eRomfart 2024-001, Norsk Astronautisk Forening, 09.01.2024
Bildene tilhører en nyhetsnotis sendt på epost til medlemmer av Norsk Astronautisk Forening. Dersom du ikke er medlem, men ønsker å motta disse epostene og nyte godt av våre øvrige tilbud, kan du melde deg inn via vårt elektroniske innmeldingsskjema.
Første Vulcan-oppskyting
Av Øyvind Guldbrandsen
Etter flere års forsinkelser ble den første oppskytingen av en bærerakett av typen Vulcan Centaur foretatt fra Cape Canaveral mandag 8. januar 2024. Flere av USAs største aerospaceselskaper står bak utviklingen og byggingen av denne kraftige raketten.
Det går gjerne flere år mellom hver gang en ny type bærerakett i denne størrelsesklassen debuterer. Oppskytingen var derfor en viktig begivenhet både for amerikansk romindustri, og også for det amerikanske forsvaret, som planlegger å bruke Vulcan Centaur til å skyte opp mange av sine største, tyngste og mest kostbare satellitter i årene som kommer.
MÅNESONDEN PEREGRINE
Mens oppskytingen blir beskrevet som meget vellykket, har ferden gått alt annet enn problemfritt for nyttelasten, den ubemannede månesonden Peregrine (vandrefalk). Det var meningen at Peregrine skulle foreta den første amerikanske myklandingen på Månen siden Apollo 17 i 1972, noe som skulle skje den 26. februar. Men etter oppskytingen ble Peregrine rammet av flere problemer og Astrobotic, selskapet som har bygget og kontrollerer sonden, uttalte noen timer senere at det er usannsynlig at noen landing vil kunne gjennomføres.
Det er foreløpig litt sparsomt med detaljert informasjon om hva som har gått galt. Men det later til at problemer med fremdriftsystemet, kanskje forårsaket av løs isolasjon, først gjorde det vanskelig å rette solcellepanelene mot solen, slik at sonden kom i fare for å få batteriene tømt.
Noen timer senere meldte Astrobotic at strømproblemet var løst, men at alt for mye av drivstoffet var brukt. Dette skulle bringe Peregrine ut av den avlange jordbanden den ble sendt inn i av bæreraketten og inn i bane rundt Månen, og senere til en trygg landing. Det sier seg selv at det ikke blir noen god månelanding uten drivstoff.
Flere institusjoner, deriblant NASA, har instrumenter og utstyr på sonden, som også bringer med seg asken fra flere avdøde celebriteter. Det siste for øvrig til heftige protester fra etterkommere av Navaho-indianere i USA, som anser månen som hellig og finner det opprørende at den skulle gjøres om til en gravplass for menneskelige levninger. Det kan virke som deres bønner enn så lenge har blitt hørt og tatt til følge, om enn ikke av vanlige dødelige.
NASA har betalt Astrobotic 108 millioner dollar for å få brakt instrumentene sine til Månen med Peregrine, som om den hadde lyktes ville blitt den første kommersielle sonden til å myklande der. NASA har på tilsvarende sett sponset nærmere et titalls andre aktører som også skal sende små romfartøy til Månen innen de nærmeste par årene, alle med NASA-instrumenter om bord. Selv om NASA vet at risikoen per ferd er ganske høy, beregner de at kostnadene i et lenger perspektiv blir lavere enn om NASA på tradisjonelt vis selv skulle stått for byggingen av månesondene. Stimulering av relativt små teknologiselskaper til å finne innovative og kostnadseffektive løsninger er også et motiv. Det er imidlertid kommet kritikk av NASA om at de har vært litt vel gniene med sponsingen, som har tvunget selskapene til å ta uheldige snarveier vi nå ser resultatet av med Peregrine.
VULCAN CENTAUR
Det er ULA (United Space Alliance), det felles oppskytingsselskapet til aerospacegigantene Lockheed Martin og Boeing, som står bak utviklingen og byggingen av Vulcan Centaur. Det er meningen at Vulcan Centaur skal erstatte bærerakettene Delta IV (til Lockheed Martin) og Atlas V (Boeing). Foreløpig gjenstår det å skyte opp 17 Atlas V-raketter og bare én Delta IV-rakett, sistnevnte av typen Delta IV Heavy, en meget kraftig, men også veldig kostbar bærerakett.
Førstetrinnet i Altas V benytter rakettmotoren RD-180, som produseres av det russiske selskapet Energomasj og er en avlegger etter det sovjetiske Energija-programmet. Motorens ytelse og tekniske standard holder meget høy klasse, men amerikanske politikere har hele tiden vært ukomfortable med at mange av USAs viktigste nyttelaster, inkludert en rekke militære, har vært avhengige av russiske rakettmotorer for å komme seg opp i rommet. Etter at Russland annekterte Krim-halvøya i 2014 forsøkte amerikanerne å straffe Russland ved å pålegge seg selv begrensninger på hvor mange og hvor mye lenger man kunne anskaffe RD-180-motorer fra Russland. Det hjalp lite på amerikanernes velvilje at den tidligere sjefen i Roscosmos, Dmitry Rogozin, på sedvanlig vis bablet i vei om å forby USA å skyte opp militære nyttelaster med russiske rakettmotorer. Det vil derfor bli en effektiv stopp i all videre produksjon av Atlas-raketter når det nåværende inventaret av russiske RD-180-motorer i USA er brukt opp.
Man vurderte for noen år tilbake å la det amerikanske selskapet Pratt & Whitney produsere RD-180 på lisens i USA, eventuelt la konkurrenten Aerojet utvikle en amerikansk erstatning, AR1, til bruk i Atlas V. I stedet gikk ULA for en helt ny rakett, som altså ble Vulcan Centaur, hvor førstetrinnet benytter to rakettmotorer av typen BE-4, utviklet og produsert av Blue Origin, selskapet til Amazon-gründer Jeff Bezos. BE-4 forbrenner flytende metan og flytende oksygen, til forskjell fra Atlas, som forbrenner RP-1 (høyt raffinert parafin) og flytende oksygen i 1.trinnet. Men så tok utviklingen av BE-4 vesentlig lenger tid enn forventet og ble hovedårsaken til forsinkelsene med Vulcan Centaur
Blue Origin har hatt en egen bærerakett under utvikling i flere år, New Glenn. Også den godt forsinket, men den forventes å debutere i løpet av 2024. New Glenn er enda større og kraftigere enn Vulcan Centaur, og vil benytte hele syv BE-4 motorer i 1.trinnet, men ingen påspente faststoffmotorer. Vulcan Centaur vil lages i flere versjoner, med 0, 2, 4 eller 6 påspente GEM 63XL-faststoffmotorer. Versjonen som ble benyttet til denne første oppskytingen, kalt Cert-1 (Certification Mission-1), hadde to. Faststoffmotorene produseres av selskapet Northrop Grumman, som også vil produsere de langt større faststoffmotorene til NASAs gigantbærerakett SLS Block 2 (Space Launch System) når beholdningen av tiloversblitte segmenter fra romfergen er brukt opp på Block 1 og 1B-versjonene. Sistnevnte faststoffsegmenter ble laget av Thiokol, som senere ble kjøpt opp, via diverse omveier, av Northrop Grumman.
Vulcan Centaur har også to forskjellige nyttelastdeksler å velge blant, kort (S) eller lang (L). På denne ferden ble den korte benyttet. Den aktuelle Vulcan Centaur-versjonen hadde dermed typebetegnelsen VC2S, av Vulcan Centaur 2 [faststoffmotorer] Short. Raketten hadde en høyde på 61,6 m.
De forskjellige Vulcan Centaur-versjonene (0-6 faststoffmotorer) vil ha en nyttelastkapasiteter på 10,8-27,2 tonn til lav jordbane og 3,5-14,5 tonn til geostasjonær overføringsbane.
Siden metan har lavere tetthet (egenvekt) enn RP-1 er diameteren økt fra 3,8 m på Atlas V til 5,4 m på Vulcan Centaur. Samtidig har ULA utviklet en ny, kraftigere versjon av Centaur som 2. trinn, kalt Centaur V. Centaur har nå har samme diameter som Vulcans 1.trinn. Helt siden 1962 har Centaur vært benyttet i mange ulike varianter som øvre trinn på flere forskjellige raketter i Titan- og Atlas-familiene, inkludert Atlas V. Da som nå bruker Centaur den effektive drivstoffkombinasjonen flytende hydrogen og flytende oksygen, utstyrt med varianter av rakettmotoren RL-10. Fra nå vil man for øvrig igjen benytte to RL-10-motorer på Centaur-trinnet, etter at man av økonomiske grunner bare benyttet én på de aller fleste Atlas V-oppskytingene.
En Centaur-versjon utviklet for bruk av romfergene ble av sikkerhetsmessige årsaker aldri benyttet av den, men i stedet flyttet over til Titan IV.
Vulcan Centaur ble dermed den første amerikanske bæreraketten som har sendt en nyttelast opp i kretsløp og hvor i hvert fall i deler av raketten benytter flytende metan som drivstoff. Flytende metan benyttes også i både 1.- og 2.trinnet til SpaceX' gigantbærerakett Starship, som foretok to testferder i 2023, men hvor ingen gikk inn i kretsløp. I 2023 ble det også foretatt to vellykkede oppskytinger av den kinesiske, middels kraftige bæreraketten Zhuque-2. Den benytter flytende metan og oksygen i begge trinnene, og fikk dermed æren av å bli den første med denne drivstoffkombinasjonen til å sende nyttelaster opp i kretsløp.
Til forskjell fra SpaceX' Falcon 9, Falcon Heavy og den kommende Starship, samt Blue Origins New Glenn, er Vulcan Centaur ikke gjenbrukbar, verken helt eller delvis. Det sier nok noe om den konservative mentaliteten i ULA. Raketten kommer derfor til å bli ganske dyr sammenlignet med de førstnevnte, og er ikke ventet å gjøre særlig av seg på det kommersielle oppskytingsmarkedet. Den største kunden vil være det amerikanske forsvaret, som ikke bryr seg like mye som de fleste andre om høye kostnader. Der er man mer opptatt av såkalt sikker tilgang til rommet, det vil i praksis bety at man ønsker to uavhengige rakettsystemer for å få brakt sine største og viktigste nyttelaster opp i rommet. Det andre rakettsystemet er Falcon Heavy, som i august 2020 ble valgt sammen med Vulcan Centaur til dette formålet over de kommende årene, under et program kalt NSSL (National Security Space Launch), en oppfølger av EELV-programmet (Evolved Expendable Launch Vehicle). (Se eRomfart 2020-043)
Om NSSL-kontrakten vil være nok til å holde ULA i live i årene som kommer gjenstår å se. Fra å være de ubestridte enerne på det amerikanske oppskytingsmarkedet har Lockheed Martin og Boeing på få år blitt feid nesten fullstendig av banen av SpaceX og deres Falcon-raketter, som siden de er gjenbrukbare ikke bare er langt rimeligere enn noe noen andre har kunnet tilby, men også har vist seg svært pålitelige og svært tilgjengelige. Av statistikken over fjorårets (2023) oppskytinger ser vi at SpaceX foretok 96 Falcon-oppskytinger til kretsløp, alle vellykkede, mens ULA foretok 3. Det sier mye. USAs øvrige oppskytinger var med mindre bæreraketter, disponert av diverse mindre selskaper.
At det ser litt bedre ut for ULA i de nærmeste årene skyldes foruten NSSL-kontrakten med det amerikanske Forsvaret at Blue Origin har gjort storinnkjøp av oppskytinger til sitt planlagte Kuiper-prosjekt, en konstellasjon av tusenvis av satellitter som skal formidle Internett til brukere i grisgrendte strøk på kloden og bli en direkte konkurrent til SpaceX' Starlink. Jeff Bezos liker ikke Elon Musk og SpaceX, og instruerte Blue Origin til å kuppe flesteparten av de gjenværende Atlas V-rakettene fremfor de billigere Falcon 9-rakettene. Senere ble det litt klarere for Blue Origin hvor landet ligger, og høsten 2023 bestilte de likevel noen Falcon 9-oppskytinger i tillegg. SpaceX later ikke til å belemre seg med denslags restriksjoner og skyter villig vekk opp både Kuiper-satellitter og satellittene til en tredje konkurrent, OneWeb.
