KTH Space Rendez-vous 2024

Jörgen Städje
3 dagar sedan

Du kanske inte visste att Tekniska Högskolan i Stockholm är en stor rymd-aktör i Sverige? Då ska du gå på rymdmötena. Där får du se hur KTH utbildar dem som ska bli de framtida rymdingenjörerna och raketbyggarna i Sverige.

Två gånger om året visar Tekniska Högskolans Rymdcentrum upp sig och presenterar sin verksamhet och sina industrisamarbeten på ett rymdmöte i Electrumhuset i Kista, som handlar väldigt mycket om satelliter, raketer, stratosfärballonger och liknande. Dessutom presenteras ett antal studentprojekt på rymdsidan. Duktiga doktorander som gjort särskilt viktiga arbeten belönas samtidigt.

Vad det främst handlar om är att KTH vill bli mera synligt och visa upp sin rymdverksamhet för allmänheten. Dessutom vill man både få in mera ”rymd” i den övriga universitetsutbildningen, såväl som att få in mera ”rymd” även i grundskolan.

Och det är inte vem som helst som delar ut priserna, utan vår favorit-rymdis professor Christer Fuglesang, som dessutom är föreståndare för KTH Rymdcenter.

I år hade 240 intresserade hörsammat inbjudan och fick dessutom avnjuta rymdtårta under fikapausen.

Industripresentationer

Första halvan av föreställningen bestod av presentationer av de företag som KTH samarbetar med på rymdområdet.

Man kan börja med Frontgrade Gaisler som påstod att man har sina processorer utspridda över hela solsystemet. Utöver processorer sysslar Gaisler med utrustning som ska tåla vakuum och strålning. Cybersäkerhet i rymden är något helt nytt som tyvärr måste till, varför Gaisler använder sig av kryptering och autenticering av programvaran vid systemstart, såväl som andra skydd mot hackning.

GR712RC är en tvåkärnig LEON3FT SPARC V8-processor med hög tillförlitlighet och med avancerade gränssnittsprotokoll, konstruerad för flygtillämpningar. GR712RC tillverkas av Tower Semiconductors Ltd., med standard 180 nm CMOS-teknik. Den nyttjar RadSafeTM-tekniken från Ramon Space, vilket gör den överlägset stråltålig och ger utmärkt prestanda även med låg effekt. GR712RC har en stort antal kommunikationsgränssnitt, så att olika system kan implementeras med samma krets och därigenom förenklar inköp, menar Gaisler.

LIGHTer är en branschöverskridande forsknings- och innovationssatsning med syftet att stimulera utveckling av lättviktsteknologier, processer och material. De driver ett antal program som innefattar flera svenska universitet, såväl som industrin.

LIGHTer-projektets Oxeon berättade om hur viktigt det är att hålla nere vikten i rymdprodukter. Det är dyrt att skicka upp saker i rymden, men i och med SpaceX-raketerna blev det plötsligt billigare. Ju tunnare man kan göra solcellerna, desto billigare blir satelliterna. Gärna i väldigt tunna lager av Oxeons kolfiber TeXtreme. Oxeon skapade dessutom en kvadratisk rymdseglare och visade en film om utvecklingsarbetet. Det häftigaste projektet var dock att utveckla vingarna till den endast 1,8 kilo tunga mars-helikoptern Ingenuity. Som talaren själv sade ”det enda sättet att förutsäga framtiden är att skapa den själv”.

StarWars är ett annat LIGHTer-projekt där även Saab är inblandat, med avsikt att möjliggöra vikt- och energibesparingar genom ökad användning av höghållfasta aluminiumlegeringar i lastbärande detaljer som tillverkas genom additiv tillverkning. Man visade olika 3D-printade detaljer i olika aluminiumlegeringar och jämförde med titan. Aluminium är 23 procent lättare än titan och billigare, men 3D-utskrivna detaljer har problem med interna sprickor. StarWars visade hur man kommit förbi problemen med sprickor och kunnat skapa hållbara ytbehandlingar, till exempel förbättrad eloxering.

Bild: Procada

Därnäst kom Procada, som utvecklar 3D-skrivarteknik som skapar helt nya möjligheter inom en rad branscher. Man framhöll särskilt 3D-framställda flygplans- och raketmotorer och hur dessa skulle kunna framställas med DED, Directed Energy Deposition. De har utvecklat robotar som bygger upp delar till flygplan och liknande genom att deponera tråd-material i tre dimensioner och efterbehandla med laser.

Belöningar för bästa examensarbete på kandidat- resp masternivå

Vi vet fortfarande inte riktigt hur norrskenet blir som det blir, eller exakt var det uppstår. Norrsken uppstår då de laddade partiklarna från Solen störtar ned mot Jordens poler, men polerna byter riktning med årstiderna och Cecilie Holmen och Mattias Wang tog reda på hur det påverkar norrskenet: Cusp Aurora Appearing at the Dayside tip of Transpolar Arcs – Dependence on IMF and Dipole Tilt. https://www.kth.se/polopoly_fs/1.1346131.1719310293!/KEx_Holmen%20_Wang.pdf

Antag att man flyger med en satellit runt en komet eller liknande, där man inte vet hur densiteten varierar, och därmed hur gravitationen ser ut i olika riktningar. Det är riskfyllt att flyga småsatelliter nära kometer, men med AI-metoder utvecklade av Rasmus Maråk kan satelliten, eller en hel satellitsvärm lära sig hur de ska manövrera i varierande gravitation, kompensera för solvindens inverkan och kometens sublimering (kometsvansen): Trajectory Optimisation of a Spacecraft Swarm Maximising Gravitational Signal. https://www.kth.se/polopoly_fs/1.1346132.1719310505!/EX-RasmusMar%C3%A5k.pdf

Professor Fuglesang delade ut priserna.

Utställning

Under fikat kunde man avnjuta en minimal, om än utställning av rymdsaker, som delar till raketmotorer i studentraketprojektet ÆSIR, diverse integrerade kretsar, suga i sig information om intelligenta elektroniksystem mm.

Här visar Sven Grahn upp en del av studentsatelliten MIST, en tremodulers Cubesat. Den beskrivs närmare här: https://www.teknikaliteter.se/2023/11/14/rymdaventyr-pa-teknis/

Projektbeskrivningar

Sven Grahn är verkligen en historisk och dessutom en väldigt spirituell föredragshållare. Han har medverkat i alla de svenska satellitprojekten, Freja, Astrid, SMART-1 med flera.

Hans föredrag handlade om hur man skapar en rymdfarkost som bara fortsätter att fungera och hur man inte blir försänkt i byråkrati under tiden. Han krav på funktion är höga: det går inte att felsöka efteråt, det ska bara fungera. Under föredraget visade han i detalj hur man bär sig åt för att få en satellit att bara fortsätta fungera åt ut och år in, långt efter den avsedda livstiden. Dessutom har han ett motto: Åk till Månen, åk tillbaka och gör det före ryssarna. Kan inte hård-tekniska föredrag få vara roliga också?

Hur man kollar svarta hål med stratosfärballong

Röntgenpolarimetri är när man mäter röntgenstrålning från universum för att hitta polariserad röntgenstrålning. Teorin sade att vanliga röntgenstrålare som stjärnor och svarta hål borde sända ut opolariserad röntgen, medan röntgen som reflekterats mot något, borde bli polariserad, på ungefär samma sätt som solljus polariseras när det reflekteras mot en vattenyta.

Mózsi Kiss vid fysikinstitutionen berättade hur ballongexperimentet XL-Calibur verifierade att röntgenstrålningen från det svarta hålet Cygnus X-1 faktiskt var polariserad.

Det är bara ett problem: hård röntgen på 20-60 keV kommer inte igenom atmosfären, utan man måste upp 40 kilometer i stratosfären för att kunna mäta det. Då tvingas man ta till en ballong stor som två Globen för att kunna lyfta mätutrustningen. Nästa problem är att röntgen inte låter sig fokuseras mot en sensor som ljus i en kamera utan måste brytas ihop mot ett fokus med en mycket speciell rörformad röntgenspegel. Men röntgenfotoner låter sig inte speglas hur lätt som helst, utan fokallängden blev hela 12 meter.

Det fungerade. Det visade sig att röntgenstrålning som sändes ut direkt från det svarta hålet Cygnus X-1 var opolariserad, medan strålning som fått studsa på ackreationsskivan var polariserad.

Ballongen lyfte från Esrange och landade lyckligt i Kanada. Utrustningen XL-Calibur var oskadd och kunde fiffas upp och återanvändas.

Nord- och sydpolsväder

OHB är det företag som byggde den svenska satelliten SMART-1, som gjorde en lång reva i Månen. Satelliten var avsedd att testa jonmotorns väl och ve. Den sköts upp 2003 och använde sig av solcellsdrivna jonmotorer för att placera sig i omlopp runt Månen. År 2006 var det slut och man beslutade att krascha SMART-1 på Månen. Det blev en magnifik repa på 20 meter.

Arctic Weather Satellite. Bild: Rymdstyrelsen.

Nu diskuterade Enne Hekma från OHB hur man arbetade med Arctic Weather Satellite. Problemet med dagens vädersatelliter är att de inte täcker in Arktis och Antarktis. Det vill ESA ändra på och därför ska AWS gå i en nord-sydlig omloppsbana som passerar polerna. Detta kommer att ge oss betydligt bättre förståelse än idag om väder och klimat i de polära regionerna.

Professorn i lättkonstruktioner Malin Åkermo berättade om strukturer i kompositmaterial för flyg- och rymdapplikationer. Kompositmaterial består av lätta och styva fibrer som bär den mekaniska lasten. Fibrerna är omgivna av en polymermatris, vilken skyddar och håller dem på plats. Detta ger ett flexibelt materialsystem med möjlighet till skräddarsydda mekaniska egenskaper och lägre komponentvikt än för mer traditionella konstruktionsmaterial. Idag består 50 procent av den lastbärande strukturen i moderna civila flygplan av kompositmaterial.

Paneldiskussion

Alltihop avslutades med en paneldiskussion där de mest färgstarka representanterna var med. Ämnet var: Vad krävs för att bli en rymdsystemingenjör? Hur hittar man folk som vill utveckla rymdsystem?

Debatten krävde att deltagarna hade djupa kunskaper, inför frågor som: Vilka krav ska man ställa? Vad är en god ledare? Vad är ett system? Sven Grahn svarade särskilt på frågan: Vilka egenskaper bör man värdesätta? Han svarade att ”Man ska hitta folk som kan samarbeta och kan lösa varandras problem. Jag har själv anställt flera såna!”

Här aktiverades verkligen publiken och den avslutande frågan blev: Hur ska man bära sig åt för att få vara med om en uppskjutning? Det enkla svaret blev: Sök jobb på Esrange. De söker folk och ska snart börja skjuta upp satelliter. Undertecknad har själv varit med om en uppskjutning på Esrange och kan försäkra att det är majestätiskt.