ISS fylder 20: Sådan begyndte verdens største rumprojekt
Og hvad skal der nu ske med den halvgamle rumstation?
NASA ISS

Den første besætning på ISS i december 1998. (Foto: NASA)

I 20 år har den internationale rumstation, ISS, været det store, fælles projekt for den bemandede rumfart.

ISS er i dag verdens største rumprojekt, så der er god grund til at se på tre sider af projektet:

  1. Hvordan begyndte det?
  2. Hvordan foregår samarbejdet?
  3. Hvad kommer efter ISS?

Det er svært at forestille sig, hvordan rumfarten havde udviklet sig uden ISS.

Den kendsgerning, at vi har rumstationen, kan vi takke en ukendt russisk officer for, idet han gjorde tjeneste, da det første modul blev opsendt i 1998.

Om artiklens forfattere

Helle og Henrik Stub er begge cand.scient'er fra Københavns Universitet i astronomi, fysik og matematik.

I snart 40 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'.

Daggry for rumstationen

20. november 1998. Ruslands største raket, den næsten 700 ton tunge Proton-raket, er ved at blive gjort klar til start.

Det er en raket, som oprindelig blev konstrueret under den kolde krig til at sende de største brintbomber, russerne rådede over, mod USA, men i 1998 er Proton russernes stærkeste kort indenfor rumfarten.

Denne gang er der tale om en helt særlig opsendelse, for raketten skal sende det første modul til den internationale rumstation, ISS, ud i rummet.

Modulet har fået navnet Zarya, der betyder daggry, og håbet er da også, at ISS skal starte en ny epoke indenfor rumfarten, baseret på samarbejde i stedet for konkurrence.

Zarya kommer i alvorlig krise

Zarya kommer godt af sted, men ude i rummet går noget galt. Den er sendt ind i en meget lav bane, og meningen er, at Zarya med sine egne raketmotorer skal hæve banen.

Der sendes en kommando op til det 20 ton tunge modul, men der kommer ingen reaktion.

Det er en yderst alvorlig krise, for Zaryas bane er så lav, at den i løbet af få dage vil komme ind i den tætte atmosfære og brænde op.

NASA ISS Zarya

Zarya på vej til at blive koblet sammen med det første amerikanske modul Unity. (Foto: NASA)

Underbetalt officer redder dagen

Det blev den russiske oberstløjtnant Nazarov, som på en eller anden måde fik løst problemet i sidste øjeblik.

Zaryas bane førte den længere og længere væk fra Rusland, men inden den for sidste gang den dag fløj hen over Rusland, havde Nazarov skrevet nogle alternative koder, der heldigvis genoprettede kontakten.

Zaryas bane blev nu hævet, og dermed var det første skridt taget mod rumstationen ISS.

Nazarov fik en medalje – og måske lige så vigtigt for den underbetalte officer - en kontant belønning svarende til flere måneders løn.

 

Sådan begyndte det

Efter månekapløbet stod især USA, men også Sovjetunionen, med en rum-industri, som havde brug for nye projekter.

Der var jo opbygget titusinder af arbejdspladser og en industri, der var med til at udvikle ny teknologi.

Hertil kom, at det at rejse ud i rummet var noget, der kunne sætte fantasien i gang og inspirere mange unge til at studere teknik og videnskab.

Der blev debatteret tre muligheder:

  • En bemandet rumrejse til Mars
  • Opbygning af en rumstation for at lære mere om, hvordan mennesker tåler lange rumflyvninger
  • Udvikle en rumfærge, som kunne genbruges og dermed nedsætte omkostningerne for at flyve ud i rummet

For både USA og det daværende Sovjetunionen var det klart, at en bemandet rejse til Mars ville kræve en teknik, som man slet ikke rådede over – de langt kortere rejser til Månen havde været en rigeligt stor udfordring.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

 

Amerikanernes 'omvej'

Sovjetunionen valgte at satse på rumstationer, og gennem de første små rumstationer af typen Salyut og Mir opnåede de stor erfaring med lange rumflyvninger.

Amerikanerne havde kun en stor rumstation, nemlig Skylab, bygget af de sidste rester fra Apollo-projektet.

Derefter koncentrerede de sig om at bygge rumfærger. I dag kan vi se, at det var ’A step too far’.

Rumfærgerne kom aldrig for alvor til at leve op til forventningerne, og på mange måder blev rumfærgeprogrammet en kostbar omvej for den amerikanske rumfart.

På den anden side var rumstationen ISS ikke blevet bygget uden de amerikanske rumfærger, så selv om de var dyre i drift og ganske farlige at flyve med, kom de til at spille en afgørende rolle – ikke mindst på grund af deres enorme lastrum.

Reagans store tale

Amerikanerne var klar over, at rumstationer var et nødvendigt næste skridt.

Kun på en rumstation kan man studere virkningerne af lang tids ophold i rummet, og den viden er forudsætningen for alle planer om at rejse i rummet.

I sin tale til nationen 25. januar 1984 gik præsident Reagan næsten i Kennedys fodspor med ordene:

»I aften beordrer jeg NASA til at udvikle en permanent bemandet rumstation og gøre det inden for et årti.« 

Det kom som bekendt ikke til at ske, selv om NASA i mange år arbejdede på at konstruere en stor rumstation, som havde fået navnet Freedom.

Den økonomiske guldalder fra månekapløbet var forbi, og derfor var Freedom konstant i store økonomiske vanskeligheder.

Den politiske opbakning var heller ikke som under Apollo, og i juni 1993 var Freedom-projektet kun en stemme fra at blive nedlagt:

En afstemning i repræsentanternes hus gav 216 stemmer for Freedom og 215 for at opgive projektet.

NASA Freedom ISS

En tegning af rumstationen Freedom fra 1991 viser, at man allerede dengang var tæt på konstruktionen for ISS. (Illustration: NASA/Tom Buzbee)

Clinton redder projektet

Rumstationen Freedom var helt sikkert blevet opgivet trods det store forarbejde, hvis ikke den nye præsident Clinton havde set en politisk mulighed for at redde projektet.

Det var kort efter Sovjetunionens fald, som førte til et næsten totalt sammenbrud af deres rumprogram.

Clinton kunne se to fordele i at bede den nye stat Rusland om at gå ind i et fælles projekt om en rumstation:

  1. Man havde god brug for russernes store erfaring med lange rumflyvninger.
  2. Et fælles projekt kunne give beskæftigelse til russiske raketeksperter og andre, som ellers kunne blive fristede til at sælge deres viden til andre lande, som amerikanerne bestemt ikke ønskede skulle have adgang til moderne raketteknologi.

Russerne havde planer om en Mir 2, men slet ikke penge til for alvor at gennemføre projektet.

De havde dog fået bygget et par moduler, som kunne udgøre begyndelsen til den nye internationale rumstation. Og amerikanerne havde med Freedom udført et stort forarbejde, som også kunne indgå i den nye fælles rumstation.

Et kultursammenstød

Det er ikke så overraskende, at samarbejdet begyndte med, at amerikanske astronauter fik adgang til rumstationen Mir.

Amerikanerne manglede i den grad erfaring med lange rumflyvninger, og den kunne russerne give dem.

Læser man beretningerne fra dengang er det tydeligt, at der var tale om lidt af et kultursammenstød.

Amerikanerne følte nogle gange, at russerne ikke havde den store vilje til at betragte dem som ægte besætningsmedlemmer, og så var der jo lige det med sproget.

De amerikanske astronauter er jo som alle engelsktalende meget forvænte med, at man kan klare sig på engelsk alle vegne. Ganske vist havde de lært russisk, men den første amerikanske astronaut på Mir skrev bagefter:

»Den kulturelle isolation er ekstrem. Når man er amerikaner ombord på en russisk rumstation, så er man jo den eneste engelsktalende person. Der var tider, hvor der kunne gå 72 timer, uden jeg talte med en anden engelsktalende person.« 

Samarbejde og gensidig respekt

Alle astronauter og kosmonauter er dog meget professionelle folk, så med tiden vænnede man sig til hinanden, ligesom begge parter nok er blevet bedre til fremmede sprog.

Mir sammenstød progress NASA ISS

Den russiske rumstation Mir efter sammenstødet i 1997 med et Progress forsyningsrumskib. Der blev skabt en farlig læk, som let kunne være ført til, at man havde måttet evakuere rumstationen. (Foto: NASA)

Det store gennembrud kom, da der i februar 1997 udbrød brand ombord på Mir, og hvor en amerikansk astronaut, som også var læge, var til stor hjælp:

I juni 1997 var Mir udsat for et voldsomt sammenstød med et forsyningsrumskib, der skabte en alvorlig læk i et af Mirs moduler.

Ved den lejlighed var den amerikanske astronaut Foale ombord, og han arbejdede tæt sammen med sine russiske kolleger for at redde rumstationen.

Når man først har oplevet den slags kriser, og det viser sig, at man kan stole på hinanden, så hjælper det i høj grad på den gensidige respekt.

Et internationalt projekt

Begge lande havde brug for hinanden, og det blev så starten på det internationale samarbejde, som i dag står bag ISS.

Det endte med fem partnere:

  1. USA
  2. Rusland
  3. Europa
  4. Japan
  5. Canada
Kina og Indien er ikke med

Kun to rummagter er ikke med, nemlig Kina og Indien - men Kina er nu på vej med deres helt egen rumstation.

Det er det europæiske rumagentur, ESA, der formidler samarbejdet omkring ISS.

Da Danmark er medlem af ESA, har vi altså også mulighed for at være med. Den mulighed har dansk industri udnyttet godt, således at der i dag er danskudviklet træningsudstyr til astronauterne i brug på ISS.

Det må dog understreges, at deltagelse i ISS er frivillig. Kun 10 af ESA's medlemslande er med, idet Østrig, Finland og Irland ikke deltager.

NASA ISS verdenskort

Det store verdenskort  viser, hvor stort projektet er blevet. Uden et godt internationalt samarbejde ville ISS simpelthen ikke kunne fungere. Rumstationen kan beskrives som verdens største sammenskudsgilde. (Illustration: NASA)

Hver partner har givet sine egne bidrag – således udfylder Canada en vigtig rolle med at bygge de meget avancerede robotarme, som rumstationen er udstyret med, og som bruges til at flytte udstyr rundt uden på rumstationen.

Japan har bygget det enorme Kibo-forskningsmodul samt forsyningsrumskibe til ISS.

Det europæiske hovedbidrag er Columbusmodulet, hvor Andreas Mogensen opholdt sig under sin flyvning i 2015. Det styres fra et center nær Mϋnchen.

De europæiske astronauter på ISS har fået deres uddannelse på centret i Köln, og ESA har også bidraget med at opsende fem store transportrumskibe fra Kourou-rumcentret i Sydamerika.

Dette bidrag er ophørt, og årsagen er, at vi nu koncentrerer os om udviklingen af servicemodulet til det kommende amerikanske Orion-rumskib, som skal flyve til Månen.

Avanceret koordingeringssystem

Den daglige drift kræver en konstant overvågning af rumstationen og kontakt til astronauterne om bord. Det sker fra centre i Houston, Moskva, Mϋnchen og Tsukuba i Japan.

Desuden er det nødvendigt at koordinere opsendelserne af udstyr, mad og vand til rumstationen.

Det er ikke nogen lille sag, for det sker med flere forskellige typer rumskibe, som hver opsendes med deres egen rakettype. Både last og opsendelsestidspunkter skal virkelig koordineres.

De forsyningsrumskibe, der er til rådighed er:

  • Dragon (USA)
  • Cygnus (USA)
  • Progress (Rusland)
  • Kounotori (Japan)

På en måde er det ikke så mærkeligt, at der er vokset et stort bureaukrati frem omkring ISS.

Man hører ofte klager over, hvor svært det er at arbejde med – især hvis man bare vil have udført et mindre forsøg om bord på ISS.

Mange aftaler er nødvendige

De store laboratoriemoduler er bygget af mange lande, men det betyder ikke, at man har eneret på at bruge dem.

Som eksempel kan nævnes Europa, der har bygget Columbusmodulet. Det betyder, at vi har ret til 51 procent af tiden på Columbus og ret til at bruge 8,3 procent af de fælles resurser på ISS, som strøm og overførsel af data til Jorden.

Den måske vigtigste aftale måtte indgås allerede ved starten af projektet.

Byen Baikonur i Kasakhstan, hvorfra sovjetiske og russiske rummissioner er blevet opsendt siden 1957, ligger på 46 graders nordlig bredde, og det betyder, at russerne ikke fuldt ud kan udnytte Jordens rotationshastighed, der jo er størst ved ækvator.

Hvis man opsender direkte fra ækvator, får raketten ganske gratis en fart på over 1.600 km i timen, og det kan mærkes på brændstofforbruget.

For amerikanerne havde en meget mere ækvatorial bane været bedre, da USA's vigtigste opsendelsessted for satellitter og rumfærger, Cape Canaveral, befinder sig 28 grader nord for ækvator, mens den franske (europæiske) rumhavn i Fransk Guyana i Sydamerika, Kourou, er bedst placeret bare 5 grader fra Ækvator.

Men russerne skulle jo med, Baikonur er en vigtig rumhavn, og resultatet blev en banehældning på hele 51 grader, som ikke rigtig er optimal for nogen.

Især er det en bane, som er uegnet, hvis man vil bruge ISS som udgangspunkt for rejser ud i solsystemet.

Men når det er sagt, må det understreges, at hele dette store samarbejde har fungeret godt i al den tid, ISS har været i rummet.

Selv politiske spændinger mellem USA og Rusland har ikke på noget tidspunkt smittet af på samarbejdet.

Quo Vadis?

Man kan med rimelighed godt stille ISS det klassiske spørgsmål: ’Quo Vadis’ – hvor går du hen? 

Det er et helt centralt spørgsmål, fordi hele den bemandede rumfart (bortset fra Kinas) i dag er bundet op på at deltage i ISS-projektet.

Problemet er, at svaret stadig blæser i vinden, selvom man med ret stor sikkerhed kan sige, at ISS skal udfases i løbet af de næste 10 år.

Så har det ældste modul, Zarya, været 30 år i rummet, og så lang tid, havde ingen vist regnet med, at det kunne holde. Resten af rumstationen vil være ligeså gammel.

Det er ikke uden grund, at vi her ser meget på, hvad NASA vil. Det skyldes, at NASA har verdens største rumbudget og dermed er det eneste rumagentur, der har en mulighed for at sætte kursen.

Hvis verdens andre rummagter har nogle helt egne planer, må de først mangedoble deres budgetter – og det er der vist ingen udsigt til.

Den canadiske astronaut Chris Hadfields synger 'Space Oddity' for at mindes afdøde David Bowie. Sandsynligvis den første musikvideo optaget i rummet nogensinde, ombord på ISS og sendt ned til Jorden. Videoen er set mere end 41 millioner gange. (Video: Rare Earth)

En æra slutter

Vi kan kun sige, at intet andet projekt har defineret rumfarten så meget som ISS.

Det er i dag verdens absolut største rumprojekt, som med to undtagelser - Kina og Indien - omfatter alle verdens rummagter.

Det er derfor klart, at der i disse år tænkes meget over tiden efter ISS. Der er mange drømme, men også nogle økonomiske og politiske realiteter, der sætter en grænse for drømmene.

ISS er nu mindst 70 procent gennem sin levetid. Uret er begyndt at tikke, så det bliver spændende at se, hvad efterfølgeren for ISS bliver.

Man vil verden over i høj grad lytte til signalerne fra USA, og i boksen under artiklen kan du læse mere om Trump-regeringens foreløbige planer.

Det centrale spørgsmål er, hvordan vi bedst kan anvende ISS, inden det bliver nødvendigt at udfase den store rumstation ved at bringe den til at brænde op over det sydlige Stillehav.

Hvad har vi lært?

Der er gode grunde til at holde ISS kørende så længe som muligt, simpelthen for at give bedre tid til at udforske, om der er en økonomisk mulighed for en kommerciel rumstation.

Det kan ske ved at udbygge ISS med mindre, billige moduler til kommerciel forskning – en langt billigere løsning end straks at bygge en ny rumstation.

Man må dog håbe, at vi har lært en ting: Det er komplet uforståeligt, at der i årene 2011-2019 kun har været de russiske Soyuz-rumskibe, der kunne sende astronauter op til ISS.

Vi må aldrig igen ende i den situation, hvis den bemandede rumfart skal kunne overleve – især hvis vi tænker på længere rejser.

Måske er det en fordel, at Indien og Kina er udenfor. Det giver dem en stor mulighed for at gå egne veje og måske udvikle projekter, som er helt deres egne.

Det kan være, at de ’tænker ud af boksen’ på en måde, vi kunne lære noget af.

Trump om fremtidens rumfart

Den amerikanske regering har faktisk formuleret rammerne for fremtidens rumfart i det såkaldte Space Policy Directive-1, som er underskrevet af præsident Trump.

Her er deres tre indsatsområder:

  • Baner om Jorden
  • Månen
  • Mars

Baner om Jorden

Langt den meste rumfart foregår i bane om Jorden, så derfor er planerne her meget vigtige.

Trump vil gerne ud af ISS senest 2025, og derefter koncentrere USA om en gradvis overgang til mere kommercielle muligheder. Der tales om mindre kommercielle rumstationer, som er privat finansierede.

Der er dog et problem, nemlig at der indtil nu ikke har vist sig store kommercielle muligheder.

Der er kun givet 68 patenter, baseret på forskning udført på ISS.

Langt den meste forskning på ISS er grundforskning, hvor det kan tage mange år, før vi ved, om forskningen kan udnyttes kommercielt.

Svært at finde private investorer

På grund af de store transportomkostninger er det ganske svært at finde noget, der virkelig kan betale sig at producere ude i rummet. Der har været tale om medicinske produkter, men så vidt vides, et det aldrig blevet til noget.

Peter McGrath, som arbejder i flyfirmaets Boeings Space Exploration Division siger det kort:

»Hvis der er et levedygtigt marked, ville vi være blandt de første til at gå ind i det. Vi holder området under observation, men har endnu ikke set et marked.« 

Som sagerne står nu, vil det derfor være svært at finde private investorer til at bygge en kommerciel rumstation – med mindre man baserer den på ren turisme.

Månen

Den meget omtalte tilbagevenden til Månen er baseret på en lille rumstation i bane om Månen, kaldet Lunar Orbital Platform-Gateway.

Herfra kan man så planlægge og udføre en egentlig udforskning af Månen.

NASA ser gerne dette som et internationalt projekt, og det har allerede vakt betydelig interesse blandt andre rumagenturer – herunder ESA.

Måneprojektet er i dag nok den mest oplagte efterfølger for ISS.

Mars

Mars er som altid det endelige mål, men man er da fornuftige nok til ikke at være alt for specifikke. Det er simpelthen et mål, NASA skal arbejde på at nå - med tiden.

Det er heller ikke muligt at gøre andet, for vi er meget langt fra at kunne gennemføre en bemandet rejse til Mars.

Her har vi en anden meget god begrundelse for at fortsætte med ISS, så længe som muligt. Det kan nemlig godt blive meget svært at få penge til en helt ny rumstation med det formål at undersøge, hvordan mennesker tåler lange rumrejser.

Vi ved, at dette er et meget stort problem, som vil kræve lange forberedelser og mulighed for at lade astronauter opholde sig i mange måneder – eller måske flere år – ude i rummet. Det er også vigtigt at udvikle apparatur, som kan holde til flere år ude i rummet.

ISS har jo levet højt på, at defekte apparater hurtigt har kunnet udskiftes med forsyningsrumskibe fra Jorden – men den mulighed har man jo ikke på en 2-3 år lang rejse til Mars og hjem igen.

Det logiske alternativ er at bygge hurtige rumskibe, der kan rejse til Mars på 2-3 måneder i stedet for de 6-8 måneder vi er nødt til i dag.

Det alternativ kan vi godt se bort fra. Det vil kræve så store investeringer i nye typer ionmotorer eller plasmaraketter, at det nok er uden for økonomisk rækkevidde i overskuelig fremtid.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs mere om Goliath-frøen, som du kan se på billedet herunder.

Det sker