GKN Aerospace utvecklar delar till framtidens rymdraketmotor

Rymdens betydelse för vårt samhälle ökar för varje dag. Banktransaktioner, kartnavigering, väderleksrapporter och kommunikation är bara några av alla exempel på tjänster vi dagligen använder via våra mobiltelefoner och datorer. Även för klimatövervakning och försvaret bidrar rymden med oundgänglig information. Allt detta förutsätter att det finns satelliter i omloppsbana kring jorden och förutsättning för att skjuta upp satelliter är tillgången till raketer. I Europa har vi sedan 1970-talen arbetat tillsammans för att möjliggöra egen förmåga till uppskjutningar genom raketfamiljen Ariane.

GKN Aerospace har varit involverad i Arianeprogrammet sedan 1979 och har under åren fått både konstruktions- och tillverkningsansvar för delsystem i motorerna. I den kommande generationen, Ariane 6, har företaget fått utökat ansvar och levererar, utöver munstycke och turbiner till huvudmotorn, även turbiner till överstegsmotorn. Till skillnad från sina föregångare kan bärraketerna inom Ariane 6-programmet placera ut konstellationer av mindre satelliter i olika omloppsbanor – en eftertraktad förmåga som möjliggör lösningar för att möta ett kraftigt ökande behov av satellittjänster.

– Rymdbranschen växer kraftigt just nu. Idag har vi drygt 6 000 satelliter i omlopp runt jorden och man förväntar sig att vi kommer att skicka upp 25 000 under de kommande 10 åren, det vill säga nästan fem gånger fler än vad som finns idag, säger Johan Andersson, Program Manager på GKN Aerospace i Trollhättan.

Av Europa, för Europa
Samtidigt pågår redan förberedelserna för motorn till nästa generations bärraketer. Motorn, som går under namnet Prometheus, utvecklas av ArianeGroup under ett kontrakt med ESA (European Space Agency) och ska driva de första europeiska bärraketerna som kan återvända till jorden för att skjutas upp på nytt. Tanken är att motorn inte bara ska användas för stora raketer inom Ariane-programmet utan även för den mindre raketen Maïa som kommer att ha en lyftkapacitet på upp till 1,5 ton. Just nu pågår planeringen inför Prometheus första flygtest på demonstrationsraketen Themis som kommer att skjutas upp från den svenska rymdbasen Esrange utanför Kiruna.

– Att Europa redan har kommit så långt med Prometheus är ett bevis på hur mycket utvecklingstiderna har komprimerats. Det är många som har bråttom till rymden just nu och efterfrågan på en kostnadseffektiv europeisk raket är stor. Idag är det bara SpaceX i USA som har återanvändbara raketer och det är viktigt att Europa skaffar sig samma förmåga för att garantera ett långsiktigt, kostnadseffektivt och hållbart oberoende tillträde till rymden, säger Johan Andersson och fortsätter:

– Vår kund, ArianeGroup, säger att Prometheus-motorn utvecklas ”av Europa, för Europa”. Det betyder att den konstrueras för att kunna användas på olika raketplattformar och för olika raketstorlekar samtidigt som den ska vara återanvändningsbar och kunna köras med mycket varierande dragkraft. Det öppnar helt nya möjligheter för rakettillverkare, men ställer också oerhörda krav på motorns konstruktion och på oss som tillverkare av kritiska motorkomponenter.

Några ur GKN Aerospace Prometheusteam granskar en av provdetaljerna.
Fr.v. Mattias Wahlrell, Nina Ekenbratt, Bengt Norberg och Johan Andersson

Nya tillverkningsmetoder ska reducera kostnader

Motorkomponenterna till Prometheus planeras att produceras i fabriken i Trollhättan och tas delvis fram genom nya tillverkningsteknologier som Additive Manufacturing (AM). Teknologin är på bred frammarsch inom flyg- och rymdbranschen och för GKN Aerospace är Prometheus en möjlighet att demonstrera teknologin i en väldigt komplex produkt. Till skillnad från traditionell tillverkning där det ingående materialet bearbetas för att nå önskade former bygger man med AM upp motorkomponenterna från grunden genom att smälta metallpulver eller tråd. Metoden gör inte bara motorn mer hållbar ur ett klimatperspektiv genom att minimera mängden material i samband med produktionen utan skapar också förutsättningar för att reducera priset och förkorta leveranstiderna.

– För att kunna skicka upp så många satelliter som vi vill under de kommande åren behöver priset för varje uppskjutning komma ner väldigt mycket och genom att ta fram kostnadseffektiva motorer som Prometheus är detta möjligt. Vi närmar oss en brytpunkt när tillgång till rymden inte bara är för enstaka aktörer eller nationer och det är häftigt att arbetet som vi lägger ner här i Trollhättan är en del av den utvecklingen, avslutar Johan Andersson.