Dette viskelêret kan bli supersonisk

Gummistrikken som reddar raketten

Moderne rakettdrivstoff som dette er sett saman av ei nøye utporsjonert blanding av energetiske materialar (som gir kraft), oksidasjonsmiddel (som gjer at det brenn utan luft) og eit bindemiddel. Dette bindemiddelet er ofte laga av polyuretan, det same stoffet som du finn i skosolen din. 

– Tenk på drivstoffet som ein gummistrikk, seier forskaren.

– Når raketten blir skoten ut, blir han utsett for ekstreme vibrasjonar. Lufttemperaturane kan vere ned mot 50 minusgrader. Dersom drivstoffet er for sprøtt, vil det sprekke. Ein sprekk betyr at ei større flate av drivstoffet blir eksponert for flammar samstundes. Då blir det utvikla meir gass enn motoren toler. Trykket blir for høgt, og heile raketten blir sprengd, seier FFI-forskaren.

Difor er hundebeina som blir støypte på labben så kritiske. Ved mellom anna å strekke dei til dei ryk, finn ho ut nøyaktig kor mykje juling drivstoffet toler før samanbrotet er eit faktum.

Kjemisk kokekunst

Rakettar med fast drivstoff er gammalt nytt, så kvifor må det framleis forskast på det? Kan vi ikkje berre bruke dei same oppskriftene som før? Svaret ligg i ei stadig meir komplisert verd, der tilgangen på råstoff er eit viktig stikkord.

– Vi opplever ofte at kritiske kjemikaliar brått går ut av produksjon, at dei blir for dyre eller får eksportrestriksjonar. Somme stoff må også fasast ut fordi dei er kreftframkallande eller miljøskadelege, forklarer Sohlberg.

På den vesle labben ved FFI, i prinsippet ikkje veldig ulik eit alminneleg kjøkken, driv ho med kjemisk kokkekunst i ekstremklassen. Ho må finne nye ingrediensar – kjedeforlengarar og bindemiddel – som kan erstatte dei gamle, utan at rakettane som skal nytte dei mistar kraft eller stabilitet.

Dette er småskalaforsking med store konsekvensar. Medan industrigigantar som til dømes Nammo legg vekt på dei store produksjonslinjene, går My ned på molekylnivå for å finne dei perfekte erstatningane for stoff som blir borte frå marknaden.

Frå gul guffe til Mach 4

Vegen frå flytande kjemikaliar til ferdig drivstoff er tidkrevjande. Overraskande mykje av arbeidet blir framleis gjort heilt manuelt. Datakraft og utrekningar er viktig, men like viktig er handarbeidet. Ein god porsjon fingerspitzengefühl er meir enn nyttig. 

Vi får sjå på medan My Helene Sohlberg blandar komponentane til ein seig, gulaktig guffe i små målebeger. Denne massen blir herda i varmeskap på 60 grader i fire døgn før prosessen held fram. Sluttproduktet kan ende som innstøypt drivstoff i en rakett.

Eit mål med forskinga hennar er å levere stadig betre løysingar til neste generasjons rakettar, som ramjet (sjå faktaramme). Dette er «luftpustande» motorar som ikkje treng å bere med seg alt oksygenet sjølv, ulikt resepten til tradisjonelt rakettdrivstoff. 

– Ein ramjet må framleis ha ein «startmotor» basert på tradisjonelt drivstoff. Men når ramjeten er i fart hentar den oksygenet  som trengst frå lufta den flyg gjennom, fortel Sohlberg. 

Slike rakettar kan gå ufatteleg fort, opptil Mach 3 og 4. Det vil seie fire gonger lydens fart. 

Røykfri rakett

Eit anna heitt tema på labben er røykfritt drivstoff. I dagens forsvarssituasjon er det ein enorm fordel om ein rakett ikkje legg bak seg ei stripe på himmelen. 

– Røyken gir ein farleg signatur. Den fortel fienden kvar du er. Røyken kan dessutan kludre til rakettanes eigne styringssystem. Røyksvakt rakettdrivstoff er også ein fordel med tanke på miljøet. Somme rakettar spyttar ut saltsyrehaldig røyk, som forsurar. Kan vi fjerne risikoen for røykutvikling gjer vi systema både tryggare og meir effektive, seier Sohlberg.

Ho har gått gradene frå sommarstudent ved FFI til å bli fast tilsett forskar. Ho er ikkje i tvil om kor viktig arbeidet er: 

– Vi lever i ei usikker tid. At Noreg har eigen kompetanse på å utvikle og forstå desse materiala, handlar rett og slett om den nasjonale tryggleiken vår.

Også difor er det viktig å kunne lage rett type viskelêr.