Rumfarten i november: Kinesisk rumstation har vokseværk, og månekapløbet spidser til

November indledes med, at rumsonden Lucy flyver forbi af den lille asteroide Dinkinesh 1. november.

Dinkinesh er den første af i alt 10 asteroider, som Lucy skal besøge i de kommende år. Hovedmålet for Lucy er de såkaldte trojanske asteroider, der befinder sig i samme bane som Jupiter.

Lucy flyver forbi den kun 1 kilometer store asteroide i en afstand på 430 kilometer, og det vigtigste formål er at afprøve det sporingssystem, der sørger for, at instrumenterne hele tiden peger mod Dinkinesh.

Den lille asteroide fylder jo ikke meget på himlen, og bare en lille fejl vil føre til, at instrumenterne slet ikke ser asteroiden, men kun det sorte verdensrum.

Da Lucy passerer Dinkinesh med en fart på 16.000 kilometer i timen, har man under en time til at observere, og det er en god test af sporingssystemet. Denne test vil blive gentaget i 2025, når Lucy på sin vej mod trojanerne flyver forbi en anden lille asteroide ved navn Donaldjohanson.

NASA har produceret en lille video, der viser og forklarer mødet med Dinkinesh. Den kan ses her:

Men der sker også andre ting i rummet, som vi kigger nærmere på i denne artikel:

Kina vil udvide deres rumstation Tiangong til den dobbelte størrelse, en ny type satellit giver astronomerne problemer, der er i disse år flere rumsonder på vej mod Månen, og NASA er begyndt at lægge planer for, hvad der skal ske med ISS, når rumstationen tages ud af tjeneste 2030.

Endelig ser vi på et solsejl, der muligvis kan flyve til Mars på bare tre uger.

Kina vil udvide deres rumstation

Kina sendte 26. oktober en ny besætning op til deres rumstation Tiangong.

Chefen er Tang Hongbo, der for to år siden var med til at opbygge rumstationen, mens de to andre, Tang Shengjie og Jiang Xinlin, er på deres første rumflyvning.

En af opgaverne bliver på en rumvandring at inspicere Tiangong, for at se hvor meget skade stationen gennem årene har taget ved de uundgåelige sammenstød med rumskrot.

»I øjeblikket er mængden af rumaffald stigende, så rumskrot kan ikke undgå at påvirke rumfartøjer, som opholder sig lang tid i rummet,« sagde Lin Xiqiang, vicedirektør for det kinesiske rumagentur før opsendelsen, ifølge mediet China Daily.

Således er rumstationens solpaneler flere gange blevet ramt af små stykker rumskrot, hvilket dog kun har ført til mindre skader.

Samtidig har Kina fortalt, at de har store planer om at udvide stationen, der for tiden har tre moduler. Man er langt fremme med planerne for et fjerde modul, og med tiden er det meningen, at Tiangong skal udvides til seks moduler, hvilket vil give den en vægt på 180 ton. Til sammenligning vejer ISS godt 450 ton.

Endelig skal der i 2024 opsendes et rumteleskop ved navn Xuntian, som skal flyve i formation med Tiangong, således at det bliver let at koble teleskopet til rumstationen, hvis der bliver brug for reparere eller opgradere teleskopet.

Med et spejl på to meter er det i samme størrelse som Hubble, men det får et 300 gange større synsfelt.

Det nye problem: BlueWalker

Hidtil har man omtalt det meget store antal kommercielle satellitter som det største problem for rumfarten i de kommende år – simpelthen fordi de mange tusinde satellitter, der er planlagt, vil overfylde rummet omkring Jorden og dermed øge risikoen for sammenstød.

Men nu kommet et nyt problem, som kan ende med at blive lige så alvorligt som det overfyldte rum. Det er en ny type satellit, som på grund af den enorme antenne lyser stærkere end 99,8% af stjernerne og derfor generer både astronomer og dem, som bare gerne vil nyde en uforstyrret nattehimmel.

Det drejer sig om den private kommunikationssatellit BlueWalker 3, der blev opsendt 10. september af SpaceX til en lav bane 500 kilometer over Jorden.

Satellitten er bygget af firmaet AST Space Mobile, der har fået den idé at flytte 5G-netværket ud i rummet, så vi også kan bruge vores smartphones overalt på Jorden uafhængigt af sendemaster.

Men smartphones er meget små – især når man vil sende signaler ud i rummet. Selvom Bluewalker kun er 500 km oppe, så har det været nødvendigt at udstyre den med en enorm antenne, der har et areal på 64 m². Det er denne store antenne som gør, at kun få stjerner lyser stærkere på himlen end Bluewalker.

Dens lysstyrke svarer til velkendte stjerner som Procyon og Betelgeuse, og det betyder, at når der i de kommende år skal opsendes op mod 90 satellitter af denne type, vil det blive meget vanskeligt for astronomerne her på Jorden at udføre deres arbejde.

Selvom man ved, hvornår satellitterne dukker op på himlen, vil for mange Bluewalker-satellitter gøre det umuligt at planlægge seriøse observationer, hvor der normalt anvendes meget lange eksponeringstider på op til flere timer. Billeder taget på denne måde vil jo blive så fyldt med lysende spor fra satellitter at de kan blive uanvendelige.

Protesterne og debatterne er således allerede begyndt.

Satellitter som BlueWalker 3 er desuden udstyret med kraftige radiosendere, så de har potentiale til at gøre mere skade på radiobaseret astronomi end på almindelig optisk astronomi.

Den franske astronom Siegfried Eggl udtrykker det overfor New Scientist således:

»I almindeligt lys er disse satellitter lige så klare som stjernerne på himlen, men for radioastronomi kan de være lige så klare som Solen.«

Radioastronomer går allerede meget langt for at undgå interferens fra mobiltelefoner.

Nogle områder har etableret radiostille zoner, hvor det meste radiotrafik er forbudt, som National Radio Quiet Zone (NRQZ), der omgiver Green Bank- og Sugar Grove-faciliteterne i West Virginia.

Ligeledes er nogle radiobånd beskyttet internationalt for radioastronomi – det gælder således for frekvenser mellem 42 og 42,5 GHz.

Men disse regler omfatter ikke rummet, og som med optisk astronomi er der en ny generation af radiosystemer, der kan blive påvirket - som Square Kilometer Array, hvis antenner vil spænde over afstande på snesevis af kilometer i både Sydafrika og Australien.

Forude venter altså nogle meget vigtige aftaler mellem astronomer og de firmaer, der opsender satellitter.

Tilbage til Månen

Man kan i den grad mærke, at vi er på vej tilbage til Månen.

Indien har landsat en rumsonde med rover på Månen, den japanske rumsonde SLIM er allerede ude i rummet på vej mod at skulle foretage en præcisionslanding i januar, og til januar skal den amerikanske sonde IM-1 lande på Månen.

Amerikanerne vil nemlig forberede deres landing på Månen med Artemis ved først at opsende en serie ubemandede sonder. Det skal ske i et program ved navn Commercial Lunar Payload Services, der et samarbejde mellem NASA og private firmaer, som har til opgave at konstruere og bygge månesonderne.

Et af disse firmaer hedder Intuitive Machines (IM), og de har allerede fået kontrakt om at levere hele tre rumsonder til NASA.

IM-1 skal opsendes 12. januar 2024 med en Falcon 9-raket, og flyvetiden til Månen bliver på fem dage. Det er en tre meter høj sonde med en vægt på 1,9 ton.

Landingen skal ske 300 kilometer fra Månens sydpol, kort efter Solen er stået op over landingsstedet, som er krateret Ma-lapert. Det giver to uger med sollys til at udforske overfladen, inden den to uger lange nat med temperatur ned til -180 grader begynder. Man regner ikke med, at IM-1 kan klare en sådan nat.

Allerede i 2024 skal IM-2 opsendes, og her vil man forsøge at bore efter is i undergrunden. NASA har kontrakter med andre firmaer end Intuitive Machines, og i de kommende år kan vi regne med et ret stort antal månesonder som en forberedelse til menneskets tilbagevenden.

Kina kommer med stadig flere oplysninger om deres ret store måneprogram, der også sigter mod en landing med mennesker på Månen omkring 2030.

De kinesiske månesonder hedder alle Chang’e, opkaldt efter en kinesisk månegudinde. Kina er nået til Chang’e 5, der i 2020 bragte 1,7 kilogram måneprøver tilbage til Jorden, og nu har Kina givet flere oplysninger om Chang’e 6, der skal opsendes allerede i 2024.

Opgaven er at lande på Månens bagside nær sydpolen og her indsamle mindst 2 kilogram prøver, som skal tilbage til Jorden. Det bliver de første prøver fra Månens bagside.

Der indledes med at opsende en relæ-satellit i bane om Månen, som sørger for at man hele tiden har kontakt med rumsonden, også når den er på Månens bagside, hvorfra man jo ikke kan se Jorden.

Chang’e 6 bliver en meget stor rumsonde med en vægt hele 8,5 ton og kommer til at bestå af fire dele:

• Et servicemodul, som sørger for alle manøvrer.
• Et landingsfartøj, som blandt andet er udstyret med et bor, så man kan få prøver fra undergrunden.
• Et returfartøj, der bringer de indsamlede prøver op til servicemodulet, som er parkeret i en bane om Månen. Servicemodulet bruger derefter sin raketmotor til at sætte kursen mod Jorden.
• En landingskapsel med varmeskjold, der kan bringe prøverne sikkert ned gennem atmosfæren.

Der skal også medføres videnskabelige instrumenter fra Frankrig, Italien, ESA og Pakistan, og der vil gå 53 dage fra opsendelsen til prøverne – om alt går vel – lander et sted i Kina.

Det er et kompliceret og meget ambitiøst projekt, Kina her går i gang med. De har tidligere landsat Chang’e 4 på Månens bagside i januar 2019, og roveren fra dette forsøg kører stadig rundt på Månen.

Hele Chang’e serien er en forberedelse til, at Kina sender astronauter til Månen omkring 2030, og man er allerede langt fremme med planerne for Chang’e 7 og 8.

Endelig er der kommet en officiel forklaring fra det russiske rumagentur Roskosmos på styrtet af rumsonden Luna 25 i august.

På et tidspunkt, hvor Luna 25 kredsede om Månen i en højde på 100 kilometer, ville man foretage en kursændring. Raket-motoren blev tændt, men den slukkede først efter 127 sekunder i stedet for de beregnede 84 sekunder med det resultat, at den satte kurs direkte ned mod overfladen.

Forklaringen er også fundet – det var et software-problem, der førte til, at motoren ikke modtog data fra accelerometeret, der måler, hvor meget rumsondens hastighed har ændret sig.

Men det blev understreget, at uheldet ikke betyder, at Rusland vil opgive Månen. Man vil fortsætte med Luna 26, 27 og 28 og endda fremskynde opsendelserne. Således skulle Luna 26 opsendes i 2027, men det kan nu godt blive tidligere.

Ruslands konkrete planer for at sende mennesker til Månen er meget uklare – selv om der tales om et samarbejde med Kina.

Hvad skal der ske med ISS?

Det ligger nu ret fast, at man vil ophøre med at bruge ISS i 2030. På det tidspunkt er de ældste moduler også 32 år gamle, så det vil blive alt for dyrt at opgradere og vedligeholde en stadig ældre rumstation.

Det betyder, at den over 400 ton tunge rumstation skal sendes ind i atmosfæren for at brænde op over et øde område i det sydlige Stillehav.

Det er sådan set et fælles ansvar for deltagerne i projektet, nemlig USA, Rusland, Europa, Canada og Japan, at klare denne opgave, men nu har NASA så taget et initiativ.

De vil få den private industri til at bygge en ’space tug’, altså en slags slæbebåd ,som skal sørge for, at i hvert fald de amerikanske dele af ISS kommer ned på en sikker måde.

ESA og Japan har selv moduler på ISS, mens Canada har forskelligt robotudstyr, blandt andet en stor robotarm.

Rusland har jo også moduler på ISS. Russerne siger, at de vil forlade ISS allerede i 2028, men på hvilken måde det skulle ske er meget uklart.

Problemet er, at ISS er en helhed, og at det i praksis er umuligt at pille enkeltdele ud. Trods Ukraine-krigen fungerer samarbejdet om ISS dog godt, så der skulle være mulighed for en fornuftig aftale – alene af den grund at alternativet er, at tonstunge dele kan falde ned over beboede områder.

ISS bliver med sikkerhed ikke den sidste rumstation. Flere amerikanske firmaer er ved at udvikle mindre, kommercielle rumstationer, som kan udlejes til videnskabelig forskning og turister.

I princippet er det at bygge en lille rumstation ikke en større opgave, end at rummagter som Japan og Europa også kunne gøre det – men det ender nok med, at det er billigere at leje sig ind på en af de nye amerikanske stationer.

Til Mars på 26 dage?

Vi slutter af med drømmen om et solsejl så stærkt og så let, at vi kan sende rumsonder tværs gennem verdensrummet på rekordtid.

I 2012 lykkedes det tyske forskere fra universiteterne Hamborg og Kiel at udvikle et helt nyt stof, der fik navnet Aerografit. Det er en slags syntetisk skum, som består af et porøst net af carbonrør, altså kulstof.

Med en massefylde på 0,18 mg/cm³ er det påstået at være det letteste strukturelle materiale, der nogensinde er fremstillet.

Hvis man nu kunne bygge et solsejl af aerografit, så ville det næsten ikke veje noget, og det vil gøre det til et meget effektivt solsejl, da Solens strålingstryk ikke er særligt stort.

Den idé har fået forskere fra Dresdens Universitet og Max Planck Instituttet i Göttingen til at regne på et solsejl med et areal på 10.000 m², hvilket svarer til et cirkelrundt sejl med en radius på 56 meter - men hvis sejlet bygges af aerografit ville det kun veje 720 gram.

Det solsejl, forskerne regnede på, havde en samlet vægt på 1 kilogram, da sejlet også skulle medføre en meget lille rumsonde på bare 280 gram. Det lyder ikke af meget, men vi er på vej til at kunne bygge meget små rumsonder, som alligevel kan udføre måske bare en enkelt eller to videnskabelige opgaver.

Det interessante ved denne regneøvelse er, at hvis man startede fra en bane om Jorden og bare satte kursen direkte mod Mars, så kunne flyvningen gennemføres på 26 dage, og ikke de 6-8 måneder, man normalt vil regne med.

Nu er Mars ikke et oplagt mål for et sådant solsejl – udfordringen bliver at kunne komme meget langt ud i Solsystemet på måske bare måneder i stedet for mange år.

Det har forskerne også regnet på, og her er løsningen først at sende solsejlet ind mod Solen med en almindelig raket. Et stykke inden for Venus-banen foldes sejlet så ud, og herinde er sollyset så stærkt, at det virkeligt kan give sejlet et ordentligt skub, inden det kommer alt for langt væk fra Solen.

Det betyder, at solsejlet kan komme op på fuld fart på bare 300 dage.

Beregninger viser, at et sådant solsejl kan nå ud til den yderste udkant af Solsystemet (heliopausen) på bare lidt over 4 år, og det selvom heliopausen - der definerer grænsen for, hvor Solens magnetfelt dominerer - har en afstand på næsten fire gange afstanden til Pluto.

Alt dette er endnu bare teori, men det er den slags artikler, der kan inspirere forskere, måske årtier ude i fremtiden, til at se, om det nu er noget, man kan bygge.