Silvana Radu

Satellieten kleiner maken

Geminiaturiseerde ruimtevaartuigen, zoals satellieten, zijn een hot topic. Zowel voor technici als wetenschappers, vanwege de wetenschappelijke en technologische uitdagingen. Maar ook voor de maatschappij, omdat deze kleinere systemen goedkoper en duurzamer zijn dan traditionele satellieten. Silvana Radu MSc, Space Systems Engineer bij Space Systems Engineering (SSE) werkt met haar collega’s aan de ontwikkeling van deze geminiaturiseerde satellieten. 

(foto: Henri Werij)

Met een gewicht van minder dan 1 kilo, zijn pico-satellieten lichter en goedkoper dan normale satellieten. Ze zijn ook sneller te ontwikkelen. Pico-satellieten gedijen prima in lagere banen om de aarde, op maximaal een paar honderd kilometer boven het aardoppervlak, wat de totale kosten van missies reduceert. En: hoe kleiner een satelliet, hoe minder energie er nodig is voor de lancering. Na een levensduur van slechts dagen tot een paar maanden (en geen tientallen jaren!) verbranden ze op weg naar aarde in de atmosfeer, zonder een spoortje puin achter te laten.

Nu zou je denken dat het miniaturiseren van een satelliet een makkie is: even lineair terugrekenen tot miniatuurformaat en klaar. Het tegendeel is waar, vertelt Silvana: “Miniaturisering is geen kwestie van simpelweg de afzonderlijke delen van een satelliet afschalen. Sterker nog, we moeten het wiel compleet opnieuw uitvinden en opnieuw het hele ontwerp- en kwalificatieproces doorlopen. Ons streven is een nieuwe standaard voor kleinere satellieten te definiëren en toepassingen te vinden die op zo’n klein platform passen.”

“Tijdens het proces van miniaturisering kom je van alles tegen wat nog niet bestaat. Zo moet je een nieuwe manier bedenken om de lanceerinrichting aan de satelliet te koppelen.” Een uitdaging die Silvana op het lijf is geschreven: “Het dwingt je anders te denken, en daar hou ik van. Eén van de beroemde uitspraken van Einstein is: ‘het belangrijkste is om nooit te stoppen met vragen stellen.’ Ik zie dat als mijn levensmotto: ik blijf nieuwsgierig, probeer altijd meer te leren. Zeker tijdens de brainstormsessies in ons team lukt dat goed. Dan ontstaan de beste ideeën.”

Satellieten op chip-formaat zijn geen utopie. We zijn er al ver mee, maar er valt nog veel te doen.

Silvana Radu

De interesse voor lucht- en ruimtevaart is Silvana met de paplepel ingegoten. “Mijn vader is captain op een Boeing 737 en nam me als peuter al mee op zijn vluchten. In de cockpit leerde hij me van alles over navigeren en avionica. Mijn moeder is gepromoveerd op Europese luchtvaartregulering, dus thuis werd er vaak over luchtvaart gesproken. Zelf wilde ik een stap verder: de ruimte ontdekken. Dat heb ik gedaan via mijn opleidingen en werk aan de University Politehnica of Bucharest, het Institute of Space Science Romania en bij de TU Delft.”

Doordenken

Silvana werkte onder meer aan CubeSat Subsystems: nanosatellieten met gestandaardiseerde afmeting van 10 x 10 x 10 cm. Maar ook aan de befaamde ESA-missie Proba-3. Hierbij onderzoeken twee microsatellieten de corona van de zon, terwijl ze lastige manoeuvres in formatievliegen uitvoeren. “Een deel van mijn onderzoekswerk aan het Institute of Space Science en de University Politechnica Bucharest inzake de Proba-3 missie betrof het opsporen van fouten in de satelliet en ervoor zorgen dat deze met software aan boord automatisch gecorrigeerd worden. Dit proces begint bij het ontwerp van de missie en eindigt als de satelliet ophoudt te bestaan. Je moet het hele proces goed doordenken, en dat vind ik fascinerend. Je moet voortdurend nagaan: wat kan er bij dit component fout gaan, hoe voorkom je dat en hoe los je een eventuele fout op?”

Net als iedereen binnen het ruimtevaartonderzoek streeft Silvana naar het creëren van een betere wereld. “Wetenschappers proberen het zonnestelsel beter te begrijpen. Tegelijkertijd maakt het bedrijfsleven ruimtetoepassingen zoals satellietnavigatie om de kwaliteit van ons leven te verbeteren. Om nieuwe stappen te zetten in de ruimtevaart moet de mens het universum nog beter doorgronden. Daarbij is het een kwestie van de juiste balans en constructief werken. Maar ook: onze motivatie en inspiratie doorgeven aan de volgende generatie. Inspirerende en originele projecten én de vrijheid om te creëren zijn de sleutel tot vooruitgang én (hopelijk) verduurzaming.”

De focus in ruimtevaartindustrie en -onderzoek ligt op verduurzaming van ruimtevoertuigen in economisch en milieuopzicht. Denk aan de inzet van herbruikbare lanceringsvoertuigen (Falcon Heavy) en watergedreven micro-voortstuwing. Satellieten op chip-formaat zijn geen utopie. Silvana: “We zijn er al ver mee, maar er valt nog veel te doen. Probleem met miniaturisering is dat er niets standaard voorhanden is en Launch Service Providers voor pico-satellieten moeilijk te vinden zijn.”

Nog lastiger is het vinden van vernieuwende ruimtevaarttoepassingen voor deze soort satellieten, die bovendien relevant zijn voor onderzoek, wetenschap en de aarde. “Zo implementeren we nu het micropulsiesysteem van collega Angelo Cervone en zijn team om te meten hoe de satelliet spint als de watergedreven micro-resistojet niet perfect gecentreerd is.”

S. (Silvana) Radu, MSc

/* */