Sven Grahn
Projektet Hygrosond-2 var direkt knutet till Odinsatelliten, en rymdfarkost som Rymdbolaget utvecklat på
uppdrag av Rymdstyrelsen och rymdorganisationerna i Kanada, Finland och Frankrike, och
som sändes upp i februari 2001. Odins uppdrag var från början
dubbelt, aeronomi och astronomi. Ändamålet med
Hygrosond-2 var att validera Odins aeronomimätningar och att tillhandahålla kompletterande aeronomidata.
MISU använde en
förbättrad version av den hygrometer för att mäta vattenånga i
stratosfärem och mesosfären som togs fram för projektet Hygrosond-1. Hygrometern var avsedd att ge
en detaljerad vattenångeprofil och ge information om horisontell transport av vattenånga.
Förutom hygrometern medförde raketen ett experiment från University of Colorado som var avsett att mäta förekomsten av joniserade ispartiklar.
En
kombinerad kampanj
Hygrosond-2 var en del av en sammansatt kampanj för
att validera Odins mätningar. Tre små meteorologiska raketer från NASA mätte temperatur,
täthet och vind i den övre stratosfären och mesosfären. En ballong
med ytterligare en hygrometer från MISU (Skerries) sändes också upp från Esrange. Ballongen medförde också
instrument för att mäta ozon, temperatur, täthet och vind i den
lägre delen av atmosfären. Markbaserade instrument mätte temperatur i "mellanatmosfären och
vinden i den övre atmosfären. Alla dessa aktiviteter koordinerades med en Odinpassage i
närheten av Esrange.
Skjutvillkor
Skjutvillkoren
var stränga. Raketen måste tvunget sändas upp i totalt mörker och frånvaro av
månsken och norrsken och dessutom måste starten koordineras med en morgonpassage
av Odin. Satelliten hade sänts upp i en bana vars markspår låg vid
dag-natt-linjen (terminatorn).
Meteorologiska Institutionen vid Stockholms Universitet (MISU) var den forskningsinstitution som stod bakom Hygrosond. Vetenskaplig ledare för projektet var Jörg Gumbel (MISU) och Jacek Stegman (MISU). Mikhail Khaplanov från MISU var den forskningsingenjör som konstruerat MISU:s utrustning.
Läs mer om
Hygrosond-2 på MISU:s hemsida. Där sätts projektet
in i sitt vetenskapliga sammanhang .
Den rakettyp som användes var en enstegs "Improved Orion". Hygrosond-1 och -2 var de första sondraketprojekt i Rymdbolagets regi i vilka man använde en enstegsraket baserad på Orionmotorn, i detta fall versionen M112, motorn till luftvärnsroboten I-Hawk, Improved Hawk.
|
Rymdbolaget utvecklade raketsonden och hela raketekipaget. Nyttolastmodulerna utvecklades i nära samarbete mellan Rymdbolaget och MISU. Instrumenten var naturligtvis helt och hållet forskargruppernas ansvar.
Projektledare för Hygrosond-2 på Rymdbolaget var Jimmy Thorstenson. I projektteamet ingick också Malte Sjökvist, Tomas Carlsson och Sven Wallin från Rymdbolaget. Koordinator för Esranges insatser i projektet var Lennart Andersson.
Hygrosond-projektet började med kick-off-möte den 8 januari 2001. Ytterligare arbetsmöten hölls den 13 februari 2001, 10 april 2001. Slutlig konstruktionsgenomgång (Critical Design Review) hölls den 12 juni 2001.
Sammansättningen av sonden inleddes med en teknisk genomgång (Integration Readiness Review) den 21 september 2001 och provningfasen inleddes med en genomgång den 26 oktober 2001 och själva provningsarbetet genomfördes vid provningsanläggningen PackForsk (numera Innventia) i Kista utanför Stockholm under perioden 22-26 oktober 2001 och den 5-9 november 2001. Därefter transporterades all utrustning till Esrange och uppskjutningskampanjen inleddes den 5 december 2001.
Att projektförloppet var såpass snabbt berodde troliegn på att Hygrosond-2 ursprungligen var tänkt att sändas upp i december 2000, men fördröjnnigar i uppsändningen av Odin fördröjde också Hygrosond-2. Visst förberedande arbete genomfördes därför före 2001.
Huvudinstrumentet på Hygrosond-2 var en förbättrad version av den optiska hygrometern som utvecklades av Meteorologiska Institutionen vid Stockholms Universitet (MISU) och Centrala Aerologiska Institutet i Moskva för Hygrosond-1. Dess funktionssätt beskrives i artikeln om Hygrosond-1.
Typiskt för atmosfärforskningsnyttolasterna är förekomsten av gyroplattformen MIDAS från Space Vector Corporation. Eftersom dessa nyttolaster nästan alltid médförde fotometrar av olika slag var det extremt viktigt att veta observationsgeometrin. Magnetometer och solsensor kan i princip ge denna information, men det kräver en solbelyst sond och man får i allmänhet mångtydiga matematiska lösningar på raketens inriktning. Gyrot ger desutom attityddata i realtid.
Delsystemen på Hygrosond-1 var i vanlig ordning de som användes på alla liknande sondraketer vid den här perioden. Det var en av grundidéerna bakom sondraketprogrammet - standardlösningar som kunde modifieras efter behov. Rymdbolaget ansvarade för telemetrienkodern, en fundamental del av gränssnittet mot forskarnas experiment. Rymdbolaget utvecklade också speciella gränsnittskretsar för vissa instrument och för gyrot.
Data för några av Hygrosonds delsystem | |
Telemetri |
|
Baninmätning |
|
Attitydmätning |
|
Tiddon |
|
Bärgningssystem | Det av Rymdbolaget modifierade NASA-systemet.
Användes i NLC-91 och NLC-93. |
Händelse | Tid (s) | Höjd (km) |
Raketen lyfte |
0 |
0 |
Brinnslut |
25 |
21 |
Noskonen kastades av |
47 |
45 |
Topphöjd |
148 |
95 |
Raketmotorn avskiljdes |
160 |
95 |
Hygrometern drogs tillbaka |
275 |
21,5 |
Fallskärmen fälldes ut |
- |
6 |
Informationen nedan är hämtad från slutrapporten om Hygrosond-2 (1):
"Falling
spheres"-nyttolasterna levererades med lastbil.
Nyttolasten bärgades. Personalen
började resa hem.
Datum
Händelse
5 dec 2001
Personalen anlände.
Uppbackning, batterikontroll.
6 dec 2001
Iordningsställande av kablaget till
startrampen.
7 dec 2001
Prov radioförbindelsen till telemetristationen,
prov med GPS-modulen.
8 dec 2001
Reservdag.
9 dec 2001
Prov med bärgningsmodulen.
10 dec 2001
Prov med radiofyren, flygsimulering,
bärgningsmodulen installerades på raketmotorn.
11 dec 2001
Raketen sattes upp på startrampen. Nyttolasten installerades på motorn och provades.
13 dec 2001
14 dec 2001
Testned
räkning och "Flight readiness review"
.
15 dec 2001
Provuppskjutning
av två Super-Loki-raketer.
16 dec 2001
Riktig nedräkning. Fyra raketer och en ballong sändes upp.
17 dec 2001
"Postflight meeting".
18 dec 2001
![]() T.v.: Malte Sjökvist (t.v.) och Tomas Carlsson sätter samman Hygrosond-2. T.h.: Hygrosond-2 görs klar i "Skylark-hallen" på Esrange. |
![]() |
|
|
Data |
Hygrosond-2 |
Startdatum |
16 december 2001 |
Starttid |
0512 UT |
Startplats |
Esrange |
Startramp |
MRL-rampen |
Rakettyp |
Improved Orion (Hawk M112) |
Nyttolastmassa |
95,3 kg |
Nyttolastlängd |
2743,5 mm |
Raketens längd |
5542,5 mm |
Raketens startvikt | 516 kg |
Topphöjd (nom) |
90,5 km |
Bäring till nedslaget för nyttolast | 2,8° |
Avstånd till nedslaget för nyttolast |
58,9 km |
Bäring till nedslaget för motorn | 346° |
Avstånd till nedslaget för motorn |
74 km |
Bärgning |
Ja |
GPS-inmätningen av banan fungerade bra trots att mottagaren inte "låste" på de nödvändiga fyra GPS-satelliterna förrän 48 sekunder efter starten (se figur ovan). Detta var emellertid precis när noskonen kastades av och den vetenskapliga mätfasen inleddes. GPS-mottagaren levererade positiosndata under resten av färden med uppdateringsfrekvensen 10 Hz .
|
FONT>
Starttid (UT)
Raket
Mätintervall
0311:30
Super-Loki 1
59,1-25,0 km
0512:00
Hygrosond-2
76-22 km
0543:00
Super-Loki 2
59,2-30,3 km
0618:00
Super-Loki 3
93,2-29,8 km
Hygrosond-2-nyttolasten återfanns den 18 december 2001. Det var tydligt att nyttolasten släpats utefter marken av fallskärmen en sträcka på ungefär 100 meter. De starka vindaerna hade också slitit sönder fallskärmen.
p>
Vattenångeprofilen som erhölls med Hygrosond-2 visas
nedan. 1. Hygrosonde-2 Final
Report, Jimmy Thorstenson, redaktör, Rymdbolagets dokument SUV1-S17,
den 5 juni 2002 Resultat
Från Lossow et al (2).Källor
2.
Middle atmospheric water vapour and dynamics in the vicinity of the polar vortex during
the Hygrosonde-2 campaign, S. Lossow