Gloednieuw TU/e studententeam gaat de ruimtevaartindustrie transformeren

De ruimtevaartindustrie staat voor een grote uitdaging. Traditionele raketten zijn meestal eenmalig te gebruiken en eindigen na hun missie ergens op de bodem van de oceaan. Dit maakt ruimtevaart duur en niet milieuvriendelijk. Het gloednieuwe studententeam VOID van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) is vastberaden om hier verandering in te brengen. Het team, opgericht in augustus 2023, onthulde afgelopen vrijdag een miniversie van de raket die ze gaan bouwen. Oprichter en board member Kaspars Veveris: “De ruimtevaartsector is conservatief, en wij gaan dat veranderen.” 

Het is nog geen grote, glimmende raket die de leerlingen van Team VOID hebben gebouwd, maar ze zijn goed op weg. Tijdens hun onthulling lieten ze de Tapeti zien: een miniversie van de raket. Dit is een zogenaamde “hopper” met een propeller in plaats van een raketmotor. “Met dit prototype kunnen we al onze besturingsalgoritmen testen en ontwerpbeslissingen valideren voordat we verder gaan met de 'echte raket'”, aldus Veveris.

Hoewel VOID nog een jong studententeam is, reikt hun ambitie tot de sterren. Wat begon met slechts 8 leden, is in een jaar tijd uitgegroeid tot een team van 27 gedreven studenten, afkomstig uit 13 verschillende landen. Samen werken ze aan één gedeeld doel: de ruimtevaartindustrie volledig transformeren.

Dat is hard nodig. De industrie is toe aan een ‘opknapbeurt’. Een van de grootste obstakels is het feit dat de meeste raketten slechts één keer kunnen worden gebruikt. Dit betekent dat na elke lancering een compleet nieuwe raket moet worden gebouwd, wat zowel tijdrovend als kostbaar is. Daarnaast is de huidige praktijk van wegwerpraketten verre van milieuvriendelijk. Er liggen zeker 263 ruimtevaartobjecten in de Stille Oceaan.

VOID daarentegen, gooit het over een andere boeg en ontwerpt herbruikbare raketten. Dit is vergelijkbaar met wat bedrijven als SpaceX doen. “Maar wij laten zien dat de ruimtevaartsector niet alleen voor grote industriële marktleiders is. Ook studenten kunnen een grote bijdrage leveren”, aldus Veveris. 

Credits: TU/e, Levi Baruch

Leiders uit de ruimtevaartindustrie

Tijdens het evenement werden leiders uit de ruimtevaartindustrie uitgenodigd om hun inzichten te delen. Chigo Okonkwo, universitair hoofddocent aan de TU Eindhoven, sprak over zijn onderzoek aan het Eindhoven Hendrik Casimir Institute (EHCI) naar 'free-space optical communication' - een techniek die lichtstralen gebruikt voor communicatie. Hij werkt samen met onder meer TNO en Aircision om de uitdagingen van atmosferische turbulentie aan te pakken. Sonny Lie, Business Manager Space bij het NLR, benadrukte de bijdragen van het NLR aan de ruimtevaartindustrie, waaronder prototypeontwikkeling, testen en certificering in samenwerking met universiteiten en industriële partners. Het NLR heeft projecten als de BRIK-II satelliet ondersteund, door bij te dragen aan het ontwerp en het testen ervan voor de succesvolle lancering in 2021.

De technologie doorgronden

Na deze presentaties gaven de studenten een gedetailleerd overzicht van hun eigen technologie. Ze legden uit dat hun inspanningen momenteel zijn geconcentreerd rond drie projecten. De eerste: Project Ignis. “We zullen deze ook lanceren tijdens de EuRoC competitie in Portugal later dit jaar, waar teams uit heel Europa strijden om uitdagingen rond rakettechnologie op te lossen.”

Het gaat om een zogeheten bi-liquid rocket, die wordt aangedreven door vloeibare zuurstof en ethanol. De raket is ongeveer drie meter hoog en wordt in Portugal gelanceerd tot een hoogte van drie kilometer. “Het doel is om de technologie erachter te doorgronden, zodat we in de toekomst aan complexere projecten kunnen werken. We willen alles leren van wat goed en wat juist fout gaat”, aldus Veveris. Ook wil het team met dit project financiering en sponsors aantrekken.

Dit type raket was een doelbewuste keuze. Bij vaste brandstoffen is hergebruik niet mogelijk; zodra een vaste brandstofmotor is verbrand, kan hij niet opnieuw worden gebruikt en wordt hij simpelweg weggegooid. Bi-liquid raketten daarentegen zijn juist ontworpen om hergebruikt te worden.

Verticaal opstijgen en landen

Het tweede project heet Project Jackalope, dat ook een nevenproject omvat, de Tapeti, die de studenten onlangs hebben laten zien. Jackalope is een raketbooster die ontworpen is om verticaal op te stijgen en weer verticaal te landen. De raket zal stijgen, op hoogte blijven hangen, zich zijwaarts bewegen en verschillende manoeuvres uitvoeren, en daarna landen op de plek waar hij vandaan kwam. “Het is een ambitieus plan, dat zeker. Maar we zijn er zeker van dat we het kunnen.”

Wat bijzonder is aan de technologie van deze raket in vergelijking met de eerste, is dat de Jackalope raket actieve controle heeft. Hij is uitgerust met een thrust vector control system, wat betekent dat de raketmotor kan worden verplaatst om de stuwkracht in verschillende richtingen te sturen. Zo kan de positie van de raket nauwkeurig worden bepaald tijdens de vlucht.

Volgens Veveris zijn dit soort deelprojecten essentieel. Er moeten immers duizenden onderdelen, ideeën en berekeningen samenkomen om tot een succesvolle raketlancering te komen. “Er komt veel wiskunde bij kijken. Bovendien lijkt het soms alsof er helemaal geen oplossing bestaat voor een probleem, maar als je er lang over nadenkt, schiet je ineens een idee te binnen. Dat gebeurt me regelmatig als ik in bed lig”, zegt hij glimlachend.

Onderhoudstechnici zijn de onzichtbare ruggengraat van de luchtvaart

In de serie ‘De mensen van NLR’ (NLR People) laten we zien wie de experts zijn van het NLR. In deze aflevering: Arjan de Jong.

Read More

Een veelbelovende toekomst tegemoet

Veel tijd om te rusten is er echter niet. Aan het einde van dit jaar willen de studenten twee mijlpalen bereiken. Ten eerste moet de Tapeti demonstrator de lucht in. “We willen enkele testvluchten uitvoeren en beelden hiervan delen op YouTube en andere sociale media, zodat we kunnen laten zien waar we mee bezig zijn.” Ten tweede wordt de raketmotor nog dit jaar getest, die de Ignis raket gaat aandrijven. “K3D, een 3D-printservice bedrijf, heeft deze motor al voor ons 3D-geprint en we hebben hem inmiddels binnen.”

Uiteindelijk, binnen een aantal jaren, is het dan tijd voor de moment supreme: de Jackalope, het paradepaardje, lanceren. “En dat moet nog gebeuren voordat de meesten van ons afstuderen. Er is dus werk aan de winkel.”