- Speaker #0
Hur gör man när man bygger en rymdraket?
- Speaker #1
Hello World presenterar Har vi åkt i mars än? Junior! Programmet där vi besvarar dina frågor om rymden. Jag heter Susanna Levenhout.
- Speaker #2
Jag heter Marcus Hetersal. Du har säkert sett bilder på rymdraketer, eller hur? De är oftast ganska långa och smala och ibland har de stora tuber på sidorna. Och så sprutar de ju ut eld och rök när de avfyras.
- Speaker #1
Men hur funkar de egentligen? Om vi ska ge oss ut på en resa till Mars till exempel, hur gör vi det? Vi frågade Li Forsberg, som är chefingenjör på GKN, där man bygger delar till just rymdraketer.
- Speaker #2
Mm, för... Än så länge har det ju bara skickats olika instrument och robotar till vår röda grannplanet. Men det finns de som planerar för att skicka dit människor inom en ganska snar framtid. Li, vad krävs för att göra det?
- Speaker #0
Om vi ska skicka människor till Mars så krävs det ju en ganska stor rymdfarkost. Den ska ta med sig människor, den ska ta med sig förnödenheter för människorna. Både dit och förhoppningsvis tillbaka igen sen. Så den kommer vara stor och den kommer vara tung. Och ska vi då kunna lyfta den här farkosten från jorden så krävs det en väldigt stor raket med en väldigt stor raketmotor.
- Speaker #2
Finns den än, den mutan? Eller den raketen?
- Speaker #0
Nej, men det utvecklas sen. Det är ju SpaceX, företaget som Elon Musk har, utvecklar just nu en raket som han har dimensionerat för att kunna ta sig till Mars.
- Speaker #2
När kommer den vara klar, vet vi det?
- Speaker #0
Han säger ju att han ska kunna flyga människor till mars år 2024. Men med tanke på hans tidigare deadline så tror jag att det är ett antal år längre bort.
- Speaker #2
Vad skiljer denna motor, eller denna raket, från de raketerna som ni bygger här?
- Speaker #0
Egentligen inte så mycket. Det är ju samma princip. Det är en raketmotor som alla andra raketmotorer. Då är en raket som ser i stort sett likadan ut. Förutom att den är mycket, mycket större. Betydligt fler motorer som används också. Och sen är själva principen hur han tänker sig ta sig till Mars med den här raketen lite annorlunda mot hur vi gör idag. Han tänker sig att den här farkosten ska skjutas upp med en raket till att börja med och läggas i en låg omloppsbana runt jorden. Och där kommer den här farkosten med människorna i tankas. Den kommer inte ha bränsle i början. Den kommer tankas upp i låg omloppsbana med tillräckligt med bränsle för att kunna accelerera ut och ta sig på en bana mot Mars. Och sen när den väl kommer dit även kunna landa med samma motor. Men de har inte tänkt ta med sig bränsle för att komma tillbaka också. Utan tanken är då att framställa raketbränslet på Mars.
- Speaker #1
Så Elon Musk och hans SpaceX tänker först ta sin jättestora raket ut till en bana runt jorden. Där dockar de med en slags rymdbaserad bränslestation för att tanka upp rymdskeppet ordentligt så att de tar sig hela vägen till Mars. Där de sedan landar hela allt.
- Speaker #2
Och de tar alltså inte ens med sig raketbränsle så att det räcker till hemfärden. Utan de räknar med att kunna tillverka det på plats. Men kan man göra det?
- Speaker #0
Rent principiellt ja. Det är inte så komplicerade kemiska processer. Det finns is på mars. Ur is kan man spjälka syre och väte. Syre behövs till raketmotorn. Det andra som behövs till hans raketmotor är metan. Och då kan man ta vätet som man spelkar loss från isen tillsammans med koldioxiden i atmosfären som finns på Mars. Och ur det så kan man få metan. Men det krävs ju ett stort kraftverk med mycket energi för att kunna göra den här processen.
- Speaker #2
Då har man med sig det här kraftverket på sin raket liksom?
- Speaker #0
Det måste man ha ja, och bygga upp det på plats.
- Speaker #1
Tänk att man kan göra raketbränsle av koldioxid. Det är den där lilla detaljen att man behöver ett kraftverk för att kunna göra det bara. Men det ligger fortfarande några år fram i tiden så de löser säkert det. Men hur ser det ut idag? Vad händer på GKN där Li jobbar?
- Speaker #0
Vi gör en del som är väldigt synlig på raketen. Och det är på huvudstegsmotorn som sitter längst ner så sitter det en stor tratt som är drygt två meter lång. Det kallas för mundstycke. Det är ut genom den som gaserna accelereras ut som gör att raketen kan lyfta, som gör att det skapas dragkraft. Den är konstruerad och tillverkad här. Sen gör vi även syreturbinen och väteturbinen i motorn. Och det de har uppgift är att driva pumparna, bränslepumpen med väte och syrepumpen med syre. Så att de kommer upp i högt tryck. Man kan skjuta in syret och vätet in i brännkammaren och tanda på det. och får den här höga accelerationen av gaser ut genom munstycket.
- Speaker #2
Och de här höga hastigheterna av gaser, det är för att lyfta maskineriet?
- Speaker #0
Ja, det är hela principen bakom raketmotorn. Det är Newtons tredje lag att varje kraft har en lika stor motkraft. Så skjuter du ut de här gaserna i hög hastighet nedåt så blir det en motkraft som gör att raketen lyfter. Men den kraften måste ju vara tillräckligt stor för att lyfta den här stora raketen.
- Speaker #2
Ja, precis. Så vad snackar vi?
- Speaker #0
Bara huvudstegsmotorn på Ariane 5-raketen är långt ifrån tillräckligt för att få den att lyfta. Den är på 1400 kN ungefär. Det behövs mer. Därför sitter det också två stycken krutbostrar på sidorna av raketen. De utvecklar tillsammans 14 000 kN. Så de tillsammans med huvudstegsmotorn får raketen att lyfta.
- Speaker #2
De här motorerna sitter på den europeiska raketmodellen Ariane. De drivs alltså inte av metan som de vi pratade om tidigare utan av vätgas. Det krävs mycket bränsle för att komma upp i de hastigheter som behövs för att få en raket att lyfta.
- Speaker #1
Det räcker inte med kraften från huvudmotorn utan de där tuberna på sidan av raketen är alltså fulla med bränsle som tänds på för att få raketen att lyfta. Men hur snabbt kommer den upp i rätt hastighet?
- Speaker #0
Då är Ariane 5, om man ser den, accelererar faktiskt relativt snabbt jämfört med många andra raketter. En del andra, om man tittar på uppslutning, hinner man ju nästan på en hjärtattack. Man tycker att det händer ingenting, den bara står där. Men till slut så tuffar den iväg uppåt.
- Speaker #2
Men just det, den tuffar väldigt sakta uppåt.
- Speaker #0
Ja.
- Speaker #2
Eller? Hur ser den ut, kurvan liksom?
- Speaker #0
Man kan säga att de här stora krutposterna, den kan man ha som måttstock, att de brinner i två och en halv minut ungefär. Innan de släcks och släpps ner igen. Och då har den kommit på en höjd av ungefär 70 kilometer. På de 2,5 minuterna.
- Speaker #2
Det är ganska långt.
- Speaker #0
Ja, den plockar upp fastighet ganska snabbt.
- Speaker #2
Hur snabbt kör vi då?
- Speaker #0
När den har kommit 70 kilometer, då kör den ungefär 2 kilometer i sekunden.
- Speaker #2
Och lite snabbt omräknat?
- Speaker #0
7200 kilometer i timmen. Precis.
- Speaker #2
Och så släpper de iväg sina boosterna. Och då tänds något annat.
- Speaker #0
Huvudstegsmotorn har faktiskt varit tänd hela vägen från start. Det är egentligen ett arv från när den här arketen skulle användas. Den var tänkt användas till bemannade födder i början. Då var det viktigt att man ville vara helt säker på att huvudstegsmotorn skulle fungera. Så då tände man den redan på backen. Man vill inte hamna i en situation att man är 70 kilometer upp och så tänds inte huvudmotorn. Så den brinner faktiskt hela vägen från start.
- Speaker #2
Men i orn är den? Eller den hjälper till?
- Speaker #0
Den hjälper till. Den ger ungefär 10% av dragkraften. Man kommer lite högre upp så det är inte onödigt egentligen. Sen brinner den i ungefär tio minuter. Knappt tio minuter. Och då har man tagit sig till ungefär 200 kilometers höjd. Då är man utanför atmosfären. Och då flyger vi 25 000 kilometer i timmen.
- Speaker #2
Okej, så det är ganska mycket av ett steg som tidigare gav 10%. Ja. Den puttar på lite mer då. Så den brinner mer då?
- Speaker #0
Den brinner lika mycket. Men då har vi kommit så pass högt upp. så att gravitationskraften är lägre. Och vi accelererar ju hela tiden också. Plus att raketen blir lättare och lättare. Vi bränner ju bränslet. Nästan hela raketen är ju fylld med bränsle. Och det försvinner ju hela tiden så den blir lättare och lättare. Så det gör också att vi kommer längre bort från jordens gravitation och raketen blir lättare så det går fortare och fortare.
- Speaker #2
Hänger ni med? Mindre och mindre gravitation som håller raketen tillbaka, samtidigt som den blir lättare och lättare i och med att bränslet förbrukas, det gör att accelerationen går snabbare och snabbare. Men vad händer sen?
- Speaker #0
Sen, så när den har brunnit klart, efter knappt tio minuter så är bränslet slut. Då gör ju inte den motorn någon nytta. Alla tankar gör ingen nytta längre. Så då dumpar man dem. Och så är det bara den övre delen av raketen kvar. Och då startar istället en ny rakettmotor som sitter längst ner på den överdelen med överstegsmotorn. Och den i sin tur tar hela översteget med passagerarna som är med. Om det är satelliter eller om det är en rymdsont som ska iväg ut på äventyr. Ut till sin omloppsbana eller till den bana den ska ha för att ta sig till Mars eller Venus eller vad det nu ska. Den låga omloppsbanan så har det redan kommit upp i ganska hög hastighet. Men den måste ju fortfarande accelerera ut till... Det är den flykthastighet, alltså den hastighet som krävs för att lämna jordens gravitation. Det är därför Elon Musk tänker sig att han behöver tanka. När han ligger där i lågomblåsbanan så behöver han tanka upp sin farkost för att kunna accelerera ut och nå de här 40 000 km i timmen som krävs för att lämna jordens områdesbana.
- Speaker #2
40 000 km i timmen kanske låter snabbt, men tänk på att det är långt till Mars. 56 miljoner kilometer när den är som närmast. Och eftersom jorden och Mars ständigt rör sig genom rymden kan man aldrig åka dit i en rak linje. Så resan blir mycket, mycket längre. Vill du veta mer om resor till Mars och avstånd i rymden? Gå in på halloworld.se och klicka dig vidare till den här podden. Där hittar du en längre intervju med Lee Forsberg och en massa annat rymdigt roligt. Jag heter Marcus Pettersson.
- Speaker #1
Jag heter Susanna Levenhaupt.
- Speaker #2
Har vi åkt till Marsen Junior produceras för Hello World i samarbete med teknikföretagen.
- Speaker #0
Hallå, programmet gjordes av Rundfunk Media.
