Fem videnskabelige opdagelser, der muliggør opsendelsen af Andreas Mogensen

Den aktuelle opsendelse af Andreas Mogensen til ISS er kun mulig i dag, fordi fysikere og andre forskere igennem mange hundrede år har begået en lang række videnskabelige opdagelser – hernede på Jorden. Her følger fem af de mest betydningsfulde opdagelser, der gør rumrejser mulige.

Fredag drager fire internationale astronauter på en seks måneder lang rummission. Den danske astronaut Andreas Mogensen er besætningsmedlem og piloten, der skal styre SpaceX-fartøjet fra Kennedy Space Center i Florida til den internationale rumstation, ISS, der kredser rundt om jorden i cirka 400 kilometers højde. Her skal de frem til februar udføre eksperimenter og dataindsamling i forbindelse med en lang række danske og internationale forskningsprojekter fra universiteter og virksomheder.

Forudsætningen for opsendelsen er flere århundredes videnskabelige opdagelser. Fem af de mest betydningsfulde opdagelser, der gør rumrejser mulige er:

Annonce - artiklen fortsætter under banneret

#1 - Newtons tyngdelov er en gammel kending, der stammer helt tilbage fra 1687, hvor den britiske fysiker og matematiker Isaac Newton udgiver sine tre love om de kræfter, der påvirker et objekts bevægelser. For den internationale rumstation er det tyngdekraften, der betyder, at den kan blive i en cirkelbane rundt om Jorden ligesom månen bliver i sin bane rundt om jorden. Og der er fart på! Faktisk når rumstationen 16 gange rundt om jorden i løbet af et døgn, fortæller professor Mads Toudal Frandsen, der underviser de fysikstuderende på Syddansk Universitet, SDU, i Odense og forsker i mørkt stof.

#2 – Tsiolkovslijs raketligning tager udgangspunkt i de store afstande. Derfor kan selv bittesmå afvigelser fra ruten hen til destinationen føre til, at man misser målet med enorme marginer. Her er russiske Konstantin Tsiolkovslijs raketligning fra 1903 også helt afgørende for, at Andreas Mogensen kan styre sig selv og sine tre astronautkolleger frem til ISS. Ligningen tager nemlig højde for den forandring, der er i fartøjets samlede masse – eller vægt – under rejsen. I takt med at mere og mere raketbrændstof bliver brændt af for at skabe fremdrift, så falder fartøjets samlede masse. Derfor skal der også bruges gradvist mindre og mindre kræfter til at påvirke retningen og farten på SpaceX-fartøjet, forklarer Mads Toudal Frandsen.

#3 - Kvantemekanik og solceller. Der anvendes en masse energi på ISS, som man ikke bare lige kan transportere fra Jorden og 400 kilometer ud i rummet. Det ville være alt for tungt, besværligt og dyrt. Derfor er det nødvendigt at kunne generere sin egen strøm på den internationale rumstation. Men når der ikke er nogen atmosfære, så er vindenergi ikke en mulighed. Til gengæld er der masser af sollys, der kan omdannes til elektricitet ved hjælp af solpaneler. Og ger skal der lyde tak for den viden, vi har om kvantemekanik og den fotoelektriske effekt, som den franske fysiker Alexandre-Edmond Becquerel første gang opdagede, da han påviste at visse materialer genererer en lille elektrisk strøm, når de udsættes for sollys, forklarer han.

#4 - Forståelsen af kosmisk stråling er vigtig når man kommer til ISS. Her er den kosmiske stråling meget kraftig, fordi der ikke er nogen atmosfære til at svække den. Derfor kræver det, at astronauterne er godt beskyttede mod strålingen, siger Mads Toudal Frandsen.

#5 – Einsteins generelle relativitetsteori er vigtig for kommunikationen mellem rumfartøjer og Jorden. Med denne teori kan man nemlig tage højde for, at både tyngdekraftens styrke og farten mellem to objekter påvirker, hvordan tiden går. Den svagere tyngdekraft i rummet påvirker tiden anderledes, end den stærkere tyngdekræft på Jorden gør. Jo stærkere tyngdekraft desto langsommere går tiden.

"Og det påvirker nøjagtigheden i de signaler, vi sender frem og tilbage mellem Jorden, SpaceX-fartøjet og ISS, når vi skal kommunikere med hinanden," siger Mads Toudal Frandsen.

Da Newton opdagede tyngdekraften, havde han ingen anelse om, hvad hans arbejde med fysikkens love ville kunne føre med sig. Det samme gælder for Tsiolkovslij, Becquerel, Einstein og nutidens fysikere, som i dag forsker på universiteterne i en søgen efter en bedre forståelse af universet og de naturlove, der får det hele til at hænge sammen.

"Det er et vilkår, når man arbejder med grundforskning, at man ikke med sikkerhed kan sige, hvad den nye viden kan bruges til," siger Mads Toudal Frandsen, der selv forsker i mørkt stof.

"Men, når vi ser på historien, så får vi bekræftet gang på gang, at den helt grundlæggende viden, der kommer ud af fysikforskningen, kan føre til fantastiske og utrolige teknologier og være med til at forandre vores verden," fastslår han.