Description
Kan vi åka i ljusets hastighet än? Det pratar vi om med Mattias Blennow, lektor i teoretisk astropartikelfysik vid KTH. Vi pratar om Breakthrough Starshot med Avi Loeb, professor på Harvard, och så lite hederliga raketmotorer med Li Forsberg på GKN.
Hosted on Ausha. See ausha.co/privacy-policy for more information.
Transcription
Alltså det har varit ett svårt avsnitt tycker jag.
Men Marcus, det är ju inte rocket science direkt.
Välkomna till avsnitt nummer fyra! Nu känns det som att vi har kommit igång lite här.
Ja, vi har i alla fall kommit en liten bit på vår resa mot Mars and Beyond. Men nu måste vi prata lite mer om hur man faktiskt tar sig fram där i rymden.
I arbetet med det här avsnittet känns det som vi verkligen fått utmana våra hjärnor lite grann. Det är ju ett gäng fysiska lagar och lite annat som man måste förhålla sig till. Här nere på jorden, när man har lämnat atmosfären och på själva resan där ute i tomheten.
Vi har ett fullproppat avsnitt framför oss så det är väl bara att vi kör igång.
Ja, det tycker jag. Jag heter Marcus Pettersson.
Och jag heter Susanna Levenhaupt.
Och du lyssnar på Har vi åkt till Marsen?
Först en liten uppdatering. SpaceX har återigen varit i nyhetsfokus den senaste månaden, men den här gången gäller det inte enbart framgångshistorier. Den 20 april totalförstördes en av SpaceX Crew Dragons när något gick fel under ett test på rymdbasen Cape Canaveral. Ingen skadades vid olyckan som orsakades av vad som beskrivs som en avvikelse, men detta kommer antagligen innebära att SpaceX första bemannade uppskjutning som planerades till sommaren blir försenad. Men man genomförde också två lyckade uppskjutningar under månaden. Den senare med fraktuppdrag till ISS. Och på tal om ISS så står det nu äntligen klart att Jessica Meir, som vi talat med i tidigare avsnitt av Votme, kommer att bli den första svenska kvinnan i rymden. Den 25 september reser hon upp till ISS för ett halvårslångt uppdrag ombord på rymdstationen. Där finns redan Christina Cook på plats. som fått sitt uppdrag förlängt och därmed kommer genomföra den längsta rymdvistelsen någonsin av en kvinnlig astronaut, över 300 dagar. Ett av syftena med förlängningen är att studera skillnaden på hur kvinnors och mäns kroppar påverkas av att vara i rymden under lång tid. Ja, ungefär så här lät det kanske när ett hundratal ingenjörer och astronomer samlades i slutet av april för att tillsammans försöka avvärja ett katastrofalt asteroidnedslag. Men än så länge är det inte ett verkligt hot, bara en simulering för att se hur världen skulle kunna hantera en liknande situation i framtiden. Huvudrollen spelades av asteroiden 99942 Apophis. som faktiskt kommer att passera jorden på mycket nära håll år 2029. Under Planetary Defense Conference låg den däremot på kollisionskurs med jorden. Även om scenariot var påhittat så sker asteroidnedslag så ofta som var 60-ånde år i genomsnitt, enligt Nasas chef Jim Bridenstine. Och det är något som man nu vill bli bättre på att förbereda sig inför.
Och förstås är det upp till oss. Vi ska se till att vi kan karaktärisera, detektera och karaktärisera, träffa alla nära-Earth-objekt som potentiellt kan vara en fördjupning till världen.
Som en del i detta arbete planerar nu NASA ett försök att ändra en asteroids bana och hastighet genom att krascha in i den med en specialraket som har gett namnet DART. Kollisionen ska inträffa år 2022 och vad resultatet av detta blir återstår att se. I simuleringen prövades tekniken med blandad framgång, för trots att man faktiskt lyckades träffa och förstöra delar av asteroiden stod det klart att en bit av den skulle träffa New York och att 10 miljoner människor skulle behöva evakueras. En inte helt enkel uppgift och för många en tankeställare om hur en liknande situation skulle hanteras om den uppstår. Fun fact! Asteroiden Apophis är uppkallad efter en egyptisk... dödsdemon. Det blev tredje gången gilt för japanska Interstellar Technologies och deras sondraket Momo som den 4 maj blev landets första privata raket att nå ut till rymden. Efter två misslyckade försök under de senaste åren lyckades man nu till slut få den relativt lilla raketen att lämna atmosfären. Den här gången var farkosten olastad, men i framtiden ska den bland annat kunna bära med sig forskningsutrustning ut i rymden. Och dagen efter det, den 5 maj, så skickades satelliten Spark 1 ut i omloppsbana, som en del av ett samarbete mellan Sverige och USA. Den skokartongstora satelliten ska testa ny teknik för att lägesbestämma och upptäcka bland annat satelliter och rymdskrot med hjälp av en specialbyggd stjärnkamera. Om det fungerar som tänkt kommer den i framtiden göra det möjligt att utnyttja utrustningen på alla satelliter med stjärnkameror och skapa ett nätverk av kartläggande sensorer i rymden. Den 9 maj presenterade Jeff Bezos en fullskalig modell av månlandaren Blue Moon, som är Blue Origins bidrag i kapplöpningen om vilka som kommer att skicka amerikaner till månen senast år 2024. Månlandaren kommer att drivas av den helt nya raketmotorn BE-7, som drivs av flytande väte och flytande syre, något som gör det möjligt att använda resurser från månens yta för att tanka. Slutligen så vill vi såklart också berätta om den svenska forskningssatelliten MATS, Mesospheric Airglow Aerosol Tomography and Spectroscopy, som den 9 maj för första gången visades upp på Ausha Sweden. Satelliten kommer skickas upp i slutet av 2019 för att undersöka vågor i atmosfären och deras påverkan på klimatet. Vill du veta mer om MATS, följa utvecklingen och ta del av den data som satelliten kommer att förse oss med, så kan du förutom att lyssna på Votme följa Mats på Twitter och på Rymdstyrelsens hemsida.
Mats kommer alltså att undersöka jordens atmosfär, men vi siktar ju lite längre än så.
Och vi har ju fått lära Ausha med dagens teknik så tar det minst ett halvår att ta sig till Mars. Och det är ändå en av våra närmsta grannar.
Och om målet då ligger ännu längre bort än så, säg i ett annat solsystem.
Ja, för avstånden blir ju ganska snabbt väldigt stora i rymden. Vårt närmsta solsystem, Alpha Centauri, ligger fyra och ett halvt ljusår bort. Om vi ska kunna ta oss dit så måste vi åka sjukt snabbt.
Men hur snabbt kan vi åka egentligen? Det har vi pratat om med Mattias Blennov, universitetslektor i teoretisk partikel och astropartikelfysik vid KTH. Välkommen!
Tack så mycket!
Mattias, kan vi åka i ljusets hastigheten?
Nej. Det kan vi inte göra för det kan bara masslösa partiklar göra eller masslösa objekt göra. Eftersom vi har massa då, som vi märkte när vi ställde oss på vågen i morse, så kan vi inte göra det.
Vad är ett masslöst objekt?
Till exempel en foton, en ljuspartikel, har ingen vilomassa. Den kan åka i ljushastigheter men ingenting annat som har massa. Till exempel en elektron som har massa kan inte åka i ljushastigheter men den kan komma väldigt nära.
En foton, vad består den av om den inte har någon massa?
När vi kollar på våra fysikaliska modeller så pratar vi inte om vad saker består av utan vi pratar bara om en beskrivning av vad vi kan observera. Om vi ska vara till exempel en ljuspartikel. tekniska så är det en excitation i ett kvantfält som vi kallar för fotonfältet. Men det kanske vi inte behöver gå in på. Fullt rimligt låtar det på sättet. På något närmare egentligen. Men det är då vi beskriver någonting och vi kan observera effekterna av det i verkligheten med våra experiment. Om man kollar från jorden då från där du börjar och kollar på hur du åker iväg. Så ju fortare du åker desto mer energi behövs det för att du ska kunna accelerera lite till. Och den energin går mot oändligheten när du kommer närmare och närmare ljusutsatthet.
Och oändligt finns ju inte.
Det finns inte. Vi har inte tillgång till några sådana energi.
När kommer vi upp någonstans där vi har tillräckligt med energi? Hur snabbt är vi uppe idag?
Det beror på vad du menar med tillräcklig energi och hur mycket massa som du vill accelerera upp till den här hastigheten. Men du kan alltid tillföra mer energi och åka snabbare.
Tills den har slut, energin.
Tills energin inte har slut. Och det är precis det vi gör med de här partiklar-acceleratorerna till exempel. Då försöker vi köra protoner så fort vi kan. Och sen så smälla in dem i varandra för att se vad som kommer ut.
Men vad händer om man försöker åka i ljusets hastighet med någonting som har massa?
Du kan alltid försöka gasa och gasa. Men du själv kommer alltid tycka att du står stilla. Och att andra saker åker förbi dig. Och ljusets hastighet är en begränsning för hur fort... Vi kan åka relativt någonting annat. Så att om vi tänker att just nu till exempel om vi kollar på LHC, den här stora partikelacceleratorn i Genève i Schweiz. Så där så cirkulerar protonerna runt i nära ljushetshastighet relativt oss. Men om vi tänker att vi skulle kunna rida på en sån här proton så skulle vi tycka att det var vi som åkte i nära ljusets hastighet. Vi skulle bara sitta där på protonen och tycka att världen sysslade runt i. i väldigt höga hastigheter. Vi kan jämföra det också med om man inte riktigt känner att man accelererar om man sitter på en tågstation och vi inte riktigt känner att tåget börjar och det är ett tåg bredvid som står där. Så vet vi inte. Om vi bara ser tågen så vet vi inte om det är vårt tåg som har åkt ofta eller om det är det andra tåget som har åkt. Så det är det som är en relativ hastighet.
Kan man inte säga att det är jag som åker? Det är inte världen runt omkring. Nej. Oavsett vad jag upplever själv.
Det kan man faktiskt inte säga. Det är en grundläggande... Även innan Einstein, redan Newton och Galileo hade den uppfattningen att det finns ingen absolut hastighet utan det finns bara relativa hastigheter. Så även i vanlig klassisk mekanik som... Vi använder för att beskriva världen innan relativitetstryden kom till. Så är det så att det är bara de relativa hastigheterna som har någon form av betydelse. Sen det som tillkom med relativitetstryden med Einstein för 114 år sedan. Det var just det här att ljusets hastighet är detsamma oavsett. Oavsett hur man rör sig så är ljusets hastighet densamma.
Okej, så ljusets hastighet är konstant. Men vad är ljusets hastighet?
Om man kollar på hur den speciella relativitetstyrningen är uppbyggd så finns det egentligen ingenting som säger att det ska vara just ljusets hastighet. Det följer av att ljus beskrivs av en masslös partikel. Att den måste röra sig i ljusets hastighet. Det vi egentligen har är en så kallad invariant hastighet. Det vill säga en hastighet som är densamma oavsett hur man rör sig. Och sen baserat på det så kan man visa att ljuset faktiskt rör sig i den hastigheten. Och historiskt sett så upptäckte vi ljusets hastighet först. Och det är därför det kallas för ljusets hastighet.
Har vi sagt en hastighet för ljuset?
Jag har inte exakta siffror i huvudet.
299 792 458 meter per sekund. Precis. I vakuum.
I vakuum. Det är alltid i vakuum vi pratar om när vi pratar om den här invarianta ljushastigheten.
Hur mäter man att ljuset rör sig i exakt den siffran?
Det är det man inte mäter. Det är det som är fina här. Det är någonting som, just i och med att vi har den här speciella relativitetsteorin som säger att... Ljushastigheten är invariant och det har man mött upp.
Så man har bara bestämt?
Baserat på att vi visste att enligt den här ledande teorin så är ljushastigheten invariant. Baserat på det så har vi bestämt att det är den mest precisa definitionen som vi kan komma på.
När upptäckte vi ljushastighet?
Oj, det är en kuggfråga som jag inte kan svara på rakt, of the top of my head. Men man visste redan innan Einstein att den var, inte i en variant, men man trodde att baserat på vad Newton och Galilei trodde så borde ljuset bete sig som vår vardagsuppfattning. Om vi åker i en bil och så kastar vi en boll. Om bilen åker i 10 km i timmen och vi kastar en boll framåt i 10 km i timmen så förväntar vi Ausha bollen går i 20 km i timmen relativt marken. Och det trodde man... Att det skulle fungera så för ljuset också. Vilket då stod i... Det motsades egentligen av Maxwells-ekvationer som beskriver ljus som vågor. Och det här var det problemet som Einstein löste egentligen. Man hade innan Einstein observerat, man hade letat efter den här effekten av att om man skickar ljuset... Man trodde att ljushastigheten rörde sig relativt något som man kallade för eten. Det man försökte göra var att hitta vår egen rörelse relativt eten. Man försökte kolla hur... Om eten rör sig med en hastighet relativt oss så borde ljushastigheten vara olika om jag skickade den åt olika håll för att eten skulle dra ljuset med sig. Då gjorde man en hel del experiment som försökte hitta den här relativa rörelsen mellan oss och eten och kom fram till att den fanns inte. Och då fanns det två stycken alternativ. Antingen var det att vi rörde oss. Precis tillsammans med eter, vilket skulle vara väldigt sammanträffande. Eller så finns det ingen eter. Einsteins bidrag där var att han lyckades förklara det här utan någon eter. Med just att ljushastigheten skulle vara den samma hur man rör sig.
Så om jag sitter i ett rymdsköp som rör sig i ljusets hastighet.
Ja, som du inte kan göra.
Jag sitter i ett rymdsköp och så rör jag mig i 20% av ljusets hastighet. Och så lyser jag en ficklampa framåt. Kommer den ljusstålen att röra sig i ljusets hastighet eller i 120% av ljusets hastighet?
Till att börja med så, du själv kommer inte känna av att du rör dig i 20% av ljusets hastighet. För dig kommer det kännas precis som att... Som att vi sitter här utan att accelerera. Det är också en av grundtankarna bakom relativitetstrymmandet. Så länge du inte accelererar så har du inget sätt att avgöra om du rör dig eller inte. Just eftersom det spelar ingen roll. Det finns ingen absolut hastighet.
Men jag är på väg någonstans. Jag vet om förfärligt att jag rör mig.
Om jag står och tittar på dig vid sidan av den här raketen och du åker 20% av ljushastigheten relativt mig. Då kommer jag uppfatta att ljuset går... I ljushastigheten. Och du kommer också uppfatta att ljuset går i ljushastighet.
Men lägger man inte ihop?
Det gör ju det matematiskt. Men för att göra det så måste man göra det här som Einstein gjorde. Att inse att rummet och tiden är väldigt intimt förknippade i det här som vi kallar för rumtiden.
Förklara rumtiden.
Rumtiden, det är egentligen ett matematiskt begrepp. Som vi använder för att beskriva hur världen fungerar. Och om vi tänker Ausha vi är ganska vana vid de här tre rumsliga dimensionerna. Vi har längd, vi har bredd och vi har höjd. Men det vi gör när vi beskriver rumtiden är att vi inför en riktning till. Det matematiska objektet som vi får när vi lägger till den här fjärde riktningen, det är vad vi kallar för rumtiden. Det visar sig att den inte har riktigt exakt samma geometriska egenskaper som vårt vanliga rum har, utan det har väldigt speciella geometriska egenskaper. som gör alla de här lustiga effekterna.
Men har tiden geometriska egenskaper?
Rumtiden har geometriska egenskaper. Tiden i sig, då får vi fråga oss lite, vad menar ni med tid här nu? Om vi tar den här klassiska tvillingparadoxen, att vi har en person som är två tvillingar, som den ena åker iväg och kommer tillbaka. När de skiljs åt så är de från början på samma plats i rumtiden. Vi kallar det för samma händelse, om vi ska vara tekniska. Sen så skiljs de åt och så tar de olika banor i rumtiden och sen så träffas de igen. Eftersom längden på deras världslinjer generellt sett kan vara olika, så kan de vara olika gamla när de träffas igen.
Hur kan man göra de olika långa? Alltså linjerna? Hur kan man göra linjerna? olika långa.
Det behöver inte vara raka linjer. Om vi tar exemplet med tvillingparadoxet. En tvilling som bara stannar kvar. Han skulle beskrivas som en rak linje i rumtiden. Medan den här tvillingen som åker iväg han har en krokig linje i rumtiden för att han måste vända någon gång. Därför är det olika linjer. Så länge de tar olika banor så är de inte alltid på samma plats. Så har de olika världslinjer.
Och då kan det handla om att den ena är i Stockholm och den andra i Borås? Ja,
till exempel att någon åker till Borås härifrån. Kommer tillbaka. Nu gör jag ju inte en resa till Borås så mycket.
Men jag tänker så då. Vi åker ju i ljushastighet. Susanna och jag är här i samma rum. Hon sätter sig i sin raket här som är nu byggd. Att den kan accelerera upp till 99,5% av ljushastighet. Hon åker till Alfa Cantauri. Som ligger 425 ljusår bort. Hon vänder där. Och åker tillbaka. Då tar det 8,5 år. För mig eller för Susanna?
Det är då för dig som du tar de här drygt fyra åren att komma dit och drygt fyra åren att komma tillbaka. Nej,
det är för Susanna som åker. Eller för mig som stannar.
Det är för dig som stannar kvar.
Hur lång tid är det för mig då?
Det beror väldigt mycket på exakt hur nära ljushastigheten du kan komma.
Säg att det är exakt ljushastighet.
Som vi inte kan komma till. Alltså, ju fortare du åker, om du kommer närmare och närmare så kommer du närmare och närmare noll. Jaha,
så då kommer jag tillbaka och har inte åldrats någonting.
Hon har åldrats noll betyder att det har gått i Susannas huvud noll tid. Alltså tiden har stått stilla.
Alltså, just hundra procent går ju inte, men hon kan komma godtyckligt nära noll.
Men så om hon åker dit och stannar där ett år och kommer tillbaka, då har Susanna i hennes egen tid bara varit borta i ett år.
Precis.
It doesn't make sense.
I know. Fast det lustiga är att det gör ju det. Om man kollar på matematiken bakom det hela.
Då är vi klara. Alltså det känns som att det är väldigt mycket som vi bara får acceptera.
Ja, i mångt och mycket så är det ju så. Som vi arbetar. När vi gör forskning så är vi inte ute efter att hitta någonting som intuitivt funkar för min hjärna. Vi är intresserade av att förstå hur saker och ting fungerar. Och då ska vi vara beredda på att det kanske kan fungera på ett sätt som vi inte riktigt kan få in i våra hjärnor. Om vi inte tänker på det väldigt länge. Jag har hundra antal högskolepoäng i teoretisk fysik.
Det är det jag saknar, känner jag. Det är min brist i detta samtal.
Du är välkommen att söka till KTH.
Tack. Jag ska ta detta jag tänker.
Alltså, det är så svårt att få ordning på det här, tycker jag. Det är så svårt att greppa.
Men okej, vi får bromsa lite. Vi får sakta ner. Ska vi inte prata om hur vi faktiskt kan tas fram i rymden istället för teorier om hur vi inte kan tas fram i rymden?
Bra idé. Och du, för första gången i Vottmes historia så var vi tvungna att singla slant och dela på oss.
Susanna fick gå på bio.
Apollo 11, mycket bra film. Se den när den kommer i augusti. Och du Marcus fick åka till Trollhättan och prata om raketmotorer. Jag förstår att de har utvecklats en hel del sedan Apollo 11 flög till månen för 50 år sedan.
Ja, det har de ju. I trollhättan ligger GKN som bland annat bygger munstycken och turbiner till ESAs Ariane-raketer. Där träffar jag Li Forsberg som är chefsingenjör för raketmotorturbiner. Li, har vi åkt till Mars än?
Om man menar att vi har skickat människor till Mars än så nej, det har vi inte gjort. Om vi ska skicka människor till Mars så krävs det en ganska stor rymdfarkost. Den ska ta med sig människor, den ska ta med sig förnödenheter för människorna. Både dit och förhoppningsvis tillbaka igen sen. Så den kommer vara stor och den kommer vara tung. Och ska vi då kunna lyfta den här farkosten från jorden så krävs det en väldigt stor raket med en väldigt stor raketmotor.
Finns den än, den raketen?
Nej, men det utvecklas sen. Det är ju SpaceX, företaget som Elon Musk har, utvecklar just nu en raket som han har dimensionerat för att kunna ta sig till Mars.
När kommer den vara klar?
Han säger ju att han ska kunna flyga människor till Mars år 2024. Men med tanke på hans tidigare deadline så tror jag att det är ett antal år längre bort.
Vad skiljer denna raket från de raketerna som ni bygger här?
Egentligen inte så mycket. Det är samma princip. Det är en raketmotor som alla andra raketmotorer. En raket som ser i stort sett likadan ut förutom att den är mycket större. Betydligt fler motorer som används också. Och sen är själva principen hur han tänker sig ta sig till mars med den här raketen lite annorlunda mot hur vi gör idag. Han tänker sig att den här farkosten ska skjutas upp med en raket till att börja med och lägga sig i en låg omloppsbana runt jorden. Och där kommer den här farkosten med människorna i tankas. Den kommer inte ha bränsle i början. Den kommer tankas upp i låga områdesbanan. Med tillräckligt med bränsle för att kunna accelerera ut. Och ta sig på en bana mot Mars. Och sen när den väl kommer dit även kunna landa med samma motor. Men de har inte med sig bränsle för att komma tillbaka också. Utan tanken är då att framställa raketbränslet på Mars.
Kan vi göra det?
Rent principiellt ja. Det är inte så komplicerade kemiska processer. Det finns is på Mars. Ur is kan man spelka syre och väte. Syre behövs till raketmotorn. Det andra som behövs till hans raketmotor är metan. Då kan man ta vätet som man spelkar loss från isen tillsammans med koldioxiden i atmosfären som finns på Mars. Ur det kan man få metan. Men det krävs ett stort kraftverk med mycket energi för att få. För att kunna göra den här processen.
Då har man med sig det här kraftverket på sin raket?
Det måste man ha, ja. Och bygga upp det på plats.
Berätta om de delar ni gör.
Vi gör en del som är väldigt synlig på raketen. Och det är på huvudstegsmotorn som sitter längst ner. Så sitter det en stor tratt som är drygt två meter lång. Kallas för mundstycke. Det är ut genom den som gaserna accelereras ut. Som gör att raketen kan lyftas. Som gör att det skapas dragkraft. Den är konstruerad och tillverkad här. Sen gör vi även... ...att... syreturbinen och väteturbinen i motorn. Det de har uppgift är att driva pumparna, bränslepumpen med väte och syrepumpen med syre så att de kommer upp i högt tryck. Man kan skjuta in syret och vätet in i brännkammaren och tanda på det och få den här höga accelerationen av gaser ut genom munstycket.
Och de här höga hastigheterna av gaser, det är för att lyfta maskineriet?
Ja, det är hela principen bakom raketmotorn. Det är Newtons tredje lag att varje kraft har en lika stor motkraft. Så skjuter du ut de här gaserna i hög hastighet nedåt så blir det en motkraft som gör att raketen lyfter. Men den kraften måste ju vara tillräckligt stor för att lyfta den här stora raketen.
Ja, precis. Så vad snackar vi?
Bara huvudstegsmotorn på Ariane 5-raketen är långt ifrån tillräckligt för att få den att lyfta. Den är på 1400 kN ungefär. Det behövs mer. Därför sitter det också två stycken krutbostrar på sidan av raketen. De utvecklar tillsammans 14 000 kilonewton. Så de tillsammans med huvudstegsmotorn får raketen att lyfta.
Hur snabbt lyfter den?
Ariane 5 accelererar faktiskt relativt snabbt jämfört med många andra raketer. En del andra man tittar på upprutning hinner man ju nästan få en hjärtattack. Man tycker att det händer ingenting, den bara står där. Men till slut så tuffar den iväg uppåt.
Men just att den tuffar väldigt sakta uppåt. Eller? Hur ser den ut, kurvan liksom?
Man kan säga att de här stora krutposterna, det kan man ha som måttstock, att de brinner i...
2,5 minuter ungefär, innan de släcks och släpps ner igen. Och då har den kommit på en höjd av ungefär 70 kilometer på de 2,5 minuterna. Ja, den plockar upp fastighet ganska snabbt.
Hur snabbt kör vi då?
När den har kommit 70 kilometer, då kör den ungefär 2 kilometer i sekunden.
Och lite snabbt omräknat?
7200 kilometer i timmen. Precis,
och så släpper den iväg sina bostäder. Och då tänds något annat?
Huvudstegsmotorn. Den har faktiskt varit tänd hela vägen från start. Det är egentligen ett arv från när den här raketen skulle användas. Den var tänkt användas till bemannade födder i början. Och då var det viktigt att man ville vara helt säker på att huvudstegsmotorn skulle fungera. Så då tände man den redan på backen. Man vill inte hamna i en situation att man är 70 kilometer upp och så tänds inte huvudmotorn. Så den brinner faktiskt hela vägen från start.
Men i orn är den? Eller den hjälper till?
Den hjälper till. Den ger ungefär 10% av dragkraften. Man kommer lite högre upp så det är inte onödigt egentligen. Sen brinner den i ungefär 10 minuter. Knappt 10 minuter. Och då har man tagit sig till ungefär 200 km höjd. Då är man utanför atmosfären. Och då flyger vi 25 000 km i timmen.
Okej, så det är ganska mycket av ett steg som tidigare gav 10%. Ja. Den puttar på lite mer då. Så den brinner mer då?
Den brinner lika mycket. Men då har vi kommit så pass högt upp att gravitationskraften är lägre. Och vi accelererar ju hela tiden också. Plus att raketen blir lättare och lättare. Vi bränner ju bränslet. Nästan hela raketen är ju fylld med bränsle. Och det försvinner ju hela tiden så den blir lättare och lättare. Så det gör också att vi kommer längre bort från jordens gravitation. Och raketen blir lättare så det går fortare och fortare.
Mycket talar för raketens fördel.
Ja.
Perfekt. Och vad händer sen?
Sen, när den har brunnit klart, efter knappt tio minuter har bränslet slut. Då gör ju inte den motorn någon nytta. Alla tankar gör ingen nytta längre. Så då dumpar man dem. Och så är det bara den övre delen av raketen kvar. Och då startar istället en ny raketmotor som sitter längst ner på den övre delen. Överstegsmotorn. Och den i sin tur tar hela översteget med passagerarna som är med. Om det är satelliter eller om det är en rymdsont som ska iväg ut på äventyr. Ut till sin omloppsbana eller till den bana den ska ha för att ta sig till Mars eller Venus eller vad det nu ska. Den låga omloppsbanan så har det redan kommit upp i ganska hög hastighet. Men du måste ju fortfarande accelerera ut till den flykthastighet. Alltså den hastighet som krävs för att lämna jordens gravitation. Så det är därför Elon Musk tänker sig att han behöver tanka. När han ligger där i låga omloppsbanan så behöver han tanka upp sin... att få kunna accelerera ut och nå de här 40 000 km i timmen som krävs för att lämna jordens områdesbana.
Så man skulle kunna tänka sig att det finns is på månen, att man då kan åka upp dit och tanka?
Där har man ju problemet att månen har ingen atmosfär så du behöver ju koldioxid också för att göra din mentan. Det räcker inte bara med syre. Mars har en atmosfär, det är en fördel där. Elon Musk tänker sig ibland att använda den här atmosfären för att bromsa raketen. För du har ju en väldigt hög hastighet när du kommer in. Du kan ju inte bara sikta på ytan och dra rätt ner. Då behövs det väldigt kraftiga motorer för att bromsa in all din fart. Utan då tänker han sig att han går in i atmosfären och låter atmosfärens friktion bromsa upp raketen.
Och då behöver man också ha med sig tillräckligt med bränsle för att bromsa.
Ja, ska du kunna landa måste du ju ha en motor som kan bromsa upp. raketen att landa. Han tänker ju så att landa vertikalt precis som han har gjort här på jorden. Det är ju faktiskt därför han har utvecklat den här landningstekniken på jorden, att han just landar vertikalt. Det är ju för att han insåg att det finns ju inga landningsbanor på Mars. Ska man landa på Mars vilket är hans slutliga mål så måste man landa vertikalt. Och då måste man lära sig hur man gör det på jorden. Så det är egentligen därför han började tänka på hur kan vi landa raketer på jorden. Sen blev det ju ett väldigt bra business case av det också att återanvända raketerna.
Vad finns det för alternativ på motorer som man kan ta med sig och ha igång?
Egentligen inget som är redo för något sånt här stor farkost. Det finns ju motorer som används på satelliter idag. Det finns jonmotorer till exempel. Man har demonstrerat solsegel på en rymdsond. Men det är för betydligt mindre farkoster. Så det är väldigt liten dragkraft. På andra sidan väldigt, om vi pratar ISP då, specifik impuls. Väldigt bra ISP. Specifiken puls är bränsleekonomin om man jämför med en bil. Hur många liter drar den per mil? Det är egentligen en mått på hur pass effektiv är motorn. Hur mycket dragkraft får vi ut? Hur länge kan den här motorn köra på den här mängden bränsle? Så de här motorerna som vi jobbar med så är ju vätgas ger ett väldigt bra ISP. Så det är ett mått på effektiviteten i motorn och bränsletypen som man använder. Men det blir också problemet att om du har en motor igång så kommer det ju, det finns inget luftmotstånd, det finns inget rullmotstånd som om du hade en bil på jorden. Så den här kommer ju bara fortsätta accelerera. Även om du har en konstant dragkraft på motorn. Så risken är ju när du närmar dig Mars att du är uppe i alldeles för hög hastighet. Så du måste stoppa det här på något sätt också. Så då måste du bromsa istället. Så det är inte helt enkelt.
Nej, hur fungerar en jordmotor?
En jordmotor fungerar genom att du använder ett elektriskt fält för att accelerera jorder ut i en väldigt hög hastighet. Det är egentligen samma princip som vår rakettmotor här. Att du skickar ut gaser i väldigt hög hastighet och då skapar den dragkraft. Fast här är det joner, alltså väldigt små partiklar, som skickas ut i en extremt hög hastighet. Och det ger då en reaktionskraft som gör att parkosten rör sig framåt. Sen är det väldigt, väldigt låg dragkraft. Men du behöver inte så mycket för att få någonting att röra på sig i rymden. Även en liten, liten kraft kommer att knuffa igång dig. Sen kommer det att ta väldigt lång tid att komma upp i någon hastighet om du är väldigt tung. Som en stor parkost på väg till Mars till exempel.
Men den kan å andra sidan pusta på hela tiden? Ja,
det är väldigt effektivt.
Använder man sig av atomkraft i rymden?
Om man pratar om de här rovers som åker runt på Mars, Curiosity och Spirit Opportunity, de är atomdriva allihopa. De har deras kraftkälla, atomdrivet. Det fanns forskning på, jag tror att vi pratar 60-tal nu, där man helt enkelt hade en idé att... detonera en vätebomb bakom raketen för att knuffa raketen framåt. Nu finns det en förordning sen 60-talet som säger att man inte får detonera kärnvapen i atmosfären eller ute i rymden.
Lät då rimligt?
Ja, men jag tror att det var väldigt hett ett tag innan man insåg att det kanske inte var så jättebra idé.
Men inte vill man sitta där som astronaut i toppen av en sån?
Men lite häftigt var man ändå forskade på och trodde det var framtiden. Om vi pratar en fusionsmotor till exempel, det är ju lite av drömmen. Att fusion är när du tar två mindre atomkärnor och gör en fusion till att få göra en stor atomkärna istället. Det frigör ju otroligt mycket energi. Och skulle man kunna ha det här omvandlat till en raketmotor, skulle det ju vara en helt fantastisk energikälla. Problemet med dem är att man ändå inte lyckas göra fusion. Som ger mer energi än vad det kräver att slå ihop de här atomkärnorna. Men teoretiskt, om man kan lyckas med det, så skulle det ju vara en fantastisk helhet mot det.
Jag kan inte låta bli att se någon slags stiftelsen framtid framför mig. Där alla går omkring med varsin kärnreaktor i fickan.
Det låter ju magiskt, men också ganska läskigt.
Ja. Kanske vi inte vill se just den framtiden. Men det finns ju andra sätt att ta sig mellan solsystemen.
Ja, eller finns och finns. Det finns de som jobbar på det i alla fall.
En av dem är Avi Loeb. Han är professor på Harvard. Och en av personerna bakom projektet Breakthrough Starshot Initiative.
Starshot Initiative aims to send a probe to the nearest star system so that we can learn from up close. om det kan ha ljus där. Idén är att ställa proben så att den kommer tillbaka där inom vår generation, inom ett par decennier. Och eftersom den närmaste staren är fyra ljusår tillbaka... Det betyder att det tar ljuset fyra år att rikta gapet mellan solen och denna stjärna. Om vi vill att spetskraften kan rikta denna stjärna inom 20 år, så måste den rikta på ett tidspunkt i ljuset. Det är inte möjligt att göra så om spetskraften tar upp sin egen fjol. Konceptet är... ...att skicka en väldigt kraftfull laserbeam på en sjö som är väldigt lätt vägt, en av dem är en gram i väg, och göra att sjön accelererar till en fraktion av spetens ljus i riktningen till targeten. Det finns många tekniska utmaningar med detta koncept. Det innebär att skapa en kraftfull laserbind genom att kombinera många små laser. Det innebär att skapa en stjäl som på en hand är lättviktig, men på samma tid är den skapad av stark material som kan hålla stjälnen på. Man vill också skapa stjäl med... ...elektronik som innehåller kameror, navigations- och kommunikations- ...medlemmar. Så att när en fotograf är tagna av den target- ...planeten, så kan den informationen transmittas till världen och- ...avstå på världen. Idén är att elektroniken också väger ungefär en gram- ...similar till en stjäl. Vi har i faktorn att den typen av elektronik redan finns i cellfons. Så det är en del av teknologin som redan finns här. Och eftersom en sån cellfons är värd hundratals dollar, i princip kan vi producera mycket statliga kraft. Det blir inte väldigt tågligt. Och en per dag, till exempel. Så konceptet är att... att skicka ut relativt tajda spetskraftar som är lätt väggade och skicka många av dem. De basala parametrarna för att nå en femtals av spetskraften med en spetskraft som väger en del av en gram, en måste ta en laserbeam som är 100 gigawatt över några minuter. Det är en liknande mängd spetskraft. och dyrt som det tog för att spetskatteln lyfts av. Här, istället för att ge den energin över några minuter till spetskatteln, ger vi den ena gram av material. Det är det som gör att den ger en fraction av ljuset. Men det är ett liknande kraftbehov som det var för spetskatteln. Och sen vill vi fokusera på en sal som är en del meter i diameter, ungefär den sida av en person, ut till en distans som är fem gånger distansen till mörkret. Det är distansen över vittnet som vi tror att vi kommer att nå. Vad hoppas du att hitta där ute? Jag tror att en av de skäl jag har... Jag är väldigt intresserad av att söka för livet, vare sig det är mikrobial eller teknologisk civilisationer. Vi kommer att lära oss mycket i processen av det här sökandet. Vi kan utveckla nya teknologier som har byråprodukter som är ganska praktiska här på jorden. Vi kan skapa våra imaginer. Vi kan också uppfattas av att det finns andra civilisationer som måste... till den här teknologin och sen kan vi lära oss från dem. Min hopp är att när spetskraften lämnar solsystemet så kommer vi att hitta mycket trafik där. Vi är inte den enda civilisationen som skickar ut sådana här spetskraftar. Och vi kanske även hör en message tillbaka som säger välkomna till Interstellar Club.
Jag älskar ändå att Avi tänker sig att så fort vi bara lämnar solsystemet kommer du få vara med i någon häftig intergalaktisk klubb.
Ja, alltså jag hoppas åt att han har rätt. Och om han har rätt så kan det ju betyda att det sitter ett helt gäng teknologiska civilisationer och bara väntar på att vi ska lyckas ta steget ut till dem.
Ja, absolut. De kanske redan har full koll på oss. Tänk om de redan har varit här. Det vore ju...
Alltså nej, okej. Nu tar vi det lugnt. Vi får ta det i ett annat avsnitt. Det här börjar bli lite långt.
Ja, så gör vi. Men du, Marcus. En annan grej. Ska vi inte ha en tävling?
Jo, jag vet. Vi finns ju på internet. Det är bland annat så som du just nu lyssnar på podden. Gå in på Facebook, gilla och dela oss så är du med i utlottningen av fina våttnepriser.
Ja, precis. Och glöm inte att prenumerera på podden också. Med det säger vi tack för idag.
Ljud illa i avsnittet har vi hämtat från tidigare nämnt internet.
Ja, visst. Och Armin Pendek har skrivit musiken.
Har vi åkt till Mars än, görs på Bep...
Ja men alltså Marcus, folk fattar inte det där med rymdfunk. Ska du inte säga rundfunk istället?
Men det är ju en kul ordvits liksom.
Är det?
Okej. Har vi åkt till Marsen? Görs på Beppo av Rundfunk Media.
Hallå?
Programmet gjordes av Rundfunk Media.
Description
Kan vi åka i ljusets hastighet än? Det pratar vi om med Mattias Blennow, lektor i teoretisk astropartikelfysik vid KTH. Vi pratar om Breakthrough Starshot med Avi Loeb, professor på Harvard, och så lite hederliga raketmotorer med Li Forsberg på GKN.
Hosted on Ausha. See ausha.co/privacy-policy for more information.
Transcription
Alltså det har varit ett svårt avsnitt tycker jag.
Men Marcus, det är ju inte rocket science direkt.
Välkomna till avsnitt nummer fyra! Nu känns det som att vi har kommit igång lite här.
Ja, vi har i alla fall kommit en liten bit på vår resa mot Mars and Beyond. Men nu måste vi prata lite mer om hur man faktiskt tar sig fram där i rymden.
I arbetet med det här avsnittet känns det som vi verkligen fått utmana våra hjärnor lite grann. Det är ju ett gäng fysiska lagar och lite annat som man måste förhålla sig till. Här nere på jorden, när man har lämnat atmosfären och på själva resan där ute i tomheten.
Vi har ett fullproppat avsnitt framför oss så det är väl bara att vi kör igång.
Ja, det tycker jag. Jag heter Marcus Pettersson.
Och jag heter Susanna Levenhaupt.
Och du lyssnar på Har vi åkt till Marsen?
Först en liten uppdatering. SpaceX har återigen varit i nyhetsfokus den senaste månaden, men den här gången gäller det inte enbart framgångshistorier. Den 20 april totalförstördes en av SpaceX Crew Dragons när något gick fel under ett test på rymdbasen Cape Canaveral. Ingen skadades vid olyckan som orsakades av vad som beskrivs som en avvikelse, men detta kommer antagligen innebära att SpaceX första bemannade uppskjutning som planerades till sommaren blir försenad. Men man genomförde också två lyckade uppskjutningar under månaden. Den senare med fraktuppdrag till ISS. Och på tal om ISS så står det nu äntligen klart att Jessica Meir, som vi talat med i tidigare avsnitt av Votme, kommer att bli den första svenska kvinnan i rymden. Den 25 september reser hon upp till ISS för ett halvårslångt uppdrag ombord på rymdstationen. Där finns redan Christina Cook på plats. som fått sitt uppdrag förlängt och därmed kommer genomföra den längsta rymdvistelsen någonsin av en kvinnlig astronaut, över 300 dagar. Ett av syftena med förlängningen är att studera skillnaden på hur kvinnors och mäns kroppar påverkas av att vara i rymden under lång tid. Ja, ungefär så här lät det kanske när ett hundratal ingenjörer och astronomer samlades i slutet av april för att tillsammans försöka avvärja ett katastrofalt asteroidnedslag. Men än så länge är det inte ett verkligt hot, bara en simulering för att se hur världen skulle kunna hantera en liknande situation i framtiden. Huvudrollen spelades av asteroiden 99942 Apophis. som faktiskt kommer att passera jorden på mycket nära håll år 2029. Under Planetary Defense Conference låg den däremot på kollisionskurs med jorden. Även om scenariot var påhittat så sker asteroidnedslag så ofta som var 60-ånde år i genomsnitt, enligt Nasas chef Jim Bridenstine. Och det är något som man nu vill bli bättre på att förbereda sig inför.
Och förstås är det upp till oss. Vi ska se till att vi kan karaktärisera, detektera och karaktärisera, träffa alla nära-Earth-objekt som potentiellt kan vara en fördjupning till världen.
Som en del i detta arbete planerar nu NASA ett försök att ändra en asteroids bana och hastighet genom att krascha in i den med en specialraket som har gett namnet DART. Kollisionen ska inträffa år 2022 och vad resultatet av detta blir återstår att se. I simuleringen prövades tekniken med blandad framgång, för trots att man faktiskt lyckades träffa och förstöra delar av asteroiden stod det klart att en bit av den skulle träffa New York och att 10 miljoner människor skulle behöva evakueras. En inte helt enkel uppgift och för många en tankeställare om hur en liknande situation skulle hanteras om den uppstår. Fun fact! Asteroiden Apophis är uppkallad efter en egyptisk... dödsdemon. Det blev tredje gången gilt för japanska Interstellar Technologies och deras sondraket Momo som den 4 maj blev landets första privata raket att nå ut till rymden. Efter två misslyckade försök under de senaste åren lyckades man nu till slut få den relativt lilla raketen att lämna atmosfären. Den här gången var farkosten olastad, men i framtiden ska den bland annat kunna bära med sig forskningsutrustning ut i rymden. Och dagen efter det, den 5 maj, så skickades satelliten Spark 1 ut i omloppsbana, som en del av ett samarbete mellan Sverige och USA. Den skokartongstora satelliten ska testa ny teknik för att lägesbestämma och upptäcka bland annat satelliter och rymdskrot med hjälp av en specialbyggd stjärnkamera. Om det fungerar som tänkt kommer den i framtiden göra det möjligt att utnyttja utrustningen på alla satelliter med stjärnkameror och skapa ett nätverk av kartläggande sensorer i rymden. Den 9 maj presenterade Jeff Bezos en fullskalig modell av månlandaren Blue Moon, som är Blue Origins bidrag i kapplöpningen om vilka som kommer att skicka amerikaner till månen senast år 2024. Månlandaren kommer att drivas av den helt nya raketmotorn BE-7, som drivs av flytande väte och flytande syre, något som gör det möjligt att använda resurser från månens yta för att tanka. Slutligen så vill vi såklart också berätta om den svenska forskningssatelliten MATS, Mesospheric Airglow Aerosol Tomography and Spectroscopy, som den 9 maj för första gången visades upp på Ausha Sweden. Satelliten kommer skickas upp i slutet av 2019 för att undersöka vågor i atmosfären och deras påverkan på klimatet. Vill du veta mer om MATS, följa utvecklingen och ta del av den data som satelliten kommer att förse oss med, så kan du förutom att lyssna på Votme följa Mats på Twitter och på Rymdstyrelsens hemsida.
Mats kommer alltså att undersöka jordens atmosfär, men vi siktar ju lite längre än så.
Och vi har ju fått lära Ausha med dagens teknik så tar det minst ett halvår att ta sig till Mars. Och det är ändå en av våra närmsta grannar.
Och om målet då ligger ännu längre bort än så, säg i ett annat solsystem.
Ja, för avstånden blir ju ganska snabbt väldigt stora i rymden. Vårt närmsta solsystem, Alpha Centauri, ligger fyra och ett halvt ljusår bort. Om vi ska kunna ta oss dit så måste vi åka sjukt snabbt.
Men hur snabbt kan vi åka egentligen? Det har vi pratat om med Mattias Blennov, universitetslektor i teoretisk partikel och astropartikelfysik vid KTH. Välkommen!
Tack så mycket!
Mattias, kan vi åka i ljusets hastigheten?
Nej. Det kan vi inte göra för det kan bara masslösa partiklar göra eller masslösa objekt göra. Eftersom vi har massa då, som vi märkte när vi ställde oss på vågen i morse, så kan vi inte göra det.
Vad är ett masslöst objekt?
Till exempel en foton, en ljuspartikel, har ingen vilomassa. Den kan åka i ljushastigheter men ingenting annat som har massa. Till exempel en elektron som har massa kan inte åka i ljushastigheter men den kan komma väldigt nära.
En foton, vad består den av om den inte har någon massa?
När vi kollar på våra fysikaliska modeller så pratar vi inte om vad saker består av utan vi pratar bara om en beskrivning av vad vi kan observera. Om vi ska vara till exempel en ljuspartikel. tekniska så är det en excitation i ett kvantfält som vi kallar för fotonfältet. Men det kanske vi inte behöver gå in på. Fullt rimligt låtar det på sättet. På något närmare egentligen. Men det är då vi beskriver någonting och vi kan observera effekterna av det i verkligheten med våra experiment. Om man kollar från jorden då från där du börjar och kollar på hur du åker iväg. Så ju fortare du åker desto mer energi behövs det för att du ska kunna accelerera lite till. Och den energin går mot oändligheten när du kommer närmare och närmare ljusutsatthet.
Och oändligt finns ju inte.
Det finns inte. Vi har inte tillgång till några sådana energi.
När kommer vi upp någonstans där vi har tillräckligt med energi? Hur snabbt är vi uppe idag?
Det beror på vad du menar med tillräcklig energi och hur mycket massa som du vill accelerera upp till den här hastigheten. Men du kan alltid tillföra mer energi och åka snabbare.
Tills den har slut, energin.
Tills energin inte har slut. Och det är precis det vi gör med de här partiklar-acceleratorerna till exempel. Då försöker vi köra protoner så fort vi kan. Och sen så smälla in dem i varandra för att se vad som kommer ut.
Men vad händer om man försöker åka i ljusets hastighet med någonting som har massa?
Du kan alltid försöka gasa och gasa. Men du själv kommer alltid tycka att du står stilla. Och att andra saker åker förbi dig. Och ljusets hastighet är en begränsning för hur fort... Vi kan åka relativt någonting annat. Så att om vi tänker att just nu till exempel om vi kollar på LHC, den här stora partikelacceleratorn i Genève i Schweiz. Så där så cirkulerar protonerna runt i nära ljushetshastighet relativt oss. Men om vi tänker att vi skulle kunna rida på en sån här proton så skulle vi tycka att det var vi som åkte i nära ljusets hastighet. Vi skulle bara sitta där på protonen och tycka att världen sysslade runt i. i väldigt höga hastigheter. Vi kan jämföra det också med om man inte riktigt känner att man accelererar om man sitter på en tågstation och vi inte riktigt känner att tåget börjar och det är ett tåg bredvid som står där. Så vet vi inte. Om vi bara ser tågen så vet vi inte om det är vårt tåg som har åkt ofta eller om det är det andra tåget som har åkt. Så det är det som är en relativ hastighet.
Kan man inte säga att det är jag som åker? Det är inte världen runt omkring. Nej. Oavsett vad jag upplever själv.
Det kan man faktiskt inte säga. Det är en grundläggande... Även innan Einstein, redan Newton och Galileo hade den uppfattningen att det finns ingen absolut hastighet utan det finns bara relativa hastigheter. Så även i vanlig klassisk mekanik som... Vi använder för att beskriva världen innan relativitetstryden kom till. Så är det så att det är bara de relativa hastigheterna som har någon form av betydelse. Sen det som tillkom med relativitetstryden med Einstein för 114 år sedan. Det var just det här att ljusets hastighet är detsamma oavsett. Oavsett hur man rör sig så är ljusets hastighet densamma.
Okej, så ljusets hastighet är konstant. Men vad är ljusets hastighet?
Om man kollar på hur den speciella relativitetstyrningen är uppbyggd så finns det egentligen ingenting som säger att det ska vara just ljusets hastighet. Det följer av att ljus beskrivs av en masslös partikel. Att den måste röra sig i ljusets hastighet. Det vi egentligen har är en så kallad invariant hastighet. Det vill säga en hastighet som är densamma oavsett hur man rör sig. Och sen baserat på det så kan man visa att ljuset faktiskt rör sig i den hastigheten. Och historiskt sett så upptäckte vi ljusets hastighet först. Och det är därför det kallas för ljusets hastighet.
Har vi sagt en hastighet för ljuset?
Jag har inte exakta siffror i huvudet.
299 792 458 meter per sekund. Precis. I vakuum.
I vakuum. Det är alltid i vakuum vi pratar om när vi pratar om den här invarianta ljushastigheten.
Hur mäter man att ljuset rör sig i exakt den siffran?
Det är det man inte mäter. Det är det som är fina här. Det är någonting som, just i och med att vi har den här speciella relativitetsteorin som säger att... Ljushastigheten är invariant och det har man mött upp.
Så man har bara bestämt?
Baserat på att vi visste att enligt den här ledande teorin så är ljushastigheten invariant. Baserat på det så har vi bestämt att det är den mest precisa definitionen som vi kan komma på.
När upptäckte vi ljushastighet?
Oj, det är en kuggfråga som jag inte kan svara på rakt, of the top of my head. Men man visste redan innan Einstein att den var, inte i en variant, men man trodde att baserat på vad Newton och Galilei trodde så borde ljuset bete sig som vår vardagsuppfattning. Om vi åker i en bil och så kastar vi en boll. Om bilen åker i 10 km i timmen och vi kastar en boll framåt i 10 km i timmen så förväntar vi Ausha bollen går i 20 km i timmen relativt marken. Och det trodde man... Att det skulle fungera så för ljuset också. Vilket då stod i... Det motsades egentligen av Maxwells-ekvationer som beskriver ljus som vågor. Och det här var det problemet som Einstein löste egentligen. Man hade innan Einstein observerat, man hade letat efter den här effekten av att om man skickar ljuset... Man trodde att ljushastigheten rörde sig relativt något som man kallade för eten. Det man försökte göra var att hitta vår egen rörelse relativt eten. Man försökte kolla hur... Om eten rör sig med en hastighet relativt oss så borde ljushastigheten vara olika om jag skickade den åt olika håll för att eten skulle dra ljuset med sig. Då gjorde man en hel del experiment som försökte hitta den här relativa rörelsen mellan oss och eten och kom fram till att den fanns inte. Och då fanns det två stycken alternativ. Antingen var det att vi rörde oss. Precis tillsammans med eter, vilket skulle vara väldigt sammanträffande. Eller så finns det ingen eter. Einsteins bidrag där var att han lyckades förklara det här utan någon eter. Med just att ljushastigheten skulle vara den samma hur man rör sig.
Så om jag sitter i ett rymdsköp som rör sig i ljusets hastighet.
Ja, som du inte kan göra.
Jag sitter i ett rymdsköp och så rör jag mig i 20% av ljusets hastighet. Och så lyser jag en ficklampa framåt. Kommer den ljusstålen att röra sig i ljusets hastighet eller i 120% av ljusets hastighet?
Till att börja med så, du själv kommer inte känna av att du rör dig i 20% av ljusets hastighet. För dig kommer det kännas precis som att... Som att vi sitter här utan att accelerera. Det är också en av grundtankarna bakom relativitetstrymmandet. Så länge du inte accelererar så har du inget sätt att avgöra om du rör dig eller inte. Just eftersom det spelar ingen roll. Det finns ingen absolut hastighet.
Men jag är på väg någonstans. Jag vet om förfärligt att jag rör mig.
Om jag står och tittar på dig vid sidan av den här raketen och du åker 20% av ljushastigheten relativt mig. Då kommer jag uppfatta att ljuset går... I ljushastigheten. Och du kommer också uppfatta att ljuset går i ljushastighet.
Men lägger man inte ihop?
Det gör ju det matematiskt. Men för att göra det så måste man göra det här som Einstein gjorde. Att inse att rummet och tiden är väldigt intimt förknippade i det här som vi kallar för rumtiden.
Förklara rumtiden.
Rumtiden, det är egentligen ett matematiskt begrepp. Som vi använder för att beskriva hur världen fungerar. Och om vi tänker Ausha vi är ganska vana vid de här tre rumsliga dimensionerna. Vi har längd, vi har bredd och vi har höjd. Men det vi gör när vi beskriver rumtiden är att vi inför en riktning till. Det matematiska objektet som vi får när vi lägger till den här fjärde riktningen, det är vad vi kallar för rumtiden. Det visar sig att den inte har riktigt exakt samma geometriska egenskaper som vårt vanliga rum har, utan det har väldigt speciella geometriska egenskaper. som gör alla de här lustiga effekterna.
Men har tiden geometriska egenskaper?
Rumtiden har geometriska egenskaper. Tiden i sig, då får vi fråga oss lite, vad menar ni med tid här nu? Om vi tar den här klassiska tvillingparadoxen, att vi har en person som är två tvillingar, som den ena åker iväg och kommer tillbaka. När de skiljs åt så är de från början på samma plats i rumtiden. Vi kallar det för samma händelse, om vi ska vara tekniska. Sen så skiljs de åt och så tar de olika banor i rumtiden och sen så träffas de igen. Eftersom längden på deras världslinjer generellt sett kan vara olika, så kan de vara olika gamla när de träffas igen.
Hur kan man göra de olika långa? Alltså linjerna? Hur kan man göra linjerna? olika långa.
Det behöver inte vara raka linjer. Om vi tar exemplet med tvillingparadoxet. En tvilling som bara stannar kvar. Han skulle beskrivas som en rak linje i rumtiden. Medan den här tvillingen som åker iväg han har en krokig linje i rumtiden för att han måste vända någon gång. Därför är det olika linjer. Så länge de tar olika banor så är de inte alltid på samma plats. Så har de olika världslinjer.
Och då kan det handla om att den ena är i Stockholm och den andra i Borås? Ja,
till exempel att någon åker till Borås härifrån. Kommer tillbaka. Nu gör jag ju inte en resa till Borås så mycket.
Men jag tänker så då. Vi åker ju i ljushastighet. Susanna och jag är här i samma rum. Hon sätter sig i sin raket här som är nu byggd. Att den kan accelerera upp till 99,5% av ljushastighet. Hon åker till Alfa Cantauri. Som ligger 425 ljusår bort. Hon vänder där. Och åker tillbaka. Då tar det 8,5 år. För mig eller för Susanna?
Det är då för dig som du tar de här drygt fyra åren att komma dit och drygt fyra åren att komma tillbaka. Nej,
det är för Susanna som åker. Eller för mig som stannar.
Det är för dig som stannar kvar.
Hur lång tid är det för mig då?
Det beror väldigt mycket på exakt hur nära ljushastigheten du kan komma.
Säg att det är exakt ljushastighet.
Som vi inte kan komma till. Alltså, ju fortare du åker, om du kommer närmare och närmare så kommer du närmare och närmare noll. Jaha,
så då kommer jag tillbaka och har inte åldrats någonting.
Hon har åldrats noll betyder att det har gått i Susannas huvud noll tid. Alltså tiden har stått stilla.
Alltså, just hundra procent går ju inte, men hon kan komma godtyckligt nära noll.
Men så om hon åker dit och stannar där ett år och kommer tillbaka, då har Susanna i hennes egen tid bara varit borta i ett år.
Precis.
It doesn't make sense.
I know. Fast det lustiga är att det gör ju det. Om man kollar på matematiken bakom det hela.
Då är vi klara. Alltså det känns som att det är väldigt mycket som vi bara får acceptera.
Ja, i mångt och mycket så är det ju så. Som vi arbetar. När vi gör forskning så är vi inte ute efter att hitta någonting som intuitivt funkar för min hjärna. Vi är intresserade av att förstå hur saker och ting fungerar. Och då ska vi vara beredda på att det kanske kan fungera på ett sätt som vi inte riktigt kan få in i våra hjärnor. Om vi inte tänker på det väldigt länge. Jag har hundra antal högskolepoäng i teoretisk fysik.
Det är det jag saknar, känner jag. Det är min brist i detta samtal.
Du är välkommen att söka till KTH.
Tack. Jag ska ta detta jag tänker.
Alltså, det är så svårt att få ordning på det här, tycker jag. Det är så svårt att greppa.
Men okej, vi får bromsa lite. Vi får sakta ner. Ska vi inte prata om hur vi faktiskt kan tas fram i rymden istället för teorier om hur vi inte kan tas fram i rymden?
Bra idé. Och du, för första gången i Vottmes historia så var vi tvungna att singla slant och dela på oss.
Susanna fick gå på bio.
Apollo 11, mycket bra film. Se den när den kommer i augusti. Och du Marcus fick åka till Trollhättan och prata om raketmotorer. Jag förstår att de har utvecklats en hel del sedan Apollo 11 flög till månen för 50 år sedan.
Ja, det har de ju. I trollhättan ligger GKN som bland annat bygger munstycken och turbiner till ESAs Ariane-raketer. Där träffar jag Li Forsberg som är chefsingenjör för raketmotorturbiner. Li, har vi åkt till Mars än?
Om man menar att vi har skickat människor till Mars än så nej, det har vi inte gjort. Om vi ska skicka människor till Mars så krävs det en ganska stor rymdfarkost. Den ska ta med sig människor, den ska ta med sig förnödenheter för människorna. Både dit och förhoppningsvis tillbaka igen sen. Så den kommer vara stor och den kommer vara tung. Och ska vi då kunna lyfta den här farkosten från jorden så krävs det en väldigt stor raket med en väldigt stor raketmotor.
Finns den än, den raketen?
Nej, men det utvecklas sen. Det är ju SpaceX, företaget som Elon Musk har, utvecklar just nu en raket som han har dimensionerat för att kunna ta sig till Mars.
När kommer den vara klar?
Han säger ju att han ska kunna flyga människor till Mars år 2024. Men med tanke på hans tidigare deadline så tror jag att det är ett antal år längre bort.
Vad skiljer denna raket från de raketerna som ni bygger här?
Egentligen inte så mycket. Det är samma princip. Det är en raketmotor som alla andra raketmotorer. En raket som ser i stort sett likadan ut förutom att den är mycket större. Betydligt fler motorer som används också. Och sen är själva principen hur han tänker sig ta sig till mars med den här raketen lite annorlunda mot hur vi gör idag. Han tänker sig att den här farkosten ska skjutas upp med en raket till att börja med och lägga sig i en låg omloppsbana runt jorden. Och där kommer den här farkosten med människorna i tankas. Den kommer inte ha bränsle i början. Den kommer tankas upp i låga områdesbanan. Med tillräckligt med bränsle för att kunna accelerera ut. Och ta sig på en bana mot Mars. Och sen när den väl kommer dit även kunna landa med samma motor. Men de har inte med sig bränsle för att komma tillbaka också. Utan tanken är då att framställa raketbränslet på Mars.
Kan vi göra det?
Rent principiellt ja. Det är inte så komplicerade kemiska processer. Det finns is på Mars. Ur is kan man spelka syre och väte. Syre behövs till raketmotorn. Det andra som behövs till hans raketmotor är metan. Då kan man ta vätet som man spelkar loss från isen tillsammans med koldioxiden i atmosfären som finns på Mars. Ur det kan man få metan. Men det krävs ett stort kraftverk med mycket energi för att få. För att kunna göra den här processen.
Då har man med sig det här kraftverket på sin raket?
Det måste man ha, ja. Och bygga upp det på plats.
Berätta om de delar ni gör.
Vi gör en del som är väldigt synlig på raketen. Och det är på huvudstegsmotorn som sitter längst ner. Så sitter det en stor tratt som är drygt två meter lång. Kallas för mundstycke. Det är ut genom den som gaserna accelereras ut. Som gör att raketen kan lyftas. Som gör att det skapas dragkraft. Den är konstruerad och tillverkad här. Sen gör vi även... ...att... syreturbinen och väteturbinen i motorn. Det de har uppgift är att driva pumparna, bränslepumpen med väte och syrepumpen med syre så att de kommer upp i högt tryck. Man kan skjuta in syret och vätet in i brännkammaren och tanda på det och få den här höga accelerationen av gaser ut genom munstycket.
Och de här höga hastigheterna av gaser, det är för att lyfta maskineriet?
Ja, det är hela principen bakom raketmotorn. Det är Newtons tredje lag att varje kraft har en lika stor motkraft. Så skjuter du ut de här gaserna i hög hastighet nedåt så blir det en motkraft som gör att raketen lyfter. Men den kraften måste ju vara tillräckligt stor för att lyfta den här stora raketen.
Ja, precis. Så vad snackar vi?
Bara huvudstegsmotorn på Ariane 5-raketen är långt ifrån tillräckligt för att få den att lyfta. Den är på 1400 kN ungefär. Det behövs mer. Därför sitter det också två stycken krutbostrar på sidan av raketen. De utvecklar tillsammans 14 000 kilonewton. Så de tillsammans med huvudstegsmotorn får raketen att lyfta.
Hur snabbt lyfter den?
Ariane 5 accelererar faktiskt relativt snabbt jämfört med många andra raketer. En del andra man tittar på upprutning hinner man ju nästan få en hjärtattack. Man tycker att det händer ingenting, den bara står där. Men till slut så tuffar den iväg uppåt.
Men just att den tuffar väldigt sakta uppåt. Eller? Hur ser den ut, kurvan liksom?
Man kan säga att de här stora krutposterna, det kan man ha som måttstock, att de brinner i...
2,5 minuter ungefär, innan de släcks och släpps ner igen. Och då har den kommit på en höjd av ungefär 70 kilometer på de 2,5 minuterna. Ja, den plockar upp fastighet ganska snabbt.
Hur snabbt kör vi då?
När den har kommit 70 kilometer, då kör den ungefär 2 kilometer i sekunden.
Och lite snabbt omräknat?
7200 kilometer i timmen. Precis,
och så släpper den iväg sina bostäder. Och då tänds något annat?
Huvudstegsmotorn. Den har faktiskt varit tänd hela vägen från start. Det är egentligen ett arv från när den här raketen skulle användas. Den var tänkt användas till bemannade födder i början. Och då var det viktigt att man ville vara helt säker på att huvudstegsmotorn skulle fungera. Så då tände man den redan på backen. Man vill inte hamna i en situation att man är 70 kilometer upp och så tänds inte huvudmotorn. Så den brinner faktiskt hela vägen från start.
Men i orn är den? Eller den hjälper till?
Den hjälper till. Den ger ungefär 10% av dragkraften. Man kommer lite högre upp så det är inte onödigt egentligen. Sen brinner den i ungefär 10 minuter. Knappt 10 minuter. Och då har man tagit sig till ungefär 200 km höjd. Då är man utanför atmosfären. Och då flyger vi 25 000 km i timmen.
Okej, så det är ganska mycket av ett steg som tidigare gav 10%. Ja. Den puttar på lite mer då. Så den brinner mer då?
Den brinner lika mycket. Men då har vi kommit så pass högt upp att gravitationskraften är lägre. Och vi accelererar ju hela tiden också. Plus att raketen blir lättare och lättare. Vi bränner ju bränslet. Nästan hela raketen är ju fylld med bränsle. Och det försvinner ju hela tiden så den blir lättare och lättare. Så det gör också att vi kommer längre bort från jordens gravitation. Och raketen blir lättare så det går fortare och fortare.
Mycket talar för raketens fördel.
Ja.
Perfekt. Och vad händer sen?
Sen, när den har brunnit klart, efter knappt tio minuter har bränslet slut. Då gör ju inte den motorn någon nytta. Alla tankar gör ingen nytta längre. Så då dumpar man dem. Och så är det bara den övre delen av raketen kvar. Och då startar istället en ny raketmotor som sitter längst ner på den övre delen. Överstegsmotorn. Och den i sin tur tar hela översteget med passagerarna som är med. Om det är satelliter eller om det är en rymdsont som ska iväg ut på äventyr. Ut till sin omloppsbana eller till den bana den ska ha för att ta sig till Mars eller Venus eller vad det nu ska. Den låga omloppsbanan så har det redan kommit upp i ganska hög hastighet. Men du måste ju fortfarande accelerera ut till den flykthastighet. Alltså den hastighet som krävs för att lämna jordens gravitation. Så det är därför Elon Musk tänker sig att han behöver tanka. När han ligger där i låga omloppsbanan så behöver han tanka upp sin... att få kunna accelerera ut och nå de här 40 000 km i timmen som krävs för att lämna jordens områdesbana.
Så man skulle kunna tänka sig att det finns is på månen, att man då kan åka upp dit och tanka?
Där har man ju problemet att månen har ingen atmosfär så du behöver ju koldioxid också för att göra din mentan. Det räcker inte bara med syre. Mars har en atmosfär, det är en fördel där. Elon Musk tänker sig ibland att använda den här atmosfären för att bromsa raketen. För du har ju en väldigt hög hastighet när du kommer in. Du kan ju inte bara sikta på ytan och dra rätt ner. Då behövs det väldigt kraftiga motorer för att bromsa in all din fart. Utan då tänker han sig att han går in i atmosfären och låter atmosfärens friktion bromsa upp raketen.
Och då behöver man också ha med sig tillräckligt med bränsle för att bromsa.
Ja, ska du kunna landa måste du ju ha en motor som kan bromsa upp. raketen att landa. Han tänker ju så att landa vertikalt precis som han har gjort här på jorden. Det är ju faktiskt därför han har utvecklat den här landningstekniken på jorden, att han just landar vertikalt. Det är ju för att han insåg att det finns ju inga landningsbanor på Mars. Ska man landa på Mars vilket är hans slutliga mål så måste man landa vertikalt. Och då måste man lära sig hur man gör det på jorden. Så det är egentligen därför han började tänka på hur kan vi landa raketer på jorden. Sen blev det ju ett väldigt bra business case av det också att återanvända raketerna.
Vad finns det för alternativ på motorer som man kan ta med sig och ha igång?
Egentligen inget som är redo för något sånt här stor farkost. Det finns ju motorer som används på satelliter idag. Det finns jonmotorer till exempel. Man har demonstrerat solsegel på en rymdsond. Men det är för betydligt mindre farkoster. Så det är väldigt liten dragkraft. På andra sidan väldigt, om vi pratar ISP då, specifik impuls. Väldigt bra ISP. Specifiken puls är bränsleekonomin om man jämför med en bil. Hur många liter drar den per mil? Det är egentligen en mått på hur pass effektiv är motorn. Hur mycket dragkraft får vi ut? Hur länge kan den här motorn köra på den här mängden bränsle? Så de här motorerna som vi jobbar med så är ju vätgas ger ett väldigt bra ISP. Så det är ett mått på effektiviteten i motorn och bränsletypen som man använder. Men det blir också problemet att om du har en motor igång så kommer det ju, det finns inget luftmotstånd, det finns inget rullmotstånd som om du hade en bil på jorden. Så den här kommer ju bara fortsätta accelerera. Även om du har en konstant dragkraft på motorn. Så risken är ju när du närmar dig Mars att du är uppe i alldeles för hög hastighet. Så du måste stoppa det här på något sätt också. Så då måste du bromsa istället. Så det är inte helt enkelt.
Nej, hur fungerar en jordmotor?
En jordmotor fungerar genom att du använder ett elektriskt fält för att accelerera jorder ut i en väldigt hög hastighet. Det är egentligen samma princip som vår rakettmotor här. Att du skickar ut gaser i väldigt hög hastighet och då skapar den dragkraft. Fast här är det joner, alltså väldigt små partiklar, som skickas ut i en extremt hög hastighet. Och det ger då en reaktionskraft som gör att parkosten rör sig framåt. Sen är det väldigt, väldigt låg dragkraft. Men du behöver inte så mycket för att få någonting att röra på sig i rymden. Även en liten, liten kraft kommer att knuffa igång dig. Sen kommer det att ta väldigt lång tid att komma upp i någon hastighet om du är väldigt tung. Som en stor parkost på väg till Mars till exempel.
Men den kan å andra sidan pusta på hela tiden? Ja,
det är väldigt effektivt.
Använder man sig av atomkraft i rymden?
Om man pratar om de här rovers som åker runt på Mars, Curiosity och Spirit Opportunity, de är atomdriva allihopa. De har deras kraftkälla, atomdrivet. Det fanns forskning på, jag tror att vi pratar 60-tal nu, där man helt enkelt hade en idé att... detonera en vätebomb bakom raketen för att knuffa raketen framåt. Nu finns det en förordning sen 60-talet som säger att man inte får detonera kärnvapen i atmosfären eller ute i rymden.
Lät då rimligt?
Ja, men jag tror att det var väldigt hett ett tag innan man insåg att det kanske inte var så jättebra idé.
Men inte vill man sitta där som astronaut i toppen av en sån?
Men lite häftigt var man ändå forskade på och trodde det var framtiden. Om vi pratar en fusionsmotor till exempel, det är ju lite av drömmen. Att fusion är när du tar två mindre atomkärnor och gör en fusion till att få göra en stor atomkärna istället. Det frigör ju otroligt mycket energi. Och skulle man kunna ha det här omvandlat till en raketmotor, skulle det ju vara en helt fantastisk energikälla. Problemet med dem är att man ändå inte lyckas göra fusion. Som ger mer energi än vad det kräver att slå ihop de här atomkärnorna. Men teoretiskt, om man kan lyckas med det, så skulle det ju vara en fantastisk helhet mot det.
Jag kan inte låta bli att se någon slags stiftelsen framtid framför mig. Där alla går omkring med varsin kärnreaktor i fickan.
Det låter ju magiskt, men också ganska läskigt.
Ja. Kanske vi inte vill se just den framtiden. Men det finns ju andra sätt att ta sig mellan solsystemen.
Ja, eller finns och finns. Det finns de som jobbar på det i alla fall.
En av dem är Avi Loeb. Han är professor på Harvard. Och en av personerna bakom projektet Breakthrough Starshot Initiative.
Starshot Initiative aims to send a probe to the nearest star system so that we can learn from up close. om det kan ha ljus där. Idén är att ställa proben så att den kommer tillbaka där inom vår generation, inom ett par decennier. Och eftersom den närmaste staren är fyra ljusår tillbaka... Det betyder att det tar ljuset fyra år att rikta gapet mellan solen och denna stjärna. Om vi vill att spetskraften kan rikta denna stjärna inom 20 år, så måste den rikta på ett tidspunkt i ljuset. Det är inte möjligt att göra så om spetskraften tar upp sin egen fjol. Konceptet är... ...att skicka en väldigt kraftfull laserbeam på en sjö som är väldigt lätt vägt, en av dem är en gram i väg, och göra att sjön accelererar till en fraktion av spetens ljus i riktningen till targeten. Det finns många tekniska utmaningar med detta koncept. Det innebär att skapa en kraftfull laserbind genom att kombinera många små laser. Det innebär att skapa en stjäl som på en hand är lättviktig, men på samma tid är den skapad av stark material som kan hålla stjälnen på. Man vill också skapa stjäl med... ...elektronik som innehåller kameror, navigations- och kommunikations- ...medlemmar. Så att när en fotograf är tagna av den target- ...planeten, så kan den informationen transmittas till världen och- ...avstå på världen. Idén är att elektroniken också väger ungefär en gram- ...similar till en stjäl. Vi har i faktorn att den typen av elektronik redan finns i cellfons. Så det är en del av teknologin som redan finns här. Och eftersom en sån cellfons är värd hundratals dollar, i princip kan vi producera mycket statliga kraft. Det blir inte väldigt tågligt. Och en per dag, till exempel. Så konceptet är att... att skicka ut relativt tajda spetskraftar som är lätt väggade och skicka många av dem. De basala parametrarna för att nå en femtals av spetskraften med en spetskraft som väger en del av en gram, en måste ta en laserbeam som är 100 gigawatt över några minuter. Det är en liknande mängd spetskraft. och dyrt som det tog för att spetskatteln lyfts av. Här, istället för att ge den energin över några minuter till spetskatteln, ger vi den ena gram av material. Det är det som gör att den ger en fraction av ljuset. Men det är ett liknande kraftbehov som det var för spetskatteln. Och sen vill vi fokusera på en sal som är en del meter i diameter, ungefär den sida av en person, ut till en distans som är fem gånger distansen till mörkret. Det är distansen över vittnet som vi tror att vi kommer att nå. Vad hoppas du att hitta där ute? Jag tror att en av de skäl jag har... Jag är väldigt intresserad av att söka för livet, vare sig det är mikrobial eller teknologisk civilisationer. Vi kommer att lära oss mycket i processen av det här sökandet. Vi kan utveckla nya teknologier som har byråprodukter som är ganska praktiska här på jorden. Vi kan skapa våra imaginer. Vi kan också uppfattas av att det finns andra civilisationer som måste... till den här teknologin och sen kan vi lära oss från dem. Min hopp är att när spetskraften lämnar solsystemet så kommer vi att hitta mycket trafik där. Vi är inte den enda civilisationen som skickar ut sådana här spetskraftar. Och vi kanske även hör en message tillbaka som säger välkomna till Interstellar Club.
Jag älskar ändå att Avi tänker sig att så fort vi bara lämnar solsystemet kommer du få vara med i någon häftig intergalaktisk klubb.
Ja, alltså jag hoppas åt att han har rätt. Och om han har rätt så kan det ju betyda att det sitter ett helt gäng teknologiska civilisationer och bara väntar på att vi ska lyckas ta steget ut till dem.
Ja, absolut. De kanske redan har full koll på oss. Tänk om de redan har varit här. Det vore ju...
Alltså nej, okej. Nu tar vi det lugnt. Vi får ta det i ett annat avsnitt. Det här börjar bli lite långt.
Ja, så gör vi. Men du, Marcus. En annan grej. Ska vi inte ha en tävling?
Jo, jag vet. Vi finns ju på internet. Det är bland annat så som du just nu lyssnar på podden. Gå in på Facebook, gilla och dela oss så är du med i utlottningen av fina våttnepriser.
Ja, precis. Och glöm inte att prenumerera på podden också. Med det säger vi tack för idag.
Ljud illa i avsnittet har vi hämtat från tidigare nämnt internet.
Ja, visst. Och Armin Pendek har skrivit musiken.
Har vi åkt till Mars än, görs på Bep...
Ja men alltså Marcus, folk fattar inte det där med rymdfunk. Ska du inte säga rundfunk istället?
Men det är ju en kul ordvits liksom.
Är det?
Okej. Har vi åkt till Marsen? Görs på Beppo av Rundfunk Media.
Hallå?
Programmet gjordes av Rundfunk Media.
Share
Embed
You may also like
85. Använder du satellitdata än?
84. Har vi visioner än? - Svensk rymdstrategi del 2, Skiftat fokus från civilt till försvar
83. Har vi åkt till asteroider än? - Små och smarta uppdrag, stryktålig teknik, och sökandet efter livets byggstenar.
82. Har vi designat framtiden än? Kvinnohälsa och rymdmedicin på vägen mot Mars
Description
Kan vi åka i ljusets hastighet än? Det pratar vi om med Mattias Blennow, lektor i teoretisk astropartikelfysik vid KTH. Vi pratar om Breakthrough Starshot med Avi Loeb, professor på Harvard, och så lite hederliga raketmotorer med Li Forsberg på GKN.
Hosted on Ausha. See ausha.co/privacy-policy for more information.
Transcription
Alltså det har varit ett svårt avsnitt tycker jag.
Men Marcus, det är ju inte rocket science direkt.
Välkomna till avsnitt nummer fyra! Nu känns det som att vi har kommit igång lite här.
Ja, vi har i alla fall kommit en liten bit på vår resa mot Mars and Beyond. Men nu måste vi prata lite mer om hur man faktiskt tar sig fram där i rymden.
I arbetet med det här avsnittet känns det som vi verkligen fått utmana våra hjärnor lite grann. Det är ju ett gäng fysiska lagar och lite annat som man måste förhålla sig till. Här nere på jorden, när man har lämnat atmosfären och på själva resan där ute i tomheten.
Vi har ett fullproppat avsnitt framför oss så det är väl bara att vi kör igång.
Ja, det tycker jag. Jag heter Marcus Pettersson.
Och jag heter Susanna Levenhaupt.
Och du lyssnar på Har vi åkt till Marsen?
Först en liten uppdatering. SpaceX har återigen varit i nyhetsfokus den senaste månaden, men den här gången gäller det inte enbart framgångshistorier. Den 20 april totalförstördes en av SpaceX Crew Dragons när något gick fel under ett test på rymdbasen Cape Canaveral. Ingen skadades vid olyckan som orsakades av vad som beskrivs som en avvikelse, men detta kommer antagligen innebära att SpaceX första bemannade uppskjutning som planerades till sommaren blir försenad. Men man genomförde också två lyckade uppskjutningar under månaden. Den senare med fraktuppdrag till ISS. Och på tal om ISS så står det nu äntligen klart att Jessica Meir, som vi talat med i tidigare avsnitt av Votme, kommer att bli den första svenska kvinnan i rymden. Den 25 september reser hon upp till ISS för ett halvårslångt uppdrag ombord på rymdstationen. Där finns redan Christina Cook på plats. som fått sitt uppdrag förlängt och därmed kommer genomföra den längsta rymdvistelsen någonsin av en kvinnlig astronaut, över 300 dagar. Ett av syftena med förlängningen är att studera skillnaden på hur kvinnors och mäns kroppar påverkas av att vara i rymden under lång tid. Ja, ungefär så här lät det kanske när ett hundratal ingenjörer och astronomer samlades i slutet av april för att tillsammans försöka avvärja ett katastrofalt asteroidnedslag. Men än så länge är det inte ett verkligt hot, bara en simulering för att se hur världen skulle kunna hantera en liknande situation i framtiden. Huvudrollen spelades av asteroiden 99942 Apophis. som faktiskt kommer att passera jorden på mycket nära håll år 2029. Under Planetary Defense Conference låg den däremot på kollisionskurs med jorden. Även om scenariot var påhittat så sker asteroidnedslag så ofta som var 60-ånde år i genomsnitt, enligt Nasas chef Jim Bridenstine. Och det är något som man nu vill bli bättre på att förbereda sig inför.
Och förstås är det upp till oss. Vi ska se till att vi kan karaktärisera, detektera och karaktärisera, träffa alla nära-Earth-objekt som potentiellt kan vara en fördjupning till världen.
Som en del i detta arbete planerar nu NASA ett försök att ändra en asteroids bana och hastighet genom att krascha in i den med en specialraket som har gett namnet DART. Kollisionen ska inträffa år 2022 och vad resultatet av detta blir återstår att se. I simuleringen prövades tekniken med blandad framgång, för trots att man faktiskt lyckades träffa och förstöra delar av asteroiden stod det klart att en bit av den skulle träffa New York och att 10 miljoner människor skulle behöva evakueras. En inte helt enkel uppgift och för många en tankeställare om hur en liknande situation skulle hanteras om den uppstår. Fun fact! Asteroiden Apophis är uppkallad efter en egyptisk... dödsdemon. Det blev tredje gången gilt för japanska Interstellar Technologies och deras sondraket Momo som den 4 maj blev landets första privata raket att nå ut till rymden. Efter två misslyckade försök under de senaste åren lyckades man nu till slut få den relativt lilla raketen att lämna atmosfären. Den här gången var farkosten olastad, men i framtiden ska den bland annat kunna bära med sig forskningsutrustning ut i rymden. Och dagen efter det, den 5 maj, så skickades satelliten Spark 1 ut i omloppsbana, som en del av ett samarbete mellan Sverige och USA. Den skokartongstora satelliten ska testa ny teknik för att lägesbestämma och upptäcka bland annat satelliter och rymdskrot med hjälp av en specialbyggd stjärnkamera. Om det fungerar som tänkt kommer den i framtiden göra det möjligt att utnyttja utrustningen på alla satelliter med stjärnkameror och skapa ett nätverk av kartläggande sensorer i rymden. Den 9 maj presenterade Jeff Bezos en fullskalig modell av månlandaren Blue Moon, som är Blue Origins bidrag i kapplöpningen om vilka som kommer att skicka amerikaner till månen senast år 2024. Månlandaren kommer att drivas av den helt nya raketmotorn BE-7, som drivs av flytande väte och flytande syre, något som gör det möjligt att använda resurser från månens yta för att tanka. Slutligen så vill vi såklart också berätta om den svenska forskningssatelliten MATS, Mesospheric Airglow Aerosol Tomography and Spectroscopy, som den 9 maj för första gången visades upp på Ausha Sweden. Satelliten kommer skickas upp i slutet av 2019 för att undersöka vågor i atmosfären och deras påverkan på klimatet. Vill du veta mer om MATS, följa utvecklingen och ta del av den data som satelliten kommer att förse oss med, så kan du förutom att lyssna på Votme följa Mats på Twitter och på Rymdstyrelsens hemsida.
Mats kommer alltså att undersöka jordens atmosfär, men vi siktar ju lite längre än så.
Och vi har ju fått lära Ausha med dagens teknik så tar det minst ett halvår att ta sig till Mars. Och det är ändå en av våra närmsta grannar.
Och om målet då ligger ännu längre bort än så, säg i ett annat solsystem.
Ja, för avstånden blir ju ganska snabbt väldigt stora i rymden. Vårt närmsta solsystem, Alpha Centauri, ligger fyra och ett halvt ljusår bort. Om vi ska kunna ta oss dit så måste vi åka sjukt snabbt.
Men hur snabbt kan vi åka egentligen? Det har vi pratat om med Mattias Blennov, universitetslektor i teoretisk partikel och astropartikelfysik vid KTH. Välkommen!
Tack så mycket!
Mattias, kan vi åka i ljusets hastigheten?
Nej. Det kan vi inte göra för det kan bara masslösa partiklar göra eller masslösa objekt göra. Eftersom vi har massa då, som vi märkte när vi ställde oss på vågen i morse, så kan vi inte göra det.
Vad är ett masslöst objekt?
Till exempel en foton, en ljuspartikel, har ingen vilomassa. Den kan åka i ljushastigheter men ingenting annat som har massa. Till exempel en elektron som har massa kan inte åka i ljushastigheter men den kan komma väldigt nära.
En foton, vad består den av om den inte har någon massa?
När vi kollar på våra fysikaliska modeller så pratar vi inte om vad saker består av utan vi pratar bara om en beskrivning av vad vi kan observera. Om vi ska vara till exempel en ljuspartikel. tekniska så är det en excitation i ett kvantfält som vi kallar för fotonfältet. Men det kanske vi inte behöver gå in på. Fullt rimligt låtar det på sättet. På något närmare egentligen. Men det är då vi beskriver någonting och vi kan observera effekterna av det i verkligheten med våra experiment. Om man kollar från jorden då från där du börjar och kollar på hur du åker iväg. Så ju fortare du åker desto mer energi behövs det för att du ska kunna accelerera lite till. Och den energin går mot oändligheten när du kommer närmare och närmare ljusutsatthet.
Och oändligt finns ju inte.
Det finns inte. Vi har inte tillgång till några sådana energi.
När kommer vi upp någonstans där vi har tillräckligt med energi? Hur snabbt är vi uppe idag?
Det beror på vad du menar med tillräcklig energi och hur mycket massa som du vill accelerera upp till den här hastigheten. Men du kan alltid tillföra mer energi och åka snabbare.
Tills den har slut, energin.
Tills energin inte har slut. Och det är precis det vi gör med de här partiklar-acceleratorerna till exempel. Då försöker vi köra protoner så fort vi kan. Och sen så smälla in dem i varandra för att se vad som kommer ut.
Men vad händer om man försöker åka i ljusets hastighet med någonting som har massa?
Du kan alltid försöka gasa och gasa. Men du själv kommer alltid tycka att du står stilla. Och att andra saker åker förbi dig. Och ljusets hastighet är en begränsning för hur fort... Vi kan åka relativt någonting annat. Så att om vi tänker att just nu till exempel om vi kollar på LHC, den här stora partikelacceleratorn i Genève i Schweiz. Så där så cirkulerar protonerna runt i nära ljushetshastighet relativt oss. Men om vi tänker att vi skulle kunna rida på en sån här proton så skulle vi tycka att det var vi som åkte i nära ljusets hastighet. Vi skulle bara sitta där på protonen och tycka att världen sysslade runt i. i väldigt höga hastigheter. Vi kan jämföra det också med om man inte riktigt känner att man accelererar om man sitter på en tågstation och vi inte riktigt känner att tåget börjar och det är ett tåg bredvid som står där. Så vet vi inte. Om vi bara ser tågen så vet vi inte om det är vårt tåg som har åkt ofta eller om det är det andra tåget som har åkt. Så det är det som är en relativ hastighet.
Kan man inte säga att det är jag som åker? Det är inte världen runt omkring. Nej. Oavsett vad jag upplever själv.
Det kan man faktiskt inte säga. Det är en grundläggande... Även innan Einstein, redan Newton och Galileo hade den uppfattningen att det finns ingen absolut hastighet utan det finns bara relativa hastigheter. Så även i vanlig klassisk mekanik som... Vi använder för att beskriva världen innan relativitetstryden kom till. Så är det så att det är bara de relativa hastigheterna som har någon form av betydelse. Sen det som tillkom med relativitetstryden med Einstein för 114 år sedan. Det var just det här att ljusets hastighet är detsamma oavsett. Oavsett hur man rör sig så är ljusets hastighet densamma.
Okej, så ljusets hastighet är konstant. Men vad är ljusets hastighet?
Om man kollar på hur den speciella relativitetstyrningen är uppbyggd så finns det egentligen ingenting som säger att det ska vara just ljusets hastighet. Det följer av att ljus beskrivs av en masslös partikel. Att den måste röra sig i ljusets hastighet. Det vi egentligen har är en så kallad invariant hastighet. Det vill säga en hastighet som är densamma oavsett hur man rör sig. Och sen baserat på det så kan man visa att ljuset faktiskt rör sig i den hastigheten. Och historiskt sett så upptäckte vi ljusets hastighet först. Och det är därför det kallas för ljusets hastighet.
Har vi sagt en hastighet för ljuset?
Jag har inte exakta siffror i huvudet.
299 792 458 meter per sekund. Precis. I vakuum.
I vakuum. Det är alltid i vakuum vi pratar om när vi pratar om den här invarianta ljushastigheten.
Hur mäter man att ljuset rör sig i exakt den siffran?
Det är det man inte mäter. Det är det som är fina här. Det är någonting som, just i och med att vi har den här speciella relativitetsteorin som säger att... Ljushastigheten är invariant och det har man mött upp.
Så man har bara bestämt?
Baserat på att vi visste att enligt den här ledande teorin så är ljushastigheten invariant. Baserat på det så har vi bestämt att det är den mest precisa definitionen som vi kan komma på.
När upptäckte vi ljushastighet?
Oj, det är en kuggfråga som jag inte kan svara på rakt, of the top of my head. Men man visste redan innan Einstein att den var, inte i en variant, men man trodde att baserat på vad Newton och Galilei trodde så borde ljuset bete sig som vår vardagsuppfattning. Om vi åker i en bil och så kastar vi en boll. Om bilen åker i 10 km i timmen och vi kastar en boll framåt i 10 km i timmen så förväntar vi Ausha bollen går i 20 km i timmen relativt marken. Och det trodde man... Att det skulle fungera så för ljuset också. Vilket då stod i... Det motsades egentligen av Maxwells-ekvationer som beskriver ljus som vågor. Och det här var det problemet som Einstein löste egentligen. Man hade innan Einstein observerat, man hade letat efter den här effekten av att om man skickar ljuset... Man trodde att ljushastigheten rörde sig relativt något som man kallade för eten. Det man försökte göra var att hitta vår egen rörelse relativt eten. Man försökte kolla hur... Om eten rör sig med en hastighet relativt oss så borde ljushastigheten vara olika om jag skickade den åt olika håll för att eten skulle dra ljuset med sig. Då gjorde man en hel del experiment som försökte hitta den här relativa rörelsen mellan oss och eten och kom fram till att den fanns inte. Och då fanns det två stycken alternativ. Antingen var det att vi rörde oss. Precis tillsammans med eter, vilket skulle vara väldigt sammanträffande. Eller så finns det ingen eter. Einsteins bidrag där var att han lyckades förklara det här utan någon eter. Med just att ljushastigheten skulle vara den samma hur man rör sig.
Så om jag sitter i ett rymdsköp som rör sig i ljusets hastighet.
Ja, som du inte kan göra.
Jag sitter i ett rymdsköp och så rör jag mig i 20% av ljusets hastighet. Och så lyser jag en ficklampa framåt. Kommer den ljusstålen att röra sig i ljusets hastighet eller i 120% av ljusets hastighet?
Till att börja med så, du själv kommer inte känna av att du rör dig i 20% av ljusets hastighet. För dig kommer det kännas precis som att... Som att vi sitter här utan att accelerera. Det är också en av grundtankarna bakom relativitetstrymmandet. Så länge du inte accelererar så har du inget sätt att avgöra om du rör dig eller inte. Just eftersom det spelar ingen roll. Det finns ingen absolut hastighet.
Men jag är på väg någonstans. Jag vet om förfärligt att jag rör mig.
Om jag står och tittar på dig vid sidan av den här raketen och du åker 20% av ljushastigheten relativt mig. Då kommer jag uppfatta att ljuset går... I ljushastigheten. Och du kommer också uppfatta att ljuset går i ljushastighet.
Men lägger man inte ihop?
Det gör ju det matematiskt. Men för att göra det så måste man göra det här som Einstein gjorde. Att inse att rummet och tiden är väldigt intimt förknippade i det här som vi kallar för rumtiden.
Förklara rumtiden.
Rumtiden, det är egentligen ett matematiskt begrepp. Som vi använder för att beskriva hur världen fungerar. Och om vi tänker Ausha vi är ganska vana vid de här tre rumsliga dimensionerna. Vi har längd, vi har bredd och vi har höjd. Men det vi gör när vi beskriver rumtiden är att vi inför en riktning till. Det matematiska objektet som vi får när vi lägger till den här fjärde riktningen, det är vad vi kallar för rumtiden. Det visar sig att den inte har riktigt exakt samma geometriska egenskaper som vårt vanliga rum har, utan det har väldigt speciella geometriska egenskaper. som gör alla de här lustiga effekterna.
Men har tiden geometriska egenskaper?
Rumtiden har geometriska egenskaper. Tiden i sig, då får vi fråga oss lite, vad menar ni med tid här nu? Om vi tar den här klassiska tvillingparadoxen, att vi har en person som är två tvillingar, som den ena åker iväg och kommer tillbaka. När de skiljs åt så är de från början på samma plats i rumtiden. Vi kallar det för samma händelse, om vi ska vara tekniska. Sen så skiljs de åt och så tar de olika banor i rumtiden och sen så träffas de igen. Eftersom längden på deras världslinjer generellt sett kan vara olika, så kan de vara olika gamla när de träffas igen.
Hur kan man göra de olika långa? Alltså linjerna? Hur kan man göra linjerna? olika långa.
Det behöver inte vara raka linjer. Om vi tar exemplet med tvillingparadoxet. En tvilling som bara stannar kvar. Han skulle beskrivas som en rak linje i rumtiden. Medan den här tvillingen som åker iväg han har en krokig linje i rumtiden för att han måste vända någon gång. Därför är det olika linjer. Så länge de tar olika banor så är de inte alltid på samma plats. Så har de olika världslinjer.
Och då kan det handla om att den ena är i Stockholm och den andra i Borås? Ja,
till exempel att någon åker till Borås härifrån. Kommer tillbaka. Nu gör jag ju inte en resa till Borås så mycket.
Men jag tänker så då. Vi åker ju i ljushastighet. Susanna och jag är här i samma rum. Hon sätter sig i sin raket här som är nu byggd. Att den kan accelerera upp till 99,5% av ljushastighet. Hon åker till Alfa Cantauri. Som ligger 425 ljusår bort. Hon vänder där. Och åker tillbaka. Då tar det 8,5 år. För mig eller för Susanna?
Det är då för dig som du tar de här drygt fyra åren att komma dit och drygt fyra åren att komma tillbaka. Nej,
det är för Susanna som åker. Eller för mig som stannar.
Det är för dig som stannar kvar.
Hur lång tid är det för mig då?
Det beror väldigt mycket på exakt hur nära ljushastigheten du kan komma.
Säg att det är exakt ljushastighet.
Som vi inte kan komma till. Alltså, ju fortare du åker, om du kommer närmare och närmare så kommer du närmare och närmare noll. Jaha,
så då kommer jag tillbaka och har inte åldrats någonting.
Hon har åldrats noll betyder att det har gått i Susannas huvud noll tid. Alltså tiden har stått stilla.
Alltså, just hundra procent går ju inte, men hon kan komma godtyckligt nära noll.
Men så om hon åker dit och stannar där ett år och kommer tillbaka, då har Susanna i hennes egen tid bara varit borta i ett år.
Precis.
It doesn't make sense.
I know. Fast det lustiga är att det gör ju det. Om man kollar på matematiken bakom det hela.
Då är vi klara. Alltså det känns som att det är väldigt mycket som vi bara får acceptera.
Ja, i mångt och mycket så är det ju så. Som vi arbetar. När vi gör forskning så är vi inte ute efter att hitta någonting som intuitivt funkar för min hjärna. Vi är intresserade av att förstå hur saker och ting fungerar. Och då ska vi vara beredda på att det kanske kan fungera på ett sätt som vi inte riktigt kan få in i våra hjärnor. Om vi inte tänker på det väldigt länge. Jag har hundra antal högskolepoäng i teoretisk fysik.
Det är det jag saknar, känner jag. Det är min brist i detta samtal.
Du är välkommen att söka till KTH.
Tack. Jag ska ta detta jag tänker.
Alltså, det är så svårt att få ordning på det här, tycker jag. Det är så svårt att greppa.
Men okej, vi får bromsa lite. Vi får sakta ner. Ska vi inte prata om hur vi faktiskt kan tas fram i rymden istället för teorier om hur vi inte kan tas fram i rymden?
Bra idé. Och du, för första gången i Vottmes historia så var vi tvungna att singla slant och dela på oss.
Susanna fick gå på bio.
Apollo 11, mycket bra film. Se den när den kommer i augusti. Och du Marcus fick åka till Trollhättan och prata om raketmotorer. Jag förstår att de har utvecklats en hel del sedan Apollo 11 flög till månen för 50 år sedan.
Ja, det har de ju. I trollhättan ligger GKN som bland annat bygger munstycken och turbiner till ESAs Ariane-raketer. Där träffar jag Li Forsberg som är chefsingenjör för raketmotorturbiner. Li, har vi åkt till Mars än?
Om man menar att vi har skickat människor till Mars än så nej, det har vi inte gjort. Om vi ska skicka människor till Mars så krävs det en ganska stor rymdfarkost. Den ska ta med sig människor, den ska ta med sig förnödenheter för människorna. Både dit och förhoppningsvis tillbaka igen sen. Så den kommer vara stor och den kommer vara tung. Och ska vi då kunna lyfta den här farkosten från jorden så krävs det en väldigt stor raket med en väldigt stor raketmotor.
Finns den än, den raketen?
Nej, men det utvecklas sen. Det är ju SpaceX, företaget som Elon Musk har, utvecklar just nu en raket som han har dimensionerat för att kunna ta sig till Mars.
När kommer den vara klar?
Han säger ju att han ska kunna flyga människor till Mars år 2024. Men med tanke på hans tidigare deadline så tror jag att det är ett antal år längre bort.
Vad skiljer denna raket från de raketerna som ni bygger här?
Egentligen inte så mycket. Det är samma princip. Det är en raketmotor som alla andra raketmotorer. En raket som ser i stort sett likadan ut förutom att den är mycket större. Betydligt fler motorer som används också. Och sen är själva principen hur han tänker sig ta sig till mars med den här raketen lite annorlunda mot hur vi gör idag. Han tänker sig att den här farkosten ska skjutas upp med en raket till att börja med och lägga sig i en låg omloppsbana runt jorden. Och där kommer den här farkosten med människorna i tankas. Den kommer inte ha bränsle i början. Den kommer tankas upp i låga områdesbanan. Med tillräckligt med bränsle för att kunna accelerera ut. Och ta sig på en bana mot Mars. Och sen när den väl kommer dit även kunna landa med samma motor. Men de har inte med sig bränsle för att komma tillbaka också. Utan tanken är då att framställa raketbränslet på Mars.
Kan vi göra det?
Rent principiellt ja. Det är inte så komplicerade kemiska processer. Det finns is på Mars. Ur is kan man spelka syre och väte. Syre behövs till raketmotorn. Det andra som behövs till hans raketmotor är metan. Då kan man ta vätet som man spelkar loss från isen tillsammans med koldioxiden i atmosfären som finns på Mars. Ur det kan man få metan. Men det krävs ett stort kraftverk med mycket energi för att få. För att kunna göra den här processen.
Då har man med sig det här kraftverket på sin raket?
Det måste man ha, ja. Och bygga upp det på plats.
Berätta om de delar ni gör.
Vi gör en del som är väldigt synlig på raketen. Och det är på huvudstegsmotorn som sitter längst ner. Så sitter det en stor tratt som är drygt två meter lång. Kallas för mundstycke. Det är ut genom den som gaserna accelereras ut. Som gör att raketen kan lyftas. Som gör att det skapas dragkraft. Den är konstruerad och tillverkad här. Sen gör vi även... ...att... syreturbinen och väteturbinen i motorn. Det de har uppgift är att driva pumparna, bränslepumpen med väte och syrepumpen med syre så att de kommer upp i högt tryck. Man kan skjuta in syret och vätet in i brännkammaren och tanda på det och få den här höga accelerationen av gaser ut genom munstycket.
Och de här höga hastigheterna av gaser, det är för att lyfta maskineriet?
Ja, det är hela principen bakom raketmotorn. Det är Newtons tredje lag att varje kraft har en lika stor motkraft. Så skjuter du ut de här gaserna i hög hastighet nedåt så blir det en motkraft som gör att raketen lyfter. Men den kraften måste ju vara tillräckligt stor för att lyfta den här stora raketen.
Ja, precis. Så vad snackar vi?
Bara huvudstegsmotorn på Ariane 5-raketen är långt ifrån tillräckligt för att få den att lyfta. Den är på 1400 kN ungefär. Det behövs mer. Därför sitter det också två stycken krutbostrar på sidan av raketen. De utvecklar tillsammans 14 000 kilonewton. Så de tillsammans med huvudstegsmotorn får raketen att lyfta.
Hur snabbt lyfter den?
Ariane 5 accelererar faktiskt relativt snabbt jämfört med många andra raketer. En del andra man tittar på upprutning hinner man ju nästan få en hjärtattack. Man tycker att det händer ingenting, den bara står där. Men till slut så tuffar den iväg uppåt.
Men just att den tuffar väldigt sakta uppåt. Eller? Hur ser den ut, kurvan liksom?
Man kan säga att de här stora krutposterna, det kan man ha som måttstock, att de brinner i...
2,5 minuter ungefär, innan de släcks och släpps ner igen. Och då har den kommit på en höjd av ungefär 70 kilometer på de 2,5 minuterna. Ja, den plockar upp fastighet ganska snabbt.
Hur snabbt kör vi då?
När den har kommit 70 kilometer, då kör den ungefär 2 kilometer i sekunden.
Och lite snabbt omräknat?
7200 kilometer i timmen. Precis,
och så släpper den iväg sina bostäder. Och då tänds något annat?
Huvudstegsmotorn. Den har faktiskt varit tänd hela vägen från start. Det är egentligen ett arv från när den här raketen skulle användas. Den var tänkt användas till bemannade födder i början. Och då var det viktigt att man ville vara helt säker på att huvudstegsmotorn skulle fungera. Så då tände man den redan på backen. Man vill inte hamna i en situation att man är 70 kilometer upp och så tänds inte huvudmotorn. Så den brinner faktiskt hela vägen från start.
Men i orn är den? Eller den hjälper till?
Den hjälper till. Den ger ungefär 10% av dragkraften. Man kommer lite högre upp så det är inte onödigt egentligen. Sen brinner den i ungefär 10 minuter. Knappt 10 minuter. Och då har man tagit sig till ungefär 200 km höjd. Då är man utanför atmosfären. Och då flyger vi 25 000 km i timmen.
Okej, så det är ganska mycket av ett steg som tidigare gav 10%. Ja. Den puttar på lite mer då. Så den brinner mer då?
Den brinner lika mycket. Men då har vi kommit så pass högt upp att gravitationskraften är lägre. Och vi accelererar ju hela tiden också. Plus att raketen blir lättare och lättare. Vi bränner ju bränslet. Nästan hela raketen är ju fylld med bränsle. Och det försvinner ju hela tiden så den blir lättare och lättare. Så det gör också att vi kommer längre bort från jordens gravitation. Och raketen blir lättare så det går fortare och fortare.
Mycket talar för raketens fördel.
Ja.
Perfekt. Och vad händer sen?
Sen, när den har brunnit klart, efter knappt tio minuter har bränslet slut. Då gör ju inte den motorn någon nytta. Alla tankar gör ingen nytta längre. Så då dumpar man dem. Och så är det bara den övre delen av raketen kvar. Och då startar istället en ny raketmotor som sitter längst ner på den övre delen. Överstegsmotorn. Och den i sin tur tar hela översteget med passagerarna som är med. Om det är satelliter eller om det är en rymdsont som ska iväg ut på äventyr. Ut till sin omloppsbana eller till den bana den ska ha för att ta sig till Mars eller Venus eller vad det nu ska. Den låga omloppsbanan så har det redan kommit upp i ganska hög hastighet. Men du måste ju fortfarande accelerera ut till den flykthastighet. Alltså den hastighet som krävs för att lämna jordens gravitation. Så det är därför Elon Musk tänker sig att han behöver tanka. När han ligger där i låga omloppsbanan så behöver han tanka upp sin... att få kunna accelerera ut och nå de här 40 000 km i timmen som krävs för att lämna jordens områdesbana.
Så man skulle kunna tänka sig att det finns is på månen, att man då kan åka upp dit och tanka?
Där har man ju problemet att månen har ingen atmosfär så du behöver ju koldioxid också för att göra din mentan. Det räcker inte bara med syre. Mars har en atmosfär, det är en fördel där. Elon Musk tänker sig ibland att använda den här atmosfären för att bromsa raketen. För du har ju en väldigt hög hastighet när du kommer in. Du kan ju inte bara sikta på ytan och dra rätt ner. Då behövs det väldigt kraftiga motorer för att bromsa in all din fart. Utan då tänker han sig att han går in i atmosfären och låter atmosfärens friktion bromsa upp raketen.
Och då behöver man också ha med sig tillräckligt med bränsle för att bromsa.
Ja, ska du kunna landa måste du ju ha en motor som kan bromsa upp. raketen att landa. Han tänker ju så att landa vertikalt precis som han har gjort här på jorden. Det är ju faktiskt därför han har utvecklat den här landningstekniken på jorden, att han just landar vertikalt. Det är ju för att han insåg att det finns ju inga landningsbanor på Mars. Ska man landa på Mars vilket är hans slutliga mål så måste man landa vertikalt. Och då måste man lära sig hur man gör det på jorden. Så det är egentligen därför han började tänka på hur kan vi landa raketer på jorden. Sen blev det ju ett väldigt bra business case av det också att återanvända raketerna.
Vad finns det för alternativ på motorer som man kan ta med sig och ha igång?
Egentligen inget som är redo för något sånt här stor farkost. Det finns ju motorer som används på satelliter idag. Det finns jonmotorer till exempel. Man har demonstrerat solsegel på en rymdsond. Men det är för betydligt mindre farkoster. Så det är väldigt liten dragkraft. På andra sidan väldigt, om vi pratar ISP då, specifik impuls. Väldigt bra ISP. Specifiken puls är bränsleekonomin om man jämför med en bil. Hur många liter drar den per mil? Det är egentligen en mått på hur pass effektiv är motorn. Hur mycket dragkraft får vi ut? Hur länge kan den här motorn köra på den här mängden bränsle? Så de här motorerna som vi jobbar med så är ju vätgas ger ett väldigt bra ISP. Så det är ett mått på effektiviteten i motorn och bränsletypen som man använder. Men det blir också problemet att om du har en motor igång så kommer det ju, det finns inget luftmotstånd, det finns inget rullmotstånd som om du hade en bil på jorden. Så den här kommer ju bara fortsätta accelerera. Även om du har en konstant dragkraft på motorn. Så risken är ju när du närmar dig Mars att du är uppe i alldeles för hög hastighet. Så du måste stoppa det här på något sätt också. Så då måste du bromsa istället. Så det är inte helt enkelt.
Nej, hur fungerar en jordmotor?
En jordmotor fungerar genom att du använder ett elektriskt fält för att accelerera jorder ut i en väldigt hög hastighet. Det är egentligen samma princip som vår rakettmotor här. Att du skickar ut gaser i väldigt hög hastighet och då skapar den dragkraft. Fast här är det joner, alltså väldigt små partiklar, som skickas ut i en extremt hög hastighet. Och det ger då en reaktionskraft som gör att parkosten rör sig framåt. Sen är det väldigt, väldigt låg dragkraft. Men du behöver inte så mycket för att få någonting att röra på sig i rymden. Även en liten, liten kraft kommer att knuffa igång dig. Sen kommer det att ta väldigt lång tid att komma upp i någon hastighet om du är väldigt tung. Som en stor parkost på väg till Mars till exempel.
Men den kan å andra sidan pusta på hela tiden? Ja,
det är väldigt effektivt.
Använder man sig av atomkraft i rymden?
Om man pratar om de här rovers som åker runt på Mars, Curiosity och Spirit Opportunity, de är atomdriva allihopa. De har deras kraftkälla, atomdrivet. Det fanns forskning på, jag tror att vi pratar 60-tal nu, där man helt enkelt hade en idé att... detonera en vätebomb bakom raketen för att knuffa raketen framåt. Nu finns det en förordning sen 60-talet som säger att man inte får detonera kärnvapen i atmosfären eller ute i rymden.
Lät då rimligt?
Ja, men jag tror att det var väldigt hett ett tag innan man insåg att det kanske inte var så jättebra idé.
Men inte vill man sitta där som astronaut i toppen av en sån?
Men lite häftigt var man ändå forskade på och trodde det var framtiden. Om vi pratar en fusionsmotor till exempel, det är ju lite av drömmen. Att fusion är när du tar två mindre atomkärnor och gör en fusion till att få göra en stor atomkärna istället. Det frigör ju otroligt mycket energi. Och skulle man kunna ha det här omvandlat till en raketmotor, skulle det ju vara en helt fantastisk energikälla. Problemet med dem är att man ändå inte lyckas göra fusion. Som ger mer energi än vad det kräver att slå ihop de här atomkärnorna. Men teoretiskt, om man kan lyckas med det, så skulle det ju vara en fantastisk helhet mot det.
Jag kan inte låta bli att se någon slags stiftelsen framtid framför mig. Där alla går omkring med varsin kärnreaktor i fickan.
Det låter ju magiskt, men också ganska läskigt.
Ja. Kanske vi inte vill se just den framtiden. Men det finns ju andra sätt att ta sig mellan solsystemen.
Ja, eller finns och finns. Det finns de som jobbar på det i alla fall.
En av dem är Avi Loeb. Han är professor på Harvard. Och en av personerna bakom projektet Breakthrough Starshot Initiative.
Starshot Initiative aims to send a probe to the nearest star system so that we can learn from up close. om det kan ha ljus där. Idén är att ställa proben så att den kommer tillbaka där inom vår generation, inom ett par decennier. Och eftersom den närmaste staren är fyra ljusår tillbaka... Det betyder att det tar ljuset fyra år att rikta gapet mellan solen och denna stjärna. Om vi vill att spetskraften kan rikta denna stjärna inom 20 år, så måste den rikta på ett tidspunkt i ljuset. Det är inte möjligt att göra så om spetskraften tar upp sin egen fjol. Konceptet är... ...att skicka en väldigt kraftfull laserbeam på en sjö som är väldigt lätt vägt, en av dem är en gram i väg, och göra att sjön accelererar till en fraktion av spetens ljus i riktningen till targeten. Det finns många tekniska utmaningar med detta koncept. Det innebär att skapa en kraftfull laserbind genom att kombinera många små laser. Det innebär att skapa en stjäl som på en hand är lättviktig, men på samma tid är den skapad av stark material som kan hålla stjälnen på. Man vill också skapa stjäl med... ...elektronik som innehåller kameror, navigations- och kommunikations- ...medlemmar. Så att när en fotograf är tagna av den target- ...planeten, så kan den informationen transmittas till världen och- ...avstå på världen. Idén är att elektroniken också väger ungefär en gram- ...similar till en stjäl. Vi har i faktorn att den typen av elektronik redan finns i cellfons. Så det är en del av teknologin som redan finns här. Och eftersom en sån cellfons är värd hundratals dollar, i princip kan vi producera mycket statliga kraft. Det blir inte väldigt tågligt. Och en per dag, till exempel. Så konceptet är att... att skicka ut relativt tajda spetskraftar som är lätt väggade och skicka många av dem. De basala parametrarna för att nå en femtals av spetskraften med en spetskraft som väger en del av en gram, en måste ta en laserbeam som är 100 gigawatt över några minuter. Det är en liknande mängd spetskraft. och dyrt som det tog för att spetskatteln lyfts av. Här, istället för att ge den energin över några minuter till spetskatteln, ger vi den ena gram av material. Det är det som gör att den ger en fraction av ljuset. Men det är ett liknande kraftbehov som det var för spetskatteln. Och sen vill vi fokusera på en sal som är en del meter i diameter, ungefär den sida av en person, ut till en distans som är fem gånger distansen till mörkret. Det är distansen över vittnet som vi tror att vi kommer att nå. Vad hoppas du att hitta där ute? Jag tror att en av de skäl jag har... Jag är väldigt intresserad av att söka för livet, vare sig det är mikrobial eller teknologisk civilisationer. Vi kommer att lära oss mycket i processen av det här sökandet. Vi kan utveckla nya teknologier som har byråprodukter som är ganska praktiska här på jorden. Vi kan skapa våra imaginer. Vi kan också uppfattas av att det finns andra civilisationer som måste... till den här teknologin och sen kan vi lära oss från dem. Min hopp är att när spetskraften lämnar solsystemet så kommer vi att hitta mycket trafik där. Vi är inte den enda civilisationen som skickar ut sådana här spetskraftar. Och vi kanske även hör en message tillbaka som säger välkomna till Interstellar Club.
Jag älskar ändå att Avi tänker sig att så fort vi bara lämnar solsystemet kommer du få vara med i någon häftig intergalaktisk klubb.
Ja, alltså jag hoppas åt att han har rätt. Och om han har rätt så kan det ju betyda att det sitter ett helt gäng teknologiska civilisationer och bara väntar på att vi ska lyckas ta steget ut till dem.
Ja, absolut. De kanske redan har full koll på oss. Tänk om de redan har varit här. Det vore ju...
Alltså nej, okej. Nu tar vi det lugnt. Vi får ta det i ett annat avsnitt. Det här börjar bli lite långt.
Ja, så gör vi. Men du, Marcus. En annan grej. Ska vi inte ha en tävling?
Jo, jag vet. Vi finns ju på internet. Det är bland annat så som du just nu lyssnar på podden. Gå in på Facebook, gilla och dela oss så är du med i utlottningen av fina våttnepriser.
Ja, precis. Och glöm inte att prenumerera på podden också. Med det säger vi tack för idag.
Ljud illa i avsnittet har vi hämtat från tidigare nämnt internet.
Ja, visst. Och Armin Pendek har skrivit musiken.
Har vi åkt till Mars än, görs på Bep...
Ja men alltså Marcus, folk fattar inte det där med rymdfunk. Ska du inte säga rundfunk istället?
Men det är ju en kul ordvits liksom.
Är det?
Okej. Har vi åkt till Marsen? Görs på Beppo av Rundfunk Media.
Hallå?
Programmet gjordes av Rundfunk Media.
Description
Kan vi åka i ljusets hastighet än? Det pratar vi om med Mattias Blennow, lektor i teoretisk astropartikelfysik vid KTH. Vi pratar om Breakthrough Starshot med Avi Loeb, professor på Harvard, och så lite hederliga raketmotorer med Li Forsberg på GKN.
Hosted on Ausha. See ausha.co/privacy-policy for more information.
Transcription
Alltså det har varit ett svårt avsnitt tycker jag.
Men Marcus, det är ju inte rocket science direkt.
Välkomna till avsnitt nummer fyra! Nu känns det som att vi har kommit igång lite här.
Ja, vi har i alla fall kommit en liten bit på vår resa mot Mars and Beyond. Men nu måste vi prata lite mer om hur man faktiskt tar sig fram där i rymden.
I arbetet med det här avsnittet känns det som vi verkligen fått utmana våra hjärnor lite grann. Det är ju ett gäng fysiska lagar och lite annat som man måste förhålla sig till. Här nere på jorden, när man har lämnat atmosfären och på själva resan där ute i tomheten.
Vi har ett fullproppat avsnitt framför oss så det är väl bara att vi kör igång.
Ja, det tycker jag. Jag heter Marcus Pettersson.
Och jag heter Susanna Levenhaupt.
Och du lyssnar på Har vi åkt till Marsen?
Först en liten uppdatering. SpaceX har återigen varit i nyhetsfokus den senaste månaden, men den här gången gäller det inte enbart framgångshistorier. Den 20 april totalförstördes en av SpaceX Crew Dragons när något gick fel under ett test på rymdbasen Cape Canaveral. Ingen skadades vid olyckan som orsakades av vad som beskrivs som en avvikelse, men detta kommer antagligen innebära att SpaceX första bemannade uppskjutning som planerades till sommaren blir försenad. Men man genomförde också två lyckade uppskjutningar under månaden. Den senare med fraktuppdrag till ISS. Och på tal om ISS så står det nu äntligen klart att Jessica Meir, som vi talat med i tidigare avsnitt av Votme, kommer att bli den första svenska kvinnan i rymden. Den 25 september reser hon upp till ISS för ett halvårslångt uppdrag ombord på rymdstationen. Där finns redan Christina Cook på plats. som fått sitt uppdrag förlängt och därmed kommer genomföra den längsta rymdvistelsen någonsin av en kvinnlig astronaut, över 300 dagar. Ett av syftena med förlängningen är att studera skillnaden på hur kvinnors och mäns kroppar påverkas av att vara i rymden under lång tid. Ja, ungefär så här lät det kanske när ett hundratal ingenjörer och astronomer samlades i slutet av april för att tillsammans försöka avvärja ett katastrofalt asteroidnedslag. Men än så länge är det inte ett verkligt hot, bara en simulering för att se hur världen skulle kunna hantera en liknande situation i framtiden. Huvudrollen spelades av asteroiden 99942 Apophis. som faktiskt kommer att passera jorden på mycket nära håll år 2029. Under Planetary Defense Conference låg den däremot på kollisionskurs med jorden. Även om scenariot var påhittat så sker asteroidnedslag så ofta som var 60-ånde år i genomsnitt, enligt Nasas chef Jim Bridenstine. Och det är något som man nu vill bli bättre på att förbereda sig inför.
Och förstås är det upp till oss. Vi ska se till att vi kan karaktärisera, detektera och karaktärisera, träffa alla nära-Earth-objekt som potentiellt kan vara en fördjupning till världen.
Som en del i detta arbete planerar nu NASA ett försök att ändra en asteroids bana och hastighet genom att krascha in i den med en specialraket som har gett namnet DART. Kollisionen ska inträffa år 2022 och vad resultatet av detta blir återstår att se. I simuleringen prövades tekniken med blandad framgång, för trots att man faktiskt lyckades träffa och förstöra delar av asteroiden stod det klart att en bit av den skulle träffa New York och att 10 miljoner människor skulle behöva evakueras. En inte helt enkel uppgift och för många en tankeställare om hur en liknande situation skulle hanteras om den uppstår. Fun fact! Asteroiden Apophis är uppkallad efter en egyptisk... dödsdemon. Det blev tredje gången gilt för japanska Interstellar Technologies och deras sondraket Momo som den 4 maj blev landets första privata raket att nå ut till rymden. Efter två misslyckade försök under de senaste åren lyckades man nu till slut få den relativt lilla raketen att lämna atmosfären. Den här gången var farkosten olastad, men i framtiden ska den bland annat kunna bära med sig forskningsutrustning ut i rymden. Och dagen efter det, den 5 maj, så skickades satelliten Spark 1 ut i omloppsbana, som en del av ett samarbete mellan Sverige och USA. Den skokartongstora satelliten ska testa ny teknik för att lägesbestämma och upptäcka bland annat satelliter och rymdskrot med hjälp av en specialbyggd stjärnkamera. Om det fungerar som tänkt kommer den i framtiden göra det möjligt att utnyttja utrustningen på alla satelliter med stjärnkameror och skapa ett nätverk av kartläggande sensorer i rymden. Den 9 maj presenterade Jeff Bezos en fullskalig modell av månlandaren Blue Moon, som är Blue Origins bidrag i kapplöpningen om vilka som kommer att skicka amerikaner till månen senast år 2024. Månlandaren kommer att drivas av den helt nya raketmotorn BE-7, som drivs av flytande väte och flytande syre, något som gör det möjligt att använda resurser från månens yta för att tanka. Slutligen så vill vi såklart också berätta om den svenska forskningssatelliten MATS, Mesospheric Airglow Aerosol Tomography and Spectroscopy, som den 9 maj för första gången visades upp på Ausha Sweden. Satelliten kommer skickas upp i slutet av 2019 för att undersöka vågor i atmosfären och deras påverkan på klimatet. Vill du veta mer om MATS, följa utvecklingen och ta del av den data som satelliten kommer att förse oss med, så kan du förutom att lyssna på Votme följa Mats på Twitter och på Rymdstyrelsens hemsida.
Mats kommer alltså att undersöka jordens atmosfär, men vi siktar ju lite längre än så.
Och vi har ju fått lära Ausha med dagens teknik så tar det minst ett halvår att ta sig till Mars. Och det är ändå en av våra närmsta grannar.
Och om målet då ligger ännu längre bort än så, säg i ett annat solsystem.
Ja, för avstånden blir ju ganska snabbt väldigt stora i rymden. Vårt närmsta solsystem, Alpha Centauri, ligger fyra och ett halvt ljusår bort. Om vi ska kunna ta oss dit så måste vi åka sjukt snabbt.
Men hur snabbt kan vi åka egentligen? Det har vi pratat om med Mattias Blennov, universitetslektor i teoretisk partikel och astropartikelfysik vid KTH. Välkommen!
Tack så mycket!
Mattias, kan vi åka i ljusets hastigheten?
Nej. Det kan vi inte göra för det kan bara masslösa partiklar göra eller masslösa objekt göra. Eftersom vi har massa då, som vi märkte när vi ställde oss på vågen i morse, så kan vi inte göra det.
Vad är ett masslöst objekt?
Till exempel en foton, en ljuspartikel, har ingen vilomassa. Den kan åka i ljushastigheter men ingenting annat som har massa. Till exempel en elektron som har massa kan inte åka i ljushastigheter men den kan komma väldigt nära.
En foton, vad består den av om den inte har någon massa?
När vi kollar på våra fysikaliska modeller så pratar vi inte om vad saker består av utan vi pratar bara om en beskrivning av vad vi kan observera. Om vi ska vara till exempel en ljuspartikel. tekniska så är det en excitation i ett kvantfält som vi kallar för fotonfältet. Men det kanske vi inte behöver gå in på. Fullt rimligt låtar det på sättet. På något närmare egentligen. Men det är då vi beskriver någonting och vi kan observera effekterna av det i verkligheten med våra experiment. Om man kollar från jorden då från där du börjar och kollar på hur du åker iväg. Så ju fortare du åker desto mer energi behövs det för att du ska kunna accelerera lite till. Och den energin går mot oändligheten när du kommer närmare och närmare ljusutsatthet.
Och oändligt finns ju inte.
Det finns inte. Vi har inte tillgång till några sådana energi.
När kommer vi upp någonstans där vi har tillräckligt med energi? Hur snabbt är vi uppe idag?
Det beror på vad du menar med tillräcklig energi och hur mycket massa som du vill accelerera upp till den här hastigheten. Men du kan alltid tillföra mer energi och åka snabbare.
Tills den har slut, energin.
Tills energin inte har slut. Och det är precis det vi gör med de här partiklar-acceleratorerna till exempel. Då försöker vi köra protoner så fort vi kan. Och sen så smälla in dem i varandra för att se vad som kommer ut.
Men vad händer om man försöker åka i ljusets hastighet med någonting som har massa?
Du kan alltid försöka gasa och gasa. Men du själv kommer alltid tycka att du står stilla. Och att andra saker åker förbi dig. Och ljusets hastighet är en begränsning för hur fort... Vi kan åka relativt någonting annat. Så att om vi tänker att just nu till exempel om vi kollar på LHC, den här stora partikelacceleratorn i Genève i Schweiz. Så där så cirkulerar protonerna runt i nära ljushetshastighet relativt oss. Men om vi tänker att vi skulle kunna rida på en sån här proton så skulle vi tycka att det var vi som åkte i nära ljusets hastighet. Vi skulle bara sitta där på protonen och tycka att världen sysslade runt i. i väldigt höga hastigheter. Vi kan jämföra det också med om man inte riktigt känner att man accelererar om man sitter på en tågstation och vi inte riktigt känner att tåget börjar och det är ett tåg bredvid som står där. Så vet vi inte. Om vi bara ser tågen så vet vi inte om det är vårt tåg som har åkt ofta eller om det är det andra tåget som har åkt. Så det är det som är en relativ hastighet.
Kan man inte säga att det är jag som åker? Det är inte världen runt omkring. Nej. Oavsett vad jag upplever själv.
Det kan man faktiskt inte säga. Det är en grundläggande... Även innan Einstein, redan Newton och Galileo hade den uppfattningen att det finns ingen absolut hastighet utan det finns bara relativa hastigheter. Så även i vanlig klassisk mekanik som... Vi använder för att beskriva världen innan relativitetstryden kom till. Så är det så att det är bara de relativa hastigheterna som har någon form av betydelse. Sen det som tillkom med relativitetstryden med Einstein för 114 år sedan. Det var just det här att ljusets hastighet är detsamma oavsett. Oavsett hur man rör sig så är ljusets hastighet densamma.
Okej, så ljusets hastighet är konstant. Men vad är ljusets hastighet?
Om man kollar på hur den speciella relativitetstyrningen är uppbyggd så finns det egentligen ingenting som säger att det ska vara just ljusets hastighet. Det följer av att ljus beskrivs av en masslös partikel. Att den måste röra sig i ljusets hastighet. Det vi egentligen har är en så kallad invariant hastighet. Det vill säga en hastighet som är densamma oavsett hur man rör sig. Och sen baserat på det så kan man visa att ljuset faktiskt rör sig i den hastigheten. Och historiskt sett så upptäckte vi ljusets hastighet först. Och det är därför det kallas för ljusets hastighet.
Har vi sagt en hastighet för ljuset?
Jag har inte exakta siffror i huvudet.
299 792 458 meter per sekund. Precis. I vakuum.
I vakuum. Det är alltid i vakuum vi pratar om när vi pratar om den här invarianta ljushastigheten.
Hur mäter man att ljuset rör sig i exakt den siffran?
Det är det man inte mäter. Det är det som är fina här. Det är någonting som, just i och med att vi har den här speciella relativitetsteorin som säger att... Ljushastigheten är invariant och det har man mött upp.
Så man har bara bestämt?
Baserat på att vi visste att enligt den här ledande teorin så är ljushastigheten invariant. Baserat på det så har vi bestämt att det är den mest precisa definitionen som vi kan komma på.
När upptäckte vi ljushastighet?
Oj, det är en kuggfråga som jag inte kan svara på rakt, of the top of my head. Men man visste redan innan Einstein att den var, inte i en variant, men man trodde att baserat på vad Newton och Galilei trodde så borde ljuset bete sig som vår vardagsuppfattning. Om vi åker i en bil och så kastar vi en boll. Om bilen åker i 10 km i timmen och vi kastar en boll framåt i 10 km i timmen så förväntar vi Ausha bollen går i 20 km i timmen relativt marken. Och det trodde man... Att det skulle fungera så för ljuset också. Vilket då stod i... Det motsades egentligen av Maxwells-ekvationer som beskriver ljus som vågor. Och det här var det problemet som Einstein löste egentligen. Man hade innan Einstein observerat, man hade letat efter den här effekten av att om man skickar ljuset... Man trodde att ljushastigheten rörde sig relativt något som man kallade för eten. Det man försökte göra var att hitta vår egen rörelse relativt eten. Man försökte kolla hur... Om eten rör sig med en hastighet relativt oss så borde ljushastigheten vara olika om jag skickade den åt olika håll för att eten skulle dra ljuset med sig. Då gjorde man en hel del experiment som försökte hitta den här relativa rörelsen mellan oss och eten och kom fram till att den fanns inte. Och då fanns det två stycken alternativ. Antingen var det att vi rörde oss. Precis tillsammans med eter, vilket skulle vara väldigt sammanträffande. Eller så finns det ingen eter. Einsteins bidrag där var att han lyckades förklara det här utan någon eter. Med just att ljushastigheten skulle vara den samma hur man rör sig.
Så om jag sitter i ett rymdsköp som rör sig i ljusets hastighet.
Ja, som du inte kan göra.
Jag sitter i ett rymdsköp och så rör jag mig i 20% av ljusets hastighet. Och så lyser jag en ficklampa framåt. Kommer den ljusstålen att röra sig i ljusets hastighet eller i 120% av ljusets hastighet?
Till att börja med så, du själv kommer inte känna av att du rör dig i 20% av ljusets hastighet. För dig kommer det kännas precis som att... Som att vi sitter här utan att accelerera. Det är också en av grundtankarna bakom relativitetstrymmandet. Så länge du inte accelererar så har du inget sätt att avgöra om du rör dig eller inte. Just eftersom det spelar ingen roll. Det finns ingen absolut hastighet.
Men jag är på väg någonstans. Jag vet om förfärligt att jag rör mig.
Om jag står och tittar på dig vid sidan av den här raketen och du åker 20% av ljushastigheten relativt mig. Då kommer jag uppfatta att ljuset går... I ljushastigheten. Och du kommer också uppfatta att ljuset går i ljushastighet.
Men lägger man inte ihop?
Det gör ju det matematiskt. Men för att göra det så måste man göra det här som Einstein gjorde. Att inse att rummet och tiden är väldigt intimt förknippade i det här som vi kallar för rumtiden.
Förklara rumtiden.
Rumtiden, det är egentligen ett matematiskt begrepp. Som vi använder för att beskriva hur världen fungerar. Och om vi tänker Ausha vi är ganska vana vid de här tre rumsliga dimensionerna. Vi har längd, vi har bredd och vi har höjd. Men det vi gör när vi beskriver rumtiden är att vi inför en riktning till. Det matematiska objektet som vi får när vi lägger till den här fjärde riktningen, det är vad vi kallar för rumtiden. Det visar sig att den inte har riktigt exakt samma geometriska egenskaper som vårt vanliga rum har, utan det har väldigt speciella geometriska egenskaper. som gör alla de här lustiga effekterna.
Men har tiden geometriska egenskaper?
Rumtiden har geometriska egenskaper. Tiden i sig, då får vi fråga oss lite, vad menar ni med tid här nu? Om vi tar den här klassiska tvillingparadoxen, att vi har en person som är två tvillingar, som den ena åker iväg och kommer tillbaka. När de skiljs åt så är de från början på samma plats i rumtiden. Vi kallar det för samma händelse, om vi ska vara tekniska. Sen så skiljs de åt och så tar de olika banor i rumtiden och sen så träffas de igen. Eftersom längden på deras världslinjer generellt sett kan vara olika, så kan de vara olika gamla när de träffas igen.
Hur kan man göra de olika långa? Alltså linjerna? Hur kan man göra linjerna? olika långa.
Det behöver inte vara raka linjer. Om vi tar exemplet med tvillingparadoxet. En tvilling som bara stannar kvar. Han skulle beskrivas som en rak linje i rumtiden. Medan den här tvillingen som åker iväg han har en krokig linje i rumtiden för att han måste vända någon gång. Därför är det olika linjer. Så länge de tar olika banor så är de inte alltid på samma plats. Så har de olika världslinjer.
Och då kan det handla om att den ena är i Stockholm och den andra i Borås? Ja,
till exempel att någon åker till Borås härifrån. Kommer tillbaka. Nu gör jag ju inte en resa till Borås så mycket.
Men jag tänker så då. Vi åker ju i ljushastighet. Susanna och jag är här i samma rum. Hon sätter sig i sin raket här som är nu byggd. Att den kan accelerera upp till 99,5% av ljushastighet. Hon åker till Alfa Cantauri. Som ligger 425 ljusår bort. Hon vänder där. Och åker tillbaka. Då tar det 8,5 år. För mig eller för Susanna?
Det är då för dig som du tar de här drygt fyra åren att komma dit och drygt fyra åren att komma tillbaka. Nej,
det är för Susanna som åker. Eller för mig som stannar.
Det är för dig som stannar kvar.
Hur lång tid är det för mig då?
Det beror väldigt mycket på exakt hur nära ljushastigheten du kan komma.
Säg att det är exakt ljushastighet.
Som vi inte kan komma till. Alltså, ju fortare du åker, om du kommer närmare och närmare så kommer du närmare och närmare noll. Jaha,
så då kommer jag tillbaka och har inte åldrats någonting.
Hon har åldrats noll betyder att det har gått i Susannas huvud noll tid. Alltså tiden har stått stilla.
Alltså, just hundra procent går ju inte, men hon kan komma godtyckligt nära noll.
Men så om hon åker dit och stannar där ett år och kommer tillbaka, då har Susanna i hennes egen tid bara varit borta i ett år.
Precis.
It doesn't make sense.
I know. Fast det lustiga är att det gör ju det. Om man kollar på matematiken bakom det hela.
Då är vi klara. Alltså det känns som att det är väldigt mycket som vi bara får acceptera.
Ja, i mångt och mycket så är det ju så. Som vi arbetar. När vi gör forskning så är vi inte ute efter att hitta någonting som intuitivt funkar för min hjärna. Vi är intresserade av att förstå hur saker och ting fungerar. Och då ska vi vara beredda på att det kanske kan fungera på ett sätt som vi inte riktigt kan få in i våra hjärnor. Om vi inte tänker på det väldigt länge. Jag har hundra antal högskolepoäng i teoretisk fysik.
Det är det jag saknar, känner jag. Det är min brist i detta samtal.
Du är välkommen att söka till KTH.
Tack. Jag ska ta detta jag tänker.
Alltså, det är så svårt att få ordning på det här, tycker jag. Det är så svårt att greppa.
Men okej, vi får bromsa lite. Vi får sakta ner. Ska vi inte prata om hur vi faktiskt kan tas fram i rymden istället för teorier om hur vi inte kan tas fram i rymden?
Bra idé. Och du, för första gången i Vottmes historia så var vi tvungna att singla slant och dela på oss.
Susanna fick gå på bio.
Apollo 11, mycket bra film. Se den när den kommer i augusti. Och du Marcus fick åka till Trollhättan och prata om raketmotorer. Jag förstår att de har utvecklats en hel del sedan Apollo 11 flög till månen för 50 år sedan.
Ja, det har de ju. I trollhättan ligger GKN som bland annat bygger munstycken och turbiner till ESAs Ariane-raketer. Där träffar jag Li Forsberg som är chefsingenjör för raketmotorturbiner. Li, har vi åkt till Mars än?
Om man menar att vi har skickat människor till Mars än så nej, det har vi inte gjort. Om vi ska skicka människor till Mars så krävs det en ganska stor rymdfarkost. Den ska ta med sig människor, den ska ta med sig förnödenheter för människorna. Både dit och förhoppningsvis tillbaka igen sen. Så den kommer vara stor och den kommer vara tung. Och ska vi då kunna lyfta den här farkosten från jorden så krävs det en väldigt stor raket med en väldigt stor raketmotor.
Finns den än, den raketen?
Nej, men det utvecklas sen. Det är ju SpaceX, företaget som Elon Musk har, utvecklar just nu en raket som han har dimensionerat för att kunna ta sig till Mars.
När kommer den vara klar?
Han säger ju att han ska kunna flyga människor till Mars år 2024. Men med tanke på hans tidigare deadline så tror jag att det är ett antal år längre bort.
Vad skiljer denna raket från de raketerna som ni bygger här?
Egentligen inte så mycket. Det är samma princip. Det är en raketmotor som alla andra raketmotorer. En raket som ser i stort sett likadan ut förutom att den är mycket större. Betydligt fler motorer som används också. Och sen är själva principen hur han tänker sig ta sig till mars med den här raketen lite annorlunda mot hur vi gör idag. Han tänker sig att den här farkosten ska skjutas upp med en raket till att börja med och lägga sig i en låg omloppsbana runt jorden. Och där kommer den här farkosten med människorna i tankas. Den kommer inte ha bränsle i början. Den kommer tankas upp i låga områdesbanan. Med tillräckligt med bränsle för att kunna accelerera ut. Och ta sig på en bana mot Mars. Och sen när den väl kommer dit även kunna landa med samma motor. Men de har inte med sig bränsle för att komma tillbaka också. Utan tanken är då att framställa raketbränslet på Mars.
Kan vi göra det?
Rent principiellt ja. Det är inte så komplicerade kemiska processer. Det finns is på Mars. Ur is kan man spelka syre och väte. Syre behövs till raketmotorn. Det andra som behövs till hans raketmotor är metan. Då kan man ta vätet som man spelkar loss från isen tillsammans med koldioxiden i atmosfären som finns på Mars. Ur det kan man få metan. Men det krävs ett stort kraftverk med mycket energi för att få. För att kunna göra den här processen.
Då har man med sig det här kraftverket på sin raket?
Det måste man ha, ja. Och bygga upp det på plats.
Berätta om de delar ni gör.
Vi gör en del som är väldigt synlig på raketen. Och det är på huvudstegsmotorn som sitter längst ner. Så sitter det en stor tratt som är drygt två meter lång. Kallas för mundstycke. Det är ut genom den som gaserna accelereras ut. Som gör att raketen kan lyftas. Som gör att det skapas dragkraft. Den är konstruerad och tillverkad här. Sen gör vi även... ...att... syreturbinen och väteturbinen i motorn. Det de har uppgift är att driva pumparna, bränslepumpen med väte och syrepumpen med syre så att de kommer upp i högt tryck. Man kan skjuta in syret och vätet in i brännkammaren och tanda på det och få den här höga accelerationen av gaser ut genom munstycket.
Och de här höga hastigheterna av gaser, det är för att lyfta maskineriet?
Ja, det är hela principen bakom raketmotorn. Det är Newtons tredje lag att varje kraft har en lika stor motkraft. Så skjuter du ut de här gaserna i hög hastighet nedåt så blir det en motkraft som gör att raketen lyfter. Men den kraften måste ju vara tillräckligt stor för att lyfta den här stora raketen.
Ja, precis. Så vad snackar vi?
Bara huvudstegsmotorn på Ariane 5-raketen är långt ifrån tillräckligt för att få den att lyfta. Den är på 1400 kN ungefär. Det behövs mer. Därför sitter det också två stycken krutbostrar på sidan av raketen. De utvecklar tillsammans 14 000 kilonewton. Så de tillsammans med huvudstegsmotorn får raketen att lyfta.
Hur snabbt lyfter den?
Ariane 5 accelererar faktiskt relativt snabbt jämfört med många andra raketer. En del andra man tittar på upprutning hinner man ju nästan få en hjärtattack. Man tycker att det händer ingenting, den bara står där. Men till slut så tuffar den iväg uppåt.
Men just att den tuffar väldigt sakta uppåt. Eller? Hur ser den ut, kurvan liksom?
Man kan säga att de här stora krutposterna, det kan man ha som måttstock, att de brinner i...
2,5 minuter ungefär, innan de släcks och släpps ner igen. Och då har den kommit på en höjd av ungefär 70 kilometer på de 2,5 minuterna. Ja, den plockar upp fastighet ganska snabbt.
Hur snabbt kör vi då?
När den har kommit 70 kilometer, då kör den ungefär 2 kilometer i sekunden.
Och lite snabbt omräknat?
7200 kilometer i timmen. Precis,
och så släpper den iväg sina bostäder. Och då tänds något annat?
Huvudstegsmotorn. Den har faktiskt varit tänd hela vägen från start. Det är egentligen ett arv från när den här raketen skulle användas. Den var tänkt användas till bemannade födder i början. Och då var det viktigt att man ville vara helt säker på att huvudstegsmotorn skulle fungera. Så då tände man den redan på backen. Man vill inte hamna i en situation att man är 70 kilometer upp och så tänds inte huvudmotorn. Så den brinner faktiskt hela vägen från start.
Men i orn är den? Eller den hjälper till?
Den hjälper till. Den ger ungefär 10% av dragkraften. Man kommer lite högre upp så det är inte onödigt egentligen. Sen brinner den i ungefär 10 minuter. Knappt 10 minuter. Och då har man tagit sig till ungefär 200 km höjd. Då är man utanför atmosfären. Och då flyger vi 25 000 km i timmen.
Okej, så det är ganska mycket av ett steg som tidigare gav 10%. Ja. Den puttar på lite mer då. Så den brinner mer då?
Den brinner lika mycket. Men då har vi kommit så pass högt upp att gravitationskraften är lägre. Och vi accelererar ju hela tiden också. Plus att raketen blir lättare och lättare. Vi bränner ju bränslet. Nästan hela raketen är ju fylld med bränsle. Och det försvinner ju hela tiden så den blir lättare och lättare. Så det gör också att vi kommer längre bort från jordens gravitation. Och raketen blir lättare så det går fortare och fortare.
Mycket talar för raketens fördel.
Ja.
Perfekt. Och vad händer sen?
Sen, när den har brunnit klart, efter knappt tio minuter har bränslet slut. Då gör ju inte den motorn någon nytta. Alla tankar gör ingen nytta längre. Så då dumpar man dem. Och så är det bara den övre delen av raketen kvar. Och då startar istället en ny raketmotor som sitter längst ner på den övre delen. Överstegsmotorn. Och den i sin tur tar hela översteget med passagerarna som är med. Om det är satelliter eller om det är en rymdsont som ska iväg ut på äventyr. Ut till sin omloppsbana eller till den bana den ska ha för att ta sig till Mars eller Venus eller vad det nu ska. Den låga omloppsbanan så har det redan kommit upp i ganska hög hastighet. Men du måste ju fortfarande accelerera ut till den flykthastighet. Alltså den hastighet som krävs för att lämna jordens gravitation. Så det är därför Elon Musk tänker sig att han behöver tanka. När han ligger där i låga omloppsbanan så behöver han tanka upp sin... att få kunna accelerera ut och nå de här 40 000 km i timmen som krävs för att lämna jordens områdesbana.
Så man skulle kunna tänka sig att det finns is på månen, att man då kan åka upp dit och tanka?
Där har man ju problemet att månen har ingen atmosfär så du behöver ju koldioxid också för att göra din mentan. Det räcker inte bara med syre. Mars har en atmosfär, det är en fördel där. Elon Musk tänker sig ibland att använda den här atmosfären för att bromsa raketen. För du har ju en väldigt hög hastighet när du kommer in. Du kan ju inte bara sikta på ytan och dra rätt ner. Då behövs det väldigt kraftiga motorer för att bromsa in all din fart. Utan då tänker han sig att han går in i atmosfären och låter atmosfärens friktion bromsa upp raketen.
Och då behöver man också ha med sig tillräckligt med bränsle för att bromsa.
Ja, ska du kunna landa måste du ju ha en motor som kan bromsa upp. raketen att landa. Han tänker ju så att landa vertikalt precis som han har gjort här på jorden. Det är ju faktiskt därför han har utvecklat den här landningstekniken på jorden, att han just landar vertikalt. Det är ju för att han insåg att det finns ju inga landningsbanor på Mars. Ska man landa på Mars vilket är hans slutliga mål så måste man landa vertikalt. Och då måste man lära sig hur man gör det på jorden. Så det är egentligen därför han började tänka på hur kan vi landa raketer på jorden. Sen blev det ju ett väldigt bra business case av det också att återanvända raketerna.
Vad finns det för alternativ på motorer som man kan ta med sig och ha igång?
Egentligen inget som är redo för något sånt här stor farkost. Det finns ju motorer som används på satelliter idag. Det finns jonmotorer till exempel. Man har demonstrerat solsegel på en rymdsond. Men det är för betydligt mindre farkoster. Så det är väldigt liten dragkraft. På andra sidan väldigt, om vi pratar ISP då, specifik impuls. Väldigt bra ISP. Specifiken puls är bränsleekonomin om man jämför med en bil. Hur många liter drar den per mil? Det är egentligen en mått på hur pass effektiv är motorn. Hur mycket dragkraft får vi ut? Hur länge kan den här motorn köra på den här mängden bränsle? Så de här motorerna som vi jobbar med så är ju vätgas ger ett väldigt bra ISP. Så det är ett mått på effektiviteten i motorn och bränsletypen som man använder. Men det blir också problemet att om du har en motor igång så kommer det ju, det finns inget luftmotstånd, det finns inget rullmotstånd som om du hade en bil på jorden. Så den här kommer ju bara fortsätta accelerera. Även om du har en konstant dragkraft på motorn. Så risken är ju när du närmar dig Mars att du är uppe i alldeles för hög hastighet. Så du måste stoppa det här på något sätt också. Så då måste du bromsa istället. Så det är inte helt enkelt.
Nej, hur fungerar en jordmotor?
En jordmotor fungerar genom att du använder ett elektriskt fält för att accelerera jorder ut i en väldigt hög hastighet. Det är egentligen samma princip som vår rakettmotor här. Att du skickar ut gaser i väldigt hög hastighet och då skapar den dragkraft. Fast här är det joner, alltså väldigt små partiklar, som skickas ut i en extremt hög hastighet. Och det ger då en reaktionskraft som gör att parkosten rör sig framåt. Sen är det väldigt, väldigt låg dragkraft. Men du behöver inte så mycket för att få någonting att röra på sig i rymden. Även en liten, liten kraft kommer att knuffa igång dig. Sen kommer det att ta väldigt lång tid att komma upp i någon hastighet om du är väldigt tung. Som en stor parkost på väg till Mars till exempel.
Men den kan å andra sidan pusta på hela tiden? Ja,
det är väldigt effektivt.
Använder man sig av atomkraft i rymden?
Om man pratar om de här rovers som åker runt på Mars, Curiosity och Spirit Opportunity, de är atomdriva allihopa. De har deras kraftkälla, atomdrivet. Det fanns forskning på, jag tror att vi pratar 60-tal nu, där man helt enkelt hade en idé att... detonera en vätebomb bakom raketen för att knuffa raketen framåt. Nu finns det en förordning sen 60-talet som säger att man inte får detonera kärnvapen i atmosfären eller ute i rymden.
Lät då rimligt?
Ja, men jag tror att det var väldigt hett ett tag innan man insåg att det kanske inte var så jättebra idé.
Men inte vill man sitta där som astronaut i toppen av en sån?
Men lite häftigt var man ändå forskade på och trodde det var framtiden. Om vi pratar en fusionsmotor till exempel, det är ju lite av drömmen. Att fusion är när du tar två mindre atomkärnor och gör en fusion till att få göra en stor atomkärna istället. Det frigör ju otroligt mycket energi. Och skulle man kunna ha det här omvandlat till en raketmotor, skulle det ju vara en helt fantastisk energikälla. Problemet med dem är att man ändå inte lyckas göra fusion. Som ger mer energi än vad det kräver att slå ihop de här atomkärnorna. Men teoretiskt, om man kan lyckas med det, så skulle det ju vara en fantastisk helhet mot det.
Jag kan inte låta bli att se någon slags stiftelsen framtid framför mig. Där alla går omkring med varsin kärnreaktor i fickan.
Det låter ju magiskt, men också ganska läskigt.
Ja. Kanske vi inte vill se just den framtiden. Men det finns ju andra sätt att ta sig mellan solsystemen.
Ja, eller finns och finns. Det finns de som jobbar på det i alla fall.
En av dem är Avi Loeb. Han är professor på Harvard. Och en av personerna bakom projektet Breakthrough Starshot Initiative.
Starshot Initiative aims to send a probe to the nearest star system so that we can learn from up close. om det kan ha ljus där. Idén är att ställa proben så att den kommer tillbaka där inom vår generation, inom ett par decennier. Och eftersom den närmaste staren är fyra ljusår tillbaka... Det betyder att det tar ljuset fyra år att rikta gapet mellan solen och denna stjärna. Om vi vill att spetskraften kan rikta denna stjärna inom 20 år, så måste den rikta på ett tidspunkt i ljuset. Det är inte möjligt att göra så om spetskraften tar upp sin egen fjol. Konceptet är... ...att skicka en väldigt kraftfull laserbeam på en sjö som är väldigt lätt vägt, en av dem är en gram i väg, och göra att sjön accelererar till en fraktion av spetens ljus i riktningen till targeten. Det finns många tekniska utmaningar med detta koncept. Det innebär att skapa en kraftfull laserbind genom att kombinera många små laser. Det innebär att skapa en stjäl som på en hand är lättviktig, men på samma tid är den skapad av stark material som kan hålla stjälnen på. Man vill också skapa stjäl med... ...elektronik som innehåller kameror, navigations- och kommunikations- ...medlemmar. Så att när en fotograf är tagna av den target- ...planeten, så kan den informationen transmittas till världen och- ...avstå på världen. Idén är att elektroniken också väger ungefär en gram- ...similar till en stjäl. Vi har i faktorn att den typen av elektronik redan finns i cellfons. Så det är en del av teknologin som redan finns här. Och eftersom en sån cellfons är värd hundratals dollar, i princip kan vi producera mycket statliga kraft. Det blir inte väldigt tågligt. Och en per dag, till exempel. Så konceptet är att... att skicka ut relativt tajda spetskraftar som är lätt väggade och skicka många av dem. De basala parametrarna för att nå en femtals av spetskraften med en spetskraft som väger en del av en gram, en måste ta en laserbeam som är 100 gigawatt över några minuter. Det är en liknande mängd spetskraft. och dyrt som det tog för att spetskatteln lyfts av. Här, istället för att ge den energin över några minuter till spetskatteln, ger vi den ena gram av material. Det är det som gör att den ger en fraction av ljuset. Men det är ett liknande kraftbehov som det var för spetskatteln. Och sen vill vi fokusera på en sal som är en del meter i diameter, ungefär den sida av en person, ut till en distans som är fem gånger distansen till mörkret. Det är distansen över vittnet som vi tror att vi kommer att nå. Vad hoppas du att hitta där ute? Jag tror att en av de skäl jag har... Jag är väldigt intresserad av att söka för livet, vare sig det är mikrobial eller teknologisk civilisationer. Vi kommer att lära oss mycket i processen av det här sökandet. Vi kan utveckla nya teknologier som har byråprodukter som är ganska praktiska här på jorden. Vi kan skapa våra imaginer. Vi kan också uppfattas av att det finns andra civilisationer som måste... till den här teknologin och sen kan vi lära oss från dem. Min hopp är att när spetskraften lämnar solsystemet så kommer vi att hitta mycket trafik där. Vi är inte den enda civilisationen som skickar ut sådana här spetskraftar. Och vi kanske även hör en message tillbaka som säger välkomna till Interstellar Club.
Jag älskar ändå att Avi tänker sig att så fort vi bara lämnar solsystemet kommer du få vara med i någon häftig intergalaktisk klubb.
Ja, alltså jag hoppas åt att han har rätt. Och om han har rätt så kan det ju betyda att det sitter ett helt gäng teknologiska civilisationer och bara väntar på att vi ska lyckas ta steget ut till dem.
Ja, absolut. De kanske redan har full koll på oss. Tänk om de redan har varit här. Det vore ju...
Alltså nej, okej. Nu tar vi det lugnt. Vi får ta det i ett annat avsnitt. Det här börjar bli lite långt.
Ja, så gör vi. Men du, Marcus. En annan grej. Ska vi inte ha en tävling?
Jo, jag vet. Vi finns ju på internet. Det är bland annat så som du just nu lyssnar på podden. Gå in på Facebook, gilla och dela oss så är du med i utlottningen av fina våttnepriser.
Ja, precis. Och glöm inte att prenumerera på podden också. Med det säger vi tack för idag.
Ljud illa i avsnittet har vi hämtat från tidigare nämnt internet.
Ja, visst. Och Armin Pendek har skrivit musiken.
Har vi åkt till Mars än, görs på Bep...
Ja men alltså Marcus, folk fattar inte det där med rymdfunk. Ska du inte säga rundfunk istället?
Men det är ju en kul ordvits liksom.
Är det?
Okej. Har vi åkt till Marsen? Görs på Beppo av Rundfunk Media.
Hallå?
Programmet gjordes av Rundfunk Media.
Share
Embed
You may also like
85. Använder du satellitdata än?
84. Har vi visioner än? - Svensk rymdstrategi del 2, Skiftat fokus från civilt till försvar
83. Har vi åkt till asteroider än? - Små och smarta uppdrag, stryktålig teknik, och sökandet efter livets byggstenar.
82. Har vi designat framtiden än? Kvinnohälsa och rymdmedicin på vägen mot Mars