Hva er forskjellen på romferder etter ulike baner og høyder?

Point-to-point transport

Denne fremtidige ambisjonen involverer suborbital flyging for rask transport mellom to punkter på jorden. Selv om teknologien er under utvikling, kan slike ferder redusere reisetiden dramatisk for lange distanser.

Suborbitale ferder

Suborbitale ferder, som tilbys av Virgin Galactic og Blue Origin, når ikke en stabil jordbane, men gir noen få minutter med vektløshet. Disse brukes primært til romturisme, med lav risiko for strålingseksponering. Begrensningene inkluderer veldig kort varighet og minimal vitenskapelig verdi.

Lav jordbane (LEO)

Lav jordbane (LEO) strekker seg fra ca. 200 til 2 000 kilometers høyde over jorden og er den mest brukte banen for bemannede romferder. Denne høyden gir en balanse mellom praktiske og teknologiske fordeler, men også noen ulemper.

Fordelene ved LEO inkluderer relativt lav strålingseksponering fordi området ligger innenfor jordens magnetosfære, som beskytter mot mye av den kosmiske strålingen og solstrålingen som finnes i høyere baner. Unntaket er områder som South Atlantic Anomaly (SAA) over deler av Sør-Amerika og Sør-Atlanteren, der jordens magnetfelt er svakere og satellitter og romfartøy kan oppleve økt stråling (100-101). Dette området er spesielt viktig å overvåke fordi det kan påvirke elektronikk og potensielt utsette mannskap for kortvarige strålingstopper.

LEO er også kostnadseffektiv fordi det krever mindre drivstoff og lavere oppskytningseffekt sammenlignet med høyere baner. Dette gjør det mulig å sende opp både bemannede og ubemannede fartøy oftere og til lavere kostnader. I tillegg er nærheten til jorden gunstig for kommunikasjon og raskere overføring av data fra forskningsprosjekter.

Ulempene inkluderer atmosfærisk drag, som gradvis senker fartøyets banehøyde. Dette krever periodiske korreksjoner for å opprettholde stabiliteten i banen, noe som innebærer ekstra drivstoff og planlegging.

Inklinasjonen til en bane refererer til vinkelen mellom jordens ekvator og banens plan (102). Ekvatoriale baner (0° inklinasjon) følger ekvator og gir konstant dekning av tropiske områder. Disse banene er spesielt nyttige for ubemannede satellitter som overvåker vær og klima i tropene. Deres største begrensning er manglende tilgang til høyere breddegrader, noe som gjør dem mindre relevante for globale oppdrag. Mellomhøye inklinasjoner (28°–52°) brukes ofte for bemannede oppdrag, inkludert Den internasjonale romstasjonen (ISS) med en inklinasjon på 51,6°. Disse banene gir bred dekning av befolkede områder og er kostnadseffektive for oppskyting fra steder som Florida (28°) eller Baikonur (51°)(103). De kombinerer tilgang til viktige breddegrader med moderat drivstofforbruk og lavere strålingseksponering. Høye inklinasjoner (52°–90°) dekker større deler av de høye breddegradene, inkludert polområdene. Baner nær 63°–65° er spesielt velegnet dersom målet er å maksimere tiden over nordlysbeltet, ettersom nordlyset konsentreres i et ovalt område mellom 60° og 75° breddegrader. Disse banene medfører imidlertid høyere drivstoffkostnader og økt strålingseksponering, særlig i polområdene (104). Utslipp av sort karbon over sensitive miljøer som Arktis og Antarktis er også en bekymring (105-110). Polarbaner (90° inklinasjon) tillater observasjon av hele jordens overflate over tid, og slike baner brukes ofte for ubemannede satellitter innen vær- og miljøovervåking samt militær rekognosering (111). For bemannede oppdrag har slike baner historisk sett blitt unngått på grunn av økt drivstoffbehov, logistikk, større eksponering for stråling og miljømessige hensyn. Valg av inklinasjon har i praksis liten eller ingen medisinsk eller vitenskapelig betydning ved en bemannet romferd utover det som oppnås ved ubemannet romfart. Høyere inklinasjon kan medføre noe økt strålingseksponering, men den akkumulerte stråledosen er likevel betydelig lavere for kortvarige romferder i slike baner sammenliknet med typiske opphold på Den internasjonale romstasjonen (ISS), hvor profesjonelle astronauter normalt oppholder seg flere måneder i strekk.

Valget av bane påvirkes ikke bare av tekniske og miljømessige hensyn, men også av politiske og logistiske faktorer. Valg av bane kan avhenge av hvor rakettene skytes opp fra, og hvilke nasjoner som gir tillatelse til å bruke luftrom eller sjøområder. Bemannede oppdrag må planlegge for trygge landingsplasser ved slutten av ferden. Det må også foreligge oppskytningskorridorer hvor dumping av rakettdeler ikke har uakseptabel risiko for miljø eller sikkerhet.

Middels jordbane (MEO) og geostasjonær bane (GEO)

Disse høyere banene (2 000–35 786 km) brukes primært for ubemannede oppdrag som navigasjon (f.eks. GPS) og kommunikasjonssatellitter. Bemannede ferder i disse banene er sjeldne, hovedsakelig på grunn av høy stråling i Van Allen-beltene, som krever omfattende skjerming. De økte kostnadene og teknologiske utfordringene har også begrenset interessen for bemannede oppdrag i MEO og GEO.

Exploration class missions

Exploration class missions representerer neste steg i menneskehetens utforskning av rommet. Disse oppdragene går utover lav jordbane (LEO) og fokuserer på destinasjoner som månen, Mars, og asteroider (112-113). Målet er ikke bare utforskning, men også å etablere en bærekraftig tilstedeværelse i dyprommet, utvikle ny teknologi og legge grunnlaget for fremtidige interplanetariske reiser.

Cislunar bane refererer til området mellom jorden og månen, inkludert baner rundt månen selv. ESA og NASA samarbeider om Lunar Gateway, en liten romstasjon som vil kretse rundt månen i en elliptisk bane. Gateway vil fungere som en mellomstasjon for oppdrag til månens overflate, og som en testplattform for langvarige opphold i rommet og nye drivstoffteknologier.

NASA og ESA jobber med Artemis-programmet for å returnere mennesker til månen. Målet er ikke bare å gjennomføre forskning, men også å etablere en permanent, bærekraftig tilstedeværelse (112). Dette inkluderer bygging av infrastruktur som månebaser og ressursutvinningssystemer for å utnytte lokale ressurser, som vann-is for drivstoffproduksjon. Månen gir en unik mulighet til å studere solsystemets tidlige historie og utforske potensialet for ressursutvinning, som helium-3, et mulig fremtidig drivstoff for fusjonskraftverk.

Reiser til Mars representerer en betydelig teknisk, logistisk og psykologisk utfordring, men også et enormt potensial for vitenskap og utforskning (113). Reisen til Mars krever nøye planlagte trajektorier for å minimere drivstoffbruk og sikre at man når planeten innenfor en bestemt tidsramme, vanligvis 6–9 måneder én vei. Mars har en tynn atmosfære, noe som gjør landingsoperasjoner mer komplekse enn på jorden. Dette krever utvikling av systemer som hypersoniske varmeskjold og retroraketter.

Utenfor jordens magnetosfære er mannskap utsatt for betydelig kosmisk stråling og solstormer. Effektive strålingsskjermer og medisinske protokoller er nødvendig for å beskytte astronautene. Oppdrag til Mars krever omfattende forsyningsstrategier, inkludert bruk av lokal ressursutnyttelse (ISRU) for å produsere oksygen, vann og drivstoff på stedet.

Varighet av romferder

Varigheten av en romferd varierer betydelig, avhengig av oppdragets mål, teknologiske begrensninger og menneskelige faktorer.

Suborbitale ferder, som tilbys av selskaper som Virgin Galactic og Blue Origin, varer vanligvis mindre enn én time fra start til landing. Disse oppdragene innebærer at romfartøyet skytes opp og når en høyde på rundt 80–100 km før det returnerer til jorden uten å gå inn i en stabil bane. Passasjerene opplever noen få minutter med vektløshet og en spektakulær utsikt over jorden.

Orbitale romferder deles vanligvis inn i kortvarige oppdrag (under 30 dager) og langvarige oppdrag (over 30 dager). De fleste kommersielle orbitale romferdene varer kun noen få dager, mens de fleste profesjonelle romferder til ISS varer i rundt 6 måneder.

Utforskning av Mars eller asteroider representerer de mest krevende og langvarige oppdragene som menneskeheten har planlagt. Disse oppdragene kan vare i flere år og inkluderer både reisetid og opphold.