Nu vil NASA puste teknologien op: Badedyr sender os til Mars

Lige inden fartøjet blev sat fri fra en Atlas V-raket, blev kvælstof pumpet ind, så det foldede sig ud til næsten femdobbelt størrelse og dermed kunne bremse langt hårdere op på sin vej ned.

Det er den 10. november 2022, og NASA har for første gang succesfuldt afprøvet et oppusteligt varmeskjold, som er tiltænkt en nøglerolle i fremtidige rummissioner.

Enhver mission er begrænset af pladsen i rumrakettens snude. Verdens rumorganisationer har ambitioner for missioner i hele Solsystemet, men i dag er fragtrummene på raketterne for trange til at rumme nok materialer – og mennesker – uden at der bliver gået på kompromis med sikkerheden, når missionerne skal lande.

Dét problem løser det oppustelige skjold, men varmeskjolde er ikke det eneste, rumorganisationer og rumfartsfirmaer vil puste op.

Store “rumbadedyr” skal også udgøre husly for mennesker, når vi begynder at kolonisere Månen såvel som Mars.

Raketter mangler plads

Oppustelig rumteknik som NASA’s nye varmeskjold skal løse et problem, der har plaget rumfartsindustrien siden dens begyndelse: den begrænsede plads i rumraketter.

Selv de største raketter i dag kan ikke rumme objekter, der er større end 4,6 meter i diameter.

Den Internationale Rumstation, ISS, er med 108 meter i længden den største menneskeskabte genstand i rummet, men det krævede mere end 30 rummissioner at konstruere stationen af mange små moduler.

I princippet kan baser på Månen og Mars opbygges på samme måde som ISS, men selv med en ny generation af rumraketter med større lastrum vil det blive alt for dyrt og besværligt.

Ingeniører arbejder derfor bl.a. på 3D-printerteknologi, så vi kan “printe” beboelsesmoduler af det klippemateriale, der allerede findes på andre kloder. Men det kræver stadig transport af kompliceret printerteknologi, og derfor har metoden længere udsigter.

En mere effektiv, simpel og pålidelig løsning er oppustelige moduler, som kan foldes sammen under transporten.

Astronauthjem folder sig ud i rummet

NASA’s banebrydende test af det oppustelige varmeskjold LOFTID lykkedes takket være skjoldets opbygning. Det består hovedsageligt af hule cylindre flettet af syntetiske fibre, som er 15 gange stærkere end stål.

Fiberkonstruktionen bliver pustet op med kvælstof fra tanke ombord på raketten, så skjoldet folder sig ud til næsten femdobbelt størrelse.

Oppustelig teknik er faktisk allerede afprøvet på Den Internationale Rumstation, ISS. Det delvist oppustelige modul Bigelow Expandable Activity Module (BEAM) har siden 2016 været tilkoblet stationen og har givet ISS-astronauterne 16 kubikmeter ekstra plads.

Succesen har givet NASA blod på tanden, og rumfartsfirmaet Sierra Space har fået til opgave at udvikle et langt større, oppusteligt rummodul kaldet Large Integrated Flexible Environment (LIFE).

LIFE kan sendes ud i rummet med eksisterende rumraketter og pustes op til en cylinder, der er otte meter i diameter og otte meter lang. Modulet kan huse fra fire helt op til 12 astronauter og rummer alt fra sovekabiner til en LED-belyst urtehave.

LIFE er fremstillet af en lufttæt blære af plasttypen uretan omgivet af et kunstmateriale kaldet vectran, der er let og fem gange stærkere end stål. Det fleksible materiale bliver stenhårdt, når det først er pustet op.

Astronauter flytter efter planen ind i LIFE for første gang i slutningen af dette årti.

Da bliver den private rumstation Orbital Reef sendt op, og planen er, at LIFE-modulerne skal indgå i stationen.

Fremtidige Mars-boliger pustes op

Den østrigske arkitekt Thomas Herzig har arbejdet med oppustelig arkitektur i hele sin karriere, og i samarbejde med ESA er han kommet med sit bud på baser til både Månen og Mars.

Baserne skal bestå af gennemsigtig plast, så beboerne og ikke mindst de planter, der både skal producere ilt og blive til fødevarer, kan nyde godt af sollyset.

Modulernes tage bliver dækket af et lag af støv og grus for at beskytte mod stråling og meteoritter.

Sollyset kan således ikke komme direkte fra oven, men må reflekteres ind i habitaterne fra siden via store spejlmembraner.

Herzig har tegnet et oppusteligt habitat på cirka 450 kvadratmeter, der kan konstrueres forholdsvis hurtigt.

I sammenpakket tilstand er hele konstruktionen en blot seks meter lang rulle, så den kan sagtens transporteres til Mars med eksisterende rumraketter.

Varmeskjold garanterer blød landing

Ét er at designe habitater. Men før astronauter kan bosætte sig på Mars, skal de nå helskindede ned på overfladen.

Det er her, NASA’s flyvende tallerken kommer ind i billedet.

Et rumfartøj skal op på en fart i omegnen af 40.000 km/t for at nå frem til Mars, og det er en stor udfordring at få bremset fartøjet ned igen. Men luftmodstanden i Mars’ atmosfære kan være med til at sænke fartøjets fart.

Jo større et areal rumfartøjet har i mødet med atmosfæren, desto større er luftmodstanden og dermed nedbremsningen. Store, oppustelige varmeskjolde er derfor perfekte til at sikre maksimal luftmodstand og beskytte lasten mod de høje temperaturer på vejen nedad.

Men Mars-atmosfæren er tynd. Derfor skal varmeskjoldet være stort, hvis det skal bremse en 20 tons tung rumkapsel så meget, at det sidste stykke vej ned kan klares med store faldskærme.

NASA har regnet sig frem til, at et varmeskjold til dén opgave skal have en diameter på cirka 20 meter. Og så stort et skjold har en rumkapsel kun plads til, hvis det kan foldes sammen, indtil det skal bruges.

Efter den vellykkede test af det seks meter store, oppustelige varmeskjold vil NASA nu begynde udviklingen af større prototyper, og samtidig fortsætter ingeniører, arkitekter og rumforskere med at udvikle rumfartøjer og habitater, der puster sig op, når vi har brug for det.

Dermed kan rummets nye badedyr give os ekstra god plads ved rumrejser, sikre os en blød landing på Mars og give os ly på overfladen.

På den måde er koloniseringen af den røde planet blevet langt mere realistisk at opnå inden for de næste årtier.