Rymden – Från vår planet til universums djupaste hörn
Jätteraketer
Det nya bränslesystemet som kommer att ta oss till Mars – och vidare.
Det svåraste med att utforska den yttre rymden är att ta sig dit till att börja med. Människan har rest i rymden i över 50 år nu, men våra metoder för att frigöra oss från jordens gravitation har knappt ändrats alls och det fundamentala problemet är fortfarande det största. När folk för länge sedan började drömma om regelbundna rymdresor eller rymdhissar som placerade last i omloppsbana insåg man snart att det fanns vissa hinder – inte minst mängden drivkraft som krävs för att transportera last upp i omloppsbana, och kostnaden som kommer med raketer som sällan går att använda mer än en gång. Lösningen var, som så ofta, ganska enkel: gör raketerna större. Mycket större.
Jätteraketer används främst för att föra med sig last som exempelvis satelliter i omloppsbana runt jorden. Olika raketer kan ta sig olika högt och det är svårare ju större nyttolasten är. Men när det gäller mindre last går det bra att placera den i geosynkron bana 32 000 kilometer över jordytan – eller ännu högre.
Ett av de stora problemen med raketdriven flygning är den höga kostnaden för att bara föra upp ett kilo i omloppsbana. De flesta raketer som avfyras idag är inte återanvändningsbara. Det innebär att startraketerna som separeras från raketen när den stiger mot kosmos lämnas att brinna upp i astmosfären. Ibland bärgas de från havet där de har plumsat ner, men de är sällan konstruerade för att användas fler gånger.
Ett företag som har föresatt sig att tackla det här problemet är Spacex, en
Usa-baserad tillverkare som under många år har utvecklat sina egna raketer. Den första, Falcon 9, har redan flugit många gånger och nästa version blir Falcon Heavy – en jätteraket som är försedd med tre stycken Merlin-motorer från Falcon 9 som kan föra upp omkring 50 000 kilo massa i omloppsbana. Det ultimata målet är att göra den helt återanvändningsbar. Företagets plan är att använda raketer anslutna till varje steg för att utföra kontrollerade marklandningar och återställa varje del av raketen. Det har aldrig gjorts förut – av goda skäl. Att konstruera en raket som står pall för återinträdet i atmosfären är enormt svårt.
Andra innovationer inom fältet jätteraketer har fokuserats mer på nya bränslen och avancerad teknik som förbättrar existerande metoder. Ett exempel på det är NASA:S nya motor J-2X. Den ursprungliga J-2-motorn användes på månraketen Saturn V, men den nya modellen J-2X använder avancerade funktioner för att utnyttja kraften från den gamla arbetshästen och förvandla den till ett modernt underverk.
Det enda sättet för människan att komma förbi låg omloppsbana (där ISS befinner sig) är att använda en jätteraket. NASA:S långsiktiga plan är att använda sitt nya Space Launch System för att föra astronauter först till månen, sedan till en asteroid och slutligen på 2030-talet till Mars. Spacex siktar på att utmana NASA:S utforskning av yttre rymden genom att lansera sin egen version av Falcon Heavy under de kommande åren. Projektet går under namnet Red Dragon och går ut på att den snart färdiga Falcon Heavy ska landsätta
en specialdesignad Dragon-kapsel (Spacex:s farkost för transport av människor) till Mars på 2020-talet. Det beror på vilka som färdigställer sin jätteraket först, men det är fullt möjligt att den första människan som sätter sin fot på Mars reser dit med ett privat företag, vilket skulle vara en hyfsad prestation minst sagt.
Jätteraketer har en rad andra fördelar jämfört med sina småsyskon, inte minst deras storlek. Om det inte vore för NASA:S Space Transportation System-raket som används till att föra upp rymdfärjan i bana, skulle ISS vara långt ifrån färdig. Det var tack vare raketens höga prestanda som NASA lyckades transportera upp mer än 90 procent av stationens beståndsdelar.
Jätteraketer har precis som normalstora raketer ett antal steg som tar farkosten upp i bana. Det första steget gör att raketen lyfter från marken. Det består vanligen av ett flertal ihopmonterade startraketer. Delta IV Heavy använder till exempel tre av de startraketer som återfinns på den mindre Delta III.
Utvecklingen av rymdfarkoster gör att rymdutforskningens framtid ser lovande ut. Större och kraftigare raketer kommer att göra det möjligt för oss att besöka avlägsna världar. Ett bemannat uppdrag till Mars ser allt mer genomförbart ut i takt med att raketerna utvecklas.