Oversigten for marts bliver denne gang kort:
- Der er mange rutineopsendelser, hvor Starlink som sædvanlig dominerer.
- Et ubemandet Dragon-rumskib skal op til ISS med forsyninger,
- og der skal opsendes en stor spionsatellit med den næstsidste raket af typen Delta 4,
- samt et stort antal mindre satellitter.
Der er dog kun én meget stor og vigtig opsendelse, nemlig prøveflyvningen af verdens absolut største raket Starship bygget af SpaceX. Om den vil finde sted i marts, er ikke engang helt sikkert, selv om Elon Musk har antydet det.
\ 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'.
Opsendelsen er så vigtig for hele rumfartens fremtid, at vi vil skrive en artikel om Starship, og hvad denne 4.400 ton tunge raket kommer til at betyde for rumfartens fremtid.
Går vejen til Mars forbi Venus?
Inden 2040 vil de første mennesker lande på Mars. Det er hvad NASA regner med, og det lyder ganske sandsynligt.
Derfor er det også på tide at overveje, hvilken rejserute man skal vælge, og her er der grundlæggende to muligheder, når man også skal tage hensyn til, hvordan astronauterne skal komme hjem igen – en af disse muligheder betyder, at rumskibet kommer til at flyve forbi Venus.
De to muligheder er:
- ’Den lange rejse’ med en varighed på godt 30 måneder eller 2,5 år.
- ’Den korte rejse’ med en varighed på godt 21 måneder.
\ Læs mere
Den lange rejse
Den lange tur er den klassiske rejse til Mars, og grunden til, at den varer så lang tid, er, at man efter ankomsten til Mars skal vente i mere end 18 måneder på, at Mars står i den rette stilling for en tilbageflyvning til Jorden. Regnskabet kommer da til at lyde:
Udrejse et halvt år, ophold på Mars 1,5 år og hjemrejse et halvt år. Lægger man de tre tal sammen giver det en samlet tid på godt 2,5 år, før astronauterne er hjemme igen.
Under hele rejsen og opholdet på Mars skal astronauterne kunne klare sig selv, kun med de få forsyninger og reservedele, det er muligt at medbringe. Det betyder, at man skal vedligeholde og reparere såvel rumskib som en lille base på Mars, med alt, hvad dertil hører, lige fra drivhuse til fødevarer og rovere til køreture ud i landskabet.
Det er, med erfaringerne fra ISS, noget af en udfordring. Grunden til, at ISS klarer sig så godt, er nemlig, at der hele tiden er mulighed for at få nye forsyninger og reservedele op fra Jorden.
Den korte rejse
Man starter igen fra Jorden og ankommer efter et halvt år til Mars. Men denne gang bliver opholdet kun på en måned, fordi man nu vælger en hjemrejse, hvor rumskibet skal flyve forbi Venus for at komme hjem til Jorden. Her skal man ikke lande, men blot bruge tyngdekraften fra Venus til at afbøje banen, så kursen nu sættes mod Jorden. Det giver en hjemrejsetid på lidt over 14 måneder, så regnskabet ser nu således ud:
Udrejse et halvt år, ophold på Mars en måned, hjemrejse lidt over 14 måneder. Den samlede tid fra afrejse til hjemkomst bliver nu lidt over 21 måneder, hvilket er ni måneder kortere end den lange tur.
Der er dog to store ulemper: Kun 5 procent af den samlede rejsetid tilbringes på Mars, og der er ret mange år mellem, at både Jorden, Mars og Venus står i den rette stilling.
Det er fuldstændig umuligt at lande på Venus, da planeten med en temperatur på 480 grader er alt for varm. Det eneste, astronauterne kan gøre, er at sende et par rumsonder ned gennem det tætte skylag, som omgiver Venus, når rumskibet flyver forbi på hjemrejsen.
Mens denne debat foregår, har forskere fra Caltech overvejet en helt anden mulighed, nemlig en virkelig kort flyvning alene forbi Venus.
I deres rapport har de et eksempel på en sådan flyvning med afrejse august 2034, og allerede i november samme år forbiflyvning af Venus i en afstand på under 6.000 km. Tyngdekraften fra Venus afbøjer rumskibets bane, så man er hjemme igen august 2035, altså allerede efter et år.
En sådan flyvning skal ses som en meget vigtig træning før en Marsrejse, hvor man får mulighed for at få erfaring med bemandet rumfart langt fra Jorden. Som der står i rapporten:
En sådan mission vil afprøve mange af de teknologier, der er nødvendige for et krydstogt til Mars og tilbage, såvel som de forskellige menneskelige faktorer, der er forbundet med missioner, der er langt længere end ekspeditioner i kredsløb om Jorden eller på Månen. En Venus-mission giver muligheden for at styrke tilliden til teknologi, operationskoncept og menneskelig tilpasningsevne, før man begiver sig ud på en Mars-ekspedition.
\ Om serien 'Rumfarten'
'Rumfarten' giver dig hver måned en oversigt over de vigtigste aktuelle rumfartsnyheder. Her er forrige artikel i serien: Rumfarten i februar: Strandede kosmonauter skal reddes, og Sverige har fået ny rumhavn
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 sidste måneds installation i serien: Kig op i marts: Vink til ISS, når rumstationen passerer på himlen
Der blev også overvejet forskellige andre muligheder for at udvikle den nødvendige teknik til en Marsrejse ved at bruge Venus som et første rejsemål – fordelen er, at rejser til Venus kan gennemføres på kortere tid end Marsrejser. NASA har for tiden ingen planer om at træne en Marsrejse på denne måde, men det kan måske ændre sig – i hvert fald er debatten nu åbnet. Man kan læse om disse alternative planer her.
Vi har tidligere omtalt, at NASA er ved at udvikle en atomdrevet raket for på den måde at kunne nedbringe rejsetiden. Artiklen kan læses her. Det bliver nok også på langt sigt den vej, man vil vælge, men det mest sandsynlige er, at i hvert fald de første marsekspeditioner bliver med de velkendte, men langsomme kemiske raketter.
Dansk overvågningssatellit 'Bifrost'
En af de vigtigste opgaver for det danske forsvar er at overvåge især skibstrafikken i Arktis. Det er et meget stort havareal at overvåge for et lille land, så tanken om at anvende satellitter er nærliggende.
Det har ført til Bifrost-satellitten, opkaldt efter den nordiske mytologis ’regnbuebro’ mellem Asgård, hvor guderne bor, og Midgård, hvor menneskene bor.
Bifrost-satellitten udvikles i samarbejde mellem DTU, forsvaret, Arktisk kommando samt forskellige firmaer.
Formålet med Bifrost-satellitten er at finde skibe, der gør, hvad de kan, for at holde sig skjult. Efter reglerne skal alle skibe have en såkaldt AIS-transponder tændt. Når transponderen er tændt, udsender den blandt andet oplysninger om skibet, samt dets rute og position.
De skibe, der slukker for deres AIS, vil derfor typisk være skibe, som krænker dansk territorium. Det kan være illegale fiskere, smuglere, militære fartøjer eller skibe, der dumper olie eller er lastet med våben eller andre varer, som er underlagt sanktioner. Disse skibe kaldes for ’mørke skibe’ eller Dark Ships.
Nok kan mørke skibe slukke for deres AIS, men de kan ikke blive usynlige, og det udnytter Bifrost ved at tage billeder – både i synligt lys og infrarødt.
Problemet er, at Bifrost indsamler så mange data, at det i praksis bliver umuligt at analysere billederne inden for en rimelig kort tid, så man ikke tager fejl af et skib eller et lille isbjerg. Skal man nå at sende fly eller skibe ud for at fange et mørkt skib, skal det jo helst ske, meget kort tid efter billedet er taget, så man ved hvor skibet befinder sig.
Løsningen er at udstyre Bifrost med kunstig intelligens, så den selv kan finde ud af, om der er taget et billede af et skib eller et isbjerg, for nu at give et eksempel. Det sker bogstavelig talt ved at ’træne’ den kunstige intelligens, så den ud fra konkrete eksempler oplæres i, hvordan man bedst skelner skibe fra andre ting.
Kun de vigtigste data sendes tilbage til Jorden, og på den måde kan man nedsætte antallet af falske alarmer og dermed give en kortere responstid.
Selv Mørke Skibe kan ikke undvære radar i et isfyldt farvand, og det giver endnu en mulighed for at finde skibet. Mange satellitter anvender en såkaldt SAR radar til at overvåge Jorden, og signalerne fra satellittens radar kunne interferere med skibets egen radar. Denne interferens giver oplysninger om både position og type af skibets egen radar.
Vi ved ikke, præcis hvornår Bifrost skal opsendes, men i december passerede satellitten en vigtig milepæl, det såkaldte Preliminary Design Review, PDR. PDR sikrer, at det tekniske design lever op til de krav, som Forsvarets Materiel- & Indkøbsstyrelse har stillet til satellitten.
Det er nok ret sikkert, at et Bifrost-system kommer til at omfatte mere end en enkelt satellit, men oplysningerne er af gode grunde sparsomme.
Lavt er godt!
I en tidligere artikel har vi omtalt fordelene ved at sende satellitter ind i meget lave baner om Jorden. Nu er der kommet en udvikling, som kan få stor betydning for at opsende til baner helt ned til 200-400 km over Jorden.
Det er en plan, der går ud på at bygge, hvad der bedst kan beskrives som en luftdreven ionmotor. Projektet hedder ABEP, der er en forkortelse for Atmosphere-Breathing Electric Propulsion.
Man vil simpelthen opsamle den meget tynde atmosfære, der findes i disse lave højder og bruge luftarterne som drivmiddel i en ionmotor, der kan få sin strøm fra solceller. Her eliminerer man kravet om, at satellitten selv skal medbringe brændstof, hvilket gør det muligt at opholde sig i den lave højde i mange år.
Man har tidligere eksperimenteret med satellitter i meget lav højde som blev i banen med hjælp fra en ionmotor. Et Eksempel er GOCE, der har målt Jordens tyngdefelt. Den klarede sig fint, lige til de 40 kg medbragte Xenon til brændstof var opbrugt.
Flere grupper i USA, EU og Japan forsker i ABEP-systemer, og det europæiske Discoverer-projekt virker til at være længst fremme.
Discoverer-projektet er baseret på Stuttgarts Universitet, og midlerne kommer fra ESA's Horizon 2020-program. I Discoverer-systemets design ville et atmosfærisk indtag føre atmosfæriske partikler til en ionmotor, hvor partiklerne bliver ioniseret og ved hjælp af et eklektisk felt slynges ud med meget stor fart.
Beregninger viser, at den optimale højde for satellitter, som skal holdes i bane ved hjælp af en ABEP-motor er 180-250 km oppe. Højere oppe end 250 km er der for lidt luft til at kunne anvendes som brændstof, og for langt under 250 km er luftmodstanden for stor til den forholdsvis svage ABEP-motor. Uden motor vil en satellit i en så lav bane kun forblive i bane i nogle få dage.
Der er to store fordele ved at forblive lavt nede: Går noget i stykker, bliver satellitten ikke bare hængende som et stykke rumskrot, men brænder op i løbet af få dage. Den anden fordel beskriver forskerne fra Stuttgart således:
’Satellitter til jordobservation i disse lave baner vil være mindre og billigere at opsende end de nuværende satellitter, men de vil alligevel kunne tage lige så detaljerede billeder og foretage lige så gode målinger som de nuværende satellitter i meget højere baner.’
’Dette vil igen reducere omkostningerne ved europæiske programmer for maritim overvågning, efterretninger og sikkerhed, præcisionslandbrug og fødevaresikkerhed, arealforvaltning og katastrofeovervågning, samt give Europa en verdensledende rolle i udviklingen og udnyttelsen af disse teknologiske kapaciteter.’
Det er et projekt, som det, i disse Starlink-tider, hvor tusinder af satellitter nu fylder rummet op, nok er værd at holde øje med.
To år på Mars
18. februar var det to år siden, marsroveren Perseverance landede på Mars i det store Jezero-krater. Siden da har den kørt rundt i krateret og foretaget et stort antal målinger, og vi vil her gøre en lille status.
Da Perseverance (vedholdenhed) er et langt og svært ord, har den nu fået kælenavnet ’Percy’, som selv NASA kan finde på at anvende.
Først skal vi lige finde Perseverance eller ’Percy’. Det er nemt nok, for på siden her kan man følge den dag for dag og både zoome ind og ud. De steder, hvor der er indsamlet prøver, er markeret med rødt.
Hver dag kommer der en vejrrapport. På to-års dagen 18. februar var vejret godt, og temperaturen svingede mellem -17 grader om dagen og -82 grader om natten. Den forholdsvis høje dagtemperatur på -17 grader hænger sammen med, at foråret nu er på vej, og Solen stod da også op allerede 6.08 og gik først ned 18.37 lokaltid.
Man kan også her se en vejrrapport fra den anden Marsrover Curiosity, der kører rundt i Gale-krateret.
De kolde nætter er noget, man bare må vænne sig til, for atmosfæren er så tynd, at den slet ikke kan holde på varmen, så der er en stor udstråling til rummet om natten. Lufttrykket blev da også målt til 736 Pa, hvilket svarer til 0,7 procent af trykket her på Jorden.
Vejret på Mars er nok lidt mere kedeligt end vejret her på Jorden. Det værste, man kan opleve, er en af de store støvstorme, men det kan også være ubehageligt nok, hvis man er en astronaut på Mars.
Siden landingen har Perseverance kørt 15 km, og MOXI-anlægget har produceret lidt over 92 gram ilt ud fra marsatmofæren. Det er jo ikke meget, men det vigtigste er også, at vi nu ved, at teknikken virker, når vi engang skal landsætte astronauter på Mars.
Spor efter liv
Perseverance skal jo lede efter liv eller spor efter liv, men det er ikke så let, som det lyder. Medmindre roveren ligefrem falder over en lille grøn plante i den kolde og meget tørre ørken, som nu dækker Mars (og det sker ikke), så skal man lede efter kemiske spor af nu længst forsvundet liv fra dengang, klimaet på Mars var varmere, og hvor der var søer og floder og måske også et hav.
Hundredvis af forskere, der gennemsøger de data, Perseverance hidtil har sendt tilbage, har nu nogle fingerpeg om, hvordan krateret har udviklet sig over tid. Det har først været dækket af flydende lava, og senere har der været mindst en sø, som har været mange meter dyb og måske eksisteret i titusinder af år. Der har desuden været floder, der skabte et mudder- og sanddelta og kraftige oversvømmelser, der bragte sten fra fjerne lokaliteter.
Kort og godt har der engang været gode muligheder for liv i Jezero-krateret, som kan have efterladt sig spor.
Nogle af disse spor kan instrumenterne på Perseverance måske finde, men for at få et svar bliver det nødvendigt at hente prøver hjem, og disse prøver er Perseverance netop nu ved at indsamle. Allerede nu ligger der små cylindre med indsamlede boreprøver, som venter på at blive hentet og indsamlet omkring år 2030. Det bliver dog ikke astronauter, som skal gå rundt og finde disse prøver, men robotter.
Det første depot med 10 cylindre er allerede anbragt på en lokalitet på et sted, der hedder ’ Three Forks’. Det skete 29. januar, men depotet er kun en reserve. Perseverance har et tilsvarende sæt, og det er det, som man regner med skal indsamles.
Forskere fra NASA og ESA samarbejder nu på at konstruere to rumsonder, som kan indsamle prøverne og bringe dem tilbage til Jorden. Sonderne skal opsendes i 2028, lande på Mars i 2030 og bringe prøverne hjem i 2033.
Den ene rumsonde skal lande på Mars så tæt på ’Percy’, at man direkte kan overføre de indsamlede prøver. Hvis det ikke er muligt, er sonden udstyret med to små helikoptere, som kan flyve til reservedepotet i Three Forks og andre depoter, som endnu ikke er oprettet og her indsamle prøverne.
Det har man gode erfaringer med, da Percys lille helikopter allerede har gennemført ikke mindre end 43 flyvninger, hvor den har tilbagelagt i alt 8,9 km.
Når det er sket, opsender sonden en lille raket til en orbiter, der kredser om Mars. Her overføres så prøverne, og orbiteren sætter kurs mod Jorden for til sidst at landsætte sin kostbare last i en eller anden ørken – og ført da kan man begynde den analyse, som kan afsløre, om der har været liv på Mars.
