SMART satellit har motsvarat förväntningarna

Den svenska satelliten SMART-1 går mot slutet av sin karriär. Slutet kommer om ett halvår och blir spektakulärt eftersom satelliten kommer att sluta sin karriär med en krasch på månen. Hur har det då gått för SMART-1?

Ny motor

SMART-1 står för Small Missions for Advanced Research in Technology, och det är precis vad den är – en liten satellit för att prova ut ny teknik. I SMART:s fall var det huvudsakligen motorn som skulle testas.

Motorn som driver SMART har nästan ingen likhet med en vanlig raketmotor. Det är en så kallad elektrisk jonmotor. Den fungerar på så sätt att den joniserar xenongas och sedan accelererar xenonjonerna i ett starkt elektromagnetiskt fält och kastar ut xenonet baktill på samma sätt som en vanlig raket kastar ut raketavgaserna.

Medan en vanlig kemisk raketmotor förbränner bränsle och använder energin i förbränningen till att kasta ut reaktionsmassan – det förbrända bränslet – så får en jonmotor sin energi från annat håll, i SMART:s fall från solpaneler.

– SMART-1 var den första europeiska provflygningen med en jonmotor i vetenskapligt syfte i Europa, säger Peter Rathsman, projektledare för det svenska Rymdbolaget, som är SMART:s huvudleverantör.

Han säger att ESA ville prova ut att köra motorn på en försökssatellit innan de kör den i full skala på stora missioner. En av de missioner som ska använda en elektrisk jonmotor är BepiColombo, som ESA hoppas kunna skicka upp 2012.

BepiColombo består av två satelliter och ska studera Merkurius genom att kartlägga ytan och studera magnetosfären. Bland annat ska BepiColombo söka efter is vid Merkurius poler. Projektet är också ESA:s första samarbete med Japan.

Komplicerad bana

En konsekvens av jonmotorns konstruktion är att den förbrukar mycket mindre bränsle eftersom den hastighet som motorn kastar ut sin reaktionsmassa (xenonjonerna) är mycket högre än hos en kemisk raket. En annan konsekvens är att dragkraften blir mycket lägre, eftersom det inte går att matcha en vanlig raketmotors bokstavligen explosiva kraft. Jonmotorn kompenserar dock detta genom att den på grund av att den förbrukar lite xenon och tar sin energi från solen kan köra hela tiden och under lång tid.

Peter Rathsman påpekar att ESA inte är först med att använda en jonmotor på en civil satellit.

– USA har använt en jonmotor tidigare, men de följde en mindre komplicerad bana.

Och just detta med SMART:s bana var också en viktig del av uppdraget. Satelliten sköts upp den 27 september 2003 ungefär som en kommunikationssatellit, till en bana som i och för sig var hög, men ändå låg djupt inne i jordens gravitationsfält. Där satte man på jonmotorn och SMART spiralade långsamt ut från jorden.

SMART följde alltså en långsamt vidgande spiralbana ut från jorden, och när satelliten kom tillräckligt nära månen använde man månens gravitation för att knuffa in SMART i en bana runt månen istället för runt jorden. Denna månbana nådde SMART i mitten av november 2004. Den blev därmed Europas första besökare till månen.

– Den bana SMART följde är den mest komplicerade i rymdforskningssammanhang, säger Peter Rathsman.

Som smort

SMART var som sagt ett tekniktest, och som sådant har det fungerat felfritt. Satelliten kom fram två månader tidigare än beräknat och jonmotorn har gått för fullt hela tiden.

Man har också mätt hur motorn påverkat andra system. När motorn joniserar xenongas drar den bort elektroner från gasmolekylerna och skickar iväg dessa positiva joner. Det betyder att det på satelliten blir kvar en kraftig negativ laddning, som kan ge upphov till problem.

– Nu sätter vi i och för sig tillbaka elektroner till xenonjonerna när strålen lämnar motorn, säger Peter Rathsman, men det går givetvis inte att nå en effektivitet på exakt hundra procent. Så en del negativ laddning blir kvar. Men det har visat sig fungera tillräckligt bra. Vi har inte kunnat mäta någon nettouppladdning ombord. Motorn är säker och fungerar så bra som man hade hoppas på.

Duktiga på små satelliter

Att just Rymdbolaget fick kontraktet för SMART beror bland annat på att vi visat att vi är duktiga på att bygga små satelliter, säger Peter Rathsman. Vi kan bygga små satelliter kostnadseffektivt.

Någon direkt svensk uppföljare till SMART blir det inte, men Rymdbolaget har gjort ett antal studier där man sett att SMART-plattformen har många fördelar för andra applikationer. Bland annat studerar man ett projekt för att knuffa en tänkt asteroid som potentiellt kan träffa jorden ur sin bana.