Siden slutten av Apollo-epoken har et av hovedmålene til NASA, Roscosmos og andre romfartsorganer vært utvikling av teknologier som vil muliggjøre en langsiktig menneskelig tilstedeværelse i verdensrommet. Disse teknologiene vil også hjelpe når det er på tide å montere fornyede oppdrag til Månen, Mars og andre steder i solsystemet. I løpet av de siste tiårene har denne innsatsen gitt Mir og Den internasjonale romstasjonen (ISS).
I de kommende årene vil denne innsatsen også føre til Lunar Orbital Platform-Gateway og kommersielle romstasjoner - som Bigelow B330. Og hvis private luftfartsselskaper som Gateway Foundation får veien, vil vi også ha en romfartsport i bane rundt jorden. Selskapet postet nylig en video som viser nøyaktig hvordan denne roterende hjulromsstasjonen vil se ut, og hvordan selskaper som SpaceX kan bidra til å bygge den.
Selskapets konsept er kjent som Gateway, en roterende romstasjon basert på design foreslått av den tyske rakettforskeren og romarkitekten Werner von Braun. Disse designene ble omtalt i en serie artikler i det nasjonale magasinet Collier i løpet av 1950-tallet med tittelen, "Man Will Conquer Space Soon!" Av denne grunn har selskapet navngitt deres foreslåtte design Von Braun-stasjonen.
Dette konseptet er faktisk ganske tidspreget. Von Brauns egen design bygd på tidligere forslag, hvor den tidligste ble laget av den russiske forskeren Konstantin Tsiolkovsky i 1903. Konseptet ble vakkert illustrert i Stanley Kubricks 2001: A Space Odyssey, som ble skrevet sammen av den kjente forskeren og futuristen Arthur C. Clarke (og basert på en novelle om hans tittel “The Sentinel”).
I alle tilfeller innebærer det generelle konseptet en roterende hjulstasjon i bane rundt jorden, som ville etablere en menneskelig tilstedeværelse i rommet og samtidig gi kunstig tyngdekraft for innbyggerne. Dette er et viktig aspekt av foreslåtte romflyter som vil ta astronauter til steder i dype rom, for eksempel Mars og lenger inn i solsystemet (og muligens utenfor).
Gitt effektene av langsiktig eksponering for mikrogravitet, som ble omfattende dokumentert i NASAs nyere tvillingstudie, har misjonsplanleggere lett etter måter å dempe dem på. Studien besto av ti separate undersøkelser av langtidsvirkningene av mikrogravitasjon på mennesker, og brukte tvillingastronauter Scott Kelly og Mark Kelly som testpersoner.
Etter å ha tilbrakt mer enn et år i verdensrommet, bemerket studieteamene en rekke betydelige endringer mellom Scott Kelly og broren. Mens han opplevde det samme tapet av muskelmasse og bentetthet som andre astronauter som brukte lengre tid ombord på ISS, var det andre endringer som gjorde tilpasningen til livet på jorden igjen veldig vanskelig.
Kellys syn hadde blitt mindre, han opplevde intens hevelse i ekstremitetene, og endringer i organfunksjon og genuttrykk ble også bemerket. Utover mikrograviteten er det også spørsmål om hvordan menneskekroppen vil reagere på langsiktig eksponering for månetyngdekraft (16,5% av jordens normale) og Mars-tyngdekraften (~ 38%).
Dette er spesielt viktig gitt de nåværende planene for å etablere en permanent utpost på Månen og utføre besetningsoppdrag til Mars de neste to tiårene. Som Gateway Foundation-administrerende direktør John Blincow uttalte i den nylig utgitte videoen (sett nedenfor), er dette en av fordelene med selskapets foreslåtte Gateway:
”Folk trenger tyngdekraft slik at kropper ikke faller fra hverandre. Men hvor mye vil tyngdekraften være greit i et år, men ikke i to år? Vil Martian gravitation fungerer for mennesker på lang sikt, men ikke for store husdyr? Vil to dager i uken på 30% g være nok til at ISS-mannskaper beholder beinmassen? Å bygge von Braun romstasjon kan bidra til å låse opp disse hemmelighetene. ”
Gateway's struktur består av to konsentriske indre ringer festet av fire eiker til en ytre ring. De to konsentriske ringene utgjør Lunar Gravity Area (LGA), der stasjonens rotasjon gir en gravitasjonskraft som tilsvarer månens overflate. Den ytre indre ringen - LGA Habitation ring - er der boligmoduler vil bli plassert, som vil bestå av små rom for gjester.
I mellomtiden vil den innvendige høye takringen på LGA tilby turist muligheten til å spise og leke i et miljø med lite g. I kjernen av stasjonen er Hub og Bay, hvor trafikk og miljøkontroll, sikkerhet og Gateway's transportnexus alle vil være lokalisert. The Hub vil også ha en observasjonssalong hvor gjestene kan se på innkommende transport.
Den ytre ringen, kjent som Mars Gravity Area (MGA), opplever raskere rotasjon siden den er lenger fra kjernen. Dette resulterer i en kunstig gravitasjonskraft som ligner det som vil oppleves på overflaten av Mars. Dette området vil ha 4 eller 5 dekk og være der store moduler som tilbyr permanente overnattingssteder, vil være plassert. Som Blincow forklarte:
“Von Braun romstasjon vil være en roterende romstasjon designet for å produsere forskjellige nivåer av kunstig tyngdekraft ved å øke eller redusere rotasjonshastigheten. Stasjonen vil være designet fra starten av for å imøtekomme både det nasjonale romfartsorganets utførelse av lav tyngdekraftforskning og romturister som ønsker å oppleve livet på en stor romstasjon med komforten av lav tyngdekraft og følelsen av et hyggelig hotell. ”
Et annet viktig element nevnt av Blincow i rollen som SpaceX kunne spille i etableringen av stasjonen. Opprinnelig ba Gateway-designen om moduler som var 12 m (40 fot) lange og 8,5 m (28 fot) brede (omtrent det dobbelte av størrelsen på ISS-moduler). Men takket være fremdriften SpaceX har gjort med sent Starship og Super tung, mener Gateway Foundation at tyngre nyttelast kan lanseres.
“Hvis vi hadde en SpaceX Superheavy andre trinn som ble utviklet bare for rombygging, kan vi ha moduler som er 40 fot (12 m) brede og 60 fot (18 m) lange, ”sa Blincow. "Denne mye større størrelsen vil gi rom for et mye større interiørvolum for de samme lanseringskostnadene."
Den modulære utformingen av ringene er ment å imøtekomme forskjellige typer aktiviteter og virksomheter. Mens noen vil bli avsatt til dokkerarbeiderboliger, vil andre være dedikert til vitenskapelig forskning. Disse sistnevnte modulene vil være i høy etterspørsel siden stasjonen tilbyr muligheten til å undersøke hvordan jordiske organismer klarer seg med månens og tyngdekraften uten å måtte reise dit.
Andre vil være tilgjengelige for hotell- og restaurantkjeder, private luksuriøse overnattingssteder og andre virksomheter som ønsker å etablere kontorer i verdensrommet (muligens for å dra nytte av skattelovene!) Blincow understreker også at opprettelsen av Gateway vil være lenger enn en eneste nasjon, og vil kreve en internasjonal innsats som bringer romfartsbyråer, kommersielle romfarts- og romentusiaster sammen.
Sluttresultatet av dette vil være en internasjonal stasjon ikke ulikt ISS, men en privatdrevet virksomhet som vil være økonomisk selvopprettholdende. Det er ikke gitt noen indikasjon på hvor mye byggingen av Gateway vil koste, men Blincow er sikker på at det vil være rimelig, takket være SpaceX og måten dets engasjement for gjenbrukbare raketter gir ned kostnadene for individuelle utskytninger.
Med henvisning til Musks kunngjøring i 2017 om at BFR ville være fullstendig gjenbrukbar (som han gjorde på den 29. internasjonale astronautiske kongressen (IAC) i Adelaide, Australia), uttaler Blincow:
“Da vi først begynte å lage kostnadsframskrivningene våre for rombygging, baserte vi det på den laveste estimerte oppskytingskostnaden vi kunne finne - SpaceX BFR til 1000 dollar per kg. Det kom til rundt 150 millioner dollar per lansering. Men så holdt Elon Musk en presentasjon på Adelaide som forandret alt. Ved å gjøre alle komponentene i BFR gjenbrukbare, kan kostnadene spres over mange flyreiser, akkurat som et flyselskap.
Elon Musk estimerer lanseringskostnader for Starship og Superheavy booster til rundt 7 millioner dollar. Noen anslår at hver lansering vil være så høy som $ 40 millioner etter at alle faktorene er redegjort for. Men om det er syv eller førti millioner dollar, det er fremdeles musikk for ørene våre. Dette betyr at roterende romstasjoner, vedlikeholdsanlegg og drivstoffdepoter kan og vil bli bygget rimelig. ”
Byggeprosessen, som vil avhenge sterkt av fremskritt gjort innen romrobotikk, ville også validere nøkkelsystemer og teknologier som en dag kan gå inn i konstruksjonen av enorme romhabitater (for eksempel O’Neil Cylinders). Disse anses av mange for å være et levedyktig alternativ (eller tillegg) til forslag til kolonisering av andre planeter.
Disse systemene spenner fra stabilisering til luftgjenvinning, fra vanngjenvinning til lavt tyngdekraften, og fra matlagring i rommet til tekniske utfordringer. Alle spørsmålene faller under den generelle overskriften "hvordan opprettholder vi en befolkning i verdensrommet?" vil bli tatt opp med byggingen av Gateway, hevder Bilcow.
Når det gjelder finansiering av konstruksjonen, indikerer Bilcow hvordan hans selskap håper å utnytte viktige partnerskap med verdensromsbyråene (NASA, Roscomos, ESA, Kina, India og andre) samt kommersielle luftfartsselskaper. De planlegger også å skaffe penger gjennom tidlig billettsalg og salg av moduler (for de superrike) og holde et lotteri og lage et medlemskapsprogram for mannskap (for alle andre).
Utover byggingen av en Gateway i bane rundt jorden, håper også stiftelsen å skape en flåte av trans-atmosfæriske kjøretøyer (TAV) som kan ferge folk til og fra romstasjonen. De håper også å kunne bygge en annen i månebanen (Lunar Bridge), som vil gi rom for regelmessige turer mellom Jorden og månen (ved hjelp av cis-månens skyttelbusser) og vanlige turer til månens overflate (ved hjelp av cis-måne landere).
Igjen vil kostnadene for et slikt prosjekt være astronomiske og utover hva en enkelt nasjon eller selskap kan pådra seg. Imidlertid, med mange gründere som ønsker å få romturisme til å skje, for ikke å snakke om hvordan slike romstasjoner kunne lette leteaksjoner til Månen og til og med Mars, kan partnerskapene som Blincow ser for seg være gjennomførbare.
Som så mange andre ambisiøse planer om å kolonisere verdensrommet, kommersialisere LEO og etablere en menneskelig tilstedeværelse på andre kropper i solsystemet, må vi bare vente og se om Gateway Foundation har ben, eller lider samme skjebne som Mars One - som nylig kunngjorde at det er konkurs. En ting de har gått for dem, i tillegg til syn, er muligheten til å knuse tall. La oss håpe de jobber i deres favør!
Hovedpunktene i stiftelsens video var også gjenstand for en presentasjon som fant sted på Caltech i januar 2016 (arrangert av Keck Institute for Space Studies). Foredraget ble kalt "Building the First Spaceport in Low-Earth Orbit", og ble presentert av John Blincow og Tom Spilker - en pensjonert romfartsingeniør som jobbet i mange år med NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL).
For mer informasjon om Gateway Foundation og deres forskjellige prosjekter, sjekk ut deres hjemmeside her.
