Ruimtevaart hoeft niet duur te zijn, zo blijkt uit de ontwikkeling van een nieuwe printplaat die Delftse nanosatellieten in een baan rond de maan moet brengen.
‘Hij heeft nu nog de grootte van een eurocard’, vertelt elektronicus Richard Visee van het Delftse ingenieursbureau SystematIC. ‘Zo’n zestien bij tien centimeter. Onze volgende versie zal acht bij acht centimeter zijn en 150 gram wegen. Daarmee moet de volgende generatie Delftse nanosatellieten, de OLFAR-satellieten, aan de achterkant van de maan kunnen komen om signalen uit de dark ages van het heelal op te pikken.’
Het printplaatje is in staat op 4 W vermogen, opgewekt door zonne-energie, met een MEMS-stuwer een satelliet van één kilogram tot 42.000 km/h te versnellen. Die snelheid is nodig voor het bereiken van een baan rond de maan, een uitdaging waarin tot nu toe alleen honderden miljoenen kostende satellieten of sondes slaagden. Het printplaatje bestaat geheel uit goedkope elektronica. ‘We hebben wel flink door moeten zoeken naar bruikbare componenten, want niemand heeft ooit hoogspanning proberen op te wekken met zo’n klein apparaat. En alles uit de ruimtevaart is sowieso veel te groot en te duur’, aldus Visee.
Micropijpjes
De Delftse printplaat weet met slimme regeltechnieken en terugkoppeling de 12 V spanning die de zonnecellen leveren zo om te zetten in hoogspanning dat vijftig procent van het vermogen van de zonnecellen beschikbaar komt voor stuwkracht. De MEMS-stuwer, gebouwd door de Polytechnische School in Lausanne, bestaat uit een bundel micropijpjes van silicium en wordt door de printplaat afwisselend een seconde lang op een spanning van plus en min 4.000 V gehouden. Het elektrische veld trekt afwisselend positieve en negatieve ionen uit een reservoir van zout en lanceert ze de ruimte in. Een kleine hoeveelheid van het vloeibare zout EMI-BF4, honderdvijftig gram om precies te zijn, is genoeg om met deze ionenmotor op zonlicht een maanbaan te bereiken.