211service.com
Raketturer kan göra att åka till rymden som att ta en buss
SpaceX Falcon 9 lanseras. SpaceX
Tänk på hur du normalt tar en buss ut ur stan. Schemat talar om när nästa går. Du köper en biljett som tar dig ombord. Bussen går när det är dags att avgå, oavsett om den är slutsåld eller nästan tom. Den ger sig sedan ut på en rutt och släpper av passagerare längs vägen.
Välkommen till framtiden för rymduppskjutningar. Riktningsmodellen för resor i omloppsbana, där företag köper en plats på raketer som skjuts upp på ett vanligt schema, kommer att skaka om branschen. SpaceX har redan planerat ett åkande uppdrag i omloppsbana nästa mars och planerar att köra dessa typer av uppdrag en gång i månaden. Arianespace, det multinationella rymdflygföretaget, planerar att hålla ett åkande uppdrag till låg omloppsbana om jorden i maj och bege sig till geostationär omloppsbana (GEO) 2022. Företag som Rocket Lab och rymdfärd planerar också samåkningssystem. De är nyckeln till att föra satellitindustrin framåt, säger Asal Naseri, chef för små satellitteknologier vid Space Dynamics Laboratory i Logan, Utah.
Lanseringar av åkdelning är inte ett helt nytt koncept. NASA har lanserat sin version i nästan 30 år nu, med början med rymdfärjan. Men en samresa har vanligtvis bara inneburit tillägg av mindre nyttolaster till större uppdrag vars lanseringskostnader redan var betalda. Tills ganska nyligen var dessa piggyback-nyttolaster också ovanliga.
Men eftersom rymdindustrin har drivit på för att maximera valuta för pengarna, har sekundära nyttolaster blivit normen. Samtidigt har spridningen av små satellitföretag uppmuntrat uppskjutningsleverantörer att börja överväga ekonomin med att skicka flera små nyttolaster på ett enda uppdrag, med flera kunder som står för uppskjutningskostnaden mellan dem.
För satellitföretag erbjuder denna modell fördelar jämfört med att koppla en åktur som en sekundär nyttolast. Satellitleverantörer tycker om att åka på resor eftersom de får bättre service, säger Charles Swenson, en rymdfartsingenjör vid Utah State University. De kan ha sina satelliter utplacerade vid specifika orbitala stopp längs uppdragsvägen, de är mer involverade i att forma uppdragsstrategier och de har lättare att få några speciella önskemål uppfyllda.
Lanseringar av åkande delar påverkar i sin tur hur tillverkarna närmar sig satellitdesign. Istället för att skjuta upp en handfull kraftfulla, dyra satelliter för en enda applikation, designar företag nu stora konstellationer gjorda av hundratals, eller till och med tusentals, mindre satelliter för att göra samma jobb. Dessutom funderar tillverkare nu på hur man bygger en satellit som väl och säkert passar in i delad nyttolaster med många andra objekt. Swenson liknar det med hur stålcontainrar revolutionerade sjöfartsindustrin genom att tvinga kunder att lägga strategier om hur man fyller en stor rektangulär låda med alla sina varor. Människor började tillverka varor som var stapelbara, utrymmeseffektiva och säkra att frakta i dessa standardcontainrar.
Där åkdelningar kan göra störst inverkan är att göra det mycket enklare och billigare att skicka satelliter till högre och mer långsträckta banor. Traditionella lanseringar distribuerar inte nyttolaster direkt i regioner som GEO (22 236 miles eller 35 786 kilometer i höjd). Som en buss som stannar mil från din destination, släpper dessa uppskjutningar vanligtvis satelliter i lägre banor; de måste ta sig uppåt med hjälp av framdrivningssystem ombord som antingen är dyra och skrymmande, eller så svaga att de inte får satelliten till sin målbana förrän månader senare.
Men en samåkningslansering som leder direkt till GEO, som Arianespaces GO-1 uppdrag förväntas under 2022, eliminerar behovet av tunga, dyra framdrivningssystem. Vi förväntar oss att kunna erbjuda något som GO-1-uppdraget minst en gång om året, säger Wiener Kernisan, VD för Arianespaces amerikanska dotterbolag. Han säger att han redan har hört från ett fåtal kunder som är ivriga att bygga GEO-satelliter som bara väger 600 till 1 100 pund (270 till 500 kilogram) – i allmänhet ovanligt för satelliter som går in i en så hög omloppsbana. Han räknar med att vissa tillverkare till och med kan gå så lågt som 330 pund.
Telekomföretag som förlitar sig på GEO-baserade system kommer att vara ivriga att dra fördel av dessa besparingar, men samåkning kan vara användbart i andra applikationer också. Jordobservationssatelliter som NASAs Geostationär luftkvalitetskonstellation , på grund av lansering under de kommande åren, skulle kunna bantas ner och göras lättare. De flesta vetenskapliga experiment har hindrats från att nå GEO på grund av de höga kostnaderna, men det kan nu ändras. Swenson, till exempel, är involverad i ett experimentellt NASA-uppdrag kallat Excited som vill skjuta upp flera satelliter i en hög orbital lutning för att studera plasmainteraktioner i jonosfären och termosfären. Satelliterna måste vara orienterade i en L-form, och Swenson tror att en uppskjutning med åkdelning lätt kan göra stopp för att släppa av dessa satelliter i den formationen.
Det finns naturligtvis utmaningar med att få lanseringar av samåkning att fungera. Att förbereda, lagra och hantera ett halvdussin eller fler satelliter för en enda uppskjutning kräver ett intensivt arbete. Precis som vissa människor missar sin buss kan vissa satellitkunder missa sin uppskjutning. Det kan vara ganska lätt, säger Swenson, att tappa koll på vilken satellit som är din egen när det finns flera utplaceringar vid ett givet tillfälle.
Men för att verksamheten ska kunna fortsätta framåt måste vi hitta nya lösningar, säger Kernisan. Lanseringstjänsteleverantörer som Arianespace och SpaceX funderar redan på huruvida boosters i övre steg kan konstrueras för att skjuta på och av för att rymma mer komplexa åkande uppdragsrutter och släppa nyttolaster i mer extrema omloppsbanor.
Och medan åkande delar har en helhetssyn, kommer vissa tjänster utan tvekan att försöka skräddarsy uppdrag för kunder som kommer att betala för det. Naseri vill i synnerhet se om lanseringsleverantörer kan säkerställa säker frigivning av en mer mångsidig uppsättning nyttolaster. Vi ser redan en efterfrågan på nya innovationer från kunderna, säger hon. Marknaden för åkande är redan här, och den är här för att stanna.