Uppskjutning

När det är dags för uppskjutning omsluts nyttolasten av en noskon som skyddar den från att slitas sönder av atmosfären under flygningen. Noskonen bidrar även till en förbättrad aerodynamik för raketen och när man har lämnat atmosfären släpper man bort den för att spara på vikt.

För de allra flesta omloppsbanor vill man skjuta upp från så nära ekvatorn som möjligt. Det är där som jordens rotationshastighet är som störst vilket ger en boost för raketens horisontella hastighet, som är nyckeln till att nå omloppsbana. USA skjuter oftast upp från  Florida, Europa från Franska Guyana i Sydamerika och Ryssland från Kazakstan. Vill man dock nå polar orbit gäller det att ha så låg hastighet på öst-väst-axeln vilket innebär att man vill skjuta upp från så nära polerna istället. Detta gör till exempel Esrange uppe i Kiruna till en optimal uppskjutningsplats.

---

Men Ryssland som skjuter upp från Kazakstan fick ett problem när de skulle bygga sitt. Temperaturen i Bajkonur kan nå -40 grader på vintern vilket gör förvaring av vatten otympligt. De har istället grävt en enorm grop, kallad flame trench, under raketen som reflekterar bort ljudvågorna från faciliteterna. 

---

När flygdatorn har konstaterat att alla system är igång och har en nominell status ger den klartecken till klämmorna som håller raketen på marken att släppa taget. I och med det har uppskjutningen börjat. Nu börjar en serie av många snabba, kritiska moment under de minuter som raketen kämpar för att nå omloppsbana. Nästan direkt efter uppskjutningens början inleder raketen sin gravity turn för att få sin horisontella hastighet samtidigt som den stiger. I vissa fall kan denna procedur föregås av en roll-manöver för att raketen ska justera sina manövreringsaxlar så de ligger i linje med dess bana.

Ett par minuter in i uppskjutningen går raketen in i en fas kallad max-q. I denna fas bryter den ljudvallen och utsätts i och med det för den största mängden dynamisk stress som den kommer uppleva genom uppskjutningen. Motorernas kraft dras ned en kort stund för att minska stressen på konstruktionen innan de gasar på igen. 

När raketen har flugit igenom de tjockare delarna av atmosfären och första steget får slut på bränsle stängs motorerna av och det första och andra steget separeras. Andra steget tänder sedan sin vakuum-optimerade motor och fortsätter ut i rymden. Inte långt efter släpps noskonen vilket blottar nyttolasten.

När andra steget når sin designerade omloppsbana släpper den iväg lasten. På moderna raketer utför det sedan en deorbit burn vilket sätter den i en bana för att brinna upp i jordens atmosfären för att inte lämna onödigt rymdskrot i omloppsbana. 

---

Inom aerospace-industrin har det alltid funnits visionärer som har velat landa raketerna efter en uppskjutning och återanvända dem istället för att låta dem krascha i havet. På 80-talet gjorde NASA ett försök att designa ett återanvändbart system med Space Shuttle-programmet som utgjordes av två boosterraketer med fastbränsle och en bevingad orbiter sammankopplade runt en extern bränsletank som drev orbiterns huvudmotorer under uppskjutningen. Vid en uppskjutning föll boostrarna tillbaka till jorden under fallskärm och orbitern gledflög till en landningsbana efter ett avslutat uppdrag. 

I min åsikt var Space shuttle-programmet mer av ett PR-stunt än en praktisk lösning på ett problem, då systemet egentligen inte var helt återanvändbart. Enbart orbitern krävde hundratals miljarder dollar i kostnader för restaurering och värmeskölden, som bestod av ett 20 000-tal unika keramikblock, var tvungen att inspekteras manuellt efter varje flygning. Men programmet fortsatte ändå fram till 2011 och spelade en stor roll inom många vetenskapliga projekt såsom uppskjutning och underhåll av Hubble-teleskopet och konstruktionen av ISS. 

När det kommer till mer konventionella raketer har ett flertal metoder använts som del av olika strategier för återanvändning. ESA undersökte vid en tidpunkt om det skulle gå att återanvända boostrarna till Ariane 5, och landade då dessa med fallskärmar. De insåg dock att mödan inte var värd kostnaden. 

Rocketlab återanvänder sin Electron-raket, även den genom att landa med fallskärm. Den ursprungliga planen var att fånga den i luften med helikopter när den gled under sin fallskärm men man insåg att detta orsakade onödiga risker och komplexitet så man fiskar istället upp den ur vattnet. 

En suicide burn är en typ av manöver som många använder inom science fiction. I Tintin serien använder man sig av det för att landa på månen till exempel och denna metod nyttjas i dagsläget huvudsakligen av SpaceX och Blue Origin.

Idén är att varför ta med sig extra fallskärmar för att landa, när raketen redan är utrustad med motorer? Allt man behöver är lite extra bränsle. För att göra den här lilla mängden bränsle så lite som möjligt försöker man göra manövern så effektiv som möjligt. 

När raketen faller ner mot sin landningsplats styrs den av aerodynamiska ytor och små raketer. Landningsplatsen kan vara en betongplatta på land, en pråm ute i havet eller, som i fallet med Starship, ett par robotarmar på ett torn. Man väntar med att tända motorerna in i det sista för att man ska använda så lite bränsle som möjligt för inbromsningen. För att en Falcon 9 ska lyckas med sin manöver behöver den tända motorerna i exakt rätt ögonblick. Annars riskerar raketen att den kraschar och exploderar om den tänder för sent, eller att den kommer till ett stopp för tidigt och fortfarande är i luften när motorn stängs av. 

För Starship kom SpaceX på en procedur som är lite i linje med Buzz Lightyears filosofi att falla med stil. Raketen befinner sig i fritt fall med “ma

gen” mot marken och styrs av sina vingar. Runt 500m över marken tänder den motorerna och vinklar in sina bakre vingar för att rotera till en upprätt position innan den landar.

---

Syftet med Starship är att göra det billigare att frakta last till rymden så att företaget kan uppnå sitt mål att bygga en stad på Mars. Därmed är hela systemet, alltså både första och andra steget, fullt återanvändbara. Hittills har ingen organisation lyckats designa en flygduglig bärraket som är fullt återanvändbar och SpaceX är på god väg att lyckas. Så hur kan framtidens rymdfart komma att se ut? 

Som jag sa tidigare finns det en mängd koncept och idéer för motorer som ännu inte realiserats på grund av regleringar eller tekniska begränsningar. Ett sådant koncept är den termonukleära raketmotorn där ett bränsle som till exempel väte passerar genom en kärnreaktor för att ta upp värmeenergi som sedan används för att generera motorns dragkraft. NASA experimenterade med denna typen av motorer i NERVA-programmet fram tills 1973 när budgetskärningar och tveksamhet kring kärnkraft gjorde så att projektet lades ned. Innan projektet lades ner fanns det planer för en permanent närvaro på månen och mänskliga landningar på Mars innan 90-talets början! Tack vare NERVA-motorernas effektivitet som skulle göra detta möjligt. 

NASA har dock planerat ett rymdbaserat test för en ny sådan motor som, om det är lyckat, skulle kunna motivera folk för en bemannad utforskning av vårt solsystem i framtiden.

Sedan 2000-talets början ser man fler och fler privata aktörer inom den snabbt växande rymdindustrin vilket är garanterat att leda till en större mänsklig närvaro utanför våran atmosfär. Mer människor kommer behövas för ett ökande antal rymduppdrag, både som markpersonal och besättning på rymdskeppen. Det finns med andra ord en växande chans att vanligt folk får åka på rymduppdrag, och det ser man redan med privat finansierade uppdrag som Inspiration 4. 

Framtiden ser alltså ljus ut för folk som oss, med intressen för teknik och naturvetenskap och vi måste fortsätta kämpa för att vi ska kunna uppfylla våra drömmar. Organisationer som Gauss och AU är ett perfekt för att få fler unga att dela våra drömmar och visioner, men vi måste också lägga ett större tryck på de som bestämmer. Sverige har för närvarande en näst intill obefintlig rymdindustri. Ja, vi har SSC, Esrange, GKN och andra men deras verksamheter är som en fis i rymden jämfört med andra länder. Just nu förlitar vi oss mycket på utländska aktörer när det kommer till rymdfart. Marcus Wandt sköts upp på en amerikansk raket och Esranges orbital launch pad kommer huvudsakligen skjuta upp amerikanska raketer. Det måste ändras och det är upp till folk som oss att engagera oss i dessa frågor och sätta tryck på makthavare.