Romferder og teknologier

Menneskehetens drøm om å sette fot på Mars har eksistert i mer enn et århundre, fra tidlige science fiction-fortellinger til moderne romprogrammer. I dag er teknologien nærmere enn noen gang, og både NASA, ESA og private selskaper som SpaceX jobber med planer for bemannede oppdrag til den røde planeten. Men et slikt oppdrag er langt mer komplekst enn månelandinger, og krever nøye vurdering av teknologi, helse, logistikk og etikk.

Hvorfor Mars?

Mars representerer en unik kombinasjon av tilgjengelighet og vitenskapelig interesse:

• Den har en daglengde som ligner jordens, med omtrent 24,6 timer.

• Polområdene inneholder is som kan brukes til vannforsyning, oksygen og drivstoffproduksjon.

• Overflaten viser spor av tidligere flytende vann, noe som gir mulighet til å studere planetens geologi og potensial for liv.

Å sende mennesker til Mars vil ikke bare være en teknologisk triumf, men også et historisk steg for utforskningen av solsystemet.

Teknologiske utfordringer

Et bemannet Mars-oppdrag krever avansert teknologi på flere områder:

1. Fremdrift og reise:
   Reisen til Mars tar omtrent seks til ni måneder med dagens raketteknologi. Dette krever raketter med stor drivstoffkapasitet og mulighet for nødstopp og kursjusteringer. SpaceX utvikler for eksempel Starship, et gjenbrukbart romskip som skal kunne frakte store mannskaper og forsyninger.

2. Beboelsesmoduler:
   Astronautene må leve i isolerte og beskyttede moduler i mange måneder. Modulene må tåle kosmisk stråling, mikrometeoritter og ekstreme temperaturer, samtidig som de gir luft, vann og mat. Teknologi utviklet for Den internasjonale romstasjonen (ISS) vil være grunnlag, men tilpasset Mars’ spesielle forhold.

3. Livsstøtte og resirkulering:
   Vann, oksygen og næring må resirkuleres så effektivt som mulig. På Mars kan astronautene produsere drivstoff og oksygen fra CO₂ i atmosfæren, en teknologi kjent som In-Situ Resource Utilization (ISRU).

4. Stråling:
   Mars mangler et magnetfelt som jorden, noe som gjør overflaten utsatt for kosmisk stråling og solstormer. Beboelsesmoduler og romdrakter må derfor ha strålingsbeskyttelse.

Fysiske og psykologiske utfordringer

Lengre opphold i lav-gravitasjon og isolasjon kan påvirke menneskers helse dramatisk:

• Muskler og skjelett: Lav tyngdekraft fører til muskelsvinn og bentap. Trening og kunstig gravitasjon kan være løsninger.

• Psykologi: Seks til ni måneders reise i begrenset rom krever tiltak for mental helse, som kommunikasjon med jorden, underholdning og stressmestring.

• Immunsystemet: Langvarig opphold i rommet kan svekke immunforsvaret og gjøre astronautene sårbare for sykdommer.

Mulige oppdragsscenarier

Forskere og ingeniører vurderer flere scenarier for bemannede oppdrag:

1. Kortvarige oppdrag: Astronautene lander på Mars i noen uker eller måneder, utfører vitenskapelige oppgaver og returnerer raskt til jorden.

2. Langvarige opphold: Etablering av semi-permanente baser for forskning og testing av ressurstilgang, med potensial for gradvis kolonisering.

3. Internasjonalt samarbeid: Oppdrag kan kombineres mellom NASA, ESA, Roscosmos og private aktører, for å dele kostnader, teknologi og ekspertise.

Sider: 1 2

Når vi tenker på romfart, ser mange for seg raketter, astronauter og fjerne planeter. Men teknologien som utvikles for å utforske verdensrommet, har ofte overraskende anvendelser her på jorden. Mange av de verktøyene og systemene som opprinnelig ble laget for ekstreme forhold i rommet, har funnet veien inn i vår daglige liv, helsevesen, industri og transport.

Satellitter: Øyne i himmelen

En av de mest åpenbare anvendelsene av romteknologi er satellitter. De overvåker jorden fra bane og har revolusjonert hvordan vi kommuniserer og navigerer.

• GPS og navigasjon: Global Positioning System ble opprinnelig utviklet for militære og romfartsformål, men i dag bruker millioner av mennesker GPS hver dag til navigasjon, bilkjøring, flyreiser og til og med trening.

• Værprognoser: Satellitter som NOAA og ESA’s Sentinel overvåker atmosfæren, hav og klima. Dette gjør det mulig å forutsi stormer, tørkeperioder og ekstremvær med høy presisjon.

• Telekommunikasjon: Satellitter gjør det mulig med internettforbindelser på avsidesliggende steder, satellitt-TV og globale kommunikasjonssystemer.

Materialer utviklet for ekstreme forhold

Romfart krever materialer som tåler ekstreme temperaturer, stråling og trykkforskjeller. Mange av disse materialene brukes nå på jorden:

• Isolasjonsmaterialer: Romdrakter og romskip bruker avansert isolasjon for å beskytte mot ekstreme temperaturer. Disse materialene inspirerte utviklingen av varmeisolerende klær, sportsutstyr og til og med isolasjon i bygg.

• Lettere og sterkere metaller: Titaniumlegeringer og komposittmaterialer utviklet for raketter brukes nå i flyindustrien, biler og sportsutstyr. Resultatet er produkter som er både sterke og lette.

• Flammehemmende materialer: Tekstiler som beskytter astronauter mot varme og flammer har blitt brukt i brannvesenet og industrien.

Helse og medisin

Romforskning har også ført til innovasjoner innen medisin og helse.

• Telemedisin: Kommunikasjonsteknologi brukt til å overvåke astronauter har inspirert løsninger for fjernovervåkning av pasienter på jorden, noe som gir bedre helseoppfølging på avsidesliggende steder.

• Bildebehandling: Teknologi utviklet for å analysere rombilder brukes nå i medisinsk bildediagnostikk, som MRI og CT-skanninger.

• Rengjøring og hygiene: Filtreringsteknologi og desinfeksjonssystemer designet for romstasjoner har blitt brukt i vannrenseanlegg og for å forbedre luftkvaliteten på sykehus.

Energi og miljøteknologi

Romteknologi har også påvirket energiproduksjon og miljøovervåkning:

• Solcellepaneler: Solenergi ble først utviklet for å gi strøm til satellitter og romstasjoner. I dag driver solceller hjem, bedrifter og hele byer.

• Vannrensing: Filtreringssystemer for romskip inspirerte teknologier for å rense drikkevann og resirkulere vann i tørre regioner.

• Miljøovervåkning: Satellitter overvåker avskoging, forurensning og havnivåstigning, og gir myndigheter og organisasjoner informasjon for å ta miljømessige beslutninger.

Sider: 1 2

Romforskning har gjort enorme fremskritt siden Hubble-romteleskopet ble skutt opp i 1990. Hubble har gitt oss spektakulære bilder av galakser, tåker og stjernesystemer, og har fundamentalt endret vår forståelse av universet. Nå står vi på terskelen til en ny æra med romteleskoper av ny generasjon, som lover å åpne opp helt nye dimensjoner av kosmos, fra eksoplaneter til universets mørke energi.

Hvorfor nye teleskoper?

Selv om Hubble fortsatt fungerer, har teknologien utviklet seg betraktelig de siste tiårene. Nye teleskoper vil:

• Observere lys i bølgelengder som Hubble ikke kan, som infrarødt og røntgenstråling.

• Gi høyere oppløsning og følsomhet, noe som gjør det mulig å se objekter langt lenger unna.

• Fokusere på spesifikke vitenskapelige spørsmål, som eksoplaneter i beboelige soner og universets ekspansjon.

Dette betyr at vi snart kan se dypere inn i tid og rom enn noensinne før.

James Webb Space Telescope (JWST)

JWST er det mest kjente teleskopet av den nye generasjonen og ble skutt opp i desember 2021. Det observerer universet i infrarødt lys, noe som gjør det mulig å se gjennom støvskyer og oppdage fjerne galakser som eksisterte bare noen hundre millioner år etter Big Bang.

Noen viktige funksjoner:

• Et enormt speil på 6,5 meter i diameter, nesten tre ganger større enn Hubbles.

• Et solskjold på størrelse med en tennisbane, som beskytter instrumentene mot sollys og holder dem ekstremt kalde.

• Evnen til å studere atmosfærer på eksoplaneter for potensielle tegn på liv.

JWST har allerede levert første bilder som overgår Hubbles, med detaljer og farger som gjør forskere og publikum over hele verden begeistret.

Nancy Grace Roman Space Telescope

Dette teleskopet, som forventes å bli lansert i midten av 2020-tallet, vil fokusere på mørk energi og mørk materie, som utgjør over 95 % av universets totale masse-energi.

Roman-teleskopet vil:

• Utføre brede kartlegginger av galakser og galaksehoper.

• Let etter eksoplaneter gjennom mikrolinsing, en metode som oppdager planeter basert på hvordan de bøyer lys fra fjerne stjerner.

• Bidra til å forklare universets akselererende ekspansjon, en av de største gåtene i moderne kosmologi.

ATHENA og XRISM – røntgenobservatorier

Romteleskoper i røntgenbåndet gir innsikt i de mest energiske og ekstreme fenomenene i universet: svarte hull, supernovaer og galaksehoper. ESA utvikler ATHENA, et røntgenobservatorium som skal studere kosmiske strukturer og materiens utvikling, mens Japan og NASA samarbeider om XRISM, som vil undersøke varm gass rundt galakser.

Sider: 1 2

Mars har lenge fascinert menneskeheten som en av de mest jordlignende planetene i solsystemet. For å utforske den røde planeten har NASA og ESA sendt flere avanserte rovere, som Curiosity, Perseverance og tidligere Opportunity og Spirit. Disse robotene fungerer som små, selvstendige laboratorier på hjul, designet for å tåle ekstreme forhold og samtidig samle inn verdifull vitenskapelig informasjon. Men hvordan fungerer egentlig en marsrover fra innsiden?

Energiforsyning: motoren bak oppdraget

For at roveren skal kunne kjøre, analysere prøver og sende data tilbake til jorden, kreves en stabil energikilde.

• Solcellepaneler: Tidligere rovere som Spirit og Opportunity var drevet av solenergi. De foldbare panelene kunne produsere nok strøm på solrike dager, men var sårbare for støvstormer som blokkerte sollyset.

• Kjernefysisk generator (RTG): Nyere rovere, som Curiosity og Perseverance, bruker en radioisotop-termoelektrisk generator. Denne omdanner varme fra nedbrytning av plutonium-238 til elektrisitet, noe som gir en stabil energiforsyning uavhengig av sollys.

Navigasjon og mobilitet

En rover må kunne bevege seg trygt i et ukjent landskap fullt av steiner, kratere og sanddyner.

• Hjul og oppheng: De fleste rovere har seks hjul med et spesielt opphengssystem kalt rocker-bogie. Dette gjør at hvert hjul kan bevege seg uavhengig, slik at roveren kan klatre over hindringer nesten dobbelt så høye som hjuldiameteren.

• Sensorer og kameraer: Rovern er utstyrt med 3D-kameraer, navigasjonskameraer (Navcams) og farekameraer (Hazcams). Disse gir ingeniørene på jorden et detaljert kart over terrenget og hjelper til med å planlegge trygge ruter.

• Autonomi: På grunn av signalforsinkelsen mellom jorden og Mars (opptil 20 minutter én vei), kan roveren ikke styres i sanntid. Den har derfor programvare som lar den oppdage hindringer og justere kursen automatisk.

Sider: 1 2

Utforskningen av verdensrommet står foran en ny gullalder. Aldri før har det vært planlagt så mange ambisiøse oppdrag, både fra NASA (USA) og ESA (Den europeiske romfartsorganisasjonen). Disse programmene dekker alt fra utforskning av Månen og Mars til leting etter liv på isdekkede måner og observasjon av universets eldste lys. De neste ti årene kan gi svar på spørsmål menneskeheten har stilt i århundrer – og samtidig bane vei for fremtidige reiser langt utenfor jorden.

Månen: Tilbake til vår nærmeste nabo

NASA arbeider intenst med Artemis-programmet, som har som mål å bringe mennesker tilbake til Månen for første gang siden Apollo-tiden.

• Artemis II, planlagt til midten av 2020-tallet, vil være den første bemannede testflyvningen av Orion-kapselen rundt Månen.

• Artemis III skal deretter lande astronauter nær månens sørpol, et område som er rikt på is – en viktig ressurs for fremtidige baser.

ESA bidrar med den europeiske servicemodulen til Orion-fartøyet, samt teknologi for kommunikasjon og livsstøtte. Sammen bygger de en ny generasjon internasjonal samarbeid på Månen, med sikte på en permanent base i tiårene fremover.

Mars: Jakt på liv og forberedelse til fremtidige oppdrag

Mars har alltid hatt en spesiell plass i menneskets fantasi.

• NASA fortsetter arbeidet med roveren Perseverance, som samler steinprøver som senere skal bringes tilbake til jorden gjennom det planlagte Mars Sample Return-programmet. Dette samarbeidet med ESA kan bli en av de mest komplekse romoperasjonene noensinne, med flere raketter, roboter og et lite «oppskytningsfartøy» fra Mars’ overflate.

I tillegg forbereder ESA oppskytingen av ExoMars Rosalind Franklin-roveren, som ble forsinket men forventes å bli gjennomført i løpet av de kommende årene. Roveren er spesielt utstyrt til å bore under overflaten og lete etter spor av tidligere liv.

Utforskning av isdekte måner

En av de mest spennende frontene i moderne romfart er letingen etter liv på de isdekte månene rundt Jupiter og Saturn.

• NASA utvikler romsonden Europa Clipper, som skal sendes mot Jupiters måne Europa. Denne månen har en enorm underjordisk hav under isen, og Clipper skal studere overflaten, magnetfeltet og potensialet for habitabilitet.

• ESA sender sitt eget oppdrag, JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer), som ble skutt opp i 2023 og skal ankomme Jupiter i 2031. JUICE vil fokusere på månene Ganymedes, Callisto og Europa, og gi en omfattende analyse av deres miljø.

Disse oppdragene kan gi oss det første håndfaste beviset på liv utenfor jorden.

Solsystemets yttergrenser og asteroider

Asteroider og kometer fungerer som tidskapsler fra solsystemets barndom. NASA har allerede returnert prøver fra asteroiden Bennu med OSIRIS-REx-oppdraget, og planlegger nye ekspedisjoner.
Et av de mest spektakulære prosjektene er Psyche-oppdraget, som skal besøke en metallrik asteroide i hovedbeltet mellom Mars og Jupiter. Dette vil gi oss unike data om planetkjerner og solsystemets utvikling.

ESA arbeider samtidig med Hera-oppdraget, som er en del av et internasjonalt prosjekt for å teste hvordan vi kan avverge farlige asteroider. Hera skal undersøke restene etter NASAs DART-oppdrag, som i 2022 traff en asteroide og endret banen dens. Dette er første steg i utviklingen av en «planetarisk forsvarsteknologi».

Sider: 1 2