Het Europese lanceerbedrijf Arianespace maakt zich momenteel klaar voor een belangrijke lancering. Zo wil het bedrijf op 21 juni 2020 (Belgische tijd) een Vega raket lanceren vanop de Europese lanceerbasis in Frans-Guyana met aan boord maar liefst meer dan 50 kleine satellieten in het kader van het Europese Small Spacecraft Mission Service (SSMS) programma. Het Small Spacecraft Mission Service (SSMS) programma wordt ondersteund door de Europese ruimtevaartorganisatie ESA en de Europese Commissie en moet van Arianespace een belangrijke speler maken op vlak van het lanceren van kleine satellieten. Tijdens deze lancering moet de Vega raket ook twee Belgische satellieten in de ruimte brengen.
Europa loopt achter
Tot voor kort was het Europese lanceerbedrijf Arianespace marktleider in het lanceren van zware satellieten dankzij het succes van de krachtige Ariane 5 raketten. Met de komst van private ruimtevaartbedrijven als SpaceX is hier vandaag de dag verandering in gekomen en is de concurrentie bijzonder hard geworden. Terwijl een Ariane 5 raket per lancering gemiddeld ongeveer 190 miljoen euro kost biedt SpaceX zijn krachtige Falcon 9 raket aan tegen een prijs van ongeveer 50 miljoen dollar wanneer deze hergebruikt kan worden. Ondanks het feit dat Arianespace ook beschikt over een kleinere raket, de Vega, slaagt Europa er vandaag de dag ook niet in om een belangrijke speler te worden in het lanceren van kleine satellieten zoals CubeSats. Bedrijven als Rocket Lab en ook SpaceX hebben zich vandaag de dag gespecialiseerd in deze branche en bieden lanceringen aan tegen zeer lage kostprijzen (6 miljoen dollar voor een Electron raket van Rocket Lab). Om hier iets aan te doen riep de Europese ruimtevaartorganisatie samen met de Europese Commissie het Small Spacecraft Mission Service (SSMS) programma in het leven dat er moet voor zorgen dat er tijdens een lancering van een Vega raket zoveel mogelijk kleine satellieten in de ruimte kunnen gebracht worden. Op die manier betalen klanten minder geld voor een lancering van een Vega raket (37 miljoen dollar) en kan Arianespace een belangrijke speler worden.
Het concept achter het Small Spacecraft Mission Service (SSMS) werd bedacht door het Italiaanse Avio dat ook de hoofdaannemer is voor de bouw van de Europese Vega raket. In de praktijk gaat het om een speciaal platform, de 'dispenser', waarop tal van kleine satellieten worden bevestigd die vervolgens één voor één of soms ook tegelijk kunnen worden uitgezet in een baan om de aarde. Het grote voordeel aan dit concept is dat het verschillende soorten kleine satellieten, ongeacht omvang of gewicht, in de ruimte kan brengen tijdens één lancering. Zo kan men op dit platform een satelliet van 50 kilogram bevestigen alsook 30 satellieten van telkens 1 kilogram. Om dit concept in de praktijk te testen en te tonen aan zoveel mogelijk potentiële klanten staat de zestiende lancering van een Vega raket dan ook helemaal in het teken van het Small Spacecraft Mission Service (SSMS) programma waarbij het concept een zogeheten 'Proof of Concept' demonstratiemissie moet uitvoeren. Zo zal Arianespace tijdens deze lancering maar liefst 53 kleine satellieten in de ruimte proberen brengen voor 21 verschillende klanten. Al deze kleine satellieten zullen gebruikt worden voor verschillende toepassingen (aardobservatie, telecommunicatie, technologische ontwikkeling en wetenschappelijke onderzoek) en zijn afkomstig uit tal van verschillende landen.
Ook de lancering op zich van deze Vega raket is belangrijk voor Europa en Arianespace aangezien de laatste lancering van een Vega raket, in juli 2019, mislukte en hierdoor de Falcon Eye 1 aardobservatiesatelliet verloren ging. De Vega raket heeft een lengte van 30 meter, bestaat uit 4 rakettrappen en kan alles samen een vracht tot 1,4 ton tot in een zon-synchrone baan om de aarde brengen. Europa is momenteel ook een zwaardere variant van de kleine Vega raket aan het ontwikkelen die 700 kilogram extra in de ruimte kan brengen.
Artistieke impressie van de SSMS - Foto: Avio
Tientallen satellieten
De grootste en zwaarste satelliet die de Europese Vega raket tijdens deze lancering in de ruimte moet brengen, is de 150 kilogram zware Athena satelliet. Deze satelliet werd in opdracht van PointView Tech LLC. ontwikkeld door het Amerikaanse ruimtevaartbedrijf SS/Loral met als doel nieuwe technologie te testen die op termijn kan gebruikt worden voor het uitbouwen van een netwerk van satellieten die overal ter wereld breedband internet aanbieden. Opvallend aan dit project is dat het bedrijf PointView Tech LCC. een dochteronderneming is van Facebook. Een andere satelliet die tijdens deze lancering in een lage baan om de aarde moet gebracht worden is de 110 kilogram zware Canadese ESAIL satelliet. Deze kunstmaan zal gebruikt worden voor het volgen en monitoren van schepen met behulp van het Automatic Identification System (AIS) systeem.
Tijdens deze zestiende Vega lancering zal deze raket ook 26 kleine Flock-4 CubeSat satellieten in de ruimte brengen voor het Amerikaanse bedrijf Planet Labs. Dit bedrijf bouwt een netwerk uit van kleine aardobservatiesatellieten die elk niet meer wegen dan 5 kilogram en wil het volledige aardoppervlak dagelijks in beeld brengen om op deze manieren veranderingen of bijzonderheden sneller op te sporen. Ook een ander Amerikaans bedrijf, Swarm Technologies, stuurt met deze lancering 12 kleine satellieten de ruimte in. Deze SpaceBEE satellieten hebben elk een gewicht van ongeveer 1 kilogram en zullen gebruikt worden voor communicatiedoeleinden. Ook Slovenië zal dankzij deze lancering een eigen satelliet in een lage baan om de aarde hebben. Zo zal de Vega raket de vijf kilogram zware TRISAT lanceren die werd ontwikkeld door de universiteit van Maribor. Deze CubeSat is uitgerust met een SWIR camera waarmee de satelliet gedetailleerde beelden van het aardoppervlak kan maken.
Twee Belgische satellieten
Tijdens deze belangrijke lancering moet de zestiende Vega raket ook twee kleine Belgische satellieten in de ruimte brengen. De eerste satelliet is PICASSO en is de eerste CubeSat-missie van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie (BIRA). PICASSO staat voor PICo-Satellite for Atmospheric and Space Science Observations. In de klasse van kleine satellieten (satellieten met massa's kleiner dan 500 kg) vormen picosatellieten de categorie satellieten met een massa tussen 0,1 en enkele kg. Het CubeSat-ontwerp bestaat, in het geval van PICASSO, uit drie kubussen van 10 cm x 10 cm x 10 cm, met een totale massa van slechts 3,5 kg. Dergelijke goedkope satellieten openen kansen voor kleine bedrijven, onderzoeksinstellingen en universiteiten om relatief eenvoudig onderzoek in de ruimte te doen. PICASSO wordt gelanceerd aan boord van de eerste gedeelde Vega-vlucht - tevens de eerste Vega-missie na de mislukte lancering van VV15 vorig jaar - om uiteindelijk in een quasi-polaire baan rond de Aarde te draaien op een hoogte van 522 tot 538 km, met een inclinatie van 98°. De satelliet zal één tot twee jaar operationeel zijn voordat hij op natuurlijke wijze in de atmosfeer opbrandt, lang genoeg om zijn technologische paraatheid en wetenschappelijk potentieel te bewijzen. PICASSO heeft twee wetenschappelijke instrumenten met zeer verschillende wetenschappelijke doelen: de Visible Spectral Imager for Occultation and Nightglow (VISION) en de Sweeping Langmuir Probe (SLP). VISION (PI: Didier Fussen) is een geminiaturiseerde beeldspectrometer voor atmosferische teledetectie, gebouwd door VTT Finland. De camera meet het zichtbare licht van de zon (van 430 tot 800 nm) dat door de atmosfeer van de aarde passeert tijdens zonsopgang en zonsondergang, om de verticale verdeling van ozon in de stratosfeer te bepalen. Door te volgen hoe het beeld van de zon door atmosferische breking vervormd wordt, zal VISION ook in staat zijn om het temperatuurprofiel in de stratosfeer en de mesosfeer te bepalen. SLP (PI: Sylvain Ranvier) bestaat uit vier naaldachtige Langmuir-sondes. De kleine elektrische stromen die door deze sondes opgepikt worden zullen ons helpen om de elektronendichtheid en -temperatuur in de lokale omgeving te bepalen. De voornaamste doelstellingen bestaan erin meer inzicht te verkrijgen in de koppeling tussen de magnetosfeer en de ionosfeer, en in het bestuderen van de effecten van poollicht.
Artistieke impressie van de Belgische PICASSO CubeSat - Foto: BIRA
De tweede Belgische satelliet die tijdens deze lancering in de ruimte zal gebracht worden is SIMBA en werd ontwikkeld door het Belgisch Koninklijk Meteorologisch Instituut (KMI) en het Solar-Terrestrial Centre of excellence (STCE). SIMBA heeft een gewicht van 4 kilogram en staat voor 'Sun-earth IMBAlance' (zon-aarde onevenwicht). Hiermee wordt het onevenwicht van inkomende en uitgaande straling aan de top van de atmosfeer bedoeld. Het is net dit onevenwicht dat ervoor zorgt dat de aarde opwarmt of afkoelt. Om de straling te meten is de satelliet uitgerust met een radiometer. Het doel is om na te gaan of het mogelijk is om met eenzelfde instrument zowel de inkomende straling van de zon als de uitgaande straling van de aarde te meten. Om een onderscheid te maken tussen enerzijds de gereflecteerde straling van de zon door de aarde en zijn atmosfeer en anderzijds de thermische straling uitgezonden door de aarde zijn er nog extra spectrale sensoren aan boord. SIMBA werd gebouwd in samenwerking met de KULeuven en ISIS-Innovative Solutions In Space.
Bron: ESA, Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie, KMI
