Nå bygger vi månekolonien

Om bare tre år sender Nasa av gårde den nye romstasjonen, Lunar Gateway. Den blir inngangsporten for de astronautene som – med selvrensende drakter og oppblåsbare habitater – skal innta jordas satellitt de neste årene.

ESA & NASA

I et helt nytt testsenter i den tyske byen Köln er gulvet dekket av tykt lag støv – og her begynner menneskets neste reise til månen.

Månestøvet var en plage for Apollo-astronautene fordi det klebet seg til hjelmene, hindret sikten og trengte inn i alle leddene på romdraktene, som ble utslitt i løpet av ganske kort tid. De fine kornene blir ikke slipt av vind og vær som på jorda, og derfor er de skarpe som barberblader.

Samtidig medfører den kraftige ultrafiolette strålingen på måneoverflaten at støvet er ladet med statisk elektrisitet og kleber seg fast til alt. Likevel har kunstig månestøv produsert av finmalt vulkansk aske blitt svært så populært.

Det kunstige støvet skal nemlig brukes i Köln, der den europeiske romfartsorganisasjonen ESA og det tyske romforskningssenteret snart åpner verdens største treningsanlegg, Luna, for månefarere. Luna har et areal på tusen kvadratmeter og er dekket med et tykt lag kunstig månestøv.

Anlegget er bare første skritt i en storstilt internasjonal plan som i løpet av de neste tiårene skal få mennesket tilbake på månen. Denne gang i en permanent koloni som ikke bare skal fungere som springbrett for reiser lenger ut i solsystemet, men også som en avansert forskningsstasjon.

Romstasjon i bane rundt månen

Drømmen om å kolonisere jordas største satellitt har fått vinger. I 2016 lanserte ESAs generaldirektør Jan Wörner ideen om en internasjonal månelandsby, og planene fikk raskt støtte fra India, Russland og Kina.

Samtidig tok USA initiativ til å bygge en romstasjon som skal gå i bane rundt månen, noe som vil skje i samarbeid med Europa, Japan, Russland og Canada.

Rombuss går i skytteltrafikk til månen

Det amerikanske selskapt Lockheed Martin og Nasa utvikler en rombuss som skal frakte astronauter fra en romstasjon og ned til månens overflate. Bussen er fleksibel og kan lande overalt på månen.

1 Romstasjon i bane blir base

På slutten av 2020-tallet sendes astronauter rutinemessig til stasjonen Lunar Gateway. I tillegg til boligmoduler rommer den også en tilkoblingsmodul der fartøyer sendes til månen.

2 Rombuss flyr videre til månen

Turen fra romstasjonen til månen foregår med en 14 meter høy rombuss som har plass til fire astronauter og ett tonn gods. Den har ikke en fast base på månen, men kan lande overalt.

3 Bor 14 dager på fartøyet

Rombussen blir som en campingvogn, med senger, bord og andre møbler som kan slås sammen. Astronautene kan oppholde seg på månen i opptil 14 dager om gangen.

Romstasjonen Lunar Gateway skal være inngangsporten til månen når den er ferdig bygget mot slutten av 2020-tallet.

Den skal bruke seks dager på hver runde rundt månen, og avstanden vil variere mellom 1500 og 70 000 kilometer. I den endelige utgaven vil romstasjonen ha boligmoduler til astronautene og flere vitenskapelige laboratorier.

Basen skal også fungere som holdeplass for fartøyer som reiser fram og tilbake mellom jorda og månen. Romkapsler med astronauter sendes opp til stasjonen med nye store løfteraketter.

Her skifter mannskapet til en gjenbrukbar rombuss som kan lande ulike steder på månen. På måneoverflaten fungerer bussen som en campingvogn der astronautene kan bo et par uker om gangen og utforske omgivelsene før de vender tilbake til romstasjonen.

De første årene får rombussen drivstoff fra jorda, men senere skal det produseres på månen. Og da kan rombussen transportere drivstoff til romstasjonen, der romferger kan fylle tanken og reise videre ut i solsystemet eller tilbake til jorda.

Vann leverer drivstoff

Månefarenes første utfordring er vann. Det finnes i store mengder nær månens poler, men det er mye mindre ved ekvator.

Apollo-kapslene landet like ved månenes ekvator, og de prøvene av månestøvet – regolitten – som astronautene tok med seg hjem, tydet på at måneoverflaten var knusktørr.

Nye romdrakter blir elastiske og selvrensende

1 / 4

undefined

1234

Støv og stive drakter har hittil hemmet astronautene når de beveger seg utenfor farkostene sine, men nye skreddersydde og støvavvisende romdrakter er under utvikling. Den første – Nasas Z2-drakt – er klar allerede i 2020.

© NASA & Claus Lunau

Det var derfor en stor overraskelse da den indiske satellitten Chandrayaan-1 i 2010 sendte en sonde i fritt fall ned i det store Shackleton-krateret ved månens sørpol og oppdaget vannmolekyler i skyen av støv og gass som nedslaget utløste.

I dag mener astronomene at de dype kratrene ved hver av de to polene, der det er iskaldt i skyggen, inneholder opptil ti milliarder tonn vann.

De store mengdene vann kan forsyne beboerne på en månebase med vann og oksygen, men det kan også brukes til å produsere store mengder rakettdrivstoff i form av hydrogen.

Metoden kalles elektrolyse og går ut på å spalte vannet til oksygen og hydrogen ved hjelp av strøm. Vannet kan utvinnes med gruveroboter som fordamper isen i et krater og deretter samler opp vanndampen i beholdere der den kondenserer til vann.

12 mennesker har til nå besøkt månen. Alle er amerikanske astronauter.

Roverne får strøm fra solcellepaneler og omsetter den til smeltevarme. Sollyset må imidlertid først dirigeres ned til roverne nede i skyggen i kratere.

Her har Nasas forskere hentet inspirasjon på Rjukan, der gigantiske speil plassert i de omkringliggende fjellene siden 2013 har sendt sollys ned i sentrum, som ligger i skygge om vinteren.

En alternativ metode for på samle inn vann er at roverne plukker månestøv på bunnen av kratrene og varmer opp støvet i innebyggede ovner. Eksperimenter på ESAs månetreningsanlegg Luna gi et realistisk forslag til den beste teknologien.

Med tiden vil Luna bli utstyrt med et krater der forskerne blant annet kan undersøke hvilke typer månerovere som er best til å bevege seg opp og ned langs bratte kratervegger.

Når vann og rakettdrivstoff kan produseres i store mengder, vil månebasen få en avgjørende rolle som bensinstasjon for både bemannede og ubemannede ferder til Mars.

Hvis vi om 30 år for alvor beveger oss ut i solsystemet, kan både vanngruver og drivstoffabrikker på månen bli en veldig god investering.

Støv skjermer astronautene

I motsetning til jorda har månen verken et sterkt magnetfelt eller en tykk atmosfære som beskytter mot farlig partikkelstråling fra sola – og den enda farligere kosmiske strålingen som kommer fra det ytre rom.

Hvis astronautene skal oppholde seg på månen i lange perioder, er det derfor nødvendig å sørge for oppholdssteder som kan holde denne strålingen ute.

Månebasen blir selvforsynt

Forskerne har begynt å planlegge framtidens permanente månebase, som skal være selvforsynt med vann, oksygen og mat – og på sikt sørge for gruvedrift og produksjon av rakettdrivstoff til ekspedisjoner lenger ut i solsystemet.

Maciej Rebisz

Solpaneler leverer energi

Om dagen sørger solceller for strøm til habitater, gruveutstyr og drivstoffabrikker. Om natten dekkes energibehovet av brenselceller som gjør oksygen og hydrogen om til vann.

Maciej Rebisz

Rovere forvandler is til vann

Isen på månens overflate ligger særlig på bunnen av dype og kalde kratre. Vannet kan utvinnes med gruverovere som fordamper isen og samler vanndampen i beholdere.

Maciej Rebisz

Drivhus kan produsere mat

Matvarer som grønnkål, poteter og tomater dyrkes i drivhus der planterøttene er badet i næringsrikt vann. Lyset kommer fra LED-lamper.

Maciej Rebisz

Habitater beskytter mot stråling

Månen har ikke noe skjold mot stråling og meteorer. Et oppblåsbart skjelett tas med fra jorda og dekkes med 3D-printede murstein laget på stedet.

Maciej Rebisz

Månestøv gir oksygen og metall

Månestøv inneholder oksygen bundet til metalloksider. Oksygenet kan frigis ved hjelp av høy varme og en reaksjon med hydrogen. Som en bonus får måneboerne også metaller.

Maciej Rebisz

I første omgang vil oppblåsbare moduler bli sendt opp fra jorda. Disse blir beskyttet med et tykt lag månestøv, men en permanent bemannet base trenger bedre sikring.

Derfor arbeider forskerne ved det tyske romforskningssenteret i Köln for tiden med å gjøre kunstig månestøv til murstein.

Støvet brennes til en slags støpemasse ved en temperatur på 1100 °C, som kan oppnås på månen ved å konsentrere sollys fra store speil på solbelyste fjelvegger. Den varme støpemassen legges deretter i lag med en 3D-printer.

16,5 prosent av normal vekt vil du oppleve på månen, pga. den svakere tyngdekraften.

Forskerne har allerede produsert mursteiner i laboratoriet med en styrke som svarer til en femtedel av styrken til betong.

De kunstige mursteinene kan brukes til å bygge sterke bueformede tak over habitatene, slik at taket tåler måneskjelv og kan bære et tykt lag støv og grus.

En annen mulighet er å finne naturlige fjellhuler. Der vil månebasen være godt beskyttet av tykke lag med stein. Derfor har forskerne begynt å lete etter lavatunneler som er skapt av vulkansk aktivitet i månens barndom.

I 2017 fant den japanske satellitten Selene en lavatunnel som etter alt å dømme strekker seg flere kilometer under Marius- høydene på månens dagside.

De neste årene kan satellitter og roboter finne flere lovende lokaliteter som så kan undersøkes av astronauter når rombussen fra romstasjonen blir klar til å lande ulike steder på månen.

Kappløpet er i gang

Først lander de ubemannede roverne, så følger en bemannet romstasjon i bane rundt månen. Herfra sendes astronauter ned på måneoverflaten, der de forbereder byggingen av en bemannet månebase.

  • 2019

    Indias Chandrayaan-2- modul lander ved månens sørpol. Her skal en rover blant annet lete etter is nær overflaten.

  • 2020

    Det amerikanske gruveselskapet Moon Express lander i et krater med en såkalt hopper, som skal lete etter mineraler. Nasa sender romkapselen Orion i bane rundt månen med den nye store løfteraketten SLS. Orion er ubemannet på jomfruturen.

  • 2022

    Russland sender landingsfartøyet Luna-27 til månen. Fartøyet skal lete etter is og tar blant annet med et to meter langt bor. Nasa sender den første modulen til den nye romstasjonen, Lunar Gateway, i bane rundt månen. Boligmodulen følger i 2024.

  • 2023

    Nasa sender to astronauter i bane rundt månen i den nye romkapselen Orion, som har plass til opptil seks astronauter. SpaceX sender romturister i bane rundt månen i romskipet Starship, som sendes opp med den 106 meter høye BFR-løfteraketten.

  • 2024

    Astronauter bemanner månestasjonen. Stasjonen bygges ut med bosetningsmoduler og en tilkoblingsmodul for fartøyer.

  • 2025-2027

    Rovere undersøker om vann, oksygen og hydrogen kan produseres på månen, og finner de beste stedene for en månebase.

  • 2027-2030

    Gjenbruksfartøyer frakter astronauter fra romstasjonen til månen, der pionerene gjør klar til produksjon av vann og drivstoff.

  • 2030-2035

    Habitat bygges på månen. Lokalt produsert drivstoff fraktes til romstasjonen, og fartøyer sendes videre ut i verdensrommet.

  • 2040

    En permanent base bygges. Denne basen er selvforsynt med mat og energi, mens gruvedrift sørger for vann og drivstoff.

Når det gjelder astronautenes helse, blir den største utfordringen å utvikle romdrakter som beskytter dem mot stråling under månevandringene.

I dag er det bare tunge grunnstoffer som for eksempel bly som holder partikkelstrålingen ute, men selv i tynne lag veier bly altfor mye til romdrakter.

Forskerne har fortsatt ikke noen god løsning, men flere grupper av forskere forsøker å bruke nanoteknologi for å utvikle et lett materiale som kan beskytte mot stråling.

Stråling truer astronautenes hjerner

Astronautene på en framtidig månebase vil bli utsatt for mye kraftigere stråling enn kollegene ved Den internasjonale romstasjonen, som er beskyttet av jordas magnetskjold. Nye forsøk med mus tyder på at strålingen gir alvorlige hjerneskader.

1 I et amerikansk forsøk ble mus bestrålt med de samme oksygenionene som i kosmisk stråling i åtte uker. På bildet ses en nervecelle.

2 I hjernen mottar nervecellene signaler fra nabocellene gjennom en type nervetråder som kalles dendritter (blå).

3 Etter bestrålingen var mengden av dendritter redusert, og tester viste at musenes hukommelse var dårligere.

Flere andre forskere er i gang med å undersøke om medisiner kan forebygge stråleskader eller hjelpe kroppen med å reparere skadene.

Menyen er kål og melormer

Månebasen må bli selvforsynt med matvarer raskest mulig, for det er dyrt å sende mat til månen.

Og i januar 2019 kom det oppmuntrende nyheter da de første plantene spirte på månen i et lite vekstkammer om bord på det kinesiske landingsfartøyet Chang'e 4.

Det var en bomullsplante, som ikke kan spises, og den døde etter kort tid. Men forsøk ved Den internasjonale romstasjonen har vist at det er mulig å dyrke salat i svak tyngdekraft.

Samtidig har Nasa utviklet et oppblåsbart sylinderformet drivhus til månen som kalles Prototype Lunar Greenhouse, og som forskerne bruker til å undersøke hvilke planter som har flest livsnødvendige næringsstoffer.

De skal helst komme fra ferske planter, siden mange av stoffene – for eksempel kalium, C-vitamin og K-vitamin – brytes ned ved lagring.

Og konklusjonen er klar: Grønnkål, med store mengder fiber og vitaminer, er vinneren. Andre nyttige planter i et månedrivhus vil være poteter, som sørger for kalorier, og rapsolje til å tilberede maten med.

3,8 centimeter beveger månen seg vekk fra jorda hvert eneste år.

Selv om månefarerne først og fremst skal være vegetarianere, arbeider flere forskere med løsninger for å sørger for animalsk protein.

I et 370 dager langt isolasjonsforsøk på den kinesiske treningsbasen Lunar Palace 1 holdt de kinesiske astronautene melormer som et supplement til grønnsakene.

Samtidig undersøker russiske forskere mulighetene for å holde karper i akvarier på en månebase.

De første drivhusene på månen blir lukkede og overdekkede systemer, der plantene belyses med LED-lamper og vokser i såkalte hydroponiske systemer, der røttene blir badet i næringsrikt vann.

Men Nasa har begynt å undersøke om planter kan vokse i kunstig månestøv. Hvis de klarer å gjøre regolitt om til jord, kan grønnsaker suppleres med frukt fra små trær.

Månen viser solsystemets fortid

Det er 50 år siden Apollo-astronautene satte sine legendariske fotspor i månestøvet, og om nye 50 år vil vi etter all sannsynlighet ha en stor bemannet base på månen.

De første skrittene mot den framtidsvisjonen skal tas i støvet på treningsanlegget Luna i Köln. Her er taket utstyrt med et system av kraner, ruller og trinser som ved hjelp av kabler kobles til astronautenes romdrakter, slik at de får en realistisk opplevelse av å bevege seg i månens svake tyngdekraft.

Samtidig gir basen muligheter for å teste framtidens eksperimentelle romdrakter, som frastøter elektrisk ladet månestøv og sørger for at draktene ikke slites ut av støvet under lange opphold på månen.

Luna er dessuten utstyrt med justerbare lamper som kan etterligne lyset ulike steder på månen, og ESA velger snart utforming for et oppholdsrom på størrelse med en skipscontainer, der astronautene kan trekke seg tilbake under lange omganger med trening.

Månebasen kan bygges to steder

Ekvator mangler is
Ekvator (sirkel 1) er det beste stedet å lande og sende opp raketter fra, og her kan kolonistene være i radiokontakt med jorda hele tiden. Men det er lite is her, og det kan gjøre det vanskelig å skaffe vann.

Polene er ute av kontakt
De to polene (sirkel 2) har rikelig med is, men så mye fjell at det er vanskelig å lande. Dessuten vil det være perioder der radiokommunikasjonen til jorda blir brutt.

Senere blir anlegget utstyrt med et system som lar solceller produserer strøm.

Her kan astronautene teste avstøvning av panelene, men også støvsikret teknologi til å spalte vann til oksygen og hydrogen, som kan brukes til rakettdrivstoff.

Det blir antagelig månens viktigste ressurs, siden ekspedisjoner til blant annet Mars vil bli mye billigere hvis rakettene kan fylle drivstoff som er produsert på månen. Det er enkelt å lette fra månen når tanken er full, siden tyngdekraften er et mye mindre hinder.

For forskerne blir månen også et paradis. Geologer kan kartlegge asteroidebombardementet i solsystemets barndom fordi de fleste av de 3,9 milliarder år gamle kratrene – i motsetning til på jorda – er bevart.

Astronomenes teleskoper kan se ut i verdensrommet uten å bli plaget av den tykke atmosfæren på jorda og radiostøy fra alt det elektroniske utstyret vårt. Men først og fremst kan månen bli springbrettet som lar oss reise til Mars og enda lenger ut i solsystemet.

Les også:

Romfart

Astronauter oppgraderer til 1. klasse

12 minutter
Romfart

Nå får Europa sin første private romhavn

14 minutter
Romfart

Apollo 17: Den siste måneferden slo alle rekorder

11 minutter
Mest populære

Logg inn

Feil: Ugyldig e-postadresse
Passord er påkrevd
VisSkjul

Allerede abonnement? Har du allerede et abonnement på magasinet? Klikk her

Ny bruker? Få adgang nå!