Hva er SLS – Space Launch System?

Space Launch System viser NASA på sitt aller beste – og verste

Hva er SLS?

SLS er en forkortelse for Space Launch System, en ny og stor bærerakett som bygges av Boeing og flere andre selskaper på oppdrag av NASA. Raketten er ment å være en arvtaker til måneraketten Saturn V og romfergen, og skal etterhvert frakte opptil 130 tonn opp i rommet og sende bemannete romskip til Månen. SLS er planlagt å komme i en rekke utgaver tilpasset ulike behov. Prosjektet har vært under utvikling siden 2011, og er blitt kritisert for høye utviklingskostnader og forventede driftskostnader når systemet tas i bruk en gang etter 2020.

 

Konsepttegning av SLS i en bemannet utgave. På toppen ses et Orion-romskip med astronauter (kilde: NASA)

Bakgrunn

Tidlig på 2000-tallet hadde NASA et stort problem: Etter to ulykker og 14 døde astronauter var det åpenbart at romfergens tid gikk mot slutten, og man måtte finne en erstatning som ikke innebar å feste et romfly på siden en enorm tank med eksplosivt brennstoff. I 2005 lanserte NASA et program kalt Constellation, der målet var å bygge et bemannet romskip (Orion) og en bærerakett (Ares) med kapasitet til å sende mennesker til Månen før 2020 og Mars ved en senere anledning. Ares var en konvensjonell rakett med nyttelasten på toppen (altså tryggere enn romfergen), som kunne løfte 50% mer last opp i rommet enn selveste Saturn V.

I 2011 ble Constellation-programmet avblåst av president Obama, da det viste seg umulig å gjennomføre uten betydelige økninger i NASA-budsjettet. Dette var like etter finanskrisen, og det var liten politisk støtte til det som i praksis så ut som et nytt Apollo-program. I 2011 fikk NASA støtte til en ny satsing som beholdt romfartøyet Orion, men som erstattet Ares med en nedskalert rakett kalt Space Launch System (SLS). Kostnaden for hele programmet ble anslått til 18 milliarder dollar, der 10 milliarder ble satt av til SLS. Siden har Boeing og andre selskaper utviklet raketten, som skal ha sin første prøveoppskytning i 2019.

 

Gjenbruk av romfergeteknologi

Om du syns SLS-raketten på tegningen over ser ut som en krysning mellom  Saturn V og romfergen, er du inne på noe. Space Launch System baserer seg på velkjent NASA-teknologi. De to hjelperakettene og den store brennstofftanken i førstetrinnet er hentet fra romfergen, det er også rakettmotorene i førstetrinnet. De første ferdene med SLS vil bli gjennomført med motorer som er blitt til overs fra romfergeprogrammet, det forklarer også hvorfor SLS er en mer effektiv rakett enn hovedutfordreren Falcon Heavy fra SpaceX.

 

RS-25-motorer fra romfergeprogrammet oppbevares ved Kennedy Space Center (kilde: Wikipedia)

 

Romfergens hovedmotor, RS-25, var et mesterstykke av amerikansk ingeniørkunst. Den ble konstruert på 1970-tallet for å brenne hydrogen og oksygen, noe som gir høyere effektivitet (det som på rakettspråket kalles spesifikk impuls) enn de parafinbaserte motorene som mange russiske bæreraketter og SpaceX‘ raketter benytter. Men den høye effektiviteten har sin pris: RS-25 er en komplisert rakettmotor som er kostbar å bygge og vedlikeholde. I det hele tatt er hydrogen et krevende drivstoff å hanskes med, og det bidrar til den høye prisen på hver oppskytning med SLS.

Hjelperakettene vil ikke bli gjenbrukt, det vil heller ikke noen andre elementer av SLS. Det vil skjære mange romfartsentusiaster i hjertet å se SLS stige opp på rakettflammer fra de enestående og gjenbrukbare romfergemotorene – som så bare skal dumpes i havet etter én gangs bruk! Fordelen med «bruk og kast»-modellen er at man ikke kaster bort verdifull vekt på brennstoff og utstyr til landing av førstetrinnet, slik SpaceX gjør. Isteden kan man optimalisere raketten for å frakte størst mulig nyttelast til Månen og Mars, noe som gir et fortrinn fremfor Falcon Heavy.

 

Ulike konfigurasjoner av SLS dersom NASA får viljen sin (kilde: NASA)

 

Foreløpig ser NASA for seg to ulike andretrinn på SLS. Til tidlige oppskytninger vil man bruke det såkalte Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS), som drives av en RL10-rakettmotor som brenner hydrogen og oksygen. RL10 har vært brukt på amerikanske raketter i ulike varianter siden 1962, så nok en gang satser NASA trygt på velkjent og effektiv teknologi. SLS-raketter med ICPS-trinnet kan løfte opptil 70 tonn til lav jordbane, altså på linje med SpaceX’ Falcon Heavy. Denne konfigurasjonen kan også sende Orion-romfartøyet med astronauter i bane rundt Månen.

Det er også planlagt et mye kraftigere andretrinn, kalt Eploration Upper Stage. Med fire RL10-motorer vil det være istand til å løfte opptil 130 tonn til lav jordbane og sende astronauter og et månelandingsfartøy til Månen. Med dette trinnet kan man også sende den planlagte romplattformen Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G) til månebane på slutten av 2020-tallet. NASA har også støttet studier av alternative andretrinn til SLS, blant annet et som er drevet med kjernefysiske rakettmotorer.

 

Lunar Orbital Platform-Gateway er en eksperimentell romplattform som skal bygges i månebane i samarbeid med bl.a. Russland og Japan. LOP-G til venstre på tegningen, Orion-romskipet til høyre (kilde: NASA)

Utdatert før første ferd?

I skrivende stund har NASA satt desember 2019 som dato for den første prøveoppskytningen med SLS, selv om eksterne analytikere mener at 2020 er mer sannsynlig. Det er liten tvil om at oppskytningen vil skje, dog. SLS har fremdeles sterk støtte i Kongressen, som i 2018 overstyrte det Hvite hus og ga NASA et av de beste budsjettene på mange år. Politisk er det bred enighet om at USA trenger en kraftig bærerakett som kan overta den dominerende rollen romfergen hadde i så mange år.

Når SLS skytes opp, vil den være den mest effektive bæreraketten i verden, med hydrogen/oksygenmotorer i alle trinn. Men den vil også være den mest kostbare. Det er anslått at hver oppskytning med SLS vil koste i nabolaget av  én milliard dollar. I tillegg kommer utviklingskostnadene, som fordelt på hver ferd vi kan regne med å se, vil drive kostnaden opp i minst det dobbelte. Historisk sett har dette betydd lite for NASA. Hver Saturn V-oppskytning kostet skattebetalerne tre-fire milliarder 2018-dollar, uten at amerikanerne er mindre stolte av måneprogrammet av den grunn.

 

SpaceX’ neste rakett, BFR, er et revolusjonerende konsept som vil gjøre SLS utdatert over natten. Her ses BFR koblet til romstasjonen. 

 

Men det er noen viktige forskjeller på 1969 og 2019. For det første finnes det nå et kommersielt alternativ i form av Falcon Heavy. Ikke bare tilbyr SpaceX oppskytninger til lang lavere kostnad – rundt en sjettedel av prisen. SpaceX gjør det i tillegg med teknologi som er genuint innovativ og med en klar strategi for å skape et enda mer revolusjonerende romfartøy kalt BFR. Lykkes SpaceX vil SLS i løpet av fem år fremstå som den reneste hestekjerra. NASA vil også slite med å forsvare de enorme kostnadene med «spin off-effekt» av innovasjon i rombransjen, rett og slett fordi SLS ikke er spesielt nyskapende.

Hovedproblemet med SLS er likevel at raketten er bygd etter den klassiske NASA-modellen, men uten noe tydelig mål. Rakettene og romskipene tidlig på 1960-tallet ble bygd for å ta igjen Sovjets forsprang i romkappløpet. Saturn V ble bygd for å sende mennesker til Månen. Romfergen var ment å erstatte alle konvensjonelle bæreraketter med et revolusjonerende, gjenbrukbart romfly. Den Internasjonale romstasjonen handlet mye om å bygge forholdet mellom øst og vest etter den kalde krigen.

 

Visepresident Pence under lanseringen av administrasjonens nye satsing på Månen høsten 2017. LOP-G og SLS er en viktig del av denne satsingen. (kilde: NASA)

 

Da SLS ble lansert i 2011 fantes det ingen Mars-planer eller andre mål i rommet som rettferdiggjorde bygging av en så stor rakett. Man snakket om å sende mennesker til Månen innen 2020, men det ble aldri bevilget midler til det. Romstasjonen kunne bygges ut og forsynes med eksisterende bæreraketter. Så hva skulle NASA med en rakett som kunne løfte 130 tonn opp i rommet? Det er i dette lyset vi må se Deep Space Gateway, eller Lunar Orbital Platform-Gateway som det nå heter. Med dette prosjektet har SLS funnet sin eksistensberettigelse.

Utenfor det Hvite hus (der visepresident Pence har vært en entusiastisk pådriver), NASA og Roskosmos (Russlands NASA) er det lite begeistring å spore for en romstasjon i bane rundt Månen. Den binder opp enorme økonomiske og teknologiske ressurser som kunne vært brukt mer effektivt, tar ikke mennesker tilbake til Månens overflate og gir lite Mars-relevant kunnskap. Skal vi lære å leve på overflaten til Mars må vi lande der, ikke drive vektløst i bane rundt Månen. I dette perspektivet fremstår LOP-G og raketten som nå skal bygges for å sende stasjonen til Månen, som en kostbar og tidkrevende blindgate.

 

 

Fakta om Space Launch System

Høyde: 111 meter

Diameter: 8,4 meter

Vekt: Over 1000 tonn (inklusive brennstoff), varierer med konfigurasjon

Løftekapasitet: Fra 70 000 til 130 000 kg til lav jordbane, avhengig av konfigurasjon

Motorer 1. trinn:  4 RS-25D/E, brenner oksygen og hydrogen

Hjelpemotorer 1. trinn: 2 faststoffraketter, brenner bl.a. ammonium perklorat

Motor 2. trinn: 1 RL10B-2, brenner oksygen og hydrogen

Antall oppskytninger: 0 (prøveoppskytning forventet i 2019)

 

Eksterne pekere

Wikipedias artikkel om Space Launch System
NASAs sider om SLS
Boeings SLS-sider
Wikipedia om romfergemotoren RS-25
Wikipedia om Lunar Orbital Platform-Gateway
Artikkel om Trump-administrasjonens satsing på Månen

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *