NAT. LUCHT- EN RUIMTEVAARTLAB
Nederland bouwt minisatelliet voor onderzoek NLR Sloshat Satelliet
11 februari brengt een Ariane 5 raket de in Nederland
gebouwde minisatelliet Sloshsat FLEVO in een baan om de aarde. Aan
boord is een grote vloeistoftank om klotsgedrag te bestuderen.
Sloshsat leverde Nederland al een schat aan ervaring op met de bouw
van kleine satellieten.
De Nederlandse minisatelliet Sloshsat FLEVO weegt 95 kilo (droog
gewicht). In de kunstof experiment tank met een inhoud van 87 liter
wordt 33.5 liter water meegevoerd. De grote hoeveelheid vloeistofmassa
ten opzichte van de vaste massa (35%) maakt de minisatelliet zeer
gevoelig voor de effecten van klotsen. Door met Sloshsat FLEVO
manoeuvres uit te voeren hopen onderzoekers fundamentele kennis te
verzamelen over het gedrag van vloeistof en de interactie met de
satelliet in de ruimte. Dat gedrag is onder meer van belang wanneer
een satelliet bewegingen uitvoert met gedeeltelijk gevulde brandstof
tanks. De beste manoeuvre levert minimaal geklots, trilling en
verstoring en daarmee een laag brandstofgebruik voor de stuurraketten.
Door slim gebruik te maken van vloeistofbeweging kan bij manoeuvreren
nog extra brandstof worden bespaard. Dat draagt bij aan een lange
levensduur van een satelliet. Ook voor aardse toepassingen is deze
kennis van vloeistofbewegingen van belang zoals voor schepen en
tankwagens. Verder draagt Sloshsat bij aan de kennis van de zwakke
krachten zoals oppervlaktespanning and capillaire krachten die onder
invloed van de 1g zwaartekracht moeilijk zijn te onderzoeken.
Bij de experimenten met de satelliet zijn vijf wetenschappelijke
instituten betrokken. Voor de Groningse universiteit valideert
Sloshsat het bestaande vloeistofdynamische rekenprogramma ComFlo.
Daarmee kunnen dan voor het eerst betrouwbare CFD-voorspellingen voor
manoeuvres in micro-g worden geleverd. Het gebrek aan een dergelijk
gevalideerd gereedschap bezorgde ontwerpers van ruimtevoertuigen tot
op heden soms grote problemen, vaak leidend tot niet optimale
oplossingen. Ook NLR en het NASA Glenn Research Center willen met
Sloshsat rekenprogramma's valideren en, evenals ESA, specifieke
manoeuvres voor operationele satellieten uittesten. De TUD ten slotte
onderzoekt hoe verstoringen door vloeistofbeweging zich laten
dempen.
Sloshsat FLEVO werd oorspronkelijk ontworpen voor een lancering met de
Space Shuttle. NLR initieerde, ontwierp en bouwde de satelliet voor
ESA met onderaannemers in Nederland. Zo ontwierp en leverde Dutch
Space (Leiden) de energievoorziening inclusief de zonnepanelen, de
mechanische structuur en het systeem voor de warmtehuishouding,
Verhaert (België) leverde het ejectie-mechanisme, Newtec (België) het
communicatiesysteem en Rafael (Israël) het voortstuwings-systeem. Er
is zeven jaar aan gewerkt.
Na het ongeluk met de Shuttle Columbia op 1 februari 2003 werd begin
2004 gestart met de aanpassingen voor een lancering met de Ariane 5
ECA kwalificatievlucht. Hiervoor moest de constructie worden
versterkt en de telecommunicatie en grondoperaties ingrijpend worden
aangepast.
Sloshsat FLEVO is vervolgens gemonteerd op de dummy payload MAQSAT-B2.
Vanaf deze dummy payload wordt Sloshsat met het ejectie-mechanisme de
ruimte ingeschoten.
Na de lancering, die op dit moment voor 11 februari 2005 op het
programma staat, voert Sloshsat FLEVO (Facility for Liquid
Experimentation and Validation in Orbit) gedurende twee weken een
serie manoeuvres uit (FLEVO verwijst ook naar de provincie Flevoland
waar in de Noordoostpolder-vestiging van NLR de satelliet werd
gebouwd). In de Sloshsat-tank registreert een groot aantal sensoren de
plaats en beweging van het water dat onder gewichtloze omstandigheden
een sterk vervormend oppervlak heeft. De meet-gegevens worden vanuit
het Diane-grondstation bij de lanceerbasis in Kourou, Frans Guyana,
direct doorgestuurd naar een computersysteem bij ESA/ESTEC in
Noordwijk. Deze verwerkt de gegevens en stuurt gemodelleerde beelden
via internet aan de onderzoekers in Amsterdam, Groningen, Delft en
Ohio. Dankzij dit systeem (FACT) dat Atos-Origin en NLR in opdracht
van ESA ontwikkelden, zijn alle partijen in real-time betrokken bij de
experimenten en kunnen zij zo nodig het verloop van de experimenten
bijsturen.
Met het project bewijst Nederland ook dat het in staat is om kleine
satellieten te bouwen. Dergelijke minisatellieten lenen zich door hun
relatief lage kostprijs uitstekend voor het uitvoeren van
wetenschappelijk onderzoek en service in de ruimte. NLR werkt ook
mee aan ConeXpress, een satellietproject in ontwikkeling bij Dutch
Space om de levenduur van telecommunicatie-satellieten te verlengen.
NLR brengt bij dat project zijn technische ervaringen met Sloshsat
FLEVO in.
Het Sloshsat FLEVO is een geharmoniseerd programma tussen het Europese
Ruimtevaartorganisatie ESA, het(Nederlandse) Ministerie van
Economische Zaken en het Nederlands Instituut voor
Vliegtuigontwikkeling en Ruimtevaart NIVR. De ontwikkeling werd
uitgevoerd als onderdeel van het ESA Technology Demonstration
Programme TDP Phase 2, het NIVR Research and Technology NRT Programme
and NLR own research and development programme.
Voor details zie o.a.: http://www.nlr.nl, http://www.esa.int en
http://www.arianespace.com (flight164)Contact NLR: roefs@nlr.nl
of info@nlr.nl26-1-2005
27 jan 05 13:47