Unik forskning ska ge grönare framdrivningssystem hos raketer
Antalet raketuppskjutningar förväntas öka i framtiden. Alexis Bohlin, forskare i rymdtekniska system vid Luleå tekniska universitet, hoppas kunna bidra till grönare raketmotorbränsle och komponenter som ger mindre klimatpåverkan. – Målet är att förbättra verkningsgraden och minska utsläpp hos den moderna raketteknologin, säger Alexis Bohlin.
– En möjlig lösning som också är teknologiskt och ekonomiskt hållbar, vore att använda förnybara bränsle-flexibla drivmedel, exempelvis flytande metan, etanol, metanol, ammoniak, väte-peroxid och flytande väte, det vill säga bränslen med låga kol-till-väte förhållanden och som kan produceras lokalt med hjälp av den gröna energin som finns att tillgå i Norrbotten.
För att uppnå önskat resultat kommer Alexis Bohlin att använda unik laserdiagnostik. Det finns flera fördelar med metoden. Bland annat kan laserdiagnostik kvantifiera viktiga egenskaper som temperatur, ämneskoncentration och densitet hos det kemiskt reagerande flödet utan beröring och stör alltså inte den inneboende kemiska processen vid mätområdet. Dessutom levereras informationen med utmärkt rums- och tidsupplösning och med rumstemporal korrelation vilket är det nya inom disciplinen.
– En så pass skarp mätkapacitet är centralt viktig vid experimenten. Vi är övertygande om att det kommer resultera i nya upptäckter och göra raketers framdrivningssystem mer ”gröna” och hållbara.
Laser och flammor
Alexis Bohlin är i grunden fysiker och utbildad vid Lunds universitet. Han har under sin forskarkarriär utvecklat användningen av avancerad laserdiagnostik vid studier av flammor som ligger till grund för kemisk framdrivning. Via en postdok på Sandia National Laboratories i USA och flera år vid fakulteten för luft och rymdfart på Delft tekniska universitet i Nederländerna, har han nu landat i Kiruna där han ska ta sitt forskningsområde i en något ny riktning – ut i rymden.
– Jag har alltid ett perspektiv på fysiken: den innefattar allt, och genom mina experiment har jag haft ett nära förhållande till rymden via tänket om rums- och tidsupplösta mätningar. Storleksordningen är så klart annorlunda i laboratoriet jämfört med himlakropparna, men det är inte heller alltid som allt är oändligt inom rymden. Våra verktyg och modeller att kvantifiera kemiskt reagerande flöden och beskriva hur flammor propagerar, är verktyg som också går att applicera på stjärnor och plasmatillstånd, säger Alexis Bohlin.
Nytt labb i Kiruna
Planen är att bygga ett laboratorium som är speciellt anpassat för att testa relevanta körförhållanden hos raketmotorer baserade på vätskedrivmedel. Testfaciliteten är förlagd på Esrange rymdcenter där Luleå tekniska universitet samverkar med bland annat Isar Aerospace Sweden AB och SSC, Svenska rymdaktiebolaget. Syftet med verksamheten är att höja kunskapen inom området och att utveckla innovativ teknologi som förbättrar verkningsgraden hos raketmotorer och som möjliggör rigorösa tester av viktiga egenskaper hos hållbara drivmedel för raketer.
– Den moderna raketteknologin har ett riktigt uppsving, inte minst på rymdbasen Esrange vars främsta uppdrag är att sätta satelliter i omloppsbana. Vi ser ett starkt kommersiellt intresse för rutinmässig drift av uppskjutningsfordon och returnering av raketsteg och det kommer bli ett strategiskt viktigt forskningsområde för Luleå tekniska universitet, avslutar Alexis Bohlin.
