For mange mennesker er en bemandet rejse til Mars det næste logiske skridt ud i verdensrummet. Månen er et overstået kapitel, og bemandede rejser til lavt jordkredsløb interesserer ingen sig for længere. En bemandet rejse til Mars vil være det, der får offentlighedens opmærksomhed tilbage på rumfarten, og er samtidig et projekt, som vil kunne løses med eksisterende teknologi. Efter den første månelanding i 1969 mente mange, at det næste logiske skridt i rummet ville være at sende mennesker til Mars. Og lige siden har man ment, at det nok skete indenfor de næste 10-15 år. Men nu er det over tredive år siden, den sidste astronaut forlod Månen, og vi får stadigvæk at vide, at den bemandede rejse til Mars nok er „10-15 år ude i fremtiden”. Dette skyldes langt hen ad vejen de gamle missionsplaner, som Wernher von Braun først udarbejdede i „Das Marsprojekt” i 1952, som netop forudsætter, at man i løbet af 1960’erne og 70’erne har opbygget en kolossal infrastruktur i rummet. Faktum er, at alt hvad vi har i dag, er en forholdsvis lille, endnu ikke færdigbygget, og katastrofalt underbemandet rumstation i lavt jordkredsløb, som aldrig vil kunne anvendes til „support” af en bemandet mission til Mars. Den amerikanske rumfartsingeniør Robert Zubrin har designet et program til bemandet udforskning af Mars, som han selv har kaldt Mars Direct. Tidligere tiders planer for en bemandet Mars-mission har været bygget op omkring store rumstationer i kredsløb om Jorden, omfattende månebaser til produktion af ilt og generel „mission support”; alt sammen faktorer, som har bevirket, at den bemandede rejse til Mars er blevet udskudt igen og igen; et prisoverslag fra 1989 for en sådan mission landede på 450 milliarder dollars, hvilket var nok til at kvæle enhver eventyrlyst i den amerikanske kongres. /I „The Space Exploration Initiative” fra 1989 forestillede man sig, at det var nødvendigt at etablere store baser på Månen, før man kunne sende mennesker til Mars./ Zubrin viste i sin bog „The Case for Mars – The Plan to Settle the Red Planet and Why We Must” fra 1996, at der slet ikke er behov for al den infrastruktur. Vi kan sagtens bare bygge et rumskib og sende det af sted direkte til Mars. Heraf navnet Mars Direct. Planen er i al sin enkelthed genial. Der er imidlertid en lille detalje, som tiltrækker sig meget opmærksomhed, og som Zubrin selv lægger vægt på: vi kommer ikke uden om kernekraft. Og der har han desværre ret. Hvis vi vil sende mennesker til Mars, skal de have en atomreaktor med. Ellers er det simpelthen umuligt. Hvis man ikke vil have kernereaktorer i rummet, så kommer vi ikke til Mars. Grundprincippet i Mars Direct På grund af Jordens og Mars’ baner om Solen, er det kun muligt at sende noget til Mars godt og vel hvert andet år. På et sådant tidspunkt afsendes ERV – Earth Return Vehicle, eller returfartøjet, til Mars. Returfartøjet består af et beboelsesmodul med fornødenheder til 4-6 personer, monteret ovenpå en raketmotor med tomme brændstoftanke. ERV indeholder i øvrigt en atomreaktor monteret på et køretøj samt en atmosfæreprocessor indeholdende 6 tons brint. Hele ERV vejer 45 tons, og sendes til Mars på en brændstoføkonomisk bane, således at ERV ankommer ved Mars godt otte måneder senere. /De to grundmoduler i Mars Direct. Til venstre ses HAB, til højre ERV. / Ved Mars anvender ERV aerobraking til at gå i kredsløb om Mars, dvs. den skal medbringe et varmeskjold. Herefter lander den på Mars, og atomreaktoren køres så langt væk fra ERV, at strålingen i nærheden af ERV er nede på et uskadeligt niveau. Så snart atomreaktoren er i gang, er der rigeligt med strøm til, at atmosfæreprocessoren kan gå i gang. Den lader den medbragte brint reagere med Mars’ atmosfære (som primært består af kuldioxid), i en proces kaldet /Sabatier-reaktionen:/ 4H_2 + CO_2 ? CH_4 + 2H_2 O Det producerede vand kan efterfølgende spaltes til ilt og brint ved elektrolyse, og brinten genanvendes i reaktionen. På denne måde omdannes den medbragte brint langsomt men sikkert til metan og ilt, som er et fremragende raketbrændstof. Det er dette brændstof, ERV til sidst skal sende mandskabet hjem til Jorden med. Ved den næste opsendelsesmulighed – godt to år efter opsendelsen af ERV-1 – sendes en ny ERV-2 af sted, igen på en brændstoføkonomisk bane, så ERV-2 er otte måneder om at nå til Mars. To måneder senere sendes mandskabet af sted i det egentlige beboelsesmodul, HAB-1 (habitat), på en hurtigere, men mere brændstofkrævende bane. ERV-2 og HAB-1 ankommer omtrent samtidigt til Mars. Hvis alle data fra den landede ERV-1 indikerer, at alt er i orden, lander HAB-1 i nærheden af ERV-1. Hvis det viser sig, at ERV-1 er beskadiget, eller at HAB-1 har manøvreret forkert, så den lander meget langt fra ERV-1, kan ERV-2 bringes til at lande i nærheden af HAB-1. Hvis også dette går galt, kan mandskabet vente på ankomsten af ERV-3, som kan afsendes fra Jorden om 1½ års tid. Hvis alt imidlertid går godt, landes ERV-2 efterfølgende op til 1.000 km fra ERV-1 og HAB-1. Besætningen i HAB-1 har nu, udover et habitat med fornødenheder til opholdet på Mars, også ERV-1 til rådighed. Strøm, ilt og vand er der rigeligt af. Det er nu planen, at mandskabet tilbringer 1½ år på Mars, før de vender hjem i ERV-1. Dvs. inden de tager hjem igen, sendes HAB-2 af sted fra Jorden med kurs mod ERV-2, samtidig med at ERV-3 afsendes, osv. På denne måde kan store områder af Mars’ overflade udforskes grundigt i løbet af kort tid. /Illustration af grundprincippet i Mars Direct: År 1 lander en ubemandet ERV, og begynder at producere metan og ilt. År 3 ankommer HAB-1 og lander ved siden af ERV-1, mens ERV-2 lander et helt nyt sted. År 5 lander HAB-2 ved siden af ERV-2, og ERV-3 lander et helt nyt sted./ *„Surface operations”* De batteridrevne biler, Apollo-missionerne bragte med til Månen, havde en aktionsradius på ca. 10 km, hvilket passede fint til 3-4 dages ophold på Månen. Men i løbet af 1½ års ophold på overfladen af Mars, er det strengt nødvendigt, at besætningen kan bevæge sig langt mere omkring. Derfor skal marsbilerne også være meget større end månebilerne – en typisk marsbil bør have en tryksat kabine med luftsluse og mulighed for, at 2-3 personer kan opholde sig og leve i bilen i op til nogle uger ad gangen. Med en aktionsradius på 1.000 km kan mandskabet potentielt udforske 3 mio. km², men det lader sig desværre ikke gøre med batterier. Kun forbrændingsmotorer kan levere så høj en ydelse. Her er det heldigt, at atmosfæreprocessoren producerer metan og ilt, for det kan vi også bruge i marsbilerne. En forbrændingsmotor der kører på ren metan og ilt, vil naturligvis blive alt for varm. Så kan man fortynde gasblandingen med CO2 fra atmosfæren. Affaldsstofferne fra forbrændingen er CO2, som jo bare kan lukkes ud i atmosfæren igen, og vand, som jo er en værdifuld ressource. Derfor må bilerne være udstyret med kondensatorer, så vandet kan bringes med hjem igen. /Mars-bilerne bliver noget større end månebilerne fra Apollo-projektet, da de skal kunne understøtte 3-4 astronauter på ugelange missioner, og skal derfor bl.a. omfatte en tryksat kabine med luftsluse. Bilen til venstre, „Everest”, er et forslag fra University of Michigan/ *Kommunikation med basen* På de lange udflugter må besætningsmedlemmerne kunne komme i radiokontakt med basen. Da Mars er en mindre planet end Jorden, er horisonten nærmere. En ret dyr, men meget effektiv løsning er at placere en relæsatellit i det kredsløb om Mars, der svarer til den geostationære bane om Jorden. Ved at placere en sådan satellit 17.000 km over Mars’ ækvator, vil den altid hænge samme sted i rummet, set fra Marsoverfladen. En sådan satellit vil kunne dække kommunikationsbehovet på næsten halvdelen af Mars’ overflade. Men hvad nu hvis satellitten går ud af drift? Måleresultater fra Mariner 9 og Viking-sonderne har vist, at Mars rent faktisk har en betydelig ionosfære, dvs. lag i atmosfæren, hvor atomerne bliver ioniseret af Solens partikelstråling. Disse lag kan reflektere radiobølger, og anvendes i udstrakt grad på Jorden til kortbølgekommunikation. Mars’ ionosfære er ikke helt så kraftig som Jordens, så de anvendte frekvenser vil være lavere – ikke over 4 MHz om dagen og max. 700 kHz om natten. Det er ikke optimalt til transmission af billeder, men nok til talekommunikation og e-mail. På Mars behøver man heller ikke så stor sendestyrke som på Jorden, da der ikke er nogen tordenvejr, radiostationer eller militære services til at støje i „æteren”. *Navigation* Her er det igen oplagt at anvende en navigationssatellit. Med bare en enkelt satellit i lavt kredsløb som udsender regelmæssige radiosignaler, og en computer med satellittens baneelementer i, er det tilstrækkeligt at måle Doppler-forskydningen af radiosignalerne for at bestemme sin position. Flere satellitter giver bedre positionsbestemmelse og mere redundans, men koster også flere penge. Et kompas er desværre ubrugeligt på Mars, da planeten ikke har et veldefineret magnetfelt. Til gengæld vil det være en smal sag at anvende en god, gammeldags sekstant til positionsbestemmelse, som søfolk har gjort det i århundreder – i hvert fald om natten. Om dagen vil det være muligt at se begge Mars’ måner, Phobos og Deimos, og udfra deres kredsløbselementer bestemme sin position. *Hvad er klokken?* Der er foreslået mange – mere eller mindre mærkelige – systemer til at holde styr på tiden på Mars. Den allerbedste måde er, at dele Mars’ døgn ind i 24 marstimer, marstimen i 60 marsminutter og marsminuttet i 60 marssekunder. Dette vil medføre en konversionsfaktor på 1,0275 over hele linjen, og på denne måde vil man bevare den astronomiske betydning af klokkeslættene: kl. 0 er det midnat, kl. 6 står Solen op, kl. 12 står Solen højst på himlen, og kl. 18 går den ned. Samtidig bevarer man den geografiske sammenhæng – siden Mars’ overflade allerede er inddelt i 360° længde – at en time svarer til 15° længde. Naturligvis skal marssekundet ikke overtage jordsekundets rolle i definitionerne på de fysiske enheder – det skal kun bruges til at måle tid på Mars. Typiske indvendinger Zubrin påpeger, at de største trusler mod en bemandet rejse til Mars ikke er at finde i rummet, men her på Jorden. Det drejer sig dels om kritikere af bemandet rumfart, som siger, at en bemandet mission til Mars ikke kan lade sig gøre, dels om tilhængere af bemandet rumfart som det foregår i dag, som siger, at en bemandet mission til Mars ikke kan lade sig gøre, før man har brugt en masse penge på forskning indenfor deres eget forskningsfelt. *Stråling* „Rummet er fyldt med dødsensfarlig stråling, og enhver, som rejser til Mars, vil hurtigt blive slået ihjel af det høje strålingsniveau.” Kritikere af bemandede Mars-rejser påstår ofte, at vi bliver nødt til enten at opfinde en helt ny fremdriftsteknologi, så vi kan rejse til Mars på en uge, eller at strålingsbeskytte rumskibet med flere meter bly, så det kommer til at veje flere millioner tons, for at beskytte besætningen mod strålingen. Rent faktisk vil en besætning på en Mars Direct-rejse kun modtage en dosis på 50 rem, hvilket svarer til, hvad flypiloter og bjergbestigere modtager. Det er absolut ikke anbefalelsesværdigt, men bestemt heller ikke livsfarligt! *Vægtløshed* „Længere tids ophold i vægtløshed fører til muskel- og knoglesvind.” – og det er fuldstændig korrekt! Derfor foreslår mange, at vi bruger mange penge – og mange år – på at forske i vægtløshedens indvirkning på menneskekroppen, før vi sender mennesker til Mars. Men besætningen behøver ikke blive udsat for vægtløshed. Den raketmotor, som skyder HAB afsted mod Mars, skal efter planen ikke bare bortkastes efter affyringen. Derimod skal HAB og det udtjente rakettrin rulle et kabel ud imellem sig, og bringes til at rotere om deres fælles massemidtpunkt. Dette skaber kunstig tyngdekraft i HAB. Hvis kablet er 100 m langt, skal hele rumskibet rotere en gang hvert 30. sekund for at skabe samme tyngdekraft som på Mars. Hvis kablet er 1 km langt, skal det rotere en gang hvert 100. sekund, dvs. godt 1½ minut. *„Human factors”* „Hvis så lille en gruppe mennesker skal tilbringe så lang tid sammen så langt fra Jorden, så bliver de sindssyge.” Denne påstand viser sig ved nærmere eftersyn at være fuldstændig urimelig. Man sender naturligvis ikke hvem som helst til Mars. Kun fornuftige, velafbalancerede, højt uddannede og dygtige mennesker får lov til at tage af sted. De bor ikke tættere end mange mennesker i den vestlige verdens storbyer. De har al moderne teknologi til rådighed, samt et team på Jorden, som kan træde til med problemløsning og kreativ tænkning 24 timer i døgnet. De deltager formodentlig kun på missionen, fordi de har udkonkurreret hundreder – ja måske tusinder – af andre ansøgere. De ved, at når de vender hjem, venter der dem en livslang heltestatus. Som Zubrin selv udtrykker det, så vil den menneskelige psyke ikke være det svageste led på turen til Mars – den vil snarere være det stærkeste. *Støvstorme* Mange er bekymrede for de voldsomme støvstorme, som af og til hærger Mars’ overflade. Der er ingen tvivl om, at det vil være en dum ide at lande midt i en støvstorm, men så kan man jo bare vente i kredsløb, til stormen har lagt sig. Hvis man først er på overfladen, er stormene intet problem. Lufttrykket på Mars er så lille, at de kræfter, der påvirker ting på overfladen, ikke kan udrette betydelige skader. NASAs Viking-sonder fungerede hhv. 4 og 6 år på Mars’ overflade, og i denne periode passerede mange støvstorme hen over dem, uden at nogen instrumenter blev beskadiget. *„Back contamination”* „Kan vi ikke risikere, hvis der er liv på Mars, at besætningen bringer en eller anden sygdom eller parasit med tilbage, som kan true hele Verdens befolkning?” Svaret er nej; det er simpelthen umuligt. Sygdomme hænger meget tæt sammen med de organismer, som får disse sygdomme. Derfor, skriver Zubrin, får mennesker ikke elmesyge, og træer ikke forkølelse. Frygt for marsiske organismer bunder i dyb uvidenhed om grundlæggende biologi. Robert Zubrin har med sin bog vist, at det er muligt at rejse til Mars med eksisterende teknologi. Der er således ingen gode grunde til at lade den bemandede udforskning af Mars vente længere – det er bare med at komme i gang! *Hvor kommer Danmark ind i billedet?* Det kan umiddelbart være svært at se, hvordan et lille land som Danmark nogensinde skal komme til at spille en rolle i den bemandede udforskning af Mars. Men Danmark er medlem af ESA, som for nyligt annoncerede et nyt program til automatiseret og bemandet udforskning af legemer i Solsystemet, som kan have liv. Programmet hedder Aurora. Ideen bag Aurora er, at ESA vil foretage ubemandede missioner til Månen og de andre planeter i Solsystemet. Disse missioner skal antage et stadigt højere niveau af teknologi, og dermed udvikle den europæiske rumfartsindustris teknologiske formåen. Som kulmination på denne teknologiudvikling foretages de første bemandede rejser videre ud i Solsystemet. Det er planen, at mindre „Arrow-missioner” skal demonstrere de teknologier, som skal anvendes af de større „Flagship-missioner”, som er de egentlige science-missioner. I løbet af denne proces forventes ESA såvel som den europæiske rumfartsindustri at opbygge kompetencer, som er nødvendige for den bemandede mission til Mars. Det bliver dog næppe ESAs Aurora-program, som sætter den første mand på Mars. Selvom Aurora-programmet virker ambitiøst nok, har ESA ikke nogen konkrete planer for udviklingen af bemandede rumfartøjer og -raketter. Og Aurora-programmets ideer om teknologiudvikling står i skarp kontrast til Mars Directs grundlæggende tese om, at vi allerede i dag har teknologien til at tage til Mars. Der er ikke behov for mere teknologiudvikling. Set fra et Mars Direct-synspunkt er Aurora-programmet bare endnu et fordyrende og forsinkende mellemled, som rent faktisk står i vejen for den bemandede rejse til Mars. Der er dog ingen tvivl om, at Aurora-programmets høje ambitionsniveau meget vel kan medføre, at ESA, i samarbejde med den europæiske rumfartsindustri og de europæiske rumforskningsinstitutioner, vil udvikle en lang række spændende kompetencer hen ad vejen. Der er næppe heller tvivl om, at aktiv deltagelse i Aurora-programmet fra dansk side vil være en god mulighed – ja, måske ligefrem nødvendigt – for at bevare Danmarks fremtrædende plads i den internationale rumforskning. *Links:* Euro-MARS – Artikel i Dansk Rumfart nr. 53 The Mars Society Scandinavia The Mars Society Europe The Mars Society *Bøger:* /Zubrin, Robert: The Case for Mars / /Denne side er sidst opdateret 25. august 2003/ webmaster@rumfart.dk <mailto:webmaster@rumfart.dk>