Asteroideferd med kommersielt gyroskop

Den europeiske romorganisasjonen ESA planlegger romferden Hera til asteroiden Didymos. Denne asteroiden har en liten følgesvenn, kalt Dimorphos, som NASAs romferd Dart skal dytte på.

Heras jobb er å finne ut hva som da skjer med Dimorphos, og om denne teknikken kan brukes til å forsvare jorda mot nærgående asteroider. 

Som de fleste andre romfartøy vil Hera ha et gyroskop for å orientere seg og sitt eget spinn og retning. I rommet er det ikke noe opp eller ned, dermed avgjøres det av gyroskopet.

Det trengs blant annet for å vende solcellepanelene mot sola og kommunikasjonssystemene mot jorda.

Skulle navigasjonssystemet som styrer etter stjernene bli blendet av sola eller støv fra asteroiden, kan gyroskopet også hjelpe til med den jobben.

Må tåle mer i rommet

På jorda brukes gyroskoper blant annet i fly, helikoptre, ubåter og raketter, og har gjerne deler som snurrer rundt. Gyroskopene i rommet har ikke slike bevegelige deler.

I stedet bruker de elektriske vibrasjoner som endrer frekvens når retningen forandrer seg, slik et krystallglass som vibrerer og lager lyd vil endre tonen om glasset snus.

Slike gyroskoper uten bevegelige deler finnes blant annet i mobiltelefoner for å oppfatte når de snus eller ristes på, i antiskli-systemene på biler, og i flygende droner.

Men gyroskoper for rommet må tåle de sterke vibrasjonene som skjer under oppskytingen, den høyenergetiske strålingen i rommet, og de store temperaturforskjellene som skjer når romfartøyet beveger seg inn og ut av sollys.

I tillegg må romgyroskopene være små og lette, og kunne fungere med strømmen som finnes ombord på et romfartøy.

Billigere og raskere

- Hele gyroskop-enheten til Hera, inkludert skjermingen mot kosmisk stråling, veier bare 1,5 kilo og er helt essensiell for romferden, sier Steeve Kowaltschek, lederen for avdelingen ved ESA som jobber med styring i rommet, navigasjon og kontrollsensorer (Attitude and Orbit Control and Guidance Navigation and Control Sensors unit). 

I løpet av de siste årene har ESA jobbet sammen med firmaet InnaLabs i Irland for å utvikle og bygge et gyroskop for Hera. Det bruker kommersielt tilgjengelige deler som har blitt testet og kvalifisert for rommet.

- Vi har støttet InnaLabs hovedsaklig med strålingsskjerming, sier Kowaltschek til ESA. Enhetene er nå testet for stråling slik at de ikke svikter eller gir feil data, noe som kan ødelegge romferden.

Vanligvis bruker romfartøy elektronikk som er utviklet og kvalifisert spesielt for rommet. Men mye kommersiell tilgjengelig elektronikk kan også romkvalifiseres.

Det gir lavere kostnader og kortere utviklingstid for både romfartøyene og romorganisasjonene. Norsk Romsenter støtter slik kvalifisering for industrien i Norge, blant annet hos firmaet Sensonor AS som har levert gyroskoper for flere romfartøy. Les mer om det her.

Et nytt produkt for rommarkedet

Det nye romgyroskopet blir et nytt kommersielt produkt for det raskt voksende rommarkedet, som omfatter spesielt kommersielle småsatellitter.

- Vi merket at markedet manglet gyroskoper som lå mellom de enkleste og billigste og de dyreste og mest avanserte, sier Kowaltschek.

ESA jobbet sammen med det irske firmaet for å utvikle et romkvalifisert gyroskop for Hera og andre kunder basert på kommersielt tilgjengelige deler. Det ble gjort med støtte fra ESAs General Support Technology Programme for utvikling av nye produkter.

InnaLabs og ESA utviklet også et dyrere gyroskop av deler som allerede var kvalifisert for rommet. Dette gyroskopet vil bli laget i lavere antall og brukes blant annet på ESAs nye romteleskop Plato, som skal lete etter planeter som likner på jorda, og den nye miljøsatellitten Copernicus Land Surface Temperature Monitoring, som skal måle temperaturen over land.

Denne utviklingen ble støttet av ESAs Science Core Technology Programme som utvikler avansert ny teknologi for rommet.

Norsk Romsenter tilbyr støtte gjennom begge disse programmene.