Fremtidens rumkapsel er klar til liftoff

I otte år har astronauter måttet klemme sig sammen i en gammel sovjetisk rumkapsel på turen op til Den Internationale Rumstation. Nu letter to spritnye fartøjer, som gør turen så behagelig og sikker, at også turister kan stige ombord.

BOEING via Spaceflight Now

Astronaut Frank Borman går langsomt og med halvt bøjede ben ned ad dækket på hangarskibet USS Wasp. Året er 1965, og sammen med kollegaen Jim Lovell er han netop landet i Stillehavet efter en vellykket mission i rummet.

På trods af at de unge astronauter er i særdeles god form, har 14 dage i den blot 2,55 kubikmeter store Gemini-kapsel sat deres spor.

I dag – mere end 50 år efter Bormans og Lovells hårde landing i vandet – er rejser i rumkapsler stadig en radbrækkende affære. Astronauter fragtes i dag frem og tilbage til Den Internationale Rumstation (ISS) i den russiske kapsel Sojuz, hvor tre astronauter akkurat kan klemmes ind.

Rejsen til Den Internationale Rumstation har hidtil foregået i den trange Sojuz-kapsel, men snart får astronauterne mere plads i den nye kapsel Boeing CST-100 Starliner.

© Oliver Larsen

Men nu står to helt nye og langt rummeligere kapsler klar til at give astronauterne et mere komfortabelt lift ud i rummet. De nye fartøjer finder selv vej til rumstationen, hvor de kobler sig på ISS, helt uden at besætningen behøver at røre nogen instrumenter.

Med store vinduer, bekvemme dragter og wi-fi ombord skal de to kapsler ikke bare give astronauter tålelige arbejdsvilkår, men på længere sigt også fragte betalende rumturister i kredsløb om Jorden.

Gå selv på opdagelse i Boeings rumkapsel CST-100 Starliner

Brug din mus eller finger til at bevæge dig rundt, zoome ind og ud og bringe informationer frem om rumkapslens dele.

USA overhaler Sovjet

I 1961 bekendtgjorde præsident John F. Kennedy, at en amerikaner ville gå på Månen, inden årtiet var omme. I et hæsblæsende tempo gik NASA i gang med at udvikle de rumkapsler, der skulle få Kennedys løfte til at gå i opfyldelse.

Kapslerne skulle både foretage komplekse manøvrer i rummet, producere strøm i adskillige dage og modstå intens hede, når de hamrede ind i Jordens atmosfære med knap 40.000 km/t.

Allerede inden Kennedys berømte ord satte gang i månekapløbet, var NASA i fuld gang med at lære at bygge rumfartøjer. De første amerikanske rumkapsler blev udviklet under Mercury-projektet i slutningen af 1950’erne. Mercury-kapslen havde kun plads til én person og havde en diameter på bare 1,9 meter.

De nye kapsler opsendes fra nyrestaurerede platforme, og astronauterne går ud til kapslen via en specialdesignet gangbro.

© SPACEX

Målet med missionerne var helt enkelt at få en mand i rummet før Sovjet-unionen. Selvom alle Mercury-opsendelserne var en succes, varede turene i rummet kun 15 minutter, og amerikanerne syntes hele tiden at være et skridt efter russerne, der på samme tid sendte kosmonauter i kredsløb i flere timer.

Men magtbalancen begyndte at ændre sig, da NASA i 1961 tog hul på næste fase af kapseludviklingen, Gemini-programmet. De nye kapsler havde plads til to besætningsmedlemmer og skulle give NASA og astronauterne mere erfaring med at lave komplekse manøvrer i rummet.

Da Gemini både skulle indhente og sammenkobles med andre fartøjer i kredsløb om Jorden, var der behov for en kraftig forbedring af styretøjet. Ingeniørerne installerede otte raketdyser, der som den første rumkapsel gjorde Gemini i stand til at parallelforskyde – altså flytte sig rundt i kredsløbet – i stedet for kun at rotere om sin egen akse.

Astronauterne tester deres nødudgang fra rakettårnet – en 400 meter lang svævebane.

© Leif Heimbold/NASA

På Gemini-missionerne kunne astronauterne opholde sig i rummet i op til to uger ad gangen. Her trænede de rumvandringer og lærte teknikkerne bag det såkaldte rendezvous, hvor to kapsler mødes i samme kredsløb og matcher hinandens fart så præcist, at de står stille i forhold til hinanden.

Gemini-missionerne brugte det ubemandede fartøj Agena Target til at træne manøvrer, og til russernes forfærdelse gjorde amerikanerne store fremskridt.

I marts 1966 – under den sjette bemandede Gemini-mission, Gemini 8 – skrev amerikanerne sig endelig ind i rumalderens rekordbøger, da det lykkedes kommandør Neil Armstrong og pilot David Scott at foretage den første sammenkobling af to fartøjer i kredsløb nogensinde.

Apollokapslen afløses af rumfly

De indsamlede erfaringer fra Gemini blev taget i brug den 16. juli 1969, da Buzz Aldrin, Neil Armstrong og Michael Collins skød afsted mod Månen.

Månelandingen og Apollomissionerne blev en enorm succes og efterlod ingen tvivl om, at USA nu dominerede rumfarten. Efter seks vellykkede landinger indstillede NASA programmet og vendte blikket mod at skabe et rumfartøj, der kunne genbruges og gøre rumrejser billigere.

Se rumkapsel brage ned i jorden efter 3 kilometers fald:

Det nye rumfartøj Boeing CST-100 bliver det første, der skal lande på fast grund. Her kan du se NASA landingsteste kapslens faldskærme og luftpuder ved at lade den falde fra 3 kilometers højde.

Idéen om et rumfly med vinger havde eksisteret hos NASA næsten lige så længe som organisationen selv. En af de store udfordringer var, at et aerodynamisk fartøj ville opnå en alt for høj fart på vej ned gennem Jordens atmosfære.

Af samme årsag var alle NASA’s kapsler bevidst formet som en afskåren kegle. Denne form bremsede fartøjet tilstrækkeligt til, at et varmeskjold kunne modstå det glohede plasma af sammenpressede luftmolekyler, der skabes foran et fartøj, der kommer ned i høj fart.

Efterhånden fandt NASA’s ingeniører dog løsninger på de aerodynamiske problemer, og 12. april 1981 lettede verdens første genbrugelige rumfartøj – den ikoniske rumfærge.

Fleksibel rumdragt er koblet på wi-fi

Astronauterne skal iklædes en ny rumdragt, som vejer 40 procent mindre end tidligere udgaver, men har lige så mange funktioner.

Oliver Larsen

Fleksibel pasform gør arbejdet nemmere

I både skuldre og albuer sørger særlige mobilitetsled for, at astronauterne kan bevæge sig frit, også når dragten er under tryk. Dragten kan tilpasses ved hjælp af en lynlås på overkroppen, så den sidder tæt, både når astronauten sidder og står.

Oliver Larsen

Lynlås erstatter metalkrave

Den lette hjelm er indbygget i dragten som en hætte. En lynlås på hjelmens forside har afløst de gamle metalkraver, som var meget ubekvemme.

Oliver Larsen

Dragt regulerer konstant trykket

Kontrolenheden sørger for, at dragten hele tiden har det korrekte tryk. Dragten er designet til rumkapslens trykforhold, men kan opretholde et indre tryk på mindst 0,24 bar – svarende til trykket i ti kilometers højde.

Oliver Larsen

Ventilationssystem holder kroppen kølig

Hvis astronauterne får det for varmt ombord, kan dragten tilsluttes et ventilationssystem, der sørger for en jævn kropstemperatur. Dragten er svedtransporterende, men lufttæt, hvilket holder den nedkølet.

Oliver Larsen

Astronauterne taler sammen over wi-fi

Astronauterne får spændt en hjelm om hovedet, som indeholder et headset, der er koblet op på kapslens eget trådløse netværk. Via headsettet kan besætningen tale med hinanden og kontrolcenteret på Jorden under hele missionen.

Oliver Larsen

Ved indtræden i atmosfæren hævede rumfærgen næsen 40 grader, så den brede underside ramte luften først og tog imod varmen. Bunden var beklædt med 35.000 kakler af et isolerende materiale, der bestod af 90 procent luft.

De forhindrede varmen fra plasmaet i at nå ind til rumfærgens skrøbelige aluminiumskrop. Desværre var kaklerne også årsag til, at rumfærgen aldrig blev et billigt fartøj. Mellem opsendelserne skulle hver plade efterses manuelt, og de gik i stykker eller faldt af langt oftere, end NASA oprindeligt havde troet.

En beskadiget plade kostede også syv astronauter livet, da Columbia-rumfærgen blev splittet ad på vej ned gennem atmosfæren i 2003.

Kriseberedskabet på NASA’s Kennedy Space Center har afholdt adskillige øvelser for at forberede sig på opsendelserne.

© Kim Shiflett/NASA

Rumfirmaer tager føringen

Siden rumfærgerne gik på pension i 2011, har NASA ikke rådet over et fartøj, der kan fragte astronauter til og fra ISS. Derfor har de i mere end otte år sendt astronauter til Kasakhstan for at blive opsendt til ISS ombord på Sojuz-fartøjet – en kapsel, hvis grunddesign blev tegnet i 1960’erne.

De seneste ti år har NASA derfor givet rumfirmaerne Boeing og SpaceX penge til at bygge og teste den næste generation af rumkapsler. Det er blevet til fartøjerne CST-100 Starliner og Crew Dragon, som nu endelig er klar til at lette med passagerer ombord.

Kaptajn kan tage kontrol over selvstyrende kapsel

Boeings Starliner-kapsel kan koble sig automatisk til rumstationen ISS. Hvis systemet fejler, kan kommandøren gribe joysticket og manuelt føre fartøjet ind til rumstationen.

BOEING

1. Display viser vejen

På displayet foran kommandøren vises en korridor hen til ISS. Det er den smalle sti, han skal holde sig på for ikke at ramme skævt på rumstationen. Kapslens største vindue sidder over displayet, så kommandøren også ved selvsyn kan følge afstanden til rumstationen.

NASA

2. Bøjler får låsen til at klikke

Kapslen rækker ud efter rumstationen med en specialdesignet koblingsring, der forlænges ud fra lugen med cirka 35 cm. Tre rigide bøjler på både ISS’ og kapslens kobling sørger for, at de to koblingsmekanismer glider rigtigt sammen, inden de låses.

BOEING

3. Ring trækker kapslen ind

Koblingsringen trækkes nu ind mod rumkapslen. Ringen fungerer som en stødabsorberende mekanisme, så kapslen ikke risikerer at beskadige ISS’ luftsluse. Når ringen er trukket ind, udlignes trykket mellem de to fartøjer, så lågen ind til rumstationen kan åbnes.

Boeing

Ligesom rumfærgen er de to nye kapsler udviklet med genbrug for øje, men i modsætning til det vingede rumfly er de nye fartøjer gået tilbage til den mere kendte form som en afskåren kegle, hvilket gør det langt sikrere for astronauterne at tage plads i kabinerne.

SpaceX’ Crew Dragons varmeskjold er fremstillet i ét stykke af materialet PICA-X. Materialet er designet til at smelte bort under nedstigningen i atmosfæren og dermed tage meget af varmen med sig. Men når det yderste lag af skjoldet forkulles, ændres materialets egenskaber, og på samme måde som rumfærgens kakler bliver det ekstremt isolerende og beskytter dermed kapslen mod varmen.

Skjoldet kan bruges adskillige gange og er hurtigere og billigere at udskifte end rumfærgens tusindvis af individuelle kakler.

Desuden kan Crew Dragon-kapslen – i modsætning til rumfærgen – også bringes i sikkerhed, hvis løfteraketten under den pludselig skulle eksplodere. Indlejret i kapslens ydervægge sidder 18 raketmotorer, som kan tænde med et splitsekunds varsel og skyde kapslen væk fra raketten med 160 km/t i løbet af 1,2 sekunder.

Motorerne bruger såkaldte hypergolske kemikalier, der antænder spontant, når de kommer i kontakt med hinanden, så astronauterne kan stole på, at de altid tænder.

CrewDragon bestod en vigtig prøve, da den uden mennesker ombord blev opsendt den 2. marts 2019 og knap et døgn senere koblede sig automatisk til ISS. En af astronauterne ombord på rumstationen, Anne McClain, kaldte begivenheden for begyndelsen af en ny æra i rumfarten. Knap en uge senere landede kapslen i Atlanterhavet efter at have klaret turen ned gennem Jordens atmosfære uden problemer.

Starliner-kapslen skal lande på amerikansk grund og ikke i havet som andre kapsler.

© NASA

NASA's andet nye fartøj, Boeings CST-100 Starliner har ligeledes bestået en lang række af tests, og den rummelige kapsel byder også på en lang række af forbedringer, som både gør den nemmere at genanvende og sikrere at flyve i.

Som noget nyt er kapslen samlet udelukkende med bolte og har ikke én svejsning noget sted i konstruktionen, da den slags sammenføjninger skaber svage punkter i enhver konstruktion.

Rumkapsler oplever voldsom belastning både under rejsen ned gennem atmosfæren og i rummets vakuum, så selv en mikroskopisk revne kan blive dødelig. Dermed har Boeings ingeniører gjort fartøjet sikrere og nemmere at bruge igen – kapslen klarer ti ture til ISS og tilbage igen, uden større vedligholdelse.

Det rumfærgelignende fartøj Dream Chaser er bygget af firmaet Sierra Nevada Corporation og har foretaget flere testlandinger.

Ny rumfærge byder på bløde landinger

Rumfærgen fløj sin sidste tur tilbage i 2011, men nu er det klassiske design på vej tilbage. Det nye Dream Chaserfartøj skal ligesom Dragon- og Starliner-kapslerne flyve mandskab og forsyninger til Den Internationale Rumstation, ISS, i 2020’erne.

Fartøjet måler med sine ni meter i længden kun en fjerdedel af den oprindelige rumfærge og har plads til syv passagerer. Med en kraftpåvirkning på under 1,5 g under nedstigningen – sammenlignet med rumfærgens 3 g og andre rumkapslers 4-8 g – giver Dream Chaser den behageligste landing i rumfartens historie.

Størrelsen gør også, at Dream Chaser kan lande på en almindelig landingsbane til kommerciel flytrafik, og rumflyet er derfor oplagt til rumturisme.

Kapsel bliver rumtaxa for turister

Driftssikkerheden af de nye fartøjer vil være med til at presse prisen for en billet til rummet nedad. Faktisk forventer begge firmaer, at prisen for et sæde ombord på et af de to nye fartøjer vil komme så langt ned, at selv privatpersoner kan få råd til en plads. I første omgang har de to kapsler barberet 28 procent af prisen NASA betaler pr. billet.

Af denne årsag er begge kapsler udviklet med komfort og underholdning for øje. I Crew Dragon-kapslen er der hele fire store vinduer, så passagerer kan følge himlen, mens den går fra blå til sort, og iagttage planetens krumning under dem.

I Starliner-kapslen er kabinen udstyret med trådløst internet, så kommende rumturister kan underholde sig selv på rejsen op til ISS, der kan vare adskillige dage. Uanset om det er for arbejdets eller fornøjelsens skyld, bliver turen til rummet nu langt behageligere.

Læs også:

Astronaut
Rumfart

Så meget tjener NASAs astronauter

1 minut
Rumfart

Hvordan får astronauter om bord på et rumskib ilt?

0 minutter
Rumfart

Ny rumhjelm lukker med lynlås

1 minut

Log ind

Fejl: Ugyldig e-mailadresse
Adgangskode er påkrævet
VisSkjul

Allerede abonnement? Har du allerede et abonnement på magasinet? Klik hér

Ny bruger? Få adgang nu!