Raketekipagets dimensioner. Skiss Saab-Scania.
|
Raketekipagets dimensioner. Skiss Saab-Scania. |
Sven Grahn
Det ambitiösa projektet S7 Norrskenssonden genomfördes av Rymdtekniska gruppen och Saab-Scania i februari 1972. Redan den 15 september 1972 startade nästa sondraketprojekt: S10 Substorm. Projektet omfattade två sonder och även denna gång var bärraketen av typen Nike-Tomahawk. Tanken var att båda sonderna skulle sändas upp från Esrange under en s.k. substorm. Projektet genomfördes i rask takt och acceptansproven med nyttolasterna genomfördes i Linköping under perioden 28 maj-5 september 1973. Saab-Scania levererade formellt sonderna till Rymdbolaget den 17 september 1973.
Saab-Scania utvecklade och byggde raketernas nyttolaster. Sammansättningen av nyttolasterna gick till så att forskargrupperna kom till Saab-Scania med tillslutna elektroniklådor och tillhörande känselkroppar eller detektorer där de monterades in i nyttolasterna.
Jonny Andersson var projektledare hos Saab-Scania. I deras projektteam ingick Manne Jonsson som telemetriansvarig. Manne Jonsson tillhörde mätavdelningen på flyg men kom senare att flytta över till robotsektorn och sondraketgruppen.
Man ser av detta vilka resurser som fanns hos Saab i Linköping och hur en liten verksamhet som raketsondverksamheten kunde dra nytta av den omfattande personalresursen inom flyg- och robotutveckling. Torbjörn Forsell hade ansvar för övriga elektrisk system. Uno Fröberg hade ansvar för mekaniska system och Inge Green för strukturanalys.
Så det var ett litet projektteam hos Saab-Scana som utvecklade S10-sonderna. Man kan i Rymdbolagets arkiv finna en artikel ur en facktidskrift med titeln "How to run a small project in a large organization". Jag har bestämt för mig att den artikeln var en del av Rymdbolagets debatt med Saab-Scania om hur sondraketverksamheten i Linköping borde organiseras.
Rymdbolaget, som bildats den 1 juli 1972 genom sammanslagning av Rymdtekniska Gruppen i Solna och Esrange, ansvarade för projektledning och genomförandet av försöket. S10 blev därför det första rymdprojekt som genomfördes av det nya bolaget. I och med S10 tog Rymdbolaget över utveckling och leverans av sondernas telemetrisystem som i detta projekt byggde på det norska Akers 1001. Rymdbolaget tillhandahöll också systemen på marken för baninmätning .
| Modul | Längd (mm) | |
| Nossektion, konisk del |
900 |
Alla moduler: Diameter 305 mm. Noskonens konvinkel 1:3 |
| Nossektion, cylindrisk del |
445 |
|
| Cylindrisk nyttolastsektion |
545 |
|
| Anslutningsring till Tomahawk |
189 |
Övergång från 305 mm till Tomahawks diameter på 228,6 mm |
| Totalt |
2079 |
Den totala vikten av varje nyttolast var endast 96 kg (mot 129 kg för Norrskenssonden). vilket beräknades ge raketerna en topphöjd runt 235 km (mot ca 190 km för Norrskenssonden). S10-sonderna hade en diameter av 305 mm och längden var 2079 mm.
|
Raketernas start- och slutvikter | |
| Del | Massa (kg) |
| Nyttolast |
96 |
| Tomahawk |
245,9 |
| Nike |
591,5 |
| Total startvikt |
933,4 |
| Utan noskon, luckor och utbränt andra steg |
73,0 |
S10-sonderna med och utan noskon uppställda hos
Saab-Scania i Linköping.
En
noskon står i mitten. (Foto: Saab-Scania)
De två sonderna var identiska och innehöll sex experiment från fyra forskarinstitutioner: Ett experiment från KTH skulle mäta elektriska fält mellan två utfällbara bompar. I varje bomända satt sfäriska mätkulor. I utfällt läge var det cirka 4 m mellan mätproberna. Uppsala Jonosfärobservatorium svarade för tre experiment. Ett experiment mätte elektrontäthet med hjälp av mätprober monterade på två mindre bommar. Det andra UJO-experimentet observerade norrskensljuset med fotometrar medan det tredje var ett Faradayrotationsexperiment. I sonden fanns också ett experiment byggt av NASA.
| Experiment | Beskrivning |
| NASA |
NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland (Dr R Hoffman) levererade ett instrument som mätte energispektrum hos norrskenspartiklarna. |
| KTH |
Plasmafysikinstitutionen vid Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm ansvarade för ett experiment som mätte både statiska och varierande elektriska fält. Instrumenteringen bestod av två utfällbara bommar med 1,5 meters längd. Ansvarig forskare på KTH var Ulf Fahlesson. |
| KGO |
Kiruna Geofysiska Observatorium (nuförtiden Institutet för Rymdfysik) levererade ett instrument som mätte energi- och riktningsfördelningen av norrskenspartiklar i energiområdet 1-15 keV och 40-150 keV. Ansvarig forskare var Rickard Lundin. |
| UJO-1, UJO-2, UJO-3 |
Uppsala Jonosfärobservatorium (nuförtiden Institutet för Rymdfysik i Uppsala) levererade experimenten (ansvarig forskare för UJO:s experiment var Bengt Holback):
|
 |
|
|
|
Data för några av S10-sondernas delsystem och viktiga apparater | |
| Batteripaket |
Batteri 1: +28 V 50 celler Deac 1000
DKZ (2 Ah) för telemetrisystemet. Dessutom fanns spänningsregulatorer från
Rymdbolaget som tillhandahöll |
| Telemetri | 400,55 MHz, 2 Watt, fasmodulerad,
“Quadraloop”-antenner, PCM 120 kbit/s. Sändare: Teledyne TR2300, Antenner: Bronzavia TM5. |
| Baninmätning | Mottagaren för tone ranging på 33,85 MHz integrerat
i experimentet UJO-1 (Faradayroation). Interferometer för 400,55 MHz på marken. |
| Magnetometer | Tvåaxlig magnetometer, Schonstedt RAM-72C |
| Bommar | KTH levererade sina egna bommar och UJO:s bommar tillverkades av Rymdbolaget. |
| Barometriska strömbrytare | Condec 214040 |
| Tiddon | Raymond 1060-10G-180T-8SPDT och 1060-10G-360T-8SPDT |
| Kraftomkopplare | Ledex (13-polig, tvåvägs)128941-001 |
Att få iväg S-10-sonderna skulle visa sig besvärligt. Det första försöken att få iväg dem skedde under perioden 10 oktober-8 november 1973, men väder och vetenskapliga förhållanden samarbetade inte. Raketekipagen kördes ut till två Nikestartramper inför varje kvälls nedräkning. Varje morgon togs raketerna in i klargöringshallen efter avslutad nedräkning ifall det inte blev skott.
Nya försök att sända upp sonderna ägde rum under perioden 17 november-6 december 1973 med samma nedslående resultat. Efter ett längre uppehåll för jul och nyår återupptogs raketkampanjen den 6 februari 1974 och två veckor senare (20 februari 1974), under den 52:a nedräkningen, lyckades det äntligen att sända upp de båda S10-sonderna.
Bengt Holmqvist, veteran på Rymdbolaget. berättar om kampanjen på följande sätt (3):
"... Jag är rätt säker på att vi använde [startramperna] Nike-West och Nike-East. Den senare stod på andra sidan gången till Skylarktornet bortåt raketförrådet. Jag vill minnas att Erik [Söderdahl, Rymdbolaget i Solna, 1924-2010], "knapptryckare" i blockhuset, hade två identiska launchkonsoler, en för vardera ekipaget. Båda nyttolasterna klargjordes i nedräkningen och jag tror viss förvirring med beteckningen på dem kunde uppstå, för när man närmade sig skott och hade slagit över den ena nyttolasten till internkraft undrade plötsligt Erik, som ibland hade något sjätte sinne, vilken payload man egentligen tänkte skjuta. Det var tur för han hade tummen på knappen till den andra men kunde snabbt skifta..."
|
|
|
 Tomahawk med nyttolast monteras på Nikestartraketen i Skylarkhallen på Esrange. Ekipaget monteras på en räls som körs ut till startrampen i ett stycke. Raketerna togs ut till startramperna inför varje nedräkning och sedan tillbaka till monteringshallen om det inte blev någon upp- skjutning. (Foto. Saab-Scania) |
|
|
Följande lista beskriver kortfattat vad som
var tänkt att hända från det att raketen startade till dess att den åter nådde
marken. Händelse
Planerade händelser under raketfärden
(nominellt)
Tid
(s)
Höjd
(km)
0
0
och markkontrollen bröts.
3,5
1,5
Nike-raketen utbränd och föll mot
marken.
18
Tomahawk-raketen tände.
27
Tomahawk-raketen utbränd.
43
53
Yo-yo-systemet aktiverades.
47
60
Noskonen kastades av
48
62
KGO högspänning 1 på. KTH
kalibrering klar.
48,5
63
Lucka kastades av.
49
64
UJO:s bommar fälldes ut.
50
65
KTH:s bommar fälldes ut.
80
110
Högspänning 2 kopplades till
KGO:s experiment och högspänningen till
NASA:s experiment slogs på
liksom KTH:s strömgenerator.
240
230
Nyttolasten nådde sin topphöjd.
300
Motorseparationssystemet
armerades
360
40
Återinträdet i atmosfären
började.
435
20
Motorseparation
464
0
Nedslag (om motorseparation inte
skedde)
Så här skriver Torbjörn Forsell i sina memoarer (1 ):
"... Varje dag startade nedräkningen vid 17-tiden om vädret såg lovande ut. Det kunde börja med snöskottning ifall det tidigare hade snöat. Visserligen skottades det maskinellt men en hel del handskottning krävdes också. Nedräkningen då alla förberedelser gjordes var i regel cirka två timmar. Det innebar att raketerna var skjutklara framåt 19-tiden. Sedan var det bara att vänta tills order om skott kom eller att bryta för kvällen. Ibland var då klockan framåt morgonen ..."
Raketkampanjen innefattade inte bara de svenska raketerna utan även två sonder från ESRO.s (föregångaren till ESA) tekniska center i Holland (ESTEC). Av tabellen nedan ser man att hela raketsalvan sändes upp inom loppet av drygt två timmar.
| Nyttolast | Raket | Datum | Starttid | Topphöjd | Nyttolastmassa |
| ESRO C111-1 | CENTAURE IIC | 20 februari 1974 | 1701:16 UT | 154,5 km | ca 60 kg |
| S10-1 | Nike-Tomahawk | 20 februari 1974 | 1807:00 UT | 235,3 km | 96 kg |
| ESRO C111-2 | CENTAURE IIC | 20 februari 1974 | 1822:22 UT | 151,8 km | ca 60 kg |
| S10-2 | Nike-Tomahawk | 20 februari 1974 | 1907:00 UT | 235 km | 96 kg |
Tabellen nedan ger detaljer kring uppskjutningen av de två S10-raketerna.
| Data | S10-2 | S10-1 |
| Startdatum | 20 februari 1974 | 20 februari 1974 |
| Starttid | 1807.00 UT | 1907.00 UT |
| Startramp | Nike E eller W | Nike E eller W |
| Rakettyp | Nike Tomahawk | Nike Tomahawk |
| Nyttolastmassa | 95,8 kg | 95,65 kg |
| Nyttolastlängd | 2079 mm | 2079 mm |
| Startrampens elevation | 87,6° | 87,3° |
| Startrampens bäring | 005° | 002° |
| Verklig topphöjd | 235 km | 235 km |
| Predikterad topphöjd | 228 km | 228 km |
| Verklig bäring till nedslaget | 025° | 348° |
| Nominell bäring till nedslaget | 350° | 350° |
| Verkligt avstånd till nedslaget | 42 km | 54 km |
| Nominellt avstånd till nedslaget | 70 km | 70 km |
| Bärgning | Nej | Nej |
| Spinnvarvtal vid Tomahawks brinnslut | 6,5 rps | 6,3 rps |
| Spinnvarvtal efter bomutfällning | 5,1 rps | 5,2 rps |
| Telemetrimottagning | 469 s | 624 s |
Anomalier under de två skotten
Per Zetterquist, en annan veteran inom Rymdbolaget skriver (4):
"... Det jag minns bäst från S10 är TM-anomalin: medan sond 1 flög provades TM-sändaren i sond 2 på marken med förödande resultat; mottagningen av 1:ans TM slogs ut eftersom båda gick på samma frekvens ..."
Det är kanske inte så konstigt att Per kastar om numren på sonderna - det verkar ha varit något av ett problem att hålla rätt på vilken sond som var vilekn - om man skall tro Bengt Holmqvist! Telemetristörningen var dock ett pinsamt missöde!
