Mischa Brendel
Begin oktober zal de studentenvereniging voor raketbouwers, DARE (Delf Aerospace Rocket Engineering) met een zelfgebouwde raket proberen het Europese hoogterecord van 12,5 km te verbreken.
Dit record werd in 2009 gevestigd en staat al op naam van DARE. Maar waar de Stratos I een tweetrapsraket was met alleen vaste brandstof aan boord, heeft Stratos II een zogenoemde hybride aandrijving met vaste en vloeibare brandstof.
Op 12 juni opende aan de TU Delft het Korolevlab: een eigen locatie voor DARE-studenten om aan hun project te werken bij de faculteit elektrotechniek, wiskunde en informatica. De opening van het Korolevlab werd meteen aangegrepen door de leden van DARE om Stratos II aan de buitenwereld te tonen.
Met een lengte van bijna 7 m is Stratos II een stuk groter dan zijn voorganger, die net onder de 4 m bleef. Die lengte is vooral nodig voor de extra brandstof die de raket mee moet nemen om tot een hoogte van 50 km te komen.
‘De vaste brandstof in de raket bestaat uit een ongebruikelijke mix van koffiezoetjes, kaarsvet en aluminiumpoeder’, grapt projectleider Rob Hermsen. Het gaat natuurlijk niet om deze stoffen zelf, maar om enkele van de bestanddelen, licht hij toe: ‘De eerste twee zijn in werkelijkheid sorbitol en paraffine. De vloeibare brandstof, de oxidator, is N2O, lachgas.’
De vaste brandstof bevindt zich onderin de raket; de oxidator wordt hier via een injector overheen gespoten. Allereerst moet de verbrandingskamer echter worden opgewarmd en daarna moet de brandstof worden ontstoken. Hermsen: ‘We vullen de verbrandingskamer met wat lachgas en sturen dan een klein beetje stroom door een ontsteker, waardoor een bolletje staalwol gaat vonken. Dat is samen met een beetje lachgas voldoende om de kamer op te warmen voor de echte ontsteking.’ De studenten hebben de motor van Stratos II geheel zelf ontwikkeld, maar hebben daarbij wel advies gekregen vanuit het bedrijfsleven, waaronder hoofdsponsor Dutch Space.
Eenmaal gestart, brandt de motor circa 20 s lang, waarbij deze de raket versnelt tot 100 km/h in 0,7 s. ‘De topsnelheid ligt rond de Mach 4’, aldus Hermsen. Dat is viermaal de snelheid van het geluid, bijna 5.000 km/h.
De 180 kg wegende raket neemt ongeveer 75 kg aan vloeibare en 25 kg aan vaste brandstof mee; de rest van het gewicht is van de raket zelf en van de payload. Die payload bestaat uit drie experimenten. Het bedrijf Delft Dynamics stuurt een camera met zendapparatuur mee in een poging de camera beelden live naar de grond te laten streamen. Het tweede experiment komt van de Radboud Universiteit Nijmegen, die tijdens de vlucht radiogolven uit de ruimte probeert op te vangen, om te onderzoeken tot hoever deze doordringen in de atmosfeer. Experiment drie is afkomstig van een Hongaarse universiteit: met een zelfgebouwde geigerteller willen de studenten onderzoeken hoeveel straling er tijdens de vlucht de raket bereikt en hoeveel er wordt tegengehouden door de atmosfeer.
Hoewel Stratos II tijdens de parabolische vlucht ook een deel van de data naar de grond stuurt via een radioverbinding, worden de meeste gegevens lokaal opgeslagen, wat een veilige landing van de neus met hierin de payload noodzakelijk maakt. ‘Om hiervoor te zorgen heeft Stratos II twee parachutes’, vertelt Martin Olde, lid van het ontwikkelteam van de neus van de raket. Om te zorgen dat deze op tijd loslaat van de raket en de parachutes op tijd opengaan, gebruikt Stratos II diverse sensoren, waaronder een luchtdruksensor en een versnellingsmeter. Ook meet de raket de sterkte van het aardmagnetisch veld. Olde: ‘Nadat de maximale hoogte is bereikt, maakt de neus zich los en opent de eerste parachute. Maar omdat de lucht op die hoogte zo ijl is, zal de raket pas echt gaan afremmen op een hoogte van 35 km.’ Op 3 km hoogte opent ook de tweede parachute, zodat de neus uiteindelijk veilig neerkomt.
Eind september vertrekt het DARE-team naar de lanceerbasis in Zuid-Spanje; op 1, 2, of 3 oktober, afhankelijk van de weersomstandigheden, mogen de studenten hun raket de lucht in schieten.
