Dansk rumvirksomhed laver Merkur-studie
Terma A/S skal udføre et forstudie, der indgår i ESA’s forberedelser til udforskning af planeten nærmest Solen. En af de største udfordringer er, hvordan man bremser fartøjet, så det ikke fortsætter ind mod Solen
Den danske rumvirksomhed Terma A/S har fået en kontrakt med den europæiske rumfartsorganisation ESA om et forstudie, der indgår i forberedelserne til missionen BepiColombo, der skal sende to satellitter i kredsløb om Merkur.
Terma har tidligere leveret strømforsyninger til en række videnskabelige ESA-satellitter, blandt andet den meget aktuelle Venus Express, og det er netop udformningen af strømforsyningen til BepiColombo, der er kernen i det nye studie.
I forhold til andre missioner i Solsystemet er rejsen til Merkur blandt andet speciel ved, at fartøjet kommer under stor og endda gradvist stigende påvirkning af Solens tyngdekraft under sin rejse. Det betyder, at mens andre missioner næsten ikke kan få nok fart på i bestræbelserne på at nå ud til deres fjerne mål, gælder det om at holde BepiColombo nede i hastighed.
”Fartøjet bliver nødt til at bremse under stort set hele sin rejse. Det stiller store krav til strømforsyningen”, forklarer chefingeniør Hans Jensen, Terma.
Opbremsningen tænkes at ske med en såkaldt ion-motor, som er langt mere brændstoføkonomisk end de kemiske motorer, der normalt bruges i rumfartøjer og satellitter. Blandt andet har ESA brugt en ion-motor til at drive rumfartøjet Smart-1, som i øjeblikket udforsker Månen. Ideen er at man via solpaneler henter energi fra Solen – som fås i rigelig mængde på Merkur-missionen – og derved kun behøver at medbringe en langt mindre mængde brændstof.
Et simpelt fysikeksperiment, som man kan udføre hjemme i stuen, går ud på at løfte et stykke papir ved hjælp af bagenden af en kuglepen, man forinden har gnedet mod et stykke uld. Kuglepennens plastic er blevet elektrisk ladet og tiltrækker papiret.
Man kan så forestille sig, at kuglepennen bliver erstattet af et gitter med relativt store huller, og papiret bliver erstattet af en masse bittesmå bolde. Boldene vil bevæge sig mod gitteret. Jo stærkere gitteret er ladet, jo stærkere vil den kraft være, som virker på boldene.
Hvis ladningen er kraftig nok, vil boldene få så meget fart på, at de fleste af dem ryger lige gennem hullerne og fortsætter væk. Når man smider noget væk fra sig, sendes man selv i den modsatte retning.
Det er i forsimplet form ideen i en ion-motor. Navnet ion-motor skyldes, at de "bolde", som accellereres, er ioner - elektrisk ladede molekyler. De kan eksempelvis komme fra en gasart - xenon og argon er begge velegnede - eller fra et metal i flydende form - cæsium og indium er velegnede.
Men forudsætningen for, at motoren fungerer, er, at der hele tiden er spænding på gitteret. Det kræver igen, at en strømforsyning gør energien fra solpanelerne tilgængelig.
”Strømforsyningen skal yde 14 kW, hvilket er meget i rumsammenhæng og især for en videnskabelig planet mission. Samtidig er det en udfordring, at man er nødt til bevidst at begrænse temperaturen på solpanelerne ved at skråtstille dem i forhold til Solen. Hvis de stod vinkelret på Solen, ville de blive ca. 400 grader varme – de ville simpelthen brænde sammen. Jo tættere fartøjet kommer på Solen, jo mere skråt skal panelerne stå. Strømforsyningen skal kunne levere en konstant spænding til motoren og de øvrige funktioner ombord, uanset de ændrede ydre forhold”, siger Hans Jensen, Terma.
Til tidligere ESA missioner har Terma udviklet en strømforsyning, som automatisk indretter sig på ændringer i omgivelserne for satelliten. Det er denne teknologi, der vil blive brugt som udgangspunkt for at løse de tilsvarende opgaver på missionen til Merkur.
Merkur er en meget lidt udforsket planet. Kun et enkelt fartøj, NASA’s Mariner 10, har besøgt den. Fartøjet passerede Merkur tre gange i 1974-75 og sendte de eneste nærbilleder vi har af planeten ned til Jorden.
BepiColombo missionen sigter mod at forøge vores viden om Merkur dramatisk. Ideen er at sende to satellitter i kredsløb samtidigt, hvoraf den ene skal undersøge planetens overflade, mens den anden skal undersøge magnetfeltet.
Missionen indgår i en pakke af missioner, som ESA har godkendt for perioden 2008-2013, men der er endnu mange forstudier, som skal gennemføres, inden man kan sætte et årstal på den forventede opsendelse.
Terma A/S’ forstudie er netop sat i gang og vil strække sig over det kommende halvandet år.
