Ta del av allt innehåll på Aktuell Hållbarhet
Starta din prenumeration

Prenumerera

Lördag31.10.2020

Kontakt

Annonsera

Meny

Starta din prenumeration

Prenumerera

Sök

Klimat

Det måste bli ett slut med raketer

Publicerad: 2 Mars 2009, 10:21

Raketer som bara fungerar en gång och sen får brinna upp i atmosfären är ett otroligt slöseri. Nu kan det vara slut!


De allra flesta raketer som skickas upp används till att placera något i omloppsbana, till exempel en satellit. Därefter är själva raketen förbrukad och får störta ned i atmosfären och förbrännas. En miljard går upp i rök varenda gång.

Så kom rymdfärjan och visade att man kan återanvända raketer, även om vissa bitar fortfarande förloras. Men rymdfärjan är fantastiskt dyr att skicka iväg och säkerhetsföranstaltningarna otroliga eftersom det finns människor ombord.

För en vanlig ”dum” satellituppskjutning behövs inga människor, men miljön kräver en återanvändbar farkost som eldas med miljövänligt bränsle.

Skylon återvänder själv

Engelska Reaction Engines har en plan för att åtgärda saken med sitt Skylon Space Plane, en återanvändbar robotfarkost som drivs med väte och syre. Inte nog med att den flyger upp till omloppsbana och lastar ur sin last själv, allt som blir resultatet är vattenånga.

Avsikten är att Skylon själv ska kunna starta från en helt vanlig startbana, föra upp upp till 12 ton last i omloppsbana, återinträda och själv landa på samma startbana. En sorts Super-Buran, kan man säga.

Reaction Engines anser själva att Skylon kan vara realitet inom tio år, särskilt efter att man mottagit en miljon Euro från ESA för vidareutvecklingen så sent som den 19 februari i år.

Designad som en zeppelinare

Som synes är Skylon mest en enda stor tank för flytande väte. Syretanken (blå) är tämligen minimal. Det finns ingen plats för människor, allt lastutrymme är till för nyttolast, som satelliter. En enkel arm ska användas för att lyfta ut satelliten och släppa av den i omloppsbana.

Skylon är uppbyggd som en serie rör, ungefär som zeppelinarna var. Den lastbärande delen är en flygkropp med fackverk av en kompositplast förstärkt med kolfiber. Bränsletankarna, som är av aluminium, hängs upp i denna struktur med rep av kevlar. Det yttre skalet ska tåla höga temperaturer och är uppbyggt av ett glaskeramiskt material förstärkt med kiselkarbidfibrer.

Skylon är avsedd att återinträda i atmosfären ungefär som rymdfärjan, med den stora flata underdelen som tar upp all termisk belastning. Hela Skylon kommer sannolikt att glöda under nedfärden. Vid nedfärden stänger man till motorns inlopp med en noskon för att förbättra aerodynamiken.

Sabre-motorn

Naturligtvis hänger allt på motorn som ska driva upp rymdflygplanet i ett enda steg. Normalt hindras enstegsprincipen av att raketen måste bära med sig så mycket oxidator (flytande syre) att den skulle bli för tung för att orka upp i omloppsbana. Sabre-motorn gör därför bruk av luftens syre på vägen upp, men när atmosfären blir för tunn övergår man till att använda det medhavda syret. Mängden syre som måste transporteras upp blir därför minimalt.

Man kan anta att motorn kallas för ”sabeln” på grund av son krokiga form (Synergetic Air Breathing Rocket Engine), men den är definitivt en sabel när det kommer till drivkraft. Drivkraften ligger runt 200 ton i luftförbrännignsläge, och på cirka 300 ton i flytande syre-läge, som dock stryps ned till ungefär 200 ton för att man inte ska komma upp i över 3G.

Idén bakom Sabre är att man tar in luft genom ett luftintag, som vilken jetmotor som helst, men kyler ned den till nästan flytande form innan den förs vidare och sprutas in i en konventionell raketmotor, tillsammans med det flytande vätet. Skulle man använda bara vätet som kylmedium skulle det gå mycket mera väte än man har, så istället har man infört en heliumslinga som i princip fungerar som ett klassiskt kylsystem i ett kylskåp. Det kan låta enkelt, men luften ska faktiskt ned från ungefär 1000 °C till -140 °C på några hundradels sekunder vid Mach 5. Naturligtvis kommer det att bildas så mycket frost att alla rör sätts igen på några sekunder, men labbet verkar ha löst problemet.

Provskjutning i STERN-projektet

När luften tar slut, övergår man till att spruta in det lilla flytande syre man har med sig, och fortsätter alltså som en konventionell raket upp i omloppsbana.

Det väte och syre som finns kvar efter uppskjutningen används för att bromsa farkosten till återinträde och den mesta värmen utvecklas på mellan 60 och 90 km höjd. Tack vare många lager av värmeisolerande folier tränger inte mycket av friktionsvärmen in till bränsletankarna, men det väte som slutligen finns kvar får i detta läge avdunsta och förs ut genom särskilda utlopp och används för att blåsa bort den värme som trots allt tränger igenom. Därefter släpps vätet ut i atmosfären.

Snabbdata om Skylon

Total längd: 82 meter
Flygkroppens diameter: 6,25 meter
Vingspann: 25 meter
Fart: Mach 5

Laster
Flygkroppens massa: 41 ton
Bränslemassa: 217 ton

Lyftförmåga
Ekvatorialbana, 300 km: 12 ton
Interntionella rymdstationens bana, 408 km: 9 ton
Polär bana, 250 km: 4,8 ton

Läs mer

Läs mer om Skylon på www.reactionengines.co.uk
Läs mer om motorproverna i projekt Stern på www.projectstern.co.uk

Jörgen Städje

Dela artikeln:


Håll dig uppdaterad med vårt nyhetsbrev

Genom att skicka in mina uppgifter godkänner jag Bonnier Business Media AB:s (BBM) allmänna villkor. Jag har även tagit del av BBM:s personuppgiftspolicy.