Så ska SpaceX erövra Mars

Elon Musk har länge varit tydlig med att han vill ta mänskligheten till Mars, men hur han tänkt åstadkomma detta har inte varit lika tydligt. Nu har miljardären och mannen bakom betaltjänsten PayPal, biltillverkaren Tesla Motors och inte minst rymdföretaget SpaceX delat med sig av sina ambitiösa planer för att kolonise­ra den röda planeten. Och därifrån fortsätta vidare ut i solsystemet.
Till skillnad från till exempel Nasa pratar han inte om att skicka en handfull specialtränade astronauter. ­Istället har han för avsikt att sälja biljetter till tusentals människor – som du och jag.

När Elon Musk 2002 grundade företaget SpaceX var det med målsättningen att revolutionera rymdfarten och att i slutändan göra det möjligt för mänskligheten att sprida sig till andra planeter än jorden. I slutet av september 2016 avslöjade han hur SpaceX ska skicka männi­skor till Mars för att leva och bo där.

Under presentationen låg fokus till stor del på hur själva transporten ska gå till och hur det ska bli möjligt för gemene man att ha råd med flytten till en annan planet. Men han nämnde även storslagna planer på ett självförsörjande samhälle på Mars – och nästa steg för mänskligheten efter att Mars erövrats.

Miljardären Elon Musk, mannen bakom det framgångsrika privata rymdföretaget SpaceX, presenterade i slutet av september 2016 sin plan för hur hans företag ska kunna hjälpa mänskligheten att sprida sig till fler planeter genom att kolonisera Mars. Bild: SpaceX

Miljardären Elon Musk, mannen bakom det framgångsrika privata rymdföretaget SpaceX, presenterade i slutet av september 2016 sin plan för hur hans företag ska kunna hjälpa mänskligheten att sprida sig till fler planeter genom att kolonisera Mars. Bild: SpaceX

Elon Musk är inte helt optimistisk när det ­gäller mänsklighetens överlevnadschanser på jorden, ­vilket är en av hans drivkrafter för att syssla med just rymdfart.

– Jag ser egentligen bara två vägar för mänskligheten. Den ena är att vi stannar på jorden för alltid och till slut dör ut. Jag har inte någon omedelbar domedagsprofetia, men historien tyder på att det kommer att ske förr eller senare. Alternativet är att bli en rymdfarande civilisation och ett folk med fler än en hemplanet, vilket jag hoppas ni håller med om är den rätta vägen att gå, säger Elon Musk.

Mars, som Elon Musk anser vara det bästa ­stället att börja på om vi vill befolka andra planeter, har redan utforskats av ett stort antal obemannade rymdsonder från Nasa och andra rymdorganisationer. Vi känner tack vare dessa tidiga pionjärer till en hel del om planeten, dess atmosfär och var man till exempel skulle kunna hitta vatten i frusen form.

Då SpaceX första interplanetära rymdskepp anländer till Mars kommer besättningen inte att bestå av en handfull ­astronauter. Istället kommer det att finnas hundratals helt vanliga människor ombord, som tillsammans med dem som kommer efter har till uppgift att etablera en själv­försörjande stad på den röda planeten.  Bild: SpaceX

Då SpaceX första interplanetära rymdskepp anländer till Mars kommer besättningen inte att bestå av en handfull ­astronauter. Istället kommer det att finnas hundratals helt vanliga människor ombord, som tillsammans med dem som kommer efter har till uppgift att etablera en själv­försörjande stad på den röda planeten. Bild: SpaceX

SpaceX tidigare planer på att skicka en egen obemannad rymdfarkost – i form av företagets rymdkapsel Red Dragon – till Mars 2018 står fortfarande fast, men det är bara början på Elon Musks vision för planeten. Så tidigt som 2023 hoppas han kunna följa upp företagets första flygning till Mars genom att börja skicka människor med hjälp av SpaceX Interplanetary Transport System, en kombination av rymdskepp och bärraketer. Detta är flera år tidigare än Nasas mest optimistiska tidsplaner för en landstigning på Mars, men framförallt handlar det inte om ett kortvarigt forskningsuppdrag med en handfull astronauter utan om en fullskalig kolonisation – där helt vanliga människor som du och jag står i centrum.

Biljettpriset är nyckeln

Elon Musk medger att steget från obemannad utforskning till en storskalig bosättning på Mars är mycket stort. Den största utmaningen är att få ner biljettpriserna så att så många som möjligt har råd – att skapa ett stort överlapp mellan folk som vill åka och folk som har råd, som man uttrycker det. Idag existerar inget sådant överlapp överhuvud­taget ­eftersom det inte går att köpa biljetter till Mars, hur rik man än är.

Med början 2018 är Elon Musks målsättning att SpaceX ska skicka någonting till Mars varje gång jorden och Mars befinner sig som närmast varandra i sina omloppsbanor, vilket inträffar med 26 månaders mellanrum. Till att börja med rör det sig om en obemannad rymdkapsel av typen Red Dragon, men så tidigt som 2023 skulle de kunna börja skicka bemannade rymdskepp och med tiden en hel flotta rymdskepp. Bild: SpaceX

Med början 2018 är Elon Musks målsättning att SpaceX ska skicka någonting till Mars varje gång jorden och Mars befinner sig som närmast varandra i sina omloppsbanor, vilket inträffar med 26 månaders mellanrum. Till att börja med rör det sig om en obemannad rymdkapsel av typen Red Dragon, men så tidigt som 2023 skulle de kunna börja skicka bemannade rymdskepp och med tiden en hel flotta rymdskepp. Bild: SpaceX

Med traditionella metoder, liknande de som användes under Apolloprogrammet, uppskattar Elon Musk biljettpriset till omkring 100 miljarder kronor per person. Det blir ett mycket litet överlapp och räcker inte för att bilda en självförsörjande ­koloni.

Om man däremot kan ner få priset till att i runda slängar motsvara ett hus på jorden menar Musk att det är mer eller mindre oundvikligt att en civilisation skulle uppstå på Mars.

– Alla skulle inte villa åka. Faktum är att jag tror att ett relativt litet antal människor från jorden skulle vilja åka. Men tillräckligt många skulle både vilja åka och ha råd med resan för att det skulle hända, förklarar Elon Musk.

Då medianpriset för ett hus i USA idag ligger på omkring två miljoner kronor innebär det att biljettpriset måste förbättras med cirka fem miljoner procent.

– Det låter i stort sett omöjligt, men jag tror att det finns sätt att göra det på, säger Elon Musk.

Vid ankomsten till Mars kommer en avancerad värmesköld, som förfinats med hjälp av SpaceX rymdkapsel Dragon, att göra det möjligt att under inträdet i atmosfären bromsa in rymdskeppet från mycket höga hastigheter. Bild: SpaceX

Vid ankomsten till Mars kommer en avancerad värmesköld, som förfinats med hjälp av SpaceX rymdkapsel Dragon, att göra det möjligt att under inträdet i atmosfären bromsa in rymdskeppet från mycket höga hastigheter. Bild: SpaceX

Bort med slit och släng

En avgörande del i Elon Musks plan är återanvändbara raketer och rymdskepp.

Återanvändbarhet är en svår nöt att knäcka redan­ när det handlar om transporter till och från jordens omloppsbana. SpaceX har länge försökt att lösa problemet, och nyligen har de lyckats med konststycket att landa flera Falcon 9-raketer på jorden efter att de levererat sin last till omloppsbana. Men det kritiska steget att skjuta upp en av dessa raketer en andra gång återstår fortfarande.

Ett sätt att pressa biljettpriserna är att skjuta upp rymdskeppet med tomma bränsletankar och sedan använda en tankfarkost för att fylla på tankarna i omloppsbana innan avfärden till Mars. Att välja rätt bränsle, som kan produceras på Mars, är också viktigt. Bild: SpaceX

Ett sätt att pressa biljettpriserna är att skjuta upp rymdskeppet med tomma bränsletankar och sedan använda en tankfarkost för att fylla på tankarna i omloppsbana innan avfärden till Mars. Att välja rätt bränsle, som kan produceras på Mars, är också viktigt. Bild: SpaceX

För att illustrera skillnaden mellan ett återanvändbart transportsystem och ett engångssystem tar Elon Musk flygresor som ett exempel. Om flygplan bara kunde användas en gång skulle flygresor kosta enormt mycket och få skulle ha råd att flyga, men tack vare att flygplan kan återanvändas ett stort antal gånger blir biljettpriserna radikalt mycket lägre.

Bränslebesparingar

Återanvändbarhet är dock inte Elon Musks enda ess i rockärmen och för att pressa priset ytterligare tänker han sig att rymdskeppet ska tankas i omloppsbana med ett bränsle som även kan produceras på Mars. Genom att skjuta upp rymdskeppet med tomma bränsletankar och sedan fylla på tankarna i omloppsbana innan färden till Mars kan den totala lasten spridas ut över flera uppskjutningar. Det ställs därmed inte lika stora krav på den bärraket som används för att lyfta upp rymdskeppet och bränslet i omloppsbana och därför blir det både billigare och går snabbare att utveckla.

Det råder ingen tvekan om att livet på Mars till att börja med kommer att vara hårt och riskfyllt. Men Elon Musk, som själv vill åka, tror att möjligheten att vara med och lägga grunden till ett samhälle på en ny planet ändå kommer att locka många. Bild: SpaceX

Det råder ingen tvekan om att livet på Mars till att börja med kommer att vara hårt och riskfyllt. Men Elon Musk, som själv vill åka, tror att möjligheten att vara med och lägga grunden till ett samhälle på en ny planet ändå kommer att locka många. Bild: SpaceX

För att kunna användas på nytt måste rymdskeppet efter att det släppt av sina passagerare på Mars kunna återvända till jorden. Förutom att man slipper kasta bort pengar på dyra rymdskepp, som efter bara en resa slutar sina dagar på en stor rymdskeppskyrkogård på Mars, betyder det också att det finns möjlighet för dem som rest till Mars att få en gratis returbiljett.

– Jag tror att antalet människor som är villiga att flytta till Mars är mycket större om de har ­alternativet att återvända, även om de aldrig faktiskt återvänder, säger Musk.

Att tillverka bränslet till returresan på Mars innebär en stor besparing. SpaceX uppskattar att rymdskeppet skulle behöva ha omkring fem gånger så stor massa vid avresan om man tog med allt bränsle från jorden istället för att tillverka det på Mars.

Valet av bränsle är förstås viktigt och i princip står det mellan tre olika bränslealternativ:

• Traditionellt raketbränsle, i form av fotogen av mycket hög kvalitet, hjälper till att hålla rymdskeppets storlek nere, men är dyrt och mycket svårt att framställa på Mars.

• Flytande väte går att producera på Mars, men det är ännu dyrare och dessutom svårt att lagra eftersom temperaturen måste hållas nära den ­absoluta nollpunkten.

• Vinnaren är därför metan, eller närmare bestämt djupfryst så kallat methalox, som både är det billigaste alternativet och lättast att tillverka på Mars.

– Mars har en atmosfär med koldioxid och fruset vatten i marken och med hjälp av vatten och koldioxid kan man producera metan och syre, ­förklarar Elon Musk.

Rekordraket

Trots metoden att skicka upp bränsle och last i omgångar, så kommer SpaceX planerade bär­raket, som ska utgöra arbetshästen i Interplanetary Transport System, att vara mycket stor. Inklusive rymdskeppet beräknas raketen bli totalt 122 meter hög, vilket är betydligt större än företagets kommande raket Falcon Heavy och till och med något större än månraketen Saturn V, som idag är den största raket som byggts.

Den nya Raptormotorn som ska göra det möjligt för det interplanetära transportsystemets bärraket att lyfta upp ett rymdskepp med plats för minst 100 kolonisatörer. Den utrustning de behöver i omloppsbana har redan testats av SpaceX. Bild: SpaceX

Den nya Raptormotorn som ska göra det möjligt för det interplanetära transportsystemets bärraket att lyfta upp ett rymdskepp med plats för minst 100 kolonisatörer. Den utrustning de behöver i omloppsbana har redan testats av SpaceX. Bild: SpaceX

Bärraketen kommer också att vara betydligt kraftfullare än någon tidigare byggd raket. Med 42 motorer av typen Raptor kommer den att leverera en drivkraft på 128 meganewton, vilket är nästan fyra gånger så mycket som Saturn V-­raketens motorer.

Raptormotorerna har redan lämnat ritbordet och en har till och med testats, men trots det är det en stor utmaning att få dem att leverera tillräcklig bärkraft.

Bärraketen är nämligen ett måste. Rymdskeppet som SpaceX planerar ska ha en trycksatt kabin med plats för minst 100 människor, plus ett lastutrymme för personliga tillhörigheter och all den utrustning som behövs för att bygga ett litet samhälle med allt från en anläggning för bränsletillverkning till pizzerior.

Även om 100 människor låter mycket räcker det inte speciellt långt om man vill etablera ett självförsörjande samhälle, speciellt med tanke på att rymdskeppet bara kan göra en resa var 26:e månad, när jorden och Mars är som närmast varandra. Tanken är därför att det ska byggas en hel koloniflotta där uppemot 1 000 skepp ska göra överfarten till Mars i samlad trupp.

Från det att det första skeppet avgår till Mars uppskattar Elon Musk att det totalt kommer att ta någonstans mellan 40 och 100 år innan invånarantalet är tillräckligt stort för att en stad på Mars ska vara fullt självförsörjande.

Under den nästan fyra månader långa färden till Mars kommer två stora solpaneler att förse rymdskeppet med elektricitet och resan kommer enligt Elon Musk att vara både bekväm och rolig. Bild: SpaceX

Under den nästan fyra månader långa färden till Mars kommer två stora solpaneler att förse rymdskeppet med elektricitet och resan kommer enligt Elon Musk att vara både bekväm och rolig. Bild: SpaceX

En resa till Mars tar ungefär fyra månader och vistelsen på rymdskeppet bör därför bli så bekväm och rolig som möjligt. Likt en Finlandsfärja ska skeppet ha hytter och restaurang, det ska visas filmer och hållas föreläsningar, det ska finnas spel och annan förströelse. Och viktlösheten ger förstås nya möjligheter till aktiviteter.

Något som är mindre roligt är strålningen i rymden, men Elon Musk är inte speciellt orolig. På sin höjd menar han att det handlar om en något förhöjd risk för cancer. Och vid solstormar kommer rymdskeppet att kunna vändas med aktern mot solen för att ge passagerarna extra skydd om det behövs. De nya rönen om hjärnskador på grund av strålningen, som vi skriver om på nyhetssidorna, nämns dock inte.

Livet på Mars

Elon Musks vision sträcker sig långt bortom nöjes­resor till Mars eller en liten utpost där. Målet är ett självförsörjande samhälle och med tiden kanske till och med en planetomspännande civilisation i likhet med den vi har på jorden. Men det är inte självklart hur han tänker sig att alla dessa människor ska överleva på en ogästvänlig planet som Mars, med tunn atmosfär utan syre och inget flytande vatten på ytan, och hur de ska kunna skapa sig ett hem.

Full återanvändbarhet är avgörande för att de som vill åka ska ha råd med en biljett till Mars och de lyckade landningar som gjorts med SpaceX raket Falcon 9 är ett stort steg i rätt riktning.  Bild: SpaceX

Full återanvändbarhet är avgörande för att de som vill åka ska ha råd med en biljett till Mars och de lyckade landningar som gjorts med SpaceX raket Falcon 9 är ett stort steg i rätt riktning. Bild: SpaceX

I stort sett menar han att SpaceX jobb är att ­sköta transporterna till Mars och att det är upp till dem som väljer att åka att lägga grunden till ett samhälle på den nya planeten. Men han har ändå en del idéer om hur det ska gå till. På lång sikt borde det att gå att skapa, eller återskapa, en tjock atmosfär och hav av vatten på Mars. Fram till dess får kolonisatörerna hålla tillgodo med den is som finns där, solpaneler, odlingar i tryckförsedda ­lokaler och annat som går att åstadkomma.

Vill själv åka

De första resorna till Mars kommer att vara fyllda av faror och för att åka måste man vara villig att riskera livet. Musk själv har sagt att han vill dö på Mars, men kanske inte redan vid landningen eller på väg dit, så han tvekar om han ska följa med på den första resan. Men till Mars vill han, och den främsta anledningen till att han samlar på sig pengar i stora högar är just att finansiera Marsresor. Inte bara för att rädda mänskligheten, utan också för att det är spännande.

– Livet måste vara mer än att bara lösa problem varje dag. Man måste vakna och vara exalterad över framtiden och inspirerad att vilja leva, säger Elon Musk.

SpaceX interplanetära transportsystem kommer enligt Elon Musk även att kunna ta mänskligheten vidare från Mars till bland annat Jupiters måne Europa.  Bild: SpaceX

SpaceX interplanetära transportsystem kommer enligt Elon Musk även att kunna ta mänskligheten vidare från Mars till bland annat Jupiters måne Europa. Bild: SpaceX

Men oavsett hur rik han är, och oavsett hur mycket pengar hans företag drar in, så är det ett så stort projekt att det kommer att krävas många andra finansiärer, såväl privata som statliga.

Planerna stannar inte heller vid Mars. Om SpaceX lyckas med sitt Interplanetary Transport System skulle det kunna användas för bemannade färder längre ut i solsystemet. Bland annat är Jupiters måne Europa högintressant, och Saturnus måne Titan kan få en tankstation.

Fakta: 
Interplanetary Transport System
SpaceX roll i koloniseringen av Mars är enligt Elon Musk först och främst att transportera människor till den nya planeten. Detta ska åstadkommas med hjälp av företagets planerade interplanetära transportsystem, som består av en bärraket, ett rymdskepp och en tankfarkost. Uppskjutningarna kommer att ske från uppskjutningsramp 39a vid Cape Canaveral, som bland annat användes vid Apollo 11-astronauternas månfärd. Bild: SpaceX

SpaceX roll i koloniseringen av Mars är enligt Elon Musk först och främst att transportera människor till den nya planeten. Detta ska åstadkommas med hjälp av företagets planerade interplanetära transportsystem, som består av en bärraket, ett rymdskepp och en tankfarkost. Uppskjutningarna kommer att ske från uppskjutningsramp 39a vid Cape Canaveral, som bland annat användes vid Apollo 11-astronauternas månfärd. Bild: SpaceX

Det planerade interplanetära transportsystem som SpaceX ska använda för att skicka människor till Mars kommer att bestå av en rekordstor bärraket, ett rymdskepp för mellan 100 och 200 passagerare och en tankfarkost som ser likadan ut som rymdskeppet men är fylld med bränsle. Alla delar i systemet kommer att vara fullt återanvändbara.

Efter att resenärerna bordat rymdskeppet skjuts det upp av bärraketen från uppskjutningsramp 39a vid Cape Canaveral, som bland annat användes vid Apollo 11-astronauternas månfärd. Medan rymdskeppet parkeras i omloppsbana återvänder sedan bärraketen till uppskjutningsrampen. Där lastas tankfarkosten på i rymdskeppets ställe och raketen skjuts upp på nytt. Väl i omloppsbana dockar tankfarkosten med rymdskeppet och pumpar över bränsle till skeppets tomma tankar. Det krävs emellertid mellan tre och fem tankningar, och bärraketen och tankfarkosten återvänder därför till jorden för att hämta mer bränsle tills rymdskeppets tankar är fulla.

Därefter ger det fulltankade rymdskeppet sig av mot Mars. När det nått kryssningsfart fäller rymdskeppet ut sina segelliknande solpaneler, som kan leverera en effekt på 200 kilowatt, och glider fram genom rymden i 100 800 kilometer i timmen tills det når Mars. Där landar det på planetens roströda yta och ny­byggarna från jorden kan kliva av och börja skapa sitt nya hem.

Tack vare Mars lägre gravitation krävs ingen bärraket för att rymdskeppet ska kunna lämna planeten, och så snart bränsletillverkningen kommit igång kan rymdskeppet därför tankas och skickas tillbaka till jorden igen. Processen kan då börja om med en ny omgång blivande Marsinvånare.

SpaceX

Företaget SpaceX aktiviteter har ända sedan det grundades 2002, då de endast hade ett tomt kontor och av någon anledning ett mariachi-band, varit ett steg på vägen mot Elon Musks dröm om att kolonisera Mars.

2006 gjorde SpaceX sitt första försök att skjuta upp en raket, vilket misslyckades. Ett samarbete med Nasa inleddes.

2008 genomförde ­SpaceX, efter ytterligare två misslyckade försök, en lyckad uppskjutning av företagets första raket Falcon 1 och fick i uppdrag av Nasa att transportera last till och från den internationella rymd­stationen ISS.

2010 sköt SpaceX upp den första versionen av raketen Falcon 9, med mycket större lastkapacitet, och rymdkapseln Dragon, som även återvände till jorden.

2012 gjorde SpaceX, med hjälp av Falcon 9 och Dragon, sin första leverans till och från den internationella rymdstationen ISS.

2013 började SpaceX experimentera med vertikal uppskjutning och landning med testraketen Grass­hopper.

2014 blev version 1.1 av Falcon 9, med ännu större lastkapacitet, den första bärraketen att återvända från rymden och landa i havet.

2015 blev en ytterligare uppgraderad version av Falcon 9 den första bärraketen att återvända från rymden och landa på land.

2016 blev Falcon 9 den första bärraketen att återvända från rymden och landa på ett drönarskepp.

Jorden och Mars

Jorden och Mars är på många sätt väldigt lika varandra och har till exempel nästan samma längd på dygnet, men Mars har en tunnare atmosfär med annan sammansättning och är betydligt kallare.

Material från
Allt om Vetenskap nr 11 - 2016

Mest lästa

Fler nyheter

Fler nyheter