Morten Bo Madsen har deltaget i seks NASA missioner | Carlsbergfondet
Til projektoversigt

Morten Bo Madsen har deltaget i seks NASA-missioner, og nu er hans drøm at vise unge vej ind i Mars-forskningen

Månedens Forsker #6

Morten Bo Madsen har gennem sit lange forskerliv været med til at udvikle instrumenter til adskillige Mars-missioner. I dette portræt fortæller han om sit eget og kollegerne på bl.a. Niels Bohr Institutets bidrag til de seneste årtiers Mars-forskning. Desuden beretter han om, hvad vi foreløbig har gjort af opdagelser på den røde planet, samt hvad vi egentlig skal bruge vores viden til i de kommende år frem mod 2040, hvor NASA har en ambition om at sende mennesker til planeten.

Det lå ikke lige i kortene, at jeg skulle komme til at arbejde med naturvidenskab hele mit liv. Jeg kommer fra en familie af skolelærere. Min farfar var skomager, min farmor syede tøj, og min morfar var præst. Men jeg var meget tidligt interesseret i natur og teknik. Jeg begyndte at læse matematik, fysik og kemi på Odense Universitet i 1976. Jeg fulgte samtidig forelæsninger i medicin i mine fritimer. Det blev jeg meget fanget af.

Jeg vidste dog ret hurtigt, at jeg i hvert fald ikke skulle være lærer, hvilket var det, man typisk blev, hvis man fortsatte på universitetet efter sin kandidateksamen. Så i 1979 skiftede jeg til Danmarks Tekniske Højskole til fysikingeniør-uddannelsen. 

F.eks. hørte jeg om en metode, der var så nøjagtig, at man kunne måle, hvor hurtigt græsset gror.

Jeg begyndte også at læse kvante- og faststoffysik og mødte forelæsere, der var meget inspirerende. F.eks. hørte jeg om en metode, der var så nøjagtig, at man kunne måle, hvor hurtigt græsset gror. DTU havde en førende specialist i den såkaldte Mössbauer-spektroskopi, nemlig Steen Mørup, som jeg valgte at lave mit speciale hos.

I 1982 blev jeg formelt civilingeniør i svagstrømselektronik. Jeg har dog ikke brugt det til så meget, bortset fra at jeg - indtil elektronikken blev alt for integreret - stadig godt kunne reparere mit eget TV. Men da jeg forinden nærmede mig afslutningen af mit speciale, blev jeg spurgt af Steen Mørup, om jeg kunne tænke mig at lave en ph.d. på Danmarks Tekniske Højskole. Det sagde jeg ja tak til. Nok mest fordi jeg kun havde haft et halvt år til at sætte mig ind i mit specialeemne, som var Mössbauer-spektroskopi. Så jeg så det som en mulighed for at komme mere grundigt ind i det, jeg havde arbejdet med.

Så når en studerende sagde ja til et ph.d.-stipendium, tog universiteterne imod med kyshånd.

Dengang var lønningerne meget højere i industrien. Så når en studerende sagde ja til et ph.d.-stipendium, tog universiteterne imod med kyshånd. Jeg tror ikke, at jeg havde haft en chance i dag med de karakterer, jeg havde.

Jeg kom nu hurtigt i kontakt med Jens Martin Knudsen fra Københavns Universitet. Han havde sammen med en studerende opdaget en ny fase i jernmeteoritter, som ingen havde set før. Han var også interesseret i andre meteoritter, som jeg også begyndte at studere i forbindelse med mit ph.d.-projekt, der endte med at spænde over en masse forskellige emner lige fra meteoritterne over magnetiske egenskaber af jordmineraler til sumpbæveres tandemalje. Men fællesnævneren var mikrokrystaller i nanostørrelse.

"En af de største glæder gennem mit forskerliv har været at arbejde sammen med andre forskere på noget, der kulminerer i en landing på en anden planet. At man som en af de allerførste er med til at opleve et nyt sted på Mars - næsten som var man der selv", fortæller Månedens Forsker Morten Bo Madsen.

Mit arbejde førte til, at jeg fik et postdocstipendium, der var halvt betalt af Haldor Topsøe. Jeg skulle videreudvikle en kryostat, som er et apparat til at opretholde og kontrollere meget lave temperaturer. Det skulle bruges til undersøgelser af katalytiske overflader i form af bittesmå jernpartikler.

Undervejs blev jeg interesseret i, hvordan organismer er i stand til at sanse og indrette sig på Jordens magnetfelt. Jeg studerede bl.a. kompastermitter fra Nordaustralien og såkaldte magnetotaktiske bakterier. Altså bakterier, der benytter Jordens magnetfelt i deres overlevelsesstrategi. 

De lever i dynd under søer og finder selv de steder, hvor iltindholdet passer dem bedst. Jeg begyndte at søge penge for bl.a. at komme til Australien og Californien, der havde nogle eksperter i de her magnetotaktiske bakterier. Men det lykkedes aldrig at komme af sted.

Da mit postdocforløb var ved at løbe ud i 1989, søgte jeg en adjunktstilling på det, der dengang hed Fysisk Laboratorium på Københavns Universitet. Jeg fik stillingen - nok fordi jeg havde erfaring med rigtig mange forskellige eksperimentelle teknikker, som kunne bruges generelt inden for eksperimentel fysik. Ret hurtigt kom jeg til at arbejde med undersøgelser af de meteoritter, som man mente, kom fra Mars.

I de næste mange år arbejdede vi i Mössbauer-gruppen på at udvikle ideer til instrumenter til kommende Mars-missioner. Både teknikere og forskere i den del af gruppen, som holdt til på Blegdamsvej, nåede ret langt i at udvikle et miniaturiseret Mössbauer-drev, som i princippet ville kunne bruges i rum-missioner.

Mars-gruppen ved Niels Bohr Institutet leverede også magneteksperimenter til NASA's Mars Pathfinder, der landede på Mars 4. juli 1997.

Vi endte med at være med i 82 dage, hvor vi arbejdede i kontrolcenteret på Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien.

Når man ser tilbage, var vi nok tæt på at kunne kaldes totale amatører udi rummissioner dengang. I NASA regnede de eksempelvis med, at vi selvfølgelig var med i kontrolcenteret og med til at passe de instrumenter, vi havde udviklet, når missionerne landede. Men på Mars Pathfinder-missionen havde vi eksempelvis ikke søgt midler til at kunne tage af sted. Så det måtte vi i gang med i al hast.

Vi endte med at være med i 82 dage, hvor vi arbejdede i kontrolcenteret på Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. Vi skrev bl.a. koder til kameraerne og tog billeder af både landeren, vores egne magnetinstrumenter og det omgivende landskab på Mars. Vi etablerede en hel række kontakter og venskaber på den mission, herunder til mange personer, som vi har arbejdet sammen med siden på skiftende NASA-missioner.

I de år, jeg har været en del af Mars-forskningen, har vi fået udvidet vores viden om planeten betragteligt. I de første år vidste vi eksempelvis ikke, at Mars’ overflade var så dynamisk, som den siden har vist sig at være. Vi troede, at Mars havde været frosset og inaktiv i milliarder af år. Men nu kan vi jo næsten i real time se, at støv flytter sig. Og af billeder fra kredsløbssonder kan vi se, at klitter bevæger sig på overfladen, og sten styrter ned ad skrænter i de polare aflejringer.

Vi ved også nu, at kratere på Mars har haft varme kilder, som har sat sig spor i mineralogien. Blandt andet er mineralet opal amorf silica udfældet. Det lykkedes jo også for de to robot-geologer Spirit og Opportunity at finde utvetydige spor af vands aktivitet på overfladen af Mars.

Desuden ved vi nu, hvorfor støv og løst materiale på Mars er magnetisk.
Desuden ved vi nu, hvorfor støv og løst materiale på Mars er magnetisk. Det skyldes, at mange af partiklerne indeholder det magnetiske mineral magnetit i en let oxyderet form. Ved hjælp af Curiosity-roveren er det også lykkedes at vise, at der har været vandløb, floder og søer, og at bunden af Gale-krateret på Mars for mere end 2,5 milliarder år siden var ”beboeligt” for mikrober, som vi kender dem her fra Jorden.

Selv har jeg deltaget på seks NASA-missioner, som det lykkedes at lande sikkert på Mars. Senest den igangværende Perseverance-mission, der landede den 18. februar i år. Her har Niels Bohr Institutet med støtte fra Carlsbergfondet bidraget med udvikling og levering af et sæt af kalibreringstargets til missionens hovedkamera Mastcam-Z. Min kollega Kjartan Kinch har været ansvarlig for designet og organisation af de tests, som er nødvendige for at få lov at flyve dem til Mars. 

Det vigtigste af disse targets indeholder permanente magneter, som er i stand til at holde et lille område næsten frit for luftbåret støv. Vi har herudover bidraget med 5 ud af 20 elementer til et kalibreringstarget til instrumentet SuperCam – også med indbyggede magneter. De bliver nu brugt til kalibrering af SuperCams infrarøde spektrometer og dets ”farvefjernmikroskopikamera”.  

Nu er alle instrumenter om bord klargjort og klar til indsamling af data og prøver til senere returnering til Jorden. Én blandt mange succeser er allerede, at det er lykkedes at fremstille oxygen direkte fra Mars-atmosfærens CO2. Det er et must, når vi inden længe skal sende mennesker til Mars.

Mange har arbejdet op til 80 timer om ugen for, at tingene skal lykkes. Så alle er meget lettede, når det går godt. Og meget frustrerede, når det ikke gør.

En af de største glæder gennem mit forskerliv har været at arbejde sammen med andre forskere på noget, der kulminerer i en landing på en anden planet. At man som en af de allerførste er med til at opleve et nyt sted på Mars - næsten som var man der selv.

Selve landingen indebærer jo en meget stor risiko. Vi, der arbejder på missionerne, er typisk sammen, når det sker. Og der er ofte nerver på, for man har investeret mange år af sit liv på en mission. Mange har arbejdet op til 80 timer om ugen for, at tingene skal lykkes. Så alle er meget lettede, når det går godt. Og meget frustrerede, når det ikke gør.

Landingerne er også kommet tættere og tættere på, som årene er gået. I de første år var billederne målt ud fra dagens målestok af relativ dårlig kvalitet. Men nu har vi fået bedre teknologi, blandt andet nye kredsløbssonder, som fungerer som effektive relæstationer for de data, der sendes fra Mars-overfladen. Og kameraerne har udviklet sig med meget bedre opløsningsevner, der gør det muligt at se ned til brøkdele af millimeter af objekter i landskabet. Det er ret vildt, for vi mangler nu næsten kun fornemmelsen af støv i næsen.

I den resterende del af mit forskerliv drømmer jeg om at måske at være vidne til de første fund af spor af biologi udenfor Jorden. Under alle omstændigheder vil jeg kunne nå at være med til at introducere nye danske forskere til deltagelse i udforskningen af Mars og resten af solsystemet. Jeg vil gerne gøre mit til at oplyse om perspektiverne i denne forskning og dens nødvendighed og anvendelse ift. løsning af nogen af de udfordringer, vi står overfor på Jorden. 


Se videoer om landingen, teknologien om bord på Perseverance-roveren samt roverens opgaver på Mars

Følg Perseverance-roveren LIVE hele døgnet via NASA's Youtube-kanal