Nasa har planer om å sette en modul i bane rundt månen, som et springbrett for oppdrag til den røde planeten – og utover
Lør 22 Juni 2018 14.00 norsk tid
Artist ‘ s gjengivelse av Gateway i lunar orbit, med Orion-romfartøyet tilnærming.
Foto: Boeing
Romfart vil markere en viktig milepæl i år – når Nasa feirer 50-årsjubileet for OSS astronauter å nå månen. I desember 1968 Frank Borman, Jim Lovell og Bill Anders – på Apollo 8 – feide over måneoverflaten og tatt lyse blå bilder av Jorden stiger over den grå slettene av månen. Det var en av de mest dramatiske romferder noensinne har brukt. Bemannet landinger som følges, men etter et par år, har det AMERIKANSKE mistet interessen i lunar plass flyreiser.
Men nå Nasa har avslørt planer om å gå tilbake til Månen, og har bedt Europeiske forskere og næringslivsledere til å bli med i byrået i en dristig plan som tar sikte på å restarte menneskets erobring av solsystemet – i form av en internasjonal bemannet stasjon som vil bane rundt månen i løpet av det neste tiåret.
Den foreslåtte station, Måne-Orbital Plattform-Gateway – kjent som Inngangsporten – vil tillate astronautene å utvikle teknikker som vil åpne opp måneoverflaten til utforskning og utnyttelse. På samme tid, stasjonen vil hjelpe mennesker med å forbedre overlevelse ferdigheter i verdensrommet i forberedelsen til fremtidige bemannede ekspedisjoner til Mars, sier Nasa.
Å ta del i stasjonens konstruksjon ville koste Europa er mer enn £1bn og en beslutning om å bli involvert vil bli tatt på et møte i European science ministerråd neste år. Hvis ministrene gir klarsignal, European Space Agency (Esa), som Storbritannia er et sentralt medlem – da ville delta i andre internasjonale partnere at Nasa er å rekruttere til sin Gateway prosjektet. Disse inkluderer plass etater i Russland, Canada og Japan.
“Egentlig, Gateway vil være en robot utpost som vil bli besøkt av grupper av astronautene – utgangspunktet for uker, og deretter for måneder av gangen,” sier David Parker, direktør for bemannet romfart og robot leting for Esa og en ivrig tilhenger av prosjektet. “De vil lære hvordan de skal overleve i verdensrommet og håndtere problemer som for eksempel stråling og meteoritter. På samme tid vil de også direkte robot håndverk som vil utforske månens overflate.”
Et klarsignal for Gateway ville også føre til en slutt på pause i bemannet utforskning av verdensrommet som har vart i nesten et tiår. Siden jording av romfergen, menneskelige spaceflights har vært begrenset til lanseringer av Russlands Soyuz romkapsel, som brukes til å frakte mannskap og forsyninger til den Internasjonale romstasjonen (ISS), og oppdragene har tatt av taikonauts på Kinas nye romfartøy.
Gateway bør endre det – og det vil gjøre det ved å dra nytte av et stort fremskritt i OSS plass engineering som vil oppstå når Nasa begynner flyreiser med sin nye deep space capsule, Orion, og dens bærerakett, Space Launch System i et par år. Disse vil danne kjernen komponenter av Gateway sammen med moduler som ligner de nå brukt som lagrer og mannskap kvartalene på ISS (se tekstboks), men Nasa understreker Gateway vil være betydelig mindre enn sin nåværende Jorden-bane romstasjonen.
Og nøkkelen til drift av sine måne-banestasjon vil være utvinning, fra måne-jord, mineraler, kjemikalier, og – aller viktigst – vann. “Siste tyder kometer og asteroider har bombardert månen for milliarder av år, vil sette vann i form av is – til sine polare områder,” sa Mahesh Anand, leser i planetary science and exploration ved the Open University.
Forskere som Anand mener det bør være mulig å bruke vann for å slå månen inn i en fyller drivstoff stasjon for langsiktige oppdrag til Mars og utover. Isen ville bli slaktet, smeltet og electrolysed – ved hjelp av kraften som genereres av solcellepaneler – i sin hydrogen og oksygen komponenter. “Du kan da bruke som hydrogen og oksygen i flytende propellents,” lagt Anand. “Det er hva drevet romfergen er hovedmotorer tross alt. Deretter kan du bruke månen som du fyller drivstoff post til makten romskip til Mars.”
Det er fortsatt et langt utenfor mål. For en start, astronomer har ikke nøyaktige detaljer av de mest lovende stedene for å finne vann på månen. Å finne disse kildene vil ikke bli lett, men ikke umulig – takk til Gateway. Det vil i bane rundt månen fra en høyde på et par hundre mil, og fra det astronautene vil kontrollere roboten rovers eksternt og sende dem trundling over måneoverflaten å peke ut områder som er rik på vann-is. Prøvene kan bli sendt tilbake til romstasjonen av ubemannede romfartøy.
Forskere ved Esa arbeider allerede med Kanadiske og Japansk plass etater for å utarbeide en robot oppgave kalt Herakles, som ville reise til månen en gang i neste tiår, og som vil bruke Gateway som en halvveis til å lagre måne prøver før du blir sendt tilbake til Jorden. “Det vil være mye enklere å drive en robot rover fra en høyde på bare et par hundre kilometer over månen enn fra Jorden som er 250,000 km unna, sier Anand. “Det vil ta bare en brøkdel av et sekund for å sende et signal og få et svar. Derimot ville det ta flere sekunder dersom du er på Jorden, noe som gjør kontroll av en lunar rover mye, mye vanskeligere.”
Europeiske astronauter nylig guidede en automatisert rover på Jorden ved hjelp av kontroller i ISS – som går i bane rundt Jorden på omtrent samme høyde som Gateway ville i bane rundt månen. Teknologien er derfor allerede godt testet, sier Esa.
“Månen har ligget nærmest uforstyrret i den siste 4.5 mrd år, sier Parker. “Det er et museum i historien av vårt solsystem. Og ja, vi besøkte det når vi kort landet Apollo romfartøy det. Men, det var den tilsvarende skal et museum, på vei rett til gave butikk og deretter forlate. Det er støvete hjørner av et museum hvor du finner de virkelig interessante ting – og det er der vi kommer til å gå med Gateway.”
Dette punktet er støttet av James Carpenter, medlem av Esa ‘ s måne exploration team. “De store vitenskapelige virkningen av Gateway vil utvilsomt komme fra måten det vil åpne opp tilgangen til måneoverflaten,” sier han. “Men, det er mange andre områder av forskning som vil være til nytte.
Apollo tok astronauter i verdensrommet, men de oppdragene som varte et par dager. Vi snakker om å bruke måneder på Gateway
“Vi vil være i stand til å studere virkninger av stråling på menneskers fysiologi; vi vil være i stand til å samle støv, partikler som kommer fra asteroider eller kometer eller muligens objekter utenfor vårt solsystem. Vi vil være i stand til å studere samspillet mellom solen og månen med Jordens magnetosfære. Gateway vil også være ideell for å lansere en liten CubeSat-satellitter og andre enheter som kan åpne opp for utforskning av solsystemet.”
Snekker sier Esa har nylig avholdt en workshop for å måle Europeiske forskernes interesse i å bli med Gateway. “Rundt 250 kom sammen og siden da har vi mottatt et betydelig antall forslag for å gjøre vitenskap på stasjonen. Det er enorm entusiasme i Europa for dette prosjektet. Det er en reell mulighet til å gjøre den slags vitenskap som ikke har vært mulig før nå.”
Astronomer er også opptatt av å bruke Gateway som en plattform for montering av dype verdensrommet jorden, spesielt for å studere lavfrekvente radiobølger som kan gi ny innsikt i de tidlige universet ikke lenge etter big bang fødsel med 13,8 mrd år siden. Disse lavfrekvente bølger er vanskelig å observere i nærheten Jorden på grunn av forstyrrelser fra menneskelige kilder.
I tillegg, Gateway befinner vil ta det langt utenfor Jordens beskyttende magnetfelt og vil forlate astronauter utsatt for langt mer intens stråling enn det som er erfarne på ISS. Dette vil gi viktige muligheter til å studere den langsiktige virkningen av stråling på mennesker i dype verdensrommet. “Vi vil til slutt oversette den erfaringen mot menneskelig oppdrag til Mars, sier William Gerstenmaier, en advokatfullmektig administrator på Nasa-hovedkvarteret i Washington.
Dette punktet er støttet av Parker. “Vi trenger å lære å arbeide for lange perioder av gangen, opp det. Apollo oppdrag tok astronauter i verdensrommet, men de varte bare et par dager. Vi snakker om å bruke måneder på Gateway i slutten, og hvis du ønsker å gå til Mars, vil du trenger for å tilbringe år i dype verdensrommet. Så vi må lære å leve i vår bakgård i nærheten av moon – før du legger ut på lengre reiser.”
Det kritiske punktet om Gateway prosjektet er at det ikke er avhengig av nye eller uprøvd teknologi, sier Snekker. “En enorm kompetanse som ble bygget opp i løpet av design og montering av den Internasjonale romstasjonen. Vi vet at de risikoene som er involvert i å bygge en romstasjon og teknologier som vil sikre at byggingen vil gå greit. Det gjør oss veldig trygg på at Gateway vil skje, og at det vil fungere.”
Et viktig spørsmål gjenstår imidlertid. Hvis Europa ikke aksepterer å bli med Nasa i Gateway og være involvert i utforskningen av måneoverflaten, ville Europeiske astronaut – muligens en Britisk ett – få til å fly til månen i nær fremtid? Parker er forsiktig. “Det er noe vi ville satse på, men [det] vil avhenge av forhandlinger med våre internasjonale partnere.”
Kort sagt, vi må kanskje vente litt lenger for å se en Brit på vei til månen.
En kunstners gjengivelse av romfartøyet Orion over Jorden. Foto: European Space Agency
Gateway og Orion: giant steps er hva du ta…
Den viktig del av prosjektet Gateway oppgave vil være Orion-kapselen som nå blir bygget med plass ingeniører. Den er designet for å ta et mannskap på fire personer utenfor bane rundt Jorda og i verdensrommet. Orion har to viktige komponenter: for det første: en kommando-modulen, til å frakte astronauter. Dette blir bygget av Lockheed Martin. Den andre komponenten vil beis Orion er en service-modul som skal gi kraft og fremdrift for de viktigste håndverket. Det er utviklet av European Space Agency (Esa.
Orion er første bemannede fly er planlagt å finne sted inby 2023. En gang i drift, kapsler vil være sprengt i verdensrommet på OSS nye generasjonen av high-drevne raketter, Space Launch System som er utformet for å sende tunge nyttelaster mot månen og planetene. SLS raketter vil også transport moduler som vil bli satt sammen til å danne Gateway i lunar orbit. Disse vil være basert på moduler – som for eksempel Esas Columbus-modulen – som holder butikkene inneholder forskning utstyr og gir soveplass for mannskapet jobber nå på den Internasjonale romstasjonen.
I forrige uke, Nasa kunngjorde at Gateway ville være utstyrt med to moduler til huset astronauter, en å være gitt av Usa og de andre ved Nasa ‘ s internasjonale partnere. Forholdene vil bli trangt, likevel. Som i dag var forutsatt, Gateway vil ha 1,942 kubikkfot beboelig volum, i forhold til 13,696 kubikkfot på ISS.
“Gateway modulene vil også være mye lettere enn de som er på ISS fordi de er nødt til å være sprengt mye lenger ut i verdensrommet, sier Esa-direktør David Parker. “I tillegg til modulene vil bli flyttet rundt i verdensrommet med ion fremdrift raketter snarere enn kjemiske raketter. Drivstofforbruk ion-motorer er mye lavere enn for kjemiske raketter. Versjoner av ion-motorer med den slags kastet vi trenger for Gateway har ennå ikke blitt bygget, men er under utvikling, og skal være klar i god tid for stasjonen konstruksjon.”