Lars Tørnes Hansen
Abonnent
SMARAGD-SAPPHIRE
Det lyder som en rigtig god raketkombination.
Et ordentlig spark opad af SMARAGD, og så tager SAPPHIRE over.
Debriefing SMARAGD
Kære læsere,
Siden kl. 13:05 i går har vi i CS stille og roligt debriefet efter opsendelsen af vores 2-trins hybridraket.
Lift-off, Foto Jesper Jev Olsen / CS
Jeg har oplevet skydefeltet ES D 139 tre gange nu. Det er et særligt sted - en stor blå boble med ufatteligt meget plads, når man er vant til danske forhold. Himlens knaldblå farve går over i havets blå så umærkeligt, at der næsten ingen kiming ses. Men ser ingen andre farver end utallige nuancer af lyseblå kun afbrudt af mennskeskabte ting. Solen brænder og blænder, og ikke en vind rører sig. Dette er ES D 139 i skydehumør.
Blå, som set gennem Thomas Pedersens linse.
Dette er så kamppladsen. Stedet hvor vi prøver at overvinde tyngdekraften. Vi kan lige så godt vænne os til, at sådan ser det bare ud i Danmarks svar på Black Rock Desert, og kan man ikke lide det, kan man ikke ret meget med raketter i Danmark. Derfor skal vi være gode til at operere i det miljø.
Det der virker, og det der ikke virker.
Når man debriefer er det vigtigt at bemærke både det, der fungerer, og det, der ikke fungerer. Det, der ikke fungerer, er mest interessant, selv om det kan gøre lidt ondt at svælge i. Men det skal man, for det er dér det lærerige findes. Lad os dog først lige se på alt det gode.
SMARAGD-raketten blev til, fordi vi gennem udviklingen af LES-motoren til Von Bengtsons nye kapsel fik adgang til nogle rigtigt gode motorer. Gårsdagens flyvning bekræftede den følelse 110 %, idet vi oplevede 2 raketburns, som forløb nøjagtigt som planlagt. Efter mange tests og mange menneskers samarbejde råder CS i dag over hybridraketter, der kort sagt bare fungerer.
De leverer trykkraft, når vi beder om det, og vi har udviklet en model, så vi kan designe dem til ret nøjagtigt den trykkraft og brændtid vi ønsker. Et eksempel er SMARAGDs 2. trin, som blev designet til 12 sek brændtid og kørte i 12,3 sek i prøvestanden. N20-hybriderne har også en høj ISP - omkring 215 - 220 sek, hvilket er meget fint for amatørmotorer. Når man således både kan regne på en raket, reproducere dens egenskaber og skræddersy den til forskellige opgaver, er man færdig med at udvikle. Hvis der er nogen, der synes, det ikke er en ingeniøragtig metodik har de måske ret; - men det gør ikke så meget, hvad nogen synes.
Mere er der ikke rigtigt at sige om det. Ud over at N20-hybriderne ikke er velegnet til den store raket, fordi N20 er for let, for dyrt og kræver for tunge tanke. Men det er der råd for.
Gårsdagens forløb giver dette facit:
Vi har fløjet med en pålidelig og gennemtestet N20-hybridraket, som brænder stabilt og reproducerbart.
Vi har separeret 1. trin af en N20-hybrid i luften.
Vi har startet et N20-hybrid-2.-trin i luften under negativ G-påvirkning.
Vi har fløjet med supersonisk hastighed - over 450 m/sek.
Vi er desværre ikke lykkedes med at bygge en payload, der kan holde til at flyve så hurtigt med så høje G-kræfter i så lav højde. SMARAGD gik beregningsmæssigt supersonisk efter bare 1,9 sek.
Vi har desværre heller ikke, trods dette, set en rigtig god bane, for selv om det så meget bedre ud end HEAT-1X, fik vi stadig et gradvist sving ud af det. Banen konvergerer igen mod stadig lavere vinkel.
Vi har også haft betydelige vanskeligheder med vores telemetri. At det blev løst på stedet vidner om, at vi trods alt ikke vil give op, så længe der er bare en snært af håb.
Vi er lykkedes med missionsplanlægning og afvikling af opsendelse med deltagelse af to større skibe, tre mindre fartøjer og et luftfartøj.
Foto: Thomas Pedersen / CS
Samarbejdet med Marine Hjemmeværnet og redningsstationen i Nexø har været gnidningsfrit. Alle parter har arbejdet godt sammen og løst problemer, og der er på alle måder lyst og vilje til at fortsætte dette.
SMARAGDs payload sendte både video og data både til land og til mission control, og det viste sig muligt at holde den kørende langt ud over, hvad den var designet til: De tre udsættelser efter, den var armeret, var slet ikke planlagt; men alligevel lykkedes det at få den genopladet, afkølet og samlet igen.
Foto Thomas Pedersen / CS
Flemming Rasmussen måtte igen og igen åbne payloaden. Det er meget besværligt, for den er fuldkommen vand- og tryktæt, og pakningerne er meget stramme.
CS' trackingfolk og fotografer gjorde igen en brilliant indsats og fik billeder, som gør det meget enkelt at afdække, hvad der skete under flyvningen.
Alt dette er fint nok; faktisk rigtigt godt. Nu vil jeg kikke lidt på det interessante - nemlig det, der ikke virkede.
SMARAGDs payload brækkede af ved T+3 sek; nær burnout af 1. trin. Løfteraketten vidste ikke noget om dette, så den fortsatte, som den var designet til, og ved T+12,5 sek tændte den 2. trin, som leverede det 2-sekunders burn, som det var optanket til at gøre. Efter som payloaden på dette tidspunkt var stået af, ved vi ikke, hvor højt 2. trin kom; men vi ved positivt, at det separerede og fyrede, som det skulle.
Tabet af payloaden blev nøjagtigt dokumentereret af Jesper Jev Olsens tracking foto.
Se dette fine galleri:
http://ing.dk/artikel/130884-se-naesekeglen-paa-raket-blive-flaaet-af-ved-overlydsfart#0
Payloaden bestod af næsekeglen med al elektronik, et recovery-modul og et anti-rotationssystem. Bruddet skete dér, hvor næsekeglen møder recoverymodulet. Her er strukturen samlet og holdt sammen med en pasning og en o-ring; - og her er den bygget til at skille ad ved udløsning af faldskærmen. Der var altså ingen dele, der gik i stykker eller bukkede under for de 800 Newton kraftige luftmodstand. Samlingen mellem næsekeglen og recoverymodulet åbnede bare for tidligt pga. de påvirkninger, som delene var udsat for. Det var rigtigt ærgerligt, for var det ikke sket, kunne vi have haft en ret tæt på perfekt flyvning.
SMARAGDs flyvning giver ingen anledning til at vælge andre materialer til næsekegler. Derimod havde designet haft godt af en mere solid samling; måske baseret på de nye sprængbolte, vi bruger på TDS. De var desværre ikke udviklet, da SMARAGD blev designet.
Næsekeglen forblev intakt ved hændelsen og payloaden fortsatte faktisk med at transmittere data efter break-off.
Tre timer i det blå helvede og 75 sekunders eufori.
SMARAGDs opsendelse så umiddelbart ud til at ske gnidningsfrit. Tænding pr. telemetri blev testet og virkede, som det skulle, og besætningen evakurerede Sputnik. Netop som sidste mand fra borde, Pad Leader Foldager, skulle fjerne vores sikring mod uønsket start, fik vi en melding om et skib i området.
Det udsatte opsendelsen en halv time og krævede, at vi måtte stoppe alt og genstarte og oplade payloaden og Sputniks mange kameraer.
Nyt forsøg. Nu fik vi fejl på telemetrien mellem Mission Control og Sputnik. Fejlen ggjorde, at den kode, der skulle udløse startsignalet, ikke kom igennem. Systemet er bygget op med så meget sikkerhed, at det har en endog meget kraftig tendens til IKKE at affyre raketten. Et nyt forsøg gav samme resultat, og turene op og ned tager hårdt på alle.
ATCC Malmø skal adviseres og give et vindue i luftrummet. SOK skal adviseres. Payloaden skal åbnes og slukkes for ladning og afkøling, besætningen skal frem og tilbage og MHV 903 Hjortø skal samtidig hele tiden overvåge farvandet og have kontakt til skibe i området. Det er meget vanskeligt og meget krævende for alle. Ved hvert forsøg skal vi tage stilling til, om det er sikkert at vende tilbage.
Efter andet forsøg fik vi en pause på en time, som vi brugte til at debugge vores telemetriproblem. Det viste sig, at mængden af telemetri frem og tilbage fra Sputnik genererer så meget interferrens, at affyringskoderne ikke når frem, - og så nægter systemet naturligvis at affyre noget som helst.
Hvis man derimod vil slukke for en raket går det nemmere, for her sikrer vi os ikke mod utilsigtet slukning i samme grad, og sker det i luften, er vi fri af det værste elektroniske stormvejr nede på Sputnik.
Man kan ikke regne analytisk på HF, i alle fald ikke i praksis, så den eneste måde at løse de her problemer på er ved at teste alt grej i et HF miljø, som svarer til det, vi har ude i den blå ørken. Det skaber man ikke nemt andre steder.
Problemerne med HF-interferens var så voldsomme, at det spoffede Hjortøs radar. Det har Hjortø løsninger på; men det siger noget om problemets størrelse. Ved siden af at stå for al telemetri har Thomas altså også et uofficielt kontor for elektronisk krigsførelse mod os selv - som vi gerne vil have nedlagt.
I går betød de mangeartede problemer, at CSerne blev øvet seriøst i den særlige disciplin, det er at holde hovedet koldt og forblive funktionsdygtig og problemløsende under meget stort pres. Skibe og fly til mange millioner kroner og mange penge i sekundet venter, mens man i timer forsøger at løse nogle problemer. Problemer, som man bare ikke havde chancen for at se, før alt fandtes samlet og interfererende i den blå boble ude på havet.
At sætte sig ud over alt dette og arbejde stille og roligt kræver sin CSer. Men vi skal kunne. Kun det vi lykkes med batter.
Man vil senere se CS adressere dette problem meget seriøst. Det er så svært at have kobberledninger op til rumskibe.
Sidst er der banen.
Kan man blive uretfærdigt behandlet af naturlovene? Tja, med SMARAGD havde vi gjort alt, hvad der kan gøres for at holde en passivt stabil raket på kursen. Vi ser alligevel en bane, som er mere krum, end vi havde ønsket (ved en affyring 10 grader fra lodret). SMARAGD fløj lige så fint, som andre passivt stabile raketter, men ikke bedre. Måske fordi vi af forsigtighed kørte med en meget stor stabilitetsfaktor på 2,0. Måske fordi det bare er en egenskab den slags raketter har. Efter tabet af næsekeglen fløj raketten stadig stabilt, om end det vel ikke påvirker stabiliteten positivt med en stump front.
Flemming Rasmussen sagde bagefter til mig, at han virkeligt ønskede, at dette var vor sidste, passive raket, - og det bliver sikkert også enden på det. Vi skal bruge bedre baner, end vi kan få på den måde, og vi skal kunne styre også dér, hvor ingen atmosfære gives.
Så næste raket fra CS vil bære navnet SAPPHIRE og være en sammensmeltning af forsøget med aktiv styring og den planlagte SMARAGD 2. Det synes vi godt vi kan gøre nu, vi har verificeret at vores 2. trin kunne separere og tænde i luften. Vi skal alligevel bygge en ny payload, og gruppen omkring SMARAGD er bomstærk og vil kunne gøre det.
LES-forsøget er meget afhængigt af telemetri. Jeg ved at von B og hans rumskibsmænd har en del debugging, de skal gøre, og vi må se, hvordan de reagerer på SMARAGDs erfaringer.
For mig er følelsen dagen derpå en blanding af glæde over at vores motorer virker og gør, som de skal, koblet til en erkendelse af, hvor lidt raketmotorer udgør af rumfart. Motorerne var en gang lige så drilske, som telemetrien var det i går, og det blev knækket gennem forsøg, forsøg og flere forsøg. Der er store ressourcer til rådighed for det, for raketmotorer er spektakulære, smukke og spændende og kan afprøves på Jorden under sikre forhold. Derfor er vi kommet ganske langt med dette. Hvis det arbejde fortsættes, er jeg ganske tryg ved, at vi nok skal ende med en god løsning til CS' store raket. Det bliver tilmed sjovt at lave det. Men en stor raket er bare ikke noget værd uden telemetri og guidance. To områder som vi skal satse hårdt på nu.
Sidst men ikke mindst...
CSS lykkedes med deres ambitøse forehavende om at transmittere fra opsendelsen. CSS er måske ikke, som CS, en teknisk betonet forening; men de fik stablet et system på benene, som efter alt, jeg har hørt, fungerede ganske fornuftigt. Så vi er ikke så forskellige. Jeg synes, det var meget flot gennemført.
Vel i havn måtte jeg konstatere, at CSerne meget hurtigt fik ryddet alt op, og i dag er det sidste kommet på lager eller pakket til hjemtransport.
Vi har en logistikmand i CS, Morten Bulskov, som får udrettet det utrolige. Man kan til hver en tid spørge ham, hvor alting er, og få svar, og man kan regne med, at det, der skal bruges, på mirakuløs vis er tilstede. Ved hans virke, havde vi en tur, hvor vi ikke én gang manglede et stykke værktøj.
Vi kommer snart tilbage til Spaceport Nexoe og den blå boble, som måske så vil vise sig fra en anden og mere bister side.
Det var hårdt, smukt, forfærdeligt, skønt, spændende, skræmmende og lærerigt som bare fanden at skyde denne første ædelsten. Så snart mine ben kan bære mig i HAB, vil jeg hive SAPPHIRE frem og tage fat i at gøre den klar. Flemming Nyboe er i samme modus. Sammen med SMARAGD-teamet skal der nok komme noget meget fornuftigt ud af det.
Peter Madsen
Peter
Madsen
er kunstingeniør og i færd med at bygge en rumraket sammen med en gruppe frivillige i organisationen Copenhagen Suborbitals. Bloggen her beskriver hvordan man bygger en bemandet rumraket.
Kommentarer (77)