De Aeolus-windmissie overtrof de wetenschappelijke verwachtingen en overschreed de geplande levensduur in een baan om de aarde. Het is een van de meest succesvolle aardobservatiemissies van ESA. En nu zal het einde ervan ook de geschiedenis ingaan, dankzij de vindingrijkheid van het missiecontroleteam van het ruimtevaartagentschap dat deze opmerkelijke satelliet naar de aardatmosfeer loodste voor een veilige terugkeer.
Aeolus, ESA's wetenschappelijke windmissie, is op 28 juli rond 21.00 uur CEST boven Antarctica de atmosfeer binnengedrongen, zoals bevestigd door US Space Command. De terugkeer kwam na een reeks complexe manoeuvres die de baan van Aeolus verlaagden van een hoogte van 320 km tot slechts 120 km om de atmosfeer opnieuw binnen te gaan en op te branden. Cruciaal is dat deze manoeuvres, de eerste geassisteerde terugkeer in zijn soort, Aeolus zo positioneerden dat eventuele stukken die niet in de atmosfeer zijn opgebrand binnen de geplande Atlantische grondsporen van de satelliet zouden vallen.
Tegenwoordig worden satellietmissies ontworpen volgens regels die vereisen dat ze het risico op schade bij terugkeer naar de aarde minimaliseren. Dit wordt meestal bereikt door het grootste deel van de satelliet te verbranden tijdens de terugkeer of door een gecontroleerde terugkeer aan het einde van hun leven in een baan om de aarde. Toen Aeolus eind jaren negentig werd ontworpen, waren dergelijke regels echter nog niet van kracht. Dus, nadat de brandstof op was en zonder interventie, zou Aeolus binnen een paar weken weer op natuurlijke wijze in de atmosfeer zijn gekomen, maar zonder controle over waar dit zou gebeuren.
Satellieten en raketonderdelen vallen ongeveer één keer per week terug naar de aarde en de stukken die het overleven hebben slechts zeer zelden schade aangericht, dus het risico dat Aeolus schade zou aanrichten was altijd ongelooflijk klein. In feite is de kans om geraakt te worden door een brokstuk drie keer kleiner dan door een meteoriet. Toch ging ESA verder dan dat voor Aeolus en probeerde een nieuwe manier om de terugkeer te begeleiden om het nog veiliger te maken.
Om een satelliet te laten doen waarvoor hij nooit ontworpen is, is heel wat denkwerk en planning nodig. De afgelopen week ging het team van ruimtevaartuigingenieurs, vluchtdynamica-experts en ruimtepuin-specialisten in ESA's missiecontrolecentrum ESOC in Duitsland aan de slag. Ze gebruikten de resterende brandstof van de satelliet om een reeks vluchten uit te voeren om Aeolus te laten zakken en hem in de beste positie voor de terugkeer te plaatsen. En het is ze gelukt, Aeolus is binnengekomen in overeenstemming met de huidige voorschriften.
ESA's Director of Operations, Rolf Densing, zei: "De teams hebben iets opmerkelijks bereikt. Deze manoeuvres waren complex en Aeolus was niet ontworpen om ze uit te voeren, en er was altijd een mogelijkheid dat deze eerste poging tot een geassisteerde terugkeer niet zou lukken. "De Aeolus-reentry zou altijd een zeer laag risico hebben, maar we wilden de grenzen verleggen en het risico verder terugdringen, om onze toewijding aan ESA's Zero Debris-aanpak te demonstreren. "We hebben veel geleerd van dit succes en kunnen mogelijk dezelfde aanpak toepassen op enkele andere satellieten die aan het einde van hun leven zijn en die gelanceerd zijn voordat de huidige opruimmaatregelen van kracht waren."
Deze geassisteerde terugkeer is slechts één onderdeel van ESA's bredere inzet voor de veiligheid en duurzaamheid van ruimteactiviteiten op de lange termijn. Tegen 2030 zullen alle ESA-missies 'puinneutraal' zijn - dankzij het Zero Debris Charter zorgt het Europees ruimtevaartagentschap ervoor dat de technologie niet alleen klaar is voor de huidige regelgeving, maar om nog ambitieuzere regels voor de toekomst mogelijk te maken. Van deorbiting-kits die worden gelanceerd met missies om ze veilig naar beneden te halen, tot vlaggenschipmissies zoals Clearspace-1 die gestrande ruimtevaartuigen in een baan om de aarde opvangen en technologieën om risico's op de grond te beperken, ESA loopt voorop in duurzame ruimtevaart.
Aeolus: de onmogelijke missie
Aeolus is een uitdagende missie geweest - het heeft vele jaren geduurd om de baanbrekende lasertechnologie te ontwikkelen. Maar na een aantal tegenslagen werd Aeolus uiteindelijk in 2018 gelanceerd om een profiel te maken van de aardwinden en werd het een van de meest succesvolle aardobservatieonderzoeksmissies van ESA. Aeolus had een instrument aan boord dat bekend staat als Aladin, Europa's meest geavanceerde Doppler windlidar die in de ruimte is gevlogen.
De laser vuurde pulsen ultraviolet licht af op de atmosfeer van de aarde. Dit licht kaatste af op luchtmoleculen en deeltjes zoals stof in de atmosfeer. Het kleine beetje licht dat terug naar de satelliet kaatste, werd opgevangen door een grote telescoop. Door de Doppler-verschuivingen in de retoursignalen te meten, werd de horizontale windsnelheid in de onderste 30 km van de atmosfeer afgeleid, waardoor Aeolus de eerste satellietmissie werd die profielen van de aardwind op wereldschaal kon leveren. De missie, een ESA Earth Explorer onderzoeksmissie, was ontworpen om aan te tonen dat deze technologie haalbaar was - maar het deed meer dan dat.
ESA's directeur van aardobservatieprogramma's, Simonetta Cheli, zei: "Aeolus is echt uitstekend geweest. De technologie was inderdaad moeilijk te ontwikkelen, maar we hebben er enorm veel profijt van gehad. "Aeolus heeft niet alleen bijgedragen aan de wetenschap door bij te dragen aan klimaatonderzoek, maar de gegevens zijn ook operationeel gebruikt voor weersvoorspellingen, wat essentieel bleek tijdens de Covid lockdown toen vliegtuigen, die weerinstrumenten vervoeren, aan de grond werden gehouden.
"Uit een rapport van London Economics uit 2022 blijkt dat Aeolus ook echte economische voordelen heeft opgeleverd, maar liefst 3,5 miljard euro tijdens de levensduur van de missie. "We zijn ontzettend trots op Aeolus en de vele mensen die de ontwikkeling, het verblijf in de ruimte, het gebruik van gegevens en het veilige einde mogelijk hebben gemaakt. "En nu, met de ervaring die we hebben opgedaan met de eerste Aeolus, richten we onze aandacht op de opvolger, Aeolus-2, een operationele meteorologische missie die we ontwikkelen met Eumetsat, de Europese organisatie voor de exploitatie van meteorologische satellieten."
Bron: ESA
