S22 - Aurora

Sven Grahn

Bakgrund

När jag började arbeta på Rymdbolaget i augusti 1975 var ett av de första uppdragen jag fick att sammanställa experimentkraven för ett nytt foskningsprojekt - raketen S22 Aurora. Jag fullbordade dokumentet men sen fick jag andra uppgifter och jag hade egentligen ingen mer kontakt med projektet förutom att jag då och då hörde talas om hur arbetet fortskred.

Det mesta av arbetet gjordes hos Saab-Scania i Linköping som hade uppdraget att konstruera, sättta samman och prova experimentnyttolasten. Rymdbolaget stod för övergripande projektledning, spänningsomvandlare, tillverkning av telemetrisystemet och hantering av bärgningssystemet. Rymdbolaget stod naturigtvis också för ledning och genomförande av uppskjutningskampanjen på Esrange.

Vad beträffar telemetrisystemet skriver Bengt Holmqvist, veteran från Rymdbolaget (5) :

"... Det var så att FFI (Forsvarets Forskningsinstitutt) utvecklade några hybridkretsar som sedan tillverkades av Akers. Vi köpte sådana kretsar från Akers och byggde TM-system med dem. Kretsarna var t.ex oscillator, A/D-omvandlare med sample and hold, analoga multiplexers, pulsräknande enheter, PCM-generator med format och framesynk etc. Vi satte ketsarna på kretskort, försåg med DC/DC (som vi byggde) och byggde in i låda med kontakter, testade och vibrerade..."

Det vetenskapliga målet var att undersöka en s.k. lugn norrskensbåge (IBC-2) (3). Förutom närvaron av norrsken skule det råda klart väder och försumbart månsken. Raketen som användes var en Skylark 3 tillverkad av BAC (4) .

Jag har för mig att  Rymdbolaget hade kommit över Skylarken på något sätt, kanske i samband med uppgörelsen om att Sveruge skulle ta över Esrange. Bolaget hade använt raketen (som lagrades i Woomera i Australien) för att starta diverse projekt (S19, Texus,...) genom att säga "vi har redan en raket"? Jag tror den slutligen sköts iväg inom ramen för S22 Aurora för att "bäst-före-datum" närmade sig.  

S22-projektets tidplan              

Händelse	Datum
ProjeKtet startade hos Saab	1 Juli 1975
Prototypproven påbörjades	20 april 1976
Prototypproven avslutades	1 juni 1976
Acceptansproven påbörjades	22 oktober 1976
Acceptansprove avslutades	15 december 1976
Leverans av sonden	15 januari 1977
Uppskjutnngskampanjen började	24 januari 1977
Uppskjutning	8 februari 1977

Experiment	Beskrivning
E1	Universitet i Liège, Belgien levererade ett experiment som mätte norrskenet spektrum med en spektrogtaf för våglängdområdet 1900-4300 Å. Synfältet var 4,5° och instrumenett "tittade ut" genom en lucka i sondens ytterskal. Fotografisk film användes för att registrera spektrogrammen. Endast ett fåtal "housekeeping"-kaneler behövdes i telemetrisystemet.
E2	Fysikinstitutionen vid Oslo Universitet levererade instrument som mätte a) snabba variationer i det elektriska fältet förorskade av småskaliga strukturer i jonosfären, elektromagnetiska eller elektrostatiska vågfält. Avsikten var att öka förståelsen av växelverkan mellan vågor och partiklar och plasma instabiliteter.  b) den lokala elektrontätheten. Dessutom skulle mätningarna ge information om utbredningen och absorptioen av av VLF-vågor i jonosfären. E2-exxperimentet delades in i följande delar: E2/1: Två bredbandiga mottagare: 10 Hz - 100 kHz. E2/2: Två "tracking" (smalbandiga)-mottagare för VLF. E2/3: Två svepande spektrumanalysatorer (30 Hz - 1 MHz) E2/4: Fyra fotometrar för synligt ljus. Var och en av fotometararna hade en synfält på ± 6° och var riktade 20° från spinnaxeln. En av fotometrarna var riktad bakåt.
E3	Universitet i Bergen , Norge levererade ett instrument som mätte energi- och riktningsfördelningen av elektroner och protoner i energiområdet över 20 keV. Mätningarna gjordes med fyra "fasta-tillståndet-detektorer" med sina aperturer (synfält ± 13°) monterade 30° och 90° (två var) från spinnaxeln.
E4	Kiruna Geofysiska Observatorium (nuförtiden Institutet för Rymdfysik) levererade ett instrument som mätte energi- och riktningsfördelningen av norrskenspartiklar i energiområdet 0,05-30 keV. Mätningarna gjordes med elva channeltroner. En detektor monterades 160° från spinnaxeln. Hela E4 bestod av tre sesnorlådor oh en elektronikbox.
E5	Plasmafysikinstitutionen  vid Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm ansvarade för ett experiment som mätte både statiska och varierande elektriska fält samt elektrontempearuren. Instrumenteringen bestod av två par utfällbara bommar med 3 meters längd (från spets till spets). Ett av de två paren användes också för VLFexperimentet E2.
E6	Meteorologiska Institutionen vid Stockholms Universitet (MISU) levererade ett instrument, med fem fotometrar för att mäta ljus från norrskenet. Fyra av dess fotometrar var monterade under noskonen och var riktade 20° från spinnaxeln med ett synfält på ~ 5°. Den femte fotometern var monterad i nyttolastens cylindrisk del och "titade ut" genom en lucka i ytterskalet.
E7	Uppsala Jonosfärobservatorium (nuförtiden Institutet för Rymdfysik i Uppsala) levererade ett experiment för att jämföra olika metoder för att mäta elektrontätheten och för att relatera partikelflödet i norrskensbågar uppmätt från fotometarr på marken och raketburna sonder. Elekrontätheten och kollisionsfrekvensen mättes genom att bestämma rotationen hos polarisationsplanet hos en radiovåg (Faraday-rotation) sänd från marken. Sändaren på marken sände på 2,200 MHz, 3,883 MHz och 7,835 MHz. Finstrukturen hos elektrontätheten mättes med en sond monterade på en korta utfällbar bom.

De två skisserna av nyttolasten till höger visar instrumentens placering och synfält.

Data för några av S22-sondens delsystem och viktiga apparater

Delsystem	Beskrivning
Raket	Skylark 3, (Cuckoo IA + Raven 6) vindkänslighet 22,7 km/m/s Inriktningskänslightet 35 km/°
Batteripaket	Batteriboxen bestod av fyra batterier för +28V. Varje batteri bestod av 24 celler av typen SAFT VRl.2RR och hade en kapacitet på 20-30 minuter. Dessutom fanns tre spänningsregulatorer från Rymdbolaget som tillhandahöll  +8 V och ± 18 V till instrumenten, servicemodul och telemetrisystemet.
Telemetri	252,0 MHz för PCM-telemetri med datatakten 200 kbit/s (Bi-ø-L). Sändaren av typen Bölkow 3415E hade en uteffekt på 2 Watt. Antenner: OTE AT2. Effektdelare: OTE. 230,33 MHz för experimentet E2 sände ... data Sändaren av typen Conic CTP-402 hade en uteffekt på 2 Watt. Antenner: 2 st Bronzavia TM300. Effektdelare: Bronzavia TM10.
Baninmätning	Radartransponder Vega 207C, effektdelare Vega 853-2C, 2 st antenner Vega 801C-4.
Attitydmätning	Tvåaxlig magnetometer, Schonstedt Stjärnkamera med 20° synfält riktad 45° från spinnaxeln. Rollvinkeln mättes med spinnmottagre på marken.
Accelerometer	Accelerationsmätning utefter raketens längdaxel. Fabrikat: Smiths DS/N AE/368.
Bommar	Bomsystemet för E5 levererades av Weitzmann Consulting Inc.
Barometriska strömbrytare	Condec 214040-3
Tiddon	2 st JAZ 20B11, 500 sekunders löptid.
Kraftomkopplare	Leach JL-D2A-002.
Navelsträng	55-polig Bendix "Twist-Pull"

Planerade händelser under raketfärden

Främre delen av nyttolasten efter bärgning.

Källor och Noter

1. Torbjörn Forsell:" Balloon Releaser in Blockhouse. Time for Lift-off...." Memoarer 2004.
2. Final Report Payload S22, Saab-Scania RRK-77:20, 22 april 1977. Författad av Torbjörn Forsell.
3. IBC står för International Brightness Coefficient (IBC) ett sätt att beskriva ljusstyrkan hos norrsken på ett sätt som gör det möjligt att jämföra information från olika observatörer:
   0 Ej synligt med blotta ögat men synligt på fotografier.
   1 Svagt, jämförbart i ljusstyrka med Vintergatan.
   2 Jämförbart ned månbelysta cirrusmoln.
   3 Ganska starkt, jämförbart med månbelysta cumulusmoln.
   4 Starkare än 3, möjligtvis så starkt att det ger upphov till skuggor.
   Om stjärnor inte kan ses genom norrskenet är styrkan IBC3 eller högre.
4. BAC=British Aircraft Corporation, nuförtiden del av Bristish Aerospace.
5. E-postmeddelande från Bengt Holmqvist den 27 augusti 2011.

Tillbaka till svenska rymdprojekt