Je leest:

Lancering zonnezeil Cosmos-1

Lancering zonnezeil Cosmos-1

Auteur: | 20 juni 2005

Een oude kernraket brengt zonnezeil Cosmos-1 op 21 juni naar de ruimte. Daar gaat de satelliet zeilen op zonlicht. Het project moet meer inzicht geven in de werking van deze veelbelovende ruimteaandrijving.

Een zonnezeil als Cosmos-1 heeft nooit last van een lege brandstoftank. Met grote spiegelende zeilen vangt zo’n ruimtevaartuig de zonne-fotonen en verandert er zijn koers mee. Die lichtdruk is laag, maar wel gratis en constant: met genoeg tijd kan een zonnezeil in willekeurig welke baan terecht komen, wat met normale raketten een dure klus is. Ondanks de grote belofte staat de techniek van zonnezeilen nog in de kinderschoenen. Cosmos-1 wordt het eerste grote testproject om de nieuwe techniek uit te proberen.

Artist’s concept van Cosmos-1 in een baan om de aarde. De acht spiegels zijn los van elkaar te draaien waardoor de satelliet kan laveren in het zonlicht. bron: Planetary Society.

Blaadjes

Cosmos-1 is geen overheidsproject, maar een particulier initiatief van de Planetary Society, uitgevoerd met sponsorgeld van Cosmos Studios. Een Russische Volna (een omgebouwde SS-N-18 intercontinentale raket) tilt Cosmos-1 naar zijn omloopbaan op 800 km hoogte. Een Russische onderzeeër lanceert de satelliet op 21 juni vanuit de Barentszzee.

Eenmaal in zijn omloopbaan ontvouwt Cosmos-1 op 26 juni zijn acht spiegels van vijftien meter lang. De doeken van 5mm dik mylar zijn voorzien van een aluminium coating en zitten vast aan opblaasbare buizen. Na de ontkoppeling van de Volna-raket klappen die uit als gigantische bloembladen. De spiegels kunnen onafhankelijk van elkaar draaien, zodat Cosmos-1 kan laveren op het zonlicht als een zeilschip.

Cosmos-1 zal een paar weken lang actief zijn. Doel van de missie is om zonder brandstof een hogere baan rond de aarde in te nemen: de energie die daarvoor nodig is komt direct uit het zonlicht. Met een versnelling van 5 mm/s2 gaat Cosmos-1 geen snelheidsrecords breken; de opgewekte stuwkracht is minder dan één duizendste zo sterk als de zwaartekracht aan het aardoppervlak.

Schema van de centrale satelliet van Cosmos-1: het zonnezeil is voor de duidelijkheid weggelaten. bron: Planetary Society. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Cosmos-1a?

De satelliet die op 21 juni de ruimte in gaat is niet het eerste zonnezeil ooit. De originele testvlucht van Cosmos-1 stond gepland voor juli 2001. Door problemen tijdens de lancering koppelde de eerste Cosmos-1 nooit los van zijn raket en stortte hij terug op aarde. Succesvoller was het Japanse Institute of Space and Astronautical Science. In augustus 2004 lanceerde het instituut twee verschillende lichtzeil-protoypes. Die bleven echter te kort in de ruimte om echte vluchttests mee uit te voeren.

Zonnezeilen ontwikkelen stuwkracht door licht – van de zon, of van enorme lasers – weg te kaatsen. Door het licht naar achter het zeil te kaatsen gaat het sneller en komt het in een hogere baan terecht. bron: NASA

Lichtdruk

Lichtdeeltjes (fotonen) hebben dan wel geen massa – ze wegen niets – maar ze kunnen wél druk uitoefenen. Er is namelijk energie nodig om een foton van richting te doen veranderen, bijvoorbeeld met een spiegel. De spiegel voelt het terugkaatsen van het foton als een klein duwtje. Onder aardse omstandigheden merk je daar helemaal niets van, want het effect verdwijnt in de storing van luchtwrijving en andere krachten. Zelfs de honderden vierkante meters spiegel van Cosmos-1 kunnen in het luchtledige maar een versnelling van 5 mm/s2 opwekken. Het duurt dus even voor de sonde op snelheid is.

Zeilen op licht is wél razend goedkoop. Eenmaal in de ruimte is zonlicht ruim voorhanden en kan een zonnezeil zijn stuwkracht er gratis uit halen. Als de sonde zijn spiegelende zeil kantelt kaatst het zonlicht onder een andere hoek weg en verandert het ruimtezeil van richting: je kunt daarom ook sturen met een zonnezeil. Als de sonde maar lang genoeg de tijd krijgt kan hij in elke willekeurige plek in het zonnestelsel bereiken. Bijvoorbeeld een omloop rond de zon die loodrecht op het baanvlak van de planeten ligt: een normale raket heeft daar nooit genoeg brandstof voor.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 20 juni 2005

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.