Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

rumfart

Oprindelige forfattere PNor og TAEA Seneste forfatter Redaktionen

Rumfart. Johannes Kepler beskrev i Somnium (udgivet posthumt 1634, Drømmen) en tænkt rejse i rummet. I et brev til Galilei fra 1610 forudsagde han, at den dag, der kom skibe og sejl beregnet for de himmelske vinde, ville der også vise sig mennesker, som ikke ville frygte tomrummet. Det viste sig at gå i opfyldelse, og de første astronauter var i høj grad motiverede af forestillingen om rummet som opdagelsesrejsernes last frontier. Her ses Apollo 12s månelandingsmodul, Intrepid, på vej ned mod Månens overflade i november 1969. Fotografiet er taget fra kommandomodulet, der kredser om Månen.

Rumfart. Johannes Kepler beskrev i Somnium (udgivet posthumt 1634, Drømmen) en tænkt rejse i rummet. I et brev til Galilei fra 1610 forudsagde han, at den dag, der kom skibe og sejl beregnet for de himmelske vinde, ville der også vise sig mennesker, som ikke ville frygte tomrummet. Det viste sig at gå i opfyldelse, og de første astronauter var i høj grad motiverede af forestillingen om rummet som opdagelsesrejsernes last frontier. Her ses Apollo 12s månelandingsmodul, Intrepid, på vej ned mod Månens overflade i november 1969. Fotografiet er taget fra kommandomodulet, der kredser om Månen.

rumfart, opsendelse og flyvning af fartøjer uden for Jordens atmosfære. Rumfartøjerne omfatter ballistiske raketter (såkaldte sounding-rockets), satellitter i kredsløb om Jorden, fartøjer til Månen, planeterne eller i kredsløb om Solen og endelig fartøjer, som er på vej ud af Solsystemet.

Rumalderen begyndte 4.10.1957 med Sovjetunionens opsendelse af den første kunstige satellit, Sputnik 1, i kredsløb om Jorden. Den første amerikanske satellit, Explorer 1, blev opsendt 31.1.1958. Dette var begyndelsen til rumkapløbet under den kolde krig mellem USA og Sovjetunionen, som førte til opsendelse af tusinder af ubemandede og bemandede rumfartøjer i de næste årtier. De første ca. 40 års rumfart har resulteret i opsendelse af over 5000 satellitter, ca. 400 mennesker i rummet, hvoraf ca. 10% har været kvinder, landsætning af 12 astronauter på Månen med hjemtagelse af 387 kg materiale, landing af ubemandede fartøjer på Venus og Mars og flyvning tæt forbi Halleys komet og alle Solsystemets planeter undtagen Pluto. Mht. de videnskabelige resultater af rumfarten, se også rumforskning.

Tidlig historie

Rumfart. Hunden Laika, der var det første levende væsen i rummet, fotograferet inden opsendelsen af Sputnik 2 i 1957.

Rumfart. Hunden Laika, der var det første levende væsen i rummet, fotograferet inden opsendelsen af Sputnik 2 i 1957.

For at kunne sende rumfartøjer uden for Jordens atmosfære kræves, at de opsendes med raketter. I slutningen af 1800-t. og begyndelsen af 1900-t. blev den moderne raketteknologi grundlagt af de tre raketpionerer russeren Konstantin Tsiolkovskij, amerikaneren Robert H. Goddard og tyskeren Hermann Oberth (se raket). I slutningen af 2. Verdenskrig var Tyskland førende med udviklingen af V2-raketten under Wernher von Brauns ledelse. Von Braun og ca. 150 af hans medarbejdere overgav sig til amerikanerne i slutningen af 2. Verdenskrig og fortsatte udviklingen af V2-raketterne i White Sands, New Mexico, USA. Sovjetunionen havde sit eget, hemmelige program, som blev opbygget efter 2. Verdenskrig med hjælp fra deporterede tyske raketeksperter. Programmet blev ledet af Sergej Koroljov.

Annonce

Udviklingen af raketter havde især militære formål, men Det Internationale Geofysiske År 1957-58 stimulerede interessen for opsendelse af den første kunstige satellit, idet planlægningskomitéen i 1954 vedtog en resolution, som gav udtryk for ønsket om udvikling af satellitter. En måned efter opsendelsen af den første satellit, Sputnik 1, sendte Sovjetunionen Sputnik 2 i kredsløb om Jorden med hunden Laika. USA havde på det tidspunkt endnu ikke sat en satellit i kredsløb om Jorden, men 16.10.1957 havde amerikanerne accelereret en lille beholder med stålkugler op til 54.000 km/h med et Aerobee-missil, således at beholderen undslap Jordens tyngdefelt og gik i kredsløb om Solen. Wernher von Brauns udviklingsarbejde førte til firetrinsraketten Juno, der sendte den første amerikanske satellit, Explorer 1, i kredsløb.

Ubemandede rumprogrammer

Rumfart. Computeranimeret billede af rumsonden Cassini.

Rumfart. Computeranimeret billede af rumsonden Cassini.

De første ubemandede opsendelser var af fartøjer i suborbital bane, dvs. at fartøjet følger en ballistisk bane og falder ned igen uden at have været i kredsløb om Jorden. Den amerikanske hær opsendte 1946-51 ca. 60 V2-raketter fra New Mexico i næsten lodrette baner op til en højde af 214 km. Den amerikanske flåde eksperimenterede i samme periode med andre typer af raketter og nåede højder på ca. 320 km. Med suborbitale opskydninger kan der opnås observationstider i rummet uden for atmosfæren på 5-12 min. I 1952 blev de første observationer på levende aber og mus i vægtløshed af få minutters varighed under ballistiske opskydninger rapporteret.

Satellitter i kredsløb om Jorden har ud over videnskabelige anvendelser en række vigtige praktiske anvendelser til bl.a. telekommunikation, navigation, meteorologi, jordobservation og militære formål (se satellit).

Udforskningen af Månen begyndte med de sovjetiske Luna sonder i 1950'erne. Amerikanske månesonder omfattede Ranger, Surveyor og Lunar Orbiter (se Månen (udforskning)), der bl.a. blev brugt til forberedelse af de bemandede månelandinger.

Både Sovjetunionen og USA har sendt fartøjer til Mars og Venus. Venera var et russisk projekt, der udforskede atmosfæren og overfladen på Venus og i 1975 fik optaget billeder fra overfladen. Mariner var en serie af amerikanske rumsonder, der udforskede Mars, Venus og Merkur ved enten at flyve tæt forbi eller gå i kredsløb. De amerikanske Viking 1 og 2 landede i 1976 på Mars. De transmitterede billeder tilbage til Jorden, og overfladen blev undersøgt for bl.a. biologisk aktivitet. Der kunne ikke konstateres nogen form for liv på overfladen. Mars Pathfinder, der landede på Mars i 1997, var den første af en række NASA-sonder, der skal udforske planeten og muligvis lede frem til en bemandet færd. NASA landsatte med stor sucess Marsbilerne Spirit og Opportunity på Mars i 2004. I foråret 2006 kørte begge Marsbiler stadig rundt på planeten.

Udforskningen af Jupiter blev indledt med Pioneer 10 og 11, som blev opsendt i hhv. 1972 og 1973 af USA. De passerede begge tæt forbi Jupiter, og Pioneer 11 passerede endvidere forbi Saturn i 1979. Begge sonder har i dag forladt Solsystemet.

I 1977 blev Voyager 1 og 2 opsendt for at udforske Solsystemets ydre planeter. Jupiter blev passeret af dem begge i 1979, og Saturn blev passeret i hhv. 1980 og 1981. Både planeterne og flere af deres måner blev fotograferet i afstande af ned til få tusinde km. Voyager 2 passerede Uranus i 1986 og Neptun i 1989. Voyagerprojektet er et af de mest succesrige rumprogrammer og har givet en stor mængde ny viden om vort Solsystem og dets ydre planeter.

Udforskningen af Jupiter blev videreført med NASAs sonde Galileo, der blev opsendt 1989. Cassini, der er blevet til i et samarbejde mellem NASA og den europæiske rumorganisation ESA, blev opsendt i 1997 og har til formål at komme i kredsløb om Saturn for at udforske planeten samt dens ringe og måner. Endvidere er det planen at sende en sonde ned på månen Titan. Cassini ankom til Saturn i 2004 og begyndte sine observationer af planeten, dens måner og ringe. Den medbragte Huygens-sonde landede på månen Titan i 2005.

Bemandede rumprogrammer

Rumfart. I 1961 var Jurij Gagarin som det første menneske i rummet vægtløs i et enkelt kredsløb om Jorden.

Rumfart. I 1961 var Jurij Gagarin som det første menneske i rummet vægtløs i et enkelt kredsløb om Jorden.

Det første menneske i rummet var russeren Jurij Gagarin, der 12.4.1961 udførte et enkelt kredsløb om Jorden i rumkapslen Vostok 1. Mindre end en måned senere, 5/5, sendte USA i forbindelse med Mercury projektet den første amerikaner, Alan B. Shephard, ud i rummet i en suborbital bane, hvor han var vægtløs i ca. 5 min. Først med opsendelsen af John Glenn i rumkapslen Friendship 7 20.2.1962 fik USA et menneske i kredsløb om Jorden. Russerne sendte i august 1962 to bemandede fartøjer i kredsløb, og i juni 1963 sendte de den første kvinde, Valentina Teresjkova (f. 1937), ud i rummet. På det tidspunkt havde Sovjetunionen gennemført otte gange så mange bemandede flyvninger som USA. Med Apolloprojektet i 1960'erne og begyndelsen af 1970'erne, der kulminerede med landsætningen af astronauter på Månen, overtog USA imidlertid føringen, og i maj 1978 havde USA gennemført 22.503 astronauttimer i rummet mod Sovjetunionens 19.823. Parallelt med Apolloprogrammet arbejdede Sovjetunionen på deres eget måneprogram med N-1-raketten; programmet blev skrinlagt i 1973 efter fire fejlslagne ubemandede opsendelser.

I løbet af 1970'erne og 1980'erne specialiserede Sovjetunionen sig i langtidsophold i rummet gennem etablering af rumstationerne Saljut og Mir (se også rumstation). Efter månelandingernes ophør gennemførte USA sit hidtil eneste rumstationsprojekt med etableringen af Skylab, hvor ni amerikanere 1973-74 opholdt sig i tre omgange 28-84 dage i rummet.

Rumfart. Fire astronauter i færd med en række rummedicinske forsøg om bord på den amerikanske rumfærge Columbia i 1993. Fire af disse forsøg var tilrettelagt af danske rummedicinere.

Rumfart. Fire astronauter i færd med en række rummedicinske forsøg om bord på den amerikanske rumfærge Columbia i 1993. Fire af disse forsøg var tilrettelagt af danske rummedicinere.

12.4.1981 opsendte NASA rumfærgen Columbia, som var det første bemandede rumfartøj, der landede som et svæveplan og kunne genbruges. Sovjetunionen havde et tilsvarende projekt, i vid udstrækning kopieret, og byggede sin egen rumfærge, Buran, som ubemandet fløj første og eneste gang i 1988.

Efter ophøret af den kolde krig har USA og Rusland indgået et tæt samarbejde inden for bemandet rumfart. Der gennemførtes 1996-98 seks sammenkoblinger mellem en rumfærge og Mir som forberedelse til Den Internationale Rumstation, ISS (International Space Station). Opbygningen af ISS i kredsløb om Jorden begyndte 20.11.1998 med opsendelsen af det russiske modul Zarja, hvorefter tilkoblingen fulgte af det amerikanske knudepunkt, Unity, 6.12.1998; ISS forventes færdig i 2010. 15 lande, herunder Danmark, deltager i ISS-projektet. Med ca. 40 opsendelser af 100 forskellige dele med fem forskellige raketsystemer (opsendt fra Nord- og Sydamerika, Rusland og Japan) vil opbygningen af ISS blive det største teknologiske projekt i fredstid.

Rumfart. Alan Shepard i sin rumdragt under en test i Mercury-kapslen.

Rumfart. Alan Shepard i sin rumdragt under en test i Mercury-kapslen.

Ulykker. I alt 18 astronauter og kosmonauter (14 amerikanere og fire russere) er omkommet i rummet (1999). De første syv amerikanere var besætningen på rumfærgen Challenger, der eksploderede kort efter opsendelsen i 1986. I 2003 omkom syv astronauter, da rumfærgen Columbia på vej mod landing forulykkede over Texas. I 1967 omkom russeren Vladimir Komarov (1927-67), da faldskærmen på hans rumkapsel fejlede under nedstigningen i atmosfæren. Den anden sovjetiske dødsulykke var i 1971 i forbindelse med det første besøg på rumstationen Saljut 1, hvor tremandsbesætningen på Sojuz 11 omkom under deres tilbagevenden til Jorden pga. en utæthed i rumkapslen. Både Sojuz- og Challenger-ulykken betød flere års udsættelse af hhv. det sovjetiske og det amerikanske bemandede rumprogram.

Tre amerikanske astronauter omkom i 1967 i forbindelse med træning på Jorden i en Apollokapsel, hvor der opstod brand i kabinen (Apollo 1). Apollo 13-missionen, som skulle have været den tredje flyvning til Månen, var tæt på at føre til en dødelig ulykke pga. en eksplosion i servicemodulet, som satte hovedstrømforsyningen ud af kraft. Det lykkedes imidlertid at vende tilbage til Jorden.

Lange rumrejser

Menneskekroppen er tilpasset Jordens tyngdefelt. Muskler og knogler skal være stærke nok til at bevæge legemet på Jordens overflade, og et cirkulations-organ-system som blodkredsløbet må indrette blodtryk og gennemstrømning efter kroppens orientering. Under langvarige ophold i vægtløs tilstand på rumstationer og under lange rumrejser vil kroppen miste muskel- og knoglevæv, og blodmængden falde, fordi blodet relativt let strømmer rundt i kroppen og tilbage til hjertet. På Jordens overflade ender en uforholdsmæssig stor del derimod i benene. Også blodkredsløbets normale funktion og reflekser svækkes.

Muskel- og knoglesvækkelsen er især et problem, da astronauter på rumstationer som følge af uheld og ulykker med kort varsel kan blive nødt til at forlade rummets vægtløshed og vende tilbage til Jorden. Er astronauten i for dårlig kondition, kan han eller hun måske ikke klare strabadserne, og på lange rumophold er det derfor også af sikkerhedshensyn nødvendigt, at astronauten opretholder et vist træningsniveau. Lange rumrejser med det mål at lande på fremmede planeter stiller naturligvis også krav til den fysiske træning.

En måde at klare problemet på er at udsætte astronauterne for et kunstigt tyngdefelt. Det kan gøres vha. roterende rumfartøjer, idet den resulterende centrifugalkraft føles som et tyngdefelt; jo hurtigere rotation eller større radius, jo kraftigere tyngdefelt. Denne løsning blev foreslået første gang i 1911 af den russiske rumpioner Konstantin Tsiolkovskij, men blev især berømt med en artikel i 1952 af Wernher von Braun. Han foreslog, at rumstationer kunne udformes som roterende hjul med opholdsrum, hvor "fælgen" er. Det er denne udformning, som Stanley Kubrick gjorde verdenskendt i filmen Rumrejsen år 2001. Fra opholdsrummene og indad mod centrum aftager tyngdefeltet, og der kunne man fx placere midlertidige opholdsrum til tilvænning af astronauter med lange rumophold bag sig; i centrum hersker vægtløse forhold. En alternativ løsning er at tøjre to rumfartøjer med et langt kabel og lade dem rotere om det fælles centrum. Forsøg med satellitter har dog været mindre opmuntrende.

På små rumfartøjer ændres tyngdefeltet fra ydersiden og mod rotationscentrum så meget, at det fx kan blive et problem, at ting bliver lettere, jo mere man løfter dem opad. Corioliskraften vil også blive en aktiv medspiller i ens hverdag. Det kan fx blive svært at hælde kaffe i en kop, og væskestrømningerne i det indre øre vil forvirre ligevægtssansen. Endelig vil det have stor betydning, om man går med eller mod rotationsretningen, da man bliver hhv. tungere og lettere. Et kunstigt tyngdefelt er altså ikke nær så konformt og forudsigeligt som Jordens, og problemerne bliver større med hurtigere rotation: For at opretholde 1 g yderst i et roterende rumskib med en diameter på 8 m, må det rotere 15 gange i min.

Problemer med design, med orienteringssans og bevægelse under ophold samt finansielle overvejelser taler for, at der ikke i den nærmeste fremtid bliver opsendt rumfartøjer med kunstigt tyngdefelt. Måske kan de allerstørste fartøjer udstyres med små personcentrifuger, som man kan opholde sig i i kortere tidsrum for at holde kroppen ved lige, eller mindre dele af fartøjer kan sættes i rotation. Mest sandsynligt er det, at astronauter også i fremtiden holder muskler og kredsløb ved lige ved at træne med elastikker og motionscykler, som længe har været en fast del af de længerevarende rumophold. Firmaet Innovision i Odense har forsynet både NASA og det russiske rumprogram med motionscykler, der skal overholde en lang række nøje specificerede krav; fx må ingen af de bevægelige dele kunne trække gnister.

Teknik

Da rumfartøjer udsættes for det tomme rum, store variationer i temperatur, stråling, accelerationer under opsendelse og landing og langvarig vægtløshed samt bevæger sig over store afstande, er kravene store til design, materialer og udvikling. Specielt lægges der vægt på massen, som skal være så lille som mulig af hensyn til energiforbruget under opsendelsen. Procedurerne for udvikling og afprøvning af et rumfartøjs systemer er langt mere omfattende end for jordbaserede systemer, hvilket betyder, at omkostningerne ved udvikling af udstyr til rumfart er mange gange større. Ved bemandede flyvninger er sikkerhedskravene endvidere skærpet, hvilket øger omkostningerne yderligere.

Rumfarts-organisationer

USA og Sovjetunionen har været førende i rumfartens udvikling, men en række andre lande har egne, mindre programmer. De varetages ofte af en central, statslig rumfartsorganisation; i slutningen af 1990'erne er private, kommercielle projekter som fx Sea Launch dog blevet mere almindelige.

De førende rumfartsorganisationer er, ud over det amerikanske NASA og det russiske Roskosmos, det fælleseuropæiske samarbejde ESA samt en række nationale rumfartsadministrationer i Frankrig (CNES), Tyskland (DLR) og Italien (ASI). Endvidere har Kina (CNSA), Indien (ISRO), Japan (JAXA), Brasilien (AEB) og Israel (ISA) etableret rumprogrammer med opsendelse af satellitter. ESA er en sammenslutning af 17 lande og således den eneste internationale rumorganisation.

Danmark spiller en aktiv rolle som deltager i internationale rumprogrammer, især gennem ESA, og den første danske satellit, Ørsted, blev opsendt 23.2.1999. Endvidere deltager danske forskere i rummedicinsk forskning på rumfærge og rumstation. 1.1.2007 blev Danmarks Rumcenter (DRC) til DTU Space.

Rumfart. Af hensyn til sikkerheden for både bemandede og ubemandede opsendelser er det nødvendigt nøje at følge det rumaffald, der opstår som følge af rumfarten. Den amerikanske US Space Command holder i år 2000 øje med over 9000 objekter, der er større end 10 cm. Det skønnes, at der desuden er over 100.000 objekter med en størrelse på 1-10 cm og over 10 mio. mindre objekter, som kredser om Jorden. Tegningen viser udviklingen i antallet af objekter, som er større end 10 cm, i omløb om Jorden. De er opdelt i fragmenteringsrester, som opstår, når et større objekt går i stykker, i rumfartøjer, fx satellitter, i brugte rakettrin samt i operationelle rester, dvs. affald, der opstår under planmæssige manøvrer, fx ved separeringen af et rakettrin.

Rumfart. Af hensyn til sikkerheden for både bemandede og ubemandede opsendelser er det nødvendigt nøje at følge det rumaffald, der opstår som følge af rumfarten. Den amerikanske US Space Command holder i år 2000 øje med over 9000 objekter, der er større end 10 cm. Det skønnes, at der desuden er over 100.000 objekter med en størrelse på 1-10 cm og over 10 mio. mindre objekter, som kredser om Jorden. Tegningen viser udviklingen i antallet af objekter, som er større end 10 cm, i omløb om Jorden. De er opdelt i fragmenteringsrester, som opstår, når et større objekt går i stykker, i rumfartøjer, fx satellitter, i brugte rakettrin samt i operationelle rester, dvs. affald, der opstår under planmæssige manøvrer, fx ved separeringen af et rakettrin.

Resultater

Resultaterne af de sidste ca. 50 års rumfart kan opdeles i tre områder: videnskabelige, teknologiske og samfundsmæssige. De videnskabelige resultater er hovedsagelig opnået inden for astronomi og planetforskning, specielt Voyager-projektet har inden for en 20-års-periode mangedoblet menneskets viden om Solsystemet. Inden for det teknologiske område er udviklingen af computerteknologi blevet kraftigt accelereret af rumprogrammerne, og de store materialekrav har ført til en række anvendelser (spin-offs) i industrien. De samfundsmæssige resultater omfatter hovedsagelig etablering af kommunikations-, jordobservations- og vejrsatellitter, som har betydning for dagliglivet overalt i verden.

Rumfart. Der er mange eksempler på, at teknologi, der har været udviklet til de særlige krav, som stilles til rumfartsudstyr, senere har fundet anvendelse i dagligdags apparater.

Rumfart. Der er mange eksempler på, at teknologi, der har været udviklet til de særlige krav, som stilles til rumfartsudstyr, senere har fundet anvendelse i dagligdags apparater.

Den bemandede rumfart har vist, at med fysiske træningsprogrammer kan mennesket overleve lang tids ophold i rummet, gennemføre komplicerede opgaver og benytte vægtløsheden som et instrument i kemisk, fysisk, biologisk og medicinsk forskning.

Læs også om folkeret i forbindelse med rumteknologi.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Peter Norsk, Thomas A.E. Andersen: rumfart i Den Store Danske, Gyldendal. Hentet 12. august 2019 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=153254