'micro thrust' raketmotor
15 april 2011
Ontwikkeling van een zeer kleine elektrische 'micro thrust' raketmotor
Een Europees consortium met onder meer TNO is begonnen met de
ontwikkeling van een geavanceerde extreem kleine elektrische
raketmotor. Met zo'n geminiaturiseerde motor moeten kleine satellieten,
nadat ze met een raket in een baan om de aarde zijn gebracht, zelf naar
de maan en zelfs verder kunnen vliegen. Het project zal tot 2013 lopen
en gedurende de looptijd wordt de zeer kleine raketmotor ontwikkeld,
gebouwd en op de grond getest om zo klaar te zijn voor toekomstige
toepassingen in de ruimte.
TNO is binnen dit project verantwoordelijk voor de system engineering:
het op een zo optimaal mogelijke manier bij elkaar brengen van de
verschillende delen van de motor. Hiermee is zij de spin-in-het-web van
dit project en slaat zij de belangrijke brug tussen de academische
onderzoekers en het bedrijven die in het project samenwerken.
Factor 10 kleiner
De nieuwe raketmotor waarmee de baan van de satelliet flink kan worden
aangepast zal een factor 10 kleiner zijn dan de bestaande elektrische
raketmotoren door gebruik te maken van Micro Systeem Technologie. Grote
delen van de motor zullen bestaan uit siliciumchips, dezelfde chips die
nu ook gebruikt worden voor micro-elektronica. De motor gaat ionen
maken uit een vloeibaar zout. Door deze ionen met hoge snelheid weg te
schieten ontstaat stuwkracht om een satelliet mee te verplaatsen. Dit
is een veel efficiëntere manier om een satelliet voort te stuwen dan
bijvoorbeeld de koudgassystemen waar gasdruk wordt gebruikt om
stuwkracht op te wekken. Volgend jaar zal een koudgassysteem gemonteerd
op de Delfi N3xT satelliet gaan vliegen.
Vervanger voor grote satellieten
De ontwikkeling van dit soort kleine raketmotoren betekent dat kleine
satellieten, zogenaamde `CubeSats' (10x10x10cm), in de nabije toekomst
missies kunnen uitvoeren die tot nu toe waren voorbehouden aan grote
satellieten. Na lancering vanaf aarde kunnen ze met deze nieuwe motoren
zelfstandig naar andere banen vliegen en daarmee komen vluchten naar de
maan en zelfs verder voor het eerst binnen hun bereik. Hierdoor kan
ruimteonderzoek op een kleinere schaal en met kortere intervallen
tussen missies worden uitgevoerd dan mogelijk is met de huidige grote
satellieten. Universiteiten kunnen met deze technologie zelf in een
paar jaar tijd een interplanetaire sonde bouwen op basis van een
Cubesat.
Commerciële mogelijkheden
Naast uitdagende wetenschappelijke missies zal deze technologie er ook
voor zorgen dat de commerciële mogelijkheden van kleine satellieten
zoals aardobservatie, navigatie en communicatie flink toenemen.
Informatie die gegenereerd wordt door satellieten is hiervoor steeds
meer een sleutelbron. Deze informatie speelt een cruciale rol bij het
vaststellen en voorspellen van bedreigingen voor de aarde en haar
bewoners, zoals natuurrampen, extreme weersomstandigheden,
klimaatverandering en vervuiling. Bovendien kunnen deze motoren
gebruikt worden om, ook grotere, satellieten aan het einde van hun
leven uit een baan te duwen zodat de hoeveelheid 'ruimtepuin', een
groeiend probleem, wordt verminderd.
Nederlandse kennisinbreng
Penvoerder van het consortium is de Ecole Polytechnique Federale de
Lausanne (EPFL), uit Zwitserland. Nederlandse partijen zijn TNO en
SystematIC B.V., beide uit Delft. De andere deelnemers zijn Queen Mary
College of Londen en Nanospace uit Zweden.
De deelname van twee Nederlandse partijen in dit consortium laat de
sterke positie zien die Nederlandse universiteiten,
onderzoeksinstituten en bedrijven op het gebied van (zeer) kleine
satellieten hebben opgebouwd. Waar TNO als spin-in-het-web binnen dit
project verantwoordelijk is voor de system engineering, is SystematIC
uit Delft verantwoordelijk voor de elektrische voeding die de
verschillende delen van de motor van de juiste stroom en voltages gaat
voorzien. Zowel TNO als SystematIC bouwen hiermee voort op de kennis
die in het MicroNed programma is opgebouwd.
bericht 2011-21