Australiens rymdorganisation kommer officiellt att inleda sin verksamhet den 1 juli 2018.

När byråchefen Megan Clarke undersöker vår nationella kapacitet i rymden, många stater lägger fram starka fall angående deras befintliga relationer, mänskliga resurser och infrastruktur.

Men varifrån ska Australien skjuta upp raketer? Woomera i södra Australien avfyrade sin första raket 1967, men i verkligheten kunde Australien stödja flera lanseringsplatser. Och ju närmare ekvatorn, vanligtvis desto bättre.

Låt oss titta på varför.

Startar nyttolasten

Det första steget i en rymdsatsning är att skjuta upp nyttolasten (vanligtvis en satellit) och få den att stanna i en lämplig bana utan att falla tillbaka till jorden.

För att uppnå detta, först måste raketen lyfta sig själv och nyttolasten från uppskjutningsrampen, genom atmosfärens lägre nivåer till höjder över 100 km. Detta uppnås med en nära vertikal bana.

Väl utanför atmosfären, stigningsvinkeln minskas och raketen börjar accelerera för att nå sin omloppshastighet. Den måste färdas i mer än 7,8 km/s (ca 28 000 km/h) för att stanna i Low-Earth Orbit (LEO). LEO är banor med en höjd av mindre än 2000 km, och används av de flesta små satelliter.

Huvuddelen av raketbränslet används i denna accelerationsfas. Den höga sluthastigheten krävs för att säkerställa att den frigjorda nyttolasten stannar i omloppsbana.

Dock, genom lämpligt val av lanseringsplats och lanseringsriktning, den erforderliga hastigheten för att uppnå LEO kan reduceras.

Jorden roterar ett varv per dag i östlig riktning, vilket resulterar i en ythastighet på 0,46 km/s (ca 1670 km/h) vid ekvatorn. När du rör dig norrut eller söderut från ekvatorn, denna ythastighet minskar.

Så, i det ideala fallet, sjösättning österut från ekvatorn, hastigheten för att stanna i LEO reduceras från 7,8 km/s till cirka 7,3 km/s.

Eftersom bränsle som krävs för att uppnå dessa hastigheter är proportionellt mot hastigheten i kvadrat, detta är en betydande besparing.

Olika uppskjutningar för olika banor

Denna hastighetsfördel är viktigast för rymdfarkoster som lämnar jorden och satelliter som går till geostationär omloppsbana (en hög jordbana, där de roterar med jorden och förblir exakt ovanför en fast punkt på marken). Genom att skjuta upp från ekvatorn i en rent östlig riktning kan de fullt ut utnyttja denna hastighetsfördel.

Dock, för små satelliter som siktar på LEO har detta begränsat värde. De skulle cirkla ovanför ekvatorn och kunde bara se (eller vara synliga från) en remsa flera hundra kilometer bred.

Istället är de flesta LEO-uppskjutningar något norr eller söder om ekvatorn, så att den resulterande omloppsbanan lutar i förhållande till jordens ekvatorialplan. Från dessa banor, efter flera pass, större delen av jorden (exklusive nord- och sydpolen) är synlig.

Ett bra exempel på en sådan bana är den internationella rymdstationen, som kan spåras på ISS tracker.

Undantaget från detta är satelliter i vad som kallas solsynkrona och polära banor, flyger nästan direkt över nord- och sydpolen. Dessa kräver uppskjutningar i norr eller söder riktning och kan inte utnyttja hastighetsfördelen.

Blå himmel, vindstilla

Den största motivationen för att bygga uppskjutningsplatser nära ekvatorn är hastighetsfördelen och tillhörande bränslebesparingar som nämns ovan. Minskning av bränslemassa tillåter ökningar av tillåten nyttolastmassa.

Detta återspeglas av de stora väletablerade rymdhamnarna:Cape Canaveral i Florida (USA), Baikonur Cosmodrome i Kazakstan (Ryssland), Kourou i Franska Guinea (Europa), och Jiuqan (Kina) som alla är belägna i närheten av ekvatorn.

Blickar framåt, det kommer att finnas en betydande efterfrågan på framtida uppskjutningskapacitet till LEO antingen på lutande eller solsynkrona banor, eftersom de är lätta att nå och väl lämpade för observations- och kommunikationssatelliter.

Sekundära överväganden för att välja lanseringsplatser är väder- och klimatrelaterade. Uppenbarligen är dagar med blå himmel med lite vind önskvärda för sjösättning, men – som demonstrerats av Cape Canaveral i Florida – är det möjligt att driva en rymdhamn i en region som regelbundet besöks av orkaner. Ändå nämner NASA vädret som en av de främsta orsakerna till lanseringsförseningar.

Till sist, det är önskvärt att lanseringsplatserna ligger nära städer så att människor har någonstans att bo, och så att lanseringsplatser kan bidra till det lokala samhället.

Lansering från Australien

Australien har ett rikt arv inom rymdrelaterad innovation, forskning, och samarbete, går tillbaka till NASA Mercury- och Gemini-programmen.

Idag finns det flera hemmaodlade nystartade företag som utvecklar uppskjutningsmöjligheter för tillgång till rymden, såsom Hypersonix och Gilmour Space Technologies (plus Rocketlab i Nya Zeeland), alla specifikt inriktade på små satellituppskjutningar.

En utveckling från detta skulle vara en australisk rymdhamn, vilket skulle ytterligare stimulera denna utveckling och hjälpa Australiens rymdindustri att växa.

Hittills har majoriteten av raketuppskjutningarna i Australien genomförts vid Woomera Prohibited Area, ligger i södra Australien. En fördel med Woomera är att banor till en början går över land. Detta möjliggör enklare kommunikation med raket- eller flygexperimentet, vilket gör den idealisk för raketutveckling. Men detta är inte nödvändigt i rymduppskjutningar.

Att vara ett stort land, Australien kan ta emot flera lanseringsplatser. Equatorial Launch Australia (ELA) meddelade nyligen att de har säkrat mark för att starta byggandet av Arnhem Space Center i Northern Territory 2018.

På liknande sätt utforskar Australian Space Launch (ASL) platser i Bowen-regionen, North Queensland och Southern Launch har börjat välja plats längs sydkusten.

Rymduppskjutningar från Australien kan förväntas inom en inte så avlägsen framtid. Att ha en nationell uppskjutningskapacitet kommer att avsevärt öka den växande rymd- och satellitindustrin.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.