SPINRAC-Test

(SPINning Rocket Attitude Control)

Sven Grahn


SPINRAC-Test startklar

Projektets bakgrund

Projektets ändamål var att prova ett system för att aktivt stabilisera och rikta in en sondraket under den del av färden som ligger utanför atmosfären. Tanken var att kunna sända upp trestegsraketer där det tredje steget måste tändas utanför atmosfären och "riktas upp" för att slå ned innanför skjutfältgränsen. SPINRAC-test innehöll inte något tredje steg utan provade bara systemets förmåga att rikta om raketen utanför atmosfären. Samtidigt provades nya flygsäkerhetssystem på Esrange. En Nike-Orionraket användes för provet. Senare provades systemet under uppskjutningen av trestegsraketen MAXUS-Test den 25 november 1990. 

Projektet startade i januari 1990 och avslutades med uppskjutningen den 29  maj 1990. SAAB SPACE utvecklade SPINRAC-modulen. Rymdbolaget tillverkade telemetrisystemet och tillhandahöll radartranspondrar, radiofyrar, bärgningssystem och noskon. För att spara pengar återanvändes delar från andra sondraketprojekt;

SPINRAC bestod av en elektronikenhet och ett kallgassystem med drivmunstycken. Datorn i systemet (GPU - Guidance Processor Unit) beräknade raketens position och hur farkosten skulle riktas in för att slå ned på rätt ställe, När det användes i en trestegsraket hölls det i drift någon sekund in i tredje stegets brinntid för att reducera nedslagsspridningen.

SPINRAC hade ett gyrobaserat tröghetsnavigeringssystem, IMS (Inertial Measurement Unit). Vid provskottet i maj 1990 riktades först ekipaget in vertikalt och alla störningsar dämpades ut. Därefter riktades raketen om så att den pekade20° från vertikalen. Dessa manövrer fungerade utmärkt.

Raketens start- och slutvikt

Del Massa (kg)
Nyttolast (SPINRAC-Test) inkl. tändarenhet.

136,8

Nikemotor

599,2

Oriomotor

422,8

Total startvikt

1158,8

Under färden,nyttolast + utbränd Orion

291,1

 

 

 

 



Kallgassystemet bestod av två munstycken som pekade radiellt på motsatta sidor av SPINRAC. De matades mwed gas från ett trytckkärl via en regulator.

Kampanjen på Esrange inleddes den 21 maj 1990 och raketen sändes upp på skjutperiodens första dag den 29 maj 1990. Så här beskriver Torbjörn Forsell, som var med i Saab-Scanias projektteam SPINRAC (2) :

"...Spinrac -systemet har inte blivit någon större produkt. Efter testskottet har det använts operativt vid ett tillfälle. Det var en trestegs Skylark-raket som sköts upp från Esrange. Spinrac-modulen fungerade nominellt men efter detta har ingen varit intresserad. ..."

Orsaken till det bristande intresset kan väl spåras till att rymdplasmafysikernas intresse övergick till satelliter och rymdsonder.

Bilder från provningen i Linköping och på Esrange


Tröghetsmomentbestämning i Linköping..


Delarna i SPINRAC-Test..


Hela SPINRAC-testnyttolasten i Linköping.


SPINRAC plus servicemodul på Esrange.

Viktigaste data för delsystemen i sondraketen SPINRAC-Test

Data för några av SPINRAC-Testsondens delsystem

Batteripaket

Batteri 1: +28 V 24 celler SAFT VR 2 RR
Spänningsomvandlare till ± 15 V och + 5 V till TM-enkoder. 

Telemetri
  • 230,33 MHz, 4,3 Watt, Aydin Vector, PCM-enkoder, Rymdbolaget,  64 kbit/s
    “Quadraloop”-antenner, 2 st TECOM
    Signaldelare TECOM
Baninmätning
  • Radartransponder, Vega 207C: 5612 MHz upp, 5662 MHz ned.
    Signaldelare Vega 853-2C
    2 s    t antenner Vega 801-C4
  • Radiofyrar: i servicesektionen 240,8 MHz, i bärgningsenheten 244,05 MHz.
    Två TECOM-antenner. Batteri servicemodulens radiofyr 10 st
    SAFT VR4-celler med 50 timmars drifttid.
Attitydmätning
  • Genom IMS i SPINRAC.
Bärgningssystem NASA:s system modifierat av Rymdbolaget.

Händelser under flygningen

Nominell
tid (s)

 Verklig
tid (s)

Nominell
höjd (km)

 Händelse

0,0

0,0

0,0

Nike tänder
Raketen lyfter
Navelsträngen rycks ur
Tiddonet startar

3,54

-

1,1

 Nike slocknar.

9,0

8,6

3,7

 Andra steget tänder

41,33

41,0

33,7

 Andra steget slocknar.

110,0

110,0

90,1

Styrning med SPINRAC börjars.

< 130,0

123,0

-

Raketen inriktad vertikalt.

130,0

130,0

-

Ompekning av raketen startar.

< 150,0

149,0

-

 Ompekning fullbordad.

150,0

150,0

-

Styrning med SPINRAC klar.

248,0

249,2

67,4

Raketmotorn avskiljs.

-

406,0

6,0

Fallskärmen fälls ut och radiofyr 1 startar .

-

486,8

5,0

Radiofyr 2 startar

-

-

0,0

Nedslag

Kampanjförlopp och preliminära resultat

Före inriktningen av spinnaxel verikalt lutade spinnaxeln 8° mot nordost och raketen konade med 2° halvvinkel.  SPINRAC-nyttolasten lokaliserades med hjälp av radiofyrarna redan innan den landat. Helikoptern fick avvakta medan nyttolasten föll i fallskärmen. Nyttolasten var tillbaka på Esrange mindre än en timme efter uppskjutningen. Nyttolastens alla delar var i bästa skick.

Data

SPINRAC-Test

Startdatum

29 maj 1990

Starttid

0509.00 UT

Startplats

Esrange

Startramp

MRL

Rakettyp

Nike-Orion

Nyttolastmassa

136,8 kg

Nyttolastlängd

2640 mm

Raketens längd

8940 mm

Raketens startvikt

1158,8 kg

Startrampens elevation

86,8°

Startrampens bäring

016°

Verklig topphöjd

107 km 

Verklig bäring till nedslaget

355° (nyttolast) 350° (Orion) 

Avstånd till nedslaget

29,5 km (nyttolast) 35 km (Orion)

Spinnvarvtal under driftfasen

4,37 rps

Bärgning

Ja


 SPINRAC-Testnyttolasten monterad på andra steget.


Börje Sjöholm (Rymdbolaget, Esrange) tittar till ekipaget på MRL-rampen.


Nyttolasten SPINRAC-Test återfunnen.

Källor

  1. Payload SPINRAC TEST, Final report, SRAC/TREP/5009/SAAB, 11 september 1990.
  2. Torbjörn Forsell:"Balloon Releaser in Blockhouse. Time for Lift-off...." Memoarer 2004.


Tillbaka till svenska rymdprojekt