Rumfarten i juli: Postkort fra Mars og udvikling i Artemis-projektet

I juli forventer vi mindst en og muligvis to særligt interessante opsendelser, nemlig af en astronomisk satellit fra ESA og en ny amerikansk raket kaldet Vulcan.

Den astronomiske satellit hedder Euclid og skal opsendes med en Falcon 9 til det andet Lagrangepunkt, L2, som befinder sig 1,5 millioner kilometer fra Jorden, hvorfra Euclid vil følge Jorden i sin bane om Solen.

L2 bruges også af både af James Webb-teleskopet og den europæiske Gaia-satellit, der er i gang med at kortlægge Mælkevejen.

Euclid vejer godt to ton og er udstyret med et 1,2 meter spejl, et kamera og et spektrometer, som måler synligt og infrarødt lys.

Ligesom Gaia kortlægger Mælkevejen, skal Euclid kortlægge store dele af det synlige univers. Det sker ved at kortlægge fordelingen af et meget stort antal galakser ud til en afstand på 10 milliarder lysår. På den måde kan man se, hvordan universet har udviklet sig, og det vil give oplysninger om både den mørke energi og det mørke stof.

En kortlægning kræver først og fremmest et stort synsfelt, og synsfelter for Euclids lille spejl er da også 500 gange større end synsfeltet for det store spejl på James Webb. Billederne bliver naturligvis ikke så gode som Webb-billederne, men rigeligt gode til at løse opgaven – og mindst fire gange skarpere end de bedste billeder, man kan tage fra Jorden.

Om den anden opsendelse når at finde sted i juli, er ikke helt sikkert, men man har da lov at håbe.

Vulcan-raketten er beregnet til at afløse den gamle Atlas-raket. Første trin får to raketmotorer drevet af flydende metan og ilt og er bygget af firmaet Blue Origin. Det andet trin på den 550 ton tunge raket er det meget velgennemprøvede Centaur-trin, som drives af flydende brint og ilt.

Raketten bygges i flere udgaver – således kan der placeres op til seks hjælperaketter med fast brændstof på første trin. Med tiden er det meningen at i hvert fald visse dele af raketten, som de meget kostbare raketmotorer, skal bringes til en ’blød’ landing, så de kan genanvendes.

På sin første flyvning i juli eller august skal Vulcan opsende en ubemandet sonde ved navn Peregrine (Vandrefalk) som skal lande på Månen.

Peregrine er bygget af et privat firma, men NASA vil anvende landingsfartøjer af netop denne type til en række videnskabelige opgaver, da planen er, at Artemis i høj grad skal understøttes af ubemandede rumsonder. Artemis bliver således et samarbejde mellem mennesker og robotter.

På sin anden flyvning senere i år skal Vulcan opsende Dream Chaser, der måske bliver USA's næste rumfærge.

På længere sigt er det planen, at Vulcan skal anvendes både til militære og civile satellitter, ligesom den skal opsende Boeings meget forsinkede rumskib Starliner. Vulcan vil dermed blive en konkurrent til Falcon og Falcon Heavy.

Artemis-nyt: Både store problemer og store muligheder

Det er nok bedst at begynde med de dårlige nyheder, nemlig at nu er også NASA begyndt at tvivle på, at de kan landsætte astronauter på Månen i 2025.

Det lyder rimeligt, både i lyset af hvordan den første opsendelse af Starliner endte med at raketten eksploderede, og at startrampen blev svært beskadiget af udstødningen fra de 33 motorer.

SpaceX vil nu bygge en vandkølet stålkonstruktion, som kan afbøje raketflammerne, og Elon Musk har med sin sædvanlige optimisme sagt, at den næste opsendelse kommer inden for to måneder.

Men så let kommer det nok ikke til at gå, for flere miljøorganisationer sagsøger nu myndighederne for at have givet tilladelse til opsendelsen efter at have set de konsekvenser, den første opsendelse fik for miljøet nær basen i Texas.

Men selv om Starship kommer hurtigt og godt op næste gang, så venter før månelandingen to meget store udfordringer:

• Landingsfartøjet, som er andet trin af Starliner, skal optankes i bane om Jorden, og det vil kræve mindst fire opsendelser af Starship i hurtig følge efter hinanden. Dertil kommer, at hele optankningsteknikken i vægtløs tilstand slet ikke er gennemprøvet.
• Der skal gennemføres mindst én ubemandet landing på Månen af det 50 meter lange andet trin. Med den mængde store og små kratere samt sten, der findes på Månen, bliver det ikke en helt simpel opgave at undgå, at det vælter ved landingen.

Man forstår godt, at NASA nu har tegnet kontrakt med Blue Origin om en anden type landingsfartøj.

Så til de gode nyheder. Artemis skal nemlig udforske sydpolsområdet, og det er meget langt fra ækvator, hvor Apollo landede. Det giver for det første en lavere temperatur, og for det andet står Solen her så lavt på himlen, at sollyset ikke kan nå at skinne ned i bunden af dybe kratere.

Hernede i det evige mørke er der næsten lige så koldt som på Pluto, og det giver en stor videnskabelig mulighed – nemlig at finde liv på Månen, som indtil nu har været anset for at være helt død.

Det er nok sandsynligt, at der ikke er opstået liv på Månen, men Månen er jo nabo til Jorden.

Af og til slår der et så stort meteor ned på Jorden, at der ved nedslaget slynges klipper og jord ud i rummet. Det allermeste forsvinder bare ud i intetheden, men en ganske lille del kan være faldet ned nær Månens sydpol og her ligget i dybfrost og - i meget sjældne tilfælde - have haft adgang til vand, så mulige mikroorganismer fra Jorden har kunnet overleve.

Det mener Prabal Saxena, en planetarisk forsker ved NASA's Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Saxena og hendes hold har på en kongres fremlagt resultaterne af et studie, hvor konklusionen er, at Månens sydpol kan indeholde betydelige nicher nær overfladen, der potentielt kan være beboelige for en række mikroorganismer.

Og hvis hun har ret, så kan vi måske på Månen følge livets udvikling her på Jorden.

Men det vil kræve en meget stor omhu fra astronauternes side ikke at forurene de områder man vil undersøge. For et bemandet rumskib kan ikke undgå at slæbe bunker af mikroorganismer med sig.

Så det er måske en forskning, der skal overlades til de mange ubemandede rumsonder, der vil følge i hælene på Artemis-landingerne og bygningen af den første base på Månen.

Mars: Et postkort og en dristig plan

Mars-roveren 'Curiosity', der har kørt rundt i Gale-krateret siden 2012, har sendt et postkort hjem, som kan ses nedenfor. Her kan man ved at bevæge midterlinjen se billedet med og uden tekst.

Curiosity befinder sig ved foden af det næsten 5 kilometer høje centralbjerg Mount Sharp i midten af krateret.

Billedet er sammensat af to fotos, henholdsvis taget om morgenen og om aftenen lokal tid 8. april.

Man har ’snydt’ lidt med falske farver ved at føje blå til de dele af postkortet, som blev taget om morgenen og gult til de dele, som blev fotograferet om eftermiddagen.

NASA skriver om billedet:

»I det fjerne bag [Curiositys] spor ligger Marker Band Valley, et snoet område i den såkaldte 'sulfat-bærende region', hvori roveren i sin tid opdagede uventede tegn på en forhistorisk sø. Lidt længere nede (i midten af billedet og lige til højre) er to bakker - Bolívar og Deepdale - som Curiosity kørte imellem, mens den udforskede Paraitepuy Pass.«

Doug Ellison, der planlagde og bearbejdede billederne, havde denne kommentar til postkortet:

Det varer nok nogen tid, før mennesker selv lander på Mars – NASA taler omkring 2040. Men nu er der er fremlagt en plan om en Mars-rejse allerede om 10 år i 2033 – dog uden at lande på planeten.

Mars er usædvanlig tæt på Jorden netop det år, og det giver en kortere rejsetid. Hele rejsen kan gennemføres på bare 570 dage eller godt 19 måneder, hvilket er næsten et år mindre, end man normalt regner med.

Fordelen er, at astronauterne ikke bliver udsat for så meget stråling, hvilket nedsætter kræftrisikoen, som ikke er helt ubetydelig.

Ulempen er at der kun bliver et kort ophold på 30 dage ved Mars. Det er fuldstændigt umuligt på de ti år, der er til 2033, at udvikle og bygge et landingsfartøj, så i stedet vil rumskibet nøjes med at kredse om Mars.

Det er imidlertid ikke så stort et problem, som man skulle tro, fordi besætningen kan landsætte og direkte styre små sonder som landsættes. En anden bonus er, at hjemrejsen går forbi Venus, så det bliver noget af en oplevelse for astronauterne.

Teknisk set er opgaven til at løse på 10 år, fordi NASA allerede har Orion-rumskibet. Det eneste nye, man behøver at bygge, er et såkaldt ’transit habitat’, som er en stor kabine, hvor astronauterne kan opholde sig under den lange rejse.

Det vil sandsynligvis blive et cylindrisk modul på størrelse med en stor bus, udstyret med privat kabiner, køkken og træningsudstyr – noget i retning af de moduler, der allerede nu findes på ISS.

Hvis modulet kan ’pustes op’, så kan det blive ganske rummeligt, også til en så lang rejse, hvor man ikke altid kan se Jorden.

Det vil kræve flere opsendelser enten af NASAs egen SLS-raket eller af Falcon Heavy at samle rumskibet og forsyne det med brændstof nok til rejsen. Vælger man Starship kan man måske klare sig med en eller to opsendelser – men ellers ingen ny teknik.

Der er to argumenter for planen:

• Politisk giver det en mulighed for i hvert fald rent symbolsk at få mennesker til Mars før Kina
• Teknisk kan man få erfaring med lange rejser ud i solsystemet, før man vil sende en ’rigtig’ ekspedition til Mars

Men al erfaring viser, at gode argumenter ikke altid er nok til at få en plan vedtaget.

Får USA ny rumfærge?

Næsten uden at det er blevet bemærket, er en lille rumfærge ved at blive gjort klar til sin første flyvning ud i rummet med den helt nye Vulcan-Centaur-raket.

Rumfærgen hedder Dream Chaser og bygger på det såkaldte HL-20 fly, som NASA en kort overgang planlagde som et supplement til de store rumfærger.

NASA's HL-20 kom aldrig ud at flyve, men firmaet Sierra Space overtog projektet med det formål at deltage i konkurrencen om at bygge et kommercielt rumskib til at sende astronauter til ISS. Sierra Space tabte, da kontrakterne blev givet til SpaceX, der jo har leveret Dragon, og Boeing med den stadig meget forsinkede Starliner, som endnu ikke har fløjet med astronauter.

Men idéen om en lille rumfærge var så god, at projektet alligevel fortsatte med private midler, og nu nærmer man sig så den første opsendelse. I første omgang med en ubemandet udgave beregnet til last, men det er i meget høj grad meningen hurtigt at gå videre til en bemandet udgave.

Det betyder at vi måske snart igen vil se astronauter lande i en lufthavn, i stedet for at lande med et plask i havet som Dragon.

Dream Chaser er et lille, kun ni meter langt fly. Der er plads til syv astronauter, men det mest almindelige bliver nok at opsende et mindre antal og så også have plads til gods. Lastrummet kan rumme op til fem ton, hvilket jo er langt mindre end de ’rigtige’ rumfærger med deres enorme 18 meter lange lastrum med en lasteevne på over 20 ton.

Men der er ikke længere behov for at bygge store og kostbare rumfærger der både kan medføre syv astronauter og en masse gods. Det var en enorm fordel, da rumstationen ISS skulle bygges, men nu er der efterhånden en hel del store raketter, som godt kan sende 20 ton eller mere op til ISS – man behøver bare at nævne Vulcan, New Glenn, Falcon Heavy og Ariane 6. Så i fremtiden vil gods og passagertransport blive adskilt.

Man kan se en præsentation af Dream Chaser her:

Der er store fremtidsplaner for Dream Chaser. Den vil blive brugt til at opsende gods, men ikke astronauter, til ISS.

På lidt længere sigt er det planen at oprette et privat astronautkorps og sammen med flere andre store firmaer bygge en privat rumstation ved navn Orbital Reef, der skal bruges til både forskning og turisme, som skal betjenes af Dream Chaser.

Du kan se en præsentation af Orbital Reef her: