Fagstoff

Oppskyting av satellitter

Publisert: 06.10.2010, Oppdatert: 03.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
ARIANE 5

Raketter brukes til forskjellige formål innen romvirksomhet. På Andøya brukes raketter til utforskning av atmosfæren og ionosfæren. I dette kapittelet skal vi begrense oss til bæreraketter som brukes for å plassere satellitter i jordbane, og til rakettmotorer som brukes for å justere baneparametre og for å kontrollere pekeretningen for slike satellitter. Dagens teknologi er basert på bruk av flertrinnsraketter. Når vi ser bort fra den amerikanske romferga, er bærerakettene for engangsbruk, selv om det i visse tilfeller er mulig å gjenvinne deler av det første rakettrinnet.

Fakta om Ariane 5 (kilde CNES)

  • 1 minutt etter lift-off beveger 500 tonn seg raskere enn en geværkule.
  • 2 minutter etter lift-off er hastigheten 7200 km/time.
  • Motoreffekten ved lift-off er 17 GW, tilsvarende 100 altakraftverk.
  • Pumpene for flytende hydrogen har en kapasitet tilsvarende 20 badekar per sekund.
  • Over en avstand på 40 cm varierer temperaturen fra -250° til 3000°.
  • 1 kg flytende hydrogen har et volum på 14 dm3.
  • Tankvolumet tilsvarer et 25 meters svømme-basseng.

 

Kart over Kourou. Illustrasjon.Kourou i fransk Guyana er oppskytingssted for de europeiske bærerakettene.
Opphavsmann: ESA
 
rakettavskytning på hav.foto.Sea Launch
Opphavsmann: Sea Launch
 

Funksjonen for en slik bærerakett er å plassere en satellitt i en bestemt posisjon i rommet og med en bestemt hastighet i en bestemt retning. Raketter til slike formål er store og kostbare, og den lasten som kan avleveres i bane, er typisk 1 % av den totale massen som står på utskytingsrampen. Denne operasjonen er både risikofylt og kostbar, og den koster typisk 100 kroner per gram. Norsk industri er involvert i produksjon av store bæreraketter, Ariane 5, og deltok i oppbyggingen av et selskap som driver oppsending av satellitter fra en flytende plattform, Sea Launch.

Hva kreves for å plassere en satellitt i bane?

Fra banemekanikk vet vi at minste hastighet for å kunne fly i en bane rundt jorda er 7,9 km/s. Minstekravet til en bærerakett er å plassere nyttelasten i en tilstrekkelig stor høyde til at den unngår friksjon i atmosfæren, typisk 200 km. Da vil hastigheten i denne høyden være 7,8 km/s.

Hvis satellitten skal plasseres i en annen bane, for eksempel i en overføringsbane til geostasjonær, må hastigheten i 200 km høyde være høyere, 10,24 km/s. Da vil avstanden fra jordsentrum til perigeum bli 42 164 km, som er radien i den geostasjonære bane.

Hvis hastigheten i 200 km høyde er så stor som 11 km/s, den 2. kosmiske hastighet, vil banen bli elliptisk med uendelig lang halvakse. Det tilsvarer en bane i en parabel, som er en åpen kurve, og den kommer ikke tilbake.

Utskytingssteder

For plassering av en satellitt i geostasjonær bane er det gunstig med oppskyting fra et punkt nær ekvator. USA har sitt viktigste utskytingssted på Cape Canaveral, som ligger på 23 grader nord. Det betyr at en satellitt som skytes opp derfra, vil gå inn i en bane med en inklinasjon som senere må fjernes, og det koster drivstoff.

Sovjetunionen hadde sin hovedbase i Baikonour, Khasakstan, som ligger enda lenger mot nord, 45 grader, og det gir en enda større, uønsket inklinasjon.

Europa benytter Kourou i Fransk Guyana, som ligger på bare 5 grader nord. Stedet er også velegnet fordi det har utskyting mot øst over sjø, Atlanterhavet. Ved oppskyting må rakettene overvåkes kontinuerlig. Dette er gjort mulig ved å etablere stasjoner i Natal, Brasil, på Asorene og i Libreville, Gabon i Afrika. Ved oppskyting av en stor rakett vil det falle ned forskjellige deler, som utbrente rakettrinn, og det kan skje funksjoneringsfeil som krever at raketten sprenges. Det er derfor viktig å kunne skyte over et område med liten risiko for skade.

Fra Kourou er det også mulig å skyte over sjøen mot nord ved plassering av satellitter i polbaner. Ved en slik oppskyting er det mulig at enkelte rakettrinn vil falle ned så langt unna som i området ved Nordpolen.

Et interessant system for oppskyting av satellitter er Sea Launch, hvor raketten skytes fra en tidligere oljeplattform, bygget av Kværner, som plasseres i Stillehavet, nær ekvator.

Kina driver også kommersiell oppskyting av satellitter med sine Long March-raketter, og de har fire forskjellige oppskytingssteder.