Kernen i Copenhagen Suborbitals booster er en såkaldt hybrid raketmotor, hvilket er en motor der anvender drivmiddel i to forskellige tilstande. I Copenhagen Suborbitals HEAT motor, er der tale om flydende ilt og fast epoxy.
Konceptet bag hybridmotorerne er at ilte det faste brændstof ved hjælp af motorens iltningsmiddel. Indtil motoren skal startes holder man drivmidlerne adskilt, men ved start åbnes for tilføjelsen af iltningsmiddel. En antændelseskilde kan herved starte en forbrænding i blandingslaget mellem de 2 drivmidler, når iltningsmidlet strømmer forbi raketmotorens faste brændstof. Det er en mere kompleks løsning end den rene fastbrændstofsmotor (ligesom en nytårsraket), men det ekstra arbejde opvejes af den sikkerhed man opnår, ved at have drivmidlerne adskilt indtil brug – de kan ikke brænde eksplosivt i adskilt tilstand.
Hybridraketter har en række fordele i forhold til både fastbrændstofraketter og raketter med 2 flydende drivmidler. Primært er den langt mere simpel end en motor med 2 flydende drivmidler (som anvendes i de fleste større NASA raketter) og sekundært er den mindre tilbøjelig til at eksploderer, hvilket er en fordel, når der sidder en astronaut på toppen. I forhold til fastbrændstofraketten, kan man kontrollerer hybridrakettens ydelse, ved at varierer tilføjelsen af iltningsmiddel. I forhold til raketter med flydende drivmidler, vil hybridraketten oftest kunne fremstilles med et mindre kammer til brændstoffet, da brændstof i fast form oftest vil have højere tæthed og derved en højere brændværdi for et givent rumfang.
Tværsnit af Copenhagen Suborbitals raket – epoxy i brunt; ilt i rødt
Hybridraketter er meget anvendte i amatørraketkredse, netop fordi de giver overnævnte fordele. Det hele er dog ikke uden faremomenter, da muligheden for gennembrænding af selve brændstofbeholderen er mulig – brændstoffet er ofte støbt direkte i beholderen og berør derfor siderne der ofte er rakettens primære struktur. Til gengæld kan motoren så ikke eksplodere så længe resten af raketten er intakt – en form for tilstopning af motorens flow, vil sandsynligvis kunne opbygge et tryk der sprænger raketten – men altså ikke drivmidlerne som sådan.
Test af en mindre hybridmotor på NASA's John C. Stennis Space Center
Man har anvendt hybridmotorer siden 1930erne, hvor Sovjetunionens GIRD bureau forskede i raketteknologi og fremstillede en lang række motorer. Deres GIRD-9 raket, der fløj i 1933, var drevet af flydende ilt og benzengele. Tyskerne havde selvfølgelig også fat i hybridmotoren og fremstillede flere typer, inden de låste sig fast på ætanol/oxygen drivmidlerne der blev anvendt i V-2 raketten (V-1 havde ikke en raketmotor men en pulsjetmotor).
GIRD-X (1933) var ikke en hybrid, men billedet var for fedt til at udelade...
Det mest kendte private rumfartsprogram er nok Burt Rutans og Paul Allens Aerospace Ventures, der består af Rutans Scaled composites (teknologi, hjerne og arbejde) og Allens uudtømmelige pengepung (han var medstiften af Microsoft, så han har lidt på kistebunden). Aerospace Ventures var i 2004 den første private organisation der nåede ud i rummet (over 100km) og vandt derved Ansari X Prisen på $10 millioner. Deres fartøj, SpaceShipOne, var drevet af en nitrous oxide/ Hydroxyl-terminated polybutadiene hybrydraket. Vi skal snart se lidt mere til Aerospace Ventures og SpaceShipOne.
SpaceShipOne og astronauten Mike Melvill efter deres epokegørende tur i rummet
Holdet bag Tv-programmet Top Gear brugte også hybridraketter, da de i 2007 sendte en Reliant Robin, ombygget i stil med rumfærgen, til vejrs med 6 butikskøbt hybrid raketmotor fra firmaet Contrails Rockets. Hver enkelt motor havde en gennemsnitsydelse på 8500 punds thrust. Affyringen var vellykket, men ”bilen” blev ikke separeret fra den store hovedtank (en tom tank, tilføjet af kosmetiske årsager) og hele dynen styrtede i jorden – eksplosionen der ses i udsendelsen er tilføjet for dramatisk effekt.
HEAT motoren som Copenhagen Suborbitals tænker at anvende, er ved at være klar til test ude på Refshaleøen. Den er 60cm i diameter og godt 12m lang (inklusive en tank med 650 kg flydende oxygen). HEAT forventes at yde lige over 4000 kgf (40kN) i gennemsnit over 60 sekunder – hvorefter Madsen skulle være på vej mod rummet. HEAT afprøves på Refshaleøen den 7. Februar – steampunk.dk ønsker held og lykke.
HEAT raketstumper hos Copenhagen Suborbitals
Tags: Copenhagen Suborbitals, micro spaceship, rumfart, rumflyvning, teknologi
