Nu bygger vi månekolonien

Om kun tre år sender NASA den nye rumstation Lunar Gateway afsted. Den bliver porten til Månen for de astronauter, der med selvrensende dragter og oppustelige habitater skal indtage Jordens satellit i de kommende år.

ESA & NASA

I et helt nyt testcenter i den tyske by Köln er gulvet dækket af tykt lag støv – og her begynder menneskets næste rejse til Månen.

Månestøvet var en plage for Apollo-astronauterne, fordi støvet klæbede sig til deres hjelme, slørede udsynet og ubønhørligt trængte ind leddene på rumdragterne, som hurtigt blev slidte.

De fine korn bliver ikke slebet af vind og vejr ligesom på Jorden, og derfor er partiklerne skarpe som barberblade. Samtidig medfører den heftige ultraviolette stråling ved måneoverfladen, at støvet er ladet med statisk elektricitet og klæber sig fast til alt.

Alligevel er kunstigt månestøv fremstillet af fintmalet vulkansk aske nu kommet i høj kurs.

Det kunstige støv skal nemlig bruges i Köln, hvor det europæiske rumfartsagentur, ESA, og det tyske rumforskningscenter snart åbner verdens største træningsfacilitet, Luna, for månefarere.

Luna har et areal på tusind kvadratmeter og er dækket med et tykt lag kunstigt månestøv. Anlægget er blot første skridt i en storstilet international plan, der i løbet af de næste årtier skal få mennesket tilbage på Månen.

Denne gang i en permanent koloni, der ikke kun skal fungere som springbræt for rejser længere ud i Solsystemet, men også som toptunet forskningsstation.

Ny rumstation kredser om Månen

Drømmen om at kolonisere Jordens største satellit har fået vinger. I 2016 lancerede ESA’s generaldirektør, Jan Wörner, idéen om en international månelandsby, og planerne fik hurtigt opbakning fra inderne, russerne og kineserne.

Samtidig tog USA initiativ til at bygge en rumstation i kredsløb om Månen, hvilket vil ske i samarbejde med Europa, Japan, Rusland og Canada.

Rumbus flyver i rutefart til Månen

Det amerikanske firma Lockheed Martin og NASA udvikler en rumbus, som skal fragte astronauter til Månen fra en rumstation i kredsløb om kloden. Bussen er fleksibel og kan lande overalt på Månen.

1. Rumstation i kredsløb bliver base

Sidst i 2020’erne sendes astronauter rutinemæssigt til månestationen Lunar Gateway. Ud over beboelsesmoduler rummer den også et tilkoblingsmodul, hvorfra fartøjer sendes til Månen.

2. Rumbus flyver videre til Månen

Turen fra rumstationen til Månen foregår med en 14 meter høj rumbus, der har plads til fire astronauter og et ton last. Den har ikke en fast base på Månen, men kan lande overalt.

3. Fartøj huser astronauter i 14 dage

Rumbussen vil ligesom en campingvogn have foldbare senge, borde og andre møbler, så astronauterne kan opholde sig på Månen i op til 14 dage ad gangen.

Rumstationen Lunar Gateway skal være adgangsporten til Månen, når den er fuldt udbygget sidst i 2020’erne. Her skal den kredse i et seks dage langt omløb, hvor afstanden svinger fra 1500 til 70.000 kilometer.

I den endelige udgave vil rumstationen ud over beboelsesmoduler – der midlertidigt kan huse astronauter – også indeholde videnskabelige laboratorier og fungere som holdeplads for fartøjer, der rejser frem og tilbage til henholdsvis Jorden og Månen.

Rumkapsler med astronauter sendes op til stationen med nye, store løfteraketter. Her skifter mandskabet til en genbrugelig rumbus, som kan lande forskellige steder på Månen.

På måneoverfladen fungerer bussen som en campingvogn, hvor astronauterne kan bo i et par uger ad gangen og udforske omgivelserne, inden de vender tilbage til rumstationen.

I de første år optankes rumbussen på stationen med brændstof fra Jorden, men senere skal Månen levere brændstoffet.

Og så kan rumbussen transportere brændstof fra Månen til rumstationen, hvor rumfærger kan blive optanket og sendt videre ud i Solsystemet eller retur til Jorden.

Vand leverer brændstof

Månefarernes første udfordring er vand. Det findes i store mængder nær Månens poler, men kun i mindre grad ved dens ækvator.

Apollo-kapslerne landede tæt på Månens ækvator, og de prøver af månestøvet – regolitten – som astronauterne bragte med sig hjem, tydede på, at måneoverfladen var knastør.

Nye rumdragter bliver fleksible og selvrensende

1 / 4

undefined

1234

Støv og stive dragter har hidtil hæmmet astronauterne, når de bevæger sig rundt i rummet, men nye skræddersyede og støvafvisende rumdragter er under udvikling og den første – NASA’s Z2-dragt – er klar allerede i 2020.

© NASA & Claus Lunau

Det var derfor en stor overraskelse, da den indiske satellit Chandrayaan-1 i 2010 sendte en sonde i frit fald ned i det store Shackleton-krater ved Månens sydpol og detekterede vandmolekyler i den sky af støv og gas, som nedslaget udløste.

I dag mener astronomerne, at de dybe, skyggefulde og iskolde kratere ved hver af de to poler indeholder op til 10 milliarder tons vand.

De rige mængder vand kan ikke alene forsyne beboerne i en månebase med vand og ilt til luft, men kan også bruges til at fremstille store mængder raketbrændstof i form af ilt og brint.

Metoden bag kaldes elektrolyse og går ud på at spalte vandet til ilt og brint ved hjælp af strøm. Vandet kan udvindes med minerovere, som fordamper isen i et kraters overflade og derefter opsamler vanddampen i beholdere, hvor den kondenserer til vand.

12 mennesker har til dato besøgt Månen. De er alle amerikanske astronauter.

Roverne får strøm fra solcellepaneler og omsætter den til smeltevarme. Sollyset skal dog først dirigeres ned til roverne i kraternes evige skygge.

Her har NASA’s forskere hentet inspiration i den norske by Rjukan, hvor gigantiske spejle anbragt i de omkringliggende bjerge siden 2013 har sendt sollys ned på byens centrale plads, som ellers lå i skygge om vinteren.

En alternativ metode til vandhøst er, at roverne opsamler månestøv på bunden af kraterne og opvarmer støvet i indbyggede ovne.

Her kan eksperimenter på ESA’s månetræningsanlæg Luna give et realistisk bud på den bedste teknologi.

Med tiden vil Luna blive udstyret med et krater, hvor forskerne blandt andet kan undersøge, hvilke typer månerovere der er bedst til at bevæge sig op og ned ad stejle kratervægge.

Når vand og raketbrændstof kan fremstilles i store mængder, vil månebasen få en afgørende rolle som tankstation for både bemandede og ubemandede missioner til Mars.

Hvis vi om 30 år for alvor bevæger os ud i Solsystemet, kan både vandminer og brændstoffabrikker på Månen blive en rigtig god forretning.

Støv skærmer astronauterne

I modsætning til Jorden har Månen hverken et stærkt magnetskjold eller en tyk atmosfære, som beskytter imod sundhedsskadelig partikelstråling fra Solen og den endnu farligere kosmiske stråling fra det ydre rum.

Hvis astronauterne skal opholde sig på måneoverfladen i lange perioder, er det derfor nødvendigt hurtigt at få bygget strålingssikrede habitater.

Månebasen bliver selvforsynende

Forskerne er begyndt at planlægge fremtidens permanente månebase, som skal være selvforsynende med vand, ilt og mad og på sigt foretage minedrift og produktion af raketbrændstof til ekspeditioner længere ud i Solsystemet.

Maciej Rebisz

Solpaneler leverer energi

Solceller skaber om dagen strøm til habitater, mineudstyr og brændstoffabrikker. Om natten dækkes energibehovet af brændselsceller, der omdanner ilt og brint til vand.

Maciej Rebisz

Rovere forvandler is til vand

Isen på Månens overflade ligger især på bunden af dybe og kolde kratere. Vandet kan udvindes med minerovere, der fordamper isen og opsamler vanddampen i beholdere.

Maciej Rebisz

Drivhuse producerer mad

Fødevarer som grønkål, kartofler og tomater dyrkes i overdækkede drivhuse, hvor planternes rødder er badet i næringsrigt vand, og lyset kommer fra LED-lamper.

Maciej Rebisz

Habitater beskytter mod stråling

Månen har intet skjold mod stråling og meteorer. Et oppusteligt skelet til boliger og arbejdspladser medbringes fra Jorden og dækkes med tage af lokalt 3D-printede mursten.

Maciej Rebisz

Månestøv giver ilt og metaller

Månestøv indeholder ilt, der er bundet til metaloxider. Ilten kan frigives ved hjælp af høj varme og en reaktion med brint. Som en sidegevinst får måneboere også metaller.

Maciej Rebisz

I første omgang vil oppustelige habitater blive opsendt fra Jorden og beskyttet med et tykt lag månestøv, men en permanent bemandet base får brug for bedre sikring.

Derfor arbejder forskerne på det tyske rumforskningscenter i Köln i øjeblikket med at omdanne kunstigt månestøv til mursten.

Støvet brændes til en slags støbemasse ved en temperatur på 1100 °C, som kan opnås på Månen ved at koncentrere sollys fra store spejle på solbeskinnede bjergvægge. Den varme støbemasse lægges derefter i lag med en 3D-printer.

16,5 procent af din vægt vejer du på Månen på grund af den svagere tyngdekraft.

Forskerne har allerede fremstillet mursten i laboratoriet med en styrke, der svarer til en femtedel af styrken i beton.

De kunstige mursten kan bruges til at bygge stærke, bueformede lofter over habitaterne, så taget både kan tåle måneskælv og bære et tykt lag støv og grus.

En anden mulighed er at finde naturlige bjerghuler og her indrette en månebase, som er godt beskyttet af de ovenliggende klipper. Derfor er forskerne begyndt at lede efter lavatunneller, som er udhulet af vulkansk aktivitet i Månens barndom.

I 2017 fandt den japanske satellit Selene en mulig lavatunnel, som efter alt at dømme strækker sig flere kilometer under Marius-højene på Månens dagside.

I de kommende år kan satellitter og ubemandede landere finde flere lovende lokaliteter, som så kan undersøges af astronauter, når rumbussen fra rumstationen bliver klar til at lande forskellige steder på Månen.

Kapløbet er i gang

Først lander de ubemandede rovere, så følger en bemandet rumstation i kredsløb om Månen. Herfra sendes astronauter ned på måneoverfladen, hvor de gør klar til at bygge en bemandet månebase.

  • 2019

    Indiens Chandrayaan-2-mission lander ved Månens sydpol. Her skal en rover blandt andet lede efter is nær overfladen.

  • 2020

    Det amerikanske mineselskab Moon Express lander i et krater med en såkaldt hopper, der skal lede efter mineraler. NASA sender rumkapslen Orion i kredsløb om Månen med den nye, store løfteraket SLS. Orion er ubemandet på jomfrurejsen.

  • 2022

    Rusland sender landeren Luna-27 til Månen. Fartøjet skal lede efter is og medbringer blandt andet et to meter langt bor. NASA sender det første modul til den nye rumstation Lunar Gateway i kredsløb om Månen. Beboelsesmodulet følger i 2024.

  • 2023

    NASA sender de første to astronauter i kredsløb om Månen i den nye rumkapsel, Orion, som har plads til op til seks astronauter. SpaceX sender rumturister i kredsløb om Månen i rumskibet Starship, som opsendes med den 106 meter høje BFR-løfteraket.

  • 2024

    Astronauter bemander månestationen. Stationen udbygges med beboelsesmoduler og et tilkoblingsmodul til fartøjer.

  • 2025-2027

    Landere og rovere undersøger, om vand, ilt og brint kan produceres på Månen, og finder de bedste steder til en månebase.

  • 2027-2030

    Genbrugsfartøjer fragter astronauter fra rumstationen til Månen, hvor pionererne gør klar til produktion af vand og brændstof.

  • 2030-2035

    Habitat bygges på Månen. Lokalt produceret raketbrændstof fragtes til rumstationen, hvor fartøjer sendes videre ud i rummet.

  • 2040

    En permanent base bygges. Basen er selvforsynende med mad og energi, mens minedrift skaber vand og brændstof.

Når det gælder astronauternes helbred, bliver den største udfordring at udvikle rumdragter, der beskytter dem mod stråling under månevandringerne.

I dag er det kun tunge grundstoffer som for eksempel bly, som effektivt blokerer partikelstråling, men selv i tynde lag vejer bly alt for meget til rumdragter.

Forskerne har stadig ikke en rigtig god løsning, men flere forskningshold arbejder på ved hjælp af nanoteknologi at udvikle en let overflade, der effektivt kan beskytte mod stråling.

Stråling truer astronauternes hjerner

Astronauterne på en fremtidig månebase vil blive udsat for langt kraftigere stråling end deres kolleger på Den Internationale Rumstation, som er beskyttet af Jordens magnetskjold. Nye forsøg med mus tyder på, at strålingen giver alvorlige hjerneskader.

  1. I et amerikansk forsøg blev mus i otte uger bestrålet med de samme ilt-ioner som i kosmisk stråling. På billedet ses en nervecelle.

  1. I hjernen modtager nervecellerne signaler fra deres naboceller gennem en type nervetråde, som kaldes dendritter (blå).

  1. Efter bestrålingen var mængden af dendritter reduceret, og tests viste, at musenes hukommelse var forringet.

Andre forskere er i gang med at undersøge, om medicin kan forebygge stråleskader eller hjælpe kroppen med at reparere skaderne.

Månebasen skal hurtigst muligt være selvforsynende med fødevarer, da det er dyrt at sende mad til Månen.

Og i januar 2019 kom der opmuntrende nyt, da de første planter spirede på Månen i et lille vækstkammer ombord på den kinesiske lander Chang’e 4.

Her var der tale om bomuld, som ikke kan spises og døde efter kort tid. Men forsøg på Den Internationale Rumstation har vist, at det er muligt at dyrke salat i lav tyngdekraft.

Samtidig har NASA udviklet et oppusteligt, cylinderformet drivhus til Månen kaldet Prototype Lunar Greenhouse, hvor forskerne undersøger, hvilke planter der rummer flest livsnødvendige næringsstoffer. De skal helst komme fra friske planter, fordi mange af stofferne – for eksempel kalium, C1-vitamin og K-vitamin – nedbrydes ved lagring.

Og konklusionen er klar: Grønkål er med et stort indhold af fibre og vitaminer vinderen.

Andre nyttige planter i et månedrivhus vil være kartofler til at lægge bunden i astronauternes maver og rapsolie til at tilberede maden med.

3,8 centimeter bevæger Månen sig væk fra Jorden hvert eneste år.

Selvom månefarerne primært skal leve vegetarisk, arbejder flere forskere på at tilføje animalsk protein i diæten. I et 370 dage langt isolationsforsøg på den kinesiske træningsbase Lunar Palace 1 avlede de kinesiske astronauter melorme som et supplement til grøntsagerne.

Samtidig undersøger russiske forskere muligheden for at holde karper i akvarier på en månebase. De første drivhuse på Månen bliver lukkede og overdækkede systemer, hvor planterne belyses med LED-lamper og gror i såkaldte hydroponiske systemer, hvor deres rødder bades i næringsrigt vand.

Men NASA er begyndt at undersøge, om planter kan vokse i kunstigt månestøv. Hvis det lykkes at forvandle regolit til jord, kan grøntsager suppleres med frugter fra små træer.

Månen viser Solsystemets fortid

Det er 50 år siden, at Apollo-astronauterne satte deres legendariske fodspor i månestøvet, og selv med en forsigtig spådom er en stor, bemandet base på Månen om 50 år næppe et urealistisk bud.

De første skridt mod den fremtidsvision skal tages i støvet på træningsanlægget Luna i Köln.

Her er loftet udstyret med et system af kraner, ruller og trisser, som ved hjælp af kabler kobles til astronauternes rumdragter, så de får en realistisk oplevelse af at bevæge sig i Månens lave tyngdekraft.

Samtidig giver basen mulighed for at teste fremtidens eksperimentelle rumdragter, som frastøder elektrisk ladet månestøv og sørger for, at dragterne ikke flås i stykker af støvet under lange ophold på Månen.

Luna er desuden udstyret med justerbare lamper, som kan efterligne lyset forskellige steder på Månen, og ESA udvælger snart designet for et habitat på størrelse med en skibscontainer, hvor astronauterne kan trække sig tilbage under lange træningspas.

Basen kan bygges to steder

Ækvator mangler is
Ækvator (cirkel 1) er det bedste sted at lande og opsende raketter fra, og herfra kan kolonisterne være i konstant radiokontakt med Jorden. Men mængden af is er minimal, og det kan gøre det svært at skaffe vand.

Polerne er ude af kontakt
De to poler (cirkel 2) har rigeligt med is, men de mange bjerge gør landinger mere risikable. Desuden vil der være perioder, hvor radiokommunikationen til Jorden er afbrudt.

Senere bliver anlægget udstyret med et energisystem, hvor solceller producerer strøm.

Her kan astronauterne ikke alene teste afstøvning af panelerne, men også støvsikret teknologi til at spalte vand i ilt og brint til raketbrændstof.

Sidstnævnte bliver formentlig Månens vigtigste ressource, da ekspeditioner til blandt andet Mars vil blive langt billigere, hvis raketterne optankes på Månen med lokalt produceret brændstof og letter i den lave tyngdekraft, hvis styrke kun er en sjettedel af Jordens.

For forskerne bliver Månen også et sandt paradis.

Geologer kan kortlægge asteroidebombardementet i Solsystemets barndom, fordi de fleste af de 3,9 milliarder år gamle kratere – i modsætning til på Jorden – er bevaret på Månen.

Astronomernes teleskoper kan se ud i rummet uden bøvl med Jordens tykke atmosfære og radiostøj fra alt vores elektroniske udstyr.

Men først og fremmest kan Månen blive trædestenen, som virkeliggør den vilde vision om at rejse langt til Mars og endnu længere ud i Solsystemet.

Læs også:

Rumfart

Apollo 17: Den sidste månerejse slog alle rekorder

11 minutter
Rumfart

Apollo 13: Rumskib på nødblus

18 minutter
Rumfart

Apollo 11 lander i blinde

19 minutter

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!