rumfart

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.

Rumalderen begyndte den 4. oktober 1957, da Sovjetunionen sendte satellitten, Sputnik 1, i kredsløb om Jorden. I 1945 foreslog science-fiction forfatteren Arthur C. Clarke et satellitbaseret kommunikationssystem. Planlægningskomiteen for Det Internationale Geofysiske År 1957-1958 vedtog i 1954 en resolution, der skulle stimulere interessen for opsendelsen af den første satellit.

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.

Dette var begyndelsen til rumkapløbet mellem USA og Sovjetunionen under den kolde krig. Kapløbet 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.

Efter den kolde krigs afslutning er Kina vokset i teknologisk styrke og geostrategisk signifikans. Det har startet et nyt rumkapløb, denne gang mellem USA og Kina. I første omgang gik Kina efter autonomi med egen satellitflåde til jordobservation, navigation og kommunikation. Efterfølgende har de opsendt egne astronauter (kaldet taikonauter), opsendt egne rumstationer og planlægger at sende astronauter til Månen. Ligeledes har de sendt robotbiler til Månen og Mars. Kina landede som de første en robotbil, Chang'e-6, på Månens bagside i 2024. Den returnerede med sten og støv fra Månen til Jorden to dage senere.

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 Måneaftalen, 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 med regulativer for udnyttelse af Månen, nogle af dem med det primære mål at etablere baser eller udnytte Månens ressourcer. Blandt andre: Moon Village Association, en international organisation, 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.

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.

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.

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.

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. 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.

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.

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).

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.

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.

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 vægtløsheden.

I slutningen af 1990'erne begyndte private, kommercielle projekter som fx Sea Launch at dukke op. Med START II aftalen blev et stort antal atommissiler skrottet. De russisk/ukrainske løfteraketter, Dnepr, blev ombygget og dannede grundlag for Roscosmos forretning med opsendelse af små satellitter til lav jordbane på kommerciel basis. Hvilket blandt andet var med til at bane vejen for CubeSats.

I løbet af 2010'erne er antallet af små og mellemstore virksomheder, der bygger satellitter og raketter vokset. I Danmark har vi således GomSpace, Space Inventor og Orbex (Skotsk/Dansk virksomhed). Internationalt har amerikanske SpaceX været en af de mest markant private rumfartsvirksomheder. Særligt deres brug af 3D print teknologi og udviklingen af genanvendelige løfteraketter har revolutioneret rumfarten.

Danmark spiller en aktiv rolle som deltager i internationale rumprogrammer, især gennem ESA. Den første danske satellit, Ørsted, blev opsendt den 23. februar 1999. Satelitten opmålte og forbedrede kortet over Jordens magnetfelt. Endvidere deltager danske forskere i rummedicinsk forskning på den internationale rumstation. Den 1. januar 2007 blev Danmarks Rumcenter (DRC) til DTU Space og i 2015 fik Danmark sin første astronaut, Andreas Mogensen.