“Godt jeg ikke er ombord,” er den første tanke, der strejfer en ved synet af billederne fra testprojektilet, der med kvalmende fart hvirvler mod himlen over New Mexico. Men for satellitter, som jo ikke skal holde en mavefuld mad indenbords, kan hvirvleriet meget vel blive fremtiden.
Det amerikanske firma SpinLaunch vil skrotte dyre, forurenende løfteraketter og i stedet slynge satellitter ud i rummet vha. en gigantisk eldreven centrifuge.
Med en roterende arm accelereres et fartøj lastet med minisatellitter op i en fart af 8000 km/t, inden det brager op gennem atmosfæren.
VIDEO: Hvirvl med mod himlen
Et kamera ombord på SpinLaunchs testprojektil filmede affyringen fra Spaceport America i New Mexico.
SpinLaunch
Affyringsrampen er allerede afprøvet, og ingeniørerne er nu klar til at opsende den første testsatellit. Testen skal afsløre, om satellitter overhovedet kan tåle mosten, og skal samtidig vise vejen for en mere klimavenlig rumfart.
Små satellitter overvåger Jorden
Antallet af små satellitter i rummet er eksploderet i de seneste år. Hvor der var knap 100 satellitopsendelser i 2018, var tallet over 1400 i 2021. Og vi har kun set begyndelsen. Frem mod 2030 vil private firmaer bl.a. opsende 100.000 internetsatellitter med en vægt på 200-300 kg, som skal sikre bredbånd overalt på Jorden.
Samtidig kommer rummet til at vrimle med tusindvis af bittesmå terningesatellitter med mål på 10 x 10 x 10 centimeter og en vægt på et par kg, som skal udføre forskellige måleopgaver i rummet.
Firmaet Planet Labs har fx allerede opsendt et par hundrede terninger, som fra et lavt kredsløb kan fotografere jordoverfladen med en opløsning på under fire meter – dvs. at hver pixel i billedet svarer til fire meter i virkeligheden.
Målet er et globalt netværk, som tager daglige nærbilleder af hele planeten. Satellitterne kan filme naturkatastrofer, mens de udfolder sig, overvåge smeltede gletsjere, kortlægge kaotisk byudvikling og opdage ulovlig skovhugst i verdens truede regnskove.
Raketcentrifugens dartpilelignende projektiler skal bl.a. lastes med terningeformede minisatellitter – de såkaldte CubeSats.
Hidtil er terningesatellitter kun blevet opsendt, når der har været overskydende plads i lastrummet ved opsendelsen af en stor satellit med en klassisk løfteraket, men det kan den såkaldte raketcentrifuge nu lave om på.
Op med grøn strøm
Raketcentrifugen fra det amerikanske firma SpinLaunch har en diameter på 33 meter, mens udgangsrøret i toppen af centrifugen rækker 50,4 meter op i luften.
Den nuværende model er kun en prototype. Ved de første ni testaffyringer har centrifugen kun kørt på en femtedel af sin fulde styrke, men den er designet til at slynge et tre meter langt projektil op gennem atmosfæren med en hastighed på 8000 km/t.
I 2025 planlægger Spinlaunch de første affyringer fra en ny, opskaleret centrifuge. Den vil få en diameter på 100 meter og skal slynge et ti meter langt projektil op i 61 kilometers højde. Her vil projektilet frigive en satellit, som tænder en raketmotor, der bringer den i kredsløb 200-400 km over jordoverfladen.
Satellitter slynges ud i rummet
1. Satellitten pakkes ind i projektilet
Det ti meter lange projektil er et hylster formet som en dartpil. Inden opsendelsen lastes det med en 200 kg tung satellit eller med otte terningesatellitter samt en raketmotor. Et skinnesystem fører projektilet ind i centrifugen.
2. Projektilet anbringes i slyngen
Projektilet anbringes i en gribeklo i den ene ende af centrifugens kulfiberarm. I den anden sikrer en modvægt balancen. Herefter bliver al luft pumpet ud af centrifugen for at undgå luftmodstand, når armen sættes i omdrejninger.
3. Roterer med 8000 km i timen
En elmotor sætter armen i rotation. Når farten er 8000 km/t, frigives både projektilet og modvægten. Modvægten smadrer ind i en jordfyldt beholder, mens projektilet farer op gennem udgangsrøret i toppen af centrifugen.
4. Motoren tænder 61 kilometer oppe
I 61 kilometers højde er projektilet oppe over atmosfæren og ude af Jordens stærke tyngdefelt. Hylsteret åbner sig op, og satellitten frigives. Raketmotoren øger nu farten til 28.200 km/t og bringer satellitten i kredsløb.
SpinLaunch vurderer, at den kæmpemæssige centrifuge kan spare tre fjerdedele af den mængde brændstof, som bruges ved en traditionel opsendelse med en løfteraket. Opsendelserne vil derfor koste blot en tiendedel af den nuværende pris.
Satellitterne skal dog være særdeles robuste, da de under turen i centrifugen vil blive udsat for en tyngdepåvirkning, som er 10.000 gange større end ved jordoverfladen. Så voldsomme kræfter kan intet menneske overleve, og den nye vej til rummet er derfor kun for satellitter.
10.000 g er kraften, som det hvirvlende projektil udsætter sin last for. Turen er derfor ikke for mennesker.
Ifølge SpinLaunch skal den store centrifuge fra 2025 dagligt kunne slynge mindst fem projektiler ud i rummet og anbringe 40 terninger eller fem lette internetsatellitter i kredsløb omkring Jorden.
Opsendelserne bliver klimavenlige, fordi drivkraften til den energikrævende tur op gennem atmosfæren er grøn strøm, som produceres med solceller på jordoverfladen.
Ligesom en elbil lader batteriet, når den bremser, udnytter centrifugen også energien fuldt ud og oplader et batteri, når den hurtigtroterende arm nedbremses efter at have slynget raketten afsted. Strømmen genbruges ved den næste opsendelse.
Konkurrence fra rumkanon
Andre firmaer har også set fidusen ved grønne opsendelser, og SpinLaunch får skarp konkurrence fra firmaet Green Launch, som med en langløbet rumkanon vil skyde terningesatellitter ud af atmosfæren. Drivmidlet er eksploderende brint og ilt, som blot udleder vanddamp og derfor er uhyre miljøvenligt.
Brintkanon løsner sit første skud
Jules Verne fik idéen til at skyde raketter ud i rummet med en langløbet kanon. Nu følger det amerikanske firma Green Launch i hans fodspor. Firmaet har affyret en rumkanon med et 16,5 meter langt løb, som sendte et projektil 30 kilometer op i atmosfæren. Drivmidlet er brint og en smule ilt, som komprimeres og skaber en tre gange kraftigere eksplosion end krudt.
Næste trin bliver at krydse grænsen til rummet i 100 kilometers højde og tage videnskabelige prøver af atmosfæren undervejs.
Endemålet er daglige affyringer af terningesatellitter med en vægt på et par kg. Når satellitten når ud i rummet, tænder en raketmotor, som anbringer den i kredsløb i 300 kilometers højde. Terningesatellitter kan blive ekstremt nyttige til bl.a. observationer af Jorden.
Rumkanonen har allerede skudt et projektil 30 kilometer op i luften, og Green Launch satser nu på at nå 100 kilometer op over jordoverfladen, hvor projektilet krydser grænsen mellem atmosfæren og rummet. Går testaffyringen som planlagt, kan vejen være banet for daglige affyringer af terningesatellitter inden for en overskuelig årrække.
Hvis raketcentrifuger og rumkanoner beviser, at de rent faktisk kan sende satellitter ud i rummet, vil de grønne teknologier revolutionere fremtidens opsendelser – og blive seriøse alternativer til de dyre og forurenende løfteraketter, der i dag er vores eneste vej ud i rummet.
