Rumfarten i februar: Kina studerer unikke Måne-prøver, og Jordens metanudslip skal overvåges
.. Og så dykker vi ned i, hvorfor en af rumfartens store drømme - at kunne rejse ud til stjernerne - både er mulig og umulig på samme tid.
Kinas Chang'e 5 Månen prøver

Kinas ubemandede rumfartøj Chang’e 5 blev sendt til Månen i november 2020. Den har indsamlet 1,7 kg prøver, som er blevet bragt tilbage til Jorden, og analysen har givet meget vigtige resultater. Det skriver Videnskab.dk's faste rumskribenter, Helle og Henrik Stub, som ses på tegningen. (Foto: China News ServiceCC BY 3.0)

Kinas ubemandede rumfartøj Chang’e 5 blev sendt til Månen i november 2020. Den har indsamlet 1,7 kg prøver, som er blevet bragt tilbage til Jorden, og analysen har givet meget vigtige resultater. Det skriver Videnskab.dk's faste rumskribenter, Helle og Henrik Stub, som ses på tegningen. (Foto: China News ServiceCC BY 3.0)

Ser vi på de planlagte opsendelser i februar, er der kun en bemandet opsendelse.

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.

Det er tre rumturister, der sammen med en astronaut skal besøge rumstationen ISS.

Opsendelsen er planlagt til 28. februar med et Dragon-rumskib, som er lejet af det ret nye firma Axiom, og besøget skal vare cirka 10 dage.

De øvrige opsendelser er mere eller mindre rutine:

Der er to Falcon-opsendelser med militære satellitter, og den ene anvender endda den store raket Falcon Heavy. Men om selve satellitterne ved vi ikke noget, det bedste gæt er spionage.

Russerne sender et Progress-forsyningsrumskib op til ISS, og amerikanerne opsender et Cygnus-rumskib, også med forsyninger.

Firmaet One Web opsender 31 internetsatellitter fra Kourou med en russisk raket, og desuden er der flere kinesiske satellitter.

Alt i alt en meget normal måned.

Dragon rumskib ISS

Dragon-rumskibet, som skal medbringe astronauterne til Den Internationale Rumstation. (Foto: NASA)

Astronaut-nyt

NASA har udvalgt 10 nye astronauter, fire kvinder og seks mænd. De skal nu gennemgå en to år lang uddannelse, inden de kan sendes ud i rummet.

Fælles for dem er en særdeles solid akademisk uddannelse lige fra anvendt matematik til biologi, medicin og ingeniørvidenskab.

Også to arabiske kandidater fra De Forenede Arabiske Emirater skal deltage i uddannelsen sammen med de ti amerikanere. Emiraterne har et meget aktivt rumprogram, der også omfatter en rumsonde i bane om Mars.

Med de 10 nye astronauter har NASA nu 44 astronauter, det laveste antal siden 1970'erne, sammenlignet med et hold på 150 astronauter omkring år 2000. En forklaring er ophøret af rumfærgeflyvningerne.

NASAs 10 nye astronautkandidater og de to kandidater fra Emiraterne præsenteres allerede iført deres blå træningsdragter, parate til den to-årige uddannelse. De to fra emiraterne står i midten – som man kan se er den ene en kvinde. Hun er ingeniør. (Foto: NASA/Robert Markowitz)

En rumfærge medførte normalt 7 astronauter, mens det nye Dragon-rumskib kun har en besætning på fire. Desuden forlader omkring 10 astronauter hvert år korpset.

I en ny rapport forudser NASA, at man kan komme til at mangle astronauter, når der senere i dette årti skal leveres besætninger både til ISS og senere rumstationer, samt Artemis-måneprogrammet.

Selv om NASA har udvalgt 18 astronauter netop til Artemis, så er træningen ikke rigtig kommet i gang endnu – og det tager et par år at træne og uddanne en astronaut til en måneflyvning.

Resultater fra Kinas månerumsonder

Kina har travlt på Månen med deres to ubemandede rumsonder Chang’e 4 og Chang’e 5 – og det giver resultater.

Vi begynder med Chang’e 4, der har kørt rundt på Månens bagside siden januar 2019, og i løbet af de tre år har tilbagelagt en hel kilometer. Der er vist ingen fare for fartbøder!

Chang’e 4 tog i november et billede af noget, der lignede en kasse ude i horisonten og så varede det naturligvis ikke længe, før der kom spekulationer, om sonden havde set noget ’alien’. 

Man gjorde så det eneste fornuftige, nemlig at lade Chang’e 4 køre nærmere, og da den lille rover var kommet tæt nok på til at tage detaljerede billeder, kom den sørgelige sandhed frem:

Der var ikke noget hverken fremmedartet eller kunstigt over ’kassen’. Det var blot en såre almindelig sten, som nærbilledet her viser.

Da man kom tæt på den mystiske ’kasse’ (rød pil) viste det sig bare at være en almindelig sten. Der er naturligvis brugt officielle kinesiske billeder. (Fotos: CNSA/CLEP/Our space)

Så var der mere held med Chang’e 5, der blev opsendt november 2020 og landede på Månens forside. Der blev indsamlet 1,7 kg prøver, som blev bragt tilbage til Jorden i december.

Analysen af prøverne har givet meget vigtige resultater. Det har vist sig, at prøverne er omkring to milliarder år gamle, og det er første gang, man har fået prøver bragt hjem med netop den alder.

Man fandt også spor af vand i prøverne, og det blev bekræftet af Chang’e 5, som også har medbragt instrumenter til at undersøge Månens overflade.

Kinesisk tegning af Chang’e 5, der landede på Månen og sendte prøver tilbage til Jorden. (Illustration: CNSA)

Den kunne undersøge støv og sten lige i omegnen af landingsstedet, og den fandt 120 ppm (dele per million) vand i månestøvet og 180 ppm i en klippe.

Det er så lidt, at selv det tørreste område i Sahara vil virke som en jungle i sammenligning.

Men disse resultater står ikke alene. Der er almindelig enighed om, at det vand, som er fundet i månestøvet, stammer fra solvinden, der hele tiden bombarderer månens overflade med en strøm af protoner og elektroner.

Protoner er brintkerner, og når de rammer Månens overflade, reagerer de med ilt og danner hydroxyl (OH) og vand (H2O).

Det højere vandindhold i klippen tages som et tegn på, at vandet her stammer fra Månens undergrund, hvilket kan forklares ved, at klippen ved et meteornedslag er slynget ud fra undergrunden.

Om serien 'Rumfarten'

'Rumfarten' giver dig hver måned en oversigt over de vigtigste aktuelle rumfartsnyheder.

Her er forrige artikel i serien: Rumfarten 2022: Rumsonder skal til Månen og Mars, og verdens største raket skal afprøves

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 februar: Venus lyser klart, og Mælkevejen trækker spor over himlen

Denne teori understøttes af et forsøg, NASA udførte i 2009, hvor man lod en rumsonde ramme Månens overflade tæt ved Sydpolen.

Der blev dannet et krater, og man analyserede så sammensætningen af det udslyngede materiale. Her blev der fundet meget vand, så det gælder åbenbart bare om at lede de rigtige steder og så hente vandet op.

Mængden af tilgængeligt vand har betydning for alle planer om at bygge en base på Månen.

Vor gamle klode har det varmt

Masser af satellitter overvåger konstant Jorden, men de resultater, de sender hjem, er ikke altid lige opmuntrende.

Således viste målingerne, at koncentrationen af drivhusgasser steg i 2021, selv om corona bremsede økonomien og dermed både produktion og transport.

Store dele af Jorden var i 2021 varmere end klimagennemsnittet 1991-2020. Disse områder er vist i rødt. De blå områder er de områder, som er blevet koldere. Bemærk, at Europa er et blåt område, men det forhindrer altså ikke, at Jorden som helhed bliver varmere. (Kort: Copernicus Climate Change Service/ECMWF)

Det europæiske rumagentur ESA har i januar udgivet en klimarapport, baseret på de mange målinger, som er foretaget af satellitterne i Copernicus-projektet. Her kan du læse hele rapporten.

Vi giver kun et par højdepunkter:

  • Data viste, at 2021 var det femte varmeste år, der er målt. Årets gennemsnitstemperatur var 0,3 grader over klimagennemsnittet for 1991-2020 og 1,1-1,2 grader over klimagennemsnittet 1850-1900. Årene fra 2015-2021 er som helhed de varmeste år, der er målt.
  • Koncentrationen af drivhusgassen metan stiger, og det er et problem, fordi metan er 80 gange mere effektiv end CO2 til at holde på varmen. Forskerne ved endnu ikke, hvad der driver tendensen, fortalte Vincent-Henri Peuch fra Copernicus projektet på en pressekonference 10 januar:

    »Metan er en meget potent drivhusgas, og det er en bekymring at se den atmosfæriske koncentrationsvæksthastighed fordobles sammenlignet med gennemsnittet.«

    »Mere forskning er nødvendig for at se, om det er noget, der er en del af den naturlige variabilitetscyklus, eller om det er noget, der er forbundet med nyere tendenser og de menneskeskabte effekter af klimaændringer.«
  • Atmosfærens indhold af CO2 steg også i 2021 ifølge målinger fra Copernicus-satellitkonstellationen. Koncentrationen af CO2 steg med 2,4 ppm og nåede et årligt gennemsnit på 414,3 ppm.  Forkortelsen ppm betyder parts per million, og 414 ppm betyder at 0,04 procent af atmosfæren nu består af CO2. Denne vækstrate er lidt højere end gennemsnittet for perioden 2005 til 2015, og en stigning på 50% i forhold til den førindustrielle tid.
  • Europa var ikke specielt varm i 2021, men det tilskrives naturlig variation, og ikke begyndelsen på en ny og køligere periode. Den højeste europæiske temperatur blev 48,8 grader på Sicilien i august.

Især metankoncentrationen bekymrer. Som nævnt kender man ikke den helt præcise årsag, men målinger har vist, at metan siver fra gasrørledninger, oliebrønde, fossile brændselsforarbejdningsanlæg og lossepladser over hele verden.

Det frigives ofte på grund af uagtsomhed og ukorrekte operationer; emissionerne er i mange tilfælde ikke medregnet i obligatoriske drivhusgasopgørelser.

Derfor planlægger ESA en ny konstellation af metan-satellitter kaldet CO2M, der skal give meget mere detaljerede målinger.

To grafer der viser den voldsomme stigning i koncentrationen af metan, som er en meget effektiv drivhusgas. Enheden er ppb eller parts per billion, hvor en engelsk billion svarer til vores milliard. (Grafer: NOAA/Global Monitoring Laboratory)

Kan vi rejse til stjernerne?

En af rumfartens store drømme er jo at kunne rejse ud til stjernerne, og spørgsmålet er så, om det er muligt. Hertil er svaret både ja og nej.

Ja, fordi der ikke er nogen naturlove, der forhindrer en sådan rejse – især ikke hvis vi accepterer rejsetider på flere hundrede eller flere tusinde år.

Nej, fordi beregninger viser, at selv en langsom rejse vil kræve så store energimængder, at den forekommer helt urealistisk.

Desværre giver vores nuværende videnskabelige viden ikke mulighed for seriøst at diskutere ’ormehuller’ eller andre tilsvarende måder at skyde genvej til stjernerne. (Illustration: NASA/Glenn Research Center)

Vi kan tage et lille taleksempel. Vi er meget beskedne og ønsker blot at komme til den nærmeste stjerne, Alfa Centauri, bare fire lysår borte, på 20 år.

Det er selvfølgelig en god del af et menneskes liv, men hvis man nu starter som 20-årig, så er man trods alt kun 40 år ved ankomst.

I runde tal kræver det et rumskib, der kan komme op på 20 procent af lysets hastighed eller 60.000 km/s. Det er en ganske pæn fart, svarende til, at man kunne rejse fra Jorden til Månen på lidt over seks sekunder.

Men at komme op på den fart kræver energi, masser af energi. Tager vi bare en enkelt astronaut på 70 kg, så har han med den fart en kinetisk energi på E = 1,2∙1017 J.

Det tal siger nok ikke så meget, men det er omkring 1/6 af Danmarks årlige energiforbrug, som af energistyrelsen blev opgjort til 751 PJ i 2019, hvor PJ står for Peta Joule eller 1015 J.

Med en rejsetid på 20 år skal man nok have et ret stort rumskib. Bare for at give et tal, så sætter vi rumskibets vægt til 700 ton, eller 10.000 gange astronautens masse.

Hvis man skal rejse gennem rummet i mange år, vil det være nødvendigt med en form for kunstig tyngdekraft. Derfor er det muligt, at rumskibet får form af en stor ring, der ved rotation kan skabe en kunstig tyngdekraft for besætningen, som opholder sig inde i ringen. (Illustration: Heineken11/CC BY-SA 4.0)

Når man planlægger en 20 år lang rejse, sender man for det første mere end en astronaut, og rumskibet skal desuden være så stort, at det kan fungere som et hjem under den lange rejse.

Den kinetiske energi af det 700 ton tunge rumskib er 1,2∙1021 J eller 1600 gange Danmarks samlede energiforbrug i 2019. Hertil kommer den energi, der er nødvendig for at bremse rumskibet ned ved ankomst.

At producere så store energimængder i et rumskib er fuldstændigt umuligt med nogen teknik, vi kan forudse i en overskuelig tid.

Desuden vil alene spildvarmen fra energiproduktionen være så stor, at både rumskibet og alle ombord vil blive stegt, da det er meget svært at slippe af med store mængder spildvarme ude i det tomme rum.

Som modargument anføres ofte brugen af antistof, eller at man kunne skyde genvej gennem ’ormehuller´.

Hvis 1 kg antistof møder 1 kg stof, produceres der en energi på 1,8∙1017 J. For at sende det 700 ton tunge rumskib afsted med 20 procent af lysets hastighed er det nødvendigt, at næsten 7 ton antistof reagerer med 7 ton stof.

(Video: Fraser Cain)

I dag kan vi kun producere antistof i ufattelig små mængder, næsten atom for atom, så at tale om produktion af flere ton antistof ligger – for nu at sige det mildt – langt uden for nogen teknik, vi kan forestille os.

Desuden er der intet belæg for, at vi overhovedet kan bruge de ’ormehuller’, relativitetsteorien omtaler, til at skyde genvej gennem rummet.

Men ikke alt håb er ude. Robotter med kunstig intelligens kan sikkert godt klare en tur på flere hundrede år, og ved en meget langsom rejse med bare en procent af lysets hastighed behøver man ikke at bremse så meget ned ved ankomsten til stjernen.

Med den fart varer rejsen til Alfa Centauri 400 år, svarende til tiden fra Christian 4. til i dag.

Alligevel vil det være afgørende at bygge rumsonderne meget små for at holde energikravet nede på noget, som er realistisk.

Den virkelige udfordring er, om vi kan skabe et stabilt samfund, der kan planlægge over århundreder. Medmindre der kommer et gennembrud inden for fysikken, som vi slet ikke kan forudse, så tilhører universet de tålmodige.

Men dem kan der jo også være nogle af derude blandt Mælkevejens milliarder af stjerner.

Videnskab.dk Podcast

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

Ny video fra Tjek

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

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om, hvorfor denne 'sort hul'-illusion narrer din hjerne.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk


Det sker