|
|
|
| Een sondeerraket, op het gebied van ruimtevaart, is een raket die een suborbitaal traject beschrijft waarmee metingen en experimenten in de bovenste atmosfeer kunnen worden uitgevoerd. Het wordt voornamelijk gebruikt om het in situ te bestuderen, om astronomische waarnemingen te doen in golfbanden die worden geblokkeerd door de atmosfeer van de aarde, om microzwaartekrachtexperimenten uit te voeren en om ruimte-instrumenten te ontwikkelen. |
 |
Een Black Brant XII wordt gelanceerd
vanaf Wallops Flight Facility. |
|
|
 |
De Stratos III sondeerraket van
Delft Aerospace Rocket Engineering. |
|
|
 |
| Sample payloads voor sonderende raketten |
|
De sondeerraket wordt verticaal gelanceerd vanaf een mobiel of vast lanceerplatform aangepast aan het model. Ze wint snel hoogte onder de stuwkracht van haar raketmotor. Het wordt gestabiliseerd door rotatie. De sonderingsraket kan verschillende trappen omvatten die worden vrijgegeven terwijl ze worden uitgevoerd. De voortstuwingsfase is relatief kort (enkele tientallen seconden). Zodra dit is voltooid, wordt het
bovenste uiteinde van de raket met de lading losgemaakt van de draagraket. De instrumenten worden ingezet en vervolgens ingeschakeld.
De nuttige vliegfase die plaatsvindt in de bovenste atmosfeer en in de ruimte duurt maximaal vijftien minuten. Het laadvermogen na een piek dankzij de verkregen snelheid op een hoogte van enkele tientallen tot enkele duizenden kilometers (de maximale hoogte hangt af van het vermogen van
het voortstuwingssysteem en de massa van het laadvermogen) valt na een bel terug op de grond -vormige baan. De lading wordt meestal teruggewonnen met een parachute die wordt ingezet wanneer deze zich slechts een paar kilometer van het oppervlak bevindt. In tegenstelling tot een satellietdraagraket, geeft een sondeerraket niet genoeg snelheid aan zijn lading om zijn baan mogelijk te maken. |
 |
Schematische voorstelling van een Aerobee-sonderingsraket. A: Laading - 1: Kegel - 2: Antenne - 3: Telemetriekanalen - 4: Recorder -
5: Baken - 6: Parachute - 7: Dynamo - 8: Telemetrie-uitrusting - 9: Accumulatoren - 10: Experiment - B: Vloeibaar drijfgas fase -
11: Drijfgas tanks - 12: Raketmotor - 13: Raket staart structuur - 14: Fin - C: Vaste drijfgas fase - 15: Stuwkracht structuur -
16: Ontsteker - 17: Verbrandingskamer - 18: Fin - 19: Nozzle. |
|
| De sonderingsraket wordt gebruikt om wetenschappelijke experimenten uit te voeren of om instrumenten te ontwikkelen: |
| |
| - In situ studie van de bovenste atmosfeer en de nabije ruimte. |
| - Onderzoek naar microzwaartekracht. |
| - Ontwikkeling van ruimte-instrumenten. |
| - Onderzoek naar hypersonische snelheden. |
- Astronomie in de golfbanden die door de atmosfeer worden
geabsorbeerd. |
- Studie van de wind en polaire aurora's, zoals in de afbeelding
hiernaast, waarbij de tests worden uitgevoerd door een kleine
hoeveelheid trimethylaluminium te verspreiden (minder dan voor
vuurwerk), vervolgens in 2019 met een barium/strontium dat
ioniserend wordt bij blootstelling aan zonlicht wordt gebruikt |
| |
| Foto: Kunstmatige wolken gecreëerd door een NASA-sonde-raket om de wind in de aurora
te bestuderen. |
|
|
.jpg) |
| Voordelen van een sondeerraket |
| |
| De sonderende raket concurreert met de kunstmatige satelliet, stratosferische ballonnen en waarnemingen vanaf de grond. De belangrijkste voordelen zijn: |
| |
| - over het algemeen lage kosten en snelle implementatietijd. |
| - meting in situ van de kenmerken van de terrestrische mesosfeer en van de lagere thermosfeer die met andere middelen ontoegankelijk zijn. |
- snelle en goedkope implementatie voor optische waarnemingen van astronomische bronnen, de zon en planeten in golflengten die worden
geblokkeerd door de atmosfeer van de aarde; ultraviolet, röntgenstraling, gammastraling, infrarood. |
| - mogelijkheid om zware ladingen (meer dan 500 kg) te lanceren met behulp van een goedkope draagraket. |
- metingen die kunnen worden uitgevoerd in afgelegen gebieden (bijvoorbeeld de aardpolen) dankzij de mobiliteit van de lanceerfaciliteiten die het
mogelijk maken om verschijnselen zoals de polaire aurora, de cyclonen en andere te targeten. |
| - metingen van de omgevingsomgeving uitgevoerd bij relatief lage snelheden (vergeleken met een kunstmatige satelliet). |
| - mogelijkheid om een verticaal atmosferisch profiel te meten. |
| - mogelijkheid om de lading te recupereren en de instrumenten van de lading te hergebruiken. |
| |
| |
De eerste is de verkenning van de bovenste atmosfeer, die noch ballonnen (met een piek van ongeveer 40 km), noch satellieten (die in een baan
om de 200 km vliegen) kunnen bereiken. |
| |
| De eerste kennis van de aardse omgeving (ionosfeer, magnetosfeer, etc.) werd op deze manier rond het midden van de 20e eeuw verworven door de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie,
onder meer met behulp van gemodificeerde versies van de Duitse V2-ballistische raket. |
| |
| Sinds die tijd zijn duizenden sonderingsraketten over de hele wereld gelanceerd voor wetenschappelijke doeleinden (geofysica, aeronomie, meteorologie, astronomie, zonnefysica en zelfs biologie met cavia's: katten, apen, ratten, enz.). |
|
| |
| Nationale programma's |
| |
| Spaans programma |
| Spanje ontwikkelde INTA-255 in de jaren zestig, gevolgd door INTA-300 en INTA-100 |
| |
| Frans Programma |
| Frankrijk van zijn kant voerde gedurende vijftien jaar (ongeveer tussen 1960 en 1975) een belangrijk programma van wetenschappelijk en technologisch onderzoek uit met honderden sondeerraketten (Centaure, Dragon, Éridan en Véronique) gelanceerd vanaf Frans grondgebied (Levant-eiland, Kourou, Kerguelen-eilanden , Adélie Land), Algerijns (Hammaguir, Béchar, Reggane) en tijdens campagnes in het buitenland (Brazilië, Noorwegen, IJsland, enz.). |
| |
In 1982 besloot de European Space Agency tot een microzwaarte-krachtonderzoeksprogramma met de Texus-sonde-raketten (en) en, sinds 1991, Maxus vanaf de Esrange-basis in Zweden.
De European Space Agency en het Duitse ruimtevaartonderzoekscentrum DLR kozen Astrium (nu Airbus Defense and Space) als hoofdaannemer voor commerciële missies met sonderingsraketten die in 1988 begonnen. |
|
|
 |
| De eerste foto gemaakt in de bovenste atmosfeer van een meteorologisch systeem op 5 oktober 1954 door een sonderende raket, de voorloper van satellietfotografie. |
|
| |
| In Nederland werkt het studententeam Delft Aerospace Rocket Engineering van de TU Delft aan het Stratos-programma. Deze sondeerraketten bereiken in 2015 21,5 km en het programma wil in 2019 de ruimte bereiken met Stratos IV |
| |
| Onderzoek naar microzwaartekracht |
Het tweede type toepassing betreft onderzoek in microzwaartekracht (wat vaak wordt verward met microzwaartekracht). In dit geval profiteren
we van de zeer lage restzwaartekracht die wordt waargenomen in het bovenste deel van het traject, wanneer de voortstuwing stopt en de aerodynamische wrijving verder wordt verminderd. |
| |
Afhankelijk van de vlucht kunnen we een microzwaartekracht verkrijgen die kan dalen tot 10 - 4 g, en gedurende een periode van enkele minuten
(13 minuten maximum in het geval van de
Maxus-raket bijvoorbeeld). Dit is een recentere toepassing dan de vorige, waarmee wetenschappers experimenten kunnen voorbereiden die worden opgeroepen om te vliegen op een ruimtevoertuig zoals een spaceshuttle of een satelliet. De toepassingen hebben voornamelijk betrekking op materiaalkunde (fusie- en stollingsexperimenten) en zijn van bijzonder belang voor
de Verenigde Staten, Japan en Europa. |
| Bronnen: Wikipedia-fr, Wikipedia-en |
|
|
|
|
|
|
|
