Upptäck F&F:s arkiv!

Se alla utgåvor