Spotlight

Gedrag van vliegtuigen tijdens eindnadering

Promovendus Floris Herrema (Air Transport and Operations) heeft onlangs de SESAR Young Scientist of the Year Award gewonnen met zijn masterscriptie ‘Compression on final approach and Time Based Separation (TBS) for Optimised Runway Delivery’. Zijn werk heeft directe gevolgen voor de kennis over TBS (‘separatie op basis van tijd’) en de veiligheid van dit systeem, en voor het TBS-systeem dat wordt gebruikt op het Londense vliegveld Heathrow: het eerste vliegveld ter wereld met TBS. “Ik had nooit gedacht dat ik de SESAR Young Scientist of the Year Award zou winnen, dus ik voelde me bij de finale in Bologna in Italië eigenlijk heel ontspannen. Single European Sky Air Traffic Management Research (SESAR) is een Europees instituut dat zich bezighoudt met onderzoek naar luchtverkeerbeheer. Ik had die dag dus 400 mensen tegenover me die zich bezighouden met luchtverkeerbeheer.” Gedrag van vliegtuigen voorspellen “Het doel van mijn onderzoek was om de potentiële verbeteringen in compressie tijdens de eindnadering, bij gebruik van Time Based Separation (TBS), te kwantificeren en modelleren. TBS als concept was al wel bekend, maar het was te gecompliceerd om daadwerkelijk te implementeren. Ik heb een nieuw luchtsnelheidprofiel ontwikkeld, de Floris Friso Herrema (FFH)-tool, waarmee we het gedrag van het vliegtuig en TBS beter kunnen voorspellen. Dit is heel relevante informatie voor luchtverkeersleiders. Het systeem is nu gemakkelijker te begrijpen en dus ook te implementeren. Vorig jaar is het geïmplementeerd op London Heathrow Airport, dat nu de eerste TBS-luchthaven ter wereld is.” De voordelen “Het belangrijkste voordeel behalen we bij sterke tegenwind. Het gaat nog om schattingen op basis van Heathrow, maar we verwachten dat we bij sterke tegenwind twee extra landingen per uur kunnen uitvoeren. Bovendien zal TBS naar verwachting 80.000 minuten vertraging per jaar besparen. De voordelen voor luchtvaartmaatschappijen kunnen oplopen tot 10 miljoen euro per jaar.” Impact “Ik was uitdrukkelijk op zoek naar een scriptieonderwerp dat impact zou kunnen hebben. Daarom wilde ik ook van begin af aan samenwerken met EUROCONTROL. Ik heb een stage bij EUROCONTROL gecombineerd met mijn masterproject. Theorieën zijn er namelijk om in praktijk te brengen. Daarom vind ik het nu ook zo mooi om in mijn promotieonderzoek samen te werken met Ricky Curran en Dries Visser, beiden van Air Transport and Operations. Bij alles wat ik doe vragen zij: wat is het maatschappelijk en wetenschappelijk belang? De feedback en het advies van de universiteit en van EUROCONTROL verschillen enigszins, en de combinatie van beide gezichtspunten voegt extra waarde toe. Ik zou graag in beide werelden een rol willen blijven spelen en als actieve schakel tussen de twee willen fungeren.” Toekomst “Mijn promotieonderzoek, ‘Big data analyses and machine learning at airports to support decision making’, vordert behoorlijk. Ik werk aan toepasbare technieken voor machinaal leren en het doel is om het resultaat te implementeren bij alle grote luchthavens in Europa. Ik vind het geweldig om hieraan te werken. Op dit moment proberen we mijn onderzoek in te bedden in een Europees onderzoeksproject. We zijn druk bezig met enkele onderzoeksvoorstellen in het kader van Horizon 2020 om hier financiering voor te krijgen. Het zou natuurlijk fantastisch zijn als dat zou lukken.” Het belangrijkste voordeel behalen we bij sterke tegenwind.

Met lasers op verkenningstocht door ons zonnestelsel

Hoe kunnen we meer leren over hoe planeten en manen in elkaar steken? Dominic Dirkx promoveerde onlangs op een nieuwe methode om de afstand tussen de aarde en satellieten om of op andere planeten en manen te meten tot op de millimeter tot centimeter nauwkeurig. Op dit moment gaat dat nog ongeveer tot op de meter, met gebruik van radio-meting. Een techniek die nu wordt gebruikt voor het meten van de afstand tot aardse satellieten (tot op enkele millimeters nauwkeurig), tracking met lasers, heeft Dirkx geëxtrapoleerd naar interplanetaire afstanden. Zijn onderzoek laat vooral zien dat het zeer van belang is dat we niet alleen de afstandsmetingen heel nauwkeurig uitvoeren. Ook andere metingen zullen verbeterd moeten worden om de laser tracking zo goed mogelijk te benutten. Als we dat doen, kan deze methode een belangrijke rol spelen in het verkennen van ons zonnestelsel. Dit klinkt misschien voor de hand liggend, maar het onderzoek van Dirkx heeft laten zien dat het echt significante impact heeft op de resultaten als er aandacht wordt besteed aan het nauwkeuriger maken van lasermetingen én metingen zoals die van een magnetisch veld, vorm, of de seismische activiteit op een planeet. Invloed van de klok op aarde Voor het verbeteren van de lasermeting vroeg Dirkx zich af hoe de klok die wij hier op aarde gebruiken invloed heeft op de uiteindelijke metingen. Dirkx: ‘Als je afstand meet, meet je in feite de beweging. Je gebruikt een klok op aarde en een klok in de ruimte om te meten hoe lang een laser puls onderweg is. Omdat je de snelheid van het licht weet, kijk je dus waar een satelliet op het ene en op het volgende moment is. Dat houdt in dat als je er een nanoseconde naast zit, dat zomaar dertig centimeter kan schelen.’ Als we kijken naar hoe iets beweegt, kijken we naar hoe de zwaartekracht werkt en zo leren we van de omgeving. Stel dat we meten hoe een satelliet om de planeet Mars vliegt, dan kunnen we zo meer te weten komen over het inwendige van die planeet. Op die manier is bijvoorbeeld vorig jaar ontdekt (samen met andere metingen) dat er onder het oppervlak van Enceladus, een maan van de planeet Saturnus, een oceaan is. Een bijzondere verdediging Dirkx promoveerde nominaal en cum laude. David Smith (MIT) vond het een reis naar Delft waard om zijn verdediging bij te wonen als commissielid. Smith is gespecialiseerd in zowel laser ranging als planetaire wetenschappen. Dirkx: ‘ In het verleden heeft David Smith eerder samengewerkt met collega’s uit onze onderzoeksgroep en ik had hem al eerder ontmoet bij conferenties. Hij is zo iemand bij wie je je als promovendus acuut geïntimideerd voelt – een grote naam met een ellenlange lijst aan belangrijke paperpublicaties. Ik vond het geweldig om hem erbij te hebben.’ Dirkx: ‘Wat voor tijdens het promoveren erg geholpen heeft, is dat ik in het Europese FP7 ESPaCE project heb mogen werken. Hierdoor heb ik een groot netwerk op kunnen bouwen en heb ik altijd met veel mensen kunnen sparren over mijn onderzoek. Mijn tip voor andere promovendi is dan ook om veel met mensen te praten. Niet alleen binnen je eigen onderzoeksgroep, maar vooral ook daarbuiten.’