Svenska innovationer gör liv i rymden möjligt

Den är 73 meter lång, 109 meter bred, väger över 400 ton, har 932 kvadratmeter boyta och rusar fram i 28 000 kilometer per timme 40 mil över jorden. Internationella rymdstationen ISS har nu varit ett bemannat nav för rymdforskning i 20 år.

Bärraketen Ariane 5 skjuter upp förnödenheter och utrustning till besättningen och tar med sig skräp tillbaka. Nästa generation, Ariane 6, kommer också att serva ISS.

Det skulle inte gå utan delar från GKN Aerospace i Trollhättan.

Företagets munstycken levererar kraften som gör att raketen kan lämna jordens dragningskraft. Turbinerna ser till att bränsle kan pumpas fram till motorerna. Nu sker tillverkningen till båda generationerna parallellt i en ny rymdverkstad.

– Här har vi specialmaskiner för rymdtillverkning och processerna är mycket mer automatiserade än för tidigare generationer, säger kvalitetschefen Annette Gimsenius.

När raketen skjuts upp exponeras munstyckets insida för en 3 500 grader het flamma. Aktiv kylning krävs. GKN:s lösning är en patenterad sandwichkonstruktion; flytande väte som håller minus 250 grader skickas ned i kanaler på metallens väggar.

Additiv tillverkning ger betydligt mindre spill

Strukturen till Ariane 6 görs med flera nya tillverkningsmetoder, bland annat röntgenfogföljning och lasersvetsning. Till nästa generations turbiner använder GKN additiv tillverkning som ger betydligt mindre spillmaterial.

Ariane 6 har planerad första uppskjutning i december. GKN har levererat delarna och är nu inne på serietillverkning till kommande flighter.

– Vi har fem komponenter på Ariane 6 och får mycket större volymer än tidigare, kanske 300 detaljer per år när vi kommer upp i takt. I en rymdvärld är det mycket, säger Annette Gimsenius.

I rymden går tusentals satelliter i omloppsbana. De används inom kommunikation, meteorologi, miljöforskning med mera. Svensk-brittiska AAC Clyde Space har nischat in sig på småsatelliter och cubesats, som är uppbyggda av kubikdecimetersmå kuber på runt ett kilo (1U). En av dem, demonstrationssatelliten IOD1, placerades i rymden från ISS.

– Den är designad att förbättra väderleksprognoser på ett kostnadseffektivt sätt. Men våra satelliter löser en mängd olika slags problem. En kund samlar information om plankton och föroreningar i haven, en annan spårar skogsbränder, säger vd Luis Gomes.

Att skala upp produktionen är en utmaning

AAC Clyde Space har en anläggning i Uppsala som producerar delsystem till rymdbranschen i hela världen – till exempel kraftsystem åt två företag som ska landa på månen. Cubesat-tillverkningen finns i Glasgow.

– Vår stora utmaning är övergången från småskalig produktion till tillverkning av 20 eller fler satelliter åt en enskild kund. Därför vill vi producera satelliter i Uppsala också, ambitionen är att göra det mot slutet av året, säger Luis Gomes.

Det är en konst att kontrollera rymdfarkoster i omloppsbana

Att utveckla och bygga rymdprodukter kräver spetskunskap. GKN rekryterar gärna ingenjörer och doktorer som specialiserat sig, till exempel inom hållfasthetslära och aero-termodynamik, där man tittar på temperaturer, temperaturbeteenden och flöden.

På Clyde Space jobbar allt från elektronik- och mekanikingenjörer till analytiker, programmerare och specialister inom radiokommunikation.

– Vi har också ingenjörer, fysiker och matematiker inom specialområdet Attitude determination and control systems (ADCS), som handlar om hur man kontrollerar rymdfarkoster i omloppsbana. Det är en konst!

Men det räcker inte med duktiga teoretiker. Både GKN och Clyde Space behöver proffs på verkstadsgolvet som känner till nya tillverkningsmetoder och kan montera komponenter med millimeterprecision.

– Man måste ha noggranna monteringstekniker med rätt mentalitet, det blir ibland förbisett. De finns till exempel i flyplansindustrin, säger Luis Gomes.

Jag kunde titta ut på jorden och leka i tyngdlösheten

Internationella rymdstationen har varit bemannad i 20 år, totalt har drygt 200 personer varit där. En är Christer Fuglesang. Som astronaut vid European Space Agency (ESA) åkte han upp 2006 och 2009 för att bland annat hjälpa till med att bygga och utrusta ISS.

Totalt var han ovanför jordens atmosfär i nästan 27 dygn.

– Att vara i rymden är en fantastisk upplevelse. Som tur var blev vädret dåligt båda gångerna när jag skulle tillbaka. Vi fick tid utan så mycket måste-göra. Då kunde jag titta ut på jorden och leka i tyngdlösheten.

Hållbarhetstänket i rymden är väldigt tillämpbart på jorden

Christer Fuglesang kom i kontakt med svensk teknik redan innan första resan med Discovery: en värmekamera från FLIR analyserade värmesköldarna. Syftet var att hitta skador och förebygga tragedier – tre år tidigare drabbades rymdfärjan Columbia av en olycka med dödlig utgång. I rymden mötte han en annan svensk innovation på frukostbordet, en hallonyoghurt som klarade sig i månader utan kylskåp. Den hade Arla utvecklat.

I rymden går det att studera fenomen utan att de dränks av jordens gravitationskraft. På ISS bedrivs forskning inom till exempel fysik, biologi, astronomi och medicin som kan ge oss allt från lättare material till bättre läkemedel. Christer Fuglesang tycker att forskningen på människor är viktigast. Med ny kunskap om hur våra kroppar fungerar i rymden går det att hitta nya sätt att hjälpa kliniskt sjuka på jorden.

– Det är rätt mycket negativ påverkan på kroppar i tyngdlöshet. Vi vill vi förstå det och hitta motmedel i framtiden, när vi ska åka mer och längre ut.

Vi tvingas till en väldigt sparsam teknologi

Att skicka upp saker i rymden är komplicerat – det kan också gynna mänskligheten.

– Vi tvingas till en väldigt sparsam teknologi. Hållbarhetstänket är väldigt tillämpbart på jorden.

I dag är Christer Fuglesang professor i rymdfart vid Kungliga Tekniska Högskolan (KTH) och föreståndare för KTH Rymdcenter. Kontakten med ISS lever på olika sätt. Hans kurs om bemannad rymdfart handlar mycket om stationen. I december deltog han i en videokonferens med bland andra den svensk-amerikanska astronauten Jessica Meir*, som då var på ISS. Dessutom är KTH del i ett pågående forskningsexperiment på stationen, som ska studera meteorer, högatmosfärsblixtar och UV-ljus.

Det har blivit dags att rikta blicken mot framtiden. Människor blir vanligare i rymden: möjligheterna att åka som turist ökar, en nysatsning på månfärder kan skicka upp folk inom sex år och på längre sikt blir även resor till Mars verklighet.

Satellitmarknaden väntas explodera. Antalet operativa enheter kan öka från dagens 2 000 till upp mot 20 000 om tio år.

En trend är stora konstellationer av satelliter i låg omloppsbana, 500 till 1 000 kilometers höjd, som snurrar ett varv runt planeten på 90 minuter medan de kommunicerar med varandra och med tillgångar på jorden. Utvecklingen drivs till stor del av miniatyriseringen: med små satelliter kan företag testa och erbjuda teknologier och bygga på utifrån behoven.

Besviken och frustrerad över att investeringarna uteblir 

Christer Fuglesang tycker att Sverige har alla förutsättningar att bli först i Europa med att skicka upp satelliter. Det mesta av infrastrukturen finns redan i rymdbasen Esrange i Kiruna. Men han ser en stor utmaning. Finansieringen.

– Jag är otroligt besviken på att regeringen inte fått fram de få hundra miljoner kronor som behöver investeras. Att vi inte tar den chansen är extremt frustrerande.

Annette Gimsenius hoppas också att Esrange får pengar till en plattform – alla satsningar på rymden gynnar även GKN. För företagets del ligger både utmaningar och möjligheter i att fortsätta jaga effektiviseringar.

– Vi är konkurrensutsatta och måste tillverka billigare produkter som fortfarande levererar lika mycket dragkraft. Då tittar vi på allt från tillverkningsteknologier och nästa möjliga automatisering till materialval och hur vi kan krympa utvecklingstiden.

Luis Gomes ser ljust på framtiden, även om Coronapandemin är en osäkerhetsfaktor. Ett gott tecken är att EU:s ministermöte nyligen beslutade att satsa 15 miljarder euro i rymdsektorn de närmsta åren.

– En stor möjlighet finns inom övervakning och problemlösning kring klimatförändringar. Sverige har mycket att erbjuda, med sin långa tradition av atmosfärfysik från rymden och spetsutveckling av instrument.

*Det är Jessica Meir chillandes ombord på ISS som syns i den översta bilden som inleder detta reportage. Hon återvände till jorden passande nog på Earth Day den 22 april 2020. Foto: NASA