Dansk ingeniørfamilie vil sætte en rover på Månen

At sætte et køretøj på Månen lyder som et projekt, der hører sig Nasa eller ESA til, men nu har en dansk ingeniørfamilie sat sig for at gøre det med en lille kørende cubesat.

De to brødre, Tor Mortensen og Palle Haastrup, samt deres svoger, Søren Rasmussen, har de seneste fem år arbejdet på det navigations- og landingssystem samt den rover, som skal indfange nogle af de millioner, Google har udlovet i Lunar X Prize-konkurrencen. Kriterierne er at lande en rover på Månen, få den til at køre 500 meter og sende billeder ned af overfladen og roveren selv.

Fysisk er familien spredt for alle vinde. Tor Mortensen bor på Fyn, Palle Haastrup i Italien og Søren Rasmussen i Schweiz. Så da Palle Haastrup hørte om månekonkurrencen, tænkte han, at den var oplagt til at holde familien samlet. Og så var holdet Euroluna skabt.

»Jeg syntes, det var oplagt med noget ingeniøragtigt til at holde sammen på familien, men tænkte dog, hvordan hulen vi skulle få råd til det. Men det er heldigvis ikke min hovedpine,« griner Tor Mortensen, som har ladet broren få den opgave.

Foruden en støtteforening primært bestående af venner og gamle skolekammerater er løsningen blevet i første omgang at satse på en forhåndspræmie. Løbet er desværre kørt for at byde ind på en af millionpræmierne for veludbygget dokumentation, men ifølge Tor Mortensen er der andre uofficielle pengepræmier at sætte næsen op efter.

Modificerede hyldevarer

For at begrænse kompleksitet og pris satser Euroluna primært på mindre hyldevarer, som de modificerer. Derfor er holdet endt med et setup, der består af tre små cubes fra Gomspace i Aalborg, som bliver sat sammen til en cubesat.

Den ene minisatellit rummer fartøjets raketmotor, thrusteren, mens en anden indeholder on­boardcomputer og radio. Den tredje vil blive udstyret med kamera og fungere som roveren, der efter landing bliver sendt ud for at tage billeder.

Som svagstrømsingeniør tager Tor Mortensen sig af softwaren, det vil sige navigation og landing, mens de to andre på holdet, der begge er kemiingeniører, står for hardwaren.

»Så jeg sidder med matematikken. Den er ikke så indviklet, men der er alligevel meget at tage højde for, når man skal planlægge ruten. Men jeg har læst en del bøger om det og kørt simulationer tusindvis af gange sammen med min bror,« siger han.

I begyndelsen af april har Euroluna købt sig ind på en testopsendelse fra Kasakhstan, hvor to cubes uden rover bliver sendt op i 600-800 kilometers højde og skubbet ud i kredsløb om Jorden. Hermed vil holdet teste, at der er kontakt til radioen, og at selve affyringen kommer til at gå godt.

Når raketten har nået en passende højde, skubber en lille fjeder satellitterne ud og tænder for det elektriske kredsløb og dermed onboardcomputeren. Herefter er det blot at vente på, at signalerne når Jorden.

Signalerne bliver samlet op af store radioteleskoper, blandt andet ved DTU i Ballerup, men der kan nemt være op mod et sekunds forsinkelse, så satellitten skal være så selvkørende som muligt, når den endelige model lander på Månen næste år.

»Nu tester vi først, at systemerne virker, og så bygger vi en mere i efteråret, som vi sender til Månen,« siger Tor Mortensen, som netop har været i Italien for at mødes med bror og svoger og for bl.a. at teste attitude-controlleren, der sikrer, at satellitten vil pege den rigtige vej under turen.

Test i kælderen

Det er ikke en nem sag, når man ikke har store testlaboratorier som hos Esa og Nasa, så bevægelsestests foregår ofte ved at hænge satellitterne op i en snor i kælderen.

»Vi kan jo ikke komme til at teste i tre dimensioner, men det fungerer,« siger han.

På trods af afstandene ses holdets medlemmer hver 14. dag og taler næsten dagligt sammen over Skype. Og der er heller ingen tid at spilde, for ionrakettens thrust ligger på blot 1 millinewton, så det kommer til at tage måneder, før satellitten har nået den endelige destination.

Alene opbremsningen kan tage over en måned, og derfor håber holdet på at få satellitten i rummet inden udgangen af 2014.

Bliver det ikke til den store præmie for at komme først, går holdet efter en præmie for at overleve en månenat, for de små satellitter er hårdføre og kommer formentlig ikke til at indeholde følsomme batterier eller anden elektronik, der ikke kan klare plus/minus 100 grader.

»Faktisk tror jeg, at vi med vores test i april vil være det første hold i konkurrencen, der overhovedet får noget ud i rummet. Flere af de andre har planer om at sende et halvt ton grej af sted, så der er ikke så mange skud i bøssen, før det bliver dyrt. Vores vejer 3,5 kg, så vi har råd til en test,« siger Tor Mortensen.

»Men det er snart, så vi skal rubbe neglene,« understreger han.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Det ser ret elegant ud, at lade de to dele svinge rundt, så den del der skal lande står stille i forhold til måneoverfladen. Jeg har dog lidt tvivl med hensyn til bjerge og dale på Månen. Overfladen kan vel godt variere en kilometer eller mere, altså i samme størrelsesorden som snoren.

  • 1
  • 2

regner man lidt sagerne, er der nogen skumle ting.

Månens masse er ca. M = 7.35e22 kg Månens radius er ca. r = 1737e3 m Gravitationskonstanten G er ca. 6.67e−11 m^3/(kg·s^2) I et kredsløb lige over månens overflade er hastigheden så sqrt(G·M/r) = 1680 m/s.

I separations-øjeblikket vil Orbiter-delens hastighed være sqrt(2) gange undvigelseshastigheden. Så Orbiter-delen ser man ikke igen medmindre den efterfølgende nedbremses. Men måske Orbiter-delen har udspillet sin rolle når separationen er sket ?

Det kræver også en indsats at få systemet til at rotere, som foreslået. Rotationsenergien har samme størrelse som bevægelsesenergien for det ikke-roterende system i samme bane. Hvor den energi skal komme fra, fremgår ikke. Måske rotationen kunne igangsættes som en del af nedbremsningen mod Månen, hvis det blev styret meget snedigt, men det er ikke sådan, det er forklaret.

Endelig er der spændingen i snoren mellem de to roterende dele. Hvis hver del vejer 3,5 kg / 2 = 1,75 kg vil centripetalkraften være m·v^2/r = 1,75 ·1680^2 / 1000 N = 4,9 kN. Altså en snor, med hvilken man på Jorden kan løfte et halvt ton. Den skal så være 2 km lang og må ikke selv veje noget ?

Et fantasifuldt forslag, men det halter noget.

  • 1
  • 0

Jeg er ikke helt uenig i kommentarerne, bl. a. har vi problemer med at finde en tether, der kan holde...

Beregninger, forudsætninger m.m. findes i 3 dokumenter på ialt 150 sider, så det har ikke været muligt at få alle detaljer med.

Sagen er blevet forklaret til en journalist over en telefon og nogle af de finere punkter, og et par argumenter er måske faldet af i svinget:

Vi regner med at nedbremse ved at starte og slukke thrusteren synkront med at den bevæger sig bagud, således at der både kommer en bremsevirkning og en vinkelacceleration. Nedbremsningen kan derfor ske over ca. 1 måned.

Orbiteren skal ikke bruges efter adskillelsen.

Orbiteren vejer meget mere end landeren, så Søren Laursens beregning af snorespændingen er ikke korrekt. Vægten af snoren er inkluderet i den samlede vægt. Sørens Laursens formel for separationshastigheden gælder ikke, når orbiters og landers masser er uens. I praksis har vi ikke interesseret os meget for, om orbiteren rent faktisk forbliver indfanget af Månen eller ej.

Med hensyn til Svend Ferdinansens kommentar: Det er ganske rigtigt, at der er meget bakket på Månen, og derfor skal landingen ske, når baneplanet skærer en højslette. Baneplanet står fast, medens Månen roterer en gang om måneden. Vi vælger nok at lande på den slette, som Apollofartøjerne står på. Samtidigt skal baneellipsen afstemmes således at det lave toppunkt er over overfladen i landingsøjeblikket. Det giver nogle udfordringer under nedbremsningen, idet der er nogle bjerge på bagsiden, som vi ikke gerne skal ramme.Udfordringerne synes dog ikke uløselige.

  • 0
  • 0

Sagen er blevet forklaret til en journalist over en telefon og nogle af de finere punkter, og et par argumenter er måske faldet af i svinget:

Tak. Når nu artiklens oplysninger er forkerte, hvad er så de korrekte data? For at danne sig et retvisende indtryk af Jeres forslag, kræves kun få tal: - Snorens længde - Snorens masse - Roverens masse - Orbiterens masse ved separarationen - Ion motorens thrust i Newton og evt. - Orbiterens startmasse - Orbiterens massetab per tidsenhed

  • 0
  • 0

Hvis du sender mig din e-mail adresse, så kan jeg fremsende en kopi af vores Mission Definition med samtlige data (ca. 60 sider). Det kan alle andre i øvrigt også.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten