"Extreme machine" bootst ruimtecondities na

Integral in de Large Space Simulator te ESTEC
23 mei 2002

Het is van het grootste belang dat ruimtevaartuigen goed voorbereid op weg gaan naar de ruimte. In de ruimte heersen heel andere omstandigheden dan op aarde. Zo kunnen in het luchtledige de temperaturen heel extreme waarden aannemen. Vandaar dat ruimtevaartuigen eerst uitvoerige tests ondergaan in de Large Space Simulator. Deze bij ESTEC in Noordwijk opgestelde testfaciliteit is de grootste in zijn soort in Europa.

Extreme hitte en kou

In het luchtledige wordt hitte niet op dezelfde manier geleid als op de aarde. De zonnestraling verhit één zijde van een ruimtevaartuig, terwijl aan de van de zon afgewende zijde zich temperaturen ver onder het vriespunt voordoen. Als het koude deel van een ruimvaartuig aan zonlicht wordt blootgesteld, ondergaat het een temperatuursverandering die veel drastischer is dan wanneer een ijsblokje in een oven wordt gegooid. Kunstmanen en andere ruimtevaartuigen moeten dus uiterst flexibel zijn ontworpen om de onvermijdelijke uitzettingen en samentrekkingen te kunnen doorstaan die zich voordoen als het in en uit de straling van de zon beweegt.

Artemis under test
Ook de ESA-communicatiesatelliet Artemis onderging voor zijn lanceering op 12 juli 2001 uitvoerige tests in de Large Space Simulator

Hoe valt na te gaan hoe het er ‘daarboven’ werkelijk aan toe gaat? De meeste wetenschappelijke ruimtevaartuigen van ESA worden daarvoor heel voorzichtig in een enorme simulator geplaatst. Die kan hier op aarde het best de omstandigheden in de ruimte nabootsen. De Large Space Simulator (LSS) ziet eruit als een enorm blik, maar dan met een diameter van 10 meter. Hij bevindt zich in de technologische ESA-vestiging ESTEC in Noordwijk en is de grootste van zijn soort in Europa. In de LSS ondergaat een ruimtevaartuig de meest extreme omstandigheden. Uitvoerige tests moeten duidelijk maken dat het aan de gestelde eisen kan voldoen.

Alleen al het in gereedheid brengen van de simulator is een heel secuur werk. "Als zich op een las in de pijpen die de koelvloeistof naar de simulator leiden ook maar een krasje bevindt van minder dan de dikte van een mensenhaar, zou de vloeibare stikstof naar buiten lekken zodat we geen vacuüm meer zouden hebben," zegt Philippe Sivac, ingenieur bij ESTEC. "Het is dus altijd spannend wanneer we de knop omdraaien."

Rosetta preparation
De ESA-ruimtesonde Rosetta wordt klaargemaakt voor test met de Large Space Simulator. Rosetta vertrekt in januari 2003 op weg naar een rendezvous met komeet Wirtanen.

Vloeibare stikstof is zeer geschikt om uitzonderlijk koude temperaturen op te wekken. Het wordt veel gebruikt in de geneeskunde, waar snelle en extreme koeling nodig is om levende organen te bewaren. Maar om de extreem koude temperaturen van de ruimte om een grote satelliet of ruimtesonde na te bootsen, zijn veel grotere hoeveelheden van de koelvloeistof nodig. Tijdens een testperiode voert een tanker tweemaal per dag vloeibare stikstof naar het testcentrum aan. "We hebben 3000 liter per uur nodig om de temperatuur onder -190°C te houden. Per keer wordt 30,000 liter afgeleverd," vervolgt Sivac.

Intense zonnestraling

LSS is goed voor nog meer uitersten. Met zeer krachtige lampen wordt intense zonnestraling op het ruimtevaartuig nagebootst. Een lichtbundel met een diameter van zes meter zorgt voor een lichtintensiteit tot 2000 watt per vierkante meter, het equivalent van 600 huishoudlampen in een kleine slaapkamer. De temperatuur loopt daarbij al snel op tot waarden van meer dan 130°C.

Aerial view of ESTEC’s facilities
Luchtopname van de ESTEC-faciliteiten in Noordwijk (Nederland)

Soms wordt een ruimtevaartuig in een baan om de aarde geëclipseerd. Dan trekt het aan de nachtzijde van de aarde door de schaduw van onze planeet en is het verstoken van zonlicht. Daardoor vindt een sterke temperatuurdaling plaats. In LSS kan dit worden nagebootst door de lampen uit te zetten. Uit de tests moet zuidelijk worden dat elk instrument aan boord van het ruimtevaartuig kan blijven werken binnen de richtlijnen, hoe hoog of laag de temperatuur ook is.

De hele testprocedure wordt zeer nauwkeurig gevolgd. Het is een noodzakelijke mijlpaal die een ruimtevaartuig op de weg naar zijn lancering ondergaat. Op dit moment vinden tests plaat van INTEGRAL, een wetenschappelijke satelliet die in oktober 2002 in een baan om de aarde komt. INTEGRAL zal zeer energierijke gammastraling uit het heelal onderzoeken, die afkomstig is van bronnen als zwarte gaten en supernova-explosies. Na de tests kunnen de onderzoekers er zeker van kunnen zijn dat INTEGRAL kan opboksen tegen de allerzwaarste omstandigheden die in de ruimte kunnen heersen.

Een virtuele blik op de testhal van ESTEC

De link hiernaast verschaft een virtuele kijk van 360° van de grote testhal en de Large Space Simulator bij ESTEC. Het beeld werd in april 2002 gemaakt. In de simulator bevindt zich de vluchteenheid van INTEGRAL. Om het beeld te zien heeft u QuickTime nodig.

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.