Satelliter får lift med världens största flygplan

Stratolaunch är ett gigantiskt flygplan med ett vingspann stort som en fotbollsplan. Flygplanet ska fungera som raketplattform på elva kilometers höjd och är en viktig bricka i den nya privata rymdåldern där uppskjutningar av satelliter blir vardagsmat.

Stratolaunch är ett gigantiskt flygplan med ett vingspann stort som en fotbollsplan. Flygplanet ska fungera som raketplattform på elva kilometers höjd och är en viktig bricka i den nya privata rymdåldern där uppskjutningar av satelliter blir vardagsmat.

Stratolaunch Systems Corp.

Medan morgonsolen stiger accelererar ett enormt plan längs en startbana i Kaliforniens öken i USA.

När landningsställets 28 hjul lyfter från marken skriver Stratolaunch Systems historia: Världens hittills största flygplan har lyft för första gången.

Flygplanet heter Model 351 men har fått smeknamnet Roc efter en mytisk jättefågel från sagosamlingen Tusen och en natt. När planet efter 2,5 timmar i luften återigen landar på Mojave Air and Space Port är det muntra miner.

Se Roc hitta sina vingar här:

Inte bara har Stratolaunch slagit ett rekord, den lyckade jungfrufärden den 13 april 2019 gör också att flygplanet kan spela en ovärderlig roll för framtidens satellitteknik.

Syftet med Roc är att använda den som en flygande plattform för raketuppskjutningar genom att låta den bära upp till tre raketer mellan sina två skrov och skjuta iväg dem med satelliter ombord från atmosfärens högre luftlager.

Stratolaunch har vingspann motsvarande elva stycken Cessna 182:or.

Stratolaunchs mål är att göra det lika enkelt att skicka upp satelliter i rymden som att boka en flygbiljett, men företaget är inte ensam på marknaden.

Sedan rymdfärjan pensionerades 2011 har privata företag dykt upp med målsättningen att göra det både snabbare, billigare och enklare att skicka upp satelliter.

De ska bana väg för bättre internet, nyskapande vetenskapliga studier och vardagsövervakning av allt från skogs­avverkning till flyktingströmmar.

Kolfiber, jetmotorer och rekordvinge lyfter jätteplanet

/ 3

Mittvinge agerar avfyrningsramp

Från den förstärkta mittvingen kan planet bära upp emot 226 ton eller avfyra tre Pegasus XL­raketer som var och en väger 23 ton. Placeringen mellan de två skroven ger balans.

1

Kolfiber gör planet lättare och starkare

Stratolaunch är byggt av ihåliga, ultrastarka kolfiberdelar förstärkta med en sexkantig vaxkakestruktur. Vingarna är världens största kolfiberkonstruktion och bärs upp av fyra stycken 62 meter långa bjälkar.

2

Rekordlång vinge ger lyftkraft

Flygplans förmåga att flyga bygger på vingarnas förmåga att skapa lyftkraft. Denna fördubblas varje gång vingens yta fyrdubblas. Ett vingspann på 117 meter lyfter Stratolaunchs 590 ton.

3
© Vulcan Aerospace/NASA

Trots att Stratolaunch har kommit längst kan rekordflygplanet alltså förvänta sig en hård kamp mot mållinjen i vårt århundrades rymdkapplöpning.

Flaskhalsar bromsar raketer

Det har uppstått trafikproppar i luftrummet och på jorden sedan Sovjet 1957 skickade upp världens första satellit, Sputnik, i omloppsbana med en raket avfyrad från rymdbasen Baikonur Cosmodrome.

I dag finns 21 aktiva raketuppskjutningskomplex i världen, varav de flesta ligger i Ryssland och USA.

Här klumpar de ihop sig på öde, tropiska platser nära havet där de kan utnyttja jordens högre rotationshastighet vid ekvatorn för att hjälpa raketerna i väg.

Uppskjutningarna kräver samtidigt ett perfekt väder i en radie på mellan tio och 20 kilometer, där tecken på åska – exempelvis luftens elektriska laddning eller en typ av städformade moln – kan avbryta ned-räkningen.

Ett blixtnedslag kan kortsluta raketens elektroniska utrustning och göra uppskjutningen till en katastrof.

De frekventa avbrotten gör att kampen är stenhård om en plats ombord på en raket, priset är skyhögt och väntetiden lång, särskilt för små företag och forskningsinstitutioner.

Fakta – Stratolaunch

Storlek:

73 meter lång och 117 meter brett vingspann.

Vikt:

589 670 kilo fullastat (motsvarande cirka 100 elefanter).

Toppfart:

853 km/t.

Syfte:

Avfyrar raketer med satelliter på elva kilometers höjd.

Raketuppskjutningar var till nyligen något för statliga rymdfartsorganisationer, men i dag drivs utvecklingen i allt större grad av privata aktörer.

Företag som Stratolaunch och Virgin ser chansen att överta en del av marknaden och undvika flaskhalsarna på uppskjutningskomplexen.

Lösningen är flygplan som lyfter från vanliga startbanor, flyger över molntäcket och där avfyrar sina raketer utan fara för blixtnedslag.

Vinge bär tre raketer

Stratolaunchs jätteflygplan, Roc, är med sina sex motorer utvecklad för att transportera raketer elva kilometer upp i atmosfären.

Med sina två parallella skrov och ett vingspann på 117 meter bleknar himlens andra flygande mastodonter.

Som jämförelse är världens största trafikflygplan, Airbus A380, 87 meter från vingspets till vingspets.

Redan på 5,5 kilometers höjd är luftens massa halverad, vilket ger raketerna mindre luftmotstånd. Teoretiskt kan planet därför spara cirka 24 procent av bränslet som går åt för att skicka upp en raket i så kallad låg omloppsbana.

Rocs trumfkort är att dess förstärkta mittvinge gör att den kan bära tre så kallade Pegasus-raketer som var och en kan bära upp till 454 kilo.

Raketerna kan skjutas iväg på olika höjder och riktningar och flyga 400 kilometer ut i rymden. Rakettypen är vald på grund av dess pålitlighet.

Sedan 1990 har raketen med 94 uppskjutningar intagit "pole position" som världens mest driftssäkra privata raket för mindre satelliter.

© Shutterstock & Lotte fredslund

Särskild motortyp använder energi optimalt

En rotor i motorerna knuffar luft både genom och utanför jetmotorn. Inne i motorn pressar kompressorer ihop luften innan den antänds och sedan blandas med den övriga luftströmmen.

Metoden är bränslesparande och reducerar bullret. Varje motor levererar en tryckkraft på 25 ton.

Antalet satelliter ökar snabbt

Satelliter spelar en allt större roll i vår vardag. De små rymdfarkosterna levererar underhållning, hjälper bilister att navigera på vägarna och håller koll på vädret.

Särskilt telekom- och internetbranschen intar i allt större utsträckning rymden för att förbättra och bygga ut sina nätverk.

Antalet satelliter i omloppsbana runt jorden bedöms i dag vara cirka 1 700 stycken, men siffran stiger snabbt hela tiden.

Rymd­­fartsföretaget SpaceX gjorde bara un­der en uppskjutning i juni 2019 upp 60 nya satelliter och planerar att skicka upp över 1 000 satelliter som ska säkerställa blixtsnabbt och laserburet internet över hela jorden.

Den största konkurrenten till Stratolaunch är Virgin Orbits ombyggda jumbojet Cosmic Girl som har testflugits med den 21 meter långa LauncherOne-raketen under vingen.

© Virginorbit.com

Atmosfärens nya svärmar består av små satelliter som cirkulerar i låg omloppsbana mellan cirka 160 och 2 000 kilometer över havsytan.

Varje satellit är mindre än ett kylskåp och inte större än en mikrovågsugn medan de tidigare kunde vara lika stora som en buss.

Kina och Nasa lurar i kulissen

SpaceX är långtifrån Stratolaunchs enda konkurrent. Nasa planerar att skicka upp satelliten ICON ombord på en Pegasus-raket med flygplanet Stargazer, och Kina utvecklar enligt ryktet en raket som kan skjutas upp från ett militärt transportflygplan med en 200 kilo tung satellit.

Ett lyftflygplan ska skicka upp Nasas satellit ICON för att utforska den så kallade jonosfären.

© NASA

Brittiske miljardären Richard Bransons företag Virgin Orbit testflög i november 2018 en modifierad Boeing 747:a med en raket under ena vingen.

Raketen väger 2,6 ton och skjuts iväg med 2 800 km/h för att inom ett par år föra upp små satelliter i omloppsbana.

Virgin Orbit har som enda uppgift att utveckla nya system för satellituppskjutning och företaget har redan tecknat avtal med det brittiska försvarsministeriet och den europeiska rymdfartsorganisationen ESA.

Flygplan fungerar som språngbräda för satelliter

Både företag och statliga rymdfarts­organisationer utvecklar flygplan som ska flyga över den bränslekrävande nedre delen av atmosfären och skicka upp satelliter.

Det finns dock fler fördelar än bränsle-ekonomi: Det blir både snabbare och säkrare när man undviker oväder och flaskhalsar på jordens avfyrningsramper.

© Shutterstock

Lyftet ger budgetvänlig raketuppskjutning

Eftersom flygplanen kan lyfta raketer ofta minimerar de dyr spill- och väntetid. Lösningar som Stratolaunch kan göra det 35 miljoner kronor billigare att skicka upp tre små satelliter på totalt sex kilo.

© Shutterstock

Flygande plattform undviker olyckor

Låg temperatur, kraftig vind och risk för blixtnedslag avbryter ofta raketuppskjutningar. På flygande plattformar befinner sig raketerna över molntäcket där de slipper dåligt väder och både olyckor och avbrott.

© Shutterstock

Nya satelliter kommer snabbare ut i rymden

Luftburna uppskjutningsramper kan snabbare få nya, banbrytande instrument ut i rymden och bana väg för vetenskapliga framsteg. Exempelvis kan nya kameror ge mer detaljerade kartor.

En ny, flygbaserad rymdkapplöpning har bara börjat och om lyftflygplanen på allvar kan bli en konkurrent till traditionella raketuppskjutningar kan även skolklasser, startup-företag och vanliga människor se fram emot möjligheten att själva skicka upp sina egna privata satelliter.