Nå åpner motorveien til verdensrommet

Reiser til månen og Mars er snart ren rutine. I løpet av ett år fra nå får fire enorme raketter sin debut, og de blir kraftigere og mer driftssikre enn noen gang før.

Reiser til månen og Mars er snart ren rutine. I løpet av ett år fra nå får fire enorme raketter sin debut, og de blir kraftigere og mer driftssikre enn noen gang før.

Claus Lunau

Brølet er øredøvende høyt når Nasa 16. januar 2021 avfyrer motorene til kjemperaketten Space Launch System. Metallpartikler av zirkon gnistrer som stjerneskudd i luften rundt de flammende rakettdysene.

«Det var som et jordskjelv», konstaterte Nasa-toppsjef Jim Bridenstine senere på en pressekonferanse om testen der rakettmotorene ble presset til sin ytterste grense.

Motorene til Space Launch System yter 15 prosent mer kraft enn den største raketten som noen gang har fløyet, måneraketten Saturn V.

Den nye kjemperaketten letter etter planen for første gang i november 2021. Og SLS er bare en av fire nye store raketter som snart får sin debut.

motorvei rommet Rakett SLS venstre
© Claus Lunau

SpaceX-fartøyet Starship går etter planen i bane rundt jorden for første gang denne sommeren. Blue Origin-raketten New Glenn skal ut på samme reise i løpet av det neste året. Og den nye raketten Vulcan Centaur sender i slutten av 2021 en landingsmodul til månen.

De fire rakettene markerer en ny tidsalder i romfarten: en eksplosjon i antallet muligheter for å sende alt fra roboter til romturister og astronauter i bane rundt jorden, til månen – og helt til Mars.

Slår Apollo-rakettens rekorder

Ingen av de nye rakettene hadde vært mulige hvis det ikke var for den tyske rakettingeniøren Wernher von Braun, som var med på å utvikle nazistenes rakett V-2. I 1945 kom von Braun til USA, og amerikanerne ga ham ansvaret for det rakettprogrammet som skulle vinne romkappløpet med Sovjetunionen. Resultatet ble den største raketten noen gang: Saturn V.

Quiz: Jo, det ER rakettvitenskap

Er du like smart som en rakettingeniør? Test rakettkunnskapene dine med fem spørsmål. Quizen er delt opp i fem spørsmål som blir vanskeligere og vanskeligere. Vi har plassert de fem spørsmålene ned gjennom artikkelen.

Du må huske om du svarer riktig eller feil på hvert spørsmål, og så får du et samlet resultat til slutt i artikkelen.

God fornøyelse!

Spørsmål 1:

Hva heter romfartøyet som firmaet SpaceX (Space Exploration Technologies Corporation) vil bruke til å sende mennesker til Mars?

  • Spaceship
  • Space Explorer
  • Starship
  • Star Explorer

Med en skyvkraft på 34,5 millioner newton har ikke raketten som sendte 24 Apollo-astronauter til månen, blitt overgått siden den gang.

Ifølge von Braun var det logiske neste skrittet i et romprogram å konstruere et gjenbrukbart romfartøy, og dermed fikk vi romfergene.

Romfergene gjennomførte 135 romferder og var blant annet avgjørende for konstruksjonen av romstasjonen ISS, som går i bane rundt jorden i om lag 400 kilometers høyde.

Men skal vi til månen og videre til Mars, er avstandene i en helt annen målestokk. Månen er for eksempel 384 000 kilometer unna. Derfor kommer nå en ny generasjon av raketter med både mer kraft og bedre plass til last – eller mannskap.

Mange av ingeniørene har arbeidet fire steder: hos United Launch Alliance, som har bygd raketter til blant annet de berømte Mars-roverne; hos Blue Origin, som er opprettet av Amazon-milliardæren Jeff Bezos; hos firmaet SpaceX, grunnlagt av Tesla-milliardæren Elon Musk; og sist, men ikke minst, hos Nasa, romorganisasjonen som sendte av gårde Saturn V.

De fire aktørene står klar med hver sin nye kjemperakett.

Ny månerakett markerer ny tidsalder

Det er om lag 50 år siden mennesket satte sine føtter på månen, og like lenge siden raketter har nærmet seg styrken til Saturn V. Nå trenger vi ikke vente lenger.

Fire nye kjemperaketter står klare på avfyringsrampen til å løse fire ulike oppgaver.

motorvei rommet Vulcan Centauer lastebilen
© Claus Lunau

Arbeidshesten – Vulcan Centaur

  • Oppgave: Raketten skal levere landingsmodulen Peregrine til månen i 2021.
  • Høyde: 61,6 meter.
  • Løfteevne: 27 tonn til lav jordbane.
motorvei rommet SLS måneekspressen
© Claus Lunau

Måneekspressen – Space Launch System

  • Oppgave: Hovedpersonen i Nasas program som skal sette mennesker på månen i 2024.
  • Høyde: 111 meter.
  • Løfteevne: 130 tonn til lav jordbane.
motorvei rommet New Glenn lastebilen
© Claus Lunau

Lastebilen – New Glenn

  • Oppgave: Skal frakte gods – og så mannskap – til verdensrommet.
  • Høyde: 95 meter.
  • Løfteevne: 45 tonn til lav jordbane.
motorvei rommet Starship turistbussen
© Claus Lunau

Turistbussen – Starship

  • Oppgave: Første større prosjekt blir å frakte turister en tur rundt månen i 2023.
  • Høyde: 120 meter.
  • Løfteevne: 100 tonn til lav jordbane.

Space Launch System blir nemlig kraftigere enn Saturn V.

Den nye raketten skylder Wernher von Braun en takk – for den bygger i høy grad på teknologi som ble utviklet til romfergene. Hovedmotorene heter RS-25, og det pleide å sitte tre av dem bakerst i romfergene. I bunnen av SLS sitter fire oppgraderte RS-25-motorer som nå kan yte 109 prosent av sin opprinnelige maksimale ytelse. Motorene har blant annet fått installert nye 3D-printede metalldeler.

På sidene av hovedraketten sitter faststoffraketter som er lånt fra romfergeoppskytingene, men med 25 prosent ekstra drivstoff hver.

SLS skal produseres i seks ulike versjoner som blir stadig større i takt med at prosjektenes omfang vokser.

Den første utgaven, som kalles Block 1, kan løfte 70 tonn opp i en lav bane rundt jorden, mens den siste versjonen, Block 2, kan løfte hele 130 tonn kilo den samme distansen.

Quiz: Jo, det ER rakettvitenskap

Spørsmål 2:

Når en rakett skrur på motoren sin og letter fra jordens overflate, følger den en av fysikkens grunnlover, nemlig den som sier at kraft og motkraft er like store og har motsatt retning. Hvilken berømt fysiker framsatte loven?

  • Galileo Galilei
  • Albert Einstein
  • Niels Bohr
  • Isaac Newton

Fra 2028 skal Space Launch System kunne sende astronauter enten i bane rundt månen eller til baser på månens overflate. Kjemperaketten skal gjennom ni romferder frakte mesteparten av byggematerialet til stasjon og base – og selvfølgelig astronautene – til månen.

Månen er også målet når Vulcan Centaur letter for første gang. Raketten er den vesentlig større oppfølgeren til Atlas V, som er mest kjent for å ha sendt roveren Perseverance til Mars.

Vulcan Centaur skal før utgangen av 2021 sende landingsmodulen Peregrine til månens overflate.

Den 62 meter høye Vulcan Centaur kan frakte om lag 27 tonn gods til lav jordbane – Atlas V klarte ikke mer enn 20 tonn.

motorvei rommet Vulcan Centauer højre
© Claus Lunau

Vulcan Centaur kan bygges i fire ulike versjoner med null, to, fire eller seks faststoffraketter montert utenpå rakettens sentrale sylinder.

Dermed kan Vulcan Centaur tilpasses en rekke ulike oppdrag.

Raketten er dessuten bygd slik at mange komponenter kan reddes og gjenbrukes. Det gjelder blant annet motorene ved navn BE-4 som forbrenner en blanding av flytende oksygen og naturgass. Dette etterlater motorene i mye bedre stand enn det tradisjonelt rakettdrivstoff som for eksempel parafin gjør.

Quiz: Jo, det ER rakettvitenskap

Spørsmål 3:

Hvor mange prosent av raketten Saturn Vs samlede vekt utgjorde drivstoffet?

  • 75 prosent
  • 80 prosent
  • 85 prosent
  • 90 prosent

BE-4 er utviklet hos Blue Origin til firmaets nye satsing, New Glenn. Og mens det bare er motorene til Vulcan Centaur som kan gjenbrukes, kan hele den sentrale delen av New Glenn skytes opp flere ganger.

Dermed har ingeniørene bak New Glenn tenkt på en sentral utfordring i den nye romfartstidsalderen: Skal vi virkelig åpne veien til verdensrommet, blir gjenbruk avgjørende.

Gjenbruk betyr at vi sparer dyrebar tid, materialer og arbeidsinnsats som ikke lenger går til å bygge nye rakettdeler. Derfor kan vi fly oftere – og etablere en rutefart til verdensrommet.

Gjenbruksraketter åpner veien

Tidligere bare falt rakettdelene ned gjennom atmosfæren etter hvert som de ble tømt for drivstoff.

Med den nye generasjonen raketter endrer bildet seg. Store rakettdeler kan nå lande igjen etter at de har utført løftearbeidet.

Nettopp den egenskapen står sentralt i utviklingen av raketten New Glenn, som skal fungere som fraktfartøy, først for satellitter, men på sikt også for mennesker.

motorvei rommet New Glenn venstre
© Claus Lunau

Raketten kan gjenbrukes minst 25 ganger.

Det er mulig fordi rakettens nederste del er utstyrt med finner som kan styre den trygt ned igjen når den kobler seg fra og rakettens øverste deler fortsetter mot verdensrommet.

New Glenns sju hovedmotorer bremser raketten før møtet med bakken, før seks hydrauliske bein folder seg ut og demper landingen.

Raketten New Glenn får et dobbelt så stort lasterom som dagens raketter, og den kan gjenbrukes minst 25 ganger. Dermed etablerer raketten en fast fraktrute til verdensrommet, for satellitter, byggematerialer og sonder.

motorvei rommet New Glenn step 1
© Claus Lunau

1. Løfterakett til tung last

Nederste del av raketten har sju BE-motorer som drives av flytende oksygen og naturgass. Gassen brenner relativt rent sammenliknet med et klassisk rakettdrivstoff som parafin, noe som betyr at motorene kan gjenbrukes.

motorvei rommet New Glenn step 2
© Claus Lunau

2. Løfteraketten vender hjem

Den nederste delen av raketten, som nå har brukt opp det meste av drivstoffet sitt, kobler seg fra den øverste delen og daler nedover. Underveis brukes det finner til å styre rakettdelen, som til slutt lander på et skip.

motorvej rummet New Glenn step 3
© Claus Lunau

3. Last sendes i bane

New Glenns øverste del kobles fra sidene på lasterommet. Deretter blir lasten – for eksempel en satellitt – sendt videre ut i sin bane rundt jorden. Tilbake på land er første rakettrinn nå klart til å få montert en ny last.

Med gjenbruksteknologien på plass mangler New Glenn bare én ting for å fylle sin rolle: plass.

Den 95 meter høye raketten har på toppen et lasterom som har en diameter på sju meter. Dermed er lasterommets samlede volum mer enn dobbelt så stort som andre aktive raketter.

I alt vil New Glenn kunne løfte 45 tonn gods i bane rundt jorden.

Quiz: Jo, det ER rakettvitenskap

Spørsmål 4:

Fysikere snakker om en spesifikk hastighet som et fartøy må nå for å komme seg ut av en planets gravitasjonsfelt. Hva kalles hastigheten?

  • Unnvikelseshastigheten
  • Unnslipningshastigheten
  • Evighetshastigheten
  • Utflyvningshastigheten

Mens New Glenn er tiltenkt en rolle som fraktfartøy, skal SpaceX-raketten Starship transportere en mer krevende last: mennesker.

Starship får ifølge firmaet plass til 100 mennesker. Det skal man få til ved å konstruere et mye større bemannet fartøy enn noen rakett noen gang har hatt.

De gamle månerakettene, Saturn V, og de nye, SLS, har bare bemanning helt på toppen. Starship bruker halve raketten til den bemannede delen.

Det bemannede fartøyet skal monteres på en 70 meter høy løfterakett, noe som bringer den totale høyden opp til 120 meter.

Farkosten vil kunne løfte over 100 tonn gods i bane rundt jorden. SpaceX mener det er en fullt gjenbrukbar rakett som både kan sende astronauter til månen og med tiden brukes som transportmiddel til andre planeter i solsystemet – for eksempel Mars. j

motorvej rummet Raket Starship højre
© Claus Lunau

Starship er bygd av stål, og det er noe helt nytt. De fleste raketter er lagd av aluminium. Det gjør fartøyet relativt billig, samtidig som det tåler de lave temperaturene i verdensrommet.

Starship er konstruert for å lande igjen ved å «falle på magen» ned gjennom atmosfæren og ved hjelp av bevegelige finner gjennomføre en spektakulær manøver rett over bakken som får den til å lande loddrett – klar til neste oppskytning.

Med gjenbruksteknologien trenger ikke SpaceX å bygge et nytt Starship for hver oppskyting, og dermed kan rutefarten for romturister begynne for alvor.

På den aller første prøveturen skal SpaceX sende den japanske milliardæren Yusaku Maezawa av sted sammen med opptil åtte andre romturister på en ukelang romreise i 2023, der Starship skal fly forbi månen.

Men Starship er også tiltenkt rutefart helt til Mars. Det krever at drivstofftanken fylles i verdensrommet.

Quiz: Jo, det ER rakettvitenskap

Spørsmål 5:

Hva kalles verdien som oppgis i m/s (eller km/t), og som angir hastighetsendringen et romfartøy kan oppnå ved å brenne alt drivstoffet?

  • Alfa o
  • Delta v
  • Alfa maximus
  • Gamma maximus

Det foregår på denne måten: Et Starship lastet med drivstoff går i bane rundt jorden og venter på et bemannet Starship. Når det bemannede fartøyet er fraktet ut i bane rundt jorden, kobler de to seg sammen, og drivstoffet blir overført til det bemannede fartøyet.

Med tanken fylt opp kan et bemannet Starship klare en mye lengre tur ut i verdensrommet – den mest drivstoffkrevende delen av reisen er nemlig å komme seg opp fra jordoverflaten.

Den farkosten som har fungert som «tankskip», kan nå lande på jorden igjen – og så videre.

Dermed kan opptil 1000 fartøy – ifølge direktøren Elon Musk – fylle tanken og gå i venteposisjon i bane rundt jorden. Hver 26. måned er jorden og Mars i gunstig posisjon i forhold til hverandre, og da flyr alle av sted samtidig.

Romfartøyet Starship skal sende romturister på turer til månen, men det helt store reisemålet blir Mars. Ved hjelp av tankfylling på veien skal en hel sverm av stjerneskip fly mot Mars med omkring to års mellomrom.

motorvej rummet Starship step 1
© Claus Lunau

1. Starship med drivstoff letter

Løfteraketten Super Heavy sender et Starship lastet med drivstoff i bane rundt jorden. Super Heavy kobler seg fra og lander på jorden igjen. Deretter blir løfteraketten fylt opp igjen, og et bemannet Starship blir satt på toppen.

motorvej rummet Starship step 2
© Claus Lunau

2. Bemannet Starship fyller opp tanken

Det bemannede fartøyet løftes opp i bane, der det kobler seg sammen med et Starship fylt med drivstoff – og kan dermed fylle tanken. Bemannede Starship gjøres klare og venter i bane rundt jorden.

motorvej rummet Starship step 3
© Claus Lunau

3. Starship setter kurs mot Mars

Hver 26. måned er jorden og Mars i gunstig posisjon i forhold til hverandre, slik at turen til den røde planeten blir mest mulig drivstoffeffektiv. En hel sverm av stjerneskip – i framtiden opp mot 1000 – flyr mot Mars samtidig.

Starships rutefartsprinsipp avspeiler den nye romfartstidsalderen vi går inn i med de fire nye, store rakettene.

De er større og sterkere enn noen andre raketter i historien, men enda viktigere er det at de ikke bare er bygd for engangsprosjekter eller avgrensede oppgaver. Hver og en er lagd for å utføre en rekke oppgaver og er produsert av gjenbruksdeler og gjenbrukbare deler slik at flere raketter kan sendes av sted med kortere intervaller.

Dermed vil det i framtiden alltid stå en stor rakett klar på oppskytingsrampen.

For fem tiår siden fløy Apollo-astronautene på Saturn V i ensom majestet, men nå skal en rekke farkoster av gårde stadig vekk, båret fram av de fire nye rakettene.

Den gangen var det månen som var målet, men nå speider både Nasa, United Launch Alliance, Blue Origin og SpaceX mye lenger ut i solsystemet: mot Mars. Med slike raketter åpnes det ikke bare en rute til verdensrommet – men rutefart helt til den røde planeten.

Quiz: Jo, det ER rakettvitenskap

Resultat:

Regnskapets time har kommet: Hvor mye vet du egentlig om rakettvitenskap?

1 riktig: Sannsynligvis ikke så mye. Tilbake til tegnebrettet.
2 riktige: Du har hørt etter i et par fysikktimer.
3 riktige: Bra jobba. Du har hørt etter i fysikken og kanskje til og med sett en rakettoppskyting eller to.
4 riktige: Har du jukset? Er du sikker?
5 riktige: Sjekk Nasas jobbside her.

Du kan lese mye mer om reiser til månen og Mars i artiklene våre: