Mars går forud for juleand

Der er kraftig dansk medvirken i den europæiske rumfartsorganisation ESAs mission, som når frem til Mars natten mellem 24. og 25. december. Terma A/S har designet og fremstillet den enhed, som udgør hjertet i rumfartøjets strømforsyning. Desuden har Terma leveret den software, der bruges til en række test af fartøjet og del-systemerne inden opsendelsen.

Derfor skal fire af Termas kontrolteknikere på arbejde julenat i ESAs kontrolcenter ESOC i Tyskland. De skal være med til at bringe satellitten sikkert i kredsløb om Mars.

”Der vil altid være brug for korrektioner af satellittens bane. Det er umuligt at forudberegne præcist, hvordan banen skal være, blandt andet fordi fartøjet bliver udsat for samtidig tyngdepåvirkning fra Solen, Jorden og Mars”, forklarer afdelingsleder Jens Guldberg fra Termas Space Division i Birkerød.

Også på fredag, d. 19. december, bliver der med sikkerhed brug for at korrigere Mars Express’ bane. Da skilles landingsmodulet Beagle 2 ud fra moderfartøjet.

Beagle 2 er opkaldt efter det skib, som den moderne biologis fader Charles Darwin sejlede med. Sonden skal lande på Mars for at tage prøver af luft og geologi samt lede efter tegn på liv. Imens skal moderfartøjet –Mars Express – kredse omkring planeten og udføre en række observationer, der minder om dem, som satellitter tæt ved Jorden konstant foretager: fotografering af overfladen, kortlægning af mineral-forekomster og kortlægning af atmosfærens sammensætning og vindforhold.

Bortset fra de fire kontrolteknikere regner Termas medarbejdere med at holde en normal dansk jul, men nogle af dem er nødt til at have mobiltelefonen inden for rækkevidde. Det gælder blandt andre elektronikingeniør Hans Jensen, som har ledet arbejdet med at designe Mars Express’ såkaldte PCU, Power Conditioning Unit. Denne enhed er rumfartøjets ”kraftværk” – den omformer strømmen fra sol-panelerne, så strømmen bliver anvendelig for fartøjets styre- og kommunikationsudstyr samt de videnskabelige instrumenter ombord.

”PCU’en må ganske enkelt ikke gå ned. Gør den det, er hele missionen forbi”, siger Hans Jensen.

Det er PCU’en som forsyner alt det øvrige udstyr med strøm. Hvis den ikke virker, så virker det øvrige udstyr heller ikke – man kan simpelthen ikke give nogen form for kommandoer til fartøjet og man kan derfor heller ikke sætte gang i forsøg på genoplivning af PCU’en.

”Der vil endda ikke være mulighed for at få informationer fra satellitten om, hvad det var der gik galt. Det ville man kun kunne gætte på. Den vil simpelthen være tabt”, siger Hans Jensen.

Den danske virksomhed vandt opgaven i konkurrence med andre europæiske rumfartsvirksomheder, dels fordi virksomheden kunne demonstrere en høj pålidelighed af delkomponenterne i sin løsning, dels fordi Termas PCU er forsynet med et smart system, som gør det muligt hele tiden at hente maksimal effekt ud af solpanelerne.

Under flyvningen er mængden af lysindfald fra Solen på panelerne og dermed temperaturen på deres overflade langt fra konstant. Det gælder undervejs fra Jorden, og det gælder især, når fartøjet begynde af kredse om Mars. Dermed varierer den effekt, man kan få ud af solpanelerne. Effekt er spænding gange strømstyrke: det nytter ikke at hente en høj strømstyrke, men næsten ingen spænding eller omvendt – der findes et bestemt punkt, ”maximum power point”, hvor effekten er optimal. Men punktet flytter sig i takt med den ændrede temperatur på panelernes overflade.

Terma har fremstillet et Maximum Power Point Tracking system, som gør PCU’en i stand til selv at lægge sig på det rigtige punkt og dermed få meget tæt på det optimale udbytte af solpanelerne. Helt nøjagtigt garanterer Terma 99,3 procent effektivitet.

Det smarte system har sammen med en række forbedringer i selve de elektroniske komponenter betydet, at Termas PCU kun vejer ca. en tredjedel i forhold til de løsninger, der tidligere har været anvendt.

Endelig har den danske rumfartsvirksomhed demonstreret, at PCU’en er redundant – det vil sige, at hvis en enkelt delkomponent svigter, for eksempel fordi den bliver ramt af ladede partikler fra Solen eller lignende, vil andre komponenter i PCU’en kunne overtage opgaverne uden problemer.

Terma har foreløbigt tegnet kontrakt med ESA om levering af PCU’er til tre videnskabelige missioner.

”Det er en blåstempling for os, at vi har fået kontrakterne med ESA. Vi forventer, at det vil åbne mulighed for salg til andre rumfartsorganisationer uden for Europa. Desuden forventer vi et spin-off inden for vores aktiviteter rettet mod radarsystemer og flyindustrien”, siger direktør Claus Jørgen Nielsen, Termas Space Division.

Beagle 2 er designet til at operere i et halvt år, mens Mars Express skal være i omløb foreløbigt i 687 døgn – svarende til ”et Mars-år”, altså den tid planeten er om at gennemføre et fuldt kredsløb om Solen. Derefter vil ESA tage stilling til, om missionen eventuelt skal forlænges.