Forbiflyvningen af Pluto har været i stort emne i den sidste uges tid. Nu har vi så ‘besøgt’ alle solsystemets planeter, og dermed melder spørgsmålet sig: Hvad nu?
Mange taler allerede om at sende rumsonder til de nærmeste stjerner, men det er en meget vanskeligere opgave, end man umiddelbart skulle tro. Og et af problemerne kommer fra mikroskopiske støvkorn. Det blev vi mindet om allerede for næsten 30 år siden.
14. marts 1986
Efter en over 8 måneder lang rejser er den europæiske rumsonde Giotto nået frem til Halleys komet. Da kometen og Giotto kredser i modsatte retninger rundt om Solen, så sker mødet med en fart på 68 km i sekundet eller 245.000 km i timen. Selv i dag er det den hurtigste forbiflyvning i rumalderens historie.
Man var dristig og sigtede mod at passere kometen i en afstand på bare 600 km. Alt går fint indtil de sidste sekunder. Under hele indflyvningen har Giotto sendt billeder tilbage, men da afstanden er nede på bare 790 km, bliver den ramt af nogle ganske små støvpartikler fra en af de mange jetter, der strømmer ud fra kometen. Ved et mirakel overlever rumsonden, men den fik et skub, så antennen nu ikke længere var rettet mod Jorden. Desuden blev et skjold, der skulle beskytte mod støvpartikler, ødelagt – og det samme gælder kameraet. Det tog bare en halv time at genoprette kontakten med Giotto, men da var afstanden til Halleys komet allerede 130.000 km, og billeder blev der ikke flere af.
11. maj 2015
New Horizons er ved at nærme sig Pluto, men forskerne er bekymrede. Hubble har opdaget to nye måner omkring Pluto, således at antallet nu er fem. De fire af månerne er meget små, og det betyder, at når de rammes af et meteor, så har de ikke tyngdekraft nok til at holde på de støvpartikler, der skabes ved nedslaget. Støvpartiklerne vil derfor spredes ud i en ring omkring Pluto. Det betyder, at der er fare for, at New Horizons vil ramme ind i et støvbælte, og med en fart på 14 km i sekundet eller 50.000 km i timen kan selv et lille sammenstød være farligt. Og bremse ned er der ingen mulighed for, da det vil kræve mere brændstof, end rumsonden selv vejer.
Derfor begynder New Horizons nu at spejde fremad. Mellem 11 maj og 1 juli blev Plutos omgivelser undersøgt hele syv gange for at finde støvbælter og måske i sidste øjeblik ændre banen. Men man endte med at beholde den oprindeligt planlagte bane.
En fjern fremtid
Efter mange års arbejde er det lykkedes at konstruere en atommotor, der kan give en rumsonde en fart på 30.000 km i sekundet, eller 10 % af lysets hastighed. Med den fart er det muligt at rejse til den nærmeste stjerne Alfa Centauri på under 50 år.
Nu skulle man tro, at stjernerne så var inden for rækkevidde, men alligevel sendes der ikke nogen stjernesonde af sted. Der er nemlig stadig et stort problem. Hvis rumsonden ankommer til et fremmed solsystem med 30.000 km i sekundet, vil det næppe overleve ret længe. Solsystemer er støvede –overalt, også mellem planeterne findes der støvkorn. Ved de lave hastigeder vore nuværende rumsonder (også New Horizons) bevæger sig med, udgør de normalt ikke noget stort problem – men som erfaringen fra Giotto viser, så er høje hastigheder farlige.
Det er let at regne ud, at ved en fart på 30.000 km i sekundet vil et sammenstød med et støvkorn på bare 10 milligram udløse en energi svarende til eksplosionen af et ton trotyl, hvilket er mere end nok til totalt at ødelægge en rumsonde.
Men selv om rumsonden ved et mirakel skulle overleve, så er der jo ikke meget tid til at foretage observationer. Med 30.000 km i sekundet tager det kun 13 sekunder at flyve fra Månen til Jorden, og det betyder, at der er under et minut til at foretage meningsfulde observationer af en planet.
Løsningen er naturligvis at bremse sonden ned, men det vil kræve så store mængder brændstof at projektet i praksis bliver umuligt at gennemføre. En ting er at bringe en rumsonde på nogle få ton op på denne fart, men hvis den også skal medføre mange hundrede ton brændstof for at bremse ned igen, så vil projektet hurtigt blive helt ufatteligt dyrt og sandsynligvis umuligt at gennemføre. Det er problemet fra New Horizons, men nu på en meget større skala.
Man kunne også gribe problemet an på en anden måde.
Den lange rejse
Løsningen kunne være at tage den langsomme vej til stjernerne, og acceptere rejsetider på et par tusinde år. Det er en udfordring på flere fronter:
Vi skal her på Jorden have et samfund, som kan planlægge over så lange tidsrum – noget vi slet ikke er i stand til i dag.
Vi skal bygge elektronik, som kan klare sig i årtusinder uden at svigte. Også det er langt uden for vor nuværende tekniske formåen, men i princippet skulle det være muligt.
Vi skal kunne skabe en kunstig intelligens, som kan klare sig helt på egen hånd, da radiosignaler til og fra sonden vil være flere år undervejs. Rumsondens ”hjerne” skal være i stand til at gå i dvale under den meget lange rejse, for så til sidst at planlægge hele forbiflyvningen, når den er så tæt på målet, at en planlægning bliver mulig.
Man har regnet ud, at den optimale hastighed vil være omkring 600 km i sekundet. Det er 500 gange langsommere end lyset, og med den fart vil det tage noget over 2000 år at flyve til Alfa Centauri. Det svarer til, at Cæsar havde opsendt en rumsonde, som vi først nu ville få glæde af – så store er afstanden mellem stjernerne.
Mod nye mål
600 km i sekundet er stadig en ret stor hastighed at flyve med i et solsystem, da det er næsten ni gange hurtigere end den hastighed, hvormed Giotto fløj forbi Halleys komet. Hvis stjernesonden skal undgå samme skæbne som Giotto, så skal den være udstyret med et ret solidt meteorskjold. Men det problem kan sikkert også løses.
Der er to store fordele ved denne fart: Det vil tage sonden omkring et år at krydse gennem et solsystem som vores. Det giver tid til observationer, selv om det er nødvendigt at skynde sig. Det tager nemlig kun 11 minutter at tilbagelægge afstanden mellem Månen og Jorden. For at få det meste ud af den korte tid, skal der nok udsendes et stort antal mindre sonder, som så sender besked tilbage til den store sonde.
Det vigtigste er dog, at sonden ikke flyver hurtigere, end at den kan få afbøjet sin bane af stjernen. Hvis rumsondens computer er tilstrækkelig intelligent, kan den planlægge en ny kurs, der så 2000 eller 3000 år senere fører den forbi en ny stjerne med et nyt solsystem – og det næsten uden at bruge en dråbe brændstof.
Det er naturligvis umuligt at vide, om det er på den måde, vi en dag vil udforske stjernerne. Hvis det bliver tilfældet, så er den største udfordring nok at opbygge et samfund, der er stabilt over mange tusinde år. Og endnu mere tankevækkende er det, at vi på grund af de enorme afstande til stjernerne overlader udforskningen til rumsonder med kunstig intelligens. Man kan kun håbe, at en sådan intelligent rumsonde vil være en god ambassadør for mennesket, hvis den en dag møder en anden intelligens.
