Nå flytter romstasjonen til månen

Fra den nye stasjonen kan astronauter teste livet i det fjerne verdensrommet og utforske vår grå følgesvenn – men stasjonen blir også et springbrett til reiser lenger ut i solsystemet, for eksempel til naboplaneten vår Mars, for hvis drømmen om å utforske hele solsystemet skal gå i oppfyllelse, har vi ifølge de store romorganisasjonene faktisk ikke noe valg: Vi må til månen.

Mennesket flytter opp i bane

Romstasjonenes tidsalder begynte i 1971, da russerne sendte Saljut opp i bane rundt jorden. Amerikanerne fulgte opp med Skylab i 1973, og i 1986 kom russiske Mir, som styrtet i Stillehavet i 2001.

Fra 1998 etablerte Russland, Canada, USA, Europa og Japan i samarbeid Den internasjonale romstasjonen, ISS, som har vært det eneste permanente romlaboratoriet de siste 20 årene, og Nasa har godkjent driften av ISS fram til utgangen av 2028.

Nå er forskerne klare – og teknologien moden – til ikke bare å bygge etterfølgeren til ISS, men også å forene det ønsket med et annet som har boblet siden 1970-tallet: å vende tilbake til månen.

I 1969 satte astronauter for første gang føttene på månen. Omtrent 55 år senere, i 2024, skal mennesket vende tilbake. Nasa sjøsetter på slutten av 2021 etterfølgeren til Apollo-programmet. Det har fått navnet Artemis, og i 2024 skal det sette mennesker på månen igjen.

Romorganisasjonen har derfor utviklet en rakett som er enda kraftigere enn Saturn V, som sendte av sted Apollo-astronautene: Space Launch System (SLS). På toppen av SLS plasseres romkapselen som kalles Orion, og som har plass til seks astronauter.

Men en ting har endret seg på 55 år: Neil Armstrong og Buzz Aldrin forlot månen etter 21 timer. Nå skal vi etablere et kontinuerlig nærvær rundt og på månen.

Og første skritt blir å montere den nye romstasjonen, Gateway som blir et knutepunkt for trafikk og forskning.

Romstasjon måler stråling

I 2024 skal de to første modulene av den nye romstasjonen skytes opp, en motormodul og en boligmodul.

Romstasjonens motor får energien fra to 18 meter lange solpaneler som leverer 60 kW strøm. De er dermed de største som har vært i bruk på noe romfartøy, bortsett fra ISS.

Boligmodulen, som kalles Halo, er på 18,7 kubikkmeter og er en videreutvikling av fartøyet Cygnus, som i en årrekke har fraktet vitenskapelig utstyr og reservedeler til Den internasjonale romstasjonen. Modulen blir koblet sammen med motormodulen før oppskytingen.

Modulen har imidlertid fått livsviktig nytt utstyr: strålingssensorer.

På ISS beskytter jordens magnetfelt mennesker mot stråling som blant annet kommer fra solen, men i bane rundt månen, om lag 384 000 kilometer fra jorden, er det ikke noe slikt beskyttende felt.

På utsiden av boligmodulen sitter derfor måleren ERSA, som registrerer energien i blant annet protoner og elektroner som treffer romstasjonen. ERSA kan beregne når partiklenes energi er så kraftig at den kan kortslutte elektronikk – og skade menneskelig vev.

Inne i boligmodulen sitter måleren IDA, som utfører de samme målingene. Dermed kan forskerne finne ut hvor godt romstasjonens skall beskytter mot strålingen.

Neste trinn i byggeprosessen er å skyte opp enda en boligmodul, The International Habitation Module (I-HAB), som blir konstruert i et samarbeid mellom det europeiske og den japanske romorganisasjonen.

I-HAB kan, akkurat som Halo, romme fire astronauter om gangen, men tilbyr hele 48 kubikkmeter plass. Den japanske romorganisasjonen står for å installere luftfiltrering og temperaturkontroll, som sikrer at astronautene kan oppholde seg i modulen uten romdrakt.

I 2026 sendes Canadas bidrag opp til månestasjonen: en 8,5 meter lang gripearm som skal reparere og vedlikeholde stasjonen.

Og i 2027 letter drivstoffmodulen Esprit. Modulen er utstyrt med tanker som kan fylles med flytende drivstoff til romfartøy som kobler seg til stasjonen, samt xenongass og hydrazin som stasjonens egne motorer bruker til å holde seg i bane rundt månen.

Esprit får også vinduer, slik at astronauter kan se månen fra alle vinkler på vei rundt i stasjonens bane.

I motsetning til ISS, som har en nesten sirkulær bane rundt jorden, blir Gateways bane formet som en ellipse. Månestasjonen vil være 1500 kilometer fra månens overflate på det nærmeste og 70 000 kilometer unna senere samme uke.

Når stasjonen er nærmest månen, vil det være mye enklere å reise ned til overflaten. Og når stasjonen er lengst unna, betyr vekselvirkningen mellom jordens og månens tyngdekraft at det krever minst mulig drivstoff å opprettholde banen.

I løpet av årene skal astronauter oppholde seg om bord på stasjonen i intervaller på 30 dager, men de skal også lande på månens overflate og analysere prøver derfra.

Første besøk på stasjonen blir etter planen i 2024, når Nasa sender opp fire astronauter. To av dem fortsetter til månen, mens to blir boende på stasjonen før de etter omtrent en uke vender nesen hjemover.

Forskningen på stasjonen dreier seg særlig om hvordan menneskekroppen blir påvirket av strålingen i verdensrommet – når man er langt unna jordens beskyttende magnetfelt.

Astronautene på stasjonen kan fjernstyre rovere på månens overflate som utforsker landskapet og finner områder der det er aktuelt å samle inn prøver som kan fraktes tilbake til stasjonen av ubemannede fartøyer og analyseres.

Forskerne er særlig interessert i vann. Prøver fra et indisk romfartøy har allerede bekreftet at det finnes is i store kratre på månens nord- og sørpol. Vannet kan både brukes som drikkevann for mennesker på månen og spaltes ved hjelp av elektrolyse til hydrogen og oksygen, som kan brukes som rakettdrivstoff.

Hvis ingeniører kan etablere drivstoffproduksjon på månen, kan drivstoffet fraktes til Gateway. Deretter kan det bli overført til et romfartøy fra jorden som kobler seg til før det fortsetter videre ut i solsystemet.

Og med tiden blir det ikke bare rovere og maskineri som produserer drivstoff, som skal holde til på månen. Det skal også bygges bemannede baser. Russland og Kina har nylig kunngjort at de går i gang med arbeidet.

Kinesiske Chang'e-landingsfartøyer kommer til å utgjøre de første byggeklossene. Først kartlegger to av fartøyene et område nær månens sørpol ved hjelp av små rovere .

Deretter sender Russland og Kina 3D-printere til månen. Printerne skal utnytte løsmasser på månen til å bygge boligmodulene.

Selv om Russland og Kina har vært raskest til å komme på banen med en tidsplan for en månebase, pønsker også Nasa på fast bosetning på månen på sikt.

Boligmoduler skal ifølge planene, akkurat som basen til Russland og Kina, 3D-printes av regolitt. Basen skal opplyses så kraftig at forskerne der inne får opplevelsen av å arbeide og bo i dagslys.

Nasa vil først testprinte beboelige moduler av et spesialutviklet materiale som ligner på regolitt, i et vakuumkammer som skal etterligne forholdene på månen, og senere skal de videreutvikle 3D-printeren slik at den kan sendes til månen og fungere der.

Men nøkkelen til hele utforskningen av månen blir Gateway. Stasjonen er nemlig ikke bare etterfølgeren til Den internasjonale romstasjonen, ISS. Den er 1000 ganger så langt unna – og dermed også 1000 ganger nærmere resten av solsystemet.

Den nye stasjonen er spådd en levetid på 15 år. Og når de 15 årene er omme, holder vi sannsynligvis på å bygge – eller vi har allerede bygd – stasjonens etterfølger på selve månens overflate.

Eller lenger ute i solsystemet.