ÅAC gjorde sitt rymddop i januari 2009 med en japansk H2A-raket.

Första halvåret nästa år lyfter nästa raket som ÅAC bokat biljett på. ÅAC ska testa sin implementation av rymdens eget plug-and-play protokoll SPA (Space Plug-and-play Avionics).

Elektronik är inte bara elektronik – komponenten i sig är en fysisk del av mekaniken. Det – och öppen källkod – är ett par av hemligheterna bakom uppsalaföretaget ÅAc Microtec och dess skicklighet i att skapa elektronik för rymden.

Företaget fick ta del av standarden innan den blev offentlig och kunde tidigt ha komponenter klara. SPA kan användas militärt så det krävdes ett högtidligt avtal mellan konungariket Sverige och USA.

Den indiska uppskjutningen ska verifiera SPA-implementationen. Det är svårt att simulera förhållandena i rymden på annat sätt än att åka dit, där bland annat strålning orsakar plötsliga fel och får elektroniken att åldras snabbt.

–Miljön är så speciell. Man brukar säga att man inte får åka upp i rymden innan man redan varit där, säger företagets grundare Fredrik Bruhn.

Förhoppningen är att SPA ska spara tid och pengar som idag åtgår för integration av system. En komponent med standardgränssnitt som exempelvis USB, kan snabbt blir SPA-kompatibel.

SPA är ett av en flera områden där ÅAC har spetskompetens.

ÅAC Microtec bygger miniatyriserade komponenter som klarar de tuffa villkoren i rymden.

Verktygen för att göra det har blivit fler, men grunden är forskning från Ångströmlaboratoriet i Uppsala. Fredrik Bruhn tog den forskningen till Nasa och skrev där en doktorsavhandling som ÅAC nu omsätter till produkter – närmast kapitel för kapitel.

Elektronik i enbart kisel

I hjulen på en europeisk marslandare år 2018 sitter – förhoppningvis – motordrivare från ÅAC. De klarar –130 till +80 °C medan övrig elektronik kurar ihop sig inuti en låda som värms med solenergi och radioaktivitet.

I lådan ligger dyra vetenskapliga instrument. Genom att de kan läggas i en varm låda kan de byggas billigare.

ÅAC-elektroniken överlever på utsidan på farkosten, vilket inte bara spar utrymme och energi, utan också exempelvis ledningsdragning. Kopparledningarna skulle dessutom i sig ha dragit in kyla i lådan.

Nyckeln till robustheten är en teknik att tillverka elektronik utan plast – av endast kisel.

–Det gör elektroniken mindre i både volym och massa, och så tar den upp vibrationer bättre, berättar Fredrik Bruhn.

Och så leder den värme bättre. Plasten och epoxin i en normal krets bildar en sorts isolerande termos. Skillnaden i värmeledning – samt att den traditionella trådbondningen för anslutningar är borttagen – kan ÅAC kvittera ut i form av ökad prestanda eller minskad effektutveckling.

–Det här byggsättet kommer att bli vår största produkt, säger Fredrik Bruhn.

Tekniken är inte bara intressant för rymden.

–Det är inte utan anledning som vi har en räcka kunder som står på rad och väntar, säger Mats Magnell, vd.

Tillverkande industri är intresserad – ÅAC kan sätta sensorik och elektronik på samma lilla, robusta komponent och exempelvis mäta vridmoment på plats i skruvförband.

ÅAC bygger elektronik utan plast. Den blir mindre och leder värme bättre vilket öppnar många möjligheter.

Militären är intresserad bland annat för att den lilla komponenten är enklare att kapsla in med ett skyddshölje som minimerar röjande radiosignaler.

Byggsättet i sig har ännu fler möjligheter. Kopparledningar kan göras tunnare; man kan bygga i tre dimensioner med hjälp av ÅACs patenterade kiselvior; sensorik i form av mems kan dopas in direkt i substraten.Och så är komponenten ett bärande element, om du vill.

–Kisel är fem gånger starkare än stål i ren form. Komponenten skulle exempelvis kunna integreras i stål och stålets böjning vid användning skulle kunna påverka en sensor, säger Mats Magnell.

Att rymdelektronikkomponenter inte bara ska specificeras med logiska parametrar, utan också med parametrar för exempelvis hållfasthet, värmeledning och EMI – det var en av insikterna i Fredrik Bruhns avhandling.

Renlärig öppen källkod

Fredrik Bruhn och ÅAC gillar öppen källkod.

Företaget använder öppna operativsystem som Linux och FreeRTOS, liksom den öppna cpu-kärnan Openrisc. Som doktorand botaniserade Fredrik Bruhn upp ett bibliotek av öppenkodskärnor, bland annat från Opencores. En beställning från ÅAC ligger ytterst bakom att Linux i senaste versionen stöder Openrisc.

– Efter en jätteinsats från personer vid konsulten South Pole, påpekar Fredrik Bruhn.

För det första tror han på öppen källkod som en effektiv bas för teknikutveckling.

–Det är något som faktiskt hindrat rymdbranschen – att det bara funnits en eller två processorer att använda.

Öppenkod sänker kostnaderna.

–Tanken är att små satelliter ska kosta lite. Dagens processorer är inte billiga, säger Mats Magnell.

Öppenheten hjälper också ÅAC att fokusera. Företaget slipper befatta sig med det som ligger utanför dess eget område.

–Vi vill att verktygen ska vara så öppna som möjligt. Vi vill inte sitta med supportavtal. Det är mycket enklare om våra kunder kan ladda ner sina produkter direkt från Internet och använda wikisidor, säger Fredrik Bruhn.

Produkten i sig blir flexibel – det som ÅAC levererar i öppenkod kan kunderna fritt bygga vidare på.

Fredrik Bruhn bär med sig en hackeridentitet från 13-årsåldern. Han gick igenom hemdatorer som Commodore 64, Amiga, Atari och Sinclair.

SVERIGE ÄR BRA PÅ RYMDELEKTRONIK Det började på 50- och 60-talen när Sovjet sköt upp sputniksatelliten. Det väckte ett intresse för elektronik och raketmotorer vilket togs tillvara i bland annat Saab, Volvo Aero och Rymdbolaget. Andra företag som bidragit är Ericsson Microwave och Ericsson Components. Teknik för militärt bruk har närbesläktade krav – ungefär samma strålning terroriserar elektroniken i en farkost på 10 000 meter som i rymden. Ruag Space i Göteborg är den idag kanske starkast lysande stjärnan på den svenska rymdhimlen. Företaget bygger alla datorer i europeiska bärraketer, och många också till de stora satellituppskjutningarna.

–Jag lärde mig tidigt assembler, C, C++, Pascal. Och när jag var 18–19 år hade jag ett företag som sålde datorer.

Renlärigheten för öppenkod är så stark att ÅAC avgränsat sig till i princip bara Verilog, eftersom den världen har en bra fri simulator – Verilator – vilket VHDL-världen saknar.

Uppsalaforskning grunden

Det var uppfinnarjocken Lars Stenmark som en gång fick visionen att bygga om hela rymdprogrammet, fast i mikroskala.

–Ingen annan tänkte så. Elektronik var otymplig, säger Mats Magnell.

Både inspirationen och lösningarna fick Lars Stenmark från materialforskningen på Ångströmlaboratoriet – mems, paketering och byggsätt.

Fredrik Bruhn kom in som doktorand år 2001.

–Han gillade min kännedom om modern elektronik, distribuerade system och nätverk.

Med Lars Stenmarks vision i bakhuvudet gjorde Fredrik Bruhn en del av sitt doktorsarbete på amerikanska rymdflygstyrelsen Nasa och lyckades minimera – inte allt – men mycket.

Han återvände med idén att kommersialisera Ångströmlaboratoriets resultat i produkter – det var nämligen så det gick till på Caltech och Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Kalifornien.

13 forskare tände på idén och hittade finansiering till Ångström Aerospace år 2005.

Företaget ska gå från 20 till 25 anställda under det kommande kvartalet. Det ska bland annat anställas elektro-, system- och mjukvaruingenjörer.

–De stora ordrarna börjar komma in nu från Nasa och japanska Jaxa, och kring europeiska ESA och kommande rymdprogram, säger Mats Magnell.

Omsättningen i år blir drygt 30 miljoner.

–Under de närmaste två åren ska vi omsätta resultat till produkter och system. Det är det stora arbetet. Dessutom ska vi titta på nästa generation av teknik.

Ubåt på Jupiters måne

–Ambitionen är att öka omsättningen till 150 miljoner under de kommande åren, säger Mats Magnell.

Den mest fascinerande delen av Fredrik Bruhns avhandling handlar om minimerade månfarkoster. Den första en ubåt för Jupiters måne Europa, och den andra ett rullande klot för Merkurius – en konstruktion som kommersialiseras i ett annat företag, Rotundus.

Så när skickas ubåten till Europa?

–Tidigast år 2025, 2030 – jo, det är lite perspektiv i den här branschen.