Hvordan en ny orbital månestation kunne bringe os til Mars og videre

Drømmen om et menneskeligt levested i kredsløb om månen kom et skridt nærmere den 27. september, da NASA og den russiske rumfartsorganisation (Roscosmos) skrev under på en fælles vision for fremtidens menneskelige udforskning. Projektet, en opfølgning på den internationale rumstation (ISS), involverer et anlæg placeret i kredsløb et sted mellem Jorden og månen - en region kendt som cis-månerummet. Set som et springbræt på vej til dybere udforskning af rummet, det er blevet døbt Deep Space Gateway, DSG.

NASAs nye heavy-lift raket, Space Launch System, som stadig er under udvikling, vil muliggøre opførelsen af ​​DSG. Den vil blive suppleret af Ruslands mindre magtfulde Proton-M og Angara raketter. Imidlertid, det er misvisende at fremstille dette som et rent Rusland-USA-partnerskab, fordi de tre andre ISS-partnere (den europæiske, Japanske og canadiske rumfartsorganisationer) er højst sandsynligt også involveret.

Siden Apollo 17 kom tilbage fra månen i 1972, intet menneske har vovet sig længere hjemmefra end "lavt kredsløb om Jorden", en højde på kun 400 km i tilfældet med ISS.

ISS begyndte at bygge i 1998 og har været konstant besat af (normalt) seks mandskab siden november, 2000. Tidligere planlagt til at vare indtil 2020, projektet er blevet forlænget til 2024 og kan forlænges længere. Men den ældes - og mange vil hævde, at den allerede burde være blevet udskiftet. Det har kostet et sted i omegnen af ​​$150 mia. Det er ikke billigt, men, for at sætte det i sammenhæng, det virker som nogenlunde det samme, som menneskeheden har slynget sig af med at købe læbestift over den samme 20-årige periode.

Vi kan forvente en sammenlignelig eller større pris for DSG, som skal begynde at blive samlet i midten af ​​2020'erne, under forudsætning af, at NASA kan få sit heavy-lift Space Launch System klar i tide på trods af en usikker finansieringssituation.

Baner

DSG har fået sit navn, fordi dens position ud over den dybeste del af Jordens tyngdekraftsbrønd, den stærkeste del af jordens tyngdefelt, hvilket betyder, at du har brug for mindre energi for at starte en mission derfra. Det gør det til en fantastisk mellemstation for afgang af menneskelige ekspeditioner til månens overflade og fjernere destinationer som Mars. Det kunne også fungere som en modtagefacilitet for indledende undersøgelse (og karantæne, til planetariske beskyttelsesformål) af prøver bragt tilbage fra Mars eller andre legemer.

I modsætning til ISS, DSG ville ikke være konstant beboet. De nuværende planer kræver et årligt 42-dages besøg af en besætning på fire personer, i første omgang. Når de er ledige, instrumenter på DSG kunne fortsætte med at indsamle nyttige videnskabelige data, især når man er tæt på månen. Det vil ikke blive placeret i en lav månebane, men ind i særlige punkter i rummet, såsom hvor tyngdekraftens tiltrækning mellem Jorden og månen er afbalanceret. Dette gør det muligt for den at følge en "nær retlinet halo-bane" (se video nedenfor). Fra månens synspunkt, DSG ville gentagne gange feje lavt over en stang, giver store muligheder for videnskabelige målinger.

På andre tidspunkter kan DSG sidde længere fra månen, i en gloriebane om en position på månen-Jord-linjen kendt som L₂ Lagrange-punktet. Balancen af ​​gravitationskræfter her gør det muligt at "parkere" et rumfartøj for at foretage observationer.

Imidlertid, disse baner er kun kvasi-stabile, så nogle justeringer ville være nødvendige for at opretholde DSG i disse konfigurationer uden at flyde væk andre steder. Den canadiske rumfartsorganisation har foreslået brugen af ​​et solsejl til at udføre det meste af arbejdet, frem for at bruge thrusterbrændstof. Jeg synes det er en god idé fordi solenergi sejler, som får et skub fra strålingstryk, endnu ikke er blevet afprøvet tilstrækkeligt til at teste deres potentiale – så dette er en mulighed for at vurdere, hvordan man bedst kan arbejde med dem. Ud over deres brug til at manøvrere rundt i solsystemet, solsejl kan en dag drive sonder til de nærmeste stjerner.

Konkurrencen

DSG er stadig meget langt fra virkeligheden. Men det er et logisk næste skridt efter ISS – og enhver langsigtet multinational kooperativ virksomhed i rummet skal være en god ting, givet skænderiet mellem nationer, der foregår hernede på Jorden. Det kan dog ikke føre os særlig hurtigt til Mars – statsfinansierede projekter er ofte pengesnøre, hvilket betyder, at planerne kan halte bagefter private virksomheders indsats som Elon Musk og hans super-heavy-lift Interplanetary Transport System, eller BFR.

Dette er kun Musks første skridt. Taler ved den internationale astronautiske kongres i Adelaide, han afslørede sine egne ambitiøse planer for en månebase efterfulgt af raketter til Mars inden 2022.

Uanset hvordan det kommer til, det ville helt sikkert være inspirerende at se astronauter rejse ud over et lavt kredsløb om Jorden igen. En renoverbar platform såsom DSG et sted i nærheden af ​​månen ville tilbyde mange måder at studere både månen på (personligt vil jeg gerne montere et røntgenspektrometer på DSG for at kortlægge fordelingen af ​​de kemiske grundstoffer over månens overflade) og samspillet mellem Jorden og solen.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.