Image

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

Rumfartøjerne kan være bemandede eller ubemandede. Bemandede rumfartøjer benævnes ofte rumskibe. De første cirka 65 års rumfart har resulteret i opsendelse af over 23.000 rumfartøjer. Cirka 570 mennesker har været i rummet, heraf har ca. 10% været kvinder.

Rumfartens historie

Image
Tidslinien viser en række første begivenheder, der er af væsentlig betydning i rumfartens historie.
Tidslinie for rumfartens historie
Licens: CC BY NC SA 3.0

Rumfartøjer kan kun opsendes ved hjælp af raketter. I slutningen af 1800-tallet og begyndelsen af 1900-tallet blev den moderne raketteknologi grundlagt af tre raketpionerer: russeren Konstantin Tsiolkovskij, amerikaneren Robert H. Goddard og tyskeren Hermann Oberth.

I slutningen af 18-hunderede tallet blev rumfart opfattet som umuligt på grund af Jordens store tyngdefelt. Man kunne vise matematisk at selv det mest energirige kendte stof, nitroglycering, ikke havde energi nok til at bringe en raket i kredsløb. Det dogme brød Konstantin Tsiolkovskij da han foreslog flertrinsraketten. En flertrinsraket bortkaster udtjente trin under opstigningen hvormed rakettens samlede masse reduceres, dermed bliver det muligt for det øverste trin at opnå kredsløbshastighed.

Både Robert H. Goddard og Hermann Oberth regnede på og lavede eksperimenterede med raketter, der brugte flydende brændstof og oxidationsmiddel. Raketter med flydende brændstoffer har højere virkningsgrad og er derfor essentielle for rumfarten.

Wernher von Braun og Sergej Koroljov

I slutningen af 2. Verdenskrig var Tyskland førende med udviklingen af den tyske langdistanceraket V2 under Wernher von Brauns ledelse. Von Braun og cirka 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.

Rumalderens begyndelse

Image

De tre mænd, der stod bag Explorer 1, den første amerikanske satellit, der nåede i kredsløb om Jorden: fra venstre William Pickering, James Alfred van Allen og Wernher von Braun.

.

Udviklingen af raketter havde især militære formål, men Det Internationale Geofysiske År 1957-1958 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.

Rumalderen begyndte den 4. oktober 1957 da Sovjetunionen sendte satellitten, Sputnik 1, i kredsløb om Jorden.

En måned efter opsendelsen af den første satellit, sendte Sovjetunionen Sputnik 2 i kredsløb, med hunden Laika. USA havde på det tidspunkt endnu ikke sat en satellit i kredsløb om Jorden, men den 16. oktober 1957 havde amerikanerne accelereret en lille beholder med stålkugler op til 54.000 kilometer i timen 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 den 31. januar 1958.

Rumkapløbet mellem USA og Sovjetunionen

Image
I 1961 var Jurij Gagarin som det første menneske i rummet vægtløs i et enkelt kredsløb om Jorden.
Af .
Image
Aleksej Leonov under den første rumvandring, den 18. marts 1965.
Af .

Dette var begyndelsen til rumkapløbet mellem USA og Sovjetunionen under den kolde krig. Dette kapløb førte til opsendelse af tusinder af ubemandede og bemandede rumfartøjer i de næste årtier. Kulminationen på kapløbet var landing af det første menneske på Månen, Neil Armstrong, i juli 1969. Der blev i den periode landsat i alt 12 astronauter på Månen og hjemtaget 387 kg materiale.

Både før og efter månelandingen opsendte USA og USSR en række ubemandede fartøjer for at udforske Solsystemet. Kapløbet ophørte med Sovjetunionens opløsning i 1991.

Rumkapløbet mellem USA og Kina

De seneste års spændinger mellem USA og Kina har startet et nyt rumkapløb mellem de to nationer. I første omgang gik Kina efter autonomi med egen satellitflåde til jordobservation, navigation og kommunikation. Efterfølgende har de opsendt egne astronauter (kaldet taikonauter), opbygget egen rumstation og planlægger at sende astronauter til Månen. Ligeledes har de sendt rovere til Månen og Mars. Kina landede som de første en rover, Chang'e-6, på Månens bagside i 2024. Den returnerede med sten og støv fra Månen til Jorden to dage senere.

Månekapløbet

Det første kapløb mellem USA og Sovjetunionen handlede primært om at demonstrere teknologisk overlegenhed. Det efterfølgende kapløb mellem USA og Kina har også et geostrategisk sigte. Der er ressourcer på Månen som kan udnyttes af månebaser, til missioner ud i solsystemet og eventuel kommerciel minedrift. Særligt Månens sydpol er interessant fordi der i dybe kratre er fundet tydlige spor af vand-is. Normalt vil vand sublimere på Månens overflade, men de dybe kratre ved sydpolen er i permanent skygge og derfor så kolde at vand-isen forbliver bundet i månestøvet. Vandet kan både bruges af bemandede baser og spaltes til raketbrændstof.

FN fremlagde i 1979 Månetraktaten, en traktat om fredelig udnyttelse af Månen, der bygger på principperne i den mere generelle Ydre rum-traktat om fredelig udnyttelse af rummet (Outer Space Treaty) fra 1967. Traktaten søger at forhindre, at en enkelt nation tager ejerskab til eller militariserer Månen. FN's kontor for det ydre rums aktiviteter (Office for Outer Space Affairs) arbejder på udformningen af et regulativ for udnyttelse af Månen. En stor gruppe observatører følger arbejdet. Nogle af dem med det primære mål at etablere baser eller udnytte Månens ressourcer. Blandt andre: Moon Village Association, en international orginasation der vil gøre Månen tilgængelig for flest mulige nationer. For All Moonkind, der arbejder for at bevare historiske steder på Månen. Open Lunar, der arbejder med et koncept, der skal etablere sikkerhedszoner omkring landingssteder, baser og områder nær ved disse. Det handler med andre ord om "at plante flaget" først på de mest attraktive steder.

Ubemandet rumfart

De første opsendelser af rumfartøjer skete til suborbitael baner, det vil sige, at fartøjet følger en ballistisk bane og falder ned igen uden at have været i kredsløb om Jorden. Den amerikanske hær opsendte fra 1946 til 1951 cirka 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 cirka 320 km.

Med suborbitale opskydninger kan der opnås observationstider i rummet uden for atmosfæren på 5-12 minutter. I 1952 blev de første observationer på levende aber og mus i vægtløshed af få minutters varighed under ballistiske opskydninger rapporteret.

Satellitter og sonder

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.

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

Fartøjer opsendt til Mars og Venus

Både Sovjetunionen og USA har sendt fartøjer til Mars og Venus. Venera var et sovjetisk 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, selvom eksperimentet Labeled Release (LR) leverede spektakulære resultater, der stadig diskuteres.

Mars Pathfinder, der landede på Mars i 1997, var den første af en række NASA-robotbiler, der skulle udforske planeten og muligvis lede frem til en bemandet færd. NASA landsatte med stor succes marsbilerne Spirit og Opportunity på Mars i 2004. Spirit fungerede frem til 25. maj 2011, Opportunity fungerede til 10. juni 2018. Dermed fungerede begge rovere meget længere end den oprindelige 3-måneders mission.

Den 30. juli 2020 blev Perseverance sendt mod Mars ombord på en Atlas V raket. Robotbilen landede på Mars overfladen den 18. februar 2021. Danmark er involveret i tre af eksperimenterne ombord på Perseverance: Et eksperiment, der med magneter studerer marsstøvet. MOXIE (Mars OXygen In-situ resource utilization Experiment), der skal teste et apparat til udvinding af ilt fra marsatmosfæren. PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), et røntgenflourescens instrument, der skal bestemme stens bestandele og geologi.

Udforskning af Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun.

Image
Computeranimeret billede af rumsonden Cassini.
Af .

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 kilometer. 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, dets ydre planeter og senest det interstellare rum.

Udforskningen af Jupiter blev videreført med NASA's sonder Galileo og Juno, der blev opsendt i henholdsvis 1989 og 2011. Galileo brændte op i Jupiters atmosfære i 2003.

Cassini, der er blevet til i et samarbejde mellem NASA og den europæiske rumorganisation ESA, blev opsendt i 1997. Dens formål var at udforske planeten Saturn samt dens ringe og måner. Cassini ankom til Saturn og gik i kredsløb i 2004. Missionen varede i 13 år, den sluttede da Cassini i september 2017 blev sendt ned i Saturns atmosfære for at brænde op. Cassini medbragte også landeren Huygens. Huygens formål var at studere Saturns største måne, Titan. Sonden blev frigivet i december 2004 og dalede ned gennem Titans atmosfære i januar 2005. Undervejs optog Huygens lyde af Titans vinde.

Bemandet rumfart

Det første menneske i rummet var russeren Jurij Gagarin, der den 12. april 1961 udførte et enkelt kredsløb om Jorden i rumkapslen Vostok 1. Mindre end en måned senere, den 5. maj, 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 cirka 5 min.

Først med opsendelsen af John Glenn i rumkapslen Friendship 7 den 20. februar 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, ud i rummet. På det tidspunkt havde Sovjetunionen gennemført otte gange så mange bemandede flyvninger som USA.

Apolloprojektet – første menneske på Månen

Image
Buzz Aldrin ved den første landing på Månen, juli 1969.
Af .
Image
Buzz Aldrin satte sammen med Neil Armstrong de første fodaftryk på Månen i juli 1969.
Af .

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.

Etablering af rumstationer

Image

Apollo 17 var den sidste og længstvarende af de seks Apollomissioner, der landede på Månen. De to astronauter tilbragte 72 timer på Månen (11.12-14.12.1972) med bl.a. opstilling af måleinstrumenter og indsamling af måneprøver. Astronauten og geologen Harrison Schmitt (f. 1935), der er den hidtil eneste videnskabsmand på Månen, ses her i færd med undersøgelser. Billedet er taget af den anden astronaut, Gene Carnan (f. 1934).

.

I løbet af 1970'erne og 1980'erne specialiserede Sovjetunionen sig i langtidsophold i rummet gennem etablering af rumstationerne Saljut og Mir. Efter månelandingernes ophør gennemførte USA sit hidtil eneste rumstationsprojekt med etableringen af Skylab, hvor ni amerikanere i 1973-1974 opholdt sig i tre omgange 28-84 dage i rummet.

Rumfærgerne

Image
Rumfærgen Discovery afsendes fra Kennedy Space Center den 29. september 1988.
Af .

Den 12. april 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.

Bemandet rumfart efter den kolde krig

Image

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.

.

Efter ophøret af den kolde krig har USA og Rusland indgået et tæt samarbejde inden for bemandet rumfart. Der gennemførtes i årene 1996-1998 seks sammenkoblinger mellem en rumfærge og Mir som forberedelse til Den Internationale Rumstation, ISS (International Space Station).

Den Internationale Rumstation

Opbygningen af Den Internationale Rumstation i kredsløb om Jorden begyndte den 20. november 1998 med opsendelsen af det russiske modul Zarja. Herefter fulgte tilkoblingen af det amerikanske knudepunkt, Unity, den 6. december 1998. ISS blev færdig i 2010 og er det største teknologiske projekt i fredstid. 15 lande, herunder Danmark, deltager i ISS-projektet. Danmark fik i 2015 sin første astronaut, Andreas Mogensen, da han var på en 10 dages mission til ISS. Missionen blev døbt Iriss og blev i 2023 fulgt af hans anden mission Huginn.

Dødsulykker i rummet

Image

Rumfærgen Challenger eksploderede kort efter starten den 28. januar 1986. Alle syv ombordværende omkom. Eksplosionen skyldtes en utæt samling i en løfteraket.

.

I alt 18 astronauter og kosmonauter (14 amerikanere og fire russere) er omkommet i rummet.

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 (1927-1967), 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.

Dødsulykker under træning

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.

Rumfartsteknologi

De forhold et rumfartøj udsættes for er væsentligt forskellige fra jordiske forhold.

Under opsendelsen falder lufttrykket omkring et rumfartøj fra 1 atmosfære ved jordoverfladen til vakuum på godt 8 minutter. Samtidig udsættes fartøjet for voldsomme mekaniske belastninger fra rakettens acceleration. Rumfartøjer i kredsløb om Jorden kan – afhængigt af banen – gå gennem Jordens skygge. Fartøjer, der forlader Jordens tyngdefelt kan undervejs komme nærmere og fjernere fra Solen. Begge scenarier kan medføre store variationer i temperatur. Strålingen nedslider elektronikkomponenter, særligt halvledere, og kan skabe momentane interne kortslutninger og bit-flips. Samtidig kan løfteraketter kun medbringe en last på cirka 3-5% af rakettens samlede masse. Det er derfor afgørende, at rumfartøjers masse holdes så lav som muligt.

Procedurerne for design, optimering og afprøvning af et rumfartøjs systemer er langt mere omfattende end for jordbaserede systemer. Det betyder, at omkostningerne ved udvikling af udstyr til rumfart er mange gange større. Ved bemandede flyvninger er sikkerhedskravene endnu højere, hvilket øger omkostningerne yderligere.

Rumfarten har bidraget til udvikling indenfor videnskab, teknologi og samfund.

  • De videnskabelige resultater er hovedsagelig opnået inden for astronomi og planetforskning. Specielt har Voyager-projektet, Hubble og James Webb rumteleskoperne, mangedoblet menneskets viden om både Jordens dannelse, Solsystemet og universet.
  • 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-, navigations- jordobservations- og vejrsatellitter, som har betydning for dagliglivet overalt i verden.

Den bemandede rumfart har på samme tid både været et politisk og videnskabeligt værktøj. Sammenkobling af et russisk soyuz modul med et amerikansk apollo modul i 1975 og opbygningen af den internationale rumstation havde et politisk element af afspænding og fredsmission. Omvendt skulle kapløbet om første mand på Månen og opbygningen af egne rumstationer vise teknologisk overlegenhed. Idag har kapløbet om Mars en lignende politisk rolle.

Den fysiologiske forskning i forbindelse med bemandet rumfart har vist at mennesket kan overleve lang tids ophold i rummet. Vi kan gennemføre komplicerede opgaver og benytte vægtløsheden som et instrument i kemisk, fysisk, biologisk og medicinsk forskning. Det kræver dog at kroppen holdes vedlige gennem fysiske træningsprogrammer. Træningen skal modvirke den degenerering kroppens organer og muskler oplever på grund af vægtsløsheden.

Rumfart i kulturen

Tanken om at rejse i rummet har formentlig fascineret og inspireret menneskeheden til alle tider. Religioner, riter og myter indeholder således talrige eksempler på en kommunikation eller interaktion mellem det jordiske og det overjordiske i en himmel eller helt ude blandt stjernerne. Solens og Månens vandring over himmelbuen har inspireret til sagn, myter og ritualer. Enten for at forklare deres gang eller for at bevare den.

Rummer har også givet inspiration til varsler i forbindelse med kometer, solformørkelser eller bare en fuldmåne.

Rumfart og rumrejser har således været en kulturel inspiration for menneskeheden, før det var teknisk muligt at forlade Jorden. Blandt de mest kendte nutidige eksempler findes Jules Vernes Rejsen til Månen, H.G.Wells Klodernes kamp samt Jens Lyn af Alex Raymond.

Efter rumalderens start er film som Rumrejsen 2001 og Star Wars triologien markante.

Rumfartsorganisationer

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 begyndte private, kommercielle projekter som fx Sea Launch at dukke op. Siden er de 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

Danmark spiller en aktiv rolle som deltager i internationale rumprogrammer, især gennem ESA, og den første danske satellit, Ørsted, blev opsendt den 23. februar 1999. Endvidere deltager danske forskere i rummedicinsk forskning på rumfærge og rumstation. Den 1. januar 2007 blev Danmarks Rumcenter (DRC) til DTU Space.

Læs mere i Lex

Eksterne links

Kommentarer (2)

skrev Mette Nyfjord

Jeg skriver på vegne af elev i 9.kl som laver projekt om rumkapløbet.
Der står " 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."
Hvilke anvendelser (spin-offs) er der tale om?

svarede Jørgen Nørby Jensen

Tak for din kommentar. Redaktionen har desværre ikke de oplysninger, du søger.

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig