Til Månen og Mars – Kortlægning af det nye rumkapløb

Rumkapløb 2.0

Menneskehedens første udforskning af rummet fandt sted under den kolde krig og den store magtkamp mellem USA og Sovjetunionen. Så uheldigt som det er, ser det ud til, at en af vores arts største præstationer måtte have konflikter og truslen om krig for at komme videre.

Efter Apollo 11’s landing på Månen og Sovjetunionens sammenbrud aftog impulsen til at gå i rummet en smule. Årti efter årti samlede flere år sig uden at en eneste menneske havde gået på Månen.

Men et nyt rumkapløb er i gang, og ligesom det første, drives det af den voksende rivalisering mellem USA og den nye stigende supermagt, Kina. Med Rusland, arving af Sovjetunionen, klar til at slutte sig til Kina.

Når vi diskuterer den seneste fremgang inden for rumforskning, har vi en tendens til at fokusere enten på den korte sigt, som den imponerende landing fra SpaceX for få dage siden.

Eller den meget lange sigt, som hvordan vi kunne bygge en global rumbaseret økonomi eller de nødvendige infrastrukturer for at komme dertil, inklusive forsyning af ubegrænset grøn energi til Jorden.

Mindre ofte diskuteret i de umiddelbare næste 1-2 årtier, samt planerne fra ikke-vestlige offentlige agenturer og private virksomheder.

Rumstationer

ISS

Efter afslutningen af den russiske rumstation Mir i 2001 var kun ISS (International Space Station) stadig i kredsløb med astronauter.

Kilde: NASA

Dette aldrende udstyr, startet i 1998, er i stigende grad svært at vedligeholde og tilbøjeligt til fejl. Som følge heraf forventes det at blive pensioneret senest i 2030.

I sommeren 2024, NASA annoncerede, at SpaceX var blevet udvalgt til at udvikle og levere den amerikanske deorbit-vehikel.

Kinas Tiandong

ISS blev for nylig sluttet op af Kinas Tiandong (betydning Himmelsk Palads) rumstation, hvis konstruktion startede i 2021.

Kilde: Wikipedia

Kina besluttede at bygge sin egen station efter Wolf-amendmentet, en amerikansk lov fra 2011, der forbød Kina at samarbejde med USA, Europa eller Japan inden for rumforskning, især ISS.

Det anses nu bredt for at være en dårlig idé, og det har udløst, at Kina udvikler sin egen kapacitet inden for rumopsendelse og konstruktion af rumstationer. Tiandong er nu åbnet for ikke-kinesiske astronauter, sandsynligvis først sine russiske partnere, som har været afgørende for at fremskynde Kinas fremgang i rummet.

Kina planlægger at fordoble stationen fra 3 til 6 moduler i de kommende år. Dette vil bringe dens masse til 180 metriske tons, eller kun 40 % af ISS’ 450 tons.

Kilde: Wikipedia

Online-diskussioner har også fokuseret på, hvor mere strømlinet Tiandongs indvendige design er sammenlignet med ISS, men dette er sandsynligvis lidt uretfærdigt, da Tiandong har haft fordel af meget nyere IT-teknologi og erfaring fra Mir og ISS’s konstruktion.

Kilde: Reddit

Tiandong vil give erfaring til Kinas taikonaut, det kinesiske ord for astronaut, på samme måde som russerne brugte kosmonaut, og vil blive brugt til at udføre videnskabelige missioner.

Den vil også betjene et Hubble-lignende rumteleskop kaldet Xuntian (“undersøgelse af himlen.”), som vil dele rumstationens bane og vil blive vedligeholdt af Tiandong-reparationer, vedligeholdelse og fremtidige opgraderinger.

“Xuntian-teleskopet har været det vigtigste videnskabelige projekt siden lanceringen af vores lands rumstationsprogram. Det er en videnskabelig facilitet, som det kinesiske astronomiske samfund har ventet spændt på, og en videnskabelig facilitet, der repræsenterer statslig høj teknologi inden for astronomi.

Hubble kan se et får, men CSST ser tusinder, alle med samme opløsning,

Zhou Jianping – Chefdesigner af Kinas bemandede rumprogram

Russisk station

Siden afslutningen af Mir har Rusland været en nøglepartner i ISS-programmet, hvilket afspejler en ny æra med et mere begrænset budget efter Sovjetunionen og bedre internationale relationer.

Krigen i Ukraine har vejet tungt på dette siden, og i 2024 annoncerede Rusland planer om at forlade ISS-programmet og bygge sin egen 4-modulers rumstation. Det første modul vil blive opsendt i 2025, med de 4 hovedmoduler tilknyttet i 2030 og yderligere 2 i 2033.

Kilde: Payload

Denne ambitiøse plan illustrerer Moskvas intention om at forblive en uafhængig partner til Kina og ikke stole fuldstændigt på dem i rumforskning. Dog kan den lide under budgetbegrænsninger, hvis krigen i Ukraine fortsætter eller den russiske økonomi bremser. Den vil også i høj grad afhænge af succesen med den nyligt testede tunge affyringsraket Angara A5.

Flyv os til Månen

Udover rumstationer er Månen den primære bekymring i det nye rumkapløb, med NASA og dets internationale partnere samt Rusland og Kina, der planlægger at bygge permanent beboede bemandede baser.

Dette skyldes nogle få nøglepunkter, der gør Månen meget attraktiv som første skridt i interplanetarisk kolonisering.

Nærhed

Det første argument for at udvikle vores første rumbase på Månen er, at den er relativt tæt på Jorden. I modsætning til hvad man kunne forvente, reducerer dette ikke væsentligt antallet af raketopsendelser eller den nødvendige energi for at nå den. Når man er i kredsløb, er alt i solsystemet “tæt” med hensyn til den nødvendige energi.

Det er dog en meget kortere rejse. Dette har flere fordele:

• Mindre rejsetid betyder mindre strålingseksponering og mindre behov for tungt skjold på transportskibet.
• At bringe ekstra forsyninger i en nødsituation eller evakuere en syg eller såret astronaut er hurtigere.
• Der er næsten ingen kommunikationsforsinkelse (1,25 sekunder), hvilket muliggør næsten øjeblikkelig kommunikation, samtaler i realtid og assistance med teleopererede systemer.

Tyngdekraft

Månenes tyngdekraft er 1/6 af Jordens. Det er ikke meget, men det kan hjælpe med at reducere de negative sundhedseffekter af mikrotyngdekraft, som dem på rumstationer. Det kan faktisk være en guldgrube af information til at forstå, hvad lav, men ikke‑nul tyngdekraft gør på den menneskelige krop på lang sigt, noget der stadig ikke er forstået. Og åbenlyst er dette meget vigtig data for at forstå, om vi en dag kan bosætte Mars.

Det gør også alt fra fremstilling til vedligeholdelse og dagligliv lettere. Genstande falder ned, væsker og mad svæver ikke omkring osv.

Metallisk regolit

Mange forestiller sig overfladen på Månen som lavet af en støvet hvid sten. I stedet er overfladen på Månen, især de øverste 15 meter (16 yards), lavet af et fint slibende støv fra meteoritebombardement, kaldet regolit.

Denne regolit består hovedsageligt af oxygen (43 %) og silicium (20,1 %), men også mange metaller: 12,5 % jern, 7,4 % aluminium, 6,1 % magnesium og 1,8 % titanium. Dette betyder, at den direkte på overfladen kan levere alle de metaller, vi har brug for til at bygge store habitater og solpaneler til en Månebase.

Den kunne endda levere flere metaller, end vi har brug for til at bygge solpaneler til at forsyne Jorden eller store rumskibe til masseoverførsler til Mars.

Det er også muligt at smelte den og raffinere den ved hjælp af lokale ressourcer relativt let. For mere information kan du se den fremragende (og lange) video fra kanalen Astrum om emnet:

https://www.space.com/china-space-telescope-xuntian

Luftløshed

Fordi Månen er luftløs, vil den sandsynligvis aldrig have milliarder af indbyggere. Dette har dog nogle store fordele.

Den første er, at smeltning af regolitmetal i et hårdt vakuum kan udføres ved at omdanne dem til gasser. Dette kan ske ved temperaturer under 1.000 °C, let opnåelige med solkoncentratorer.

En anden fordel ved at have ingen luft kombineret med lav tyngdekraft er, at det er meget lettere at forlade Månens overflade end at forlade Jordens. Mens på Jorden er masse‑drivere, en slags højhastighedskatapultering af rumskibe i kredsløb, stadig science fiction, kunne vi sandsynligvis bygge en på Månen i morgen med det rette budget.

Kombineret med den lokale materialerigdom antyder dette, at det måske giver mere mening at udvinde og fremstille størstedelen af materialet, der er nødvendigt for rumforskning, på Månen.

NASA’s Måneplaner

NASA’s plan for Månen er dækket af Artemis-missionerne, startende med Artemis I op til Artemis IV, med opbygning af en permanent Månebase, samt en rumstation i Månens kredsløb, Lunar Gateway.

Kilde: NASA

Planen er én mission per år, med 4 astronauter hver gang, 2 i kredsløb og 2 på selve Månen.

Kilde: The Planetary Society

Forsinkelser hober sig

Et tilbagevendende problem med Artemis-programmet er forsinkelser i den planlagte tidsplan. I 2020 var Artemis II & III allerede forventet til 2024.

Et centralt problem er SLS (Space Launch System), en ny raket bygget af de store forsvars‑ og luftfartsentreprenører Boeing, Aerojet Rocketdyne (del af L3Harris), Lockheed Martin (LMT ) og Northrop Grumman (NOC ). SLS’ samlede udviklingsomkostninger er steget til $100 mia., eller $12 m per dag, og har oplevet flere fejl under testning. Som en ikke‑genanvendelig raket øger den også budgettet for Måne-missionerne betydeligt.

Den lunare lander, eller Human Landing System (HLS), bliver også forsinket, hvor den blev vurderet til at have 70 % chance for at være klar i 2028. Imens Artemis rover-teamet fra Lockheed Martin bliver erstattet af Leidos‑medarbejdere.

Den nærmeste deadline for at mennesker skal vende tilbage til Månen er nu 2026, med lunare habitater (Foundation Habitat og Mobile Habitat) lanceret i 2032.

Samlet set har de gentagne forsinkelser og massive omkostningsoverskridelser påvirket NASA’s omdømme og fået mange rumentusiaster til at miste håbet om, hvornår Artemis faktisk vil ske.

Ruslands & Kinas Måneplaner

I 2021 annoncerede Kina en plan om at bygge en Månebase i fællesskab med Rusland, samt samarbejde med en række andre lande, primært i Asien og Afrika.

Kilde: Wikipedia

Det følger den nylige store succes fra Kinas rumagentur’s Chang’e 6-probe, som bragte den første prøve af månestenen fra Månen’s bagside.

Chang’e-7-missionen, planlagt til 2026, vil undersøge den sydlige pol, som er udvalgt som stedet for den fremtidige Månebase.

Chang’e-8 vil blive lanceret i 2028 for at eksperimentere med brug af måneressourcer til in‑situ fremstilling.

Den offentlige plan er meget mindre detaljeret end Artemis-programmet. Vi ved dog et par ting:

• Den vil blive opdelt i 3 faser og kræve 5 missioner fra supertunge affyringsraketter, der stadig er under udvikling.
  • Den første fase vil være dedikeret til videnskabelige målinger og lokale ressourcer.
  • Den anden fase vil bygge de grundlæggende støtteelementer og den første bemandede landing fjernstyret.
  • Den tredje fase, sandsynligvis omkring 2045, vil bygge den faktiske base klar til at modtage flere astronauter og udvide faciliteten.
• Ideen er at bruge hver Chang’e-mission til trinvis at udvikle de nødvendige teknologimoduler, såsom landing på den sydlige pol og udforskning af den, hvordan man bruger lokale ressourcer osv.
• Det er klart, at Kina regner med fremskridt i deres affyringsraket‑teknologi, inklusive genanvendelighed, for at hjælpe med at bygge stationen i mellemtiden.

Kilde: Techeblog

Du kan også se de første gengivelser af den planlagte Månebase i denne video fra den kinesiske statslige medie (på kinesisk):

https://spacenews.com/nasa-assessment-suggests-potential-additional-delays-for-artemis-3-lunar-lander/

Kerneenergi

Et stort bidrag fra Rusland til programmet vil være deres ekspertise inden for kerneenergi, især miniaturiserede reaktorer. Det forventes at nå op til 1 MW (1.000 kW).

Dette kan også gøres i samarbejde med Indien, en ny ambitiøs måneland, der har opnået dette siden deres robotmission i 2023 med Chandrayaan‑3, og dermed er den femte nation til at gøre det.

Nætterne på Månen varer 14 dage, hvilket kan være afgørende for enhver storstilet besættelse, der vil have svært ved kun at stole på solenergi.

Det kan bemærkes, at NASA også planlægger at bruge kerneenergi, men i meget mindre skala, med Rolls Royces 50‑100 kW mikroreaktorer.

Måneøkonomisk zone

Kina har en meget ambitiøs plan for rumforskning og Månekolonisering, med et syn der er meget kinesisk og fokuseret på økonomisk udvikling i stedet for “rent videnskabelig” rumforskning.

Den foreslog især at etablere en jord‑Måne rumøkonomisk zone og har udarbejdet en køreplan for den med en årlig “total outputværdi på mere end 10 billioner USD” omkring 2050.

Månemasse-driver

Hvis denne plan lyder ekstremt langtgående, er det fordi den er.

Den multi‑billion-dollar jord‑Måne økonomi, forestillet af kinesiske planlæggere og forskere, ville potentielt inkludere helium‑3. Dette ultra‑sjældne element kan gøre kernefusion lettere at opnå (uden neutronudslip).

Kun 20 ton helium‑3 kunne dække Kinas årlige el‑efterspørgsel. Mens Jorden kun har omkring 0,5 ton helium‑3, anslås den lunare jord at indeholde 1 million ton — nok til at forsyne verdens energibehov i over tusind år.

Lunart jord har nok helium‑3 til at forsyne verden i over tusind år

Kilde: SCMP

For at bringe disse ressourcer tilbage planlægger Kina at bruge en masse‑driver, der fungerer i bund og grund som en meget stor roterende hammer. Dette ligner meget den jordbaserede opsendelse, som virksomheden SpinLaunch forestiller sig.

Men mens behovet for at skabe et vakuum og derefter bryde det sikkert er et stort problem for SpinLaunch, er dette ikke et problem på den luftløse Måne. Det er lettere, da tyngdekraften kun er 1/6 af Jordens.

Kilde: SpinLaunch

De forventer, at masse‑driveren kan reducere opsendelsesmaterialet fra Månen med 10‑fold.

Den samme teknologi kunne bruges til solenergi‑satellitter eller bulkmateriale til at bygge og fylde store fragtskibe til Mars.

Generelt ser det ud til, at Kina har en vision om, at Måne‑udforskning og baser i sidste ende skal betale for sig selv.

Mars

Alle parter ser de fleste Månebaser som springbrætter mod Mars‑udforskning. For både NASA og Kina/Rusland er dette dog et ret fjernt mål.

Imens ser Elon Musks SpaceX på at udføre brændstofpåfyldning i kredsløb næste år, efter succesen med at fange den nytestede Starship under midt‑landing. Dette vil være et nødvendigt skridt for enhver rejse ud over Jordens direkte kredsløb, især mod Månen eller Mars.

Kilde: Elon Musk

Han forventede at mennesker på Mars kunne opnås allerede i 2028, hvilket sætter ham i stærk konflikt med Måneplanerne fra alle offentlige rumagenturer.

Dette er sandsynligvis et tilfælde af den berømte “Elon‑tid,” med tidsfrister, der er lidt for korte til at ske i virkeligheden.

Samtidig, hvis Starship fungerer som forventet, er der ingen grund, bortset fra budgetbegrænsninger, til at se Mars som utilgængelig. Problemet kan snarere handle om at bygge et overlevelsesværdigt habitat på Mars, så astronauterne kan overleve deres ophold, end om selve rejsen.

Vil SpaceX påtage sig at bringe rumforskning til nye milepæle uden NASA?

Raketter

SpaceX

SpaceX’s bemærkelsesværdige præstation inden for genanvendelig affyringsteknologi, nu kronet af Starships seneste succes, har placeret USA solidt foran sine konkurrenter.

Især har det forårsaget et fuldstændigt sammenbrud af opsendelsesomkostninger, hvor næsten alle andre raketter pludselig er urentable og kommercielt uholdbare. Derfor den voksende kritik af NASA’s stædige afhængighed af SLS.

Hvis SpaceX kan bevare sin fordel, kan de erobre den enorme majoritet af rumopsendelsesmarkedet og også blive den primære mulighed for at nå Månen og Mars i et fornyet Artemis‑program, ved at opgive SLS.

Kinesiske raketter

Long March-raketter

Kinas statslige rumprogram er afhængig af Long March‑raketfamilien. Den kommende supertunge Long March 9, som er under udvikling, forventes at løfte nyttelast på 140 ton til LEO (i sin endelige version) og 44 ton til Mars.

Den første testopsendelse er planlagt til 2030. Det forventes at have en genanvendelig første fase, med fuld genanvendelighed opnået i 2040.

Kilde: Orbital Today

Private kinesiske virksomheder

Inspireret af SpaceX ser entreprenører i Kina på at efterligne Musks succes ved at bygge private raketvirksomheder, der skærer igennem bureaukratiet og offentlige indkøb, som ser ud til at oppuste omkostningerne kraftigt. Dette er faktisk et stort økosystem på nuværende tidspunkt:

Kilde: Andrew Jones/SpaceNews

Vi kan nævne mere detaljeret nogle af disse virksomheder:

• LandSpace: virksomheden gennemførte en 10‑kilometer vertikal start og vertikal landing (VTVL) i september 2024.
  • Dens raketter drives af metan og bruger rustfrit stål, præcis som SpaceX (på det tidspunkt et meget innovativt designvalg), og den udvikler sin ZQ‑3 genanvendelige raket, med første flyvning planlagt til 2025.
  • Den vil have en LEO‑nyttelast på 21,3 ton, svarende til SpaceX Falcon 9’s 15,8 ton.
• Galactic Energy (Pallas‑1), et hav‑opsendt raketfirma, som allerede sender kommercielle satellitter i kredsløb.
• Orienspace (Gravity‑1), som i januar 2024 slog rekord for nyttelastkapacitet for kinesiske kommercielle raketter med 6,5 ton til LEO.
  • Virksomheden blev grundlagt først i 2020, og dens hurtige tekniske succes minder meget om den tidlige SpaceX i den henseende.
• Space Pioneer: Dens Tianlong‑3‑raket vil sigte på at kunne løfte 17 ton nyttelast til LEO.
  • Virksomheden fik overskriften af de forkerte grunde i juli 2024, da en raket gik i flammer efter opsendelse under en statisk brandtest (hvor raketten skulle forblive på jorden).

Investering i rumforskning

Rummet er en meget etableret industri, der oplever en genfødsel og eksplosiv vækst på grund af genanvendelige raketter. Vi diskuterede, hvordan dette vil skabe helt nye muligheder i vores artikel “Reusable Rockets To Create Multiple New Markets By Lowering Costs Drastically”.

Det nuværende rummarked er $443 mia. Mere spekulative (men potentielt meget indbringende) idéer som asteroide‑mining, rumturisme og hypersonisk flyvning kunne tilføje yderligere $350 mia i indtægter, hvorefter der kan tilføjes en prognose for satellitbaseret internet til $17 mia, samt militære anvendelser og subsidierede Månebaser, videnskabelige projekter osv.

Du kan investere i rumrelaterede virksomheder gennem mange mæglere, og du kan finde på dette websted vores anbefalinger for de bedste mæglere i USA, Canada, Australien, Storbritannien, samt mange andre lande.

Hvis du ikke er interesseret i at vælge specifikke rumrelaterede virksomheder, kan du også kigge på ETF’er som ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX) eller VanEck Space Innovators UCITS ETF (JEDI) for at drage fordel af væksten i rumsektoren som helhed.

SpaceX

På trods af fremskridt gjort af virksomheder som Rocket Lab og den lille hær af kinesiske private virksomheder, hersker SpaceX stadig som den ubestridte konge inden for genanvendelige raketter. Andre firmaer som Jeff Bezos’ Blue Origin eller forsvars‑/luftfarts‑mastodoner har indtil videre ikke kunnet følge SpaceX’s tempo trods større budgetter.

Genanvendelige raketter vil sandsynligvis fra nu af være det eneste kommercielt levedygtige design. Ikke‑genanvendelige raketprogrammer kan holdes i live med skatteydernes penge i USA, Kina eller Rusland, men SpaceX er nu standarden for hele industrien.

Kilde: Ark Invest

Dette betyder også, at selvom Starship gør opsendelsesomkostningerne billigere, behøver SpaceX ikke at prissætte Starship i overensstemmelse hermed, i hvert fald ikke fuldt ud, så længe deres konkurrenter er langt bagud.

Dette kan give SpaceX mulighed for at erobre en større del af den skabte værdi og geninvestere dette beløb i yderligere vækst og nye projekter, for eksempel ved at tilbyde bedre alternativer til eksisterende tilbud for Månebaser, interplanetariske rumskibe, energisatellitter osv.

Starlink

Udover en stadigt stigende dominans på opsendelsesmarkedet gennem Starship, er Starlink den anden store forandring, der sker hos SpaceX.

Den rumbaserede internettjeneste har nu nået 4 millioner brugere i september 2024, med en tilvækst på 1 million på blot 4 måneder. Den har også sænket indgangsbarrieren ved at reducere prisen på Starlink‑terminalen fra $499 til $299 (i USA).

Dårligt forbundne men hurtigt udviklende områder som Syd- og Sydøst‑Asia vil sandsynligvis også blive store markeder. Det blev allerede nygodkendt i Indonesien i maj 2024, efter Filippinerne og Malaysia.

Starlink kan snart blive udrullet i nye lande, såsom