Delftse studentenraket blijft aan de grond

Halverwege de ruimte had hij moeten komen. De door Delftse studenten ontwikkelde Stratos II-raket kwam vorige week echter niet van het lanceerplatform af. Het weer en technische problemen speelden de lancering parten. “Ik heb van binnen een beetje gehuild.”

7 oktober 2014

Tussen een paar bosjes in de buurt van het Zuid-Spaanse dorpje Mazagón staat een lange pijp op de hemel gericht. In de Mediterrane zon is de damp die onderaan het gevaarte ontsnapt het enige dat beweegt.

Op veilige afstand zitten tientallen studenten gespannen naar beeldschermen te kijken. Het zijn mensen van de Delftse raketbouwvereniging DARE (Delft Aerospace Rocket Engineering) die vrijdag op het punt stonden hun Stratos II-raket te lanceren. Die zou 50 kilometer hoog gaan en daarmee het hoogterecord voor Europese amateurraketten verbreken.

Helaas ging dat niet door. Nadat woensdag niet werd gevlogen door het weer en een defect in het flight termination system (oftewel de dodemansknop) op donderdag roet in het eten gooide, was het vrijdag waarschijnlijk een lek dat ervoor zorgde dat Stratos II aan de grond genageld bleef staan.

Volgens masterstudent Lucht- en Ruimtevaarttechniek Bob Verheijen, die voor Stratos II het woord voert, kwam er wel wat gas uit de motor toen de aftelklok richting nul ging, maar tot een ontbranding van de raket kwam het niet. “We denken dat er een klein lek is ontstaan in het systeem dat vloeibaar lachgas onder hoge druk opslaat en naar de motor transporteert”, laat hij weten. “Op het moment dat het ontsnapte gas verdampt wordt het ijskoud. Waarschijnlijk is de hoofdklep van de lachgastank daardoor dichtgevroren.”

Impressie van Stratos II-raket op een hoogte van 50 kilometer. De raket werd ontwikkeld door de Delftse raketbouwvereniging DARE. — Impressie van de Stratos II-raket op een hoogte van 50 kilometer.
DARE

Voor de lancering werd het luchtruim en de zee tot wel 30 kilometer rondom de lanceerplek vrijgehouden. Omdat die blokkade maximaal drie dagen duurde moést de raket vorige week de lucht in. Helaas lukte dat niet. De groep van bijna dertig mensen die de lancering in goede banen moest leiden komt in de loop van deze week naar Nederland. Ook de raket wordt op transport naar Delft gezet waar zij wordt onderzocht.

Koffiezoetjes, theelichtjes en lachgas

Stratos II is een slanke, maar zeven meter lange raket die volledig ontwikkeld werd door DARE. De brandtijd is slechts 25 seconden, maar door het relatief geringe gewicht van 185 kilo bereikt de raket in die tijd 5000 km/h, vier keer de snelheid van het geluid. De beoogde vlucht duurt zo’n tien minuten, waarvan het hoogste punt op 50 kilometer ligt.

Om deze hoogte te bereiken ontwikkelden de studenten een zogenoemde hybride-raketmotor. Dat heeft niets te maken met de hybride-technologie die in auto’s wordt gebruikt, maar slaat op het type stoffen waar de raketmotor op brandt. Bij een vastestofraket zitten de brandstof en de oxidator (de stof die de ‘zuurstof’ voor de verbranding levert) in vaste vorm in de raket. Bij een vloeistofraket hebben ze beide een vloeistofvorm. De hybride Stratos II combineert een vaste brandstof met een vloeibare oxidator.

Die stoffen zijn verre van exotisch. Je komt ze in het dagelijks leven tegen. Verheijen legt uit dat de vaste brandstof een mengsel is van aluminiumpoeder, paraffine en sorbitol. Die laatste twee stoffen vind je in respectievelijk theelichtjes en koffiezoetjes. Door deze brandstof wordt onder hoge druk lachgas gespoten, dat de verbranding aanjaagt.

Verheijen: “Deze hybride-technologie was voor ons ideaal, omdat het doorgaans minder gecompliceerd is dan vloeistofmotoren en minder gevaarlijk dan vastestofraketten. Die laatste kun je bijvoorbeeld helemaal niet uitzetten mocht dat nodig zijn. Bovendien zit er meer risico aan het transport.”

De motor levert gedurende 25 seconden zo’n 10.000 newton, theoretisch genoeg om ruim een ton – pakweg een gezinsauto – op te kunnen tillen. “Stratos II is volgens mij uniek omdat wij de motor volledig zelf ontwikkeld hebben”, zegt Verheijen. “Er zijn wel andere teams in de wereld die dergelijke raketten lanceren, maar vaak wordt er gebruik gemaakt van commercieel verkrijgbare raketmotoren. Dat doen wij niet.”

Antennes voor maantelescoop

Niet alleen de hoogte telt voor Stratos II. Met de raket liften verschillende experimenten mee. Ten eerste gaat er een 50 centimeter lange testantenne mee die is ontwikkeld door de Radboud Universiteit Nijmegen. Deze moet laagfrequente radiosignalen opvangen van onder de 30 megahertz.

Normaalgesproken worden die signalen grotendeels geabsorbeerd door de aardatmosfeer, maar de radiogolven bevatten waardevolle informatie over de periode van 150 tot 800 miljoen jaar na de oerknal; een periode waar nog weinig over bekend is en wetenschappelijk gezien erg interessant is. Uiteindelijk is het plan van de Nijmeegse wetenschappers om met een groot aantal van deze antennes op het oppervlak van de maan een enorme radiotelescoop te vormen.

Tevens is er een geigerteller van het Hongaarse Energieinstituut aan boord, die stralingsniveau op grote hoogte in de atmosfeer gaat meten. Tot slot verzorgt het bedrijf Delft Dynamics een systeem met verschillende camera’s en een verbinding met de grond om alles rond de raket te kunnen volgen. “Het is interessant om te zien hoe dat systeem zich houdt in de extreme temperaturen, trillingen en g-krachten van de lancering”, zegt Verheijen.

Herkansing

Maar zo ver kwam het vorige week dus niet. Op vrijdag heerste er een bittere teleurstelling in het team, aldus Verheijen. “We hebben daar met z’n allen zoveel tijd in zitten. Het is echt je ‘kindje’ daar op het lanceerplatform. Als het dan mislukt dan huil je van binnen een beetje.”

Maar de studenten laten zich niet uit het veld slaan. Er is nog steeds vertrouwen in de raket, die nu een inspectie in Nederland zal ondergaan. “Officieel is er nog geen vervolg gepland,” zegt Verheijen, “maar we hopen binnen een jaar weer opnieuw naar het lanceerplatform te gaan.”