​ Miniatyriserad rymdteknik - hetare än någonsin

För att göra rymdteknik tillgänglig för den breda massan krävs att kostnaden minskar. Då uppskjutningen utgör en betydande del av denna kostnad, och står i direkt relation till rymdfarkostens massa finns stora besparingar att hämta genom att göra farkosterna mindre. I en ny avhandling från Uppsala universitet har Ville Lekholm utvecklat processer för tillverkning av keramiska mikroraketer som tål mycket höga temperaturer.

Så kallad mikrosystemteknik möjliggör miniatyrisering av komponenter så att exempelvis sensorer lika de som används på kryssningsfartyg för att stabilisera fartygen vid hög sjö idag återfinns i de flesta mobiltelefoner. Denna teknik erbjuder möjligheten att markant minska storleken även på sensorer och instrument för rymdtillämpningar.

- Men även om en hel del teknik existerar idag som kan göra rymdfarkoster många storleksordningar mindre, så utgör framdrivningssystemen en utmaning, säger Ville Lekholm vid institutionen för teknikvetenskaper som i dagarna lagt fram sin avhandling i mikrosystemteknik vid Uppsala universitet.

Ett populärt alternativ som användes bland annat på Philae-landaren, som i höstas landade på en komet, är så kallade kallgasraketer. Dessa verkar genom att trycksatt gas pressas genom ett munstycke och lämpar sig, tack vare sin enkelhet, mycket väl för miniatyrisering. De begränsas dock av verkningsgraden, då de är helt beroende av att en tillräcklig mängd bränsle för hela farkostens livslängd finns tankat och klart från start. För att minimera bränsleåtgången krävs därför att raketerna verkar så effektivt som möjligt.

I motsats till vad namnet kallgasraket antyder är det inte med nödvändighet kall gas som pressas ut. Tvärtom ökar verkningsgraden ju högre temperatur man kan tillåta i raketmynningen. I detta syfte har Ville studerat material och utvecklat processer för tillverkning av keramiska mikroraketer som tål temperaturer över 1000 °C. För att ytterligare förbättra raketernas prestanda har en testprocedur tagits fram genom vilken direkt avbildning av gasutblåsen är möjlig.

Slutligen har även flödessensorer studerats som kan integreras med raketen, och därigenom möjliggör noggrann övervakning av bränsleåtgången.

För mer information kontakta Ville Lekholm, tel: 018-471 31 14, 0736-83 94 11, e-post: ville.lekholm@angstrom.uu.se
 
Lär hela avhandlingen High-Temperature Microfluidics for Space Propulsion i fulltext.