Hvilken rolle får mennesker i fremtidens rumfart?

Da rumalderen begyndte, var man overbevist om, at udforskningen af vores solsystem ville ske på samme måde, som da man udforskede Jorden. Nemlig ved ekspeditioner, der drog ud for at undersøge ukendte områder.

Et godt eksempel findes i Arthur C. Clarkes roman fra 1952 ’The Sands of Mars’. Her møder vi en astronaut fra den første ekspedition til Saturn, og han fortæller om sine oplevelser, da de landede på Saturns måne Mimas. Det er en klassisk beretning fra en opdagelsesrejsende:

»Vi landede i en bred dal mellem nogle bjerge, hvor vi var sikre på, at overfladen var nogenlunde solid. Vi ville ikke gentage den fejl, vi gjorde, da vi forsøgte at lande på Rhea. Vi tog hurtigt vores rumdragter på og gik udenfor – det er mærkeligt, hvor ivrig man altid er, uanset hvor mange gange man er landet på en ny verden.«

»Det var tidligt om morgenen. Vi var landet ikke langt fra ækvator, så det meste af Saturn var over horisonten. Den så helt mærkelig ud. En kæmpe halvmåne, der rakte op i himlen, næsten som et mange tusinde kilometer højt bjerg. Hvis vi rettede ansigtet mod Saturn og spredte armene ud, kunne vores fingerspidser lige række fra den ene ende af ringene til den anden.«

»Og vi blev aldrig trætte af at se på selve Saturn – der var de mest vidunderlige farver, mest grønlige, brunlige og gule. Og af og til kom der et udbrud fra dybt nede i atmosfæren, og noget så stort som Jorden ville langsomt sprede sig halvvejs rundt på planeten.«

Man var dengang overbevist om, at rummet og Solsystemet ville blive udforsket af astronauter. Ingen havde forestillet sig, at vi i dag har besøgt alle Solsystemets planeter, uden at astronauter har været med på rejserne.

Det var netop håbet og ønsket om at kunne opleve Solsystemet gennem beretninger fra mennesker, der selv havde været derude, som var en vigtig drivkraft for rumfarten.

Nu har vi nået Saturns måne Mimas, men det er uden det personlige drama, vi havde fået, hvis en astronaut selv havde været der. Rumsonden Cassini udførte i mange år et fantastisk arbejde med at udforske både Saturn og dens mange måner – men kun få har set billederne, selv om de er lette at finde på nettet.

På den måde har vi slet ikke oplevet Saturn og dens måner, som vi for mere end 50 år siden oplevede Månen, da de første mennesker landede.

Er vi på vej mod en rumfart, hvor det er robotter og ikke mennesker, som bliver fremtidens opdagelsesrejsende? Og hvad vil det betyde for rumfarten?

»Her er der drager«

Spørgsmålet om, hvordan Solsystemet skal udforskes, er endnu ikke afklaret.

For tiden sker det med rumsonder, men mange håber på, at mennesket en dag vil følge efter. Det vil også komme til at ske - i hvert fald til Månen og Mars - men taler vi om længere rejser, er menneskets fremtid i rummet meget mere usikker.

Det skyldes ikke alene, at vi mangler gode rejsemål, som vi skrev om i artiklen Fra Mars til stjernerne, men i lige så høj grad, at rejser i rummet er langt farligere for mennesker, end man forventede ved rumalderens begyndelse.

Dengang anså man ikke en rumrejse for farlig, for rummet er jo tomt. Den eneste fare, man kunne forudse, var et meget usandsynligt sammenstød mellem rumskibet og en meteor.

I dag har vi et andet synspunkt på rejser i rummet baseret på mere end 60 års erfaring med mennesker i rummet. Kortere rejser til Månen og Mars kan vi nok klare, men taler vi om rejser til Jupiter og endnu længere ud, skal rejsetiderne måles i år.

I dag ved vi, at meget lange ophold i rummet kan skabe så alvorlige problemer for mennesker, at lange rumrejser sandsynligvis kun kan gennemføres af robotter. Måske får vi aldrig en førstehåndsberetning fra en landing på Mimas.

På kort fra middelalderen, da meget af Jorden endnu ikke var udforsket, var der ofte tegnet drager eller andre mytiske væsener på de steder, som endnu ikke var kendte.

Nogle gange skrev man direkte ’Hic sunt Dracones’ – her er der drager. Det var ment som en advarsel om de uventede farer, der kunne vente dem, som drog ud i det ukendte.

I dag morer vi os over dragerne, men i virkeligheden er rumfartens historie en beretning om, at der er drager derude, vi skal passe på.

De drager, der optræder i dag, er en stadig længere liste over problemer mennesker møder ved at rejse ud i Solsystemet.

NASA har udarbejdet en liste med fem hovedpunkter, og den vil vi se nærmere på. De fem punkter er:

1. Stråling fra rummet
2. Isolation og indespærring
3. Afstand fra Jorden
4. Tyngdefelter
5. Et sundt miljø på et rumskib eller en base

Listen omfatter ikke vægtløshed, som jo optræder, uanset om man bare kredser om Jorden eller flyver ud i Solsystemet. Men problemet er der jo alligevel, så der er ingen vej uden om fysisk træning to timer om dagen – måske på danskbyggede motionscykler!

NASA's liste kommer til at sætte nogle grænser for, hvordan mennesket kan udforske rummet. Det kan ikke ske på den måde, som Clarke forestillede sig – i hvert fald ikke, hvis vi skal længere væk end Mars.

Det mest sandsynlige er, at rumfarten gradvist vil blive overtaget mere og mere af robotter med kunstig intelligens, som kan arbejde selvstændigt, simpelthen fordi lange rumrejser giver en for stor risiko for astronauternes helbred.

Allerede nu er det sikkert, at astronauternes rolle i rumfarten vil ændre sig, og det vil vi se på i slutningen af artiklen. Men først vil vi se på hvert enkelt af de fem punkter.

Strålingen fra rummet

Stråling er nok det største problem for den bemandede rumfart, og det kan føre til, at vi må opgive tanken om lange rejser ud i rummet med mennesker – i hvert fald ud i det ydre solsystem, hvor rejsetiderne måles i flere år.

Det er et problem, som ofte overses, fordi vi jo uden de helt store problemer har haft astronauter ude i rummet på den russiske rumstation Mir og senere på ISS i over et år.

Her er forklaringen, at alle rumstationer kredser så tæt på Jorden, at de er godt beskyttet af Jordens magnetfelt. Desuden fylder Jorden jo halvdelen af himlen, og den beskytter jo godt mod stråling fra rummet. Alligevel modtager en astronaut på ISS 10 gange så meget stråling som en person på Jorden.

Bevæger vi os uden for Jordens magnetfelt, hvad man jo gør allerede ved en kort rejse til Månen, så bliver strålingen stærkere, for her møder vi både den galaktiske kosmiske stråling og soludbrud for fuld styrke.

Partikelstråling fra Solen er normalt ikke særlig farlig, men under store udbrud på Solen kan strålingen blive så kraftig, at astronauter må have et særligt strålingsbeskyttet rum, hvor de kan gemme sig i de timer eller dage, før strålingen igen er blevet normal.

Uden en sådan beskyttelse kan et soludbrud være så farligt, at astronauter direkte vil dø, hvis de er ude i rummet.

Man kan blive ramt af et soludbrud, selv på en kort rejse til Månen – og det var noget af et held, at et meget voldsomt udbrud i august 1972 fandt sted netop på et tidspunkt, hvor der ikke var nogen Apollo-flyvninger.

Apollo 16 var vendt hjem fra Månen i april, og Apollo 17 blev først opsendt i december.

Havde en mission fundet sted i løbet af august, ville de inde i Apollo-kommandomodulet have været afskærmet mod 90 procent af den indkommende stråling. Alligevel kunne astronauterne selv i kabinen have fået akut strålingssyge, da månerejser foregår uden for Jordens magnetfelt.

Astronauter på månevandring kunne endda have fået en potentielt dødelig dosis stråling. I alle tilfælde ville astronauterne få en stærkt forøget kræftrisiko.

Det er klart, at risikoen for at blive ramt af et soludbrud vokser med rejsens længde. Det ville derfor være en god ide at vente med at rejse til Mars, indtil vi har rumskibe, der kan rejse til Mars på 7-8 uger i stedet for de 7-8 måneder, som er den normale rejsetid i dag.

Der er dog ingen planer i denne retning. I alle tilfælde skal et Mars-rumskib udstyres med et særligt strålingssikret rum, hvor besætningen kan opholde sig under en solstorm.

Det er meget mere vanskeligt at beskytte sig mod den galaktiske kosmiske stråling. Den består af atomare partikler, som sandsynligvis stammer fra supernovaudbrud, og som kommer fra hele Mælkevejen.

Partiklerne har ofte så meget energi, at de kan gå gennem en afskærmning af metal, plastik eller vand, og de kan i høj grad skade cellerne i kroppen.

Stråling en stor udfordring for lange rumrejser

Det største problem er den sekundære stråling, som opstår, når den kosmiske stråling støder sammen med atomerne i afskærmningen. Det kan føre til byger af neutroner, protoner og andre partikler, som er næsten lige så farlig som den oprindelige stråling.

NASA-forskeren Lisa Simonsen siger:

»En af de mest udfordrende dele af den menneskelige rejse til Mars er risikoen for strålingseksponering og de langsigtede sundhedsmæssige konsekvenser af eksponeringen under rejsen. Når den ioniserende stråling kommer ind i levende væv, afsættes energi, der forårsager strukturel skade på DNA og ændrer mange cellulære processer.«

Der er en forøget risiko for kræft, ændringer af immunsystemet, grå stær og hjertesygdomme. Men alligevel mener NASA, at man godt kan klare det.

I hvert fald så længe, vi ikke rejser længere væk end til Mars, og rejsetiden derfor kun måles i måneder. Men også her vil et hurtigt rumskib nok være den bedste ide.

Og når man så kommer til Mars, som ikke har noget magnetfelt og kun en meget tynd atmosfære, ja, så kan man ikke gøre meget andet end at grave sig godt ned og kun gå udenfor iført rumdragt, når det er meget nødvendigt. Det er ikke nok bare at ville gå en lille tur for at nyde udsigten.

Sammenlignet med de virkelig lange rejser ud til Jupiter og Saturn, er en rejse til Mars bare er en lille lokal tur. Kan vi med den kraftige stråling i rummet overhovedet gennemføre flere år lange rejser ud i det ydre solsystem i et rumskib?

Isolation og indespærring

At rejse ud i rummet betyder ikke, at man bare rejser til en anden planet, og så ellers får tiden til at gå med at køre og gå rundt og nyde de fremmedartede landskaber.

Hvis man gør det på Jupiters ismåne Europa, vil man hurtigt dø af strålingssyge, og på Mars kan man risikere at møde en støvstorm, som gør det vanskeligt at se noget og navigere sikkert.

Sandheden er, at man næsten hele tiden er tvunget til at leve og bo tæt sammen med sine rejsefæller, normalt på en meget lille plads. Det er intet under, at alle astronauter er udvalgt efter, om de har den psyke, som er nødvendig.

Hertil kommer, at ISS ikke er den helt store udfordring. Rumstationen er så stor, at man normalt har mulighed for at finde et sted, hvor man kan være alene i kortere tid, hvis det er det, man har brug for.

Desuden har det vist sig, at den fantastiske udsigt til Jorden er af stor betydning for det psykiske helbred. Men på en rejse til Mars vil der ikke være samme plads som på ISS.

Jorden vil kun være en klar stjerne, som nogle gange ikke engang vil være synlig fra rumskibet, fordi Jorden er ovre på den anden side af Solen – og så er det helt umuligt at kunne ringe hjem.

Elon Musks idé om at proppe 50-100 civile ombord på Starship og så sende dem til Mars for at bygge en koloni, er den sikre vej til katastrofe. Det er kun få mennesker, der har de nødvendige egenskaber til at klare en lang rumrejse på et lille rumskib uden at komme i konflikt med de mennesker, man rejser sammen med.

Her er det nødvendigt med gode psykologer til at udvælge, hvem der får mulighed for at rejse. Det er i hvert fald ikke en kvalifikation bare at være rig.

Det er værd at bemærke, at nogle af de forsøg Andreas Mogensen skal udføre i rummet, handler om at sikre den psykiske trivsel. Det drejer sig om brug af Virtual Reality og om at skabe en naturlig variation af lyset i løbet af et døgn, så man får en sund døgnrytme.

Afstand fra Jorden

På Månen går der kun et par sekunder, fra man spørger om noget, til der kommer svar fra Jorden. Så ensom kommer man i hvert fald ikke til at føle sig.

Det kan man kun på Månens bagside, hvor Månen skygger for radiosignaler fra Jorden. Faktisk nød Michael Collins fra Apollo 11 roen, da han i sit Apollo-rumskib befandt sig over Månens bagside i bane om Månen, mens Armstrong og Aldrin gik rundt på overfladen.

På en rejse til Mars kan man det meste af tiden godt komme i kontakt med Jorden – i hvert fald så længe Mars og Jorden er på den samme side af Solen. Men der vil normalt gå lang tid, fra man kalder Jorden, og til et svar når frem – typisk en halv time, selv om det varierer meget.

Besætningen kan dog let føle sig overladt til sig selv. Og så kan de jo let komme til at tænke på, om der nu er nok af reservedele til at klare de tekniske problemer, som altid opstår.

I det ydre solsystem ved Jupiter og Saturn - for slet ikke at takle om den lille fjerne Pluto - er samtaler totalt umulige, da der går flere timer mellem spørgsmål og svar. Det giver naturligvis en følelse af ensomhed, men der kan også opstå andre problemer.

Andreas Mogensen har kunnet glæde sine kolleger ved at bringe en frisk, dansk festmenu med under sit første besøg på ISS – men hvad hvis man måned efter måned, eller år efter år kommer til at gentage de samme få menuer?

NASA kalder fænomenet ’menu-træthed’, og det har vist sig, at astronauter selv på ISS ikke spiser nok, så de taber vægt og ikke får den rigtige kost. Man kan sige, at det ikke er et stort problem, så længe der er mad nok, men NASA tager det alvorligt, for kun en sund astronaut kan også være en god astronaut.

Tyngdefelter

Vi hører meget om vægtløsheden og de problemer, den skaber, men vi ved ikke meget om, hvordan det er at leve i længere tid under en tyngdekraft, der er forskellig fra Jordens.

Månen har en tyngdekraft på kun en sjettedel af Jordens, og det er sandsynligvis så lavt, at kroppen næsten opfatter det på samme måde som vægtløshed. Det vil kræve en omfattende fysisk træning for at holde muskler og knogler i form, så knoglerne ikke svækkes ved at miste mineraler, og blodet ikke stiger til hovedet, hvilket kan give ganske alvorlige synsproblemer, som nogle astronauter allerede har opdaget.

Det er mere usikkert, hvordan det er at tilpasse sig tyngdekraften på Mars, som er en tredjedel af Jordens tyngdekraft, men der vil helt sikkert være nogle langtidsvirkninger, som vi først vil lære at kende efter de første Marsrejser

Men hvor går grænsen, før kroppen ikke længere opfatter tyngdekraften som normal?

Månen, Mars, Jupiter og Saturns måner har alle en lav tyngdekraft, og hvis det giver langtidsvirkninger, så er det et problem. Venus er den eneste planet, hvor tyngdekraften er næsten som på Jorden, men der kan vi ikke lande på grund af den meget høje temperatur på 480 grader.

Det er meget sandsynligt, at hvis man har boet på Månen eller Mars i længere tid, så vil det nok være meget vanskeligt at vende tilbage til Jorden.

Kolonister skal også lige overveje, at børn der er født på Månen eller Mars måske slet ikke kan vende tilbage – og hvis de gerne vil det, så får forældrene et problem.

For har de en etisk ret til at fratage deres børn muligheden for selv at opleve ’The Green Hills of Earth’ og indånde noget frisk havluft, som ikke er blevet genbrugte mange hundrede gange? Der vil være nogle betydelige etiske overvejelser

Et sundt miljø

Renlighed er en god ting, og det gælder især ude i rummet, hvor man ikke bare kan åbne et vindue og lufte ud. Derfor deltager alle ombord i den ugentlige rengøring på ISS.

Det går da også ganske udmærket, men miljøet er noget, NASA tager meget alvorligt. De skriver direkte:

»Økosystemet inde i et rumfartøj spiller en stor rolle i dagligdagen for en astronaut i rummet. Mikrober kan ændre karakteristika i rummet, og mikroorganismer, der naturligt lever på menneskekroppen, overføres lettere fra person til person i lukkede habitater, såsom rumstationen.

Stresshormonniveauer kan stige, og immunsystemet kan ændre sig, hvilket kan føre til øget modtagelighed for allergier eller andre sygdomme. Der er behov for mere forskning i, om disse ændringer udgør en alvorlig risiko for astronauter.«

Som eksempel kan nævnes, at et af de store problemer for at holde et godt miljø er brugen og rengøringen af de komplicerede toiletter, som er beregnet til vægtløshed. Lækager og utætheder kan føre til store hygiejniske problemer, som er ganske svære at løse.

Alene det sætter en grænse for, hvem der kan komme ud i rummet, for det er bare ét ud af mange problemer, som ikke bare kan overlades til en tilfældig, men rig turist, som ikke rigtig gider det der med at gøre rent.

Som vi ser det i dag, kan mennesker kun være meget begrænset med i Solsystemets udforskning, men med tiden vil robotterne også blive så avancerede, at det, de sender hjem, sandsynligvis vil kunne skabe en virtual reality oplevelse af at være der selv.

Fremtiden for astronauter

Men det er ikke den eneste udvikling, for selve astronautbegrebet vil også ændre sig. Andreas Mogensen er en ægte klassisk astronaut, der behersker begge af astronautens to hovedopgaver:

1. At vedligeholde og reparere rumstationen
2. At drive forskning ved at gennemføre forsøg planlagt af andre

For på rumstationer kan vi forudse store ændringer i astronauternes opgaver. ISS vil med tiden blive afløst af flere mindre og privatejede rumstationer, hvor man lejer sig ind. Her vil der være nogle privatansatte astronauter, som alene har til opgave at sørge for, at rumstationen virker, som den skal.

De fleste vil være forskere og turister – og det er en udvikling, som allerede er begyndt.

Således bliver den næste svensker i rummet Marcus Wandt, som den svenske regering har betalt rejsen for. Han skal op med et rumskib fra SpaceX som en del af en besætning på tre, som firmaet Axiom lige nu er ved at uddanne.

De to andre er den første tyrkiske astronaut og en italiensk astronaut. Da deres rejser allerede er købt, kan de komme hurtigt ud i rummet. Holdet ledes af en professionel astronaut ansat af Axiom.

På den måde kan man sikre sig en hurtig adgang til selv at forske i rummet, selvom opholdet er begrænset til to uger på ISS. Vi ser her begyndelsen til fremtidens rolle for astronauter. De bliver det tekniske personale på rumstationen, mens det centrale er forskere, turister og andre, der rejser på betalte rejser ud i rummet.

Dermed kommer rumfarten mere til at ligne flyvning, hvor flyselskaberne sørger for piloter og kabinepersonale, og hvor det økonomiske grundlag er passagererne.

For rejser til Månen og Mars bliver det ’klassiske’ astronauter som Andreas Mogensen, der kommer til at bane vejen. Men også her vil vi gradvist komme til at se den samme ændring - nemlig, at astronauter bliver det tekniske personale, der sørger for at geologer, biologer og andre kan rejse til Månen og Mars og her koncentrere sig om deres forskning.

Her er det vigtigt at have forskere, der på egen hånd kan både planlægge og gennemføre forskning, da opgaverne og udfordringerne ikke altid kan forudses her fra Jorden.

En ægte bemandet rumfart kræver derfor, at det skal være muligt at komme ud i rummet uden først at skulle gennemgå en flere år lang uddannelse som astronaut, men i stedet kan nøjes med grunduddannelse på måske nogle måneder.

Erfaringer med de første rumturister viser, at man godt kan foretage kortere rejser i rummet på denne måde. Heldigvis er en rejse til Månen også kort.

Den store udfordring er en mange måneder lang rejse til Mars. De første passagerer til Mars kommer nok til at vente, til vi har meget hurtigere rumskibe end dem, vi kan bygge i dag.