Superraketten BFR skal sprænge alle rammer
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
By signing up, you agree to our Terms & Conditions and agree that Teknologiens Mediehus and the IDA Group may occasionally contact you regarding events, analyzes, news, offers, etc. by telephone, SMS and email. Newsletters and emails from Teknologiens Mediehus may contain marketing from marketing partners.

Superraketten BFR skal sprænge alle rammer

Illustration: Space X

Space Exploration Technologies (SpaceX) er godt i gang med at give raketdyse-baghjul til alle andre rumfartsaktører. Selskabet er på vej til at opfylde sin målsætning om at nedbarbere prisen på opsendelse af gods til rummet med en faktor 10. Og de er foreløbig eneste, der har sendt den samme raket i kredsløb flere gange. Men alt det er blot forarbejde til den 117,9 meter høje Big Falcon Rocket (BFR).

Drevet af 31 Raptor-motorer med en samlet løfteevne på 5.400 ton er den SpaceX’ raison d’être. Årsagen til, at selskabet opfatter sig selv som et interplanetarisk transportselskab med Mars som første stop frem for som ‘blot’ et rumfartsselskab.

Skærer vi BFR-missionen ind til benet, er der tre overordnede tekniske udfordringer, som skal overvindes – alle på teknologiens overdrev.

Genbrug

At SpaceX har kunnet nedbarbere udgifterne skyldes introduktionen af raketgenbrug.

»Det har gjort det muligt på effektiv vis at genstarte hele udgiftsligningen for raketter,« sagde Paul Wooster, SpaceX’s ledende ingeniør for Mars-missionen ved konven­tionen for det internationale Mars-­selskab i august.

Samtlige SpaceX’ rumkapsler, raketter og totrinsraketter skal være i stand til at tage flere ture.

Artiklen fortsætter under grafikken

Illustration: MI Grafik / Lasse Gorm Jensen

Læg hertil, at BFR undervejs skal have nyt brændstof i form af ilt og methan. Brændstoftanke, der affyres fra Jorden, skal tilkobles rumfartøjet, mens det er i kredsløb om Jorden med lige over 28.000 kilo­meter i timen. Utrolig mange ting skal falde i hak.

Hjemmelavet brændstof

Kommer raketten helskindet til Mars, er brændstoffet opbrugt. SpaceX arbejder derfor på at lade astronauterne producere brændstof til hjemturen ved at konvertere vand og CO2 fra atmosfæren til methan og ilt gennem den såkaldte Sabatier-reaktion – sandsynligvis med sollys som energikilde.

Og brændstofproduktion på Mars er måske ikke så spekulativt, som det kunne lyde.

Kemikere fra Nasa og det private selskab Pioneer Astronautics høstede i 2011 med Sabatier-reaktionen CO2 fra en simuleret Mars-atmosfære. Processen ledte ved en effekt på 700 watt til en daglig produktion af cirka 1 kilo ilt og methan med en renhed på omkring 98 procent.

Niels J. Bjerrum, kemiker og professor ved Institut for Energikonvertering og -lagring på DTU, siger:

»Så vidt jeg kan se, er Sabatier-­reaktionen det, der giver mindst problemer. Det er afprøvede processer. Har man CO2, vand, elektrisk energi og procesudstyr, så skal det nok gå. Resten er mere tvivlsomt.«

Nyt kulstofmateriale

Fordi raketterne skal genbruges mange gange, skal de være mere robuste end tidligere typer. SpaceX tænker på at bygge med en modificeret form for kulstoffibre, der er omkring 5-10 mikrometer i diameter. Bundet sammen med et bindemiddel som epoxyplast er fibrene yderst stive i forhold til deres vægt.

Robuste og brugbare lag af kulstoffibre kræver, at en robot væver lange tråde af de mikroskopiske fibre ind over hinanden i en over 12 meter stor cylinder. Det er aldrig set før i den målestok, SpaceX lægger op til, og fejl som f.eks. luftbobler fra tilføringen af bindemiddel vil være fatale.

Professor i materialeteknologi på Aalborg Universitet Jesper de Claville Christiansen kan dog godt se de vægtmæssige fordele ved at bygge BFR og dens tanke i kulstoffibre.

Men da man ikke kan tolerere fejl og samtidig har meget komplekse belastninger, så balancerer SpaceX ifølge ham potentielt på kanten af katastrofe – en balancekunst, som kan få støtte gennem smart design:

»Man kan anvende materialer, som er tolerante over for smårevner, og som kan repareres, man kan anvende selvhelende matrixmaterialer, eller man kan opdele en stor cylinder i flere små kamre, så én fejl ikke er katastrofal,« siger han.

Emner : Raketter
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

De fleste kender det retoriske spørgsmål: "Hvad er højst ?".

Når artiklen, som eksempel, nævner NASA's sy år gamle forsøg med "Sabatier-reaktionen CO2 fra en simuleret Mars-atmosfære. Processen ledte ved en effekt på 700 watt til en daglig produktion af cirka 1 kilo ilt og methan med en renhed på omkring 98 procent." - så havde det været relevant OGSÅ at komme med en behovsudtalelse om raketter:
- kvæver det 100, 1.000, 10.000 tons for at drive en retur-rejse til Jorden ?

Uden den viden er 700 W og 1 kg/dag irrelevante oplysninger.
(Selvfølgelig ville oplysning om solpanelets størrelse (m^2) være relevant. Hvem har som paratviden intensiteten af solstråling på Mars (som funktion af breddegrad, årstid).

Læs iøvrigt: https://en.wikipedia.org/wiki/Sabatier_rea...
citat:
Looking at molecular masses, we have produced 16 grams of methane and 64 grams of oxygen using 4 grams of hydrogen (which would have to be imported from Earth, unless Martian water was electrolysed), for a mass gain of 20:1; and the methane and oxygen are in the right stochiometric ratio to be burned in a rocket engine. This kind of in-situ resource utilization would result in massive weight and cost savings to any proposed manned Mars or sample-return missions.
OG:
Overall unit conversion rate expected from the optimized system is one tonne of propellant per 17 MWh energy input.

  • 0
  • 0