Illustrerad Vetenskap (Sweden)
Miniraketer kör om giganterna
Just nu skickas mängder av miniraketer upp i rymden. Till skillnad från vanliga raketer går de att bygga på rekordtid och de når gasskikt som jättarna bara dundrar förbi.
De är en bråkdel så långa och tunga som rymdfartens giganter. Därför föredrar forskarna dessa miniraketer när det är dags att utforska luftlager som de klumpiga jättarna rusar förbi. De små superhjältarna far nu fram på himlen i större antal än någonsin.
Bara tio meter långa och 2 000 kilo tunga – de så kallade miniraketerna är bara en bråkdel så långa och tunga som världens största raket, Falcon Heavy. De dyker också upp på himlen i rekordantal just nu.
De små raketerna kan utforska luftlager som deras större släktingar rusar förbi och är samtidigt både billiga och snabba att tillverka. Till skillnad från större raketer, som kan ta årtionden att utveckla, kan miniraketer med ett enskilt, specialiserat instrument färdigställas på några månader. De små farkosterna är därför perfekt lämpade när en uppgift behöver lösas snabbt. Forskarna utnyttjar dem också flitigt och antalet miniraketer har exploderat på senare år. 2015 var 20 små raketer under utveckling runt om i världen. 2019 var siffran 100 – fem gånger fler bara fyra år senare.
Miniraketerna har redan kartlagt allt från norrsken till hål i ozonlagret. Den amerikanska rymdfartsorganisationen Nasa utökar nu fältet när de 2021 under namnet SISTINE skickar upp en miniraket för att peka ett teleskop mot stjärnsystemet Alfa Centauri, vårt grannsystem. Farkosten ska söka efter falska tecken på liv och därmed fylla ett stort hål i den befintliga kunskapen.
Raketer har minilaboratorier
Miniraketer är inte någon ny uppfinning. Den grundläggande tekniken utvecklades för 75 år sedan i efterdyningarna av andra världskriget. USA konfiskerade cirka 100 av de så kallade V2-raketerna i Nazityskland. Raketernas motorer förbrände en blandning av etanol, vatten och flytande syre, vilket gjorde att de kunde accelerera i 65 sekunder och nå en höjd på 80 kilometer. V2-raketerna var ursprungligen utrustade med bomber i nosen, men de amerikanska ingenjörerna bytte ut bomberna mot mätutrustning. På så sätt kunde forskare använda raketerna för att närstudera atmosfären. Det gjorde de bland annat för att se hur norrskenet uppstår till följd av den storm av elektriskt laddade partiklar som solen löpande skickar mot jorden – den så kallade solvinden.
I dag flyger miniraketer, liksom V2:orna gjorde, fortfarande i en så kallad ballistisk bana upp i atmosfären och ned igen – som ett upp och nedvänt U. Men sedan V2-eran har miniraketerna vidareutvecklats till slanka, exakta forskningsinstrument som lyfter med hjälp av en exakt uppmätt mängd fast bränsle i motorerna. Raketerna
skickas vanligtvis upp i cirka 12 800 kilometer per timme – mindre än hälften av den hastighet som krävs för att nå omloppsbana runt jorden. Hastigheten är anpassad för att raketerna ska kunna täcka området mellan 48 och 145 kilometers höjd, vilket är för högt för väderballonger, men för lågt för satelliter i omloppsbana runt jorden.
På vägen upp roterar raketerna runt sin egen axel för att inte vingla ur kurs. På 100 kilometers höjd korsar raketen gränsen till rymden – den så kallade Karmanlinjen – och släpper kablar med vikter i ändarna, vilket bromsar dess rotation, på samma sätt som när en konståkare sträcker ut armarna för att bromsa en piruett.
När raketen når toppen av sin bana aktiveras mätutrustningen. Raketerna är fullastade med instrument, som teleskop med diametrar på cirka 20–35 centimeter. Med de skräddarsydda instrumenten kan forskarna titta närmare på solen – eller på stjärnor som inte stora teleskop i omloppsbana ser. Med hjälp av gasdysor
Gasdysor vänder raketen
Nära toppen av raketens bana tänds det så kallade ACS (Attitude control system) och små dysor skjuter ut kall gas åt sidan. Därmed vänder raketen sin botten uppåt.
Raketen landar med fallskärm
I några minuter samlar teleskopet in data på toppen av raketens bana. Sedan får gravitationen ta över och raketen dalar ned med en fallskärm som utlöses från raketens nos.