Nu ligger rymdhamnarna till havs

Rymdföretagen har upptäckt fördelarna med att skjuta upp raketer till havs. Ombyggda borrplattformar ska göra rymdfarten säkrare och billigare och kanske skicka oss blixtsnabbt på semester i New York om ett par år.

Rymdföretagen har upptäckt fördelarna med att skjuta upp raketer till havs. Ombyggda borrplattformar ska göra rymdfarten säkrare och billigare och kanske skicka oss blixtsnabbt på semester i New York om ett par år.

Claus Lunau

En 120 meter hög rymdraket startas och börjar stiga till väders. Oljudet från de 29 stora raketmotorerna är öronbedövande. Även på fyra kilometers avstånd från avfyrningsrampen är ljudnivån så hög att den ger hörselskador.

Men ingen uppehåller sig så nära eftersom uppskjutningen äger rum ute till havs. Den enorma raketen ska skjutas upp från en flytande avfyrningsramp. Bara besättningen på ett följefartyg tio kilometer därifrån hör oljudet som ett avlägset muller.

Så föreställer sig det amerikanska rymdföretaget SpaceX att deras enorma rymdskepp Starship och andra raketer ska skjutas upp i framtiden, för elimineringen av oväsendet är inte den enda fördelen med att flytta ut avfyrningsrampen från land till havs.

Ökad säkerhet, möjligheten att frakta tyngre last och mindre byråkrati medför att allt fler satelliter och vetenskapliga rymdsonder i framtiden kommer att skjutas upp från flytande plattformar. Och flera rymdföretag har redan satt i gång med att skjuta upp raketer från ombyggda fartyg och borrplattformar eller planerar att göra det.

Både privata rymdföretag och den kinesiska staten har upptäckt fördelarna med att skjuta upp rymdraketer från havet. Plattformar till havs kan också användas till landningar, så att raketerna kan återanvändas.

Sea Launch borrplattform
© Sea Launch

Sea Launch: Pionjären får nya ägare

Det internationella konsortiet Sea Launch låg bakom drygt 30 uppskjutningar av de 60 meter höga Zenit-3SL-raketerna från plattformen Odyssey. Företaget är nu i ryska händer och Odyssey ska eventuellt skjuta upp den nya ryska rymdraketen Sojuz 7.

Uppskjutning till havs
© Tang Ke/AP/Ritzau Scanpix

De Bo 3: Fraktfartyg skjuter upp miniraket

Kina har utvecklat den 21 meter höga raketen Chang Zheng-11H som ska skjutas upp från det ombyggda fraktfartyget De Bo 3. Raketen, som har skickat ut två små satelliter i omlopp runt jorden, skjuts upp ur ett rör med hjälp av gas innan den antänds.

Starship borrplattform
© Tony Webster

SpaceX: Jätte lyfter från borrplattform

Rymdföretaget SpaceX är i färd med att bygga om två flytande borrplattformar till avfyrningsramper. Därifrån ska rymdskeppet Starship skjutas upp med hjälp av bärraketen Super Heavy. Efter avslutat uppdrag ska Starship landa på plattformen igen.

Jacklyn färja
© Jess Merrill/Alamy/Imageselect

Blue Origin: Färja blir landningsplats

Företaget Blue Origins nya rymdraket, New Glenn, ska skjutas upp från land i Florida, men när det 57,5 meter långa första steget har brunnit ut landar det igen på den ombyggda färjan Jacklyn. New Glenn gör sin jungfruresa i slutet av 2022.

Lite längre fram i tiden kan raketresor från flytande rymdhamnar kanske till och med att ersätta flygtrafiken när färden går till avlägsna destinationer.

Sea Launch har visat vägen

Visionen om raketuppskjutningar från havet har intresserat rymdfartsingenjörer ända sedan rymdålderns tidigaste dagar. Så tidigt som 1962 lade den amerikanske raketpionjären Robert Truax fram ett förslag om en jätteraket kallad Sea Dragon som skulle skjutas upp från havet.

Sea Dragon skulle vara så stor – 150 meter lång och 23 meter i diameter – att den kunde lyfta ut hela rymdstationer rymden i ett svep. Raketen skulle monteras på ett skeppsvarv på ungefär samma sätt som en ubåt och tanken var att den skulle klara sig helt utan avfyrningsramp. Den skulle bara flyta med nosen i vädret och skjutas upp direkt från havsytan.

Designen har förhållandevis enkel, men den enorma storleken gjorde projektet tillräckligt ambitiöst. De tekniska utmaningarna var för stora och Sea Dragon kom aldrig längre än till ritbordet.

Rymdraketer till havs

Redan 1962 ritade en amerikansk rymdfartsingenjör den 150 meter höga raketen Sea Dragon, som skulle skjutas upp direkt från havsytan. Projektet realiserades dock aldrig. Infälld är månraketen Saturn V.

© AstroBidules

Men under andra hälften av 1990-talet återupplivade det internationella konsortiet Sea Launch idén om att skjuta upp raketer från havet och från 1999 till 2014 gjordes 32 framgångsrika uppskjutningar från ekvatorn mitt i Stilla havet.

De 60 meter höga Zenit-3SL-raketerna som avfyrades från en ombyggd flytande borrplattform kallad Odyssey lyfte upp kommunikationssatelliter i den geostationära omloppsbanan runt jorden.

Raketerna byggdes i samarbete mellan ett ryskt, ett ukrainskt och ett amerikanskt företag, medan norska Kværner stod för uppskjutningsplattformen och följefartyget Sea Launch Commander, där raketerna monterades och från vilken uppskjutningarna startades och övervakades.

När raketen skjuts upp från den optimala breddgraden blir uppskjutningen billigare och kan lyfta en tyngre last.

I dag har det ryska flygbolaget S7 tagit över Sea Launch, och Odyssey och Sea Launch Commander ligger i skeppsvarv i sydöstra Ryssland. S7 och det ryska rymdorganet, Roskosmos, undersöker nu om Odyssey kan användas till att skjuta upp en ny rymdraket kallad Sojuz 7. Raketen är under utveckling och blir klar tidigast 2024.

Oavsett hur framtiden ser ut för Sea Launch, så har företaget visat vägen för uppskjutningar till havs. Det är framför allt Kina samt världens överlägset största och mest framgångsrika rymdföretag, SpaceX, som tar upp bollen. De har insett att det finns pengar att spara genom att skjuta upp satelliter från precis rätt breddgrad.

Raketuppskjutningar från land är både enklast och billigast, men olägenheterna med att skjuta upp satelliter från flytande plattformar uppvägs av den större flexibiliteten och säkerheten till havs.

Starship rymdraket
© SpaceX

Från land: Transportvägen blir kortare

Säkerhet: Vid uppskjutningar på land kan rester av en exploderad raket regna ned över bebodda områden. Uttjänta, frånkopplade raketsteg kan också träffa människor.

Effektivitet: Raketen kan inte skjutas upp från den optimala punkten på marken, så det krävs extra bränsle för att placera satelliter i rätt omloppsbanor.

Logistik: Raketen kan vanligtvis monteras nära avfyrningsrampen, så att transportsträckan minimeras. Det flytande raketbränslet behöver inte heller transporteras så långt.

Omkostnader: En avfyrningsramp och tillhörande kontrollrum på land är mycket billigare att konstruera och driva än en flytande plattform, som även kräver ett följefartyg.

Rymdhamn
© Twitter/@Kendall_Dirks

Från havet: Raketen kan lyfta mer

Säkerhet: Ingen risk för människor. Om raketen exploderar under uppskjutningen drabbar det bara den obemannade plattformen och uttjänta raketsteg faller ned i havet.

Effektivitet: Uppskjutning kan ske från exakt den breddgrad som passar bäst för satellitens omloppsbana. Det ger en mindre bränsleförbrukning, som kan omsättas till en tyngre last.

Logistik: Rymdraketen ska seglas ut och lyftas över på uppskjutningsplattformen eller så ska plattformen seglas i hamn, så att raketen kan lyftas ombord.

Omkostnader: Höga startkostnader för den helautomatiska uppskjutningsplattformen och ett speciellt följefartyg, som bland annat rymmer kontrollrummet.

Det spelar nämligen stor roll varifrån raketerna skjuts upp. Hastigheten är avgörande när en raket ska lyfta. Vill man stanna i ett omlopp några hundra kilometer ovanför jordens yta, måste hastigheten exempelvis upp på mer än 27 000 km/h – och då kan jordens rotation hjälpa till.

Jordens rotation ger en hjälpande hand

Även om vi inte känner av det så susar vi faktiskt runt i ganska hög hastighet. Här i Sverige snurrar vi runt i cirka 930 km/h. Vid ekvatorn befinner man sig längst från jordens rotationsaxel och tillryggalägger längst distans under det dygn det tar jorden att kretsa ett varv runt sig själv. Där förflyttar man sig runt i en hastighet på cirka 1 674 km/h bara genom att stå på jorden medan den snurrar.

1 674 km/h snurrar man runt i när man står på jorden vid ekvatorn. Det ger raketerna en extra knuff.

En raket som skjuts upp från ekvatorn har redan kommit upp i denna hastighet innan raketmotorerna ens har startats. Det kräver naturligtvis att raketen skjuts i väg i samma riktning som jorden roterar. Därför sker nästan alla uppskjutningar mot öster.

Fördelen med att genomföra uppskjutningen från ekvatorn är störst om en rymdsond ska ut på långfärd i solsystemet och måste ha maximal hastighet till att starta med, eller om en satellit ska hamna i en bana rakt ovanför ekvatorn.

Många satelliter, exempelvis för sändning av tv-signaler och för meteorologi, kretsar runt i den geostationära omloppsbanan runt jorden, och många andra har lägre banor över ekvatorn. Där är det fördelaktigt om uppskjutningen sker så nära ekvatorn som möjligt, för när jordens rotation hjälper till kan raketen lyfta en tyngre last.

Nedfallande raketer dödar

Möjligheten att själv välja uppskjutningsplats så att det passar satellitens bana så bra som möjligt, är bara en av orsakerna till att flytande, mobila plattformar har blivit populära. Säkerheten under uppskjutningen är också viktig. Om raketen exploderar under själva avfyrningen till havs är det bara den obemannade, flytande plattformen som drabbas.

Raketexplosion

Misslyckade uppskjutningar som den här raketen från amerikanska Firefly Aerospace utgör en risk för liv och egendom när raketen skjuts upp från land.

© Reuters/Gene Blevins/Ritzau Scanpix

När uppskjutningen sker på land kan också uttjänta raketsteg vara en utmaning. När det nedersta steget har brunnit ut kopplas det loss och faller till jorden.

Det har varit ett problem speciellt i Kina, som har skjutit upp många raketer från rymdhamnar långt inne över land. Det har hänt åtskilliga gånger att delar av rymdraketer har fallit ned i byar till stor fara för invånarna. Riktigt illa gick det 1996, då en Chang Zheng 3B-raket hamnade på avvägar och dödade minst sex bybor.

Därför är det inte så konstigt att Kina nu försöker sig på uppskjutningar till havs. Den första havsuppskjutningen av en relativt liten raket vid namn Chang Zheng-11H skedde i juni 2019, och sedan dess har det blivit ett par till.

Förlist raketdel

År 2013 träffade delar av en kinesisk månraket två hus i en by mer än 100 kilometer från uppskjutningsplatsen i centrala Kina.

© AFP/Ritzau Scanpix

I kuststaden Haiyang är kineserna i full färd med att bygga en raketbas, där rymdraketer till den flytande plattformen ska byggas och testas.

Borrplattformar lämpar sig utmärkt

Till att börja med nöjer sig kineserna med att använda ett ombyggt fraktfartyg, men större raketer kräver en större mycket stabilare plattform. Därför har SpaceX köpt in två flytande borrplattformar, som nu byggs om till rymdhamnar.

Borrplattformar som är halvt nedsänkbara och antingen kan segla för egen kraft eller bogseras, är från början gjorda för att vara stabila. En sådan plattform står på ben som stöds av stora pontoner under vattnet. Konstruktionen gör att plattformen ligger stabilt i vattnet även i riktigt hårt väder med flera meter höga vågor.

SpaceX har redan en flotta av helautomatiska pråmar eller drönarfartyg, där det första steget av rymdraketen Falcon 9 kan landa. På så sätt kan raketsteget återanvändas i stället för att hamna i havet.

Borrplattform

Rymdföretaget SpaceX använder redan flytande plattformar, där den återanvändbara delen av raketen Falcon 9 landar. Men företaget bygger nu om flytande borrplattformar till rymdhamnar.

© SpaceX

De stora plattformarna som SpaceX nu också satsar på ska användas till både uppskjutningar och landningar för den enorma Starship-raketen, som företaget är i full färd med att testa.

Starship måste dock först visa sitt värde under uppskjutningar från land, innan uppskjutningar från havet kommer på fråga, men på längre sikt har SpaceX stora ambitioner för dessa flygningar.

Om Starship efter många uppskjutningar visar sig vara en mycket säker raket, ska den inte bara användas till att skjuta upp satelliter, utan också till bemannad rymdfart.

Och SpaceX har långsiktiga planer på att använda Starship till att transportera människor över långa distanser med 25 gånger ljudets hastighet som ett snabbare alternativ till interkontinentala flygresor.

Får företaget SpaceX som de vill ska deras rymdskepp Starship ersätta flygplan över de längsta distanserna. När färden går via rymden kommer restiden till vilken destination som helst på jorden ned till under en timme. Passagerarna måste dock stå ut med en våldsam acceleration och mycket oljud.

© SpaceX

1. Resan börjar med en segeltur

Passagerarna seglas ut med snabbåt till uppskjutningsplattformen i närheten av en storstad. Plattformen ligger så långt ute till havs att ingen störs av det höga oljudet från avfyrningarna. Varje Starship har plats för cirka 1 000 passagerare.

© SpaceX

2. Tyngdlöshet på köpet

Efter nio minuter är Starship i rymden och flyger fram med 27 000 km/h. Motorerna stängs av och passagerarna har en fantastisk utsikt och upplever tyngdlöshet tills man återvänder till atmosfären igen. En värmesköld skyddar rymdskeppet mot överhettning.

© SpaceX

3. Raketmotor ger mjuk landning

När destinationen närmar sig startas raketmotorerna igen – denna gång för att bromsa in Starship, så att rymdskeppet kan landa mjukt på en annan plattform i havet. Passagerarna seglas i land, medan raketen tankas och görs redo för nästa resa.

SpaceX föreställer sig att uppskjutningsplattformarna ska ligga i havet utanför världens storstäder, så att exempelvis resan från London till Sydney tar mindre än en timme. Scenariot blir bara verklighet om rymdraketerna når upp till samma säkerhetsnivå som flygplan och passagerare måste nog använda effektiva öronproppar under avgång.

Oavsett hur många år det dröjer innan vi har dagliga avgångar med rymdskepp till semestermål på andra sidan jordklotet, så har raketuppskjutningar till havs har kommit för att stanna.

Flyg till New York på en halvtimme

När man flyger med vanliga passagerarplan tar det en hel del tid att ta sig till och från flygplatsen. På samma sätt kommer rymdskeppspassagerare att spendera tid på transporten till och från de flytande rymdhamnarna. Däremot är flygresan snabbt avklarad, eftersom alla destinationer nås på mindre än en timme.

LONDON-NEW YORK
Distans: 5555 kilometer
Passagerarplan: 7 timmar, 55 minuter
Starship: 29 minuter

LONDON-LOS ANGELES
Distans: 8781 kilometer
Passagerarplan: 10 timmar, 30 minuter
Starship: 32 minuter

LONDON-HONGKONG
Distans: 9648 kilometer
Passagerarplan: 11 timmar, 50 minuter
Starship: 34 minuter

NEW YORK-LOS ANGELES
Distans: 3983 kilometer
Passagerarplan: 5 timmar, 25 minuter
Starship: 25 minuter