Men
Marcus, har vi tillräckligt med material nu så du kan klippa ihop det här?
Titt avsnitt?
Då hoppas jag.
Men vi har inget lillintro.
Jag gav dig precis lillintrot.
Idag ska vi prata om rymdhissar,
hållfasthet och material.
Jättespännande!
För några avsnitt sedan så pratade vi om att resa långt i rymden.
Och att personerna som åker då behöver vara i någon slags dvala eller nedfrysta.
Eller kanske till och med uppladdade i molnet.
För att de ska klara av den långa resan till sin destination som ligger hundra eller tusentals ljusår bort.
Men hur är det då med skeppet?
Hur håller rymdskeppet på en resa genom universum?
Tittar vi på bilar och båtar eller gamla cyklar så vet vi att fordon här på jorden går åt med tiden.
Men förhållandena i rymden är ju annorlunda.
Där det inte finns väder och vind,
fast där finns istället en hel del annat som tär på materialet.
Ja,
och om vi ska bygga en hiss till rymden,
då behöver vi inte bara ett hållbart material.
Vi behöver mycket av det hållbara materialet,
för rymden ligger en bit bort.
Det här måste vi reda ut.
Jag heter Susanna Levenhaupt.
Jag heter Marcus Pettersson.
Och du lyssnar på
Har vi åkt till Mars än?
Ja,
vi börjar med rymdhissen.
Och vi börjar enkelt.
Marcus,
vad är en rymdhiss?
Jo,
det är ju en hiss till rymden,
såklart.
Så här.
På jorden har vi vår bas,
eller vår hamn,
eller vad vi väljer att kalla den.
Från den så går det sen ett rep av något slag ut till vår rymdhamn.
Som en rymdstation ungefär,
som vi lägger i geostationär bana.
Och sen,
för att den ska hålla sig där och bli stabil och så,
så får vi liksom låta repet fortsätta en bra bit till ut i rymden med någon slags an...
i änden som en motvikt till jordens gravitation.
Sen bygger vi lite olika baser längs med repet och så har vi som vagnar eller hisskorgar där vi skickar upp och ner vårt material eller personal.
Alltså,
du får det att låta så enkelt.
Men håller den då?
Och kan vi ens bygga det?
Det vet väl inte jag.
Men
Gunnar Tibort vet.
Han är universitetslektor i rymdteknik på KTH och...
Och han jobbar med hållfasthetslära för byggkonstruktioner.
Perfekt för oss!
Gunnar,
berätta om rymdhissen.
Det är en lång struktur som når väldigt högt upp i rymden.
Den vanligaste idén är att man ska kunna nå det som kallas för geostationärbana.
Om man tänker runt i kvartalen och placerar en satellit där,
då har den samma omloppstid runt jorden som jorden har runt sin egen axel.
Så att den kommer se ut som den står stilla ovanför samma punkt på jordytan.
Och där ligger ungefär samma höjd över jordytan som jordens omkrets.
Vilket är väldigt högt.
36 000 kilometer.
Så att idén med rymdhissen är att kunna färdas utan raketer upp till de banor man vill nå.
Och idén är också att man ska kunna frakta massa material fort.
Det har varit idéer om att man ska kunna ta ner astronauter för att det skulle bli något problem,
några räddningsaktioner.
Och det kanske har varit aktuellt nu eftersom det är två som har fastnat på den här rymdstationen och fick vara där ett halvår längre än vad det var tänkt.
För att en av tillverkarnas återinträdesfarkoster hade problem.
Men jag tänker så här,
om man skulle förklara det för studenterna så skulle man tänka nästan att rymdhyssen fungerar ungefär som en släggkastare.
Man har jorden som själva släggkastan och sen har man släggan,
linan och sen den här kulan längst ut.
Så att när släggkastan snurrar så sträcks linan och sen har man den här motvikten som håller linan sträckt.
Ungefär så.
Så att bortom den här höjden,
36 000 kilometer,
så måste man förlänga linan och ha en motvikt där.
För att den inte ska ramla ner så behövs det något som drar den ut?
Exakt.
För att linan ska kunna hållas sträckt.
Ska det vara då som en rymdstation?
Längst ut,
där den liksom kulan på släggkastarens...
Det har förutslagits.
Man vill inte bara placera en massa död massa där.
Det är väl praktiskt att ha som ett stort rymdhotell längre ut så att man kan utnyttja det.
Och beroende på storleken på planeten och avstånden och så vidare,
det styr ju också hur lång den här extra delen måste vara.
Men man kan ju laborera då med...
Vikten på det här hotellet eller motvikten?
Vi behöver bygga ett långt rep.
Kan vi bygga ett långt rep idag?
Det är lite svårt med de materialen som finns.
Tyndkraften på jorden är ganska stark.
Eftersom den kraften som repet kommer att utsättas för är beroende av dess massa.
Men det beror också på massan på den motvikten som är där.
Men om man tittar på de styrkorna,
vilken belastning går repen av?
För olika material idag så är det typiskt väldigt exotiska märkt material som kevlar och...
Dynema och de som används i olika sammanhang.
Dynema används till exempel i fiskelinor.
Det har en densitet som är lägre än vatten,
för det flyter.
Kevlar har använts länge i olika sammanhang,
som förstärkningar av kolfiber,
skottsäkra västar och så vidare.
Men de räcker inte till.
Man behöver nå de här materialen som är kolfiber eller kolnonotuber,
carbononotuber,
för att...
För att egentligen så behövs det en styrka som är tio gånger högre än de här materialen som vi har idag.
Och inte då öka i vikt.
Och hittills då har man,
jag tror att 2013 så tillverkar man en...
halv meter lång kol-nanotub.
Och sen dess har man inte tillverkat någon som är längre.
Och sen så ska man ju nå den här geostationär bana och sen lite till så kanske det är två jordomkretsar som krävs i längd för att nå dit.
Så det finns utmaningar.
Det är som de säger att om vi hade gjort det på månen eller på mars som är mycket mindre.
Så hade det gått med de materialen som vi har från ett rent styrkeperspektiv.
Alltså om du byggde en hiss på Mars så skulle du kunna bygga den av kevlar eller fiskelina?
Ja,
då skulle man kunna klara de materialen som vi har idag.
Så de är tillräckligt starka och tillräckligt lätta.
Jag tänker att det inte bara är själva linan som konstruktion som behöver ha en god hållfasthet.
Det måste ju finnas någon form av mekanism som forslar upp.
Om man tittar på en stålvajer som vi kallar det så är det inte en enda vajer utan den består av många små linor som är tvinnade.
Så den designen som man har haft för rymdisen är att det är som ett yttre vävt skal.
Det ser nästan ut som den här typen av värdering man har när man köper flaskor på systembolaget.
Diamantformade grejen.
Så är själva röret om man säger så.
Och där inne har man själva hissen.
Och där kan man ha en lina som hissen klättrar på.
Men den linan kan man stötta vid jämna intervall.
Så den behöver inte vara samma material.
Om den är här kan man ha en liten plattform.
Hissen går dit.
Och sen så har man den lin.
Så den kan man ju uppdela i styckvis.
Eftersom man måste ha en elektrisk försörjning med elkablar och så vidare sannolikt.
Och de är ju typiskt,
det kanske är någon koppartråd och någon isolering på det.
De kommer inte ha samma styrka.
Så det är olika delar.
Så det yttre materialet och det är också...
Det får ju vara vävt på ett sådant sätt så att om en lina av alla de här som finns för rymdhissen går av så ska inte hela rymdhissen kollapsa eller bara försvinna.
Men ser hissen likadan ut från botten till toppen eller ändrar man material utifrån vilken omgivning man har på vägen?
Man kan ju ändra det men ganska snart när man börjar klättra så kommer man ju hamna i...
Väldigt lågt lufttryck.
Vi vet ju redan från bergsklättrar att man behöver ha sygas när man ska klättra på väldigt höga berg.
Så den måste ju tåla rymdmiljö.
Så jag tänker mig mer att det är som en...
Den miljön som astronauter sitter i när de åker upp till rymdstationen.
Det här är ju mycket,
mycket högre än rymdstationen.
Så det behövs ju då livsuppehållande system och sånt om det är bemannat.
Om det är så att säga robotar och andra grejer så kan man ju ha andra krav.
De högsta kraven är om det måste vara bemannat.
Men sen så är det ju så att eftersom påfrestningen blir lägst vid botten så kan man ju ha en rymdhiss som inte har samma diameter i själva strukturen utan man kan ha en...
En minskande så att den är tjockare och kraftigare vid botten.
Och sen så minskar den.
Ju högre upp man kommer desto mer belastningen blir något mindre.
Vi har byggt vår rymdhiss nu.
Men om jag ska skicka upp...
Vi struntar i människor så vi behöver inga sådana grejer.
Men jag ska skicka upp eller ner stenar eller material.
Och hela tanken med rymdhissen är ju att det ska vara en ekonomisk...
Alltså att vi ska slippa skicka raketer upp och ner.
Men det tar ju ganska mycket energi att skicka upp någonting så långt.
Ja,
jag ser framför mig att det är någon elförsörjning om man har eldrift.
Och det kommer ju krävas väldigt mycket energi.
Många kilowattimmar för att lyfta en,
säg att man har kanske ett ton hela vägen upp till just stationärbana.
Man kan ju ganska enkelt räkna med 36
000 kilometer.
Vilken hastighet den...
Hissen måste färdas med för att man inte ska vänta för länge.
Om du skulle köra bil 36
000 kilometer.
Det är väl typ vad någon som kör bil väldigt mycket kör på ett helt år.
Om man skulle köra 100 km i timmen så skulle det ta extremt lång tid.
Så då får man en liten fingervisning om vilken hastighet som hissen måste färdas med.
För att väntetiden inte ska bli för lång.
Så det kan ju handla om kilometer per sekund.
I alla fall för det är 100 meter per sekund.
Precis,
och då behöver man kanske ha ett perlband.
Man har många hissar på samma snöre så att man kan fylla på sådant.
Så de kommer upp kontinuerligt och går.
Men det ger ju också lite vikt på det här väldigt långa repet.
Det blir väldigt långt.
Och när man börjar göra sådana här jämförelser hur det ser ut på jorden så är det ganska intressant.
För att om man tänker så här,
vi pratade om materialet för repet.
Men om man tänker så här att om man nu behöver ha två jordomkretsar för längden.
Kanske inte riktigt en och en halv.
Tillverkningshastigheten för ett sådant rep,
om man ska tillverka det.
Om tillverkningshastigheten är en meter per sekund dygnet runt så kommer det ta tre år att tillverka det repet.
Och en meter per sekund.
För det är sådana längder.
Och den tillverkningshastigheten finns ju inte idag.
Inte ens för kommersiella stålvajrar och det.
Och det är bara själva repet?
Det är bara själva repet,
så det måste ha ett en meter per sekund.
Så att om man börjar leka med de här siffrorna så upptäcker man sig,
oj då,
även om materialet skulle finnas så skulle vi få vänta tre år vid den bästa tillverkningsmetoden.
Men om man ser till hela konstruktionen då,
hur mycket material krävs för att bygga den här rymdhissen?
Alltså det...
Det är svårt att uppskatta den här volymen som är,
men det är enormt mycket material.
Det är svårt att veta exakt hur mycket,
beroende på den här kolfiber-eller kolnamotuberna.
Jag tror att det är svårt att ge en exakt uppskattning.
Men även om man har väldigt tunna så med den längden så kommer man att göra av med hela den produktionen.
Det här varje år för att bara tillverka den rymdhissen.
Just det.
Och då är ju en viktig fråga nu när vi ska bygga vår rymdhis.
Vi kan göra detta.
Vi kan göra de här trådarna,
vi har allt material,
vi har det.
Hur tusan får vi upp den?
Alltså hur reser vi hissen?
Hur får vi den på plats?
Då måste vi ha någonting som hjälper den att rullas upp.
Någonting av tillfälliga bitar,
för vi måste ha någonting som på något sätt drar ut den.
Säg att den ligger på en rulle så måste det vara någonting som drar ut den och som fäster den där ute.
Nu vet jag inte riktigt om det går att göra men när man har hängbroar,
när man fäster de här stora linorna för hängbroarna då har man ju oftast en,
man hänger upp någon tillfällig lina och så skickar man upp en lina,
en liten lina i taget och så spinner man själva stora linan på plats.
Så det är inte så att det är hela tjocka linan som dras upp.
på plats utan man har liksom som en hjälplina och sen så åker det som en liten som en korg på en linbana.
Som drar upp den.
Och så spinner man den.
Och jag tänker mig att det finns något liknande.
Man bygger upp den i mindre trådar.
Men jag undrar då bara.
För min idé nu.
Nu har jag en idé här.
Eller en tanke.
Är det inte enklare?
Man skickar hit en asteroid.
Och lägger i omloppsbanan.
Och den har man liksom som själva stationen.
Och sen så bygger man vår lina däremellan.
Jag känner ju att det blir enklare att börja pastorin och sänka ner repet till jorden än att skicka upp den.
Gravitationen kommer ju jobba mot dig hela tiden.
Då är det bättre att börja högst upp ju.
Ja,
då behöver man bygga det hotellet där innan.
Och man behöver få dit,
skicka dit allt material för att sen kunna skicka ner det.
Precis.
Det verkar jobbigt.
Men du,
då har vi ju kommit fram till den sista delen i vår intervju här.
För om det då ska bli ekonomiskt lönsamt i längden så måste den ju hålla över tid.
Vilket ju för oss då in på det här ämnet som vi har pratat om i tidiga avsnitt där vi ska skicka generationsskepp genom universum med människor för att kolonisera andra solsystem.
Hållfastheten,
alltså om jag bygger en rymdraket och skickar den ut i rymden,
hur länge håller den?
Kan man bygga någonting som håller i två tusen år?
Så när jag vaknar upp där ur min kryosömn om 2000 år så är mitt skepp fortfarande helt.
Metaller har oftast väldigt lång livslängd och ganska opåverkade.
Men om man tänker på de här kompositmaterial och polymerer och så vidare så de åldras det ganska fort när de utsätts för sol.
solstrålning.
Det finns lite olika påverkan även närmare jorden.
Atomiskt syre och så vidare.
På långa loppet är det väldigt kallt och väldigt mörkt.
Men på vägen ut är det en hel del strålning.
Glaser och keramer kan också mörkas.
Om man har något glas på den här farkosten så kanske...
Det är som solglasögon när man vaknar upp.
Oftast är det de här termiskt isolerande materialen som man har på farkoster.
Det är oftast någon polymer.
Om de åldras och sätts i sprickor så kan det bli väldigt kallt.
De förlorar sin isolerande förmåga.
Det är ungefär som isolering på hus,
antingen är det plast eller någon sån här ull.
Det är väldigt ömtåligt.
Så det åldras mycket fortare.
Jag tänker ju då,
som du är inne på här,
att ett rymdsköp bygger vi ju såklart i en hållbar metall.
Men det är väldigt mycket grejer.
Man ska kunna sitta i en skön förtölj även när man vaknar.
Och stoppningen i den kanske inte klarar sig i 2000 år lika bra.
Nej,
nej.
Just strålningsskyddet är ju en utmaning vid långa resor.
Hur mycket strålning som människan och även den utsätts för.
Så att man får ju se till att strålningsskydda.
Men det är svårt att göra det på ett väldigt lätt sätt också.
Alltså att det är lätt viktmässigt.
Det är väl en av de utmaningarna just för astronauter också.
Hur mycket strålning man utsätts för för de här resorna.
Men jag tänker på en sån här alienfilm.
Man lägger in någon typ av kapsel,
nedfrusen med ett strålningsskyddande skan.
Du får ha en sån kapsel till din soffa.
Jag tänker just på stolar,
soffor,
inte bestick de är av metall,
men gardinerna.
Det ska ju se fint ut.
Hur de materialen klarar sig?
Ja,
framförallt är kompositer eller polymerer väldigt känsliga för åldring.
Vi ser vissa material som,
typiskt så ser man utemöbler som är gjorda av plast.
De...
Har de stått ute ganska länge så ser man nästan sprickorna och så sätter man sig på dem så pulveriseras de ihop.
Så det är det fenomenet som är för den typen av material.
Det är väldigt svårt att tillverka
UV-strålningståliga polymerer på tiden.
Det har gjorts väldigt mycket forskning,
framförallt på solseger.
På NASA har de tillverkat en som är bättre än de här.
Kapitån är det oftast guldiga materialet man ser på farkoster.
Där har man oftast den här värmeisoleringen.
Så att med tiden så blir de spröda och som utemöbler på vintern.
Ja,
och det är alltså strålningen som gör det.
Ja,
jag trodde det var väder och vind.
Spännande.
Men just när det gäller att kontrollera värmen på farkoster så är det väldigt mycket laborerande med ytskikten.
Att man hittar rätt absorptions och...
Emissivitetskoefficienter,
alltså hur mycket absorberar den och hur mycket strålar den ut för värmebalansen.
Och sen så strålar de ju mot varandra ytorna.
Och om det skiktet med tiden bryts ner så kommer man ju förlora den värmeskyddande eller värmereglerande effekten.
Så att kanske inte så mycket hållfastighet av materialet men de ytbehandlingarna som man har,
hur länge håller de?
För att värmebalansen ska hållas inom farkosten.
För om de bryts ner då kan det bli extremt kallt.
Eller om det åt andra hållet blir extremt varmt.
Hur ser du framtiden för rymdhissen?
Hur ser det ut på tid och om det överhuvudtaget kommer att hända?
Jag är själv ganska intresserad av de här,
kanske från en hållfasthetssynvinkel.
Men givet att materialforskningen är så...
Jag ska inte säga att den går långsamt men det är en sån utmaning att få fram de materialhållfastheten som krävs.
Även om alla studier som har gjorts på pappret i rapporter visar att det är möjligt på många håll.
Så jag tror inte att jag kommer uppleva det,
att rymdhysen kommer bo på plats.
Och dessutom så kan det finnas då...
geopolitiska utmaningar kring rymdhissen.
Men om man håller sig rent till det hållfasthetsmässiga strukturella så ser det väl inte så hoppfullt ut med materialutvecklingen.
Om man på tio år bara har åstadkommit en halv meter lång kol-nanotub som NASA säger att det är det potentiellt bästa materialet för rymdhissen.
Alltså,
jag bara älskar de här intervjuerna,
där vi får lära oss och er så mycket nytt.
Men vad skulle du sikta på,
Marcus?
Rymdhissen eller generationsskeppet?
Jag tror ju absolut att en rymdhiss är en superbra början,
så att vi enkelt kan ta oss fram och tillbaka sen när vi bygger vårt generationsskepp.
För jag tänker att det får vi ju bygga på plats.
Men det där,
det är ett helt annat avsnitt.
Ja,
verkligen.
För det vi pratar om idag...
är ju förutom rymdhissar och generationsskepp hållfasthet och material.
Och att studera och testa olika material det kan man göra på olika sätt.
Ett av sätten är att bombardera sitt material med neutroner.
Och det är vad man gör på ESS,
European Spallation Source.
Forskningsanläggningen ESS ligger utanför Lund och är ett samarbete mellan 13 europeiska länder.
Och där har vi träffat Sindra Petersson Årsköld,
fysiker,
kemist,
biofysiker och sedan 13 år senior forskningsrådgivare på ESS.
Sindra,
vad är ESS?
ESS står för The European Spellation Source och det är en stor europeisk forskningsanläggning som håller på att byggas och installeras just nu i Lund.
Här ska man kunna använda neutroner.
för att titta in i materien och i material.
Så det handlar om att studera fasta och flytande saker av alla olika slag ner på atom-och molekylnivå.
Så man kan använda de här metoderna till väldigt många olika saker.
Mycket fysik,
mycket kemi,
livsvetenskaper och medicin men också kulturarvsstudier och en hel del.
teknisk utveckling och materialvetenskap.
Spännande.
Och då ska vi börja.
Vi måste börja någonstans.
Vi kommer prata om vad anläggningen är och vad den kan användas till.
Så var ska vi börja?
Ska vi börja med att vi beskriver anläggningen?
Vad är ECS?
Vad händer här?
Det svåra här,
det vi vill göra,
är att vi vill ha strålar av neutroner att kunna belysa våra prover med.
Neutroner är kärnpartiklar och de vill helst inte lämna kärnan.
Då måste vi bygga en ganska stor anläggning för att slita ut neutroner ur våldframkärnor så att vi kan använda dem till forskning.
Då gör man så här att först bygger vi en lång och stark accelerator.
Den använder en annan partikel,
nämligen protoner.
Så acceleratorn drar ut protoner ur vätgas och sen accelererar de protonerna upp till 96.
procent av ljusets hastighet.
Det tar en halv kilometer och när de är så snabba så är de också väldigt höga i energi.
Där kommer nästa komponent och det är vår så kallade targetstation.
Målstationen.
Det är här alla neutronerna finns.
Det är de vi vill få ut.
De finns i ett stort hjul av Wolfram.
Tre meters hjul ungefär,
ett par decimeter tjockt.
Där finns Wolfram,
där finns neutroner.
Och så låter vi acceleratorstrålen drämma in i Wolframmet för att frigöra neutronerna.
Och det här sker på 14 hatch,
där kommer liksom 14 pulser per sekund av protoner in i Wolframmet.
Samtidigt så hänger det här hjulet och snurrar,
det roterar.
För att inte två pulser ska slå på samma ställe efter varandra,
det handlar om värmeutveckling.
Så vi har det.
Stora tunga hjulet,
fem ton väger det.
Det roterar.
Acceleratorn kör på 14 hertz.
Och 14 gånger per sekund så bara kommer det jättemånga neutroner ut ur våldframmet.
Åt alla håll.
Och de här neutronerna,
det är ju de vi vill åt.
Vi bygger instrument.
15 olika instrument som tar tillvara på neutronerna.
Och det är där i instrumenten det forskarna kommer med sina prover.
Ja just det,
så den här själva acceleratorn.
Acceleratorn använder man inte till någon forskning i sig,
utan det är bara vägen dit.
Det är inte huvudsyftet,
utan det är släggen som slår ut neutronerna.
Det stämmer.
Sen kommer acceleratorforskarna att ändå bedriva lite annan undersökande verksamhet också.
Det gör de alltid.
De kan inte låta bli.
Men du säger att här slår de in.
Det frigörs neutroner åt alla håll.
Hur fångar man in dem och skickar dem till rätt plats?
Man får bara positionera den.
Om du vill fånga vatten ur en sprinkler så får du sätta ditt glas på rätt ställe.
Det är inte så lätt och vi tappar mycket.
Men det är så här tekniken fungerar.
Vi får så pass hög intensitet att det vi lyckas leda vidare är fullgott till att göra de bästa neutroninstrumenten.
Vi kommer att göra de bästa neutroninstrumenten som finns när vi väl är färdiga.
De här instrumenten är rätt stora.
Det är liksom inte små labbapparater.
Utan ett kort instrument är väl 20 meter långt.
Och ett långt instrument är 160 meter långt.
Så då finns det neutronguider som är liksom ett rör med vakuum.
Med en ganska speciell insida som kan spegla neutroner om de kommer på låg vinkel.
Så man kan böja den strålen lite grann.
Och då kommer vi till kärnan av alltihopa.
Vad är det vi ska göra här?
Berätta,
15 olika instrument.
Vad ska de här 15 olika instrumenten göra?
Ja,
de kan göra en massa olika saker.
Som jag sa,
vi tittar på materia,
alltså världen omkring oss.
Vi tittar på material som kanske kan förbättras.
Och det där,
alltså antalet tillämpningar är ju oändligt.
Men som ett exempel så kan man...
Titta på livsvetenskaperna.
Hur interagerar ett protein i kroppen med tänkt läkemedel till exempel?
Exakt hur går det till?
Var sitter vattenmolekylerna?
Hur byts protoner?
Hur kan vi förstå om ett läkemedel fungerar?
Eller om ett testläkemedel fungerar dåligt,
kanske rent av och lite toxiskt.
Hur kan vi förstå?
på atomnivå vad det är som pågår och därmed designa någonting bättre.
Sådana saker kan man göra på ett av instrumenten.
Sen har vi andra instrument som är inriktade på...
Transportsektor och material.
Det är mycket materialforskning som görs med neutroner.
Om man tittar på samhället,
vi är så materialberoende.
Broar,
järnväg,
bilar,
bränsleceller,
flygplansturbiner.
Allt sånt här har väldigt mycket material i sig.
Alla svagheter som finns i de här materialen uppstår någonstans,
någon gång.
Och vi kommer faktiskt att bygga ett instrument som är helt inriktat.
Det heter BEER,
instrumentet The Beam Line for European Engineering Research.
Byggs med folk från Tyskland och Tjeckien.
Därför måste det heta
BEER.
Obviously. Obviously.
Och där så kommer vi ha en masugn inne i strålen.
Så att man kommer att kunna...
Emulera industriprocesser,
hur gör man när man skapar komponenter till vår transportinfrastruktur?
Och hur ser det ut på väldigt detaljerad nivå medan komponenterna skapas i en masugn?
Kan man hitta svagheter som kommer sen redan nu och kan man förbättra de processerna?
På samma sätt kanske man vill förstå,
okej de här processerna de är testade,
de är säkra men de har ett jättestort koldioxidavtryck.
Kan vi gröna upp de här processerna utan att förlora säkerhet?
Ja,
sånt kan man ju testa och jobba sig fram med ett sånt här instrument.
Och vad gäller materialvetenskap just?
Jag har hört att du är intresserad av rymden.
Att skicka upp satelliter,
att skicka iväg raketer och sånt,
det ställer ju oerhörda krav på material.
De ska klara värme,
de ska klara kyla,
de ska vara lätta,
de kanske ska vara lite flexibla så de inte bara spricker.
Där är oändliga frågor kring material för att förbättra vår rymdforskning och utforskning av rymden och även satelliter och så.
Och dessutom solcellsteknologi,
ett enormt materialområde där man använder neutroner ganska mycket faktiskt för att förstå solceller bättre.
Och där till solceller använder man ett instrument som vi kallar en reflektometer som är specialiserad på ytor.
Så att man kan studera kemi och struktur på ytan av någonting,
men även i en dold yta,
så någonting som ligger längre ner.
Så med det instrumentet så kommer vi att kunna titta på solcellsprototyper medan de är igång och se,
okej vad pågår här?
Har vi något dött hörn?
Har vi någon kemisk uppbildning någonstans som vi skulle behöva ändra på?
Du säger att vi ska titta på detta och vi kommer att titta på detta.
och vi kommer att titta och titta.
Hur tittar man med en neutron?
Ett instrument har några huvudsakliga komponenter.
I ena änden så skickar man in neutroner så att de går rakt på ens prov.
Säg att man har någon ny halvledande material till exempel som är av intresse för IT-utveckling eller forskning.
Så har man sin halvledare och så skickar man in neutroner,
de kommer då från Target.
Och på andra sidan provet så har man stora detektorbankar.
så att man kan detektera när neutronerna kommer ut från provet.
Då vet man,
det som typiskt händer i provet är att neutronerna de går rakt in i provet och de interagerar med kärnorna inuti provet inuti halvledaren sig.
Och de kanske lämnar lite energi där,
de byter kanske riktning och allt det lär vi oss genom att läsa av detektorerna på andra sidan.
Så att då har vi en situation där vi vet hur neutronstrålen som kommer in ser ut
vad gäller energifördelning och intensitet och så.
Och sen genom detektorerna så vet vi hur ser neutronstrålen ut när den kommer ut.
Och då får vi koppla in datorkraften för att räkna baklänges.
Vad har hänt med strålen i provet och vad kan det säga oss om provet?
Det är ju principiellt ganska enkelt men i praktiken är det lite svårt.
Man får mata in så mycket man bara kan och annan information om det prov man har.
Om det till exempel är ett protein så vet man vad det har för aminosyror.
Man kanske vet något om strukturen eller inte.
Man matar in så mycket som möjligt i den här dataprocessen för att förstå exakt vad vi har inne i provet.
När jag säger ser,
att vi tittar på saker,
så är det detektorerna.
För detektorerna kan se neutroner,
det kan inte du och jag.
Det är det.
vi ser.
Sen så förfinar vi den här mätningen genom att inte bara göra
En mätning,
utan vi kanske har ett och samma prov och så varierar vi temperaturen och gör en mätning på alla olika temperaturer.
Vi kanske varierar trycket,
eller vi kanske har provet som vi nämnde i en masugn eller i något annat system som intresserar oss.
Vi kanske också har flera olika prover som är lite olika för att kunna kartlägga olika saker.
Så man måste designa ett ganska intelligent experiment.
för att få fram så mycket information som möjligt.
Och då undrar jag,
ni håller på att bygga nu för 15 olika instrument.
Varför behöver man 15 olika instrument när de ju gör samma sak?
Tänk er att man skickar neutroner på saker.
De gör inte riktigt samma sak.
De är optimerade för olika sorts mätningar.
Så det de har gemensamt är att det ljus de använder är neutroner.
Eller den...
Den prob de använder är neutroner.
Så det är det de har gemensamt.
Men sen är de byggda för att göra olika mätningar.
Vi pratade om det instrumentet som kan titta på proteiner i kristallinfas.
Det är ju helt optimerat för det.
Vi talade om reflektometern som kan titta på solceller och andra ytor.
Den är helt optimerad för det.
Sen nämnde du att titta på stenklumpar.
Det finns väldigt spännande stenklumpar,
till exempel från Mars.
De tittar man på med hjälp av neutroner.
Det finns andra instrument som håller på med det kallas imaging.
Det är en relativt enkel teknik för att vara en neutronteknik.
Man tittar in i ett mineralprov och får ut information om vad som har hänt i den mineralen.
Det är ett annat instrument i sin tur.
Så
15 olika sätt att få ut information och prova med hjälp av neutroner.
Så det är lite som en väldigt avancerad 3D-scanner?
Man kollar av någonting?
Imagingmaskinen är definitivt en väldigt avancerad 3D-scanner.
Det är precis vad den är.
Det är roligt med neutroner för de är väldigt snälla.
Så att om man har ett prov som man inte kan återskapa till exempel då ett prov från en meteorit från Mars så vill man ju inte förstöra den.
Man vill undersöka den,
men man vill verkligen inte förstöra den om man kan låta bli.
Och med neutroner kan man låta bli,
för man kan titta djupt in i geologiska prover av olika slag.
Vi har ju en del material från Mars.
Vi har ju haft meteoritnedslag på olika ställen.
Och man har tittat på de här proverna med hjälp av neutroner och även röntgenstrålning.
Så Mars är ju spännande,
eftersom där har funnits vatten.
Om man undrar lite,
har det funnits liv?
Kan man förstå hur liv uppstår?
Har vatten och organiskt material möjligen kommit till jorden från någon annanstans?
Det finns många anledningar att studera meteoriter.
Så för
11 miljoner år sedan så slog en asteroid in i Mars vilket fick en massa stenar att kastas ut.
Bland annat en meteorit som damp ner här.
på Sydpolen.
Och den upptäcktes 2003.
Och det har man tittat på på många olika sätt.
Och med neutroner och röntgen just,
så har man gått in och tittat på mineralkompositionen.
Och vad man specifikt har letat efter är förändringar i mineraler som uppstått på grund av att det har funnits vatten.
Och det har funnits vatten,
definitivt.
Och så tittar man på,
okej,
vad kan vi,
när vi nu ser exakt hur den här stenmassan
är komponerad.
Kan vi se,
kan vi lära oss någonting om hur Mars var för flera hundra miljoner år sedan?
Då det fanns,
där fanns vatten och vi vet att varma källor,
varma vätskefyllda områden vet vi ju från jorden att det kan ju komma liv den vägen,
så vi är ju lite intresserade av hur det har sett ut.
Och då sätter man in en sån här sten i en neutronkälla.
Detta gjordes på
ILL i Grenoble i Frankrike.
Och så kollar man och då ser de att ja,
här finns tecken på vatten på många olika ställen i den här meteorstenen.
Men de såg att de här vattenområdena var isolerade från varandra,
alltså väl avgränsade.
Om den här stenen,
när den var på Mars,
hade legat i närheten av en varm källa så hade man snarare sett...
ett flöde av vatten genom stenen,
eller rester av.
Istället så ser man de här isolerade bitarna och då säger man att nej,
det här var nog små isbitar inne i stenen som smälte i samband med impact.
Så det vi ser här är inte tecken på liv.
Faktum är att det är nästan tecken på att just där och just då fanns det inget liv.
Och det kan ju tyckas lite ointressant,
men samtidigt säger det ju någonting.
Och kanske framförallt så säger det Ausha de här studierna kan vi göra på de prover som nu tas på mars när de kommer tillbaka till jorden.
Och då kommer vi ju kunna studera mycket bättre.
Olika områden,
olika tider.
Vi kan se vad har hänt i de här våta miljöerna så att säga.
Hur stora är de största sakerna man kan stoppa in i era instrument och mäta?
Det är högt och lågt och vissa grejer är väldigt tillämpade och andra väldigt grundforskningsmässiga.
Bland tillämpningarna finns så kallade machine forensics.
När ett flygplan nästan har störtat så kanske man vill veta vad som är fel på den här motorn.
Då tar man in en hel flygplansmotor.
Men neutronstrålen är inte så stor.
Den kan som störst bli kanske fem gånger fem centimeter.
Då har man en stor anläggning som kan ta det här jättestora provet,
en turbin,
och flytta runt det systematiskt i strålen så att man får all information.
Så du scannar av hela objekten?
En neutron är väldigt liten,
men du säger att området är fem gånger fem centimeter?
Ja,
det är många neutroner i varje puls.
Jättemånga.
Så att man kan bredda det lite.
Det är ju som ljus.
Du skickar ju inte en foton med din ficklampa.
Tänk att ha en enfotons ficklampa.
Undra hur den skulle fungera.
Mm,
känns mörkt.
Jag tycker att det är så häftigt att man kan köra så många olika tester i så många olika storlekar.
Man vill ju liksom bara få se den här stora masugnen stå och jobba där under neutronbombardemanget.
Ja,
och en annan sak är ju att från början så tänkte man att jaha,
vad har ESS med rymden att göra?
Jättemycket!
Så nu får de ta och dra igång maskineriet.
Ja,
bygget står klart för öppning i slutet av 2027.
Men du kan vara lugn,
de kommer att börja provköra redan innan.
Då kanske får vi de första provresultaten redan under 2026.
Toppen!
Så får vi åka tillbaka och kolla om några år.
Och,
men kanske inte riktigt lika snart,
hoppas jag att vi får göra ett första studiebesök på bygget av Vimdhissen.
En meter i sekunden,
så det är dags att sätta igång.
Japp,
och för oss är det dags att avsluta.
För idag bara.
Hörs igen om ett par veckor eller i tidigare avsnitt redan nu.
Musikmaterialet i serien är skriven av Armin Pendek.
Jag heter Susanna Levenhaupt.
Jag heter Marcus Pettersson.
Har vi åkt till marsen görs på Weppo av Rundfunk Media i samarbete med Saab.
Hallå,
programmet gjordes av
Rundfunk Media.