'Katapultsæde' til dansk rumkapsel skydes op til 1,2 kilometer om få dage

Raketbyggerne i Copenhagen Suborbitals arbejder på højtryk hen mod næste opsendelse 10. august, hvor en ekstra lang brændstoftank skal sende deres rumkapsel højt nok op til at teste faldskærme. En ny næsekegle i stål er også på vej.

Om kun otte dage vil Copenhagen Suborbitals (CS) udføre sommerens mest spektakulære test i luftrummet over Østersøen, hvis vejrudsigten holder stik.

Om missionen, der gennemføres mellem 10. og 12. august er den vigtigste for de danske raketbyggere, kan diskuteres. Men rent visuelt vil missionen uden tvivl være den mest interessante, da den store rumkapsel Tycho Deep Space bliver løftet op af en - efter amatørforhold - meget stor raketmotor, der sender flammer i fire retninger ned over kapslen. Trykkraften fra hovedmotoren er på otte ton, og raketten er tænkt som en slags redningsraket, der kan fjerne rumkapslen fra toppen af en lang større raket, hvis den store raket eksempelvis bryder i brand - altså som et katapultsæde i et jagerfly.

Når Tycho Deep Space, også kaldet Beautiful Betty , når sit højdepunkt ved 1,2 kilometer, bliver hovedmotoren skudt til side af raket med en trykkraft svarende til de såkaldte HATV-raketter, som CS har testet flere gange i deres værksted på Amager. Efter separationen folder tre faldskærme sig ud, så kapslen kan lande på havet.

Indtil videre ser vejrudsigten fin ud, men der må ikke være bølgehøjder på over en halv meter, og regnvejr kan også aflyse missionen. Overskyet vejr kan raketbyggerne dog leve med, fortæller Peter Madsen, der står i spidsen for motorudviklingen i CS.

Højere tank gør kapsel mere stabil

Allerede efter testen af Big LES-motoren 30. januar besluttede raketbyggerne at øge længden på den brændstoftank, der føder hovedmotoren med lattergas.

»Efter hver affyring skal hybridraketternes brændkammer skæres i stykker, for at nyt gummi kan støbes i. Da Big LES blev skåret op, kunne vi se, at vi havde meget gummi i overskud. Vi valgte derfor at øge lattergastankens volumen med 20 procent ved at forlænge den. Det giver større flyvehøjde eller større hastighed. Alt i alt større sikkerhedsmargin,« siger Peter Madsen.

Udregninger viser, at Tycho Deep Space nu kan nå helt op til 1,2 kilometer.

»Så højt når kapslen nok ikke op. Men vi kommer formentlig i nærheden af en kilometer og får en god hastighed til at kunne trække faldskærmene ud,« siger Peter Madsen.

Forlængede i tanken, fordi I var bange for, at kapslen ikke kom højt nok op?

»Nej, men vi øger sikkerhedsmargenen. En højere tank giver mulighed for at komme højere op i luften og øger stabiliteten af kapslen, da vi flytter tyngdepunktet med op,« siger Peter Madsen.

Faldskærme pakkes og tanks testes

For få dage siden pakkede rumskibsbygger Kristian von Bengtson og Mads Stenfatt de 45 kg faldskærme ned i toppen af kapslen med stor møje og besvær. Faldskærmene var ankommet fra faldskærmsbygger Søren Gregersen i tre pakker og al luft måtte suges ud af dem, før de kunne tvinges ned i kapslens rum ved hjælp af slag og tryk med træplader, skriver Kristian von Bengtson på sin blog på Wired.

Al elektronik til kapsel og raket gennemgår også test for tiden, og inden weekenden er omme, skal der udføres tryktest af LES-motorens to tanke. De to tanke føder henholdsvis hovedmotoren og separationsmotoren, men har en fælles væg i tanken. Væggen deformerede, da raketbyggerne tryktestede den kort før raket og rumskib skulle have været sendt af sted til Nexø sidste gang. Det betød, at opsendelsen af rumkapslen blev udskudt og i stedet blev raketten Smaragd opsendt.

Aktivt styret raket kan være klar om halvanden måned

Efter opsendelsen af rumkapslen venter sommerens sidste opsendelse, der bliver den såkaldte Sapphire-raket, der bliver udstyret med aktiv styring og en næsekegle af stål.

Der bliver ikke tale om en totrins-raket, i stedet overføres ideen fra Smaragd-raketten med en næsekegle med kameraer til Sapphire.
Ifølge Peter Madsen bliver næsekeglen udelukkende lavet i stål, fordi det er nemmest. Næsekeglen i glasfiber viste sig nemlig at klare turen i overlydshastighed, og raketbyggerne har videooptagelser hele vejen, til næsekeglen rammer vandet, hvor gps og andet elektronik også fungerer fint.

Årsagen til, at næsekeglen løsrev sig fra rakettens andet trin var, at samlingen, hvor faldskærmen skulle ud, åbnede sig for tidligt. Den roterende mekaniske holdt faktisk, men da Sapphire er en aktivt styret raket vil den - i teorien - ikke roterere, og derfor kan man droppe den roterende næsekegle.

Det bliver især Flemming Rasmussen, der udformer mekanikken i næsekeglen, mens Peter Madsen drejer selve skallen. Og i Flemming Nyboes software-værksted er det endelige computerprogram også godt på vej.

Det er vurderingen fra Peter Madsen, at Sapphire kan være klar om halvanden måned, hvis alt går vel.

»Men det tal kan måske ganges med pi eller kvadratroden af 2 eller IC4-faktoren. Husk på, at det jo er et softwareprojekt, så vi må bare krydse fingre. Det bliver nok ikke værre end Amanda eller kørecomputeren i IC4. Halvanden måned er nok et meget godt bud, men efterhånden som vi nærmer os efteråret bliver det sværere at få vejret med os på Østersøen,« siger Peter Madsen

Kommentarer (17)

Når Tycho Deep Space, også kaldet Betty Blue...

Hun hedder nu "Beautiful Betty".

"... bliver hovedmotoren skudt til side af en mindre raket med en trykkraft på 800 kilonewton..."

Det er nok lige i overkanten, LES motoren i sig selv yder omkring 80 kN og er CS's kraftigste motor til dato.

  • 0
  • 0

Ja 800 kN er nok lige i overkanten. Det har ikke været muligt at fange Peter Madsen her til morgen for at få præciseret den nøjagtige trykkraft, men jeg har fået oplyst, at rakettens trykkraft svarer til de HATV-raketter, som CS har testet flere gange.

Mvh Thomas Djursing, ing.dk

  • 0
  • 0

Jeg synes du laver en fin dækning af CS. Godt med en lidt ekstern vinkel på tingene i forhold til CS's egen (eminente) dækning af deres aktiviteter.

Pyt med at der smutter et teknisk fakta ind imellem. Det bliver jo rettet når det bliver pointeret. Måske du kan lave en aftale med en eller to CS'ere, ud over Peter til lige at køre (tal-)fakta igennem...

  • 0
  • 0

har en trykkraft på 8 kN, det er det samme som den kraft tyndekraften her på jorden virker på 800 kg med. Det er også samme kraft en HATV raket virker med. Den virker dog kun i 1.2 sek.

Ing.dk har væsentlig bedre styr på teknikken i CS end nogen andre medier, og har brugt meget tid på at få det. Dermed er "Ingeniøren", tættere på at være "Ingeniøren" i denne historie.

Sjovt nok er Ekstrabladet det eneste andet medie der plejer at have styr på deres fakta om CS.

Peter Madsen

  • 0
  • 0

paint - lurer mere over "James Bond suitcase for arming devices and tools" :)

  • 0
  • 0

I artiklen står der at Smaragd-1 næsekeglen klarede supersonisk flyvning, men Kristian von Bengtson har på sin blog redegjort for at næsekeglen/payload faldt af efter ca. 1.5 sek:

http://www.wired.com/wiredscience/2012/07/...

På dette tidspunkt kan Smaragd ikke have fløjet supersonisk (K.v.B. skriver at hastigheden var ca. Mach 1).

Så vi ved strengt taget ikke om næsekeglen ville have klaret supersonisk flyvning.

Held og lykke med pad abort testen! Jeg er sikker på det bliver spektakulært som sædvanligt.

  • 0
  • 0

Så vi ved strengt taget ikke om næsekeglen ville have klaret supersonisk flyvning.

Det er jeg enig i, men vi er tættere på supersonisk end Kristians blog giver anledning til at tro. Om vi er over eller under kan vi så ikke rigtig sige, mit bedste estimat er at vi er over. Her er den lidt længere forklaring.

I Kristians blog har han en billedserie med tidsstempler. Første billede har Kristian sat til T+0.0s. Det trænede øje ser dog straks at raketten allerede er ca. 15 meter oppe og dermed er hans tidsangivelse ikke helt god. En mere korrekt tidsstempling (min tidsstepmling forstås) ses her: https://picasaweb.google.com/1146573655145...Gv1sRgCNHB8uWWi4ehEA#

Det ses at toppen ryger af umiddelbart før T+1.80 s. Hvis du har set "Flight event" skemaet i denne blog: http://www.wired.com/wiredscience/2012/07/...

vil du se at den anslåede tid for at nå Mach 1 var 1.88 s, vi er altså ret tæt på! Men hvordan kan jeg så påstå er vi nok er over Mach 1? Det hænger på lattergases damptryk og temperaturen på henholdsvis statisk test-dag og opsendelsesdag! Motoren blev testet statisk 26/11-11, altså en kølig novemberdag, data viser at lattergastanken havde et tryk på 38 bar ved den temperatur (svarer til 8 grader). I fredags havde vi nok 25 grader på vandet, lattergases damptryk er 56 bar ved den temperatur. Det giver en voldsom forskel i motorens tryk ved starten og det giver også en bedre effektivitet (Isp) at køre ved et højere tryk. De beregnede banedata i bloggen var beregnet ud fra testdata, men som du ser var tankens tryk væsentlig højere ved flyvningen. Derfor tror jeg at vi har nået Mach 1 førend T+1.80, men jeg har ikke målinger til at bekræfte det :-(

  • 0
  • 0

Men hov Thomas... Jeg har netop taget højde for det du siger.. Derfor står der netop ikke t+0 på billede 1 hvis du kigger efter, da jeg kan se at raketten ER lettet. Derfor står der kun tidskoden som kom med kamera, som må betragtes som sand. T-tiderne på de efterfølgende billeder er i reference til billederne og ikke når raketten letter.
:)
Vonb

  • 0
  • 0

Men hov Thomas... Jeg har netop taget højde for det du siger.. Derfor står der netop ikke t+0 på billede 1 hvis du kigger efter, da jeg kan se at raketten ER lettet. Derfor står der kun tidskoden som kom med kamera, som må betragtes som sand. T-tiderne på de efterfølgende billeder er i reference til billederne og ikke når raketten letter.
:)
Vonb

Jeg tror du har ganske ret med de ca. 1.5 sek fra launch til næsekeglen falder af. Hvis man ser på videoen:

http://www.youtube.com/watch?feature=playe...RAT3zNEjh18

Der går ca. 0.56 sek fra første tegn på tændning af ignitor (røg) til motoren går "rigtigt" i gang (ses på flammen). Lad os antage at dette er launch tidspunktet (t=0). Herefter er den fri af rampen lidt før t=0.24 sek og i ca. 15m højde ved omtrent t=0.32 sek. Dette tidspunkt svarer omtrentligt til nulpunktet for tidsstemplerne i dine billeder.

Da tidsstemplet siger 1.24 sek når næsekeglen falder af, kan det omregnes til t = 0.32+1.24 = 1.56 sekunder efter launch.

  • 0
  • 0

Da chockbølger begynder før mach 1 og slipper objektet efter, kaldes dette område normalt for transsonisk, hvilket så kunne være en nem måde at slippe uden om denne diskussion?

  • 0
  • 0