Att ta sig till den internationella rymdstationen (ISS) är inte så lätt. Den är inte så långt bort men den rör på sig - snabbt! ISS kretsar nämligen runt jorden i en hastighet av nära 28 000 kilometer i timmen. Det innebär 16 varv runt jorden om dygnet på en genomsnittlig höjd av 420 kilometer ovanför markytan.
För att föra astronauter till och från rymdstationen använder man raketer och specialdesignade kapslar. Från USA reser man ombord på kapseln Crew Dragon ovanpå bärraketen Falcon 9 från SpaceX, och från Ryssland med hjälp av det ryska Sojuz systemet bestående av kapsel och bärraket.
Efter att NASA:s rymdfärjeprogram lades ned 2011 var Sojuz det primära transportmedlet för alla astronauter och kosmonauter. Crew Dragon började flyga människor år 2020, och även Boeings Starliner förbereder sig för att för första gången skicka iväg människor.
Ofta återvänder astronauter till jorden ombord på samma rymdfarkost som tog dem till ISS. Varje astronaut har nämligen en anpassad start- och inträdesdräkt eller ett sätesfodral, som inte är utbytbar mellan olika modeller av rymdfarkoster. En besättningsmedlem kan ta sig till ISS i en Sojuz-kapsel och återvända i en annan Sojuz-kapsel, men för att de ska kunna återvända till jorden i en Crew Dragon-kapsel krävs en annan dräkt som är specialanpassad och tillverkad på jorden.
En kort resa som tar lång tid
Att ta sig ut i rymden, traditionellt brukar man säga att gränsen är 100 kilometer ovanför marknivå, behöver man endast runt 2 till 3 minuter beroende på vilken raket man åker med. Och att ta sig till samma höjd som ISS, cirka 400 kilometer, tar drygt 8 minuter.
Trots det tar resan betydligt längre för de astronauter som ska besöka rymdstationen. Då kan resan ta allt från fyra timmar till tre dagar beroende på rymdfarkost och uppdragets parametrar. Hur kommer sig det egentligen?
ISS ligger relativt nära jorden men den rör sig snabbt. Stationen väger runt 420 000 kilo och kretsar kring jorden i nästan 28 000 kilometer i timmen, vilket gör den svår att fånga.
Det tar timmar, ibland till och med dagar, att nå fram för att docka med ISS, och ingen resa är den andra helt lik. För en resa med en Sojuz-raket börjar inflygningen när kapseln når rymden. Då bränner astronauterna kapselns raketer parallellt mot jorden för att träda in i omloppsbana.
Från denna första position måste de sedan ta sig närmare ISS. Det kan då låta frestande att rikta farkosten bort från jorden och lägga gasen i botten, men det skulle snart ta astronauterna ut i yttre rymden och långt utom räckhåll för rymdstationen. Istället bränner de raketerna två gånger; en gång för att flytta farkosten längre ut i rymden och en gång för att föra in farkosten i en andra, cirkulär omloppsbana.
Eftersom varje farkost och motorsystem är unikt är det svårt för astronauterna att förutsäga exakt hur den andra omloppsbanan ligger i förhållande till ISS. De behöver därför korrigera banan till dess att de avslutar ett varv runt jorden var 86:e minut, 4 minuter snabbare än ISS.
Den exakta hastigheten är viktig för att farkosten ska komma ikapp rymdstationen. Det sista steget därifrån är nämligen att skifta omloppsbanan ytterligare en gång just som kapseln passerat ISS. Vid det tillfället vänder astronauterna farkosten i riktning mot rymdstationen, bränner raketerna en sista gång för att bromsa in och låter stationen fånga dem.
Efter det återstår det bara att ställa upp de två farkosterna mot varandra och integrera dockningssystemet.
Att kunna räkna ut detta är det som brukar kallas "rocket science".
