SpaceX vil vrake sine tidligere suksesser, raketten Falcon 9 og kapselen Dragon, til fordel for kjemperaketten BFR. Øverste trinn av denne raketten, BFS, skal kunne ta av fra Jorda og nå jordbane bare med egne rakettmotorer, ifølge lederen Elon Musk. Det blir i så fall det første romskip som klarer denne bragden. Her er BFS koblet til den internasjonale romstasjonen. (Illustrasjon: SpaceX, fra YouTube-video av foredraget Elon Musk holdt på romkongressen IAC i Adelaide, Australia 20.9.2017)
SpaceX vil vrake sine tidligere suksesser, raketten Falcon 9 og kapselen Dragon, til fordel for kjemperaketten BFR. Øverste trinn av denne raketten, BFS, skal kunne ta av fra Jorda og nå jordbane bare med egne rakettmotorer, ifølge lederen Elon Musk. Det blir i så fall det første romskip som klarer denne bragden. Her er BFS koblet til den internasjonale romstasjonen. (Illustrasjon: SpaceX, fra YouTube-video av foredraget Elon Musk holdt på romkongressen IAC i Adelaide, Australia 20.9.2017)

Kommentar: Er Elon Musk i ferd med å klare det umulige eller skyter han for høyt?

Supergründeren vil vrake alle sine tidligere romsuksesser og satse alt på et nytt Mars-skip. Går han for fort frem?

Publisert

Å lage et romskip som starter fra Jorda og stiger for egne motorer helt opp til bane har fram til nå vært regnet som umulig. Tyngdekraften fra Jorda er for stor.

Alle romskip – fra den første Sputnik i 1957 til den siste Dragon-kapselen til SpaceX – har trengt en bærerakett med ett eller flere trinn som kobles fra etter bruk og faller tilbake.

– For vanskelig

– Mange har tenkt seg muligheten, og noen har prøvd, men ingen har klart det, sier romfartsekspert ved Norsk Romsenter, Erik Tandberg, til forskning.no.

Romflyene Lockheed Martin X-33 og britiske Skylon er eksempler på slike forsøk. X-33 ble skrinlagt i 2001 og Skylon er fortsatt en ganske fjern fremtidsdrøm – i beste fall.

– Det har rett og slett vært for vanskelig å bygge et slikt romskip hvis det må starte fra Jorden, både på grunn av materialene og rakettmotorene, sier Tandberg.

Romflyet Lockheed Martin X-33 skulle starte fra Jorda og nå bane uten bruk av bæreraketter med en spesiell rakettdyse, kalt Aerospike, flytende hydrogen som brennstoff og nye materialer. Prosjektet ble stanset i 2001 på grunn av problemer med drivstofftankene. (Illustrasjon: NASA)
Romflyet Lockheed Martin X-33 skulle starte fra Jorda og nå bane uten bruk av bæreraketter med en spesiell rakettdyse, kalt Aerospike, flytende hydrogen som brennstoff og nye materialer. Prosjektet ble stanset i 2001 på grunn av problemer med drivstofftankene. (Illustrasjon: NASA)

Den første i historien

Nå har romfartsgründeren bak SpaceX skapt en liten sensasjon blant romfartsinteresserte.

Nærmest i en bisetning forteller han at det nye marsskipet Big Falcon Spaceship – BFS – skal klare denne bragden – også uten hjelp av bæreraketten som bygges til romskipet.

– Det er verd å notere seg at BFS er i stand til å nå bane av seg selv med lav nyttelast, skrev han på diskusjonsforumet Reddit den 14. oktober.

– Elon har nettopp tilfeldigvis sluppet opplysningen om at han bygger den første SSTO i historien, kommenterte en av de andre deltakerne på forumet.

Nådeløst press

Dette skjer bare to uker etter at Elon Musk kullkastet hele sitt romprogram i et foredrag på den internasjonale romkongressen i Australia.

Han vil vrake sine suksesser Falcon 9 og Falcon Heavy og romskipet Dragon. Alt skal satses på det nye marsskipet, som også vil overta alle andre oppdrag, fortalte Musk, mer stotrende enn vanlig.

Går han for fort fram nå? Ser vi en nesten manisk framdrift som kan føre SpaceX til et havari i konkurranse med Boeing, Arianespace, Blue Origin og andre selskaper?

– Virkeligheten er store høyder, forferdelige nedturer og nådeløst press, tvitret Musk den 30. juli 2017.

Se foredraget til Elon Musk – Making Life Multiplanetary – på International Astronautical Congress i Adelaide, Austalia, 29. september 2017.

Mer effektivt uten bærerakett

Eller – blir det feil å psykologisere? Ser vi fortsatt hvordan Musk løper fra konkurrentene med geniale beslutninger og genial teknologi?

SSTO – single-stage-to-orbit – fra Jorda er ikke bare en teknisk prestasjon. Et selvhjulpent romskip har også spesielle fordeler framfor romskip med bærerakett.

– Mekanismene som skal frigjøre bæreraketten gjør konstruksjonen dyrere, tyngre og mer komplisert. Du oppnår ikke effektiviteten som SSTO gir deg, sier Tandberg.

Rakettmotoren Raptor

Hvordan kan Musk love at Big Falcon Spaceship skal klare single-stage-to-orbit fra Jorda? Musk utdyper ikke dette, men svaret må ligge i lettere materialer og de nyutviklede rakettmotorene Raptor.

Raptor har en drivstofføkonomi og en skyvkraft som overgår dagens motorer – av to grunner. For det første – den bruker flytende metan som brennstoff.

Flytende metan må kjøles ned under trykk, men er mer effektiv enn parafinen som brukes i dagens motorer.

For det andre – den er konstruert slik at forbrenningen ikke bare skyver raketten framover, men også driver drivstoffpumpene – det som kalles trinnvis forbrenning.

Motorprøve av tidlig utgave av Raptor, september 2015. (Foto: SpaceX)
Motorprøve av tidlig utgave av Raptor, september 2015. (Foto: SpaceX)

Sovjetisk forhistorie

Forbrenningen som driver pumpene skjer ved svært høy temperatur. Altfor høy temperatur til at det kan virke, trodde rakettkonstruktørene i Vest – helt til relikvier fra sovjetisk romteknologi ble gjenoppdaget i en lagerbygning på 1990-tallet.

I lagerbygningen stod 60 gamle rakettmotorer og støvet ned. Motorene var laget for Sovjets gigantiske månerakett N1. Den skulle sørge for at Sovjet landsatte de første mennesker på Månen.

Teknologien bak Raptor har nemlig en forhistorie helt tilbake til månekappløpet mellom USA og Sovjet på 1960-tallet. Denne historien har flere slående likhetstrekk med det som nå skjer i SpaceX.

Drømmen som døde

Måneraketten N1 hadde hele 30 rakettmotorer i halen. De hadde samme trinnvise forbrenning som Raptor.

N1 ble en katastrofe. Det siste forsøket på å komme amerikanerne i forkjøpet ble gjort 3. juli 1969, snaue to uker før USA sendte Apollo 11 med de første mennesker til Månen.

Da stikkflammene lyste opp nattemørket over Bajkonurkosmodromen og raketten steg til værs, begynte raketten å tippe over. Nesten 2300 tonn drivstoff ble antent i det som kan være en av de kraftigste eksplosjonene noensinne, sett bort fra atombomber.

Rester av raketten og oppskytningsrampen ble slynget i alle retninger og landet opptil ti kilometer unna.

Heldigvis var dette bare en ubemannet prøve. Ingen døde. Men der og da døde drømmen om Månen i et regn av udetonert drivstoff og vrakdeler.

N1 skytes opp og eksploderer, video fra ukjent kilde.

Dyktige metallurger

Hvorfor gikk det så galt? De 30 rakettmotorene skulle samkjøres av et elektronisk kontrollsystem. Da en av motorene sviktet og raketten mistet balansen, klarte ikke kontrollsystemet å rette den opp igjen.

Den ene motoren som sviktet var altså ikke hovedproblemet. Motorene var tvert imot av et revolusjonerende design. Sovjetiske metallurger hadde utviklet et materiale som tålte de høye temperaturene i den trinnvise forbrenningen.

Skog av rakettmotorer

Da Sovjet kansellerte N1 og månelandingen, kom ordren fra myndighetene om å ødelegge alt utstyret fra prosjektet.

Heldigvis nektet en utro byråkrat å lystre. Takket være ham ble 60 motorer gjemt bort i en lagerbygning i årevis.

Ryktet om denne «skogen av rakettmotorer» spredte seg over Atlanterhavet til USA. Nesten 30 år etter at motorene var bygget, fikk vantro rakettingeniører se dem i lagerhuset.

En av motorene ble senere fraktet til USA og avfyrt i et prøveanlegg. På midten av 1990-tallet ble 36 motorer solgt til det amerikanske firmaet Aerojet General og sendt til Sacramento i California.

Kan brukes til mye

Mange utviklingstrinn seinere kan en lignende konstruksjon – nå også med metan som brennstoff – sende Big Falcon Spaceship i bane rundt Jorda – helt uten hjelp av bærerakett.

Hva kan denne prestasjonen – single-stage-to-orbit – brukes til? Musk skriver jo at SSTO bare vil fungere med redusert nyttelast.

I kommentarfeltet på diskusjonsforumet Reddit blomstret forslagene. Send opp et tomt romskip og innrede det som en romstasjon, foreslo en.

Bruk det til å sende forsyninger til Den internasjonale romstasjonen, skrev en annen.

Romskipet vil kunne frakte opp nesten like mye som den britiske framtidsdrømmen – romflyet Skylon, selv med redusert nyttelast, påpekte en tredje.

Hva med å bruke Big Falcon Spaceship til å frakte folk fra ett sted til et annet på Jorda på under en halvtime, foreslo en fjerde.

SpaceX har selv lansert denne idéen om interkontinentale reiser, først og fremst for å skape et marked og en rask inntjening for det store romskipet.

Trenger bærerakett til Mars

Elon Musk gav ingen respons på alle disse forslagene. Så er da også hans viktigste framtidsdrøm å bruke romskipet til å kolonisere Mars.

  • Da planene ble lansert i september 2016, satte de folk i bransjen i sjokktilstand, ifølge Erik Tandberg ved Norsk romsenter. Les mer her!

For å reise helt til Mars med full last og 40 passasjerer, kan ikke romskipet klare seg alene. Da trenger det også en bærerakett.

Bæreraketten og romskipet sammen kalles Big Falcon Rocket – BFR. Elon Musk viste fram illustrasjoner av BFR på Den internasjonale romkongressen i Australia 29. september 2017.

Hemmelig sjefdesigner

Fra venstre: USAs månerakett Saturn V, den sovjetiske N1 og BFR ved siden av hverandre. (Illustrasjon: Saturn V/N1 av EBS08, CCBY 3.0, BFR fra Elon Musks foredrag på romkongressen i Australia 29.9.2017, satt sammen av forskning.no)
Fra venstre: USAs månerakett Saturn V, den sovjetiske N1 og BFR ved siden av hverandre. (Illustrasjon: Saturn V/N1 av EBS08, CCBY 3.0, BFR fra Elon Musks foredrag på romkongressen i Australia 29.9.2017, satt sammen av forskning.no)

Hvis du hadde kunnet plassere BFR og den sovjetiske N1 ved siden av hverandre, ville du sett at de hadde mange likhetstrekk – selv om snart 50 års romfartshistorie skiller dem.

Begge hadde mange mindre rakettmotorer istedenfor færre og større. Begge hadde rakettmotorer med omtrent samme konstruksjon, selv om N1 brukte parafin der BFR bruker metan som brennstoff.

Og – kanskje mest tankevekkende – den sovjetiske måneraketten N1 ble også opprinnelig laget for å reise til Mars. Den var hjernebarnet til en russer som på noen måter lignet Elon Musk.

Han var ett av de største romfartstalentene i Sovjetunionen – en mann med hemmelig identitet.

Under den kalde krigen gikk han bare under navnet «sjefdesigneren». Først etter Glasnost ble det kjent at sjefdesigneren het Sergej Pavlovitsj Koroljov.

Hardt presset

Koroljov kom ut av fangenskap i Stalins straffeleirer og reddet det sovjetiske romprogrammet. Han stod bak flere sovjetiske romtriumfer – den første satellitten Sputnik i 1957, første menneske i bane rundt Jorda i 1961 – Jurij Gagarin – og mange flere.

Koroljovs drømmer om å sende N1 til Mars ble innhentet av den politiske virkeligheten – sovjetledernes ambisjoner om en måneferd.

USA flyttet brikkene fram på det rompolitiske sjakkbrettet med prosjekt Apollo, og Leonid Brezjnev trengte et kraftig svar.

Koroljov ble hardt presset. For hardt. Påkjenningen i Stalins straffeleirer hadde også krevd sitt. Han døde av indre blødninger og kvelning under en operasjon den 5. januar 1966, ifølge boka Starman: The Truth behind the Legend of Yuri Gagarin av Jamie Doran og Piers Bizony, referert i en artikkel i The Guardian.

Hans etterfølger var Vasilij Misjin. Han hadde ikke autoriteten til Koroljov. 

Misjin hadde også ansvaret for kontrollsystemet som skulle holde styr på de 30 rakettmotorene i det første trinnet av N1-raketten. Det var altså dette kontrollsystemet som sviktet og førte N1 ut i gjentatte havari.

Påkjenning i Stalins fangeleir: Sergej Koroljov kort etter arrestasjonen i 1938 (t.v) og etter to år i fangeleiren. (Foto: Sovjet-arkivene)
Påkjenning i Stalins fangeleir: Sergej Koroljov kort etter arrestasjonen i 1938 (t.v) og etter to år i fangeleiren. (Foto: Sovjet-arkivene)

Romkappløpets pris

Over 40 år seinere har Elon Musk tatt over Koroljovs rolle som inspirator. Han har mange av de samme drømmene og opplever den samme ærefrykten og respekten fra sine fans – for eksempel på diskusjonsforumet Reddit.

Opplever han også det samme presset som Koroljov? Ikke fra autoritære myndigheter, men fra en romfartsindustri som nå er i ferd med å ta av mot nye høyder, et romkappløp om billigere oppskytninger.

Elon Musk har også gjenopplivet drømmen om menneskets eventyr i rommet. Han vil sende millioner av mennesker til Mars og gjenopplive den døde, røde planeten – gjøre den grønn og blå, gi den luft og vann.

SpaceX har vist grensesprengende resultater. Er SpaceX i ferd med å snuble i et romkappløp der de er nesten løper fra seg selv?

Kyniker og pessimist

En av Koroljovs etterfølgere, Valentin Glusjko, beskrev «sjefdesigneren» slik:

Med brune øyne som glitret av intelligens var han en skeptiker, en kyniker og en pessimist som så dystert på framtida.

Her skiller Koroljov og Musk lag. Musk er framtidsoptimist – til tross for svingende sinnsstemning.

– Framtida kommer til å bli storartet

– Du vil våkne opp om morgenen og tenke at framtida kommer til å bli storartet. (…) Jeg kan ikke tenke meg noe mer spennende enn å være der ute blant stjernene, sa Musk på romkongressen.

Kanskje kan denne grunnleggende troen på framtida bli selvoppfyllende.

Koroljov levde også asketisk. Han rørte sjelden vodka eller annen alkohol. Hva med Musk? Det vet vi ingenting om, men dette var den siste replikken hans i diskusjonsforumet:

– Jeg drikker faktisk whisky akkurat nå. Virkelig.

Lenker:

I am Elon Musk, ask me anything about BFR! Diskusjonsside på nettstedet Reddit

Elon Musk om hardt press på Twitter

Sergei Korolev: the rocket genius behind Yuri Gagarin, artikkel i The Guardian, 13.mars 2011