Katt-och-råttalek i rymden

2007-11-27 23:00  

Sällan verkar väl alla parter vara så överens som när svensk rymdindustri presenterar ett nytt projekt. I veckan visades den senaste svenska satelliten Prisma upp under festliga former med vin och snittar.

Prisma är egentligen två satelliter,MainochTarget. Kanske borde de egentligen hetat Tom och Jerry, för avsikten är att de ska syssla med avancerad katt-och-råttalek i rymden. Prisma innehåller inga vetenskapliga instrument, utan hela projektet handlar bara om teknik. Det gäller att köra så det ryker.

Det handlar om att utveckla teknik för avancerad formationsflygning i omloppsbana. Huvudsatelliten Main ska automatiskt kunna upptäcka Target på stort avstånd, och sedan på egen hand lägga sig i en fast position med millimeterprecision.

Till hjälp för detta har man dels GPS-navigation, dels ett franskt instrument och dels en ny dansk stjärnkamera som optiskt ska kunna hitta en satellit på 100 kilometers avstånd.

I februari 2009 ska Prisma skickas upp med en rysk Dnjepr-raket. Om allt går som man tänkt sig.

Vad ska man då använda formationsflygandet till? Jo, tanken är att man i framtiden ska bygga rymdteleskop med mycket lång brännvidd, där speglarna sitter i en satellit och detektorn i en annan, i exakt position en bra bit därifrån.

Ett av flera sådana framtida projekt är Esas röntgenteleskop Xeus, som projekteras för uppsändning 2018. Här tänker man sig detektorn flygande 50 meter från satelliten som innehåller spegeln, men det gäller att avståndet är exakt. Det får inte avvika mer än en bråkdel av en millimeter. Prisma ska bli först med att prova ut tekniken.

Andra liknande projekt är fransk-italienska Simbol-X, Esas Darwin och Nasas TPF.

”Problemet med rymdbranschen är konservatismen mot ny teknik”, säger Hans Hellman, ingenjör som konstruerat satelliten. ”För att komma ut i rymden måste man redan ha varit där, det är som i Moment 22. Men fungerar Prisma blir vår teknik beprövad, och Esa vågar använda den.”

Prisma kommer att innehålla tre olika framdrivningssystem. Dels ett vanligt, med hydrazindrivna raketmotorer. Dels ett som drivs med det nya svenskutvecklade ”gröna” bränslet HPGP – High Performance Green Propulsion.

Finesserna med det gröna bränslet är många, åtminstone enligt tillverkaren Eurenco i Karlskoga. Det är varken giftigt eller cancerogent som hydrazinet, vilket gör att teknikerna slipper vara klädda i rymddräkter när de tankar satelliterna. Det är stabilt, och påstås kunna lagras i tjugo år innan bäst före-datumet går ut. Det gör att man kan leverera satelliterna färdigtankade till uppskjutningsplatsen, vilket sparar arbete, tid och pengar.

Det anses till och med vara så säkert att det får transporteras med vanliga trafikflygplan. Dock får man enligt de vanliga säkerhetsreglerna bara ta med 200 milliliter i handbagaget. Resten måste man checka in.

Bränslet består av en blandning av APN, metanol, ammoniak och vatten. För att det ska explodera krävs en katalysator, och vad den består av är en djupt förborgad hemlighet.

Finns det inga problem då? Tja, det skulle väl vara att bränslet är för kraftfullt. Förbränningstemperaturen är mycket hög, 1 600 °C, vilket kräver stryktåliga material. Vid test med en motor av stål tog det bara tre sekunder innan den smälte ihop. Hållbara motorer för grönt bränsle kräver dyra speciallegeringar av rhenium och iridium.

Även amerikanerna har ett liknande bränsle, fast det är militärt och jättehemligt, och används bara till missiler, torpeder och liknande.

Men det är det tredje motorsystemet som ska hålla satelliten på plats med millimeterprecision. Det är något så skenbart enkelt som mycket små munstycken som sprutar ut kvävgas från en trycktank. Här gäller det minimotorer med drivkraft som ska kunna regleras noggrant mellan 10 mN–1 mN. Kiselchips innehållande reglerventiler tillverkas av Nanospace AB i Uppsala.

”Mikromekaniska system lämpar sig för masstillverkning, och kommer snart inom civila produkter”, säger chefen, Tor-Arne Grønland.

Jaså? Kan han ge ett exempel?

”Nej, inte i dag.”

Jaha. Men vad kostar då Prisma de svenska skattebetalarna?

”228 miljoner kronor”, svarar Rymdstyrelsen.

Om jag räknat rätt motsvarar det ungefär 250 meter Hallandsåstunnnel. Eller ett Jas.

Vem är var i rymden?

Internationella rymdstationen ISS går i bana runt jorden på 340 kilometers höjd. Forskningssatelliter går vanligtvis högre, som svenska Odin på 580 kilometer. Det är också oftast där som bär­raketerna lämnar av satelliter.

Prisma-satelliten, eller snarare satelliterna, kommer att gå i polär bana på 700 kilometers höjd. Ett av Prismas navigationssystem bygger på GPS-systemet, vars 24 satelliter går i betydligt högre banor, på 20 200 kilometers höjd.

Mellan Prisma och GPS-satelliterna finns två områden med kraftig strålning, de så kallade Van Allen-bältena, där jordens magnetfält samlar upp laddade elementarpartiklar från rymden.

Det inre bältet ligger på 700–10 000 kilometers höjd, och det yttre mellan 14 500 och 19 000. Här vill man inte ha några satelliter, för den intensiva strålningen går hårt åt solpanelerna och kan få elektroniken att löpa amok. GPS-satelliterna ligger som tur är ovanför strålningsbältena.

Ännu högre ligger de geostationära kommunikationssatelliterna, deras höjd är ungefär 36 000 kilometer.

Avståndet till månen är mellan 360 000 och 400 000 km. En geostationär kommunikationssatellit ligger alltså ungefär 100 gånger längre bort än Internationella rymdstationen (och rymdskytteln). Månen ligger i sin tur 10 gånger längre bort än kommunikationssatelliterna.

Kaianders Sempler

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer