14 september 2018

“De lancering van een raket gaat helaas niet altijd goed, dat ervoeren studenten van de Delftse raketbouwvereniging DARE deze week ook. Hun raket had het Europese hoogterecord voor studentenraketten moeten verbreken, maar belandde in stukken in zee.”

Je leest:

Delftse studentenraket schiet naar recordhoogte

Delftse studentenraket schiet naar recordhoogte

Auteur: | 23 oktober 2015

De ontlading was groot bij de studenten van de Delftse raketvereniging DARE. Afgelopen vrijdag bereikte hun zeven meter lange, zelfgebouwde raket een hoogte van 21,5 kilometer boven de Atlantische Oceaan. Het is een Europees record voor een door studenten gebouwde raket.

Geen veilige terugkeer voor Stratos III

Het werd een lange nacht voor de studenten van DARE, die op woensdag 25 juli 2018 hun raket Stratos III poogden te lanceren. Nadat de lancering vanaf de Spaanse lanceerbasis de afgelopen week al was uitgesteld, lag de aftelklok een paar keer stil. Rond 3:30 uur was de ruim achter meter hoge raket echt klaar voor vertrek.

De raket verliet het lanceerplatform en tot ongeveer twintig seconden na lancering leek alles goed. Toen sloeg het noodlot toe. Volgens de persberichten van DARE was een ‘anomalie’ die leidde tot het desintergreren van de raket. “De onderdelen van de raket zijn in zee gevallen”, zegt woordvoerder van DARE Weronika Dziarnowska aan de telefoon. “Helaas weten we nog niet wat er misging. We proberen dit nu te bepalen met informatie van de raket, of onderdelen die we nog uit zee halen.”

Stratos III was een iets grotere uitvoering van de Stratos II+ die in 2015 werd gelanceerd en toen het Europese hoogterecord pakte. NEMO Kennislink schreef er uitgebreid over.

Stratos II+ op weg naar het lanceerplatform.
DARE

Het geschreeuw over de haperende livestream loog er niet om. De studenten in het controlecentrum van de lanceerbasis in de buurt van Huelva, in het Zuid-Westen van Spanje, konden hun geluk niet op. Terwijl op de live-beelden vanuit de raket de kustlijn in rap tempo kleiner werd, veranderde de kleur van de hemel van helder blauw naar zwart.

De 185 kilo zware Stratos II+ vertrok om 16:33 uur en schoot binnen een seconde al met meer dan 100 km/u door het Spaanse luchtruim. Na 23 seconden was de raket ‘op’ en bevond deze zich op een hoogte van ongeveer tien kilometer. Door de snelheid van naar schatting 2500 km/u, kon de raket met aan boord verschillende experimenten van onder andere de Radboud Universiteit, de 21.457 meter aantikken. Ongeveer elf minuten na de lancering was het spektakelstuk over en plonsde de capsule met de boordcomputer en de experimenten keurig in de Spaanse wateren.

Beelden van de voorbereidingen, de lancering en het terughalen van Stratos II+.

Opvolger

De opluchting was te begrijpen. Niet alleen was het nagelbijten geweest tijdens deze lancering, maar ook tijdens eerdere pogingen. Om te beginnen met de mislukte lancering van de voorganger Stratos II, in oktober vorig jaar. Die raket bleef aan de grond door een falend flight termination system – dat de vlucht moet afbreken in een noodgeval – en een lek in een van de tanks waardoor er een klep bevroor.

Daarom gingen de Delftse studenten het afgelopen jaar terug naar de tekentafel en besloten een geheel nieuwe raket te maken, weliswaar gestaafd op het ontwerp van Stratos II. “Vrijwel alle systemen zijn gereviseerd, van de motor tot de vluchtcomputer, van de neuskegel tot aan de parachute”, zegt Christ Akkermans, student Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van de TU Delft die het woord voert voor de raketbouwers. Volgens hem werd de raket door de aanpassingen nog stabieler en efficiënter.

Een Spaceshuttle combineert een vloeistofraket (hoofdmotor) met twee vastestofraketten.

Theelichtjes en koffiezoetjes

Stratos II en Stratos II+ zijn zogenoemde hybride raketten, die werken op een reactie van vaste met vloeibare stoffen. De brandstof is in dit geval een vast mengsel van aluminiumpoeder, paraffine en sorbitol. Die laatste twee stoffen vind je in respectievelijk theelichtjes en koffiezoetjes. Door die brandstof wordt onder hoge druk vloeibaar lachgas gespoten, die de verbranding aanjaagt, ook wel de oxidator genoemd.

Er bestaan ook vastestofraketten, met een vaste brandstof én vaste oxidator. Deze zijn doorgaans simpeler van ontwerp, maar gevaarlijker om te transporteren. Dan zijn er ook nog volledige vloeistofraketten, met een vloeibare brandstof en oxidator. Deze raketten zijn efficiënt, maar het moeilijkst te realiseren.

Natuurlijk was het peentjes zweten in de Spaanse hitte. Vanaf vorige week dinsdag hadden de Delftenaren zes dagen om de raket de lucht in te krijgen. Akkermans zegt dat het hele team op woensdag een soort generale repetitie uitvoerde. En na een aantal aanpassingen aan het bijna 100-stappige lanceerprotocol, stond de Stratos II+ op donderdag voor het ‘echie’ op het platform.

“Alles ging goed tot het moment dat we op de knop drukten”, zegt Akkermans. “Er kwam alleen maar rook uit de raket, lachgas dat normaalgesproken voor de ontbranding zorgt. Er was echter geen ontbranding…” Na onderzoek bleek dat een klein ventiel dat voor het ‘voorverwarmen’ van de brandstof zorgt, niet had gewerkt. “Dat voorverwarming is nodig omdat je de raket anders als een kaars uitblaast door de geweldige druk van het lachgas”, aldus Akkermans.

De volgende dag was er weer een lanceerpoging. Vrijdagmiddag stond de teller op twee minuten voor de lancering toen de zogenoemde vullijn (die het lachgas in de raket pompt) niet wilde loslaten. “Dat hadden we nog nooit meegemaakt”, verzucht Akkermans. “We hebben hem uiteindelijk los gekregen door een beetje lachgas uit de vultank te laten ontsnappen.” Daarna leek het flight termination system opnieuw roet in het eten te gooien. “Op dat moment heb ik even gedacht dat het lanceren van zo’n raket gewoon wat te hoog gegrepen was voor een studententeam”, zegt Akkermans.

De Stratos II+ raket verlaat het lanceerplatform met een enorme snelheid.
DARE

Maar álle problemen werden overwonnen. Uiteindelijk schoot de raket om 16:33 uur de lucht in. “Natuurlijk stonden alle teamleden meteen te juichen”, zegt Akkermans. “Dat was geweldig om mee te maken, wat een opluchting! Ook al moest de raket toen nog een flink stuk afleggen.”

Geen 50 kilometer

Oorspronkelijk was de doelstelling om Stratos II+ naar een hoogte van rond de 50 kilometer te laten vliegen. Dat is halverwege de ruimte die officieel op 100 kilometer begint. Dat de raket uiteindelijke 21,5 kilometer haalde, deed in eerste instantie niet veel af aan de vreugde, maar natuurlijk gaat het team nu kijken waarom de raket minder hoog kwam dan verwacht.

Het motorgedeelte van de Stratos II+ tijdens de vlucht van de raket, gefotografeerd uit de losgelaten capsule. Op een hoogte van ruim 20 kilometer is de motor gescheiden van de rest van de raket. Terwijl de capsule met de vluchtcomputer en experimenten aan een parachute naar beneden vielen, is de motor zo in de zee geplonsd. Deze foto werd gereconstrueerd uit een serie videobeelden.
DARE/Douwe van Willigen

“Het lijkt erop dat alle systemen aan boord van de raket het uitmuntend hebben gedaan”, zegt Akkermans. “Waar we nu naar kunnen kijken is de paar honderd parameters die de boordcomputer tijdens de vlucht bijhield. Misschien is er toch een onderdeel geweest dat het minder goed heeft gedaan dan verwacht. Vooral de laatste seconden van het branden van de raket hebben een enorme invloed op de uiteindelijke hoogte die je haalt. Het kan ook simpelweg een harde wind op grote hoogte zijn. De raket is namelijk wel vér gevlogen.”

Kapers op de kust

Natuurlijk gaan de raketbouwers door. Deze raket moet een opmaat zijn voor zijn opvolger, Stratos III, die daadwerkelijk de ruimte zou moeten halen. Wat er nu gaat gebeuren is waarschijnlijk sterk afhankelijk van de resultaten van de Stratos II+. “We willen ten eerste weten waarom we niet zo hoog kwamen,” zegt Akkermans, “maar als we nóg hoger willen, dan betekent dat dat we de raket actief moeten gaan ‘stabiliseren’. Je kunt de raket dan controleren en sturen. Ook hebben we een veel groter luchtruim nodig, dat net als nu helemaal afgezet moet worden.”

Uiteindelijk willen de studenten de ruimte bereiken, die officieel op 100 kilometer hoogte begint.

Een actieve stabilisatie maakt de raket een stuk complexer. Dat de studenten dat voor elkaar kunnen krijgen moet eerst bewezen worden met prototypes. “Eind van dit jaar hopen we al een demo te doen”, zegt Akkermans. “Een echt nieuwe recordpoging zal waarschijnlijk weer enkele jaren op zich laten wachten.”

Of de Delftenaren dan hun eigen Europese studentenrecord gaan verbreken is de vraag. “We hebben concurrentie,” zegt Akkermans, “zo gaat een team uit Stuttgart de komende week al een poging doen. Ze zeggen dat ze 30 kilometer kunnen halen. Dat wordt dus spannend… Wij mikken verder in de toekomst op het eerste studententeam dat de ruimte haalt. Hoe vet zou dat zijn!”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 23 oktober 2015

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.