Waterstandbewaking verbeteren: Alticube+ van TU Delft geselecteerd door ESA
Als het waterniveau ergens op aarde stijgt -of daalt- willen we dat graag snel weten, zodat niemand gevaar loopt. Daarvoor is het nodig om het wereldwijde watersysteem goed te begrijpen en het waterniveau veelvuldig en op vele plaatsen te kunnen meten. Dr. Jian Guo en zijn team van TU Delft, samen met industriële partners COMET Ingeniería en ISISPACE, hebben daarom een nieuw concept genaamd Alticube+ bedacht. Dit voorstel is recent uit meer dan 70 voorstellen door ESA geselecteerd om samen met een team van ESA experts verder te gaan ontwikkelen.
Dr. Jian Guo, (Space Systems Egineering): “Het doel van Alticube+ is om vaker, nauwkeuriger en goedkoper het waterniveau wereldwijd te kunnen meten. Zo kunnen we meer inzicht krijgen in veranderingen in hoogte en stromingen, noodzakelijk voor betere waarschuwingssystemen, maar ook om het lange-termijn wereldwijde watersysteem beter te begrijpen”.
Precieze metingen met radarinterferometrie
Met radarhoogtemeters op satellieten is het al mogelijk om overal ter wereld het waterpeil te meten, maar om nog betere gegevens te krijgen, vooral van kusten en kleinere wateren zoals rivieren en meren, zijn preciezere metingen nodig. Het gebruik van radarinterferometrie maakt dit mogelijk. Hierbij worden twee radarantennes op vaste afstand van elkaar gebruikt om zeer gedetailleerde foto's te maken, zoals door de SWOT-satelliet van NASA.
Meerdere kleine satellieten koppelen
Echter, de ontwikkeling van deze satelliet duurde vijftien jaar en kostte meer dan een miljard dollar. Om de gedetailleerde en frequente metingen te verkrijgen zouden ook nog eens meerdere van dergelijke satellieten gelanceerd moeten worden. In plaats van zo’n complex en duur systeem stelt het team een nieuw idee voor, AltiCube+ genaamd. AltiCube+ wil meerdere kleine satellieten, Cubesats, met lange ‘uitrolbare’ armen aan elkaar koppelen en zo op een relatief goedkope manier een lange basislijn van tien meter of meer creëren. Deze lengte is nodig is om gedetailleerde 3D- beelden te creëren.
Prof. Peter Hoogeboom (Geoscience and Remote Sensing): "Het ontwerpen van een geschikt instrument dat kan werken binnen de beperkte ruimte en beschikbare energie van Cubesats is een uitdaging op zich en de tijd was beperkt. Gelukkig waren er al eerder ontwerpen op het gebied van miniatuur-radarhoogtemeters voor oceanografische en hydrologische toepassingen gemaakt aan de TU Delft. Die hielpen ons snel op weg, mede dankzij de steun van het kennisnetwerk Radar Instruments and Applications. Het is mooi dat deze studies, die tien jaar geleden begonnen, nu een weg naar realisatie vinden”.
ESA’s uitdaging voor een zwermconcept winnen
‘De volgende revolutie in ruimtetechnologie zou kunnen bestaan uit het gebruik van zwermen kleine ruimtevaartuigen die samenwerken in plaats van één veel groter ruimtevaartuig’, was de gedachte bij ESA toen ze begin 2023 om ideeën vroegen die gebruik maken van dit principe. Meer dan zeventig teams dienden een voorstel in, zeven daarvan bereiken de laatste ronde, waaronder naast Alticube+ ook "16U4SBSP" van TU Delft. De zeven teams presenteerden in april hun resultaten van zes maanden werk en hun gebruik van de 100.000 euro ontwikkelingsfinanciering die ze van ESA hadden ontvangen. Uiteindelijk besloot ESA twee winnaars te kiezen, COMCUBE-S and AltiCube+.
De steun van ESA is zeer waardevol. Dat zoveel ESA-experts de tijd nemen om met ons mee te denken en hun expertise gebruiken om het project vooruit te helpen, is een grote stap voorwaarts voor AltiCube+. We hopen eind dit jaar te kunnen beginnen met de Fase-A studie en streven ernaar om de operationele missie in 2029 gelanceerd te hebben.
Jian Guo
Vanuit de TU Delft zijn Dr. Jian Guo, Prof. Peter Hoogeboom, Dr. Paco Lopez Dekker, Dr. Jasper Bouwmeester en Dr. Gabriele Meoni betrokken bij dit project.