Nu åbner motorvejen til rummet

SpaceX-fartøjet Starship går efter planen i kredsløb om Jorden for første gang denne sommer. Blue Origins raket New Glenn skal ud på samme rejse inden for det næste år. Og så sender den nye raket Vulcan Centaur i slutningen af 2021 et landingsmodul til Månen.

De fire raketter markerer en ny æra i rumfarten: en eksplosion i antallet af muligheder for at sende alt fra robotter til rumturister og astronauter i kredsløb om Jorden, til Månen – og helt til Mars.

Slår Apollo-rakettens rekorder

Ingen af de nye raketter havde været mulige, hvis det ikke var for den tyske raketingeniør Wernher von Braun, som var med til at udvikle nazisternes raket V-2. I 1945 kom von Braun til USA, og amerikanerne gav ham siden ansvaret for det raketprogram, der skulle vinde rumkapløbet med Sovjetunionen. Resultatet blev den største raket nogensinde: Saturn V.

Med en trykkraft på 34,5 millioner newton er raketten, der sendte 24 Apollo-astronauter til Månen, ikke blevet overgået siden.

Ifølge von Braun var det logiske næste skridt i et rumprogram at konstruere et genbrugeligt rumfartøj, og sådan fik vi rumfærgerne.

Rumfærgerne gennemførte 135 missioner og var bl.a. afgørende for konstruktionen af rumstationen ISS, som kredser om Jorden i ca. 400 kilometers højde.

Men skal vi til Månen igen – og videre til Mars – er afstandene nogle ganske andre. Månen er fx 384.000 km væk. Derfor kommer nu en ny generation af raketter med både flere kræfter og bedre plads i lastrummet – eller mandskabsrummet.

Ingeniørerne har især knoklet fire steder: hos United Launch Alliance, som har bygget raketter til bl.a. de berømte rovermissioner til Mars; hos Blue Origin, som er skabt af Amazon-milliardæren Jeff Bezos; hos firmaet SpaceX, grundlagt af Tesla-milliardæren Elon Musk; og sidst, men ikke mindst – hos NASA, rumagenturet, der sendte Saturn V afsted.

Alle fire aktører står klar med deres nye kæmperaketter.

Ny måneraket markerer ny æra

Det er ca. 50 år siden, at mennesket satte fødder på Månen, og lige så længe siden, at raketter har nærmet sig råstyrken i Saturn V. Nu skal vi ikke vente længere.

Space Launch System bliver nemlig kraftigere end Saturn V.

Den nye raket skylder Wernher von Braun tak – for den bygger i høj grad på teknologier, der blev udviklet til rumfærgerne. Hovedmotorerne hedder RS-25, og der plejede at sidde tre af dem bagerst i rumfærgerne. I bunden af SLS sidder fire opgraderede RS-25’ere, som nu kan yde 109 procent af deres oprindelige, maksimale ydelse. Motorerne har bl.a. fået installeret nye, 3D-printede metaldele.

På siderne af hovedraketten sidder faststofraketter, som er tyvstjålet fra rumfærgeopsendelserne, men blot tilføjet 25 procent ekstra brændstof hver.

SLS skal produceres i seks forskellige versioner, som bliver stadig større, i takt med at missionernes omfang vokser.

Den første udgave, kaldet Block 1, kan løfte 70 tons op i et lavt kredsløb om Jorden, mens den sidste version, Block 2, kan løfte hele 130 tons kg den samme distance.

Space Launch System skal gøre det muligt, at astronauter fra 2028 er permanent enten i kredsløb om Månen eller bosat i baser på overfladen. Kæmperaketten skal over ni missioner fragte størstedelen af byggematerialet til station og base – og selvfølgelig astronauterne – til Månen.

Månen er også målet, når Vulcan Centaur letter for første gang. Raketten er den væsentlig større efterfølger til Atlas V, der er mest kendt for at have sendt roveren Perseverance til Mars.

Vulcan Centaur skal inden udgangen af 2021 sende landingsmodulet Peregrine til Månens overflade.

Den 62 m høje Vulcan Centaur kan fragte ca. 27 tons gods til en lav jordbane – Atlas V kunne højst nå op på 20 tons.

Vulcan Centaur kan konstureres i fire forskellige versioner med nul, to, fire eller seks faststofraketter monteret uden på rakettens centrale cylinder.

Dermed kan Vulcan Centaur tilpasses en række forskellige missioner.

Raketten er desuden bygget, så mange komponenter kan bjærges og genbruges. Det gælder bl.a. motorerne ved navn BE-4, der forbrænder en blanding af flydende ilt og naturgas, som efterlader motorerne i langt bedre stand, end traditionelt raketbrændstof som fx petroleum gør.

BE-4 er udviklet hos Blue Origin til deres nye satsning, New Glenn. Og hvor kun Vulcan Centaurs motorer kan genbruges, kan hele den centrale del af New Glenn affyres igen.

Dermed har ingeniørerne bag New Glenn indtænkt en central udfordring i den nye rumfartsæra: Skal vi for alvor åbne vejen til rummet, bliver genbrug afgørende.

På den måde spares dyrebar tid, materialer og arbejdsindsats, der ikke længere går til at bygge nye raketdele. Derfor kan vi flyve oftere – og etablere en decideret rutefart til rummet.

Genbrugsraketter åbner vejen

Tidligere blev raketter sendt afsted, og så styrtede rakettens dele ned igennem atmosfæren, i takt med at de blev tømt for brændstof.

Med den nye generation af raketter ændrer billedet sig. Store raketdele kan nu lande igen, efter at de har udført deres løftearbejde.

Netop dén egenskab står centralt i udviklingen af raketten New Glenn, der er udset til rollen som fragtfartøjet, der især skal sende satellitter ud i rummet, men på sigt også mennesker.

Raketten kan genbruges mindst 25 gange.

Det er muligt, fordi rakettens nederste del er udstyret med finner, der kan styre den sikkert ned igen, når den kobler sig fra, og rakettens øverste dele fortsætter mod rummet.

New Glenns syv hovedmotorer bremser raketten inden mødet med jordoverfladen, hvor seks hydrauliske landingsben folder sig ud.

Med genbrugsteknikken på plads mangler New Glenn kun én ting for at udfylde sin rolle: plads.

Den 95 meter høje raket er i toppen udstyret med et lastrum, der har en diameter på syv meter. Dermed er lastrummets samlede volumen mere end dobbelt så stort som nogen aktiv raket.

I alt vil New Glenn kunne løfte 45 tons gods i kredsløb om Jorden.

Hvor New Glenn er udset en rolle som fragtfartøj, kommer SpaceX-raketten Starship til at transportere en mere ambitiøs last: mennesker.

Starship får ifølge firmaets offentlige udmeldinger plads til 100 mennesker. Det skal blive muligt ved at konstruere et langt større bemandet fartøj, end nogen raket nogensinde har været udstyret med.

Hvor både de gamle månemissioner med Saturn V og de nye med SLS var og bliver med bemanding i rakettens snude, bliver næsten halvdelen af Starships samlede højde udgjort af den bemandede del.

Det bemandede fartøj skal monteres oven på en 70 meter høj løfteraket, hvilket bringer den totale højde op på 120 meter.

Den samlede raket, som under ét også kaldes Starship, vil kunne løfte over 100 tons gods i kredsløb om Jorden og er SpaceX’ bud på en fuldt ud genbrugelig raket, der både skal kunne sende astronauter til Månen og med tiden bruges som transportmiddel til andre kloder i Solsystemet – fx Mars.

Starship er som noget nyt bygget af stål i modsætning til fx aluminium. Det gør fartøjet relativt billigt og samtidig modstandsdygtigt over for rummets lave temperaturer.

Starship er konstrueret til at lande igen ved at “falde på maven” ned gennem atmosfæren og ved hjæp af bevægelige finner lave en spektakulær flipmanøvre tæt ved overfladen, som får den til at lande lodret – klar til næste affyring.

Med genbrugsteknikken behøver SpaceX ikke at bygge et nyt Starship for hver opsendelse, og dermed kan rutefarten for rumturister for alvor begynde.

Som den allerførste prøvetur vil SpaceX sende den japanske milliardær Yusaku Maezawa og op til otte andre rumturister afsted på en ugelang rumrejse i 2023, hvor Starship skal flyve forbi Månen.

Men Starship er også tiltænkt rutefart helt til Mars. Og måden, det skal blive muligt på, er ved genoptankning.

Systemet foregår sådan: Et Starship lastet med brændstof går i kredsløb om Jorden og afventer et bemandet Starship. Når det bemandede fartøj er løftet i kredsløb, kobler de to sig sammen, og brændstoffet bliver overført til det bemandede fartøj.

Med tanken fyldt til randen kan det bemandede Starship klare en meget længere tur ud i rummet – den mest brændstofkrævende del af rejsen er nemlig fra Jordoverfladen og op i kredsløb.

Det Starship, som har ageret “tankskib”, kan nu lande på Jorden igen – og så fremdeles.

På den måde kan helt op til 1000 Starships – ifølge direktøren Elon Musk – genoptankes og gå i venteposition i kredsløb om Jorden. Hver 26. måned liner Jordens og Mars’ kredsløb op, og så flyver de mange fartøjer afsted samtidig.

Starships rutefartsprincip afspejler den nye rumfartsæra, vi går ind i med de fire nye, store raketter.

Nok er de større og stærkere end nogen før dem, men vigtigere endnu er de ikke blot bygget til engangsmissioner eller afgrænsede opgaver. Hver og én er lavet til at klare en hel vifte af opgaver og er fremstillet af genbrugsdele og genbrugelige dele, så flere raketter kan sendes afsted med kortere intervaller.

Dermed går vi en fremtid i møde, hvor der altid står en stor raket klar på affyringsrampen.

Hvor Apollomissionerne for fem årtier siden fløj på Saturn V i sjælden, ensom majestæt, flyver striben af nye missioner afsted på de fire nye raketter hurtigt efter hinanden.

Og hvor øjnene dengang var stift rettet mod Månen, spejder både NASA, United Launch Alliance, Blue Origin og SpaceX i dag allerede længere ud i Solsystemet: mod Mars. Med raketter som disse åbnes der ikke blot en rute til rummet – men rutefart helt til den røde planet.

Du kan læse meget mere om rejser til Månen og Mars i vores artikler: