Rumfarten i december vil blive helt domineret af opsendelsen af James Webb-rumteleskopet 25. december (udskudt fra 18. december, red.).
Det er helt uden sammenligning den største og vigtigste videnskabelige opsendelse i mange år. Kort inden opsendelsen bringer vi naturligvis en artikel om James Webb-teleskopet.
\ 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’.
Men James Webb er ikke det eneste astronomiske teleskop, som NASA opsender.
Efter planen skal røntgen-satellitten IXPE opsendes 9. december med en Falcon 9-raket. Det er en lille satellit på kun 325 kilo og et tilsvarende lavt budget.
Den rejser til gengæld et centralt spørgsmål: Skal man satse på nogle store og dyre rumteleskoper som James Webb, der bogstaveligt talt støvsuger kassen med penge til astronomiske rumprojekter, eller i stedet opsende mange mindre satellitter, som hver kan løse en speciel opgave?
For hvis James Webb mislykkes, så er der stadig brugt over 10 milliarder dollars, og det vil kunne mærkes mange år frem.
IXPE, der står for Imaging X-ray Polarimetry Explorer, er billig at erstatte i tilfælde af uheld, og den kan løse én af de mange opgaver, som selv James Webb ikke kan klare – i dette tilfælde at måle magnetfelter omkring sorte huller, pulsarer, kvasarer og andre objekter.
Det minder om breddeidræt kontra eliteidræt – hvor skal man placere ressourcerne?
Smånyt: Japansk milliardær besøger ISS, og kinesisk Mars-rover har det godt
Den helt vildt rige japaner Yusaku Maezawa har købt en opsendelse for sig selv og hans assistent, Yozo Hirano, med et Soyuz-rumskib omkring 8. december.
Han skal op til rumstationen ISS for at få lidt rum-erfaring før hans tur rundt om Månen med Elon Musks raket Starship om et par år.
Alene den rejse er meget dyr, og han vil tilmed til den tid invitere 7-8 kunstnere med på måneturen. Selv blandt de meget velhavende rumturister er han i særklasse.
Kinas Mars-sonde Tianwen 1 klarer sig godt. Selve Tianwen 1 kredser om Mars, og nu har den ændret sin bane, så dens højde over Mars varierer mellem 265 kilometer og 10.700 kilometer.
Den nye bane skulle gøre det lettere at løse begge opgaver for rumsonden, nemlig både at kortlægge Mars og samtidig holde kontakten med roveren Zhurong.
Zhurong har det også fint. Den har nu kørt i alt næsten 1,3 kilometer og er i fuld gang med at studere overfladen.
Samtidig er det europæiske rumagentur ESA begyndt at samarbejde med Kina om at modtage data fra Zhurong. Det sker, ved at Zhurong sender data op til den europæiske Mars Express, som så sender data videre til Jorden.
Kina er i det hele taget meget aktive i rummet med deres nye rumstation, og nu er de også ved at bygge et skib, hvorfra de kan sende satellitter ud i rummet. Sådanne skibe findes også i vesten, og de har den store fordel, at man på de store have let kan finde den helt optimale position, hvorfra raketten skal opsendes.
Med deres nuværende rumhavne har Kina det problem, at rakettrin kan falde ned tæt på beboede områder.
\ Om serien ‘Rumfarten’
‘Rumfarten’ giver dig hver måned en oversigt over de vigtigste aktuelle rumfartsnyheder.
Her er forrige artikel i serien: Rumfarten i november: Gammaglimt var måske bare rumskrot, og klage skubber NASA’s næste månelanding
Følg også med i serien ‘Kig op’, der i starten af hver måned zoomer ind på de vigtigste astronomiske begivenheder på himlen og ude i rummet.
Her er seneste artikel i serien: Kig op i november: Syvstjernen står op, og Leoniderne kaster stjerneskud af sig.
Raketbrændstof skal gøres mere miljøvenligt
I dag skal alt jo helst være grønt, og det påvirker også rumfarten. Så nu er der kommet en opgørelse over, hvor miljøvenlige de forskellige raketbrændstoffer er.
Faktisk er nogle brændstoffer så giftige, at de allerede har anrettet skade trods det forholdsvis begrænsede antal opsendelser, og det har ført til, at man gradvist er ved at gå over til mere miljøvenlige brændstoffer.
Først den helt store skurk, Usymmetrisk Dimetylhydrazin eller UDMH. Det har tidligere været meget anvendt, da det er et brændstof, som, udover at rumme meget energi, er nemt at opbevare i raketten, uden at tanken skal køles ned.
Problemet er, at det er meget giftigt, og hvis en raket med en tank fuld af UDMH falder ned, så har vi straks et miljøproblem – alene fordi brændstoffet kan ligge i Jorden i mange år.
Russerne har anvendt dette brændstof i mange år, især i deres store Proton-raket, og ifølge en FN-rapport, så er store dele af ørkenen i Kasakhstan blevet godt og grundigt forgiftet af det.
Også i vesten har vi tidligere brugt UDMH, men nu anvendes det kun i meget begrænset omfang i øvre rakettrin, som ikke kommer i berøring med Jorden.
Kina har også anvendt dette brændstof i Long March-raketterne, men ligesom russerne er de ved at gå over til det meget mere miljøvenlige alkohol eller petroleum.
Den version af petroleum, som raketter anvender, hedder RP-1. Det er ikke et helt supereffektivt brændstof, men billigt og nemt at have med at gøre. Det anvendes i dag meget, blandt andet i Falcon 9-raketten og i Atlas-raketten.
Flydende brint kræver enormt store tanke
Miljøproblemet er, at raketmotorer med dette brændstof producerer både vanddamp og CO2, men det er nu ikke det helt store problem, fordi der er så få raketopsendelser, at det ikke har den store betydning for CO2-regnskabet.
Den store miljøgevinst må jo være at bruge flydende ilt og flydende brint. Det er det mest effektive raketbrændstof, der teoretisk kan produceres, og når ilt og brint reagerer med hinanden, får vi bare vanddamp og ingen CO2.
Teoretisk kan det ikke blive bedre, men et er teori, noget andet er praksis. Det helt store problem er, at flydende brint har en meget lav massefylde, så for at medføre tilstrækkeligt med flydende brint skal tankene være meget store og dermed tunge.
De skal også være supergodt isolerede, for den flydende brint skal opbevares ved -253 grader.
I praksis er det simpelthen ikke muligt at opsende en stor raket alene med flydende ilt og brint – de tunge brinttanke vil simpelthen gøre det umuligt.
Derfor bruger man start-raketter med fast brændstof for at give raketten det første skub, før start-raketterne afkastes, og brintmotorerne tager over.
Denne løsning anvendte de amerikanske rumfærger, og den anvendes stadig af den europæiske raket Ariane, og så er raketten ikke længere spor miljøvenlig.
I brændstoffet indgår aluminium og ammonium perchlorat med formlen NH4ClO4, og det giver både saltsyre og aluminiumoxid som forbrændingsprodukter. Der bliver slået (heldigvis kortvarige) huller i ozonlaget, og man ved fra rumfærgeopsendelserne, at fisk i nabolaget simpelthen døde af saltsyren.
Er metan vejen frem?
Men nu ser der ud til at være en vej frem, nemlig flydende metan, som Elon Musk er meget glad for.
Metan er et lidt mindre effektivt brændstof end ren brint, men det opvejes af, at metan har en så høj massefylde, at rakettens tanke nok bliver store, men ikke enorme.
Det betyder, at man kan starte fra Jorden med motorer drevet af flydende metan, helt uden brug af start-raketter med fast brændstof.
Ganske vist forbrændes metan til både vanddamp og CO2, men meget tyder på, at metan er på vej til at blive fremtidens brændstof.
Helt grøn bliver rumfarten aldrig, men der arbejdes på at gøre den i hvert fald mere grøn, end den engang har været.
\ Læs mere
Hvad kommer efter ISS?
Den Internationale Rumstation, ISS, er ved at blive gammel, og selv i bedste tilfælde vil den næppe kunne bruges længere end til 2028 – måske 2030, men så heller ikke længere.
Der er allerede nu meget vedligeholdelse, og som eksempel på de problemer, man har, så bredte der sig 9. september en lugt af ulmende plastik på grund af slitage, selvom der ikke kom åbne flammer. Desuden bliver der stadig flere tilfælde af lækager af luft.
Så spørgsmålet om, hvad der skal følge efter ISS, er blevet stadig mere påtrængende, og nu ser det omsider ud til, at amerikanerne er ved at lægge en fast kurs.
NASA har besluttet, at de ikke vil bygge en ny rumstation. I stedet vil de leje sig ind på mindre kommercielle stationer bygget af private firmaer. Et par store firmaer har allerede annonceret planer for sådanne stationer.
Allerede nu er der ikke mindre end tre projekter undervejs for små rumstationer udviklet af private firmaer. Alle projekter skulle være klar i perioden 2025-2030, altså lige, når ISS synger på sidste vers.
Grunden til den store interesse er, at disse firmaer ser gode muligheder for at tjene penge. NASA kommer naturligvis til at betale for at leje plads til forskning, og turisme anses også for en stor mulighed.
Desuden er der mulighed for en egentlig produktion i rummet, og her er nævnt 3D-printning af menneskelige organer til transplantation, udvikling af stamceller til brug for behandling, samt bedre fiberoptik og meget andet.
Modellen er så, at de firmaer, som ønsker at producere noget, lejer plads på en af de kommercielle rumstationer.
Men det betyder også, at det europæiske rumagentur kommer til at gå samme vej med at skulle leje sig ind på kommercielle stationer – medmindre Europa kommer til at samarbejde med Kina, som allerede har vist interesse for at lade andre end kinesere benytte deres Tiangong-station.
I alle tilfælde er nye tider på vej indenfor rumstationsområdet.
Et kig på Alfa Centauri
Solens nærmeste stjernenabo er Alfa Centauri-systemet, der befinder sig kun 4,3 lysår borte.
Det er et meget spændende stjernesystem, som består af ikke mindre end tre stjerner: De store stjerner Alfa Centauri A og B samt den lille røde dværgstjerne Proxima Centauri.
Det er et system, der er god grund til at se nærmere på, og det er der nu konkrete planer om.
Det skal ske med det specialbyggede TOLIMAN-teleskop, der har fået navnet efter det arabiske navn for det system, vi her i Vesten altså kalder Alfa Centauri-systemet.
Det er et fælles projekt mellem NASA’s berømte Jet Propulsion Laboratory (JPL), University of Sydney i Australien samt det australske firma Saber Astronautics.
Pengene er delvist kommet fra det såkaldte Breakthrough Projekt, som er financieret af den russisk-israelske rigmand Yuri Milner. Han er blevet kendt for at finansiere en lang række projekter inden for videnskab og teknologi.
TOLIMAN er et forholdsvis lille teleskop, som skal observere Alfa Centauri-systemet fra en lav bane om Jorden. Teleskopet skal opsendes allerede i 2023.
Fordelen er, at teleskopet ikke skal se andre steder hen, og derfor helt kan koncentrere sig om Alfa Centauri-systemet – og det vil gøre det lettere at opdage planeter.
Alfa Centauri A og B skal udforskes
Vi ved allerede, at der er mindst én planet, som kredser om Proxima Centauri, men nu vil man også se på de to andre stjerner, Alfa Centauri A og B.
A-stjernen er en gul dværgstjerne af nogenlunde samme type som Solen, mens B- er en lidt mindre og koldere såkaldt orange dværg. Den lille Proxima kredser i stor afstand om både A- og B-stjernerne.
\ Læs mere
De to store stjerner kredser om hinanden med en omløbstid på 80 år, og teoretisk kan der kredse planeter om begge stjerner.
Afstanden mellem stjernerne varierer fra 11,2 AE til 35,6 AE. Her bruger vi enheden AE, hvor 1 AE er Jordens afstand til Solen.
Når de to stjerner er tættest på hinanden, svarer afstanden mellem stjernerne til afstanden mellem Solen og Saturn, og når de er længst fra hinanden til afstanden mellem Solen og Pluto.
Så hvis der er planetsystemer omkring begge stjerner, vil det ikke være særlig svært at flyve fra det ene planetsystem til det andet – en mulighed, vi jo desværre ikke har, fordi Solen ikke er en dobbeltstjerne.
Men tænk at have to sole på himlen…
TOLIMAN-teleskopet skal gennem en periode på flere år meget nøje observere, om en eller begge stjerner viser tegn på at være påvirket af tyngdekraften fra planeter.
Det gøres med en ny og meget avanceret teknik, hvor man vil se, om stjernerne flytter sig en smule på himlen som resultat af tyngdekraft fra én eller flere planeter.
Og står det til Breakthrough-projektet er det kun begyndelsen til næste fase, nemlig at bygge en rumsonde, som kan flyve den lange vej til Alfa Centauri.
En rejse, der vil tage flere årtier, og hvor det store problem er, at man ankommer til Alfa Centauri systemet med så stor en fart, at der ikke bliver meget tid til at se sig om.
Men den tid, den sorg …
