Der er nok ikke mange, der har hørt om Boca Chica i det sydlige Texas. Det er et øde sted, omkring 30 km fra byen Brownsville og tæt på den Mexicanske Golf.
Men hvis det går som Elon Musk og SpaceX planlægger, så vil det ændre sig.
Boca Chica er en lille privat rumhavn med det fornemme navn Starbase. Og selv om rumhavnen er lille, så er det herfra, SpaceX vil opsende verdens største raket Starship med en startvægt på ikke mindre end 5.000 ton.
Den første prøveflyvning vil sende andet trin en gang rundt om Jorden, før det 90 minutter efter opsendelsen lander i Stillehavet godt 100 kilometer fra øen Kauai i Hawaii.
Og Elon Musk er overbevist om, at denne prøveflyvning vil indvarsle en helt ny æra i rumfarten. For han ser Starship som den nøgle, der for alvor kan åbne Solsystemet for os.
\ Om artiklens forfattere
Helle og Henrik Stub er begge cand.scient’er fra Københavns Universitet i astronomi, fysik og matematik.
I snart 50 år har parret beskæftiget sig med at formidle astronomi og rumfart gennem radio, fjernsyn, bøger og foredrag og kurser.
De står bag bogen ‘Det levende Univers‘ og skriver om aktuelle astronomiske begivenheder for Videnskab.dk, hvor de går under kælenavnet ‘Stubberne’.
Verdens største raket
Man kan sige meget om Elon Musk og hans firma SpaceX, men de er meget visionære og har hidtil haft en stor succes med at forny rumfarten.
På den positive side har de, ved at genbruge første trin af Falcon 9-raketten, bragt prisen for at opsende satellitter langt ned.
På den negative side er SpaceX nu ved at fylde rummet med tusinder af Starlink-satellitter til internet, som med tiden kan give rumfarten store problemer.
Men det centrale er, at SpaceX, som blev grundlagt i 2002, og nu har mere end 5.000 ansatte, er blevet en så stor og central spiller i rumfarten, at man er nødt til at tage deres ideer og projekter alvorligt.
SpaceX har i høj grad fremskyndet udviklingen af rumfarten fra at være styret af regeringer og deres rumagenturer, til at blive en del af det kommercielle marked. Sandsynligvis vil den kommercielle rumfart i fremtiden blive større end den regeringsbetalte rumfart.
Starship er det hidtil største projekt for SpaceX, og det repræsenterer så meget nytænkning, at det er svært at forudse, hvilken betydning raketten vil få. De fleste har derfor en afventende holdning.
Alene størrelsen sætter raketten i en særklasse. Det er en raket med to trin, som begge kan genbruges, og som kan sende rumskibe med måske op til 100 personer til Mars.
Den samlede højde af raketten er 120 meter, hvilket er 9 meter mere end højden på den gamle måneraket Saturn 5. Raketten har en startvægt på over 5.000 ton, hvilket er mere end de 3.000 ton, som Saturn 5 vejede.
Men selv om Starship er verdens største raket, så har SpaceX valgt at opsende den fra deres egen lille rumhavn Boca Chica og ikke fra Cape Canaveral, hvilket viser, at tiderne er ved at ændre sig.
Første trin har over 29 motorer
Starship er en blanding af en meget klassisk raket og en nytænkning, som gør den til noget helt særligt.
Første trin i den store Starship-raket hedder Super Heavy. Det er et almindeligt rakettrin drevet af ikke mindre end 29 af de såkaldte Raptor-motorer, som SpaceX selv har udviklet.
Hver motor er 3,1 meter høj, og dysen har en diameter på 1,3 meter, og med en løftekraft på 200 ton er det en ganske stor og kraftig motor. Dette tal vil i øvrigt stige til 33 Raptor-motorer på senere udgaver af Starship.
Som brændstof bruger Raptor en blanding af flydende metan og flydende ilt. Det er et godt brændstof, men ikke helt så effektivt som flydende brint. Til gengæld er det meget lettere at have med at gøre, og man undgår de enorme brændstoftanke, som flydende brint kræver.
Og da Musk tænker langt frem: På Mars, som har en atmosfære af CO2 samt vand i form af is under overfladen, er det ret let at fremstille metan ved den såkaldte Sabatier-proces, så man kan tanke rumskibet op på Mars.
Det mest usædvanlige er, at Super Heavy ikke er bygget af letvægts kulstofbaserede materialer, men de fleste steder af godt gammeldags stål. Det viser igen SpaceX’s evne til at tænke ud af boksen og ikke se sig blind på det, alle andre gør.
Ingeniørerne opdagede, sikkert til deres overraskelse, at stål er et udmærket og i hvert fald billigt materiale – måske ikke helt i samme klasse som kulfiber, men langt lettere at have med at gøre. Det svarer til valget af metan frem for brint.
Første trin er beregnet til at kunne genbruges. Nok en god idé, for selv SpaceX har ikke råd til at kassere mindst 29 ret dyre Raptor motorer, hver gang de opsender raketten.
En tankstation i rummet
Andet trin er virkeligt usædvanligt. Det bærer navnet Starship ligesom den samlede raket, fordi det er meget mere end et normalt rakettrin.
Det har seks Raptor-motorer og brændstoftanke, men også plads til passagerkabiner og lastrum, og det betyder, at Starship med rimelighed kan kaldes både for rumskib og raket.
Fuldt lastet med brændstof vejer Starship 1.300 ton – mere end selv de største ’normale’ raketter. Som eksempel kan nævnes, at startvægten for den Europæiske Ariane 5, som bestemt regnes for en af verdens store raketter, kun er på omkring 780 ton. Kinas største raket Long March 5, som opsender modulerne til rumstationen Tiangong, har en startvægt på 850 ton.
Så er det her, man skal tænke på, at det 1.300 ton tunge Starship sidder på toppen af den endnu større Super Heavy. Man kan virkelig sige, at de tænker stort i SpaceX.
Men hermed er historien om Starship ikke forbi, for selve lasteevnen er kun 100-150 ton til en bane om Jorden. Det er ikke imponerende, når man tænker på rakettens størrelse, da den svarer til lasteevnen for den meget mindre Saturn 5-måneraket.
Her kommer så nok den største innovation, nemlig at Starship er beregnet til at kunne tankes op ude i rummet. Optankning i rummet er en ide, der stammer helt tilbage til rumfartens barndom, og i dag tanker man rutinemæssigt styremotorerne op på rumstationen ISS.
Starship vil kræve optankning i meget stor stil, og det har man ikke prøvet før. En fuld optankning vil kræve at man overfører næsten 1.000 ton flydende metan og ilt fra flere særlige tankraketter. På lang sigt vil SpaceX måske bygge en tankstation i banen om Jorden.
Det er optankning, der er nøglen til at anvende Starship som et rumskib, der kan flyve langt ud i Solsystemet – måske endda længere end til Mars. For selv om Starship måske kun kan sende en last på 150 ton i bane om Jorden, så kan det med en fuld optankning sende alle 150 ton videre til Mars.
Den manglende erfaring med optankning kan blive et problem, især for den første store opgave for Starship, der går ud på at landsætte de første amerikanere på Månen inden udgangen af 2024. For at kunne lande på Månen, skal Starship nemlig optankes ude i rummet. Men med alle de forsinkelser og problemer, månelandingen ellers er udsat for, skal vi nok heller ikke regne med en landing før efter 2025.
Teknisk er der ikke noget i vejen for, at Starship kan bygges, selv om det nok ikke vil gå så hurtigt og nemt, som især Elon Musk håber. Det største problem er nok, om der er et tilstrækkelig stort marked for en raket af denne størrelse, måske set i lyset af erfaringerne med rumfærgen.
Drøm og virkelighed
Elon Musk har virkelig stor tiltro til Starship, som han ser som en afløser for stort set alle andre raketter. Men det kommer helt sikkert ikke til at ske, for sporene skræmmer.
I 1980’erne troede NASA på deres egen reklame for rumfærgen, som skulle kunne opsendes en gang om ugen og levere billige opsendelser af alt, hvad man kunne tænke sig at sende ud i rummet.
Man begyndte endda at nedskære produktionen af Delta-, Atlas- og Titan-raketter – og så kom Challenger-ulykken, hvor syv astronauter omkom. Det gav en stor forsinkelse af rumfærgeprogrammet, som allerede havde vist, at det slet ikke kunne leve op til forventningerne.
Det kostede nemlig meget mere at opsende en rumfærge end en gammeldags raket, og desuden tog det måneder at gøre en rumfærge klar til en ny flyvning. Det højeste, man nåede, var 8 opsendelser på et år – meget langt fra løftet med en opsendelse om ugen.
Challenger-ulykken førte til, at USA i 1986 stod næsten uden mulighed for at sende satellitter ud i rummet, simpelthen fordi der manglede raketter. Det var nødvendigt hurtigt at genstarte produktionen af raketter, og den lektie har hverken NASA eller militæret glemt. Man skal altid sørge for at have mere end én mulighed for at komme ud i rummet.
Det er derfor, at NASA vil have to leverandører af rumskibe til ISS, både Dragon og Starliner. Det har vist sig at være en god ide, for Starliner er allerede nu voldsomt forsinket.
Med den politik vil Starship aldrig blive andet end et supplement til andre raketter, selv om Elon Musk har talt om en rumfart næsten udelukkende baseret på Starship, som skulle være både billigere og bedre end alt andet. Starship-reklamerne minder meget om de 40 år gamle reklamer for rumfærgerne.
Men det er ikke det eneste problem for Starship, for ingen raket og heller ikke Starship kan klare sig uden et marked, og hvor det marked skulle komme fra, er temmelig uklart.
Musk håber helt klart på, at Starship kan være med til at skabe et marked med et stort behov for mange opsendelser af en 5.000 ton tung raket, som kan medføre snese af astronauter og turister, for slet ikke at tale om enorme satellitter.
Men rumfarten er ved at udvikle sig i en helt anden retning. Store satellitter erstattes af mange små satellitter. Det er således kun med et stort antal satellitter, man kan levere en 24/7-overvågning af ethvert sted på Jorden.
Der er nu ved at vokse en helt ny raketindustri op, som udelukkende bygger små raketter til fremtidens små satellitter.
Tilsvarende bygger man ikke ISS ud, så der bliver plads til mange flere astronauter. I stedet sender man små og meget avancerede robotter op, som kan aflaste astronauterne. Udviklingen går helt klart i en retning, hvor robotter kommer til at spille en stadig vigtigere rolle som hjælpere for astronauter.
Det er netop samarbejdet mellem astronauter og robotter, der gør det muligt at bygge baser på Månen og Mars med kun nogle få astronauter. Der er for tiden ingen planer om baser, der vil kræve snese af astronauter. Både af økonomiske og medicinske grunde vil man gerne holde antallet af astronauter så langt nede som muligt.
Tilbage til fortiden
På en måde kan man sige, at Starship er en idé, som ville have passet perfekt til rumalderens begyndelse, hvor man så udforskningen af Solsystemet som en fortsættelse af de store opdagelsesrejser her på Jorden.
Der var ikke så meget tale om robotter eller faren ved at flyve i rummet. En ekspedition blev foretaget af en kaptajn og en besætning, og kaptajnen gik forrest.
I en af Arthur C. Clarkes dengang meget læste romaner ’Sands of Mars’ beskrev han rejser i rummet, som på mange måder lignede de opdagelsesrejser, vi kender her fra Jorden. Således omkom kaptajnen på den første ekspedition til Saturn i en lavine på Saturns største måne Titan, og to fra besætningen omkom, da de skulle reparere rumskibets atommotor, så de kunne komme hjem igen.
Det er også i denne roman, at vi møder en udgave af Mars, hvor kolonisterne kan gå omkring i polartøj med en iltmaske. Clarkes Mars minder næsten lidt om Nepal, og så var der endda skove.
I et sådant solsystem ville der være god brug for Starship, både til forskning og kolonisering. Og der er ingen tvivl om, at der ville være et enormt marked for turisme ud i solsystemet.
Men det var dengang, og meget er sket siden, som gør det tvivlsomt, om der i dag vil være et stort marked for en raket på 5.000 ton, som kan sende op til 100 mennesker ud i rummet.
Her er nogle af de vigtigste faktorer:
1. Rumrejser er farlige
Problemet er især stråling og vægtløshed, men vi skal heller ikke underkende de psykiske problemer, der kan opstå, når man i måneder ikke kan se Jorden som andet end en meget fjern stjerne – for slet ikke at tale om de perioder, hvor man slet ikke kan se Jorden eller komme i kontakt med hjemplaneten.
Den medicinske pris for en marsrejse er en øget kræftrisiko og en langvarig svækkelse af muskler og knogler. Der skal en lang genoptræning til, før man har genvundet sin fysiske form, og det kan i det hele taget være svært på en klode som Mars, hvor tyngdekraften er markant mindre end på Jorden.
2. Planeterne er ikke egnede for mennesker
Der er i hele solsystemet ingen planeter, der bare minder om Clarkes Mars. Selv på Mars skal man gå rundt i rumdragt, og støvet vil være et konstant problem. Desuden kan det blive nødvendigt at grave en base ned, både for at beskytte mod stråling og de meget store temperaturudsving, hvor nætter på -100 grader er almindelige.
På Jupiters måner kan vi ikke lande på grund af de stærke strålingsbælter, der omgiver planeten. Venus er alt for varm, og sådan kan vi blive ved. At besøge planeter vil i en overskuelig fremtid være en opgave for professionelle astronauter og især deres robothjælpere, og der er absolut ingen planeter, som er egnede til at kolonisere. Det højeste, vi kan håbe på, er en begrænset måneturisme.
Endnu værre er det med muligheden for at dyrke planter i drivhuse på Månen eller Mars, som er en forudsætning for at kunne kolonisere. Ny forskning viser, at planterne slet ikke tåler strålingen fra rummet, så det bliver nødvendigt at grave drivhusene ned. Det reducerer nok strålingsproblemet, men til gengæld mangler man så adgang til sollyset.
3. Holdningen til rumfart har ændret sig
Verden har fået andre prioriteter end rumfart. Da USA’s tidligere præsident Obama blev spurgt om, hvad han så som fremtidens store problemer, nævnte han klimaændringer og den stadig større kløft mellem rige og fattige – og begge dele kan få stor betydning for rumfarten.
Allerede nu har sommerens rumture med milliardærer trukket en del kritik. Mange ser flyvningerne, som at nu skal rummet være milliardærernes legeplads, hvor de kan flygte fra Jordens problemer.
Her er der også peget på de amerikanske skattelove, der i meget høj grad begunstiger de rige, således at det er de fattige, som indirekte kommer til at betale for, at andre kan more sig i rummet. Der er bestemt en mulighed for, at holdningen til turistrejser kan ændre sig så meget, at det sætter rumfarten i et dårligt lys. Det kan få betydning, når politikere skal bevilge penge til rumfart.
\ Læs mere
Klimaændringerne kommer i høj grad til at dominere de kommende årtier. Klimaet vil skabe så store både økonomiske og politiske problemer, at hvis rumfarten skal overleve, bliver den nødt til at gå ind i denne problematik.
Man kan ikke forlange, at rumfart måske ligefrem skal blive en del af ’den grønne omstilling’, men det kan blive nødvendigt på en eller anden måde at tilpasse rumfarten, så den kan ses som noget, der gavner en grøn omstilling.
En måde, det kan ske på, er ved at lægge vægt på indsamling af globale data om Jorden og dens klima, noget der kun kan gøres fra satellitter. Man kan også begrunde en udforskning af Venus, idet vi her kan lære meget om, hvordan klimaet på en planet af Jordens størrelse kan ændre sig.
Musks dristige drøm kan briste
Det er, som om Elon Musk og SpaceX lever lidt i en tidslomme og overser, i hvor høj grad rumfarten eksisterer i et konstant samspil med samfundet. Selv hvis Starship bliver en stor succes (hvilket slet ikke er givet), så er det stadig spørgsmålet, hvordan den passer til verden af i dag.
I perioden 2030 – 2050 vil rumteknologien være udviklet så meget, at baser og måske kolonier på Mars og Månen ikke længere vil være en fremtidsdrøm, men noget man kan gennemføre, hvis viljen og pengene er til stede. Men dem, som skal træffe afgørelserne, vil leve i en verden, som helt sikkert vil være meget forskellig fra den verden, vi kender i dag.
Den drøm, Elon Musk har om at bruge Starship til at kolonisere Mars, vil måske til den tid virke helt forkert, fordi mange vil se det som et forsøg for de rige om at finde et godt og sikkert sted at bo udenfor Jorden, mens alle vi andre så bare må slås med problemerne.
Det kan også være, at man erkender, at planeterne faktisk ikke er egnede til kolonisering, og så forsvinder jo en hel del af behovet for Starship.
Men vi må indrømme, at hele ideen med Starship er dristigt tænkt, og som man siger ’Hvo intet vover intet vinder’. Det bliver meget spændende at se, hvordan vi ser på Starship bare 10-20 år fra nu.
\ Læs mere
\ Læs mere
\ Starships mange ansigter
Der har gennem tiden været omtalt mange udgaver af Starship – men hvor mange, der ender med at blive bygget, ved vist ikke engang SpaceX. For at tage dem fra en ende af:
-
Lastrumskib
Fordelen er et enormt lastrum med en diameter på hele 9 meter, der gør det muligt at opsende selv meget store satellitter, uden at skulle folde dem sammen på alle mulige (og umulige) måder. Der er ingen tvivl om, at konstruktørerne af James Webb rumteleskopet har savnet et så stort lastrum. -
Tankrumskib
Starship kan medføre over 100 ton brændstof, som i princippet kan pumpes over i et andet Starship rumskib, som venter ude i rummet. En fuld optankning vil dog kræve mere end et tankrumskib. -
Månerumskib
Da Månen ikke har nogen atmosfære, kan man spare det tunge varmeskjold. Rumskibet kan landsætte både astronauter og store mængder gods – forudsat at man tanker det op i bane om Jorden, hvilket jo ikke er helt billigt. -
Marsrumskib
Man kan indrette Starship til et langtursrumskib med plads til en privat kahyt til besætning og passagerer. Det er uvist, hvor mange der bliver plads til, men i hvert fald flere end de 4-6 astronauter, som rumagenturer verden over taler om på et marsrumskib. Starship er beregnet til at kunne lande på Mars, men hjemrejsen kræver en stor genoptankning og selv om der findes både is og CO2 på Mars til fremstilling af metan og ilt, så er det et stort og noget usikkert projekt at satse på for at sikre, at man kan komme hjem igen. -
Jordisk passagerfly
Starship er stort nok til, uden brug af Super Heavy, at kunne sende passagerer mellem to steder på Jorden på ikke over to timer. Det er et projekt, som i hvert fald giver både Concorden og ethvert fremtidigt overlydsfly baghjul. For i stedet for de sølle 2.000 km i timen (eller lidt mere), et overlydsfly kan præstere, så vil Starship sende passagerer afsted på en lille tur ud i rummet, hvor farten kommer op over 20.000 km i timen.
Landingerne bliver dramatiske, med et rumskib der gløder og flammer uden for vinduet – måske ikke noget for alle passagerer. Og hvad nytter den store fart, hvis man både skal vente i rumhavnen og bagefter i tolden?
