Red Dragon skal bane vejen for mennesker til Mars
Det private firma SpaceX vil allerede i 2018 sende sit eget rumskib 'Red Dragon' til Mars. Det skal ske i samarbejde med NASA, som har en særlig interesse i flyvningen. For Red Dragon skal nemlig løse det måske største problem for en bemandet Marsrejse, nemlig landingen.
red dragon til mars

Problemet ved at lande på Mars er den meget tynde atmosfære og den forholdsvis stærke tyngdekraft, der er cirka 1/3 af Jordens tyngdekraft. Nu mener SpaceX, at de har fundet en metode. (Illustration: SpaceX)

At det skulle være et særligt stort problem at lande et rumskib på Mars, vil nok overraske mange. Vi har trods alt flere gange landsat rumsonder på Mars, sidst den næsten et ton tunge marsbil, Curiosity.

Problemet er, at den teknik, der kan bruges til at landsætte små rumsonder på Mars, slet ikke kan bruges til at landsætte bemandede rumskibe med en vægt på måske 20-40 tons – og vi ved i dag ikke, hvordan problemet kan løses.

Nu mener SpaceX, at de har fundet en vej, som de vil afprøve ved at landsætte den over seks tons tunge Red Dragon på Mars.

Red Dragon er en specialbygget udgave af det Dragon rumskib, der fra næste år skal sende amerikanske astronauter op til rumstationen ISS.

LÆS OGSÅ: SpaceX har testet rumkapslen Dragons faldskærme

Tyngdekraft og atomsfære skaber udfordringer

Grundlæggende er problemet ved at lande på Mars den meget tynde Mars-atmosfære og den forholdsvis stærke tyngdekraft, der er cirka 1/3 af Jordens tyngdekraft.

Atmosfæren er alt for tynd til, at et flere tons tungt rumskib kan bremses ned fra en fart på over 20.000 kilometer i timen til måske bare 1.500 kilometer i timen ved hjælp af et varmeskjold.

Curiosity landing

Marsfartøjet Curiosity landede på Mars ved hjælp af en faldskærm og et varmeskjold. De samme muligheder har man ikke, hvis man skal lande et 40 tons tungt bemandet rumskib. (Illutstration: Nasa)

Det går lettere, hvis der er tale om en lille rumsonde, og når dens hastighed først er nede på omkring 1.500 kilometer i timen, kan faldskærme klare resten.

Så behøver man kun en mindre bremseraket til det sidste stykke vej, hvilket sparer en masse brændstof.

Men den metode kan ikke bruges, hvis rumskibet er meget stort.

LÆS OGSÅ: SpaceX vil sende første private rumskib til Mars

Kæmpe faldskærme flås i stykker

Da et varmeskjold kun kan levere en begrænset nedbremsning, skal faldskærmen udfoldes, mens farten er flere tusinde kilometer i timen. 

  • For det første kræver det en så stor faldskærm, at den bliver alt for tung at sende med til Mars.
     
  • For det andet tyder forsøg på, at man ikke vil opnå andet, end at faldskærmen bliver flået i stykker, så rumskibet ender med at styrte ned og skabe sit eget krater på Mars.

NASA har to gange forsøgt at folde meget store faldskærme ud ved stor hastighed højt oppe i Jordens atmosfære – og begge forsøg mislykkedes.

LÆS OGSÅ: Nu igen! Ubemandet rumskib eksploderer på vej mod rumstation

Red Dragon prøver en ny vej

Under ledelse af den meget visionære Elon Musk har SpaceX søgt at gå nye veje.

Fem gange har de nu bragt første trin af deres Falcon 9 raket til landing ved at bruge rakettens egne motorer som bremseraketter.

De planlægger også at lade det bemandede Dragon rumskib vende tilbage til Jorden fra rumstationen ISS alene med brug af varmeskjold og bremseraketter – selv om der medføres en reservefaldskærm.

Så på mange måder er teknikken parat:

Red Dragon skal lande på Mars med den metode, der hedder 'supersonic retropropulsion', hvor rumskibet starter med at blive nedbremset af atmosfæren, men hvor man så tænder bremseraketterne, mens farten er mange tusinde kilometer i timen, altså langt over lydens hastighed.

Det koster naturligvis noget brændstof, selv om SpaceX mener, at de kan klare sig med under to tons. Det er nu også en pæn del af rumskibets samlede vægt på noget over seks tons.

Så i virkeligheden er det ret begrænset, hvor stor en last, Red Dragon kan medføre – måske under ét ton.

LÆS OGSÅ: Nye rumkapsler skal gøre bemandet rumfart sikrere og billigere

Ikke ufarligt at lande en raket

På grund af den forskning, som især SpaceX har udført, ved vi nu meget mere om, hvordan det er at tænde en raket, hvor raketdysen bliver mødt af en supersonisk luftstrøm.

Red dragon landing

Hos SpaceX arbejder de på at finde en løsning, så Red Dragon kan lande på Mars. En af løsninger er bremseraketter. (Illustration: SpaceX)

Det er bestemt ikke et trivielt problem at tænde en raketmotor mod en så stærk luftstrøm, og desuden skal man jo også have lidt styr på, hvordan raketflammen vil opføre sig.

Fra landingsforsøgene med Falcon 9 ved vi nu, at de tændte motorer nærmest skaber en vacuum-boble omkring raketten.

Udefra ser det farligt ud, men raketten tager ingen skade.

Men som SpaceX også har erfaret: Hvis raketmotorerne ikke fungerer helt perfekt hele vejen ned, så smadres raketten.

Det er sket et par gange, så metoden er ikke helt ufarlig.

LÆS OGSÅ: SpaceX vil gentage dristigt forsøg

Verdens største raket kan sende 14 ton til Mars

Red Dragon er et meget stort skridt fremad mod et bemandet rumskib, selv om der er lang vej endnu.

Alle beregninger viser nemlig, at et bemandet marsrumskib vil komme til at veje 20-40 tons og blive så højt som et 2-etagers hus.

Så udfordringen bliver at få metoden med 'supersonic retrpropulsion' til at virke for så store rumskibe – hvilket i praksis betyder at holde brændstofforbruget til bremseraketterne så langt nede, at der bliver plads til både astronauter og deres udstyr.

Men om nogen, så er Elon Musk manden, der kan gøre drøm til virkelighed.

Og at han mener det alvorligt, vil vi få at se allerede til december i år, når den enorme Falcon Heavy skal opsendes for første gang.

LÆS OGSÅ: SpaceX vil sende første private rumskib til Mars

Første trin er 3 sammenkoblede Falcon 9 raketter, og det betyder, at raketten starter ved at tænde hele 27 raketmotorer på en gang! Til gengæld kan Falcon Heavy sende 53 tons i bane om Jorden og hele 14 tons til Mars.

Dermed bliver Falcon Heavy USA's og verdens største raket, selv om den med sin startvægt på 1.420 tons kun er halvt så stor som den gamle Saturn 5 måneraket.

Elon Musk vil hurtigere til Mars end NASA

Det bliver Falcon Heavy, der skal sende Red Dragon til Mars.

Men det stopper ikke her.

I september vil Elon Musk på en stor kongres løfte sløret for sit næste store projekt 'Mars Colonial Transporter', en virkelig superraket, som skal kunne landsætte ikke mindre end 100 tons på Mars. (Her skal man så lige huske, at en ganske stor del af denne vægt vil gå til bremseraketterne).

Elon Musk

Elon Musk er manden bag virksomheder som PayPal, Tesla Motor og SpaceX. Målet er at sende bemandede rumskibe til Mars, og det skal ske hurtigere end NASA. (Foto: Steve Jurvetson)

Musk drømmer om, at mennesker skal kunne kolonisere Mars, og han vil gerne til Mars meget hurtigere end NASA.

Når man ser, hvor meget SpaceX er vokset, og hvor meget deres raketter og rumskibe anvendes, så skal man ikke bare sige, at det er umuligt.

Alene det, at SpaceX allerede nu har bragt første trin af deres Falcon 9 til landing efter en flyvning, så rakettrinet kan genanvendes, var noget, de fleste anså for umuligt.

En anden udvikling er, at SpaceX også er på vej ind på det militære marked, hvor kravene til raketterne er meget høje, da en god spionsatellit koster flere milliarder dollars.

Der er simpelthen al mulig grund til at tage Elon Musk og SpaceX alvorligt.

LÆS OGSÅ: 2016 tegner til at blive et fantastisk rum-år

SpaceX er en vigtig rumvirksomhed

Firmaet SpaceX er skabt af en højst usædvanlig mand, nemlig Elon Musk, som nu er 45 år gammel.

Han er født i Sydafrika, men flyttede i en alder af 18 år til Canada, hvor han takket være sin canadisk fødte mor fik statsborgerskab. Her tog han en uddannelse, både i fysik og økonomi.

Musk er indbegrebet af en iværksætter, og den evne kom til udtryk, da han flyttede til USA. Han har været med til at grundlægge firmaer som PayPal, Tesla Motors med El-biler og SpaceX, som blev grundlagt 2002, bl.a. for at Musk kunne følge sin drøm om bemandede rejser til Mars. Musk blev først amerikansk statsborger i 2002.

SpaceX voksede hurtigt til den måske vigtigste nye rumvirksomhed, især fordi de med Falcon-raketterne viste, at det var muligt at bygge en raket langt billigere end konkurrenterne.

Men for Musk er Falcon kun et middel til den endelige drøm om at kolonisere Mars. Det, mener han, er vigtigt, især for at sikre menneskets overlevelse, hvis der nu skulle ske noget med Jorden. Som han har udtrykt det:

»Vi sørger jo for at have en back up for computerens hard disk – måske skulle vi også have en back up for selve livet.«

LÆS OGSÅ: Hvorfor har der ikke været flere mennesker i rummet?

Krige og økonomiske problemer kan lukke 'vinduet' til Mars

Meget interessant taler Musk om, at der netop nu er et 'vindue', hvor forholdene her på Jorden gør det muligt at iværksætte et projekt som at kolonisere Mars.

Krige, økonomiske og sociale problemer kan lukke dette vindue, så man mister evnen og motivationen for at sende mennesker til Mars.

Her har han en pointe: For hvem ville have troet, at vi i dag er længere fra at kunne sende mennesker til Månen, end vi var i 1961 da Kennedy skød månekapløbet i gang?

Musk håber selv at komme til Mars, og som SpaceX udvikler sig i disse år, skal man slet ikke udelukke det.

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 om Evidensbarometeret, som Videnskab.dk lige har lanceret.