Satellitter drevet af vand? Det revolutionerende drivmiddel, der ændrer rumfarten

Forestil dig en fremtid, hvor satellitter ikke drives frem af giftige brændstoffer eller sjældne gasser, men af ganske almindeligt vand. Det lyder måske som science fiction, men vanddrevne satellitmotorer er hurtigt ved at blive en realitet. Disse nye fremdriftssystemer bruger H₂O som drivmiddel – enten ved at udsende overophedet damp eller ved at spalte vand til brint og ilt til forbrænding – for at manøvrere rumfartøjer i kredsløb. Fordelene er tydelige: vand er billigt, rigeligt, grønt og langt sikrere at håndtere end traditionelle raketbrændstoffer esa.int, nasa.gov. Som den pensionerede astronaut Chris Hadfield udtrykte det, er det “en stor frihed” at kunne drive rumfartøjer frem med intet andet end solenergi og destilleret vand, især da vand er bredt tilgængeligt i rummet (fra månekratere til komet-is) spaceref.com. I denne rapport dykker vi ned i, hvordan vanddrevet fremdrift fungerer, dens fordele og ulemper, samt de nyeste gennembrud (frem til 2025), der bringer denne teknologi fra eksperimentelle demonstrationer til mainstream brug.

Hvordan fungerer vanddrevne satellit-thrustere?

Vand alene brænder ikke som et konventionelt brændstof – det er reaktionsmassen, der bliver energiseret og udstødt for at skabe fremdrift. Der er flere smarte måder, ingeniører har gjort vanddrevne motorer mulige på:

• Dampdrift (elektrotermiske thrusters): Den simpleste tilgang er at opvarme vand til højtryksdamp og lede det ud gennem en dyse for at skabe fremdrift. Disse “damp-raket” eller resistojet-designs bruger elektriske varmelegemer eller mikrobølgeenergi til at koge vandet. For eksempel bruger Momentus Space’s Vigoride-fartøj en Mikrobølge-Elektrotermisk Thruster (MET), der “mikrobølger vand ved hjælp af solenergi” indtil det koger til plasma, som skydes ud som en højenergi-jet spaceref.com. Det svarer til at sætte en dyse på en elkedel eller mikrobølgeovn – den udstødte varme damp skubber satellitten. Dampbaserede thrusters har lav fremdrift, men er meget sikre og mekanisk simple. Japans startup Pale Blue beviste et sådant system i kredsløb i 2023, hvor de brugte en vand-resistojet til at justere en lille Sony-satellits bane med et par kilometer phys.org. Pale Blues design opbevarer vand ved lavt tryk og fordamper det ved moderate temperaturer, en tilgang der blev valideret med to minutters kontinuerlig affyring i rummet phys.org.
• Elektrolyse (vandraketmotorer): En mere energisk metode er at spalte vand til hydrogen- og iltgasser (via elektrolyse) og derefter brænde denne blanding i en mini-raketmotor. I bund og grund medbringer satellitten utryksat flydende vand og bruger derefter elektrisk strøm fra solpaneler til at producere brændbare gasser efter behov. NASAs Hydros-motor, udviklet sammen med Tethers Unlimited, var banebrydende for denne tilgang spinoff.nasa.gov. Når den er i kredsløb, elektrolyserer Hydros vand til H₂ og O₂, som opbevares i blærer, og antændes derefter i et kammer for at give kraftige stød spinoff.nasa.gov. Det er “en hybrid mellem elektrisk og kemisk fremdrift”, forklarer Tethers Unlimiteds CEO Robert Hoyt – solenergi udfører arbejdet med at spalte vandet, men den efterfølgende forbrænding giver et kraftigt skub spinoff.nasa.gov. Europæiske ingeniører hos ArianeGroup arbejder på et lignende system: en stor vandtank forsyner en elektrolysator, hvor hydrogen/ilt-gasserne antændes efter cirka 90 minutters produktion, hvilket giver omkring 30 sekunders fremdrift pr. cyklus ariane.group. Denne cykliske opladnings- og forbrændingsproces kan levere fremdriftsniveauer, der er meget højere end elektriske ionmotorer (ArianeGroup anslår op til 14× mere fremdrift pr. inputeffekt end Hall-effekt-ionmotorer) esa.int. Ulempen er moderat specifik impuls – dvs. brændstofeffektivitet – som ligger mellem konventionel kemisk og elektrisk fremdrift esa.int. Alligevel er ydeevnen imponerende: “Hydrazin har en specifik impuls på 200 s mod 300 s for vand,” bemærker ArianeGroups Jean-Marie Le Cocq og sammenligner deres vandmotor positivt med det giftige brændstof, den kan erstatte ariane.group.
• Ion- og plasmadrivere, der bruger vand: Vand kan også fungere som drivmiddel i avancerede elektriske fremdriftssystemer. I disse design ioniseres vanddamp eller ophidses på anden måde til plasma, som derefter accelereres af elektromagnetiske felter for at generere fremdrift (meget lig en xenon-ionmotor). For eksempel udvikler Pale Blue en Water Ion Thruster, der bruger en mikrobølgeplasmakilde til at atomisere vandmolekyler og udstøde ioner for fremdrift phys.org. Sådanne systemer kan opnå meget højere specifik impuls (500+ sekunder), fordi drivmidlet udstødes ved ekstreme hastigheder reddit.com. Ligeledes har forskere testet vanddrevne arcjet-thrustere (~550 s Isp) og mikrobølgeplasmathrustere (op til 800 s Isp) reddit.com – ydelser på niveau med eller bedre end mange avancerede elektriske thrustere. Udfordringen her er at styre plasmaproduktionen og forhindre elektrodekorrosion fra vandets biprodukter. Men potentialet er enormt: vand-thrustere med høj Isp kunne gøre vand mere masse-effektivt end traditionelle brændstoffer til visse missioner reddit.com. Dette er stadig nye teknologier; Pale Blues første demonstrationer i kredsløb af en vand-ionmotor er planlagt til 2025 via to missioner med D-Orbits carrierspacecraft payloadspace.com. I fremtiden kan hybride thrustere endda kombinere tilstande – f.eks. et dobbelt system, der tilbyder højtryksdampforbrændinger, når det er nødvendigt, og effektiv ionfremdrift til langvarig sejlads phys.org.

I alle tilfælde er hovedideen at bruge elektrisk energi (fra solpaneler) til at tilføre kinetisk energi til vandmassen og udstøde det for fremdrift. Vand i sig selv er inert og ikke-giftigt, hvilket gør det unikt bekvemt – det kan opbevares som væske (ingen højtryksbeholdere er nødvendige ved opsendelse) og vil hverken eksplodere eller forgifte håndteringspersonale. Fremdriften “vågner først op”, når satellitten er sikkert i kredsløb, og der er strøm til rådighed til at opvarme eller elektrolysere vandet. Denne on-demand-egenskab er netop grunden til, at NASA har investeret i vandbaserede thrusters til små satellitter: “PTD-1 vil opfylde dette behov med den første demonstration af et vandbaseret elektrolyse rumfartøjsfremdriftssystem i rummet,” sagde David Mayer, projektleder for en testmission i 2021 nasa.gov. De næste afsnit vil udforske, hvorfor dette koncept er så attraktivt – og hvilke udfordringer der stadig består.

Fordele ved vandfremdrift

Sikkerhed og enkelhed: Traditionelle satellitdrivmidler som hydrazin eller xenon er enten meget giftige, ætsende eller kræver tung tryksætning. Vand, derimod, er “det sikreste raketbrændstof, jeg kender til,” bemærker Mayer nasa.gov. Det er ikke-giftigt, ikke-brændbart og stabilt ved stuetemperatur, hvilket gør integration og opsendelse langt enklere og billigere nasa.gov. Ingen hazmat-dragter eller komplekse brændstofpåfyldningsprocedurer er nødvendige – “du kan lade bachelorstuderende lege med det, og de kommer ikke til at forgifte sig selv,” joker Tethers Unlimited’s CEO spinoff.nasa.gov. Denne sikkerhedsfaktor er især afgørende for CubeSats, der deles om raketter med dyre primære nyttelaster, hvor strenge regler ofte forbyder eksplosiver eller højtryksbeholdere ombord nasa.gov. Vanddrevne systemer forbliver harmløse, indtil de aktiveres i kredsløb, hvilket letter sikkerhedsbekymringer. Dette har åbnet døren for, at selv små CubeSats kan have fremdrift, hvilket tidligere var udelukket på grund af brændstofsikkerhedsrestriktioner.

Lav pris og udbredelse: Vand er meget billigt og tilgængeligt overalt. Der er ingen flaskehals i forsyningskæden – ethvert opsendelsessted i verden kan nemt skaffe rent vand (og spilde noget uden problemer). “Vand er tilgængeligt overalt på Jorden og kan transporteres uden risiko,” understreger ArianeGroups Nicholas Harmansa, som er overbevist om, at “vand er fremtidens brændstof” ariane.group. Pr. liter koster vand kun få øre, mens eksotiske elektriske drivmidler som xenongas har oplevet pris- og forsyningssvingninger. Udstyret til vandthrusters kan også være billigere: der er ikke behov for trykbeholdere med tykke vægge eller rørføring til giftige materialer. Samlet set kan brugen af vand reducere omkostningerne til fremdriftssystemer med en faktor tre sammenlignet med konventionelle systemer, ifølge ArianeGroups estimater ariane.group. Den Europæiske Rumorganisation har fundet, at en satellit på 1 ton kunne spare ca. 20 kg masse ved at skifte fra hydrazin til en vand-elektrolysemotor, ud over “markant reducerede håndterings- og tankningsomkostninger” esa.intesa.int. For kommercielle operatører betyder disse besparelser i masse og penge mere nyttelast og mindre risiko.

Tankning og bæredygtighed i rummet: Måske den mest spændende fordel er, hvordan vandbaseret fremdrift kan muliggøre en bæredygtig rum-infrastruktur. Vand er ikke kun almindeligt på Jorden – det er også rigeligt i hele solsystemet. Isaflejringer på Månen, Mars, asteroider og måner som Europa er i bund og grund “rumtankstationer”, der bare venter på at blive udnyttet mobilityengineeringtech.com. I modsætning til giftige brændstoffer, som ville kræve komplekse kemiske fabrikker for at blive genskabt uden for Jorden, kan vand udvindes og bruges direkte som drivmiddel efter minimal forarbejdning. Dette har enorme konsekvenser for udforskning af det dybe rum: Et rumfartøj kunne genopfylde sine tanke ved at høste is på destinationen og derefter rejse videre på ubestemt tid. En banebrydende demonstration af dette koncept kom i 2019, da et hold fra UCF og Honeybee Robotics testede WINE (World Is Not Enough)-prototypen, en lille lander, der udvandt simuleret asteroideis og brugte det til at generere damp-raketfremdrift en.wikipedia.org. WINE borede med succes i isholdigt regolit, udvandt vand og hoppede i et vakuumkammer på en dampstråle – hvilket beviste, at et fartøj kunne “leve af landet” og tanke sig selv op til “evig udforskning” en.wikipedia.org. På længere sigt kunne vanddrevne rumfartøjer rejse fra asteroide til asteroide uden nogensinde at skulle have forsyninger fra Jorden en.wikipedia.org. Selv i operationer tæt på Jorden ser virksomheder som Orbit Fab på vand som en kandidat til tankningsservice i kredsløb, da det er så let at håndtere. Alt dette gør vandbaseret fremdrift til en hjørnesten for den rumøkonomi, visionære forsøger at opbygge: “vi ser vand som en grundlæggende ressource, der er nøglen til den økonomi,” siger Hoyt, som designer næste generations Hydros-thrustere med tankningsporte til uendelig levetid spinoff.nasa.gov.

Miljømæssig og operationel renhed: Som et grønt drivmiddel udleder vand ingen skadelige udstødningsgasser – kun vanddamp eller en smule hydrogen/ilt, som hurtigt forsvinder. Dette er ikke kun godt for Jordens miljø, men også for følsomme rumfartøjssystemer. Optiske sensorer eller stjernekameraer bliver ikke tilduggede af rester, og der er ingen risiko for, at ætsende udstødningsstråler rammer sarte overflader mobilityengineeringtech.com. Chris Hadfield påpeger, at vandbaserede thrusters er ideelle til serviceopgaver som at løfte det aldrende Hubble-rumteleskop, fordi de “ikke kan sprøjte [Hubble] med nogen form for rester fra drivmiddel” spaceref.com. Den blide, kontrollerede kraft fra en vandplasma-motor kan hæve eller sænke baner uden de voldsomme ryk fra kemiske motorer, hvilket mindsker mekanisk stress under følsomme operationer spaceref.com. Sammenfattende er vandfremdrift ikke kun mere venlig for dem, der opsender og bygger satellitter, men også for selve satellitterne og deres himmelske naboer.

Illustration af en lille satellit, der bruger en vandbaseret thruster i kredsløb. Fremdrift med vand kan opnås ved elektrisk opvarmning eller elektrolyse af vand for at skabe fremdrift, hvilket giver et sikrere og “grønnere” alternativ til traditionelle kemiske raketter nasa.govnasa.gov.

Udfordringer og begrænsninger

Hvis vandfremdrift er så godt, hvorfor bruger alle satellitter det så ikke allerede? Som med al ny teknologi er der kompromiser og forhindringer, der skal overvindes:

Lavere trykkraft (i nogle tilstande): Rent vand-resistojet-thrustere har ofte ret lav trykkraft sammenlignet med kemiske raketter. Kogende vand kan kun udstødes så hurtigt (typisk med en specifik impuls på omkring 50–100 sekunder for simple dampthrustere reddit.com, blog.satsearch.co). Dette er fint for små CubeSats, der kun skal lave blide justeringer, men det betyder, at manøvrer går langsomt. En dampthruster med 50 s Isp giver “meget mindre for pengene” impuls-mæssigt end en typisk hydrazin-thruster med 300 s Isp reddit.com. Branchen adresserer dette ved at gå over til mere energi-intensive metoder som plasma-thrustere (500+ s Isp) og vand-bipropellant forbrænding (~300 s Isp) reddit.com, ariane.group. Stadig er forholdet mellem trykkraft og effekt en begrænsende faktor – du skal bruge rigeligt elektrisk strøm for at få meningsfuld trykkraft ud af vand. På små satellitter er strømmen begrænset, så der er et loft for trykkraften, medmindre de har store solpaneler eller andre strømkilder. Derfor vil selv de bedste vand-ion-motorer kun være egnede til langsom banehævning, ikke hurtige baneoverførsler (indtil videre). Ingeniører skal nøje overveje, om en missions delta-V og tidskrav kan opfyldes med en elektrisk vand-thruster, eller om der er brug for et kemisk system med højere trykkraft.

Energi- og termiske krav: Vand er måske let at opbevare, men at omdanne det til varm gas eller plasma kræver meget energi. Elektrolyse er især energikrævende – at spalte vand er i sig selv ineffektivt, og derefter skal gasserne stadig antændes. Elektrolyseapparater og varmelegemer tilføjer kompleksitet og kan være fejlpunkter. Håndtering af varmen er et andet problem: kogende eller plasmasystemer kan blive meget varme, hvilket er svært i rummets vakuum, hvor køling er vanskelig. Tethers Unlimited’s Hoyt bemærkede materialemæssige udfordringer ved håndtering af “hydrogen og oxygen og overophedet damp” – korrosion og forurening kan let nedbryde et system spinoff.nasa.gov. Designere er nødt til at bruge specielle belægninger og ultrarent vand for at undgå elektrodebelægning og sikre lang levetid spinoff.nasa.gov. Disse problemer bliver gradvist løst (med bedre materialer og ved at isolere elektrolyseapparatet fra forbrændingskammeret, for eksempel), men det har taget mange års F&U at lave en pålidelig motor. Faktisk, selvom NASA har teoretiseret om vandraketter siden 1960’erne, er en “praktisk vand-elektrolysemotor” først for nylig dukket op på grund af disse tekniske udfordringerspinoff.nasa.gov.

Ydelse vs. opbevaringskompromis: Vand fylder meget. Det har en rimelig tæthed (1 g/mL, svarende til mange flydende brændstoffer), men tilbyder ingen kemisk energi i sig selv. Det betyder, at til missioner med højt delta-V kan en vanddrivstoftank skulle være større end en tank med mere energirige drivmidler. Vandets redning er, at avancerede thrusters kan tilføre ekstern energi for at kompensere for dette. For eksempel kan en mikrobølge-elektrotermisk thruster, der tilfører 5 kW til vand, opnå ~800 s Isp reddit.com, hvilket effektivt presser mere ydeevne ud af hver dråbe vand. Men disse effektniveauer er kun tilgængelige på større rumfartøjer. Små satellitter kan være begrænset til lavere Isp, hvilket gør vand mindre effektivt pr. masse for dem. Der er også spørgsmålet om vandhåndtering i kredsløb: det kan fryse, hvis rør eller tanke ikke opvarmes, eller det kan forårsage ustabilitet i trækket, hvis det uforudsigeligt fordamper. Ingeniører afbøder dette med omhyggelig termisk kontrol og trykregulering (f.eks. ved at holde vandet let under tryk, så det forbliver flydende, indtil det skal fordampe phys.org). Derudover, selvom vand ikke er under tryk ved opsendelse, kræver nogle systemer, at det tryksættes i rummet (eller at de elektrolyserede gasser opbevares i tanke under tryk). Det genindfører noget af kompleksiteten ved tryksatte systemer, om end først efter at kredsløb er nået. Missionsplanlæggere skal også tage højde for drivmiddel-fordampning – vand i en opvarmet tank kan lække eller fordampe over en længere mission, hvis det ikke er ordentligt forseglet og afkølet.

Flyvehistorik og tillid: Fra 2025 er vandbaseret fremdrift stadig en relativt ny aktør i operative flåder. Mange satellitoperatører vælger en “vent og se”-tilgang, da de vil være sikre på, at teknologien er gennemprøvet. Første brugere som HawkEye 360 (der fløj med vandthrusters i 2018) og Sonys Star Sphere-program (2023) har hjulpet med at opbygge tillid geekwire.com, phys.org. Men konservative kunder kan have brug for flere demonstrationer, især til kritiske missioner, før de opgiver de velafprøvede kemiske thrusters. Der har også været mindre problemer: for eksempel havde NASAs Pathfinder Technology Demonstrator-1 (PTD-1) mission i 2021 til formål at bevise Tethers’ Hydros-thruster i kredsløb nasa.gov. Selvom missionen overvejende var en succes, er eventuelle afvigelser eller underpræstationer (hvis nogen blev oplevet) erfaringer, som fremtidige versioner vil forbedre. Det er værd at bemærke, at selv vellykkede tests indtil videre har haft begrænset varighed (minutters affyring). Langtidsholdbarheden af disse systemer (hundredvis af affyringer over flere år) er under test, men er endnu ikke fuldt valideret i rummet. Dette ændrer sig hurtigt, da virksomheder som Momentus nu har affyret deres vandthrusters adskillige gange i kredsløb nasdaq.com. Hver ny mission udvider grænserne og bringer vandbaseret fremdrift tættere på at blive et mainstream-valg. I mellemtiden vurderer ingeniører og myndigheder omhyggeligt disse thrusters for at etablere standarder og bedste praksis (for eksempel at sikre, at en “vanddrevet” satellit sikkert kan deorbiteres ved slutningen af levetiden ved at reservere lidt vand til en sidste deorbit-brænding – et krav for at begrænse rumaffald).

Kort sagt betyder begrænsningerne ved vandbaseret fremdrift – lavere øjeblikkelig trykkraft, energibehov og risikoen ved tidlig udvikling – at det endnu ikke er en universalløsning til alle scenarier. Men de hurtige fremskridt de seneste år antyder, at disse udfordringer bliver overvundet én for én, som vi udforsker næste gang i konteksten af faktiske missioner og aktører.

Tidlige innovationer og historiske milepæle

Konceptet om at bruge vand som rumfremdrift har floreret i årtier. NASA-forskere fra Apollo-æraen indså, at vand kunne omdannes til brint/ilt – den samme potente kombination, der drev rumfærgerne – hvis man havde energi til rådighed i rummet spinoff.nasa.gov. Men gennem det 20. århundrede forblev idéen på tegnebrættet; kemiske raketter med lagringsdygtige, giftige brændstoffer var simpelthen mere modne og leverede højere tryk for tidens teknologi. Først med miniaturiseringen af satellitter og fremskridt inden for elektrisk energi fik vandfremdrift ny relevans. Her er nogle vigtige tidlige milepæle frem til den nuværende situation:

• 2011–2017: Fremkomsten af CubeSats (små satellitter bygget af 10 cm kuber) skabte et behov for lige så små, sikre raketmotorer. Forskningsgrupper begyndte at genoverveje vand som det ideelle CubeSat-brændstof, da mange opsendelsesudbydere forbød kemiske brændstoffer på sekundære nyttelaster. I 2017 præsenterede et team fra Purdue University ledet af Prof. Alina Alexeenko en mikroraketmotor kaldet FEMTA (Film-Evaporation MEMS Tunable Array), der bruger ultrarent vand mobilityengineeringtech.com. FEMTA benyttede 10-mikron kapillærer ætset i silicium; overfladespænding holder vandet på plads, indtil en varmelegeme koger det og udsender mikrostråler af damp. I vakuumkammer-tests producerede en FEMTA-raketmotor kontrollerbar tryk i området 6–68 µN med en specifik impuls omkring 70 s futurity.org, sciencedirect.com. Fire FEMTA-raketmotorer (med samlet ca. en teskefuld vand) kunne rotere en 1U CubeSat på under et minut ved kun at bruge 0,25 W strøm mobilityengineeringtech.com. Dette var et gennembrud, der viste, at selv meget lavenergisystemer kunne give meningsfuld holdningskontrol ved brug af vand. Alexeenko fremhævede vandets tiltrækningskraft ikke kun for kredsløb om Jorden, men også for ressourceudnyttelse i rummet – “Vand menes at være rigeligt på Mars-månen Phobos, hvilket potentielt gør den til en kæmpe tankstation i rummet… [og] et meget rent brændstof” mobilityengineeringtech.com.
2018: Den første operationelle brug af vandfremdrift i kredsløb fandt sted. En amerikansk startup, Deep Space Industries (DSI), havde udviklet Comet elektrotermiske thruster, en lille enhed der koger vand og skyder det ud for at manøvrere små satellitter. I december 2018 fløj DSI’s Comet-thrustere på fire kommercielle satellitter: tre var til HawkEye 360 radiofrekvens-konstellationen og én til Capella Space’s radar-billeddemo geekwire.com. Disse små satellitter brugte med succes vandfremdrift til at justere deres baner, hvilket markerede debuten for vanddrevne motorer, der fungerer i rummet. Omtrent samtidig blev en japansk 3U CubeSat ved navn AQT-D (Aqua Thruster-Demonstrator), udviklet på Tokyos Universitet, udsendt fra ISS. AQT-D testede et vand-resistojet-system i kredsløb i slutningen af 2019 og demonstrerede holdnings- og små baneændringer; dette var en tidlig test i rummet fra Japan, der lagde grundlaget for startup-virksomheden Pale Blue senere blog.satsearch.co.2019: NASAs interesse for vandfremdrift gik fra teori til praksis. Tethers Unlimited leverede under NASA SBIR-kontrakter og et “Tipping Point”-partnerskab en flyveklar HYDROS-C thruster til CubeSats spinoff.nasa.gov spinoff.nasa.gov. NASA integrerede denne i Pathfinder Technology Demonstrator 1 (PTD-1) missionen, en 6U CubeSat. Selvom opsendelsen blev forsinket til 2021, havde denne mission til formål at være den “første demonstration af et vandbaseret elektrolyse rumfartøjsfremdriftssystem i rummet” nasa.gov. Selve godkendelsen af en vandfremdriftspayload indikerede NASAs tillid til dens sikkerhed og anvendelighed for små missioner. I den private sektor blev DSI opkøbt af Bradford Space i 2019 geekwire.com, hvilket flyttede DSI’s fokus fuldt ud til fremdrift. Bradford fortsatte med at markedsføre Comet-thrusteren som et ikke-giftigt alternativ for små satellitter, og selv store integratorer lagde mærke til det – LeoStella (producenten for BlackSky’s jordobservationskonstellation) besluttede at anvende Comet-vandthrustere til sine kommende satellitter geekwire.com. Ved udgangen af 2019 var momentum tydeligt: vandfremdrift var gået fra laboratorieprototyper til rigtige rumfartøjer og tiltrak seriøse investeringer.
• 2020–2021: Flere betydningsfulde begivenheder holdt vand-thrustere i overskrifterne. En startup fra Washington, Momentus Inc., dukkede op med dristige planer om rumslæbebåde (orbitale overførselsfartøjer) drevet af vandplasma-motorer. Momentus, der blev grundlagt af en russisk iværksætter, tiltrak opmærksomhed for sine løfter om “water plasma propulsion”, selvom regulatoriske forhindringer forsinkede de første opsendelser til 2021. I mellemtiden, i 2020, blev den japanske startup Pale Blue Inc. udskilt fra laboratorier på Tokyos Universitet med det formål at kommercialisere vandfremdrift på det japanske og globale marked phys.org. Deres køreplan omfattede små resistojet-enheder og mere avancerede ion- og hall-effekt-thrustere, der bruger vand. I begyndelsen af 2021 opsendte NASA endelig PTD-1 (på SpaceX’s Transporter-1 rideshare), der bar Hydros-thrusteren nasa.gov. Over en 4-6 måneders mission skulle PTD-1 udføre baneændringer ved hjælp af vand som brændstof og dermed bevise den ydeevne og pålidelighed, der er nødvendig for fremtidig brug nasa.gov. Denne mission var kulminationen på næsten et årtis arbejde af Tethers og NASA og viste, at selv en satellit på størrelse med en skotøjsæske kunne have et “low-cost, high-performance propulsion system” ved brug af vand nasa.gov. I 2021 afsluttede European Space Agency også en undersøgelse af vandfremdriftens levedygtighed, hvor de identificerede det som et topvalg for visse missionstyper (især 1-tons LEO-satellitter) og satte gang i udviklingsinitiativer hos virksomheder som tyske OMNIDEA-RTG i Europa esa.intesa.int.

Denne tidlige historie lagde grunden ved at bevise konceptet og den tidlige anvendelse. Næste skridt er at se på de nuværende aktører, der opskalerer vandfremdrift og de missioner, der demonstrerer dens kapabiliteter.

Nøgleaktører, der driver vandfremdrift fremad

I 2025 driver et levende økosystem af virksomheder og rumagenturer vandbaseret fremdrift fra demonstration til implementering. Her er nogle af de bemærkelsesværdige organisationer og deres bidrag:

• Tethers Unlimited (USA) & NASA: Tethers Unlimited (TUI) var en pioner med sine Hydros vand-elektrolyse thrusters, udviklet via NASA SBIR-finansiering spinoff.nasa.gov. I partnerskab med NASA Ames og Glenn fløj TUI Hydros-C på NASAs PTD-1-mission, hvilket gjorde det til en banebryder inden for vandfremdrift i CubeSats spinoff.nasa.gov. TUI byggede også større Hydros-M-enheder til 50–200 kg satellitter under en NASA Tipping Point-kontrakt og leverede thrusters til Millennium Space Systems til test spinoff.nasa.gov. NASAs fortsatte støtte (gennem programmer som Small Spacecraft Technology og de kommende On-orbit Servicing-missioner) indikerer en stærk tro fra agenturet på vand som drivmiddel til sikre, genopfyldelige rumfartøjer. TUIs CEO Hoyt forestiller sig, at vandthrusters i fremtiden vil være udstyret med påfyldningsporte, så de kan tanke op fra Orbit Fab-depoter eller asteroide-minedrift spinoff.nasa.gov.
• Momentus Inc. (USA): Momentus har udviklet en unik Microwave Electrothermal Thruster (MET), der bruger vand til at skabe plasmajets, og har integreret den i Vigoride-fartøjet til baneoverførsel. På trods af en ujævn vej (inklusive amerikansk regulatorisk granskning og en forsinket SPAC-fusion) gennemførte Momentus med succes flere Vigoride-demonstrationer i 2022–2023. Under Vigoride-5-missionen i januar 2023 “testede Momentus sin MET-thruster i kredsløb med 35 affyringer”, hvilket bekræftede thrusterens ydeevne i forskellige anvendelser nasdaq.com. I en test hævede Vigoride-5 sin bane med ca. 3 km udelukkende ved hjælp af vandbaseret fremdrift spaceref.com. Bestyrelsesmedlem Chris Hadfield har været en markant fortaler og fremhæver, at “vi finder langt mere vand i vores solsystem” til brug som drivmiddel, og at Momentus’ MET dybest set er “en dyse på en mikrobølgeovn”, der endda kan omdanne vand til plasma til fremdrift spaceref.com. Momentus tilbyder nu shuttle-tjenester i rummet og udnytter de lave omkostninger ved vand til potentielt at konkurrere på pris. De har også foreslået ambitiøse projekter, såsom at bruge en vandbaseret slæbebåd til at løfte Hubble-teleskopets bane for at forlænge dets levetid spaceref.com. Selvom Momentus stadig er ved at bevise sin kommercielle levedygtighed, har virksomheden uden tvivl bragt teknologien videre ved flere gange at demonstrere et skalerbart vandfremdriftssystem i kredsløb.
• Pale Blue (Japan): En startup, der er opstået på University of Tokyo, Pale Blue er det navn, man skal holde øje med inden for vandbaseret fremdrift i Asien. I marts 2023 drev Pale Blues vand-resistojet-thruster Sonys EYE-satellit (fra Star Sphere-projektet) – den første opsendelse i kredsløb af en privatudviklet japansk vandmotor phys.org. Thrusterens to minutters tænding ændrede CubeSat’ens bane som planlagt, et stort milepæl for virksomheden phys.org. Pale Blue tilbyder en række thrusters: fra PBR-serien (10, 20, 50) resistojet-moduler til små satellitter, til den kommende PBI vand-ion-thruster og endda en planlagt vand Hall-effect thruster (PBH) inden 2028 blog.satsearch.co. Deres PBR-20 thruster (1 mN thrust, >70 s Isp) blev testet i flyvninger i 2019 og 2023, og en større PBR-50 (10 mN thrust) blev opsendt i begyndelsen af 2024 til sin første mission blog.satsearch.co. I 2025 er Pale Blue planlagt til at demonstrere verdens første 1U-størrelse vand-ion-motor på to D-Orbit rideshare-missioner (juni og oktober) payloadspace.com. Den japanske regering støtter Pale Blue kraftigt – et program fra 2024 tildelte virksomheden op til 27 millioner dollars for at fremme dens vandbaserede fremdrift til kommercielle og forsvarsformål (et signal om national interesse for ikke-giftig fremdrift til satellitter). Med partnerskaber (som med det italienske firma D-Orbit) og betydelig finansiering sigter Pale Blue mod at forandre markedet for småsatellit-fremdrift med sikre, genopfyldelige vandsystemer.
• Bradford Space (USA/Europa): Efter at have opkøbt Deep Space Industries i 2019 overtog Bradford Space Comet water thruster og har siden leveret den til flere satellitmissioner. Comet markedsføres som “verdens første operationelle vandbaserede fremdriftssystem” og er blevet implementeret af flere kunder geekwire.com. Bemærkelsesværdigt er det, at HawkEye 360’s pathfinder-satellitter og Capellas Whitney-demonstrationssatellit i 2018 hver brugte Comet-thrustere til banevedligeholdelse geekwire.com. Den Seattle-baserede producent LeoStella valgte også Comet-motorer til anden generation af BlackSky-billeddannelsessatellitter, som de bygger, hvilket indikerer tillid til Comets pålidelighed geekwire.com. Comet-thrusteren leverer omkring 17 mN thrust og 175 s Isp blog.satsearch.co, ved at bruge en elektrotermisk varmelegeme til at udstøde vanddamp. Bradford markedsfører den som et “launch-safe” alternativ til hydrazinsystemer på små og mellemstore satellitter blog.satsearch.co. Med kontorer i USA og Europa integrerer Bradford også Comet-teknologi i fremtidige dybrumsmissioner (f.eks. deres foreslåede Xplorer rumfartøjsbus til asteroidemissioner kunne bruge vandfremdrift til at manøvrere i det ydre rum geekwire.com). Efterhånden som konstellationer bliver mere udbredte, positionerer Bradfords produktion af flyveafprøvede vand-thrustere virksomheden som en nøgleleverandør for selskaber, der ønsker ikke-farlig fremdrift i stor skala.
ArianeGroup & europæiske partnere (EU): I Europa har den store rumfartsvirksomhed ArianeGroup taget føringen inden for vandbaseret fremdrift med det mål at udstyre næste generations LEO- og MEO-satellitter. På deres Lampoldshausen-anlæg i Tyskland har ArianeGroups team bygget en hybrid elektrisk-kemisk vandmotor (meget lig Tethers’ Hydros-koncept) ariane.group. I slutningen af 2023 afslørede de detaljer: Systemet kan elektrolysere vand på ca. 90 minutter og derefter udføre en 30 sekunders bipropellant-forbrænding, med en samlet specifik impuls på omkring 300 sekunder ariane.group. Designet er modulært og skalerbart – de kan øge antallet af elektrolyseceller, tankstørrelse eller antallet af motor-kamre for at opfylde forskellige satellitkrav ariane.group. ArianeGroup hævder, at systemet kan være “tre gange billigere” end nuværende kemisk fremdrift til konstellationer ariane.group. Med støtte fra ESA og DLR (det tyske rumagentur) planlægger ArianeGroup en demonstration i kredsløb i efteråret 2026 på ESMS-satellitten, som vil bruge vandmotoren til banejusteringer og station-keeping ariane.group. Denne demonstration vil validere elektrolyseanlæggets funktion i mikrogravitation og ydeevnen for den dobbelttilstandsmotor i rummet. Europas investering signalerer, at de ser vandfremdrift som et konkurrencedygtigt og bæredygtigt alternativ for satellitnetværk, især i lyset af kommende regler, der kræver “grønne” drivmidler for at reducere opsendelsesrisici.
• Andre bemærkelsesværdige startups: Ud over de store navne ovenfor innoverer adskillige startups verden over inden for vandfremdrift. Aurora Propulsion Technologies (Finland) tilbyder små ARM-serie vandthrusters til CubeSats, inklusive moduler til fuld 3-aksers kontrol af 1U–12U satellitter ved hjælp af små vandmikrojetdyser blog.satsearch.co. SteamJet Space Systems (UK) har udviklet de passende navngivne Steam Thruster One og “TunaCan”-thruster, som er kompakte elektrotermiske vandmotorer, der passer ind i det uudnyttede rum i CubeSat-udskydere blog.satsearch.co. Disse er blevet flight-proven på mindst én CubeSat-mission, hvilket viser, at selv nanosatellitter kan udføre banemanøvrer med en smule opvarmet vand blog.satsearch.co. I Frankrig har ThrustMe (kendt for iod-elektriske thrusters) undersøgt vand som drivmiddel i nogle koncepter, og i Italien overvejer ESA-finansierede startups også vand til små løfterakettoptrin eller orbitale slæbebåde. Derudover er en interessant deltager URA Thrusters, som har skitseret en række vanddrevne systemer – fra en Hall-effekt thruster, der kan bruge vanddamp eller ilt blog.satsearch.co, til “ICE”-elektrolysethrusters, der kombinerer MEMS-skala vandsplitning og forbrænding blog.satsearch.co, til en Hydra-hybrid, der parrer en Hall-thruster med en kemisk motor for fleksibel ydeevne blog.satsearch.co. Selvom nogle af disse stadig er på tegnebrættet, understreger udviklingens bredde en pointe: vandfremdrift er ikke en éngangsnyhed, men en bred teknologisk bevægelse, der tiltrækker innovatører verden over.

En flyveprototype af Tethers Unlimiteds HYDROS-C vandfremdriftssystem til CubeSats. Denne kompakte enhed indeholder vandtanke, en elektrolysator, gasblærer og en raketdyse spinoff.nasa.gov. Sådanne systemer forbliver inaktive indtil de når kredsløb, hvor solenergi bruges til at spalte vand til brint/ilt-drivmidler til fremdrift.

Missioner og milepæle: Vandfremdrift i aktion

Faktiske rummissioner i de senere år har bevist muligheden for vanddrevne fremdriftssystemer og fortsætter med at udvide deres kapaciteter. Nedenfor er en tidslinje over bemærkelsesværdige missioner og demonstrationer, der viser vandfremdrift:

• 2018 – Første brug i kredsløb: HawkEye 360 Pathfinder satellitter (3 i formation) og en Capella Space radarsatellit bruger hver især DSI’s Comet vandthrusters til kredsløbsvedligeholdelse efter opsendelse i december 2018 geekwire.com. Disse blev de første kommercielle satellitter til at operere på vanddrivmiddel, gennemførte manøvrer med succes og validerede thrusterens funktion i rummet.
• 2019 – ISS-udsendt demo: Tokyos Universitets AQT-D (Aquarius) 3U CubeSat, udsendt fra Den Internationale Rumstation, affyrer sine vand-resistojet-thrustere i kredsløb. Systemet opnår holdningskontrol og små kredsløbsændringer, hvilket markerer Japans første demonstration af vandfremdrift i rummet. Denne mission beviste, at en multi-dyse vandthruster kunne fungere i mikrogravitation og lagde grundlaget for Pale Blues senere design blog.satsearch.co.
• 2021 – NASA PTD-1: Pathfinder Technology Demonstrator-1, en NASA 6U CubeSat, gennemfører den første vand-elektrolyse-fremdriftstest i kredsløb. Med ~0,5 liter vand udfører PTD-1’s Hydros-motor programmerede thrustmanøvrer og demonstrerer, at opdeling af vand i H₂/O₂ og forbrænding af det kan drive en satellit som forventet nasa.gov. Denne mission, der varede flere måneder, verificerede systemets ydeevne, sikkerhed og genstartsevne og gav små satellitter en ny, afprøvet mulighed for kredsløbskontrol.
• 2022 – Vigoride-debut: Momentus opsender Vigoride-3 (sit første orbitale servicefartøj) i maj 2022. Selvom de indledende thruster-tests er begrænsede (fartøjet oplevede nogle anomalier i de tidlige operationer spacenews.com), baner missionen vejen for gradvise tests af den vandbaserede MET. Momentus etablerer kontakt og lærer at betjene den nye fremdrift i det virkelige rum news.satnews.com, hvilket baner vejen for forbedringer ved efterfølgende flyvninger.
• 2023 – Flere succeser: Dette år er et vendepunkt med flere sejre for vandfremdrift:
  • Momentus Vigoride-5 (jan 2023): Gennemfører med succes 35 thruster-tændinger af sin vand-MET i kredsløb, hæver sin bane og justerer attitude udelukkende ved hjælp af vandplasma-jets nasdaq.com. Dette er et væsentligt bevis på, at et større fartøj (~250 kg) kan bruge vandfremdrift til meningsfulde baneændringer.
  • Momentus Vigoride-6 (apr 2023): Fortsætter test og gennemfører endda en kundes baneindsættelse (selvom et software-timingproblem førte til en lille fejl i banehældningen) nasdaq.com. Vigoride-6 forbliver operationel og validerer yderligere fremdriftssystemets pålidelighed.
  • Pale Blue EYE Demo (mar 2023): Sonys EYE CubeSat udfører en banehævningsmanøvre ved hjælp af Pale Blues vandthruster i ~120 sekunder phys.org. Succesen med denne demonstration – hvor satellitten blev skubbet tættere på sin målbane for jordfotografering – bekræfter thrusterens funktionalitet i kredsløb og omtales bredt som Japans indtræden i vandfremdrift phys.org.
  • EQUULEUS ved Månen (slut 2022–2023): Selvom det ikke er bredt omtalt i mainstream-medier, er det værd at bemærke EQUULEUS, en JAXA-Univ. of Tokyo CubeSat opsendt til Månen på Artemis I (nov 2022), medbragte et vand-resistojet-system til banejusteringer sciencedirect.com. Den brugte vandthrusters til med succes at udføre kurskorrektioner på vej til Jord-Måne Lagrange-punktet, hvilket demonstrerede vandfremdrift i cislunar-rummet – en første for operationer uden for LEO.
• 2024 – Opskalering: Vandfremdrift begynder at optræde på flere operationelle satellitter:
  • Flådeudrulninger: Hawkeye 360’s næste batches af satellitter og Capellas nyere SAR-satellitter fortsætter med at bruge vandbaserede Comet-thrustere i rutinedrift, under Bradfords støtte. Desuden inkorporerer BlackSky’s Gen-2-satellitter opsendt i 2024 Comet-vandfremdrift til banervedligeholdelse af jordobservationskonstellationen geekwire.com.
  • Nye Thruster-lanceringer: Pale Blue’s større PBR-50 thrusters får deres første opsendelse i begyndelsen af 2024 på en smallsat rideshare (præcis mission ikke offentliggjort), med det formål at levere ~10 mN thrust til en mikrosatellit i kredsløb blog.satsearch.co. Dette påbegynder kvalificeringen af vandbaseret fremdrift til større smallsat-klasser.
  • Infrastruktur: Virksomheder som Orbit Fab annoncerer planer om at gøre vand til en af brændstofmulighederne for deres foreslåede orbitale brændstofdepoter, og NASAs TALOS-projekt overvejer vandbaserede “drop tanks” til dybrums-bugserfartøjer – hvilket afspejler en bredere accept af, at vand vil blive en del af rumlogistikkæden i de kommende år.
• 2025 – Kommende og igangværende: Spændende missioner er på programmet:
  • Pale Blue D-Orbit-flyvninger: Den første vand-ion thruster (PBI) vil blive testet i rummet på D-Orbits Ion Satellite Carrier i midten og slutningen af 2025 payloadspace.com. Disse tests vil måle den højeffektive thrust og bane vejen for kommercielle ion-enheder, der bruger vand i stedet for xenon eller krypton.
  • JAXA RAISE-4-eksperiment: Japans rumagentur planlægger at opsende RAISE-4 teknologidemonstrationssatellitten i 2025, som forventes at medbringe Pale Blue’s nyeste fremdriftssystem (muligvis den forbedrede PBI) til test i lavt jordkredsløb blog.satsearch.co.
  • Momentus Kommercialisering: Momentus forventer at gå fra rene testmissioner til operationelle missioner, hvor de tilbyder at transportere kunders nyttelast. I 2025 sigter de mod at begynde at levere orbit-raising-tjenester — for eksempel at tage små satellitter fra en rideshare drop-off bane til en ønsket højere bane — udelukkende ved brug af vandbaseret fremdrift. Dette vil være en lakmusprøve på vand-thrusters økonomiske levedygtighed i rigtige missioner.
  • ESA Water Engine Demo: I Europa begynder de endelige forberedelser til Spectrum Monitoring Satellite (ESMS)-missionen, der er planlagt til 2026, og som i 2025 vil have sit vandbaserede fremdriftssystem integreret og undergå jordtest ariane.group. Hvis alt går godt, bliver denne mission den første fuldskala kommercielle satellit, der er afhængig af vand som primær fremdrift (ikke kun som en demounit).

Denne tidslinje viser en tydelig acceleration: fra enkeltstående eksperimenter for få år siden til flere rumfartøjer, der i dag er afhængige af vand, og mange flere på vej. Hver succes opbygger tillid og erfaring, hvilket tiltrækker flere brugere. I midten af 2020’erne bevæger vandbaseret fremdrift sig ud af eksperimentfasen og ind i værktøjskassen for missionsdesignere.

Kunstnerisk gengivelse af en lille satellit (Sonys EYE cubesat), som i 2023 brugte en Pale Blue vandbaseret resistojet-thruster til at justere sin bane phys.orgphys.org. Demonstrationen markerede den første brug af vandbaseret fremdrift i rummet af en japansk startup, og satellittens baneændring bekræftede thrusterens ydeevne.

De seneste gennembrud (2024–2025) og hvad der venter

De seneste to år har budt på hurtige fremskridt, og tendensen ser ud til at fortsætte. Seneste nyheder og udviklinger i 2024–2025 fremhæver, hvordan vandfremdrift når nye højder:

• Finansiering og branchestøtte: I erkendelse af den strategiske værdi af ikke-giftig fremdrift investerer statslige agenturer i vand-thrustere. I 2024 tildelte Japans METI Pale Blue et milliardtilskud i yen (op til ca. $27 mio.) for at opskalere deres vandfremdriftsteknologi til kommercielle og militære satellitter spacenews.com. Denne kapitaltilførsel vil hjælpe Pale Blue med at øge thrust-niveauerne og udvikle større systemer, der er egnede til større satellitter. Europas Horizon-programmer finansierer ligeledes grønne drivmiddelløsninger, hvor vandbaserede designs er i centrum, hvilket ses ved ESAs støtte til ArianeGroups 2026-demo ariane.group. Selv det amerikanske forsvarsministerium har vist interesse for sikker CubeSat-fremdrift til Space Force-projekter, hvor vands sikkerhed er et salgsargument.
• Kraftigere Thrusters: På teknologifronten arbejder udviklere på at bringe vandmotorer op på højere effekt og ydeevne. Et gennembrud, der er på horisonten, er vand Hall-effekt thrusters – som kombinerer effektiviteten fra Hall-plasma-motorer med vand som drivmiddel. Pale Blues planlagte PBH-thruster til 2028 er ét eksempel blog.satsearch.co, og URA Thrusters’ konceptuelle Hydra-system (dobbelt Hall + kemisk) er et andet blog.satsearch.co. Hvis de realiseres, kan disse håndtere missioner, som i dag kun kan udføres med kemisk fremdrift eller store elektriske thrusters, såsom hurtige baneoverførsler eller interplanetariske baner, men med fordelen af nem genopfyldning via vand. Derudover undersøger Momentus og andre, hvordan de kan øge ISP’en for deres MET’er yderligere, muligvis ved at bruge højere mikrobølgefrekvenser eller nye resonanskamre til at overophede vandet mere effektivt. En specifik impuls på ~1000 s kan være inden for rækkevidde i de næste iterationer, hvilket for alvor vil placere vandthrusters i samme liga som traditionelle ionmotorer, når det gælder effektivitet.
• Integration i konstellationer: 2024 markerede de første betydelige gentagne udrulninger af vandfremdrift i satellitkonstellationer. For eksempel er hver ny BlackSky-billedsatellit nu udstyret med en Bradford Comet-vandthruster til banestyring, hvilket betyder, at dusinvis af identiske rumfartøjer vil operere på vanddrivmiddel gennem deres levetid geekwire.com. Hawkeye 360’s anden generations klynge (opsendt 2022–2023) bruger også vandbaseret fremdrift til formationsflyvning. Denne udbredte anvendelse er et gennembrud i sig selv – vandfremdrift er ikke længere blot et enkeltstående eksperiment, men en standardkomponent i nogle flåder. Fremadrettet overvejer mange foreslåede megakonstellationer til IoT og jordobservation grønne fremdriftsmuligheder, og vand står højt på listen på grund af de lave systemomkostninger. Efterhånden som produktionen af disse thrusters opskaleres, vil enhedsomkostningerne falde, hvilket yderligere vil fremme udbredelsen.
• Nye anvendelser: Ingeniører finder kreative nye måder at udnytte vands alsidighed på. En idé under udvikling er elektrolyse-baseret attitudekontrol – at bruge små mængder elektrolyseret gas til præcise attitudedyser og derefter kombinere vandet igen i et lukket kredsløb. En anden er at bruge vand som arbejdsmassen i soltermisk fremdrift: koncentrere sollys for direkte at opvarme vand til damp for at skabe fremdrift (i bund og grund en dampkedel i rummet drevet af Solen, hvilket kan være meget effektivt i det indre solsystem). Forskere tester også vandbaseret drivmiddel til landere og hoppere til Månen/Mars. NASAs månemission Flashlight (selvom den til sidst havde problemer) overvejede vand som et muligt drivmiddel tidligt i designfasen. Og ser man længere frem, kunne vand være drivmiddel til kerne-termiske raketter eller stråleenergi-fremdrift, hvor en ekstern energikilde (som en jordbaseret laser) opvarmer vandet på et rumfartøj for at skabe fremdrift reddit.com. Vands harmløse natur muliggør disse utraditionelle koncepter, som ville være utænkelige med giftige eller sjældne drivmidler.
• Ekspertudtalelser: Vandfremdriftsrevolutionen er ikke gået ubemærket hen blandt ledere i rumindustrien. Chris Hadfields entusiastiske støtte til Momentus’ vandthrusters spaceref.com, og citater som “Jeg er sikker på, at vand er fremtidens brændstof” fra europæiske projektledere ariane.group, afspejler en voksende konsensus om, at denne teknologi er kommet for at blive. I interviews og på konferencer (såsom Small Satellite Conference og Space Propulsion Workshop i 2024) har eksperter rost den balance mellem sikkerhed og ydeevne, som vandsystemer tilbyder. “God fremdriftsydelse skal balanceres med sikkerhed – PTD-1 vil opfylde dette behov,” sagde NASAs David Mayer, da han introducerede den første vand-thruster-demo nasa.gov. Denne udtalelse indfanger præcist, hvorfor vand har vundet indpas: det rammer det perfekte punkt mellem den høje ydeevne fra kemisk fremdrift og sikkerheden fra elektrisk fremdrift. Planlæggere af rummissioner gentager i stigende grad denne holdning i fagblade og paneldebatter.

Når vi står i 2025, peger udviklingen for vanddrevne satellitmotorer tydeligt opad. Det næste store skridt vil sandsynligvis være en flagskibsmission, der for alvor er afhængig af vandfremdrift for at opnå et kritisk mål – måske en måne-CubeSat, der bruger vand til at gå i kredsløb om Månen, eller et servicefartøj, der autonomt tanker op fra et depot og bugserer en satellit. Hvert år bliver grænserne flyttet. Hvis de nuværende tendenser fortsætter, kan vi i slutningen af 2020’erne se vandbaserede motorer drive rumfartøjer til asteroider og tilbage, hæve og sænke hundredvis af satellitter i kredsløb, og gøre det med minimal miljøpåvirkning og fuld mulighed for optankning i rummet. Det, der startede som en utraditionel idé, er vokset til en praktisk teknologi, der kan gøre rumoperationer mere overkommelige, bæredygtige og fleksible end nogensinde før.

Konklusion: En ny æra drevet af H₂O

Vanddreven satellitfremdrift er ikke længere et futuristisk koncept – det er her, og beviser sit værd mission for mission. På få år er vi gået fra de første pust af vanddamp, der skubbede til en lille CubeSat, til fuldt manøvredygtige rumfartøjer, der bruger vand til at ændre kredsløb og udføre komplekse operationer. Vandets tiltrækningskraft som det ultimative rumdrivmiddel ligger i dets elegante enkelhed. Som ESA’s teknologirapport bemærkede, er vand “en underudnyttet ressource – sikker at håndtere og grøn”, men indeholder “to meget brændbare drivmidler, når det elektrolyseres”, og rummer i bund og grund kraften fra raketbrændstof i en harmløs form esa.int. Denne dobbelte natur – nem opbevaring som væske, energirig brug som gas – giver vand en unik fordel.

Vi er vidne til en sammensmeltning af faktorer, der gør vandmotorer praktiske: bedre små elektriske pumper og varmelegemer, mere effektive solpaneler til at drive dem, 3D-printede dyser optimeret til damp eller plasma, og en eksplosiv efterspørgsel på små satellitter, der har brug for billig fremdrift. Udfordringerne (begrænset tryk, strømbehov) bliver løst med innovativ ingeniørkunst, og succeserne hober sig op. Vigtigt er det, at vandfremdrift passer ind i den bredere bevægelse for bæredygtighed i rummet – færre giftige kemikalier, mulighed for længere levetid gennem optankning, og endda udnyttelse af ressourcer uden for Jorden. Det forvandler vand fra blot en livsopretholdende forbrugsressource til en alsidig mobilitetsmuliggører for ruminfrastruktur.

I den offentlige bevidsthed har “raketbrændstof” altid været noget eksotisk eller farligt. Tanken om, at vand – det samme stof, vi drikker og bader i – kan sende satellitter rundt om Jorden eller længere ud, er fascinerende. Det sænker tærsklen for at gå ind i rumfart (du behøver ikke specialbrændstoffer, kun opfindsomhed), og det vækker visioner om rumfartøjer, der stopper ved måneisminer eller asteroidereservoirer for at tanke op. Teknologien udvikler sig stadig, men dens udvikling antyder, at vanddrevne motorer kan blive lige så almindelige i satellitter, som batteridrevne motorer er i biler. Som en brancheleder bemærkede med et glimt i øjet, kan den gamle vittighed om “bare tilsæt vand” meget vel gælde for fremtidens rumrejser.

Afslutningsvis repræsenterer vanddrevne satellitfremdrift et paradigmeskifte mod sikrere, renere og i sidste ende mere omfattende rumoperationer. Fra små CubeSats til potentielle interplanetariske sonder viser det ydmyge H₂O-molekyle, at det har det, der skal til for at bringe os længere ud. Efterhånden som momentum (uden ordspil) fortsætter med at vokse, skal du ikke blive overrasket, når den næste overskrift lyder: “Rumfartøjer drevet af vand når Månen – og fortsætter videre.” Vandrakettens tidsalder er begyndt, og den rummer et hav af muligheder for næste generation af rumforskning spinoff.nasa.gov, spaceref.com.