Svensk mikroteknik erövrar rymden

Alla satelliter och rymdfarkoster behöver motorer. De behöver dessutom två typer: En typ driver fram dem och en typ ser till att de ligger rätt i rymden – det så kallade attitydkontrollsystemet.

Bilden av raketmotorer är att det är mer eller mindre stora konstruktioner. I synnerhet attitydmotorerna skulle dock kunna göras mycket mindre, med mikromekaniska komponenter. Inom detta område är Sverige världsledande. Johan Bejhed disputerade nyligen vid Uppsala universitets Institution för teknikvetenskaper på en avhandling just om mikromekaniska komponenter till satelliter.

Han kommer att få möjlighet att testa sina komponenter i den svenskbyggda teknikdemonstrationssatelliten Prisma, som är planerad att sändas upp 2009.

– I attitydmotorerna har man ofta små flöden, och då får man dålig kontroll över flödena om rören är stora. Med mikromekanik får man rör som matchar flödena. Det blir effektivare vid dessa små flöden, förklarar Johan Bejhed.

Millimeterprecision

Mikromekaniken inger förhoppningar om uppdrag som tidigare varit svåra eller omöjliga att genomföra. Ett exempel är Darwin. Det är en flotta på en handfull rymdteleskop som ESA planerar att sända upp om 10–20 år och som ska spana efter jordlika planeter runt andra stjärnor. De ska flyga i exakt formation och kan på så sätt fungera som ett enda jätteteleskop. Men det kräver att man kan kontrollera Darwin-satelliternas position med en oerhörd noggrannhet. Och här kan mikrosystemen lämna ett stort bidrag, just genom att de erbjuder större möjligheter att exakt kontrollera små flöden.

Andra projekt där mikromekaniken kan vara till stor hjälp är XEUS och Simbol-X, röntgenteleskop som består av två satelliter som också ska formationsflyga.

Prisma ett sjumilasteg

För att testa tekniker som kan komma till användning för bland annat Darwin, XEUS och Simbol-X så planerars en teknikdemonstrator.

– Det är givetvis viktigt att visa att grejerna funkar i sin rätta miljö, säger Johan Bejhed.

Prisma, som denna teknikdemonstrator heter, ska byggas i Sverige, och företaget som Johan Bejhed jobbar på, NanoSpace, är synnerligen inblandade i Prisma. På många sätt är Prisma ett teknologiskt sjumilasteg.

Prisma består av två formationsflygande farkoster med en sammanlagd vikt på ca 200 kg. Satelliten kommer att demonstrera olika tekniker utvecklade i Sverige som bland annat kommer att vara viktiga för de kommande formationsflygande teleskopsystemen. Prisma kommer därmed att ge svenska rymdföretag ett gott försprång vid framtida satellitsatsningar i Europa.

ESA har också förhört sig om möjligheterna för Sverige att leda arbetet inom ESA:s första projekt inom området formationsflygning, Proba-3.

Där kanske Johan Bejheds arbete finns med.

– Innan dess behövs det mer utvecklingsarbete med mina komponenter, säger han. Men jag har visat att de fungerar i princip. En del delkomponenter är också reda att användas direkt.

Johan kommer att fortsätta utveckla sina mikromekaniska satellitkomponenter i NanoSpace.

Många satelliter små

Mikromekaniska satellitkomponenter gör också att forskare och ingenjörer kan drömma om nano- och pikosatelliter som bara någon eller några decimeter stora kan utföra många av de uppdrag som det till idag behövts hundratals kilo tunga farkoster för. Sådana små satelliter kräver dock att man tänker om även på andra områden. Det är ingen större vinst att skicka upp en enda nanosatellit, eftersom man ändå behöver en stor bärraket för att komma upp i omloppsbana. Däremot kan man skicka upp många satelliter för bara en bråkdel mer pengar än det kostar att skicka upp en.

Detta kräver emellertid att det finns system som kan hålla reda på ett relativt stort antal satelliter i samma bärraket, se till att de kommer iväg korrekt till sina respektive banor och inte stör varandra. Idag finns inget sådant system.

– Men det där kommer bara vi har visat att vi kan göra bra, små och kompetenta satelliter, säger Johan Bejhed. Visar vi att det finns en vinst så kommer uppskjutningstillfällena att komma. Det finns redan en hel del företag som jobbar på det.