Satellittar drivne av vatn? Det revolusjonerande drivstoffet som endrar romfarten

• Vassdriven framdrift for satellittar kan bruke dampframdrift (resistojet), elektrolyse til hydrogen og oksygen for forbrenning, eller vass-plasma/ionemotorar for høg-ISP framdrift.
• Momentus Space sin Vigoride brukar ein mikrobølgje-elektrotermisk thruster (MET) som varmar opp vatn med solenergi til det blir plasma og skyt det ut som ein høgenergi-jet.
• I januar 2023 utførte Momentus sin Vigoride-5 35 motoroppskytingar og heva banen sin med om lag 3 km ved å bruke berre vassframdrift.
• I 2018 brukte HawkEye 360 Pathfinder-satellittar og Capella Space sin radarsatellitt DSI sine Comet-vassmotorar for banebehalding, og markerte den første kommersielle bruken av vassframdrift i rommet.
• I 2019 blei University of Tokyo sin AQT-D CubeSat skoten ut frå ISS og testa ein vass-resistojet for haldekontroll og små baneendringar.
• NASA sin Pathfinder Technology Demonstrator-1 (PTD-1)-ferd i 2021 hadde med Hydros vass-elektrolyseframdriftssystem på ein 6U CubeSat for å demonstrere elektrolyseframdrift i rommet.
• ArianeGroup planlegg ein ESMS-demonstrasjon i bane innan hausten 2026 med ein to-modus vassmotor som elektrolyserer vatn på om lag 90 minutt, og deretter gjer ein 30-sekundars bipropellant-brenning, med om lag 300 sekund Isp og skal kunne kutte framdriftskostnadene med opp til ein tredel.
• Pale Blue sin PBR-20 thruster (1 mN skyvekraft, over 70 s Isp) blei testa i 2019 og 2023, ein større PBR-50 (10 mN) blei skoten opp tidleg i 2024, og selskapet planlegg verdas første 1U-storleik vassionemotor på to D-Orbit rideshare-ferder i 2025.
• I 2024 hadde vassmotorar blitt tekne i bruk i operative flåtar, med Hawkeye 360, Capella og BlackSky Gen-2-satellittar som brukte Comet-vassframdrift for banebehalding.
• WINE-demonstrasjonen i 2019 av UCF og Honeybee Robotics utvann simulert asteroideis for å hente ut vatn og drive ein damp-rakettmotor, og illustrerte potensialet for drivstoffylling i rommet og å “leve av det ein finn”.

Førestill deg ei framtid der satellittar blir drivne ikkje av giftige drivstoff eller sjeldne gassar, men av heilt vanleg vatn. Det kan høyrest ut som science fiction, men vassdrivne satellittmotorar er raskt i ferd med å bli røyndom. Desse nye framdriftssystema brukar H₂O som drivstoff – anten ved å sprute ut overoppheita damp eller ved å spalte vatn til hydrogen og oksygen for forbrenning – for å manøvrere romfartøy i bane. Appellen er openbar: vatn er billeg, rikeleg, miljøvennleg, og mykje tryggare å handtere enn tradisjonelle rakettdrivstoff esa.int, nasa.gov. Som den pensjonerte astronauten Chris Hadfield sa det, er det “ein stor fridom” å kunne drive romfartøy med berre solenergi og reinsa vatn, særleg sidan vatn er lett tilgjengeleg i rommet (frå månekrater til komet-is) spaceref.com. I denne rapporten skal vi sjå nærare på korleis vassdriven framdrift fungerer, fordelar og ulemper, og dei siste gjennombrota (fram til 2025) som flyttar denne teknologien frå eksperiment til vanleg bruk.

Korleis fungerer vassdrevne satellitt-thrustarar?

Vatn åleine brenn ikkje som eit vanleg drivstoff – det er reaksjonsmassen som blir tilført energi og kasta ut for å produsere skyvekraft. Det finst nokre oppfinnsame måtar ingeniørar har gjort vassdrevne motorar mogleg på:

• Dampdrift (elektrotermiske thrusterar): Den enklaste metoden er å varme opp vatn til høgtrykkdamp og sende det ut gjennom ein dyse for å lage skyvekraft. Desse “damp-rakettane” eller resistojet-designa brukar elektriske varmeelement eller mikrobølgjeenergi for å koke vatnet. Til dømes brukar Momentus Space sitt Vigoride-fartøy ein mikrobølgje-elektrotermisk thruster (MET) som “varmar opp vatn med solenergi ved hjelp av mikrobølgjer” til det kokar til plasma, og skyt det ut som ein høgenergi-stråle spaceref.com. Det kan samanliknast med å setje ein dyse på ein vasskjele eller ei mikrobølgjeomn – den utstøytte varme dampen skyv satellitten. Dampbaserte thrusterar har låg skyvekraft, men er svært trygge og mekanisk enkle. Den japanske oppstartsbedrifta Pale Blue beviste eit slikt system i bane i 2023, då dei brukte ein vass-resistojet for å justere bana til ein liten Sony-satellitt med nokre kilometer phys.org. Pale Blue sitt design held vatnet under lågt trykk og fordampar det ved moderate temperaturar, ein metode som vart stadfesta med to minutt samanhengande drift i verdsrommet phys.org.
• Elektrolyse (vassrakettmotorar): Ein meir energirik metode er å splitte vatn til hydrogen- og oksygengass (via elektrolyse) og så brenne denne blandinga i ein liten rakettmotor. I praksis ber satellitten med seg utrykt væskevatn, og brukar deretter elektrisk kraft frå solcellepanel til å produsere brennbare gassar etter behov. NASA sin Hydros-motor, utvikla saman med Tethers Unlimited, var pioner for denne tilnærminga spinoff.nasa.gov. Når han er i bane, elektrolyserer Hydros vatn til H₂ og O₂ som blir lagra i blærer, og tenner dei så i eit kammer for å gi korte skyv spinoff.nasa.gov. Det er “ein hybrid av elektrisk og kjemisk framdrift”, forklarar Tethers Unlimited-sjef Robert Hoyt – solkrafta gjer jobben med å splitte vatnet, men forbrenninga som følgjer gir eit kraftig skyv spinoff.nasa.gov. Europeiske ingeniørar hos ArianeGroup har eit liknande system under utvikling: ein stor vassbehaldar forsyner ein elektrolysator, og hydrogen-/oksygengassane blir tende etter om lag 90 minutt med produksjon, noko som gir omtrent 30 sekund skyv per syklus ariane.group. Denne sykliske lad-og-brenn-prosessen kan levere skyvkraft mykje høgare enn elektriske ionemotorar (ArianeGroup reknar med opptil 14× meir skyv per tilført effekt enn hall-effekt-ionemotorar) esa.int. Ulempa er moderat spesifikk impuls – altså drivstoffeffektivitet – som ligg mellom konvensjonell kjemisk og elektrisk framdrift esa.int. Likevel er ytinga imponerande: “Hydrazin har ein spesifikk impuls på 200 s mot 300 s for vatn,” seier ArianeGroup sin Jean-Marie Le Cocq, og samanliknar vassmotoren deira positivt med det giftige drivstoffet han kan erstatte ariane.group.
• Ion- og plasmarakettar som brukar vatn: Vatn kan òg brukast som drivstoff i avanserte elektriske framdriftssystem. I desse designa blir vassdamp ionisert eller på annan måte eksitert til plasma, og deretter akselerert av elektromagnetiske felt for å generere skyvekraft (på liknande måte som ein xenon-ionemotor). Til dømes utviklar Pale Blue ein Water Ion Thruster som brukar ei mikrobølgeplasmakjelde for å atomisere vassmolekyl og skyte ut ionar for skyvekraft phys.org. Slike system kan oppnå mykje høgare spesifikk impuls (500+ sekund) fordi drivstoffet blir skote ut med ekstreme hastigheiter reddit.com. På same måte har forskarar testa vatn-drevne arcjet-rakettar (~550 s Isp) og mikrobølgeplasma-rakettar (opp til 800 s Isp) reddit.com – ytingar på nivå med eller betre enn mange toppmoderne elektriske rakettar. Utfordringa her er å handtere plasmaproduksjonen og hindre elektrodekorrosjon frå biprodukt av vatn. Men potensialet er stort: høg-Isp vatn-rakettar kan gjere vatn meir masse-effektivt enn tradisjonelle drivstoff for visse oppdrag reddit.com. Dette er framleis framveksande teknologi; Pale Blue sine første demonstrasjonar i bane av ein vatn-ionemotor er planlagde for 2025 via to oppdrag med D-Orbit sitt transportromfartøy payloadspace.com. I framtida kan hybride rakettar til og med kombinere modusar – til dømes eit dobbelt system som tilbyr høg-skyvekraft dampforbrenning når det trengst og effektiv ioneframdrift for langvarig cruising phys.org.

I alle tilfelle er kjerneideen å bruke elektrisk energi (frå solcellepanel) til å tilføre kinetisk energi til vassmassen og skyte ho ut for framdrift. Vatn i seg sjølv er inert og ikkje-giftig, noko som gjer det unikt praktisk – det kan lagrast som væske (ingen høgtrykkstankar trengst ved oppskyting) og vil verken eksplodere eller forgifte dei som handterer det. Framdrifta blir først “vekt opp” når satellitten er trygt i bane og straum er tilgjengeleg for å varme opp eller elektrolysere vatnet. Denne behovsstyrte eigenskapen er nettopp grunnen til at NASA har investert i vassbaserte thrustrar for små satellittar: “PTD-1 vil møte dette behovet med den første demonstrasjonen av eit vassbasert elektrolyse-romframdriftssystem i verdsrommet,” sa David Mayer, prosjektleiar for ein testferd i 2021 nasa.gov. Dei neste avsnitta vil utforske kvifor dette konseptet er så tiltrekkjande – og kva utfordringar som framleis står att.

Fordelar med vassframdrift

Tryggleik og enkelheit: Tradisjonelle satellittdrivstoff som hydrazin eller xenon er anten svært giftige, etsande, eller krev tung trykksetting. Vatn, derimot, er “det tryggaste rakettdrivstoffet eg veit om,” seier Mayer nasa.gov. Det er ikkje-giftig, ikkje-brennbart og stabilt ved romtemperatur, noko som gjer integrasjon og oppskyting langt enklare og billegare nasa.gov. Ingen hazmat-dressar eller kompliserte drivstoffyllingsprosedyrar trengst – “du kan la studentar leike med det, og dei kjem ikkje til å forgifte seg sjølve,” spøker Tethers Unlimited sin administrerande direktør spinoff.nasa.gov. Denne tryggleiksfaktoren er særleg viktig for CubeSats som deler rakett med dyre hovudlastar, der strenge reglar ofte forbyr eksplosiv eller høgtrykkstankar om bord nasa.gov. Vassdrevne system held seg uskadelege til dei blir aktiverte i bane, noko som gjer tryggleiksreglane enklare å følgje. Dette har opna døra for at sjølv små CubeSats kan ha framdrift, noko som tidlegare var forbode på grunn av drivstofftryggleik.

Låg kostnad og allmenn tilgjenge: Vatn er svært billeg og tilgjengeleg overalt. Det finst ingen flaskehalsar i forsyningskjeda – kvar som helst i verda kan ein oppskytingsstad skaffe reint vatn lett (og søle litt utan problem). “Vatn er tilgjengeleg overalt på jorda og kan transporterast utan risiko,” understrekar Nicholas Harmansa frå ArianeGroup, som er trygg på at “vatn er drivstoffet for framtida” ariane.group. Per liter kostar vatn berre nokre øre, medan eksotiske elektriske drivstoff som xenongass har hatt pris- og forsyningssvingingar. Utstyret for vassdrivne thrustrar kan òg vere billegare: ein treng ikkje tunge trykktankar eller røyr for giftige stoff. Totalt sett kan bruk av vatn kutte kostnadene for framdriftssystem med ein faktor på tre samanlikna med konvensjonelle system, ifølgje anslag frå ArianeGroup ariane.group. Den europeiske romfartsorganisasjonen fann at ein satellitt på 1 tonn kunne spare om lag 20 kg masse ved å bytte frå hydrazin til ein vass-elektrolysemotor, i tillegg til “betydelig reduserte handterings- og drivstoffkostnader” esa.intesa.int. For kommersielle operatørar betyr desse innsparingar i masse og pengar meir nyttelast og mindre risiko.

Påfylling og berekraft i verdsrommet: Kanskje den mest spennande fordelen er korleis vassdriven framdrift kan mogleggjere ein berekraftig rominfrastruktur. Vatn finst ikkje berre på jorda – det er rikeleg tilgjengeleg i heile solsystemet. Isavleiringar på månen, Mars, asteroidar og månar som Europa er i praksis “rombensinstasjonar” som berre ventar på å bli utnytta mobilityengineeringtech.com. I motsetnad til giftige drivstoff som ville krevje komplekse kjemiske fabrikkar for å bli produsert utanfor jorda, kan vatn bli utvunne og brukt direkte som drivstoff etter minimal prosessering. Dette har store konsekvensar for utforsking av det djupe verdsrommet: eit romfartøy kan fylle opp tankane sine ved å hente ut is på destinasjonen og deretter reise vidare utan tidsavgrensing. Eit banebrytande demonstrasjonsprosjekt av dette konseptet kom i 2019 då eit lag frå UCF og Honeybee Robotics testa WINE (World Is Not Enough)-prototypen, ein liten landar som utvann simulert asteroideis og brukte det til å lage dampdriven rakettkraft en.wikipedia.org. WINE bora ut isrik regolitt, henta ut vatn, og hoppa i eit vakuumkammer på ein dampstråle – og beviste at eit køyretøy kan “leve av landet” og fylle på drivstoff sjølv for “evig utforsking” en.wikipedia.org. På lang sikt kan vassdrivne romfartøy reise frå asteroide til asteroide utan nokon gong å trenge påfyll frå jorda en.wikipedia.org. Sjølv i nærjordsoperasjonar ser selskap som Orbit Fab på vatn som ein kandidat for påfyllingstenester i bane, sidan det er så lett å handtere. Alt dette gjer vassdriven framdrift til ein hjørnestein for romøkonomien som visjonærar prøver å byggje: “vi ser på vatn som ein grunnleggjande ressurs som er nøkkelen til denne økonomien,” seier Hoyt, som designar neste generasjons Hydros-thrustarar med påfyllingsportar for uavgrensa levetid spinoff.nasa.gov.

Miljømessig og operasjonell reinleik: Som eit grønt drivstoff produserer vatn ingen skadelege utslepp – berre vassdamp eller eit spor av hydrogen/oksygen som raskt forsvinn. Dette er flott ikkje berre for miljøet på jorda, men òg for sensitive romfartssystem. Optiske sensorar eller stjernesøkarar vert ikkje tilslørte av restar, og det er ingen risiko for at etsande stråle treffer sårbare overflater mobilityengineeringtech.com. Chris Hadfield peikar på at vassbaserte thrusterar er ideelle for serviceoppdrag som å løfte den aldrande Hubble-romteleskopet, fordi dei “ikkje kan spraye [Hubble] med noko form for restar frå drivstoff” spaceref.com. Den mjuke, kontrollerte skyvekrafta frå ein vassplasmamotor kan heve eller senke banar utan dei kraftige støya frå kjemiske motorar, noko som reduserer mekanisk stress under delikate operasjonar spaceref.com. Oppsummert er vassdriven framdrift ikkje berre vennlegare for dei som skyt opp og bygg satellittar, men òg for sjølve satellittane og deira himmelske naboar.

Illustrasjon av ein liten satellitt som brukar ein vassbasert thruster i bane. Framdrift med vatn som drivstoff kan oppnåast ved å varme opp eller elektrolysere vatn elektrisk for å produsere skyvekraft, og tilbyr eit tryggare og “grønnare” alternativ til tradisjonelle kjemiske rakettar nasa.govnasa.gov.

Utfordringar og avgrensingar

Om vassdriven framdrift er så bra, kvifor brukar ikkje alle satellittar det allereie? Som med all ny teknologi, finst det avvegingar og hinder som må overvinnast:

Lågare skyvekraft (i nokre modusar): Reine vass-resistojet-motorar har ofte ganske låg skyvekraft samanlikna med kjemiske rakettar. Å koke vatn kan berre drive det ut så raskt (typisk gir dette ein spesifikk impuls på om lag 50–100 sekund for enkle dampmotorar reddit.com, blog.satsearch.co). Dette er greitt for små CubeSats som berre skal gjere forsiktige justeringar, men det betyr at manøvrane går sakte. Ein dampmotor med 50 s Isp gir “mykje dårlegare valuta for pengane” impuls-messig enn ein typisk hydrazin-motor med 300 s Isp reddit.com. Bransjen jobbar med dette ved å gå over til meir energi-intensive løysingar som plasmamotorar (500+ s Isp) og vass-bipropellant-forbrenning (~300 s Isp) reddit.com, ariane.group. Likevel er forholdet mellom skyvekraft og effekt ein avgrensande faktor – du treng mykje elektrisk kraft for å få meiningsfull skyvekraft frå vatn. På små satellittar er krafta avgrensa, så det er ei grense for skyvekrafta med mindre dei har store solcellepanel eller andre kraftkjelder. Difor vil sjølv dei beste vass-ionemotorane vere eigna for sakte baneheving, ikkje raske baneoverføringar (førebels). Ingeniørar må nøye vurdere om ein misjon sine delta-V- og tidskrav kan møtast med ein elektrisk vassmotor, eller om ein kjemisk motor med høgare skyvekraft er naudsynt.

Energi- og termiske krav: Vatn er lett å lagre, men å gjere det om til varm gass eller plasma krev mykje energi. Særleg elektrolyse er energikrevjande – å spalte vatn er i seg sjølv ineffektivt, og så må ein framleis tenne på gassane. Elektrolysatorar og varmarar gjer systemet meir komplekst og kan vere feilkjelder. Å handtere varmen er eit anna problem: kokande eller plasmasystem kan bli svært varme, noko som er vanskeleg i vakuumet i verdsrommet der kjøling er utfordrande. Hoyt frå Tethers Unlimited peika på materialutfordringane med “hydrogen og oksygen og overoppheita damp” – korrosjon og forureining kan lett forringe eit system spinoff.nasa.gov. Designarar må bruke spesielle belegg og ultrareint vatn for å unngå at elektrodene blir øydelagde og for å sikre lang levetid spinoff.nasa.gov. Desse problema blir gradvis løyste (med betre materialar og ved å isolere elektrolysatoren frå forbrenningskammeret, til dømes), men det har teke år med forsking og utvikling å lage ein påliteleg motor. Faktisk, sjølv om NASA har teoretisert om vassrakettar sidan 1960-talet, har ein “praktisk vass-elektrolysemotor” først nyleg kome på bana på grunn av desse tekniske hindringanespinoff.nasa.gov.

Yting kontra lagringsbehov: Vatn tek mykje plass. Det har grei tettleik (1 g/mL, likt mange flytande drivstoff), men har ingen eigen kjemisk energi. Det betyr at for oppdrag med høg delta-V, kan ein tank for vassdrivstoff måtte vere større enn ein tank for meir energirike drivstoff. Vatnet si redning er at avanserte thrustrar kan tilføre ekstern energi for å kompensere for dette. Til dømes kan ein mikrobølge-elektrotermisk thruster som tilførar 5 kW til vatn oppnå ~800 s Isp reddit.com, og dermed få meir yting ut av kvar dråpe vatn. Men slike effektar er berre tilgjengelege på større romfartøy. Små satellittar kan vere avgrensa til lågare Isp, noko som gjer vatn mindre effektivt etter masse for dei. Det er òg eit problem med vasshandtering i bane: vatnet kan fryse om leidningar eller tankar ikkje blir varma opp, eller det kan føre til ustabil skyvekraft om det plutseleg fordampar. Ingeniørar motverkar dette med nøye termisk kontroll og trykkregulering (t.d. ved å halde vatnet litt under trykk slik at det held seg flytande til det skal fordampe phys.org). I tillegg, sjølv om vatn ikkje er under trykk ved oppskyting, krev somme system at det blir sett under trykk i verdsrommet (eller at dei lagrar dei elektrolyserte gassane under trykk i tankar). Det fører inn att noko av kompleksiteten med trykksystem, men først etter at ein er i bane. Oppdragsplanleggarar må òg ta omsyn til drivstoff-fordamping – vatn i ein oppvarma tank kan lekke eller fordampe over tid om det ikkje er skikkeleg forsegla og avkjølt.

Flygarv og tillit: Per 2025 er vassdriven framleis ein relativt ny aktør i operative flåtar. Mange satellittoperatørar vel ein «vent og sjå»-strategi, og vil vere sikre på at teknologien er bevist. Tidlege brukarar som HawkEye 360 (som flaug vassdrivarar i 2018) og Sony sitt Star Sphere-program (2023) har bidrege til å byggje tillit geekwire.com, phys.org. Men konservative kundar kan krevje fleire demonstrasjonar, særleg for kritiske oppdrag, før dei går vekk frå velprøvde kjemiske drivarar. Det har òg vore mindre utfordringar: til dømes hadde NASA sitt Pathfinder Technology Demonstrator-1 (PTD-1) oppdrag i 2021 som mål å bevise Tethers sin Hydros-drivar i bane nasa.gov. Sjølv om oppdraget stort sett var vellukka, er eventuelle avvik eller underprestasjonar (om dei oppstod) lærdomar som framtidige versjonar vil forbetre. Det er verdt å merke seg at sjølv vellukka testar har avgrensa varigheit så langt (minuttar med drift). Langtidsuthaldet til desse systema (hundrevis av oppskytingar over år) blir testa, men er ikkje fullt ut stadfesta i verdsrommet enno. Dette endrar seg raskt ettersom selskap som Momentus no har avfyrt vassdrivarane sine dusinvis av gonger i bane nasdaq.com. Kvar ny oppskyting utvidar grensene, og gjer vassdrift til eit meir vanleg alternativ. I mellomtida vurderer ingeniørar og reguleringsmyndigheiter desse drivarane nøye for å etablere standardar og beste praksis (til dømes å sikre at ein «vassdriven» satellitt trygt kan deorbiterast ved slutten av levetida ved å reservere litt vatn til ein siste deorbit-brenning – eit krav for å redusere romsøppel).

Kort sagt, avgrensingane til vassdrift – lågare umiddelbar skyvekraft, energibehov og risiko knytt til tidleg utviklingsfase – betyr at det enno ikkje er ei universalløysing for alle scenario. Men den raske framgangen dei siste åra tyder på at desse utfordringane blir løyste éin etter éin, slik vi ser nærare på i samanheng med faktiske oppdrag og aktørar.

Tidlege innovasjonar og historiske milepælar

Konseptet med å bruke vatn som romframdrift har vore diskutert i fleire tiår. NASA-forskarar frå Apollo-tida forstod at vatn kunne omdannast til hydrogen/oksygen – den same kraftige kombinasjonen som dreiv romferjene – dersom ein hadde energi tilgjengeleg i verdsrommet spinoff.nasa.gov. Men gjennom 1900-talet blei ideen verande på teiknebrettet; kjemiske rakettar med lagringsdyktige, giftige drivstoff var rett og slett meir modne og gav høgare skyvekraft for teknologien på den tida. Det var ikkje før miniatyriseringa av satellittar og framsteg innan elektrisk kraft at vassframdrift fekk ny relevans. Her er nokre viktige tidlege milepælar fram mot dagens situasjon:

• 2011–2017: Framveksten av CubeSats (små satellittar bygd av 10 cm-kubar) skapte eit behov for like små, trygge thrustrar. Forskargrupper byrja å sjå på vatn som eit ideelt CubeSat-drivstoff sidan mange oppskytingsleverandørar forbød kjemiske drivstoff på sekundær nyttelast. I 2017 presenterte eit team ved Purdue University leia av professor Alina Alexeenko ein mikrothruster kalla FEMTA (Film-Evaporation MEMS Tunable Array) som brukar ultrareinsa vatn mobilityengineeringtech.com. FEMTA nytta 10-mikron kapillærrør etsa i silisium; overflatespenning held vatnet på plass til ein varmar kokar det, og mikrostrålar av damp blir skote ut. I vakuumkamertestar produserte ein FEMTA-thruster kontrollerbar skyvekraft i området 6–68 µN med spesifikk impuls rundt 70 s futurity.org, sciencedirect.com. Fire FEMTA-thrustrar (med om lag ein teskje vatn totalt) kunne rotere ein 1U CubeSat på under eitt minutt med berre 0,25 W effekt mobilityengineeringtech.com. Dette var eit gjennombrot som viste at sjølv svært låg-effekt-system kunne gi meiningsfull haldningskontroll med vatn. Alexeenko peika på vatnet sin appell ikkje berre for jordbanar, men også for ressursbruk i rommet – “Vatn er trudd å vere rikeleg på den martianske månen Phobos, noko som gjer det til ein potensiell stor bensinstasjon i rommet… [og] eit svært reint drivstoff” mobilityengineeringtech.com.
• 2018: Den første operative bruken av vassdriven framdrift i bane fann stad. Ein amerikansk oppstartsbedrift, Deep Space Industries (DSI), hadde utvikla Comet elektrotermisk thruster, ei lita eining som kokar vatn og skyt det ut for å manøvrere småsatellittar. I desember 2018 flaug DSI sine Comet-thrustere på fire kommersielle satellittar: tre for HawkEye 360 radiofrekvens-konstellasjonen og éin for Capella Space si radaravbildingsdemo geekwire.com. Desse småsatellittane brukte vassdriven framdrift for å justere banene sine, og markerte debuten for vassbaserte motorar i rommet. Omtrent samstundes vart ein japansk 3U CubeSat kalla AQT-D (Aqua Thruster-Demonstrator), utvikla ved Universitetet i Tokyo, utplassert frå ISS. AQT-D testa eit vass-resistojet-system i bane seint i 2019, og demonstrerte haldnings- og små baneendringar; dette var ein tidleg test i rommet frå Japan som la grunnlaget for oppstartsselskapet Pale Blue seinare blog.satsearch.co.
• 2019: NASA si interesse for vassdriven framdrift gjekk frå teori til praksis. Tethers Unlimited, under NASA SBIR-kontraktar og eit “Tipping Point”-partnerskap, leverte ein flyklar HYDROS-C thruster for CubeSatsspinoff.nasa.govspinoff.nasa.gov. NASA integrerte denne i Pathfinder Technology Demonstrator 1 (PTD-1)-oppdraget, ein 6U CubeSat. Sjølv om oppskytinga vart forseinka til 2021, hadde dette oppdraget som mål å vere “første demonstrasjon av eit vassbasert elektrolyse-romframdriftssystem i rommet” nasa.gov. Berre godkjenninga av ein vassframdrift-payload viste NASA si tillit til tryggleiken og nytten for små oppdrag. I privat sektor vart DSI kjøpt opp av Bradford Space i 2019 geekwire.com, og DSI sitt fokus vart fullt ut retta mot framdrift. Bradford heldt fram med å marknadsføre Comet-thrusteren som eit ikkje-giftig alternativ for småsatellittar, og til og med store integratorar la merke til det – LeoStella (produsenten for BlackSky si jordobservasjonskonstellasjon) bestemte seg for å ta i bruk Comet vass-thrustere for sine kommande satellittar geekwire.com. Ved utgangen av 2019 var utviklinga tydeleg: vassdriven framdrift hadde gått frå laboratorieprototypar til verkelege romfartøy og tiltrekte seg seriøse investeringar.
• 2020–2021: Fleire viktige hendingar heldt vasstrustarar i nyheitsbiletet. Ein oppstartsbedrift frå Washington, Momentus Inc., dukka opp med dristige planar om romslepebåtar (baneflyttarar) drivne av vassplasma-motorar. Momentus, som vart grunnlagt av ein russisk entreprenør, fekk merksemd for sine lovnader om “water plasma propulsion”, sjølv om regulatoriske hinder utsette dei første oppskytingane til 2021. Samstundes, i 2020, vart den japanske oppstartsbedrifta Pale Blue Inc. spunne ut frå laboratoria ved Universitetet i Tokyo, med mål om å kommersialisere vasstrustarar i det japanske og globale marknaden phys.org. Deira veikart inkluderte små resistojeteiningar og meir avanserte ion- og hall-effekt-trustarar som brukar vatn. Tidleg i 2021 sende NASA endeleg opp PTD-1 (på SpaceX sin Transporter-1 rideshare) med Hydros-trustaren om bord nasa.gov. I løpet av eit 4-6 månadar langt oppdrag skulle PTD-1 utføre baneendringar med vassdrivstoff, for å bevise ytinga og pålitelegheita som trengst for framtidig bruk nasa.gov. Dette oppdraget var eit høgdepunkt etter nesten eit tiår med arbeid frå Tethers og NASA, og viste at sjølv ein satellitt på storleik med ein skoboks kunne ha eit “low-cost, high-performance propulsion system” basert på vatn nasa.gov. I 2021 fullførte òg European Space Agency ei studie om levedyktigheita til vasstrustarar, og identifiserte det som eit toppval for visse typar oppdrag (særleg 1-tonns LEO-satellittar), noko som inspirerte selskap som tyske OMNIDEA-RTG til å starte utviklingsarbeid i Europa esa.intesa.int.

Denne tidlege historia la grunnlaget ved å bevise konseptet og tidleg bruk. No ser vi på dei aktørane som i dag skalerer opp vasstrustarar og oppdraga som viser fram kapasiteten deira.

Nøkkelaktørar som driv vasstrustarar framover

I 2025 pressar eit levande økosystem av selskap og romorganisasjonar vasstrustarar frå demonstrasjon til utplassering. Her er nokre av dei mest markante organisasjonane og deira bidrag:

• Tethers Unlimited (USA) & NASA: Tethers Unlimited (TUI) var ein pioner med sine Hydros vass-elektrolyse-thrustarar, utvikla gjennom NASA SBIR-finansiering spinoff.nasa.gov. I samarbeid med NASA Ames og Glenn flaug TUI Hydros-C på NASA sin PTD-1-misjon, og vart slik ein banebrytar for vassframdrift i CubeSats spinoff.nasa.gov. TUI bygde òg større Hydros-M-einingar for satellittar på 50–200 kg under ein NASA Tipping Point-kontrakt, og leverte thrustarar til Millennium Space Systems for testing spinoff.nasa.gov. NASA si vidare støtte (gjennom program som Small Spacecraft Technology og dei komande On-orbit Servicing-misjonane) viser sterk tru på vassdrivstoff for trygge, påfyllbare romfartøy. TUI-sjef Hoyt ser føre seg at vassthrustarar etter kvart får påfyllingsportar, slik at dei kan fyllast opp frå Orbit Fab-depot eller asteroidegruvedrift spinoff.nasa.gov.
• Momentus Inc. (USA): Momentus har utvikla ein unik Microwave Electrothermal Thruster (MET) som brukar vatn for å lage plasmastøyter, og har integrert han i Vigoride-fartøyet for baneskifte. Trass i ei humpete reise (inkludert amerikansk reguleringstilsyn og ein forseinka SPAC-fusjon), gjennomførte Momentus fleire vellukka Vigoride-demonstrasjonar i 2022–2023. Under Vigoride-5-oppdraget i januar 2023 “testa dei MET-thrusteren sin i bane med 35 oppskytingar”, og validerte ytelsen til thruster i ulike brukstilfelle nasdaq.com. I ein test heva Vigoride-5 bana si med om lag 3 km ved å bruke berre vassdriven framdrift spaceref.com. Styremedlem i selskapet, Chris Hadfield, har vore ein ivrig pådrivar og peikar på at “vi finn mykje meir vatn i solsystemet vårt” som kan brukast som drivstoff, og at Momentus sin MET i praksis er “eit munnstykke på ein mikrobølgjeomn” som til og med kan gjere vatn om til plasma for framdrift spaceref.com. Momentus tilbyr no skytteltenester i rommet, og utnyttar den låge prisen på vatn for å kunne konkurrere på pris. Dei har òg foreslått ambisiøse prosjekt, som å bruke ein vassbasert slepebåt for å løfte Hubble-teleskopet si bane og forlenge levetida spaceref.com. Sjølv om Momentus framleis må bevise si kommersielle levedykt, har dei utvilsamt flytta teknologien framover ved å demonstrere eit skalerbart vassdriven framdriftssystem i bane fleire gonger.
• Pale Blue (Japan): Ein oppstartsbedrift fødd ved Universitetet i Tokyo, Pale Blue er det namnet å følgje med på innan vassdriven framdrift i Asia. I mars 2023 dreiv Pale Blue sin vassbaserte resistojet-motor Sony sin EYE-satellitt (frå Star Sphere-prosjektet) – den første oppskytinga i bane av ein privatutvikla japansk vassmotor phys.org. Motoren utførte ein to minutt lang forbrenning som endra CubeSat-banen som planlagt, eit stort milepæl for selskapet phys.org. Pale Blue tilbyr eit utval av motorar: frå PBR-serien (10, 20, 50) resistojet-modular for små satellittar, til den komande PBI vass-ionemotoren og til og med ein planlagt vassbasert Hall-effekt-motor (PBH) innan 2028 blog.satsearch.co. Deira PBR-20-motor (1 mN skyvekraft, >70 s Isp) vart testa i 2019 og 2023-flygingar, og ein større PBR-50 (10 mN skyvekraft) vart skoten opp tidleg i 2024 for si første ferd blog.satsearch.co. I 2025 skal Pale Blue demonstrere verdas første vass-ionemotor i 1U-storleik på to D-Orbit rideshare-ferder (juni og oktober) payloadspace.com. Den japanske staten støttar Pale Blue sterkt – eit program i 2024 tildelte selskapet opp til 27 millionar dollar for å utvikle vassbasert framdrift for kommersielle og militære føremål (eit signal om nasjonal interesse for ikkje-giftig framdrift for satellittar). Med partnarskap (som med italienske D-Orbit) og betydeleg finansiering, har Pale Blue som mål å revolusjonere småsatellittmarknaden for framdrift med trygge, påfyllbare vassystem.
• Bradford Space (USA/Europa): Etter å ha kjøpt opp Deep Space Industries i 2019, arva Bradford Space Comet vassdrivstoffsystemet og har sidan levert det til fleire satellittoppdrag. Comet blir marknadsført som “verdens første operative vassbaserte framdriftssystem” og har blitt tatt i bruk av fleire kundar geekwire.com. Særleg HawkEye 360 sine pathfinder-satellittar og Capella sin Whitney-demo-satellitt i 2018 brukte Comet-motorar for banestyring geekwire.com. Den Seattle-baserte produsenten LeoStella valde òg Comet-motorar for andre generasjon BlackSky-biletsatellittar dei byggjer, noko som viser tillit til pålitelegheita til Comet geekwire.com. Comet-motoren gir om lag 17 mN skyvekraft og 175 s Isp blog.satsearch.co, og brukar ein elektrotermisk varmar for å drive ut vassdamp. Bradford marknadsfører han som eit “oppskytingssikkert” alternativ til hydrazinsystem for små og mellomstore satellittar blog.satsearch.co. Med kontor i USA og Europa integrerer Bradford òg Comet-teknologi i framtidige djupromsoppdrag (t.d. det føreslåtte Xplorer-romfartøyet for asteroideoppdrag kan bruke vassdrift for å manøvrere i djuprommet geekwire.com). Etter kvart som konstellasjonar aukar i tal, gjer Bradford si produksjon av flyprøvde vassmotorar selskapet til ein nøkkelleverandør for firma som ønskjer ikkje-farleg framdrift i stor skala.
• ArianeGroup & europeiske partnarar (EU): I Europa har den store romfartsaktøren ArianeGroup teke leiinga på vassbasert framdrift, med mål om å utstyre neste generasjons LEO- og MEO-satellittar. På Lampoldshausen-anlegget i Tyskland har ArianeGroup sitt team bygd ein hybrid elektrisk-kjemisk vassmotor (svært lik Tethers sitt Hydros-konsept) ariane.group. Mot slutten av 2023 avslørte dei detaljar: systemet kan elektrolysere vatn på om lag 90 minutt og deretter utføre eit 30-sekunders bipropellant-brenn, med ein samla spesifikk impuls på rundt 300 sekund ariane.group. Designet er modulært og skalerbart – dei kan auke talet på elektrolyseceller, tankstorleik eller talet på thrusterkammer for å møte ulike satellittkrav ariane.group. ArianeGroup hevdar at systemet kan vere “tre gonger billegare” enn dagens kjemiske framdrift for konstellasjonar ariane.group. Med støtte frå ESA og DLR (den tyske romfartsorganisasjonen) planlegg ArianeGroup ein demonstrasjon i bane innan hausten 2026 på ESMS-satellitten, som vil bruke vassmotoren til banejusteringar og posisjonshalding ariane.group. Denne demonstrasjonen vil validere elektrolysefunksjonen i mikrogravitasjon og ytinga til den to-modus-motoren i verdsrommet. Europas investering viser at dei ser på vassframdrift som eit konkurransedyktig og berekraftig alternativ for satellittnettverk, særleg med tanke på komande regelverk som krev “grøne” drivstoff for å redusere oppskytingsrisiko.
• Andre merkverdige oppstartsselskap: I tillegg til dei store namna ovanfor, finst det ei rekkje oppstartsselskap verda over som innovar innan vassframdrift. Aurora Propulsion Technologies (Finland) tilbyr små ARM-serie vassdrevne thrustrar for CubeSats, inkludert moduler for full 3-aksers kontroll av 1U–12U satellittar ved bruk av små vass-mikrojetar blog.satsearch.co. SteamJet Space Systems (Storbritannia) har utvikla den treffande namngjevne Steam Thruster One og “TunaCan”-thruster, som er kompakte elektrotermiske vassmotorar som passar inn i ubrukt volum i CubeSat-utskytingssystem blog.satsearch.co. Desse har vorte testa i rommet på minst eitt CubeSat-oppdrag, og viser at sjølv nanosatellittar kan utføre baneendringar med litt oppvarma vatn blog.satsearch.co. I Frankrike har ThrustMe (kjent for jod-elektriske thrustrar) utforska vatn som drivstoff i nokre konsept, og i Italia vurderer ESA-finansierte oppstartar også vatn for små øvre trinn eller banehjelparar. I tillegg er ein spennande aktør URA Thrusters, som har skissert ei rekkje vassdrevne system – frå ein Hall-effekt thruster som kan bruke vassdamp eller oksygen blog.satsearch.co, til “ICE”-elektrolysethrustrar som kombinerer MEMS-skala vassspalting og forbrenning blog.satsearch.co, til ein Hydra-hybrid som koplar ein Hall-thruster med ein kjemisk motor for fleksibel yting blog.satsearch.co. Sjølv om nokre av desse framleis er på teiknebrettet, understrekar breidda i utviklinga eit poeng: vassframdrift er ikkje berre eit einskild påfunn, men ei brei teknologisk rørsle som tiltrekk innovatørar over heile verda.

Ein flyprototyp av Tethers Unlimited sin HYDROS-C vassframdrift for CubeSats. Denne kompakte eininga inneheld vanntankar, ein elektrolysator, gassblærer og ein rakettdyse spinoff.nasa.gov. Slike system er inaktive til dei når bane, då solenergi blir brukt til å spalte vatn til hydrogen/oksygen-drivstoff for skyvekraft.

Oppdrag og milepælar: Vassframdrift i praksis

Faktiske romferder dei siste åra har bevist at vassdrivne framdriftssystem er gjennomførbare, og dei held fram med å presse grensene for kva dei kan klare. Under finn du ein tidslinje over merkverdige ferder og demonstrasjonar som viser fram vassframdrift:

• 2018 – Første bruk i bane: HawkEye 360 Pathfinder-satellittar (3 i formasjon) og ein Capella Space-radarsatellitt brukar kvar DSI sin Comet-vasstrustar for banekontroll etter oppskyting i desember 2018 geekwire.com. Desse vart dei første kommersielle satellittane som opererte på vasstdriven drivstoff, gjennomførte manøvrar med hell og validerte trustaren i rommet.
• 2019 – ISS-utplassert demo: Universitetet i Tokyo sin AQT-D (Aquarius) 3U CubeSat, utplassert frå Den internasjonale romstasjonen, fyrer av sine vass-resistojet-trustarar i bane. Systemet oppnår haldekontroll og små baneendringar, og markerer Japans første demonstrasjon av vassframdrift i rommet. Denne ferda beviste at ein fleir-munnings vasstrustar kunne fungere i mikrogravitasjon og la grunnlaget for Pale Blue sine seinare design blog.satsearch.co.
• 2021 – NASA PTD-1: Pathfinder Technology Demonstrator-1, ein NASA 6U CubeSat, gjennomfører den første vass-elektrolyse-framdriftstesten i bane. Med om lag 0,5 liter vatn om bord utfører PTD-1 sin Hydros-motor programmerte trustmanøvrar, og demonstrerer at splitting av vatn til H₂/O₂ og forbrenning av dette kan drive ein satellitt som forventa nasa.gov. Denne ferda, som varte i fleire månader, verifiserte yting, tryggleik og restart-evne for systemet, og gav små satellittar eit nytt, påliteleg alternativ for banekontroll.
• 2022 – Vigoride-debut: Momentus sender opp Vigoride-3 (deira første orbitale servicefartøy) i mai 2022. Sjølv om dei første trustartestane er avgrensa (fartøyet opplevde nokre feil i tidlege operasjonar spacenews.com), legg ferda grunnlaget for stegvis testing av den vassbaserte MET. Momentus etablerer kontakt og lærer å operere den nye framdrifta i det verkelege rommiljøet news.satnews.com, og legg til rette for forbetringar til seinare ferder.
• 2023 – Fleire suksessar: Dette året er eit vendepunkt med fleire triumfar for vassframdrift:
  • Momentus Vigoride-5 (jan 2023): Utfører suksessfullt 35 thruster-tenningar av sitt vassbaserte MET i bane, hevar bana si og justerer haldning ved å bruke berre vassplasma-jetar nasdaq.com. Dette er eit viktig prov på at eit større fartøy (~250 kg) kan bruke vassdrift for meiningsfulle baneendringar.
  • Momentus Vigoride-6 (apr 2023): Held fram med testing og fullfører til og med ein kundeinnsetting i bane (sjølv om ein programvarefeil førte til ein liten feil i baneinklinasjon) nasdaq.com. Vigoride-6 er framleis operativ, noko som ytterlegare stadfestar pålitelegheita til framdriftssystemet.
  • Pale Blue EYE Demo (mar 2023): Sony sin EYE CubeSat utfører ein banehevingsmanøver ved å bruke Pale Blue sin vassthruster i ~120 sekund phys.org. Suksessen med denne demonstrasjonen – som pressa satellitten nærare målbanen for jordfotografering – stadfestar thrusterens funksjonalitet i bane og vert mykje omtalt som Japans inntog i vassbasert framdrift phys.org.
  • EQUULEUS ved Månen (sein 2022–2023): Sjølv om det ikkje vart mykje omtalt i vanlege media, er det verdt å nemne EQUULEUS, ein JAXA-Universitetet i Tokyo CubeSat skoten opp til Månen på Artemis I (nov 2022), som hadde eit vassbasert resistojet-system for banejusteringar sciencedirect.com. Den brukte vassthrustere for å utføre kurskorrigeringar på veg til jord-måne Lagrange-punktet, og demonstrerte vassbasert framdrift i cislunar-rommet – det første for operasjonar utanfor LEO.
• 2024 – Oppskalering: Vassbasert framdrift byrjar å dukke opp på fleire operative satellittar:
  • Flåteutrullingar: Hawkeye 360 sine neste satellittbatchar og Capella sine nyare SAR-satellittar held fram med å bruke vassbaserte Comet-thrustere i rutinedrift, med støtte frå Bradford. I tillegg har BlackSky sine Gen-2-satellittar som vart skotne opp i 2024, teke i bruk Comet vassbasert framdrift for banebehalding av jordobservasjonskonstellasjonen geekwire.com.
  • Nye thruster-oppskytingar: Pale Blue sine større PBR-50-thrusterar får si første oppskyting tidleg i 2024 på eit småsatellitt-rideshare (eksakt oppdrag ikkje offentleggjort), med mål om å levere ~10 mN skyvekraft for ein mikrosatellitt i bane blog.satsearch.co. Dette startar kvalifiseringa av vassdriven framdrift for større småsatellitt-klasser.
  • Infrastruktur: Selskap som Orbit Fab kunngjer planar om å gjere vatn til eit av drivstoffvala for dei føreslåtte drivstoffdepotane i bane, og NASA sitt TALOS-prosjekt vurderer vassbaserte “drop tanks” for djupromslepparar – noko som speglar ein breiare aksept for at vatn vil bli ein del av romlogistikkjeda dei komande åra.
• 2025 – Kommande og pågåande: Spennande oppdrag står for tur:
  • Pale Blue D-Orbit-flygingar: Den første vass-ion-thrusteren (PBI) skal testast i bane på D-Orbit sin Ion Satellite Carrier midt og seint i 2025 payloadspace.com. Desse testane vil måle den høgeffektiv skyvekrafta og bane veg for kommersielle ioneeiningar som brukar vatn i staden for xenon eller krypton.
  • JAXA RAISE-4-eksperiment: Japans romfartsbyrå planlegg å skyte opp RAISE-4 teknologidemonstrasjonssatellitt i 2025, som etter planen skal ha med Pale Blue sitt nyaste framdriftssystem (truleg den forbetra PBI) for testing i låg jordbane blog.satsearch.co.
  • Momentus kommersialisering: Momentus ventar å gå frå reint testing til operative oppdrag, og tilbyr å frakte kundelast. I løpet av 2025 har dei som mål å starte med å tilby banehevingstenester — til dømes å ta småsatellittar frå ein rideshare-drop-off-bane til ein ønskja høgare bane — berre ved bruk av vassdriven framdrift. Dette blir ein lakmustest på den økonomiske levedyktigheita til vassthrusterar i reelle oppdrag.
  • ESA vassmotor-demo: I Europa startar dei siste førebuingane for Spectrum Monitoring Satellite (ESMS)-oppdraget som skal opp i 2026, og innan 2025 vil vassframdriftssystemet vere integrert og gjennomgå bakketesting ariane.group. Går alt etter planen, blir dette det første fullskala kommersielle satellittoppdraget som er avhengig av vatn som hovudframdrift (ikkje berre som ein demonstrasjonseining).

Denne tidslinja viser ein tydeleg akselerasjon: frå enkeltståande eksperiment for nokre år sidan til fleire romfartøy som no er avhengige av vatn, og mange fleire på veg. Kvar suksess byggjer tillit og erfaring, som igjen tiltrekkjer fleire brukarar. I midten av 2020-åra er vassframdrift på veg ut av eksperimentfasen og inn i verktøykassa til oppdragsdesignarar.

Kunstnarleg framstilling av ein liten satellitt (Sony sin EYE cubesat) som i 2023 brukte ein Pale Blue vassbasert resistojet-motor for å justere banen sin phys.orgphys.org. Demonstrasjonen markerte første gong eit japansk oppstartsselskap brukte vassdriven framdrift i verdsrommet, og endringa av satellittbanen stadfesta ytinga til motoren.

Dei siste gjennombrota (2024–2025) og kva som kjem vidare

Dei siste to åra har vore prega av raske framsteg, og trenden ser ut til å halde fram. Nylege nyhende og utviklingar i 2024–2025 viser korleis vassframdrift når nye høgder:

• Finansiering og bransjestøtte: Myndigheiter ser den strategiske verdien av ikkje-giftig framdrift, og investerer i vassbaserte motorar. I 2024 tildelte Japans METI Pale Blue eit tilskot på fleire milliardar yen (opp til ca. 27 millionar dollar) for å skalere opp vassframdriftsteknologien for kommersielle og militære satellittar spacenews.com. Denne støtta vil hjelpe Pale Blue å auke skyvekrafta og utvikle større system som passar for større satellittar. Europas Horizon-program finansierer òg grøne drivstoffløysingar, der vassbaserte design står sentralt, noko ESA si støtte til ArianeGroup sin 2026-demonstrasjon viser ariane.group. Til og med det amerikanske forsvarsdepartementet har vist interesse for trygg CubeSat-framdrift til Space Force-prosjekt, der tryggleiken til vatn er eit salsargument.
• Kraftigare thrusters: På teknologifronten pressar utviklarar vassmotorar til høgare effekt og yting. Eit gjennombrot i horisonten er vassbaserte Hall-effekt-thrustere – som kombinerer effektiviteten til Hall-plasmamotorar med vassdrivstoff. Pale Blue sin planlagde PBH-thruster for 2028 er eitt døme blog.satsearch.co, og URA Thrusters sitt konseptuelle Hydra-system (dobbel Hall + kjemisk) er eit anna blog.satsearch.co. Om desse vert realiserte, kan dei handtere oppdrag som i dag berre kjemisk framdrift eller store elektriske thrusters kan klare, som raske baneskifte eller interplanetariske ferdar, men med fordelen av enkel påfylling via vatn. I tillegg studerer Momentus og andre korleis dei kan auke ISP-en til MET-ane sine endå meir, kanskje ved å bruke høgare mikrobølgjefrekvensar eller nye resonanskammer for å overopphete vatnet meir effektivt. Ein spesifikk impuls på ~1000 s kan vere innan rekkevidde i dei neste iterasjonane, noko som verkeleg vil plassere vassthrusters i same klasse som tradisjonelle ionemotorar når det gjeld effektivitet.
• Integrering i konstellasjonar: 2024 markerte dei første viktige gjentatte utplasseringane av vassframdrift i satellittkonstellasjonar. Til dømes har kvar nye BlackSky-biletsatellitt no ein Bradford Comet-vassthruster for banestabilisering, noko som betyr at dusinvis av identiske romfartøy vil bruke vassdrivstoff gjennom levetida si geekwire.com. Hawkeye 360 sin andre generasjons klynge (skoten opp 2022–2023) brukar òg vassbasert framdrift for formasjonflyging. Denne utbreidde bruken er eit gjennombrot i seg sjølv – vassframdrift er ikkje lenger berre eit eingongseksperiment, men ein standardkomponent i enkelte flåtar. Framover vurderer mange føreslegne megakonstellasjonar for IoT og jordobservasjon grøne framdriftsalternativ, og vatn står høgt på lista grunna låge systemkostnader. Når produksjonen av desse thrusterane aukar, vil einingskostnaden gå ned, noko som vil gjere det endå meir attraktivt å ta dei i bruk.
• Nyskapande bruksområde: Ingeniørar finn kreative, nye måtar å utnytte vatnet si allsidigheit på. Eit konsept under utvikling er elektrolysebasert haldningskontroll – å bruke små mengder elektrolysegass for presise haldningsdyser, og deretter rekombinere vatnet i ein lukka sløyfe. Eit anna er å bruke vatn som arbeidsmasse i soltermisk framdrift: konsentrere sollys for å varme opp vatnet direkte til damp for skyvekraft (i praksis ein dampkjele i verdsrommet driven av sola, noko som kan vere svært effektivt i det indre solsystemet). Forskarar testar òg vatnbasert drivstoff for landarar og hoppande farkostar for Månen/Mars. NASA sitt måneprosjekt Flashlight (sjølv om det til slutt fekk problem) vurderte vatn som ein kandidat for drivstoff tidleg i designfasen. Og ser ein endå lenger fram, kan vatn vere drivstoff for kjernekrafttermiske rakettar eller stråleenergibasert framdrift, der ei ekstern kraftkjelde (som ein bakkebasert laser) varmar opp vatnet på romfartøyet for å produsere skyvekraft reddit.com. Vatnet sin harmlause natur gjer det mogleg med slike utradisjonelle konsept som ville vore utenkjelege med giftige eller sjeldne drivstoff.
• Ekspertuttalelser: Vatnrevolusjonen innan framdrift har ikkje gått upåakta hen blant leiarar i romfartsindustrien. Chris Hadfield si entusiastiske støtte til Momentus sine vatndrivne thrustrar spaceref.com, og sitat som «Eg er sikker på at vatn er framtidas drivstoff» frå europeiske prosjektleiarar ariane.group, speglar ein aukande semje om at denne teknologien er komen for å bli. I intervju og på konferansar (som Small Satellite Conference og Space Propulsion Workshop i 2024) har ekspertar lovprist balansen mellom tryggleik og yting som vassystem gir. «God framdriftsytelse må balanserast med tryggleik – PTD-1 vil møte dette behovet,» sa NASA sin David Mayer då han introduserte den første demonstrasjonen av vatnthrustrar nasa.gov. Den uttalen oppsummerer kvifor vatn har fått fotfeste: det treff den perfekte balansen mellom høg yting frå kjemisk framdrift og tryggleiken til elektrisk framdrift. Planleggjarar av romferder uttrykker i aukande grad det same i fagtidsskrift og panel.

Når vi står i 2025, peikar utviklinga for vassdrevne satellittdrivverk tydeleg oppover. Det neste store steget er truleg ein flaggskip-misjon som verkeleg er avhengig av vassthrust for eit kritisk mål – kanskje ein måne-CubeSat som brukar vatn for å gå inn i bane rundt Månen, eller eit servicefartøy som sjølvstendig fyller drivstoff frå eit depot og sleper ein satellitt. Kvart år blir grensene flytta. Held dagens trendar fram, kan vi innan slutten av 2020-åra sjå vassbaserte motorar som driv romfartøy til asteroidar og tilbake, hevar og senkar hundrevis av satellittar i bane, og gjer dette med minimal miljøpåverknad og full moglegheit for drivstoffylling i rommet. Det som starta som ein ukonvensjonell idé har vakse til ein praktisk teknologi som kan gjere romoperasjonar meir rimelege, berekraftige og fleksible enn nokon gong før.

Konklusjon: Ei ny æra driven av H₂O

Vassdreven satellittframdrift er ikkje lenger eit framtidskonsept – det er her, og beviser seg sjølv éin misjon om gongen. På få år har vi gått frå dei første damp-puffane som dytta ein liten CubeSat, til fullt manøvrerbare romfartøy som brukar vatn for å endre bane og utføre komplekse operasjonar. Appellen til vatn som det ultimate romdrivstoffet ligg i den elegante enkelheita. Som ESA sin teknologirapport påpeika, er vatn “ein underutnytta ressurs – trygg å handtere og grøn”, men inneheld “to svært brennbare drivstoff når det blir elektrolysert”, og har i praksis krafta til rakettdrivstoff i ei harmlaus form esa.int. Denne doble naturen – enkel lagring som væske, energirik bruk som gass – gir vatn ein unik fordel.

Vi er vitne til ei samling av faktorar som gjer vassdrivverk praktiske: betre små elektriske pumper og varmeelement, meir effektive solcellepanel for å drive dei, 3D-printa thrusterar optimalisert for damp eller plasma, og ein eksploderande etterspurnad etter små satellittar som treng rimeleg framdrift. Utfordringane (avgrensa skyvekraft, kraftbehov) blir løyst med innovativ ingeniørkunst, og suksessane hopar seg opp. Viktig er det òg at vassframdrift samsvarar med den breiare satsinga på berekraft i rommet – reduserer giftige kjemikaliar, gir satellittar lengre levetid gjennom påfylling, og til og med bruk av ressursar utanfor jorda. Det gjer vatn om frå berre ein livsoppretthaldande forbruksvare til ein allsidig mogleggjerar for mobilitet for rominfrastruktur.

I folkefantasien har “rakettdrivstoff” alltid vore noko eksotisk eller farleg. Tanken på at vatn – det same stoffet vi drikk og badar i – kan sende satellittar rundt jorda eller vidare, er fengslande. Det senkar terskelen for å delta i romverksemd (du treng ikkje spesialdrivstoff, berre oppfinnsamheit), og det vekkjer visjonar om romfartøy som stoppar ved isgruver på månen eller reservoar på asteroidar for å fylle tankane. Teknologien er framleis i utvikling, men utviklinga tyder på at vassdrevne drivverk kan bli like vanlege i satellittar som batteridrevne motorar er i bilar. Som ein bransjeleiar sa spøkefullt, kan det gamle ordtaket “berre tilsett vatn” faktisk gjelde for framtida til romreiser.

Til slutt representerer vassdriven satellittframdrift eit paradigmeskifte mot tryggare, reinare og til slutt meir omfattande romoperasjonar. Frå små CubeSats til potensielle interplanetariske sonder, det beskjedne molekylet H₂O viser at det har det som skal til for å ta oss lenger. Etter kvart som momentet (utan ordspel) held fram med å byggje seg opp, ikkje bli overraska når neste overskrift lyder: “Romfartøy drevne av vatn når månen – og held fram.” Alderen for vassraketten er komen, og den har eit hav av moglegheiter for neste generasjon romutforsking spinoff.nasa.gov, spaceref.com.