In de serie Koplopers bezoekt NU.nl deze zomer projecten die ons een inkijkje in de duurzame toekomst geven. Soms dichtbij, soms een vergezicht. Deze week: Delftse studenten buigen zich over het ontwerp van een satelliet die minder schade toebrengt aan de ozonlaag.
Het is even zoeken naar de satelliet in het ruimtelab van Inholland en TU Delft, een grote loods vol uitvindingen, prototypes en andere snufjes. We vinden hem uiteindelijk naast een klein vliegtuig met een elektrisch aangedreven motor. Je zou er zo overheen kijken, want het een-op-eenmodel van de InhollandSAT-1 is niet groter dan een schoenendoos. Commerciële satellieten kunnen de proporties van een stadsbus aannemen.
Zes studenten ruimtevaarttechniek willen met hun minisatelliet een probleem aankaarten waar de ruimtevaartindustrie volgens hen nog te weinig oog voor heeft: verduurzaming. "Het is een mooi doel om altijd en overal internet te hebben. Maar dat heeft ook gevolgen", zegt student Oscar Krijnen.
De satellietindustrie is booming, vooral door de explosieve groei van bedrijven zoals Elon Musks SpaceX en de grote vraag naar snel internet. Van zwevende datacentra tot satellieten die met een spiegel zonlicht kunnen reflecteren: iedereen wil een stukje van de ruimte.
Volgens trackingwebsite Orbitalradar vliegen er bijna dertienduizend actieve satellieten in de zogenoemde Low Earth Orbit (LEO), een relatief lage baan rond de aarde. De overgrote meerderheid zijn kleine commerciële Starlink-satellieten die snel internet aanbieden. Naar verwachting neemt dit aantal de komende jaren flink toe. Alleen al SpaceX wil een miljoen satellieten de ruimte in sturen.
Die torenhoge ambities hebben een keerzijde, vindt ruimtevaartdeskundige Erik Laan. Volgens een groeiende groep wetenschappers is er namelijk een duurzaamheidsprobleem dat nog losstaat van de discussie over rondzwevend ruimtepuin.
De snelgroeiende satellietmarkt kan tot een nieuw probleem in de ozonlaag leiden, vertelt Laan, die ook docent aan de Hogeschool Inholland in Delft is. Satellieten waarvan de levensduur voorbij is, verbranden grotendeels bij terugkeer in de atmosfeer. Het hoofdonderdeel van die satellieten is meestal aluminium, want dat materiaal is "stijf, sterk, licht en goedkoop", zegt Laan.
Maar het heeft dus mogelijk ook een schadelijk effect. Bij verbranding ontstaat aluminiumoxide, dat een reactie veroorzaakt in de ozonlaag. Meteorieten doen dat ook, maar dan op kleine schaal. "Eén aluminiumoxidemolecuul kan 100.000 ozonmoleculen vernietigen", zegt Laan.
"Hoe meer aluminium in de atmosfeer terechtkomt, hoe meer we dat proces aanjagen. De atmosfeer kan dat niet oneindig aan." Zeker nu de ozonlaag, die het leven op aarde beschermt tegen gevaarlijke uv-straling, juist aan het herstellen is.
Laan noemt het aluminiumprobleem een "blinde vlek" in de ruimtevaart en wetenschap. En omdat hij niet wilde wachten tot bedrijven in actie komen, schakelde hij zijn studenten in om een alternatief te bouwen. Die satelliet moet hetzelfde kunnen, maar minder schadelijk zijn bij verbranding.
De studenten kwamen er al snel achter dat je niet helemaal kunt ontkomen aan aluminium, vertelt Krijnen. In de computer van de satelliet zit nog een kleine hoeveelheid van het materiaal. Maar de satelliet is grotendeels van koolstofvezel en voor een klein deel van polycarbonaat (kunststof).
Dat lijkt niet meteen het meest voor de hand liggende duurzame alternatief. Maar het is het enige materiaal dat tot de juiste vorm kon worden gemaakt in de 3D-printer. Hout viel af, want dat overleeft de trillingen en extreme temperaturen niet. Krijnen verwacht dat deze materialen lichter en sterker zijn.
De uitstoot van CO2 bij de verbranding van de plastic onderdelen is beperkt vergeleken met de schade aan de ozonlaag, berekenden de studenten. Ze zoeken tegelijkertijd naar manieren om de satelliet terug te laten keren uit de ruimte en te recyclen. Dat is voorlopig nog toekomstmuziek.
De InhollandSAT-1 wordt straks ook ingezet om te experimenteren met communicatie via licht in plaats van drukbezette radiofrequenties. Dat gebeurt met laserstralen. Ook willen ze hem gebruiken voor aardobservaties. Krijnen: "Als iemand een satellietfoto wil, kunnen we straks zeggen: over twee uur vliegen we er overheen."
Tot die tijd moeten de studenten nog wel wat technische hordes nemen, maar aan motivatie is in ieder geval geen gebrek. Op de bloedhete zomerdag vlak voor de vakantie is het druk in de werkplaats - alles voor de satelliet die pas over jaren de ruimte in zal gaan. De lancering staat (voorlopig) gepland in 2029.
De bouw van de InhollandSAT-1 moet vooral een signaal aan de sector zijn. "We hopen dat ruimtevaartbedrijven gaan inzien dat hun satellieten niet alleen nu uitstoot veroorzaken, maar ook later gevolgen hebben", zegt Krijnen.
Anders dan studenten hebben commerciële bedrijven zoals SpaceX het geld en de mensen om zelf duurzamere keuzes te maken, vindt hij. "Wij willen vooral bewijzen dat het technisch allemaal kan."
De foto boven het artikel is ter illustratie.
Source: Nu.nl algemeen