Med opsendelsen af rumskibet Shenzhou 12 med de 3 taikonauter (kinesiske astronauter) - Nie Haisheng, Liu Boming og Tang Hongbo - ombord er Kina nu i fuld gang med at virkeliggøre deres hidtil største rumprojekt, nemlig at bygge en rumstation.
Shenzhou 12 var den tredje af de i alt 11 opsendelser, der skal til for at bygge rumstationen.
Det begyndte med to opsendelser, nemlig det første af rumstationens tre moduler, Tianhe, 29. april, og en måned senere, 29. maj, fulgte så forsyningsrumskibet Tianzhou 2 med ikke mindre end 4,7 ton forsyninger samt næsten 2 ton brændstof til de styreraketter, der sørger for, at rumstationen trods luftmodstand forbliver i sin bane omkring 370 km over Jorden.
Når rumstationen er bygget færdig i til næste år, vil den bestå af 3 moduler, som tilsammen vejer næsten 70 ton.
Vi vil i denne artikel se dels på selve rumstationen, dens opbygning og opgaver, men også på, hvorfor Kina overhovedet går i gang med et så stort projekt.
Et stort projekt
Det bedste overblik over projektet får vi ved at se på et skema over de planlagte opsendelser. Der er kun tre ’byggeklodser’ nemlig:
- Rumstationens 3 moduler Tianhe, Wentian og Mengtian på hver godt 22 ton.
- 4 forsyningsrumskibe af typen Tianzhou, hver med en vægt på næsten 14 ton.
- 4 bemandede rumskibe af Typen Shenzhou, hver med 3 astronauter.
Gennemføres nedenstående plan til tiden, er det ganske imponerende. Meget ofte skal den slags planer dog kun tages som vejledende, så vi garanterer ikke for noget.
DATO RUMSKIB OPGAVE
- 29. april 2021 Tianhe Modul
- 29. maj 2021 Tianzhou 2 Forsyninger
- 17. juni 2021 Shenzhou 12 Besætning (3 astronauter)
- September 2021 Tianzhou 3 Forsyninger
- Oktober 2021 Shenzhou 13 Besætning (3 astronauter)
- Marts-april 2022 Tianzhou 4 Forsyninger
- Maj 2022 Shenzhou 14 Besætning (3 astronauter)
- Maj-juni 2022 Wentian Modul
- August-september 2022 Mengtian Modul
- Oktober 2022 Tianzhou 5 Forsyninger
- November 2022 Shenzhou 15 Besætning (3 astronauter)
Tæller man efter, kan man se, at bare 12 astronauter fordelt på 4 besætninger skal opbygge rumstationen og få den til at køre på godt halvandet år.
Det er hurtigt, for til sammenligning kan nævnes, at det tog mere end 30 opsendelser og mere end 10 år at bygge ISS. Selv om ISS er en meget større rumstation med en vægt på over 400 ton, så det noget af en opgave, de 12 astronauter står overfor.
Når rumstationen er færdig, får den det samlede navn 'Tiangong'.
Selv om det er Kinas 3. rumstation med dette navn, så kommer den ikke til at hedde Tiangong 3, men kun Tiangong. De to små rumstationer Tiangong 1 (2011) og Tiangong 2 (2016) opfattes nemlig kun som forløbere for den nye ’rigtige’ rumstation, som derfor beholder navnet, men nu uden nummer.
\ Læs mere
ISS og Tiangong kommer ikke til at mødes
Den internationale rumstation, ISS, og Tiangong følger meget forskellige baner:
- Rumstationen ISS kredser i en højde på 420 km over Jorden i en bane som hælder 51,6° mod ækvator.
- Tiangong har en noget lavere bane omkring 370 km over Jorden, og en banehældning på kun 41,5°.
Denne forskel i baner betyder dels, at de to rumstationer aldrig vil være i nærheden af hinanden, og dels at det vil kræve enorme mængder brændstof at flyve fra den ene rumstation til den anden.
ISS og Tiangong vil derfor bogstavelig talt komme til at leve hver sit liv uden kontakt.
De kinesiske rumskibe har for vestlige ører nogle lidt mærkelige navne. I virkeligheden er de meget klassiske og tæt forbundet med kinesisk kultur. Vi ser på navnene i faktaboksen herunder.
\ Kinas rumskibe – klassiske navne til moderne teknik
Tiangong er et godt navn til en kinesisk rumstation, for det betyder noget i retning af ’himmelsk palads’. De moduler, Tiangong består af, har også himmelske navne:
Tianhe (Himmelsk harmoni), Wentian (Søgen efter himlen) og Mengtian (Drøm om himlen).
Tianzhou (Himmelsk skib) er et transportrumskib med en lasteevne på seks ton
Shenzhou (’Guddommeligt skib’) er et bemandet rumskib. Shenzhou 1 blev opsendt ubemandet helt tilbage i 1999, og Kinas første astronaut, Yang Liwei, fløj med Shenzhou 5 i 2003.
Xuntian er et passende navn til et rumteleskop, da det betyder ’undersøg himlen’
En moderne rumstation
Hvis en astronaut fra ISS-rumstationen blev flyttet til Tiangong, vil han eller hun nok føle sig hjemme.
Den største forskel er pladsen, men ellers er Tiangong opbygget efter de samme principper som ISS, nemlig ved at sammenkoble nogle store cylindriske moduler, hver på størrelse med en bus.
ISS har et rumfang på godt 900 m3 under tryk, hvor man kan bevæge sig uden rumdragt, og det er virkeligt meget.
Med alle tre moduler kommer Tiangong ikke op mere end 110 m3, men Tiangong er også kun beregnet til en besætning på 3 astronauter, mens den normale besætning på ISS er 6 astronauter.
Det er selvfølgelig altid rart med god plads, men det vigtigste er nu, hvordan man udnytter pladsen. Her ser Tiangong ud til at blive indrettet på omtrent samme måde som ISS, med plads til både ophold og så førsteklasses laboratorie-faciliteter.
Dagliglivet og arbejdet kommer meget til at ligne det, der udføres på ISS.
Rundtur på Tiangong
Lad os begynde med kommandomodulet Tianhe:
Der er tre sovekabiner og et toilet samt et område til fysisk træning på løbebånd og motionscykler.
Der er også en slags ’dagligstue’, hvor man kan samles om et spisebord, der kan foldes helt væk, hvis man hellere vil bruge den ikke ret store plads til noget andet.
Køkkenet bliver nok noget i retning af et flykøkken, men der bliver i hvert fald mulighed for at opvarme dybfrossen mad og adgang til både koldt og varmt vand.
Rent madmæssigt kan man vel sammenligne et ophold på både ISS og Tiangong med en meget lang flyrejse, hvor man endda er sin egen stewardesse.
Naturligvis indeholder Tianhe det sædvanlige, men ret komplicerede anlæg til at sørge for en god og renset atmosfære på rumstationen. Her kan man også regulere temperaturen i kabinen og justere luftens fugtighed.
\ Læs mere
Solcellerne på Tianhe har en vigtig opgave, udover at levere strøm til selve modulet.
Med en flyvehøjde på omkring 370 km er der stadig en vis luftmodstand, som betyder, at banen en gang i mellem skal hæves. Det sker ved brug af ionmotorer, som er særdeles effektive og kun bruger lidt brændstof – men til gengæld en del elektrisk energi til at accelerere ionerne.
En meget vigtig del af Tianhe er den sektion, hvor der er monteret hele fem porte til sammenkobling. To af portene vil blive brugt permanent af laboratoriemodulerne Wentian and Mengtian og de andre af forsyningsrumskibe og bemandede rumskibe.
\ 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'.
Laboratorierne Wentian og Mengtian
Formålet med at opsende en rumstation er at kunne drive forskning, og det kommer især til at foregå på de to moduler Wentian og Mengtian, som skal opsendes i 2022.
Beskrivelsen af dem tyder på, at de i høj grad kommer til at minde om de tilsvarende moduler på ISS.
Wentian og Mengtian har hver en længde på 14,4 meter og en diameter på 4,2 meter, og de vil blive fyldt med laboratoriepladser af nogenlunde samme konstruktion som på ISS.
Hver plads bliver et stativ med en højde på 1,8 meter og en bredde på 1 meter og fyldt med videnskabeligt udstyr.
Det samlede antal laboratoriepladser i alle 3 moduler bliver 16, hvilket viser, hvor stor en vægt der lægges på videnskab.
Det er pladsmæssigt en stor fordel, at man i den vægtløse tilstand ikke behøver at sidde ned, så man svæver simpelthen foran sin plads, men nok med fødderne stukket ned i nogle holdere på ’gulvet’, så man ikke svæver væk.
Og så er det med bare at gå i gang, nok godt hjulpet af eksperter på jorden. For Tiangong har skam en internetforbindelse til Jorden med en fart på op til 10 Gigabit/s.
Kina vil lave videnskabelige forsøg i rummet
Hvis Kina følger den samme vej som ISS, så vil astronauterne ikke komme til at arbejde alene, men i konstant kontakt med de eksperter på Jorden, som har tilrettelagt eksperimenterne.
I faktaboksen ’Videnskab på ISS’ lidt længere nede giver vi nogle eksempler på, hvad man har arbejdet med på ISS.
Der er ingen tvivl om, at kineserne har deres egne ideer, men i store træk vil forsøgene nok minde om de forsøg, som udføres på ISS. Som det vil fremgå af boxen er det forsøg, der kan have store kommercielle muligheder.
Der er to måder det kan ske på:
- Forskning, som er udført i rummet, for eksempel af proteinkrystaller, kan føre til nye produktionsmetoder her på Jorden
- Eller man opdager måske nogle industrielle processer, som kun kan gennemføres i den vægtløse tilstand. Det vil så kræve en produktion ude i rummet, hvilket ikke er helt simpelt.
I alle tilfælde er man i dag nødt til at udføre forsøg i rummet, for hele tiden at sikre at man ikke sakker agterud i det teknologiske kapløb.
Det er ikke spor mærkeligt, at Kina også vil være med her. De har i hvert fald mange førsteklasses videnskabsmænd, som nok kan finde på forsøg, vi måske ikke lige har tænkt på…
\ Videnskab på en rumstation
Da vi ikke kender de præcise planer, Kina har for den videnskabelige forskning på Tiangong, giver vi her nogle eksempler på amerikansk forskning på ISS. De kinesiske projekter vil nok komme til at minde lidt om de amerikanske, selv om det bliver spændende at se, om Kina kommer med nogle helt nye ideer.
Forskningen på ISS har fem hovedområder, der alle udnytter den vægtløse tilstand. Fordelene ved at udføre forskning i vægtløs tilstand er beskrevet i denne video.
- Medicinsk forskning: Menneskets tilpasning til vægtløshed
- Biologisk forskning: Proteiner og hvordan vægtløshed påvirker celler, dyr og planter.
- Fysik: Hvordan flammer og væsker opfører sig i vægtløs tilstand. Materialeforskning.
- Teknologi: Udvikling af ny teknologi til brug i rumfarten
- Observationer af Jorden
Skal man vælge et par eksempler på forskningsprojekter, er her først en artikl om et kvanteeksperiment fra Videnskab.dk - et forsøg vi ved, også Kina vil gennemføre.
Andre mulige forsøg er:
Man kan også nævne mange andre eksempler fra forskningen udført på ISS - her er fire:
- Nye vandrensningssystemer: Vand er afgørende for menneskers overlevelse. Desværre mangler mange mennesker rundt om i verden adgang til rent vand. Risikofyldte områder kan få adgang til avancerede filtrerings- og oprensningssystemer gennem teknologi, der blev udviklet til rumstationen, hvilket gør det muligt for astronauterne ombord, at genbruge 93% af deres vand.
- Lægemiddeludvikling ved hjælp af proteinkrystaller: Proteinkrystalvæksteksperimenter udført ombord på rumstationen har givet indsigt i adskillige sygdomsbehandlinger, lige fra kræft til tandkødssygdomme og til sygdomme som Duchenne muskeldystrofi.
- Metoder til bekæmpelse af muskelatrofi og knogletab: Rumundersøgelser har bidraget meget til vores viden om knogletab og muskeltab hos astronauter - og hvordan man kan mildne disse effekter. Den vundne viden gælder også for mennesker på jorden, der beskæftiger sig med sygdomme som osteoporose.
- Dyrkning af mad i mikrogravitation: Evnen til at dyrke supplerende mad i den vægtløse tilstand kan hjælpe mennesker med at udforske rummet længere borte fra jorden. Mange teknikker til dyrkning af planter er blevet udforsket ombord på rumstationen, med det mål at forberede sig på disse missioner. Den 10. august 2015 spiste astronauter deres første rumdyrkede salat, og astronauter dyrker nu blandt andet radiser i rummet.
Tiangong bliver base for nyt rumteleskop
Der er et punkt, hvor Tiangong virkelig kommer til at adskille sig fra ISS – nemlig, at den bliver base for et helt nyt og stort rumteleskop kaldet Xuntian, som skal opsendes i 2024.
Med et to meter stort spejl kan Xuntian sammenlignes med Hubble, og det er heller ikke meningen, at teleskopet skal kobles til rumstationen.
I stedet skal Xuntian flyve i en bane tæt på Tiangongs bane, så det bliver muligt at bringe den hen til Tiangong for at blive repareret eller opgraderet. Dermed undgår Kina det problem, som NASA har haft med Hubble, nemlig, at hver eneste reparation har krævet en dyr opsendelse af en rumfærge.
Ved at bruge Tiangong som base kan man jo netop med kort varsel både reparere og opgradere teleskopet.
Xuntian bliver absolut ikke 'Hubble light'
Xuntian får et synsfelt 300 gange større end Hubble, og det vil derfor lettere kunne overvåge store dele af himlen. Faktisk regner man med at kunne observere op til 40 procent af himlen i løbet af bare 10 år.
De indsamlede data lagres på et meget stort digitalkamera med 2,5 milliarder pixler, så Xuntian kan bestemt ikke beskrives som en ’Hubble light’. Teleskopet kan observere både i synligt lys og i ultraviolet lys, og der er allerede nu planlagt mange arbejdsopgaver.
De går lige fra at undersøge fjerne galakser og galaksehobe til at se på de yderste dele af Solsystemet, hvor man stadig leder efter en planet 9 udenfor Neptuns bane.
Man vil naturligvis også søge at lære mere om både mørkt stof og mørk energi, som nok er den moderne astronomis to største mysterier.
Kina er nu i gang med at opbygge fire forskningscentre, hvis opgave det bliver, at analysere de mange data, som rumteleskopet vil sende tilbage til Jorden.
Hvad er Kinas motiver?
Tiangong er et stort og ganske dyrt projekt, der i de kommende år vil beslaglægge en pæn del af de midler, Kina har afsat til rumfart. Men der er en meget god grund til, at Kina nu satser på egen rumstation, selv om vi jo har ISS.
Politisk er rumstationen et symbol på, at Kina nu er en stormagt, som kan udfordre både USA og Europa, hvad angår teknologi.
De fleste husker måske debatten om 5G-netværket, og det bliver bestemt ikke sidste gang, Kina vil søge at sælge os teknologi, som er af lige så høj kvalitet som det, vi kan købe i vesten og måske også noget billigere.
\ Læs mere
Hvis rumstationen ISS udfases senest 2025, uden at der er en afløser, så har Kina jo en mulighed for at tilbyde forskningsophold på Tiangong – i hvert fald for enkelte forskere.
Tiangong er jo ikke nær så stor som ISS, så der er slet ikke plads til de helt store besøg. Men alene det, at Kina kan komme til at stå i en sådan position, vil vise, at der nu er en ny magtbalance i rummet.
Hertil kommer, at Kina i høj grad selv har brug for at kunne drive forskning på en rumstation, alene for at sikre, at man er med i forskningens frontlinje, og hvis kineserne en dag vil til Mars, så er det nok også nødvendigt at kunne studere virkningen af lang tids ophold vægtløshed på en rumstation.
Kina har ikke samarbejde internationalt
Men der en vej, Kina ikke kan følge, og det er at indgå i det store internationale samarbejde, som har ført til rumstationen ISS.
Samarbejdet omkring ISS har været særdeles godt, også selv om der jo er stor politisk uenighed mellem USA og Rusland.
I 2011 lukkede amerikanerne for samarbejde med Kina indenfor rumfarten, formelt for at undgå muligheden for en teknologioverførsel, som kunne gavne Kina militært.
Kinas rumprogram kan derved give svar på nogle vigtige spørgsmål: Er det en god idé at minimere samarbejde og afskære Kina fra højteknologiske input? Kan man overhovedet isolere Kina og standse udviklingen?
Kina vil tilsyneladende gerne samarbejde
Der er flere tegn på, at Kina er interesseret i samarbejde.
Et af dem er, at den måde, de har valgt til at sammenkoble moduler, er den samme som den måde, ISS-modulerne sammenkobles på.
Et andet eksempel er, at Kina faktisk har et samarbejde med flere andre rumagenturer – eksempler er det russiske rumagentur, det italienske rumagentur samt andre.
Det er klart, at Kina ville have stor fordel af adgang til amerikansk teknologi. Men når Kina ikke har denne adgang, så tvinger det landet til selv at investere mere i højteknologi, og det har jo vist sig at give resultater.
Med de nye partnerskaber, der opstår i disse år, er det måske nærmere USA, der er på vej til at isolere sig. Amerikansk rumforskning har i mange år været kronisk underfinancieret, og amerikanerne har derfor i høj grad haft glæde af samarbejdet omkring ISS.
Ved at holde Kina udenfor har amerikanerne mistet en mulig samarbejdspartner, som godt kunne have tilført ISS meget.
Er magtfordelingen i rummet ved at tippe?
At forestille sig, at Amerika kan lukke øjnene, og at den gamle verden, hvor USA var absolut førende i rummet, så vender tilbage, minder om den berømte London-overskrift for længe siden:
'Tåge i Kanalen - Kontinentet isoleret' (kontinentet er den engelske betegnelse for resten af Europa).
Det virker, som om amerikanerne nu er blevet klar over, at de også kan have brug for samarbejde. Således har NASA leveret data til Kina om landingsstedet for rumsonden Chang’e-4, som landede på Månens bagside. Men det er stadig i småtingsafdelingen.
USA har i øvrigt behandlet Indien på samme måde, og inderne har i mindre målestok gjort det samme som Kina, nemlig søgt at klare tingene selv med teknik, de selv har udviklet.
Indien vil bygge en lille rumstation om et par år, men også her er der nu gradvist begyndt at komme et begrænset samarbejde i gang omkring Indiske rumsonder.
På lang sigt kan man sige, at den amerikanske politik ikke har bremset rumfarten, men måske nok gjort den mere national og mindre international.
Sandsynligvis er Kina og Indien nok mest tilfredse med at gå egne veje, men ISS har vist, hvor langt vi kan komme med samarbejde.
Og hvem ved – måske taler vi om 20 år om en teknologioverførsel, der går den anden vej - fra Kina og Indien til Europa og USA.
