Men neme: een enorme vacuümkamer met daarin een snel ronddraaiende arm. En ziedaar: een innovatieve, goedkope manier om satellieten in een baan om de aarde te brengen is – in theorie – geboren.
De afgelopen decennia zijn er talloze ruimtemissies ondernomen; we hebben satellieten in een baan om de aarde geplaatst, sondes naar verre planeten gestuurd, ruimtetelescopen gelanceerd en astronauten naar het ISS en zelfs de maan gestuurd. En al die uiteenlopende missies hebben één doel gemeen: ze startten op een draagraket. Maar die veelgebruikte lanceermethode heeft een groot nadeel: deze vereist enorme hoeveelheden brandstof. En om die brandstof mee te kunnen voeren, zijn grote lanceersystemen nodig. En dat drijft de prijs van de lancering en dus ook van de ruimtemissies als geheel enorm op. Geen wonder dat sommigen zich afvragen of het niet mogelijk is ruimtesondes op een compleet andere manier te lanceren. “Het is essentieel om een andere manier te vinden om in de ruimte te komen,” zo vindt Peter Worden, voormalig directeur van het NASA Ames Research Center.
SpinLaunch
En sommigen zien het als hun missie om die ‘andere manier’ te ontdekken. Jonathan Yaney is er daar één van. En hij denkt een innovatieve manier gevonden te hebben. Hierbij zouden satellieten in een vacuümkamer op hoge snelheid gebracht worden en vervolgens de ruimte in worden geslingerd. Het is niet slechts een wild idee; inmiddels heeft zijn bedrijf – SpinLaunch genaamd – al enkele testvluchten – waarbij verschillende ladingen op hoge snelheid uit de vacuümkamer worden geslingerd – achter de rug.
NASA
En nu heeft SpinLaunch ook de aandacht van NASA weten te trekken. Sterker nog: NASA heeft het bedrijf opdracht gegeven om nog dit jaar een door NASA aangeleverde lading ‘weg te slingeren’. NASA gaat die samenwerking aan binnen het Flight Opportunities Program: een onderzoeksprogramma waarin veelbelovende, door commerciële partijen ontwikkelde ruimtetechnologieën nader worden verkend.
Maar hoe werkt het nu?
Tijdens de door NASA aangekochte testvlucht wordt er gebruik gemaakt van de Suborbital Mass Accelerator. Deze bestaat uit een enorme, cirkelvormige vacuümkamer met daarin een supersterke, van koolstofvezel gemaakte arm die – net als de wijzers van een klok – in die vacuümkamer rond kan draaien. Op het uiteinde van die arm plaatst men het object dat met hoge snelheid weggeslingerd moet worden. En vervolgens wordt die arm razendsnel rondgedraaid. Doordat deze in een vacuüm beweegt – en dus geen luchtweerstand ondervindt – kunnen daarbij enorme snelheden worden bereikt. Zodra de gewenste snelheid bereikt is, wordt de lading op het uiteinde van de arm losgemaakt, waarna deze via een speciale uitgang de vacuümkamer uitgeschoten wordt (zie ook het filmpje hieronder).
Zoals de naam al doet vermoeden moet de Suborbital Mass Accelerator uiteindelijk gebruikt worden voor suborbitale vluchten. Dat betekent dat objecten de ruimte in worden geschoten, maar nog voor ze een volledige baan om de aarde kunnen draaien ook weer terug naar de aarde vallen. Het is natuurlijk de opmaat naar meer: orbitale vluchten. Oftewel: vluchten waarbij een object daadwerkelijk in een baan om de aarde wordt geplaatst. Daar wordt aan gewerkt: de eerste testvluchten met de Orbital Accelerator zouden in 2025 moeten plaatsvinden. Ook in dit geval worden de satellieten in een vacuümkamer al ronddraaiend op snelheid gebracht, om vervolgens uit de vacuümkamer geslingerd te worden. Zodra de satellieten de stratosfeer – de bovenste laag van onze atmosfeer – uit zijn, kan een klein en goedkoop aandrijfsysteem worden gebruikt om ze een laatste zetje te geven dat nodig is om in een stabiele baan rond de aarde terecht te komen.
Voordelen
Dat NASA interesse heeft in deze manier van lanceren, is niet zo gek. In vergelijking met een conventionele lancering is de aanpak van SpinLaunch namelijk een stuk goedkoper. Dat heeft natuurlijk te maken met het feit dat er voor orbitale vluchten zeker 70 procent minder brandstof nodig is. Daarnaast speelt ook het feit dat de Orbital Accelerator een groot deel van de (peperdure) materialen die nodig zijn om een draagraket – die door het meetorsen van al die brandstof al snel gedoemd is om supergroot te worden – te bouwen overbodig maakt, een rol. “Nu kost het ongeveer 7 miljoen dollar om een kleine satelliet in een baan om de aarde te brengen,” aldus Yaney. “Met SpinLaunch verlagen we die kosten tot onder een half miljoen dollar.” Een andere interessant voordeel is dat er met de Orbital Accelerator moeiteloos meerdere keren per dag gelanceerd kan worden.
Het klinkt veelbelovend en NASA ziet er duidelijk potentie in; zodanig zelfs dat het een testvluchtje wil wagen met de voorloper van die Orbital Accelerator: de Suborbital Mass Accelerator. Tot grote vreugde van Yaney: “De overeenkomst met NASA markeert een belangrijk moment waarbij SpinLaunch de focus verlegt van technologieontwikkeling naar commerciële aanbiedingen.” Of het een bepalend moment wordt in de geschiedenis van de ruimtevaart zal de toekomst moeten uitwijzen.
