Nu skal SpaceX-rakettens 'næse' også genbruges
Space X er gået et skridt videre: Nu vil man genbruge ikke bare første trin af Falcon-raketten, men også næsekappen.
spacex raket genanvende første del næse

Falcon 9s første stadie lander sikkert igen, efter at have hjulpet raketten på vej. (Foto: SpaceX)

Falcon 9s første stadie lander sikkert igen, efter at have hjulpet raketten på vej. (Foto: SpaceX)

Der er ingen tvivl om, at det næste store rumkapløb kommer til at handle om, hvem der bedst er i stand til at genbruge raketterne.

Det er den eneste måde at nedbringe prisen for en opsendelse og dermed sikre sig en større andel af markedet.

Nu har SpaceX taget det næste skridt i dette kapløb. 22. februar opsendte SpaceX en Falcon 9-raket fra Californien med en spansk radarsatellit og to af deres egne Internet-satellitter, som om nogle år skal sikre Internet til hele verden – og dermed også til udkantsdanmark.

Det afgørende denne gang var dog ikke satellitterne, men at man nu ville forsøge at generhverve i hvert fald noget af den næsekappe, der beskytter satellitterne under opsendelsen. Det lykkedes delvist, og man kan godt betegne forsøget som en lovende begyndelse på denne nye genbrugsteknik.

raket spacex nasa genbrug genanvendelse opsendelse rummet

SpaceX's Falcon Heavy-raket fra opsendelsen på NASAs Kennedy Space Center i Florida i begyndelsen af februar i år. (Foto: NASA) 

Om artiklens forfattere

Helle og Henrik Stub er begge cand.scient'er fra Københavns Universitet i astronomi, fysik og matematik.

I snart 40 år har parret beskæftiget sig med at formidle astronomi og rumfart gennem radio, fjernsyn, bøger og foredrag og kurser.

De står bag bogen 'Det levende Univers' og skriver om aktuelle astronomiske begivenheder for Videnskab.dk, hvor de går under kælenavnet 'Stubberne'.

Hjem fra rummet

En næsekappe er måske ikke den mest kostbare del på en raket, men prisen ligger alligevel på omkring seks millioner dollar – og det er da også en slags penge at spare. Næsekappen består af to dele, og den afkastes i det øjeblik, raketten er nået så højt op, at der ikke længere er nogen luftmodstand.

Det sker omkring fire minutter efter opsendelsen, kort efter at første trin er blevet afkastet for selv at vende tilbage til Jorden. Andet trin er gået i gang, og når næsekappen frigøres, er hastigheden lidt under 10.000 kilometer i timen, altså omkring 1/3 af rakettens slutfart.

Hver halvdel af næsekappen falder nu tilbage mod Jorden. De er åbenbart bygget stærkt nok til at tåle den ikke ubetydelige gnidningsvarme under nedturen, hvor atmosfæren bremser næsekappen ned.

Først i lav højde udfoldes en slags dragesejl, som er en blanding mellem en faldskærm og en vinge. Det gør det muligt at dirigere den sidste del af nedturen så nøje, at næsekappen kan fanges i et stort net, som i dette tilfælde var monteret på skibet Mr. Steven, der er et hurtigtgående skib, som Elon Musk har købt til netop dette formål.

Den ene halvdel af næsekappen landede uskadt i havet nogle få hundrede meter fra skibet, men Musk mener, at det problem let kan ordnes ved at gøre dragesejlet lidt større, så man bedre kan styre nedturens sidste fase.

Men dragesejl og varmeisolering vejer, og det er også med til at nedsætte lasteevnen. Spørgsmålet er, hvor smertegrænsen befinder sig: Nok bliver raketten billigere, men til gengæld kan den ikke opsende lige så tunge satellitter.

En skribent fra NASASpaceflight.com har lagt billeder af den flydende næse på Twitter:

På vej mod totalt genbrug?

Den endelige drøm er naturligvis at kunne genbruge hele raketten. Første trin og næsekappen er en god begyndelse, men Falcon 9 har et andet trin, som også er ganske kostbart. Men at generhverve det er en enorm udfordring af en ganske simpel grund.

Første trin og næsekappen afkastes, mens raketten endnu flyver forholdsvis langsomt i en højde på ikke meget over 100 kilometer. Det har to fordele: Varmepåvirkningen under hjemturen er ikke så stor, og det kræver heller ikke så meget brændstof at bremse første trin ned, så det kan lande på en platform.

Men der skal bruges brændstof, og det nedsætter den last, raketten kan have med med måske op til 20 procent. Det er alligevel noget af en pris at betale, men heldigvis er det ikke alle opsendelser, der udnytter rakettens fulde lastekapacitet.

Andet trin øger farten fra 8.000 km/t til over 28.000 km/t, og det er let at se, at det gør genbrug til en meget vanskelig opgave af to grunde:

  • Alt landingsudstyr skal op på samme fart som satellitten, så landingsudstyret er, set fra rakettens synspunkt, det samme som en ekstra satellit. Så hvert ton landingsudstyr koster et ton satellit.

  • Det er umuligt at medbringe så meget brændstof, at andet trin selv kan bremse ned. Alternativet er at bruge et ret stort og tungt varmeskjold, så man kan lade atmosfæren tage sig af det meste af opbremsningen.

Begge muligheder vil gøre andet trin meget tungt og nedsætte lasteevnen i meget høj grad. Naturligvis er der nogen, der har forsøgt at regne lidt på problemet, og det ser ud til, at en kombination af varmeskjold og bremseraketter vil veje omkring tre ton, og det er nok alt for meget til, at genbrug kan betale sig – især da det også koster lasteevne at genbruge første trin og næsekappen.

Never give up

Elon Musk er nu ikke typen, der giver op så let.

Han ser allerede raketterne Falcon 9 og Falcon Heavy som forældede, og han planlægger en enorm raket kaldet BFR (Big Falcon Rocket), der er så stor, at den godt kan tåle at miste en del lasteevne ved at blive totalt genbrugelig.

Vi får se – rumfarten har i hvert fald taget en meget interessant drejning.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs mere om blandt andet det mikroskopfoto, som du kan se herunder.


Annonce:

Det sker