Hvorfor det tog USA 51 år at komme tilbage på månen

For første gang siden 1972 er USA tilbage på månen.

Klokken 18.23. Østlig tid Torsdag den 22. februar landede Intuitive Machines Inc. et robotrumfartøj på månen og blev det første private firma, der placerede et køretøj intakt på månens overflade.

NASA, som betalte næsten 118 millioner dollars for denne mission, udsendte lykønskninger på X social media platform:"Din ordre blev leveret ... til månen!" Intuitive Machines vil med tiden sende yderligere to landere til månen i samarbejde med NASA.

Efterhånden som de nationale rumambitioner vokser, og rummets forretning udvides, har firmaer løbet for at hævde titlen som at lande det første private fartøj i ét stykke på månen. Ingen har haft succes indtil nu. En israelsk nonprofitorganisation, SpaceIL, forsøgte i 2019, men dens fartøj kom for hurtigt ind og styrtede ned på overfladen. Sidste år mistede Tokyo-baserede Ispace Inc. kontakten med sin lander. Og i januar led den Pittsburgh-baserede Astrobotics lander motorfejl lige efter at have nået rummet.

Siden USA med succes satte folk på månen for et halvt århundrede siden, hvorfor viste det sig så svært for virksomheder – selv lande – at gøre det igen?

Månen er et barsk miljø. Det er svært at designe rumfartøjer, der kan navigere på overfladen, og det er næsten umuligt at genskabe disse situationer på Jorden til test. Og private virksomheders ressourcer blegner i forhold til, hvad NASA havde i 1960'erne:en krigskiste, der engang steg til omkring 4 % af det samlede amerikanske føderale budget.

Den største forhindring kan have været det 21. århundredes ingeniører og virksomheder med ringe eller ingen måneskudserfaring. Det er mere end 50 år siden, folk har designet og sendt landere til månen, så virksomhederne begyndte næsten fra bunden og arbejdede med nye teknologier.

"Vi siger, at vi har været der før, men disse virksomheder har ikke været der før," sagde Phillip Metzger, en planetarisk fysiker ved University of Central Florida, i et interview. "Det er virkelig ny teknologi, der bliver perfektioneret og modnet lige nu."

Tilbage til månen

NASA havde vendt opmærksomheden væk fra månen efter den sidste Apollo-mission i 1972 for at fokusere på rumfærgen, den internationale rumstation og andre mål. Forskellige administrationer foreslog at vende tilbage til månen, men disse programmer overlevede ikke politisk modvind. Men i 2017 ansporede præsident Donald Trump NASA til at lancere Artemis-initiativet for at sende mennesker tilbage.

Rumorganisationens mål er at skabe en bæredygtig tilstedeværelse på månen og hævder, at det at lære at leve og arbejde der i sidste ende vil hjælpe mennesker med at udforske solsystemet.

Det betyder masser af lukrative offentlige kontrakter. Og i modsætning til Apollo-æraen har private virksomheder potentialet til at nå dertil - med lidt hjælp fra NASA. Intuitive Machines og Astrobotic samarbejdede begge med rumagenturets CLPS-program, designet til at hjælpe med at anspore udviklingen af ​​kommercielle landere til Artemis.

Alligevel er der stadig fysiske udfordringer for måneudforskning. Bare det at rejse gennem rummets vakuum for at nå månen er en kamp til at begynde med. Rumfartøjer skal håndtere vilde temperatursvingninger, afhængigt af hvilke dele af køretøjet der vender mod solen, og de bliver ofte bombarderet med kosmiske stråler - bestrålede partikler, der strømmer fra solen eller dybe rum, der nemt kan stege elektronik, der ikke er godt beskyttet.

Månen er omtrent en fjerdedel af vores planets bredde, med meget mindre tyngdekraft generelt, hvilket gør det svært at manøvrere i kredsløb. Dets barske terræn, kratere og andre faktorer spreder tyngdekraften ujævnt.

"Når du kredser om månen, vil du til sidst styrte ind i månen, fordi den klumpede tyngdekraft vil forstyrre din bane," sagde Metzger. "På grund af det skal du have en navigation, der præcist forstår, hvor du er og kan tilpasse dig i realtid."

I modsætning til Jorden, som har en atmosfære, der hjælper med at afbøde faldet af hjemvendte rumfartøjer, har månen næsten ingen atmosfære. For at lande der, skal praktisk talt alle rumfartøjer bruge en eller anden form for raketmotor til at sænke sig forsigtigt til jorden nedenfor. Rumfartøjerne skal brænde deres motorer så præcist, at de kommer til et relativt stop lige over overfladen. Ellers risikerer de at styrte sammen.

Alt dette kræver, at man ved, hvad rumfartøjet er ved at lande på. Robotlandere er ofte afhængige af information indsamlet af køretøjets sensorer, såvel som billeder af deres landingsmål indsamlet før tid, som ofte ikke er særlig høj opløsning. Det komplicerende er månens afstand fra Jorden. Der er normalt et par sekunders forsinkelse, når du sender kommandoer til disse rumfartøjer.

"Du skal gøre alt dette selvstændigt," sagde Addie Dove, en lektor ved University of Central Florida, der arbejder på en månelandingsmission. "Der er ingen måde for et menneske at rette ting i realtid, bare på grund af hvor hurtigt det hele sker."

Dette kan føre til problemer som dem, Ispace stod over for i 2023. Den fandt til sidst ud af, at dens månelander led en softwarefejl og fejlbedømte højden af ​​terrænet nedenfor, hvilket fik den til at løbe tør for brændstof og styrte ned.

Og nogle gange er der hardwarefejl. I januar landede Japan Aerospace Exploration Agency sin Smart Lander for Undersøgelse af månerumfartøjer inden for 55 meter eller 180 fod fra dets tilsigtede mål. Et åbenbart motorproblem fik køretøjet til at røre hovedet i stedet for siden. Så mens den landede intakt, sluttede dens mission tidligt, da den ikke kunne genoplade sine solpaneler korrekt.

Sydpolen

Et ekstra lag af vanskeligheder for Intuitive Machines var dets tildelte mål. Oprindeligt håbede selskabet at lande i nærheden af ​​månens relativt flade ækvator, hvor alle Apollo-missionerne landede. Men NASA bad virksomheden om at ændre sit landingssted til månens sydpolområde – et sted, som adskillige lande har kigget på, og som Indien nærmede sig med landingen af ​​sin Chandrayaan-3 i august sidste år, efter at et russisk forsøg mislykkedes.

Data indsamlet af robotrumfartøjer, der besøger månen, har bekræftet, at mange af sydpolens kratere kan indeholde lommer af vand i form af is. NASA og andre er potentielt interesserede i at udvinde denne is, som kan bruges til drikkevand eller afgrøder. Hvis det brydes ad i dets elementære komponenter - brint og oxygen - kan vandet også blive fremtidige drivmidler til raketter. Men det mangler at se, hvor meget is der er, og hvilken tilstand den er i.

NASA håber i sidste ende at lande fremtidige Artemis-astronauter i denne region og er afhængig af USA's første udsyn på jorden fra Intuitive Machines' lander. Regionen er stærkt pocket med kratere, og det er endnu sværere at komme dertil fra kredsløb end at komme til ækvator. Ændring af landingsstedet krævede ekstra analyse og teknik – næsten som at planlægge en helt ny mission.

"Vi skal til helt andre steder på månen, som vi aldrig har været," sagde Dove. "Det er lidt ligesom at sige, at vi har udforsket hele Antarktis eller hele Afrika, når vi kun har været ved kysten."

Mens månen rumfartøjer gennemgår mange års test på Jorden, er den eneste måde at vide, om de vil lykkes, at teste dem i rummet. Men selv det har sine grænser.

"Hvis du styrter for mange gange, så får politikerne dig til at holde op med at prøve," sagde Metzger. "Hvis det er en kommerciel indsats, så trækker investorerne sig. Så du har ikke et uendeligt antal forsøg."

For Intuitive Machines ser det første forsøg ud til at have virket. Og med NASA-administrator Bill Nelsons ord, den bedrift "viser kraften og løftet i NASAs kommercielle partnerskaber."

2024 Bloomberg L.P. distribueret af Tribune Content Agency, LLC.