Ruimtevaart aan een draadje té simpel 9 november 2007 Intermediair

Een draad die vanuit een ruimteschip wordt uitgerold, biedt onverwachte mogelijkheden voor de ruimtevaart. In Leiden wordt er hard aan gewerkt.

Een draad die vanuit een ruimteschip wordt uitgerold, biedt onverwachte mogelijkheden voor de ruimtevaart. In Leiden wordt er hard aan gewerkt.

Een ruimtestation in zijn baan houden voor een prikkie. Pakketjes bezorgen op de maan. Kunstmatige zwaartekracht aanleggen tijdens een reis naar Mars: Michiel Kruijff en Erik van der Heide, oprichters van het bedrijf Delta-Utec in Leiden, zien de meest uiteenlopende toepassingen voor space tethers. Midden jaren negentig studeerden Kruijff en Van der Heide lucht- en ruimtevaarttechniek in Delft. Rond die tijd vonden de eerste proeven plaats met tuidraden die in de ruimte vanuit een satelliet worden uitgerold. Niet alle proeven waren even geslaagd. Delta-Utec moest daar verandering in gaan brengen. ‘Ik had alleen nooit gedacht dat dat ruim tien jaar zou duren,’ zegt Kruijff.

Bij de Europese studentensatelliet YES2 verliep het afrollen een paar weken geleden aanvankelijk probleemloos. Vanaf een Russische Foton-satelliet werd een draad van een halve millimeter dik en dertig kilometer lang uitgerold, richting aarde. Maar halverwege ging er iets fout met de communicatie tussen sensoren op de haspel en de boordcomputer. Daardoor werd het afrollen niet op tijd afgeremd. Dat afremmen moet voorkomen dat de zaak met een klap tot stilstand komt als de draad aan zijn eind is. Of de kleine Fotino-capsule aan het eind van de draad veilig op aarde is aangekomen, is niet bekend.

Vanuit het internationale ruimtestation ISS zou je met dezelfde techniek goedkoop pakketjes naar de aarde kunnen sturen. Zonder dure raketmotoren en brandstof. Het idee is simpel.Vanuit het ruimtestation laat je een draad richting aarde zakken. Die draad zit vast aan het ruimtestation en heeft dus dezelfde baansnelheid. Maar tientallen kilometers lager, waar de aardse zwaartekracht sterker is, moet je sneller bewegen om in een cirkelbaan te blijven en niet naar de aarde terug te vallen. Laat je aan het onderuiteinde van de draad een pakketje los, dan valt dat dus in een grote boog naar beneden. Eenmaal in de aardse dampkring aangekomen kan het pakketje verder afdalen met behulp van een parachute.

Volgens Kruijff en Van der Heide heeft de tether-techniek echter nog veel meer te bieden. Een metaaldraad van tientallen kilometers lengte beweegt door het magneetveld van de aarde. Jaag stroom door de draad – opgewekt door zonnepanelen – en door de wisselwerking met het magneetveld ondervindt de draad (en daarmee het hele ruimtestation waar hij aan vastzit) sterke lorentzkrachten, zoals die ook in een elektromotor optreden. Die krachten kun je benutten om satellieten – die heel geleidelijk naar de aarde terugvallen – in een iets hogere baan te brengen. ‘Een draad van vijf kilometer is genoeg om het ruimtestation op de juiste hoogte te houden,’ zegt Kruijff. ‘Je hebt dan nooit meer dure brandstof nodig voor baancorrecties.’

De komende jaren wil Delta-Utec ook meer onderzoek gaan doen aan het gebruik van tethers voor het opwekken van kunstmatige zwaartekracht. Knoop een bemande capsule via een draad van een paar kilometer vast aan een uitgebrande rakettrap, laat het geheel langzaam ronddraaien, en in de capsule ben je niet langer gewichtloos. Handig om te oefenen voor bemande reizen naar Mars. Je zou verwachten dat ESA en NASA staan te popelen om de veelbelovende techniek te gebruiken. Maar volgens Van der Heide valt dat tegen. ‘ESA laat dingen liggen’, zegt hij. ‘Neem die baancorrecties van het ruimtestation. Dat gebeurt straks met behulp van de ATV (Automated Transfer Vehicle), een soort veredelde vrachtwagen. Dan heb je het dus over een keuze tussen een klein bedrijfje uit Leiden of de hele Europese ruimtevaartindustrie.’

Kruijff denkt er net zo over. ‘Voor veel mensen zijn space tethers eigenlijk gewoon té simpel,’ zegt hij. ‘Om politieke redenen blijft men het bestempelen als sciencefiction. Maar wij blijven er nog wel voor vechten.’

© Govert Schilling

Links: