Siden slutningen af Apollo-æraen har et af hovedmålene for NASA, Roscosmos og andre rumfartsbureauer været udvikling af teknologier, der muliggør en langsigtet menneskelig tilstedeværelse i rummet. Disse teknologier vil også hjælpe, når det er tid til at montere fornyede missioner til Månen, Mars og andre placeringer i solsystemet. I løbet af de sidste par årtier har disse bestræbelser givet Mir og International Space Station (ISS).
I de kommende år vil disse bestræbelser også føre til Lunar Orbital Platform-Gateway og kommercielle rumstationer - som Bigelow B330. Og hvis private luftfartsselskaber som Gateway Foundation kommer deres vej, har vi også en rumhavn i kredsløb omkring Jorden. Virksomheden har for nylig sendt en video, der viser nøjagtigt, hvordan denne roterende hjulpladsstation vil se ud, og hvordan virksomheder som SpaceX kunne hjælpe med at bygge den.
Virksomhedens koncept er kendt som Gateway, en roterende rumstation baseret på design foreslået af den tyske raketforsker og rumarkitekt Werner von Braun. Disse designs blev vist i en række artikler i det nationale magasin Colliers i løbet af 1950'erne med titlen "Man vil erobre plads snart!" Af denne grund har virksomheden navngivet deres foreslåede design Von Braun-stationen.
Dette koncept er faktisk ret tidæret. Von Brauns eget design bygget på tidligere forslag, hvis tidligste blev lavet af den russiske forsker Konstantin Tsiolkovsky i 1903. Konceptet blev illustreret smukt i Stanley Kubricks 2001: A Space Odyssey, som blev co-skrevet af den berømte videnskabsmand og futurist Arthur C. Clarke (og baseret på en novelle om hans titel "The Sentinel").
I alle tilfælde involverer det generelle koncept en roterende hjulstation i Jordens bane, som ville etablere en menneskelig tilstedeværelse i rummet og samtidig give kunstig tyngdekraft til dens indbyggere. Dette er et vigtigt aspekt af de foreslåede rumflyvninger, der vil føre astronauter til steder i dybe rum, såsom Mars og længere ind i solsystemet (og muligvis ud over).
I betragtning af virkningerne af langtidseksponering for mikrogravitet, som blev udførligt dokumenteret i NASAs nylige tvillingundersøgelse, har missionsplanlæggere været på udkig efter måder at afhjælpe dem. Undersøgelsen bestod af ti separate undersøgelser af de langsigtede virkninger af mikrogravitet på mennesker ved hjælp af tvillingastronauter Scott Kelly og Mark Kelly som forsøgspersoner.
Efter at have tilbragt over et år i rummet, bemærkede undersøgelsesholdene en række væsentlige ændringer mellem Scott Kelly og hans bror. Mens han oplevede det samme tab af muskelmasse og knogletæthed som andre astronauter, der tilbragte længere tid ombord på ISS, var der andre ændringer, der gjorde tilpasning til livet på Jorden igen meget vanskelig.
Kelly's syn var faldet, han oplevede intens hævelse i ekstremiteterne, og der blev også bemærket ændringer i hans organfunktion og genekspression. Ud over mikrograviteten er der også spørgsmål om, hvordan den menneskelige krop reagerer på langvarig eksponering for månetyngdekraft (16,5% af Jorden normal) og Mars-tyngdekraften (~ 38%).
Dette er især vigtigt i betragtning af de nuværende planer om at etablere en permanent udpost på Månen og udføre besætningsopgaver til Mars i de næste to årtier. Som Gateway Foundation-direktør John Blincow sagde i den for nylig frigivne video (se nedenfor), er dette en af fordelene ved hans virksomheds foreslåede Gateway:
”Folk har brug for tyngdekraft, så kroppe ikke falder fra hinanden. Men hvor meget vil månetyngdekraften være okay i et år, men ikke i to år? Vilje Martian gravitation arbejder for mennesker på lang sigt, men ikke for store husdyr? Vil to dage om ugen ved 30% g være nok til, at ISS-besætninger kan bevare knoglemassen? Bygning af von Braun rumstation kan hjælpe med at låse disse hemmeligheder op. ”
Gateway's struktur består af to koncentriske indre ringe fastgjort af fire eger til en ydre ring. De to koncentriske ringe udgør Lunar Gravity Area (LGA), hvor stationens rotation tilvejebringer en tyngdekraft, der er lig med månens overflade. Den ydre indre ring - LGA Habitation ring - er, hvor beboelsesmoduler placeres, som vil bestå af små værelser til gæster.
I mellemtiden vil LGAs indvendige højhøjdering give turist muligheden for at spise og lege i et miljø med lavt g. I kernen af stationen er huben og bugten, hvor trafik- og miljøstyring, sikkerhed og gatewayens transportnexus alle vil være placeret. The Hub vil også have en observations lounge, hvor gæsterne kan se indkommende pendulkørsler.
Den ydre ring, kendt som Mars Gravity Area (MGA), oplever hurtigere rotation, da den er længere væk fra kernen. Dette resulterer i en kunstig tyngdekraft, der ligner det, der ville blive oplevet på Mars's overflade. Dette område vil have 4 eller 5 dæk og være, hvor store moduler, der tilbyder permanente boliger, vil være placeret. Som Blincow forklarede:
”Von Braun rumstation er en roterende rumstation designet til at producere forskellige niveauer af kunstig tyngdekraft ved at øge eller formindske rotationshastigheden. Stationen vil være designet fra starten til at rumme både det nationale rumfartsbureaus, der udfører lav tyngdekraftundersøgelse og rumturister, der ønsker at opleve livet på en stor rumstation med komforten ved lav tyngdekraft og fornemmelsen af et dejligt hotel.
Et andet vigtigt emne nævnt af Blincow i den rolle, SpaceX kunne spille i oprettelsen af stationen. Oprindeligt krævede Gateway's design moduler, der var 12 m (40 ft) lange og 8,5 m (28 ft) brede (omtrent dobbelt så stor som ISS-moduler). Men takket være de fremskridt SpaceX har gjort sent med deres Starship og Super tung, mener Gateway Foundation, at der kunne lanceres tungere nyttelast.
”Hvis vi havde en SpaceX supertunge anden fase, der blev udviklet netop til rumkonstruktion, kan vi have moduler, der er 40 fod (12 m) brede og 60 fod (18 m) lange, ”sagde Blincow. "Denne meget større størrelse giver mulighed for et meget større interiørvolumen til de samme lanceringsomkostninger."
Det modulære design af ringe er beregnet til at rumme forskellige typer aktiviteter og forretninger. Mens nogle vil blive afsat til havnearbejderboliger, vil andre være dedikeret til videnskabelig forskning. Disse sidstnævnte moduler vil være i høj efterspørgsel, da stationen giver mulighed for at undersøge, hvordan jordiske organismer klarer sig med månens og tyngdekraften uden at skulle gå dertil.
Andre vil være tilgængelige for hotel- og restaurantkæder, private luksusboliger og andre virksomheder, der ønsker at etablere kontorer i rummet (muligvis for at drage fordel af skattelovene!) Blincow understreger også, at oprettelsen af Gateway vil være uden for enhver enkelt nation, og vil kræve en international indsats, der bringer rumfartsbureauer, kommercielle luftfarts- og rumentusiaster sammen.
Slutresultatet af dette vil være en international station ikke i modsætning til ISS, men en privat drevet virksomhed, der ville være økonomisk selvbærende. Der gives ingen indikation af, hvor meget konstruktionen af Gateway vil koste, men Blincow er overbevist om, at det vil være overkommeligt, takket være SpaceX og den måde, dets engagement med genanvendelige raketter bringer omkostningerne ved individuelle lanceringer ned.
Med henvisning til Musks meddelelse i 2017 om, at BFR ville være fuldstændig genanvendelig (hvilket han fremsatte på den 29. internationale astronautiske kongres (IAC) i Adelaide, Australien), udtaler Blincow:
”Da vi først begyndte at lave vores omkostningsfremskrivninger til rumbygning, baserede vi det på de lavest anslåede lanceringsomkostninger, vi kunne finde - SpaceX BFR til $ 1000 pr. Det kom til omkring $ 150 millioner pr. Lancering. Men så holdt Elon Musk en præsentation på Adelaide, der ændrede alt. Ved at gøre alle komponenter i BFR genanvendelige kunne dens omkostninger spredes over mange flyvninger, ligesom et flybillet.
”Elon Musk estimerer lanceringsomkostninger for Starship og supertunge booster på omkring $ 7 millioner. Nogle estimerer, at hver lancering vil være så høj som $ 40 millioner, når alle faktorer er redegjort for. Men hvad enten det drejer sig om syv eller fyrre millioner dollars, det er stadig musik for vores ører. Det betyder, at roterende rumstationer, vedligeholdelsesfaciliteter og brændstofdepoter kan og vil blive bygget til en overkommelig pris. ”
Konstruktionsprocessen, som i høj grad vil afhænge af de fremskridt, der er gjort inden for rumrobotik, ville også validere nøglesystemer og teknologier, der en dag kan gå i konstruktionen af massive rumhabitater (såsom O’Neil Cylinders). Disse betragtes af mange for at være et levedygtigt alternativ (eller tilføjelse) til forslag til kolonisering af andre planeter.
Disse systemer spænder fra stabilisering til luftgenbrug, fra vandindvinding til sanitet med lav tyngdekraft og fra madlagring i rummet til tekniske udfordringer. Alle spørgsmålene falder ind under den generelle overskrift "hvordan opretholder vi en befolkning i rummet?" vil blive behandlet ved opførelsen af Gateway, hævder Bilcow.
Med hensyn til finansiering af konstruktionen angiver Bilcow, hvordan hans firma håber at udnytte afgørende partnerskaber med verdensrådbureauerne (NASA, Roscomos, ESA, Kina, Indien og andre) samt kommercielle luftfartsselskaber. De planlægger også at skaffe penge gennem tidlig billettsalg og salg af moduler (til de superrige) og afholde et lotteri og oprette et besætningsmedlemskabsprogram (for alle andre).
Ud over opførelsen af en Gateway i kredsløb omkring Jorden, håber instituttet også at skabe en flåde af trans-atmosfæriske køretøjer (TAV'er), der kunne færge mennesker til og fra rumstationen. De håber også på at bygge en anden i månebane (Lunar Bridge), som ville give mulighed for regelmæssige ture mellem Jorden og Månen (ved hjælp af cis-måne skyttelbusser) og regelmæssige ture til månens overflade (ved hjælp af cis-måne landere).
Igen ville omkostningerne ved et sådant projekt være astronomiske og ud over hvad enhver enkelt nation eller selskab kunne pådrage sig. Men med mange iværksættere, der ønsker at få rumsturisme til at ske, for ikke at nævne den måde, som sådanne rumstationer kunne lette efterforskningsopgaver til Månen og endda Mars, kunne partnerskaberne, som Blincow forestiller sig, være gennemførlige.
Som så mange andre ambitiøse planer om at kolonisere rummet, kommercialisere LEO og etablere en menneskelig tilstedeværelse på andre kroppe i solsystemet, bliver vi bare nødt til at vente og se, om Gateway Foundation har ben, eller lider den samme skæbne som Mars One - som for nylig annoncerede, at det er konkurs. Én ting, de har gået for dem, ud over syn, er evnen til at knuse tal. Lad os håbe, de arbejder i deres favør!
Hovedpunkterne i fondens video var også genstand for en præsentation, der fandt sted på Caltech i januar 2016 (vært hos Keck Institute for Space Studies). Med titlen ”Bygning af den første rumfartshavn i lavjord-bane” blev foredraget præsenteret af John Blincow og Tom Spilker - en pensioneret rumfartsingeniør, der har arbejdet i mange år med NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL).
For mere information om Gateway Foundation og deres forskellige projekter, se deres hjemmeside her.
