|
|
Sven Grahn
|
|
Det vetenskapliga ändamålet med S41-projektet var att studera acceleration av norrskenspartiklar med hjälp av både sondraketer och den svenska satelliten Viking. Raketerna passerade sin topphöjd när den magnetiska fältlinjen genom Viking passerade samma magnetiska latitud som rakaten.
Två raketer sändes upp. Den första sändes upp den 4 november 1986 genom en mycket bred och omfatttande norrskensoval. Den andra raketen sändes upp den 12 december 1986 genom den nordliga kanten av en norrskensbåge. Realtidsbilder från Viking användes för att bestämma om det fanns norrsken i raketens väg. Under det andra skottet kördes EISCAT-radarn i en speciell "Aureld-VIP mod".
Uppsändningarna skulle också koordineras med Vikingsatellitens passager. Den magnetiska fältlinjen genom satelliten skulle passera mycket nära raketbanan. Samtidigt skulle väder och vetenskapliga villkor vara uppfyllda.
S41-projektet startade i januari 1984. Prototypprovning pågick 1 april 1985 - 2 augusti 1985. Acceptansproven pågick 23 augusti - 25 oktober 1985 och leverans till Esrange skedde den 11 november 1985. Förseningen av Vikinguppskjutningen medförde att sonderna transporterades tillbaka till Linköping och en ny testperiod i augusti 1986 avslutades med att sonderna levererades till Esrange igen den 5 september 1986. Uppsändningskampanjen startade med en första nedräkning den 22 september 1986. De två raketerna sändes slutligen iväg den 4 november och 12 december 1986.
Saab-Scania i Linköping konstruerade och tillverkade nyttolasterna. Rymdbolaget tillhandahöll telemetrisystemen, radartranspondrarna, noskoner, gyroplattformar, radiofyrar, bärgningsmodul, motoradapter och tändarenhet. Forskargrupperna byggde förstås experimenten.
Raketerna som användes var av typen Taurus-Orion, en raketkombination som aldrig tidigare använts i det svenska sondraketprogrammet. På Esrange finns två stora startramper där raketen hänger under rälsen - MRL och MAN. MAN-rampen är den större av dessa och användes för Aureld-VIP.
Torbjörn Forsell från SAAB-Scanias sondraketgrupp berättar i sina memoarer (3) :
"... Raketerna var av typen Taurus-Orion där Taurusmotorn var en nyhet. Eftersom denna booster gav en mycket hög fart i början så medförde detta hårda miljökrav. Bl.a. fick utsidan av noskonerna målas med en speciell silikonfärg för att kunna motstå friktionsvärmen...
... Endast ett skjuttillfälle om c:a 15 min per natt [var tillgängligt]. Om inte allt stämde vid denna tid var det bara att avbryta och börja om nästa dag. Att vädret skulle tillåta skott samtidigt som VIKING passerade och norrskenet låg i skjutriktningen det var mycket svårt. Vi fick som regel korta kvällar och många och långa dagar..
Vad gör man under en sån här lång period? Vi bodde i Jukkasjärvi campingby i ganska bekväma stugor. Utanför fanns Torneälven med öppet vatten i början men blev snart isbelagd. Lövskogen hade sina bästa höstfärger då vi kom upp till Kiruna i augusti. Sedan ändrades klimatet. Löven föll och snart också den första snön. På fritiden åkte vi upp till Nikkaluokta och Abisko. Mycket fina vandringsleder där det verkligen var glest med människor. Någon utflykt till Narvik blev det också.
När sedan nedräkningarna började om kvällarna blev det gott om tid på dagarna. Det blev att packa ryggsäcken och gå ut i skogen. Det blev åtskilliga mil på skogsvägarna runt Esrange och Jukkasjärvi. Men eftersom blev det mer snö, kortare dagar och kallare så turerna fick kortas av en del..."
|
|
|
|
S41-High |
S41-Low | |||
| Farkostdel | Massa (kg) | Längd (mm) | Massa (kg) | Längd (mm) |
| Noskon + nossektion | 17,6 | 1823,0 | 15,6 | 1849,0 |
| A-3D Auroral Imager experimentmodul | - | - | 32,0 | 602,0 |
| KGI:s experimentmodul m radiofyr | 18,6 | 299,0 | 18,0 | 299,0 |
| Batteri-/gyromodul | 22,4 | 301,0 | 22,6 | 272,0 |
| Servicemodul | 17,6 | 320,0 | 17,6 | 320,0 |
| Flip-over-system | 7,8 | 40,0 | 7,8 |
40,0 |
| Tändarenhet, bärgningssystem, motoradapter | 31,5 | 620,0 | 31,5 |
620,0 |
| Diverse | 1,7 | - | 1,6 | - |
| Nyttolast | 117,3 | 3377,0 | 146,7 |
4007.0 |
| Orionmotorn | 432,1 | 2744,2 | 432,1 |
2744,2 |
| Interstage adapter, loadbearing tailcan | - | 268,2 | - | 268,2 |
| Taurusmotorn | 1380,8 | 4196,2 | ´1380,8 |
4196,1 |
| Raketen vid starten | 1930,2 | 10585,0 | 1959,6 | 11215,0 |
| Nyttolast, motoradapter, exkl noskon, luckor, spännband | 106,0 | - | 135,4 | - |
| Oriom,otor utbränd | 154,3 | - | 154,3 | - |
| Raketen under mätfasen | 260,3 | - | 289,7 |
- |
| Experiment | Beskrivning |
| KGI |
Kiruna Geofysiska Institut (nuförtiden Institutet för Rymdfysik) levererade instrument som mätte energi- och riktningsfördelningen av elektroner i energiområdet 0,01-40 keV och rörelsen och sammansättningen hos termiska positiva joner. Experimentet bestod av en elektronikbox och tre detektorboxar: ESP1, ESP2/3 och TICODE. TOCODE-sensorn var placerad under noskonen och var riktad 90° i förhållande till spinnaxeln. ESP-sensorena var placerade i experimentmodulen bakom luckor. Sedan luckorna kastats av sköts sensoerna ut ungefär 100 mm. ESP1-sensorn var känslig i riktningarna 20°, 60°,100°, 150° i förhållande till spinnaxeln. Motsvarande siffror för ESP2/3 var 0° och 160°. Ansvarig forskare: Ingrid Sandahl. A3D-experimentets ändamål var att erhålla en tredimensionell representation av en norrskensstruktur och dess utveckling som funktion av tiden. Experimentet var monterat i två cylindriska sektioner och dess optik tittade ut sidledes när noskonen kastades av. Ansvarig forskare: Åke Steen. |
| UJO | Uppsala Jonosfärobservatorium (nuförtiden Institutet för Rymdfysik i Uppsala) levererade ett experiment som mätte elektrontäthet mätte plasmatäthet och variationerna i plasmatäthet (vågor). Elektrontätheten mättes var tionde sekund. Experimentet bestod av en mätsond och en elektronikbox. Mätsonden satt på en fast, axiell bom ovanpå nossektionen. Elektronikboxen satt i gyromodulen. Ansvariga forskare: Bengt Holback ovh Lennart Åhlén. |
| UOB |
Universitetet i Bergen levererade ett experiment med två detektorer, en för protoner och en för elektroner. En detektor av vardera typen satt i toppen på nosskektunen och var riktade 45° mot spinnaxeln. Ansvarig forskare: Finn Söraas. |
|
|
|
|
Data för några av S36-sondens delsystem | |
| Batteripaket |
+8 V 7 celler SAFT VR 0.8 |
| Telemetri |
VIP-Low VIP-High |
| Baninmätning |
|
| Attitydmätning |
|
| Tiddon | Två mekaniska Raymond-tiddon med 500 sekunders löptid. |
| Bärgningssystem | NASA:s system, modifierat av Rymdbolaget |
| Tändarenhet | Den normala
tändarenheten för Orion konstruerades om av Rymdbolaget och ersattes av en ny motoradapter. De elektriska delarna av tändarenehetn placerades i en ring ovanpå bärgnings- modulen. På så sätt kunde elektroniken bärgas med resten av nyttolasten. |
|
|
|
|
|
|
|
| Data | S41-High | S41-Low |
| Startdatum | 4 november 1986 | 12 december 1986 |
| Starttid | 2044.01 UT | 2021.36 UT |
| Startramp | MAN | MAN |
| Rakettyp | Taurus-Orion | Taurus-Orion |
| Nyttolastmassa | 117,3 kg | 146,7 kg |
| Nyttolastlängd | 3377,0 mm | 4007,0 mm |
| Startrampens elevation | 86,8° | 83,3° |
| Startrampens bäring | 002° | 359° |
| Verklig topphöjd | 205,7 km | 184,8 km |
| Verklig bäring till nedslaget | 346,4° | 002,7° |
| Verkligt avstånd till nedslaget | 81,2 km | 90,0 km |
| Spinnvarvtal under mätfasen | 5,5 rps | 6,2 rps |
| Bärgning | Ja | Ja (följande försommar) |
Händelser under
raketfärden VIP-High VIP-Low 0,0 0,0 (+3,52) (+3,52) +14,9 +14,5 (+47,5) (+47,5) - +48,6 +53 +72,5 +53,0 +52,7 +52,4 +55,9 +57,5 +60,7 +84,3 (+85) - +345,8 (+404) +371,6 +399 +376 +395,0 +381,3 +399,5 +494 ? +565
(tider inom parentes är
nominell tid)
verklig
tid
(s)
verklig
tid
(s)
Första steget
tänder
Raketen lyfter
Navelsträngen rycks ur
Tiddonet
startar
Första steget slocknar
Andra steget tänder
Andra steget slocknar
UCL högspänning
på
UJO
kalibrering 1 på
Noskonen
avskiljs.
Luckor kastas av
Detektorer fälls ut
KGI:s högspänning slås
på.
UJO kalibrering 2
på .
Nyttolasten avskiljs
KGI:s högspänning och gyrot slås
från.
Flip-over-systemet
armeras
Fallskärmen fälls ut
Flip-over-systemet löses
ut.
Under Aureld-VIP-kampanjen inträffade en komplikation med Viking som innebar begränsningar för Viking.Så här står det i mina tekniska memoarer "Jordnära Rymd" (3):
" .. I min dagbok för måndagen den 20 oktober 1986 står det:
… Lennart Björn berättade att Lasse Johansson[satellitoperatör på Esrange] ringt klockan 18 i söndags och meddelat att det just blivit kortslutning i en av motståndskedjorna i shunten. Det leder till att solpanelerna konstant belastas med 1,5 ampère och att spänningen ombord inte går att få upp över 26 Volt samt att batteriet inte går att ladda upp till mer än 75%. Det betyder att vi inte kan köra satelliten i full drift mer än några timmar per dag …"
Till slut var alla villkor uppfyllda och den 4 bovember 1986 sändes VIP-High upp. Men på vägen upp ramlade en av Kirunainstitutets partikeldetektorer (ESP1) helt enkelt av från raketen p.g.a. av att en stoppskruv saknades. Oturligt nog innebar detta missöde att alla KGI:s detektorer upphörde att fungera. Så här har jag beskrivit händelsen i mina tekniska memoarer "Jordnära Rymd" (3) :
"... Sonden hittades snabbt så orsaken till det pinsamma felet var ju uppenbart, men när Saab Space begärde mera pengar p.g.a. de många nedräkningarna blev den normalt kolugne Per Zetterquist riktigt arg på den likaledes alltid stillsamme Jonny Andersson på Saab Space. ”Först sabbar ni raketen och sen har ni mage att be om mer betalt” var väl Pers budskap till Jonny. Båda hade väl rätt och jag vet inte om det slutade med något slags kompromiss, men detta var ett av de få tillfällen då vi kunde beslå Saab Space med en riktigt pinsam tabbe. De raketsonder företaget byggde åt Rymdbolaget under mer än tjugo år höll i allmänhet strålande kvalitet..."
Vid det andra skottet den 12 december fungerade alla subsystem och instrument bra, men p.g.a. bedrövligt väder och sträng kyla (-35°C) blev bärgniingsoperatiinen fördröjd två dagar. Retsamt nog hördes radiofyren från Esranges telemetristation, men kylan gjorde att batteriet som drev nödsändaren kroknade fort och helikoptern kunde inte hitta sonden. Den hittades dock påföljande försommar.
De två VIP-sonderna sändes således upp koordinerade med Vikings passager på satellitens varv nummer 1408 och varv 1617. Mätdata samöades in med satellit, raket, EISCAT-radarn och flygplan. De två raketerna sändes genom norrskensstrukturer som samtidigt genomkorsades av Viking (den magnetiska fältlinjen från Viking genomkorsade samma strukturer är kanske mer korrekt). Under varv nr 1408 pågick en magnetisk storm. Varv 1408 gick rakt över Esrange medan varv 1617 gick väster om Esrange, men satelliten ändå på samma magnetiska latitud och kunde avbilda norrskenet över Esrange. Kartorna nedan visar Vikings position under de två skotten.
 Under varv 1408 kom Viking som närmast 3580 km från Esrange och passerade faktiskt precis rakt över basen kl 2045.40 UT. |
 Under varv 1617 kom Viking som närmast 2608 km från Esrange kl 2023.00 UT, d.v.s. ca 1½ minut efter starten. |
