Rymdfärja

Rymdfärja eller rymdskyttel är rymdfarkoster som färjar gods och människor i rymdfarten. Typexemplen avser främst de fordon som den amerikanska rymdstyrelsen NASA använde åren 1981–2011 för att frakta rymdfarare och last (vanligen satelliter eller utrustning för vetenskapliga experiment) till och från omloppsbana runt jorden. Utskjutningen skedde från traditionell avfyrningsramp med raketsteg, men till skillnad från andra rymdfarkoster (rymdkapslar) kan en rymdfärja återanvändas upprepade gånger samt landa som ett flygplan på jorden. En rymdfärja är dessutom utseendemässigt mer lik ett flygplan än en traditionell rymdkapsel. Den första rymdfärjan, Columbia, sköts ut den 12 april 1981 av USA.

Rymdfärjor i teori och verklighet 
Många idéer till rymdfärjor har sett dagens ljus, men endast en typ, amerikanska Space Shuttle, har tagits i reguljär drift.

Space Shuttle 

Den amerikanska rymdstyrelsen NASA utförde från 1981, då rymdfärjan Columbia i uppdraget kallat STS-1 lyfte för första gången, och fram till 2011 totalt 135 flygningar med rymdfärjan Space Shuttle. Den byggdes i fem flygande exemplar, varav tre användes till de togs ur drift, medan två havererade. Space Shuttle har utgjort ryggraden i det amerikanska bemannade rymdprogrammet under närmare tre decennier. Det sista uppdraget, kallat STS-135, utfördes av rymdfärjan Atlantis under juli månad 2011 och alla amerikanska rymdfärjor har därefter tagits ur bruk.
 
Rymdfärjan sköts normalt upp med en besättning om 5–7 personer. I lastrummet kunde cirka 25 ton last tas upp. Rymdfärjorna gick in i omloppsbana kring jorden och når en höjd på upp till cirka 1000 km. De tillbringade normalt 1–2 veckor i rymden, antingen friflygande eller dockade till den internationella rymdstationen ISS. Huvudfarkosten servades och var redo för en ny flygning inom några månader. Även krutraketmotorerna kunde återanvändas. Den externa bränsletanken byggdes ny för varje färd.

Buran 

Den sovjetiska/ryska modellen Buran konstruerades och byggdes, men gjorde bara en obemannad testflygning 1988, och kom sedan aldrig i drift. Även om den sovjetiska/ryska rymdfärjan hade vissa likheter i utformning med den amerikanska rymdfärjan så finns det många avsevärda skillnader. Vid uppskjutning lyfts den sovjetiska/ryska rymdfärjan upp av en bärraket med extra stödraketer, vilka samtliga drivs med flytande bränsle. Den stora tanken är här inte endast en bränslebehållare utan även motor. På den sovjetiska/ryska rymdfärjan är hela besättningen passagerare, rymdfärjan kan köras obemannad.

Hermes 

Den europeiska rymdorganisationen ESA:s projekt Hermes syftade till en rymdfärja för tre personers besättning, som skulle skjutas upp på toppen av den europeiska bärraketen Ariane 5. Projektet lades ner 1993 utan att någon rymdfärja byggts.

X-37B 

X-37 är en amerikansk minirymdfärja. NASA började utvecklingsarbetet år 1999. År 2004 tog USA:s flygvapen över projektet, sedan dess har det omgärdats av hemlighetsmakeri. Den 22 april 2010 sköts den första X-37B, kallad X-37B OTV-1, upp i rymden. Flygningen varade i 224 dygn.

SpaceLiner  

SpaceLiner är ett avancerat koncept för en suborbital, hypersonisk, full återanvändbar bevingad passagerartransport som är under utredning av det tyska rymdcentret (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) sedan 2005.

Dream Chaser 

Dream Chaser är en amerikansk minirymdfärja under utveckling av företaget Sierra Nevada Corporation. Farkosten är en vidareutveckling av det nedlagda NASA programmet, HL-20 Personnel Launch System. Både bemannade och obemannade varianter av farkosten har föreslagits. 2016 antogs en obemannad version av farkosten för NASA:s Commercial Resupply Services 2 (CRS2) program. Första flygningen är planerad till 2020.

Enskilda rymdfärjor 

Andra kända rymdfärjor är Pathfinder (teknisk modell), Explorer (utställningsmodell), och Enterprise (omotoriserad, men annars flygbar prototyp).

För- och nackdelar med rymdfärjor 
Den amerikanska rymdfärjan Space Shuttle visade sig vara ett mycket flexibelt redskap i rymden. Rymdteleskopet Hubble sändes upp i rymdfärjans lastrum och teleskopet har servats med ny utrustning vid fem rymdfärjefärder. Den ryska rymdstationen Mir fick besök av dockande amerikanska rymdfärjor vid elva tillfällen och huvudparten av den Internationella rymdstationen ISS har byggts upp med moduler och delar fraktade med rymdfärjan. Rymdfärjan fungerade också som ett friflygande självständigt laboratorium för bland annat experiment i tyngdlöshet. Rymdfärjorna återanvändes och endast fem farkoster stod för över hundra rymdflygningar.

Trots dessa framgångar lades det amerikanska rymdfärjeprogrammet ner 2011, och det är inte tänkt att ersätts med nya rymdfärjor. Istället kommer efterföljaren Orion CEV, en rymdkapsel som mycket liknar Apollo, som kommer att landa hängande under en fallskärm och som endast delvis kan återanvändas ett begränsat antal gånger.  Den sovjetiska rymdfärjan Buran flög en gång obemannat, men togs sedan aldrig i reguljärt bruk. Ryssland har istället fortsatt använda den beprövade Sojuz, och även efterföljaren planeras bli baserad på en rymdkapsel snarare än en rymdfärja. Det planerade europeiska rymdfärjeprojektet Hermes lades ned 1993. ESA planerade tidigare för bemannat tillträde till rymden genom en vidareutveckling av Automated transfer vehicle (ATV) till en rymdkapsel. Det arbetet avbröts dock 2011. Istället har ESA visat intresse för Sierra Nevada Corporations rymdfärja Dream Chaser.  
 
Det amerikanska rymdfärjeprogrammet med återanvändbara farkoster var avsett att spara pengar. Den bemannade Space Shuttle var även tänkt att användas för placering av satelliter i omloppsbana och kunna ersätta obemannade bärraketer. En rymdfärja skulle vara servad och klar för en ny flygning inom en månad. I verkligheten tog detta flera månader och varje rymdfärja används endast 1–2 gånger per år. De ekonomiska fördelarna med en rymdfärja har därför till stor del uteblivit.
 
Ett rymdfärjeprogram var också mycket sårbart vid en haverifrekvens på ett par procent av flygningarna. Den amerikanska rymdfärjans värmesköld och vingar är vid uppsändning oskyddade för nedfallande material. På en rymdkapsel kan värmeskölden lätt hållas skyddad och några sårbara vingar finns ej. En kapsel placerad ovanpå uppsändningsenheten (stacken) kan också lätt lyftas bort från en exploderande bärraket, medan rymdfärjan satt i ett mycket utsatt läge.

Källor

Noter

Externa länkar