For de fleste af os er det at rejse ud i rummet noget, vi kan drømme om, men vi ved også godt, at det kun er meget få, der kan få drømmen opfyldt.
Vi har haft bemandet rumfart i over 60 år, og alligevel er det færre end 600 mennesker, der har været ude i rummet – og kun 12 har gået på Månen.
Så det store spørgsmål er, om det at komme ud i rummet også i fremtiden vil være forbeholdt de meget få, eller om mange kan komme til at opleve vores blå Jord som en klode i et stort, sort verdensrum.
Selv i dag er svaret ikke klart.
\ Bliv astronaut
Fra 31. marts til 18. juni 2021 kan du ansøge om at blive astronaut. (Fristen er ændret - tidligere var den 28. maj 2021)
Læs mere, og ansøg via hjemmesiden BlivAstronaut.dk.
For at klæde dig på til jobbet, bringer vi på Videnskab.dk en serie artikler om livet som astronaut, og hvad det kræver at blive den næste Andreas Mogensen (Danmarks første og hidtil eneste astronaut).
Artikelserien bliver til takket være økonomisk støtte fra Thomas B. Thriges Fond. Videnskab.dk har fuld redaktionel frihed.
Rumfarten kan tage mange veje, og det er langt fra dem alle, der fører til en fremtid, hvor det at rejse i rummet er noget ganske almindeligt.
I denne artikel vil vi se på, hvordan vi kan forvente, at den bemandede rumfart vil udvikle sig de kommende 40-50 år.
Både på grund af den tekniske udvikling og de ændringer, der sker i samfundet, giver det ingen mening at prøve at se længere ud i fremtiden end det.
I de kommende årtier vil den bemandede rumfart være bestemt af udviklingen inden for to områder, nemlig rumturismen, som er rent kommerciel, og den brug man vil gøre af astronauter i den regeringsbetalte rumfart.
Vi begynder med rumturismen.
20 år med rumturisme
Her i 2021 er det 20 år siden, vi fik den første rumturist. Det var amerikaneren Dennis Tito, som betalte 20 millioner dollars for en uges ophold på rumstationen ISS, som dengang slet ikke var bygget færdig.
Det var russerne, der sendte ham op, mens NASA dengang var meget imod tanken om turister i rummet.
Det har ændret sig siden, men i de forløbne 20 år har der kun været 7 rumturister, som alle har besøgt ISS.
Det er nu ikke så mærkeligt, for med priser på 20-50 millioner dollar for en uge i rummet, er der jo ikke mange, der har råd.
Den rumturisme, vi hidtil har oplevet, har nærmest været en sport for milliardærer og ikke noget, som angår almindelige mennesker.
Skal bemandet rumfart for alvor blive en del af fremtiden, så skal det også være muligt at komme ud i rummet, selv hvis man ikke ejer en stor formue.
Den mulighed eksisterer heldigvis, for der er både dyre og billige rejsemål ud i rummet. For hvis man bare har passeret den såkaldte Karman-grænse på en højde af 100 kilometer, kan man nemlig kalde sig rumturist.
Karman-grænsen er den officielle grænse mellem Jordens atmosfære og selve rummet, og den er opkaldt efter den ungarsk-amerikanske fysiker Theodore von Karman (1881-1963), som udførte banebrydende arbejde inden for både flyvning og rumfart.
Inden vi ser på rumturismens fremtid, skal vi en lille omvej over fysikken, for det er fysikkens love, der sætter rammerne for vores muligheder i rummet.
\ 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'.
Et spørgsmål om energi
Rejser i rummet er dyre, fordi de kræver en masse energi, som kun kan leveres af brændstof.
Hvis rejsen kræver meget energi, skal brændstoftankene være store, og det betyder, at raketten skal være stor og derfor bliver dyr.
Vi vil her se på de tre rejsemål, som kan blive aktuelle i de kommende år:
- Et hop ud i rummet til en højde af 100 kilometer
- En bane om Jorden
- En rejse til Månen
Fælles for de tre mål er, at de ikke kræver langvarige ophold i rummet.
Selv en månerejse kan gennemføres på en til to uger. Det er en stor fordel, for meget lange ophold i rummet er på grund af stråling og vægtløshed en stor belastning for kroppen – og desuden venter en langvarig genoptræning, når man vender tilbage.
Som nævnt er den afgørende faktor for prisen den energi, rejsen kræver. For at vurdere energien ser vi først på den hastighed, de forskellige ture kræver:
- Hop ud i rummet: omkring 4000 km/time
- Bane om Jorden: omkring 28.000 km/time
- Månen: omkring 40.000 km/time
Nu vokser energien med kvadratet på hastigheden, så hvis vi som udgangspunkt bruger den energi, der skal til at sende en person 100 kilometer op, og betegner denne energimængde med bogstavet E, så får vi følgende energiregnskab:
- Hop ud i rummet: E
- Bane om Jorden: 50 E
- Månen: 100 E
Vi kan se problemet: Selv om man i forhold til et hop ud i rummet kun skal flyve syv gange hurtigere for at komme op til rumstationen, så stiger energikravet med en faktor 50 (det vil sige, rejsen kræver 50 gange så meget energi).
En månerejse kræver 100 gange så meget energi, selv om vi kun skal øge hastigheden med en faktor 10. Det er disse tal, som sætter rammerne.
Og hvis turister derimod skal besøge Mars, så er det nødvenligt at bringe den nuværende rejsetid på syv måneder ned til helst syv uger.
Så hurtige rumskibe kan godt bygges, men energikravene er så store, at det bliver nødvendigt at anvende atomdrevne raketter.
Vi vurderer, at der nok er mere end 50 år til, at atomkraft for alvor bliver en del af rumfarten - også selv om NASA er begyndt at interessere sig for muligheden.
\ Læs mere
Så i vores tidsramme vil langt den meste bemandede rumflyvning finde sted i Jord-Måne systemet, med kun enkelte ekspeditioner til Mars.
I hver af de tre kategorier er der nu noget undervejs, som for alvor kan give rumturismen et afgørende gennembrud.
Rumhoppet
Firmaet Blue Origin vil sende de første 6 turister 100 kilometer op med deres genbrugsraket New Shepard. Det skal ske på en af rumfartens store dage, nemlig årsdagen for den første landing på Månen - 20. juli.
Blue Origin har endnu ikke angivet prisen, men den menes at ligge på omkring 250.000 dollar (cirka 1,5 millioner kroner) for den 10 minutter lange flyvning.
En af de seks pladser kan købes ved en offentlig auktion, hvor overskuddet går til en ’Club for the Future’, som skal inspirere næste generation til at interessere sig for rumfart.
Ellers er kravet, at man skal veje mellem 50 og 100 kilo og kunne gå op ad 7 trapper svarende til højden på starttårnet på under 90 sekunder. Man skal også kunne sidde pænt stille i kabinen i 90 minutter og tåle 3 gange Jordens tyngdekraft.
New Shepard starter lodret, og kapslen med de seks turister frigøres efter omkring tre minutter. Derefter oplever man lidt over tre minutters vægtløshed, hvor himlen også bliver helt sort. Man kan tydeligt se Jordens runding og det blå bånd af atmosfære, som omgiver vores planet.
Det konkurrerende firma Virgin Galactic vil først være parat til at sende de første turister ud i rummet i 2022. Også her er der tale om et kort hop ud i rummet, dog ikke med en kapsel, men med et raketfly, som ender med at lande i en lufthavn.
Prisen, som måske også vil ligge på omkring 1,5 millioner danske kroner, er nok lidt rigeligt for langt de fleste, men der er gode muligheder for prisfald i de kommende år.
Rigtig billigt bliver det dog ikke inden for en overskuelig fremtid, men det skulle i princippet være muligt at spare op til et sådant hop om måske 5-10 år.
Men fysikkens love siger også, at det korte rumhop er, hvad vi almindelige mennesker kan håbe på inden for en overskuelig fremtid.
De to næste skridt, banen om Jorden og rejsen til Månen, bliver i en overskuelig fremtid sandsynligvis kun for de superrige turister.
Bane om Jorden – helt uden astronauter
Fra en bane om Jorden er der mulighed for at nyde udsigten og vægtløsheden gennem længere tid – samt opleve både rumsyge og problemerne ved at benytte et toilet i den vægtløse tilstand…
Med priser, der i dag nok ligger nær de 50 millioner dollar (over 300 millioner kroner) for nogle få dages ophold, vil markedet være meget lille.
Efter de nyeste skøn, vi har set, skulle markedet være på højst 50 turister om året.
SpaceX søger dog alligevel at komme ind på dette marked.
I september opsender SpaceX således fire turister med deres Dragon-rumskib på en tre dage lang flyvning om Jorden. Det nye er, at der ikke er nogen astronaut med.
Kommandoen er overdraget til milliardæren Jared Isaacman, det har en baggrund som pilot, selv om han i dag er forretningsmand.
Det er også kun muligt, fordi det topmoderne Dragon-rumskib stort set flyver sig selv, og fordi man på denne flyvning ikke skal kobles til rumstationen ISS.
Starship kan ændre rumturismen
Af meget større betydning er Starship, som er det næste store projekt for SpaceX. Det er en meget stor raket, som på korte ture kan transportere mindst 50 passagerer.
Hvis projektet lykkes, og Starship kan genbruges, så kan det fuldstændig ændre turistrumfarten. Måske kan en tur til en rumstation blive næsten lige så billig som et hop ud i rummet.
Det lyder næsten for godt til at være sandt, men hidtil har Elon Musk og SpaceX leveret varen.
Vi venter og ser og holder os her til de lidt mere konservative fremskrivninger af rumfarten. Men Starship viser, at selv inden for det begrænsede tidsrum, vi ser på, kan der ske store overraskelser.
En rejse til Månen
SpaceX tror så meget på Starship, at de allerede i 2023 vil forsøge en turistflyvning rundt om Månen med ikke mindre end otte turister.
Det er den superrige japaner Yusaku Maezawa, der har skudt et meget stort beløb i Starship-projektet og derved åbnet en mulighed for projektet ’DearMoon’.
Ingen ved, hvad han har betalt, men det bedste gæt er nok mindst en milliard dollar.
Nu søger Maezawa så ledsagere til sin rumflyvning, som skal finde sted i 2023. Maezawa er endda så gavmild, at hans ledsagere får turen gratis.
At Maezava både er mere end superrig og interesseret i rummet fremgår af, at han allerede i december skal ud i rummet på en tur til rumstationen ISS med et russisk Soyuz-rumskib.
Og ikke nok med det, han har også inviteret sin personlige assistent Yozo Hirano med på turen.
I det prislag bliver markedet nok aldrig ret stort, men der er ingen tvivl om, at Elon Musk nok vil søge at tage det næste skridt og udbyde en landing på Månen som et turistmål – så hvem ved?
Mars - fremtiden for rumturister
Hvis andre end professionelle astronauter skal rejse til Mars, bliver det nok nødvendigt at nedbringe den nuværende rejsetid på syv måneder til syv uger.
Så hurtigt kan selv Starship ikke flyve, selv om det er beregnet til at kunne rejse til Mars med kolonister.
Sandsynligvis kommer turistrejser nok til at vente på bygningen af atomdrevne raketter.
Vi vurderer, at denne mulighed først kan blive til virkelighed om 40-50 år, selv om NASA som nævnt er begyndt at interessere sig for atomdrevne raketter.
I vores tidsramme er vi nok henvist til de kemisk drevne raketter, og det betyder, at turistrejser vil holde sig til Jord-Måne-systemet.
Det mest sandsynlige er, at kun de korte rumhop har en mulighed for at blive så billige, at almindelige mennesker har mulighed for at være med.
Om måske bare 10 år vil et sådant hop nok ikke koste meget mere end en bil – det er kun synd, at et rumhop varer så kort tid.
Men som nævnt kan Starship – og måske også andre gennembrud – ændre denne forudsigelse.
Tilbage til astronauterne
Den anden mulighed for at komme ud i rummet er at blive astronaut, og netop nu søger det europæiske rumagentur ESA nye astronauter.
Der er dog kun få pladser, og der kan godt gå flere år, før der kommer en ny runde.
Der er derfor lang vej til at blive astronaut, men den store fordel er, at det er rumagenturet og ikke en selv, der betaler for rejserne ud i rummet.
I modsætning til rumturisterne kan man her kvalificere sig gennem uddannelse og ikke bare ved at have en tyk tegnebog.
De astronauter, der udvælges i de kommende år, kommer primært til at arbejde på en rumstation.
Det er i dag ISS, men den vil få efterfølgere. Her består arbejdet især i at gennemføre videnskabelige, tekniske og medicinske forsøg.
I den forbindelse søger ESA især folk med en særdeles god baggrund indenfor videnskab og teknik, og her taler vi både om en ph.d.-grad og praktisk erfaring.
Først og fremmest skal man være ’trænbar’ med evne til hurtigt at sætte sig ind i mange forskellige videnskaber – for som en del af forberedelsen til en tur, skal man rundt til de mange laboratorier på Jorden, hvor forsøgene planlægges, og her er det en stor fordel at have en hurtig opfattelsesevne.
Også ikke-astronauter kan arbejde med rumfart
Hvis man søger med den rette baggrund, men uden at blive astronaut, så er der alligevel mange muligheder for at komme til at arbejde med rumfart.
Der er altid spændende stillinger inden for rumforskning. Der er også muligheder i Danmark (som DTU Space), men prøv også at gå ind på dette link, for at se hvilke muligheder der er for at arbejde i det europæiske rumagentur ESA. Man skal bare klikke på ’search jobs’ for at se de mange stillinger.
ESA har flere forskningscentre, som ESOC i Darmstadt i Tyskland, ESRIN i Italien og ESTEC i Holland, der beskæftiger mange mennesker med ret forskellige uddannelser.
For den rette person er der her gode muligheder for at komme til at arbejde med rumfart i et internationalt miljø. Der er jo i virkeligheden tale om en win-win situation, for alene ved at søge at kvalificere sig til at blive astronaut, så lægger man jo også begyndelsen til at kunne få en meget spændende karriere inden for rumfart.
Ud i Solsystemet
Der er nok ingen tvivl om, at vi i løbet af de næste 50 år får videnskabelige baser både på Månen og Mars. Disse baser vil blive bemandet af astronauter, selv om enkelte turister på Månen ikke kan udelukkes.
Men antallet af astronauter på baserne vil være begrænset, fordi astronauterne i stadig højere grad kommer til at samarbejde med robotter, som kan aflaste dem i deres arbejde og dermed nedsætte behovet for at have mange astronauter på basen.
Som eksempel på denne udvikling kan nævnes NASA's Astrobee-robotsystem, der blev opsendt til rumstationen ISS i 2019.
Systemet omfatter tre robotter, der for nu at blive i bi-sproget (!) har fået navnene Honey, Queen, and Bumble.
Robotterne er tre små kasser med en sidelængde på bare 30 cm. De er udstyret med små propeller, så de frit kan flyve omkring inde i ISS og selv finde ud af ikke at støde ind i noget.
De kan udføre en masse små opgaver for astronauterne, som at flytte udstyr inde i rumstationen eller lede efter små lækager. Det kan ske med et intelligent mikrofonsystem kaldet SoundSee, hvor robotterne flyver rundt og leder efter lyde, såsom en hvislen, der kan tyde på en lille lækage.
Man håber engang i fremtiden at kunne overlade til robotter det meget tidskrævende arbejde, det er, at tømme et forsyningsrumskib og derefter anbringe forsyningerne de rigtige steder på ISS. Det er nemlig noget, der for alvor tager astronauternes tid.
En tilsvarende udvikling kan forudses på både Månen og Mars.
Astronauter sidder på basen og fjernstyrer robotbiler, som får til opgave at køre til steder, hvor det vil være for farligt for astronauter selv at færdes, som stejle kløfter eller underjordiske huler.
Man har endda overvejet, om den mest effektive måde at udforske Mars på, simpelthen bliver at lade astronauterne blive ude i rummet på en af de to små Marsmåner Phobos og Deimos. Herfra har man en meget fin udsigt til Mars, og astronauterne kan så i stedet bruge tiden på at fjernstyre en hel flåde af rovere rundt på Mars.
Men selv om vi kun får brug for få astronauter, så ændrer det intet ved, at de skal trænes godt.
Træningen vil omfatte langvarige ophold på meget øde steder i blandt andet Canada, hvor man skal klare sig selv og være iført rumdragt hver gang, man skal udendørs.
Man vil også indføre kunstig forsinkelse på radiosignaler, så der vil gå flere minutter mellem spørgsmål og svar – ganske som man vil opleve det på Mars.
Det psykologiske aspekt bliver måske værst
Men ligegyldigt hvor godt vi træner og udvælger astronauter, så er der en mulighed for, at vi netop ved udforskningen af Mars kommer til at møde grænsen for, hvad mennesker kan klare.
Der er de medicinske grænser, som sættes af stråling og vægtløshed og på den lange rejse til Mars, og måske også en psykologisk grænse.
Astronauterne på ISS har ofte fortalt om den psykologiske betydning af, at man altid kan se ned på vores farvestrålende Jord med de blå have, de hvide skyer og de grønne skove. Astronauterne er kommet til at se på Jorden som en oase i et stort, sort og tomt verdensrum.
Den udsigt har man ikke ved en rejse til Mars, hvor man i mange måneder kun kan se Jorden som en klar stjerne blandt tusinder af andre – og der vil også være tidsrum, hvor man slet ikke kan se Jorden, fordi den er ovre på den anden side af Solen.
Og på Mars er der hverken en blå himmel eller grønne skove, men kun en rødlig ørken under en rødlig himmel – og så er der støv alle vegne.
Det er nu nok ikke værre, end at en veltrænet astronaut kan klare det, selv om det at være isoleret fra Jorden må være mærkeligt for et menneske, der er vokset op i en verden, hvor man altid er på og vant til at kommunikere 24/7 via computer og mobiltelefon.
På Mars er man virkelig overladt til sig selv – og det bliver bare værre længere ude i Solsystemet.
Vi kan alle blive en slags astronauter i fremtiden
Vi må nok indstille os på, at selv om der nok altid vil være mennesker i rummet, så vil der i de næste 50 år ikke blive tale om en masseudvandring.
Det mest folkelige bliver nok de korte rumhop, der i det mindste vil give mange af os en mulighed for at se Jorden lidt udefra og på den måde direkte at erkende, at vi bor på en lille, sårbar planet i et stort univers.
Besøg på Solsystemets planeter vil i vores tidsramme være forbeholdt de meget få, men spørgsmålet er også, om det er så dårlig en udvikling.
For selv om man kunne være der selv, så er der jo så mange begrænsninger: Man skal gemme sig en stærkt isoleret og strålingsbeskyttet base om natten, og når man endelig kommer ud, er der ikke noget med lange vandreture på egen hånd i ukendte landskaber.
De første astronauter på Mars vil have uhyre detaljerede kort over deres landingssted, og næsten hvert eneste skridt vil være planlagt på forhånd – og desuden skal de være iført tykke rumdragter, som nok kommer til at nedsætte muligheden for de helt store eventyr på egen hånd.
Men for os, der bliver hjemme, åbner fremtidens it-teknik en mulighed for at opleve Solsystemet, næsten som om vi var der selv.
En stadig hurtigere dataoverførsel vil gøre det muligt for robotter at vise os ting, som ingen astronaut har mulighed for at opleve.
Tænk at kunne dykke ned i den størst kendte storm i Solsystemet, nemlig Jupiters berømte røde plet – ingen astronaut vil kunne gøre det, men vi kan opleve det ved at følge en robots flyvning.
Så på en måde, vi slet ikke havde forestillet os ved rumalderens begyndelse, så kan vi næsten alle blive astronauter – selv om det meget passende for coronatiden foregår hjemmefra. Og så kan de yngre læsere måske ligefrem nå at opleve denne udvikling.
Det store ubesvarede spørgsmål er, om vi om 100 år har et solsystem både med kolonier, hvor folk bor permanent, og bemandede baser, lige fra den varme Merkur og ud til Uranus ismåner, eller om vi også til den tid er henvist til kun at opleve Solsystemets mange mærkelige verdener gennem robotters øjne.
For uanset it er der jo intet som at være der selv…
