Modul 1973 126 240
405
156 218 3118
Fotografi av en ritning av nyttolasten S-29.
"Barium
Canister" är MPE:s "dotter"-nyttolast.
Det var svårt att hålla
ritningen flat - därav
utseendet på fotografiet.
Nyttolastens diameter var 438 mm.
Längd
(mm)
Noskon
Nossektion
Servicemodul
Styrmodul (S-19)
KKTH-bom
Tändarhus
Totalt
Sven Grahn
Det vetenskapliga ändamålet med S29-projektet (som inleddes den 17 januari 1977) var att med hjälp en sprängladdning med barium skapa en intressant mätmiljö runt sonden och att samtidigt göra mätningar på samma geomagnetiska fältlinje ombord på ESA:s rymdplasmafysiksatellit GEOS som sänts upp i geosynkron bana året innan (se artikeln om sondraketprojektet S-23 ).
S29 var en del av en stor satsning från svenska och andra rymdplasmafysiker att få ut mesta möjliga resultat av GEOS-satelliten. De svenska sondraketerna S23 och S29 ingick i denna satsning. Ombord på GEOS fanns dessutom experiment (1) från flera av forskargrupperna i S29-projektet, bl.a. Kiruna Geofysiska Institut (numera Institutet för Rymdfysik - IRF). Man kan säga att det var en slags "skördetid" för rymdplasmafysikerna.
S29-raketen skulle ha sänts upp från Esrange redan under perioden 27 mars - 4 april 1979, men ett tekniskt problem och frånvaron av norrsken gjorde att det inte gick att få iväg raketen.
Torbjörn Forsell skriver så här i sina memoarer (3) om vad som hände:
"... Första gången, i mars 1979, stod raketen kvar när tändpulsen skickades vid T=0. Vid undersökning visade det sig att gasen i S19-modulen ej hade aktiverats. Det i sin tur berodde på att en signal från Esranges timersystem ej kom fram till S19-modulen. Eftersom S19 har ett självkontrollerande system som förhindrar tändning av raketmotorn om något är fel så stod raketen helt riktigt kvar. Det hade varit lätt att börja om nedräkningen men norrskenet försvann och därmed inget skott den kvällen. Kampanjperioden tog slut och en ny kampanj startade på hösten..."
En andra kampanj inleddes den 13 september 1979 och raketen sändes slutligen upp den 24 september 1979.
S29-sonden hade också en separerbar del under noskonen - en dotternyttolast. En behållare med 15 kg trotyl blandat med barium - därav projektets namn. Denna laddning bringades att detonera för att skapa vetenskaplig förhållanden för sondens experiment. Detta experimnet kom ifrån Max-Planckinstitutets institut för "Extraterrestrische Physik" - allmänt kallat MPE och beläget i Garching utanför München.
Detta institut specialiserade sig på denna typ av experiment och var den drivande kraften bakom projektet "Porcupine" som tillsammans med NASA gick ut på att använda Ariesraketer för att från Esrange sända plasmafysiknyttolaster till 450 km höjd. Dessa nyttolaster bar också med sig ett flertal explosiva "canistrar" med barium.
Fyra "Porcupine"-sonder sändes upp - en misslyckad 1976, den andra 1977 och de två sista den 19 och 31 mars 1979. Tanken var väl att S-29 skulle sänts upp i samverkan med de sista Porcupine-sonderna. Det var professor Gerhard Haerendel som var entusiasten bakom detta projekt.
Förutom experiment från rymdplasmafysikinstitutionen vid Kungliga Tekniska Högskolan (KTH), Kiruna Geofysiska Insititut (KGI) - numera Institutet för rymdfysik i Kiruna - och Uppsala Jonosfärobservatorium (UJO) - numera Institutet för rymdfysik i Uppsala - deltog Universitetet i Bergen (UoB), Cornell University (Itacha, New York) (CUI) och franska CRPE (Centre de Recherches en Physique de l´Environnement Terrestre et Planetaire, La Source, Orleans) i projektet.
I sina memoarer(3) beskriver Torbjörn Forsell några fler detaljer om experimenten:
"... Det sistnämnda, franska experimentet, krävde en 1,5 m [SG: verklig längd 1,1 m] lång bom som fälldes ut framåt i skjutriktningen. På denna bom var en känslig antenn placerad. Denna bom fick inte vara av metall. Det gick alltså inte att använda metallfjäder att skjuta den framåt med. Men med komposit i bommen och litet pneumatik gick det att lösa..."
"... Ett annat önskemål var att sonden skulle ha en konisk rörelse under mätfasen. Genom att låta en vikt som var fäst i en lina släppas ut erhölls en sidokraft som gav denna koniska rörelse efteråt. Vid utprovning av detta s.k. YO-system hände en incident på spinnbordet. Denna vikt som släpptes skulle fångas upp. Nu missbedömdes krafterna så att i stället för att hamna i nätkorgen runt sonden for den rakt igenom ett fönster och 15 meter utanför huset. Tur att vi hade spärrat av vid provet..."
S29-raketen var mycket lik den som användes vid det andra provskottet med styrsystemet S19 den 21 oktober 1977 och även S23-High-raketen som sändes upp från Esrange den 27 januari 1979. I samtliga fall var raketekipagen pjäser med en startvikt på omkring två ton (se tabellen nedan).
Styrsystemet S19 utvecklades för 17-tumsraketer och i kanske i första hand för raketer baserade på den kanadensiska raketmotorn Black Brant 5C. Denna raket har under åren försetts med olika startraketer som de amerikanska Nike och Terrier - startraketer för luftvärnsmissiler. Det är nog så att S19 endast använts för Black Brant-raketer.
Man kan säga att de 17-tums rymdplasmasonder som sändes upp från Esrange under 70- och 80-talet med raketer utrustade med S19 representerar representerar den typ av projekt som S19 utvecklades för att betjäna, d.v.s. tunga sonder med stor diameter. Satsningen på S19 i början på 70-talet var en långsiktig satsning på att utveckla sondrakettekniken till gagn för användningen av Esrange.
Del | Massa (kg) |
Nyttolast |
201 |
Black- Brant |
1265 |
Nike |
592 |
Totalt |
2038 |
Utan noskon, luckor, trotylladdning och med utbränt andra steg |
389 |
Experiment | Beskrivning |
MPE | Max-Planck Institut für extraterrestrische Physik i Garching levererade en utkastbar laddning med 15 kg sprängämnen (TNT och RDX) och 1,4 kg barium. Laddningen satt i en behållare i raketens nos och avskiljdes framåt när noskonen kastats av. |
CRPE | Centre de Recherches en Physique de l'Environnement Terrestre et Planetaire i La Source, Orleans ansvarade för detta experiment. Avsikten med experimentet var att mäta plasmavågor med två ferritantenner på en icke-metallisk bom. Detta bomsystem var placerat under MPE:s dotternyttolast och fälldes ut när dottern lösgjorts. CRPE var en av experimentatorerna på GEOS. |
UoB |
Universitetet i Bergen levererade två "solid-state"-detektorer riktade 45o från spinnaxeln. De var placerade i nosstrukturen. |
CUI |
Cornell University levererade ett instrument som bearbetade signaler från KTH:s och UJO:s experiment. |
RIT |
Plasmafysikinstitutionen vid Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm . Instrumenteringen bestod av två bomsystem. Ett bomsystem var placerat i nosmodulen och ett i den särskilda experimentmodulen placerad under styrmodulen. |
KGI |
Kiruna Geofysiska Institut (nuförtiden Institutet för Rymdfysik) levererade sex elektrondetektorer, två detektorer för energirika positiva joner och en masspektrometer. Allt detta var monterat i nossektionen. |
UIO | Uppsala Jonosfärobservatorium (nuförtiden Institutet för Rymdfysik i Uppsala) levererade en sond som var monterad på en kort radiell bom mpnterad på nossektionen. |
![]() S29-sonden i verkstaden i Linköping. |
|
|
|
|
Data för några av S29-sondens delsystem | |
Telemetri, PCM | 230,33 ? MHz, 3 ? Watt, “Quadraloop”-antenner PCM 254,64 kbit/s. |
Telemetri, FM/FM | 400,55 ? MHz, 4 ? Watt, 2 “Quadraloop”-antenner, IRIG-kanaler 13, 14, B, D, F, H och 292 kHz. |
Radartransponder | 5612 MHz upp, 5662 MHz ned. |
Magnetometer | Schonstedt SAM-72C |
Data | S29 |
Startdatum | 24 september 1979 |
Starttid | 2020.10 UT |
Startplats | Esrange |
Startramp | MRL |
Rakettyp | Nike-Black Brant VC |
Nyttolastmassa | 201 kg |
Nyttolastlängd | 3645 mm |
Startrampens elevation | 87,6° |
Startrampens bäring | 353° |
Verklig topphöjd | 396,1 km (beräknad 403 km) |
Predikterad topphöjd | 243,9 km |
Verklig bäring till nedslaget | 356° |
Nominell bäring till nedslaget | 350° |
Verkligt avstånd till nedslaget | 63 km |
Nominellt avstånd till nedslaget | 70 km |
Spinnvarvtal under mätfasen | 3,4 rps |
Bärgning | Icke planerad |
Markvind | 1,7 m/s från 319° |
Temperatur | 0°C |
Lufttryck | 703 mm Hg |
Man kan notera att raketens topphöjd ligger inom 2% från den predikterade. Nedslagspunkten låg 9,9 km från den planerade, vilket är mycket nära 1-sigmaspridningen för en styrd raket av denna typ (2) . En av KTH:s nedre bommar fälldes inte ut eftersom luckan verkar ha fastnat - trots att pyrotekniken fungerat korrekt. Anordningen ("Yo") för att åstadkomma "koning", som Torbjörn Forsell beskrvit ovan fungerade inte helt korrekt eftersom utlösningssignalen kom 0,1 sekunder för tidigt.
Nominell -15,0 - 15,0
0,0 -2,0 - 2,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Första steget
tänder 3,35 3,5 0,5 8,5 8,5 2,0 13,0 13,0 3,5 41,5 40,0 43,5 40,0 40,5 39,5 50,0 50,5 65,0 52,5 53,0 71,0 55,0 55,5 77,0 55,0 55,5 77,0 69-99 83,0 110-197 86,0 86,0 149,0 88,0 88,0 153,0 88,0 88,0 153,0 610,0 608,0 53,0 0
font>
tid
(s)Verklig
Tid
(s)Nominell
höjd
(km)Händelse
Gyrot i S19 låses upp.
Styrservona trycksätts.
Raketen lyfter
Navelsträngen rycks ur
Tiddonet startar
Styrningen börjar
Första steget slocknar
Andra steget tänder
Styrningen upphör
Black Brant 5 C slocknar
UJO:s kalibrering 1 på.
Noskonen avskiljs.
Spinnreduktion utlöses.
UoB:s detektor fälls ut.
UJO:s bom fälls ut.
Barium-dottern lösgörs med 0,95 m/s.
CRPE-bommen fälls ut
KGI:s detektor fälls ut
KTH bommarna ut
Signalen försvinner (raketen sprängs)
Nedslag
Nyttolasten återfanns men var naturligtvis totalförstörd eftersom den inte var utrustad med fallskärm.
|