Ruimtevaart › Satelliet-megaconstellaties
Krachtigste magnetische actuator ooit vliegt mee op ruimtevaartuig Starburst-1
Het Amerikaanse bedrijf Zenno Astronautics heeft zijn Supertorquer geïntegreerd in het ruimtevaartuig Starburst-1 van Portal Space Systems. Het apparaat moet de krachtigste magnetische actuator worden die ooit de ruimte in is gegaan en stuurt een ruimtevaartuig aan zonder brandstof te verbruiken. Dat scheelt gewicht dat anders naar stuwstof voor manoeuvres zou gaan.
Een ruimtevaartuig in een baan om de aarde moet voortdurend zijn stand bijstellen: zonnepanelen naar de zon richten, antennes op de aarde gericht houden of zichzelf draaien voor een manoeuvre. Traditioneel gebeurt dat met kleine stuwraketjes die chemische brandstof verbruiken. Zenno Astronautics uit Los Angeles heeft daar een alternatief voor gebouwd: de Supertorquer, een actuator die werkt op basis van supergeleidende elektromagneten in plaats van brandstof.
Sturen zonder brandstof te verbruiken
De Supertorquer wekt een magnetisch veld op met een sterkte tot 3.500 ampère per vierkante meter (A·m²), uitgedrukt in het zogeheten magnetisch moment. Dat veld werkt op het aardmagnetisch veld, net zoals een kompasnaald reageert op het magnetische noorden. Door de sterkte en richting van het eigen veld te sturen, kan het ruimtevaartuig zichzelf draaien zonder een gram stuwstof te gebruiken. Dat is vooral nuttig in een middelhoge baan (MEO) en een geostationaire baan, de geostationaire baan op zo'n 36.000 kilometer hoogte waar communicatiesatellieten vaak draaien. Elke kilo brandstof die niet wordt gebruikt om het toestel recht te houden, blijft over voor het daadwerkelijk veranderen van baan. Voor Starburst-1, dat is ontworpen om snel en herhaaldelijk van positie te wisselen, is dat een belangrijk voordeel.
Bijvangst: bescherming tegen straling
Volgens Zenno Astronautics heeft het krachtige magneetveld van de Supertorquer nog een tweede effect. Net zoals het aardmagnetisch veld geladen deeltjes uit de zonnewind afbuigt, kan het veld van de Supertorquer een deel van de geladen deeltjes rond het ruimtevaartuig wegduwen. Dat zou de stralingsbelasting voor de elektronica aan boord kunnen verminderen. Laboratoriumtests van het bedrijf wezen daar al op, en aan boord van Starburst-1 meet een deeltjesteller nu of het effect ook in de praktijk optreedt.
Testmissie voor snel schakelen tussen banen
Starburst-1 is de eerste zelfstandig vliegende missie van Portal Space Systems met functionerende lading aan boord. Het toestel moet aantonen dat het snel kan naderen tot en manoeuvreren rond andere objecten, een techniek die bekendstaat als rendez-vous en nabijheidsoperaties, en dat het snel van taak en baan kan wisselen. Dat is interessant voor zowel defensie- als commerciële klanten die satellieten willen inspecteren, repareren of volgen. De missie draait minstens een jaar en test ook onderdelen die Portal wil hergebruiken in zijn grotere vaartuig Supernova, waaronder de krachtige stuwraketten die Starburst-1 voortstuwen. De Supertorquer vloog eerder al mee op een lancering met Impulse Space; de integratie in Starburst-1 is de volgende stap in wat het bedrijf de 'vluchtgeschiedenis' van het systeem noemt.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Actuatoren als de Supertorquer maken ruimtevaartuigen onafhankelijker van chemische brandstof voor het bijsturen van hun stand, waardoor missies langer meekunnen en vaker van positie kunnen wisselen. Als de gemeten stralingsafscherming in de praktijk ook werkt, kan dezelfde technologie op termijn ook gevoelige elektronica aan boord van satellieten beter beschermen.
- Supertorquer
- De magnetische actuator van Zenno Astronautics die met supergeleidende elektromagneten de stand van een ruimtevaartuig bijstuurt.
- Magnetorquer
- De algemene naam voor een systeem dat met een elektromagneet en het aardmagnetisch veld een ruimtevaartuig laat draaien, zonder gebruik van stuwstof.
- Attitudecontrole
- Het voortdurend bijsturen van de oriëntatie (stand) van een satelliet of ruimtevaartuig in de ruimte.
- Magnetische dipool (A·m²)
- De maat voor de sterkte van een magnetisch veld dat een spoel of actuator opwekt, uitgedrukt in ampère maal vierkante meter.
- MEO en GEO
- Afkortingen voor 'medium earth orbit' en 'geostationary earth orbit', twee soorten banen op respectievelijk enkele duizenden en circa 36.000 kilometer hoogte.
- Stralingsafscherming
- Bescherming van elektronica tegen geladen deeltjes uit de ruimte, die anders storingen of schade kunnen veroorzaken.
- Rendez-vous en nabijheidsoperaties (RPO)
- Manoeuvres waarbij een ruimtevaartuig een ander object in de ruimte nadert, volgt of ermee koppelt.
- RCS-stuwraketten
- Kleine raketmotoren die een ruimtevaartuig gebruikt om te versnellen, remmen of van baan te veranderen.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
