FOIs raketbränsle tar fart

Efter mer än tio års forskning har FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut, blivit experter på ammoniumdinitramid. ADN är ett salt som kan bli framtidens ersättare som drivmedel till olika sorters raketer, både civila och militära.

Nu ingår FOI i en studie under europeiska rymdstyrelsen ESA, där alternativ till dagens giftiga bränslen för styrraketer ska tas fram. GRASP, Green Advanced Space Propulsion, har medlemmar från näringslivet, akademin och olika forskningsinstitut. FOI kommer först och främst att lyfta fram sin favorit – ADN.

- Intresset för ADN är mycket stort, över hela världen. Eftersom vi får minskande finansiering av Försvarsmakten är det viktigt att kunna få externt stöd, säger Niklas Wingborg vid FOI i Grindsjön.

Inom GRASP ersätts FOI till 75 procent för utvecklingskostnaderna.

I dagens satelliter drivs styrraketerna av hydrazin, ett exceptionellt giftigt bränsle. Även om raketerna avfyras först i rymden har de påverkan på miljön, främst för personalen som arbetar med kemikalien.

- Utvärdering av motorer kräver tester på marken. Dessutom fördyrar hydrazinet hanteringen vid uppskjutningar, eftersom det krävs så rigorösa säkerhetsrutiner. Över huvud taget finns många otäcka kemikalier i raketbranschen, säger Niklas Wingborg.

Tankning av satelliter kräver skyddsutrustning och är riskfylld. Dessutom kan inte tekniker jobba med satteliten efteråt, det anses som alltför farligt.

- ADN-bränslet vi har nu vid FOI har 50 procent bättre prestanda, och är dessutom smidigt att hantera. Det finns inte många andra alternativ, men syftet med GRASP är ändå att ha ett vitt perspektiv och sålla alla kandidater.

Ett av de alternativ som ändå förs fram är väteperoxid, som använts som drivmedel i olika sammanhang ända sedan Wernher von Braun och raketutvecklingen under andra världskriget. Det är miljövänligt, men instabilt och farligt att hantera. Svenska torpeder använder väteperoxid i dag.

- Det ger vissa problem att exportera torpeder, många länder säger blankt nej på grund av väteperoxiden. Därför är vi intresserade av att använda ADN även där, säger Niklas Wingborg.

FOIs nya kontrakt med NASA gäller så kallade booster-raketer, som sitter monterade både på amerikanska rymdskyttelns uppskjutningsplattform och Ariadne-raketen. De drivs i dag med ammoniumperklorat som fast bränsle, vilket leder till enorma utsläpp av saltsyra – 600 ton per uppskjutning för rymdskytteln, och 300 ton för Ariadne-raketen. I USA har ammoniumperklorat, som kan orsaka struma, hittats i grundvattnet.

Med ADN i fast form skulle utsläppsproblemen bli mindre, vilket är anledningen till att NASA sökt sig till FOI i Grindsjön.

- Men det är inte någon färdig lösning, jag skulle gissa att det tar ett par tiotals år att få fram ett nytt bränsle, säger Niklas Wingborg.

ADN är ett lättlösligt salt. Som flytande bränsle kan det till exempel blandas med vatten och etanol. Som fast bränsle kan det bakas ihop med aluminium och plast.

Kemikalien har sitt ursprung i sovjetisk vapenforskning på 1960-talet. Ryktesvis används drivmedlet även i dagens interkontinentala missiler. Senare patenterades molekylen i USA. FOI lyckades utveckla en industriell metod att tillverka ADN billigare än tidigare, en metod som institutet nu har patent på. Mindre volymer för laboratorier och utveckling produceras av Eurenco Bofors i Karlskoga. Företaget ECAPS, ägt av Rymdbolaget, försöker marknadsföra en motor och tidigare version av bränslet på den amerikanska marknaden.

- Huvudsyftet med vårt arbete är ändå att göra fasta drivämnen, ADN-krut, säger Niklas Wingborg.

Det skulle bli ett intressant alternativ för raketvapen av olika slag. I dag används nitrocellulosa, som vapenindustrin befarar kommer att bli förbjudet på grund av blyhaltiga tillsatser. ADN är mer miljövänligt, och producerar dessutom inte någon rök som kan avslöja skytten eller störa laserstyrning av raketer.

- Vi har nära diskussioner med vapenindustrin, men det är betydligt mer komplicerat att tillverka fast krut än flytande raketbränsle. Vi är på god väg, men det finns saker kvar att lösa, säger Niklas Wingborg.