science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Oversteken van drones met satellieten - ESA kijkt naar hooggelegen luchtplatforms

De Stratobus van Thales Alenia Space is bedekt met zonnepanelen, zijn propellers aandrijven om tegen de wind in te vliegen op 20 km voor langere gebruiksperioden, laadvermogen tot 250 kg kan dragen. Krediet:Thales Alenia Space/Briot

ESA overweegt haar activiteiten uit te breiden naar een nieuw deel van de lucht via een nieuw type luchtvaartuig, een 'missing link' tussen drones en satellieten.

Pseudo-satellieten op grote hoogte, of HAPS, zijn platforms die op grote hoogte drijven of vliegen zoals conventionele vliegtuigen, maar meer als satellieten werken - behalve dat ze in plaats van vanuit de ruimte te werken, weken of zelfs maanden in positie in de atmosfeer kunnen blijven, het aanbieden van continue dekking van het onderstaande gebied.

De beste werkhoogte is ongeveer 20 km, boven de wolken en jetstreams, en 10 km boven commerciële vliegtuigen, waar de windsnelheden laag genoeg zijn om lange tijd stand te houden.

Vanaf zo'n hoogte kunnen ze de grond overzien tot aan de horizon op 500 km afstand, op verschillende manieren nauwkeurige monitoring en bewaking mogelijk maken, communicatie met hoge bandbreedte of back-up naar bestaande satellietnavigatiediensten.

Verschillende ESA-directoraten hebben de handen ineen geslagen om hun potentieel te onderzoeken, legt toekomstsysteemspecialist Antonio Ciccolella uit:"Voor aardobservatie, ze kunnen langdurige dekking met hoge resolutie bieden voor prioritaire regio's, terwijl ze voor navigatie en telecom blinde vlekken in de dekking kunnen verkleinen en een brede bandbreedte kunnen combineren met een verwaarloosbare signaalvertraging.

"ESA bekijkt hoe deze verschillende domeinen het beste bij elkaar kunnen worden gebracht."

Het Stratobus-luchtschip van Thales Alenia Space kan tot 250 kg laadvermogen vervoeren, zijn elektrische motoren die tegen de wind in vliegen om zichzelf in positie te houden, en 's nachts vertrouwen op brandstofcellen. De eerste vlucht is gepland voor 2021. Credit:Thales Alenia Space/Briot

Aardobservatiespecialist Thorsten Fehr legt uit:"We hebben het concept de afgelopen 20 jaar onderzocht, maar nu wordt het eindelijk realiteit.

"Dat is tot stand gekomen door het rijpen van sleuteltechnologieën:geminiaturiseerde avionica, hoogwaardige zonnecellen, lichtgewicht batterijen en uitrusting, miniaturisatie van aardobservatiesensoren en communicatieverbindingen met hoge bandbreedte die scherp geprijsde diensten kunnen leveren."

Navigatie-ingenieur Roberto Prieto Cerdeira voegt toe:"Er is duidelijk potentieel voor noodhulp. Ze kunnen ook semi-permanent worden ingezet, misschien de dekking van het navigatiesysteem uitbreiden naar hoog, smalle valleien en steden."

Europese bedrijven hebben al productlijnen onthuld. Bijvoorbeeld, Airbus heeft de gevleugelde, zonne-aangedreven Zephyr, die in 2010 een wereldrecord bereikte van 14 dagen ononderbroken vliegen zonder te tanken.

De Zephyr-S is ontworpen om ladingen van enkele tientallen kilo's maximaal drie maanden lang te laten vliegen, met secundaire batterijen die worden gebruikt om hem 's nachts van stroom te voorzien en omhoog te houden. Een grotere Zephyr-T-versie in voorbereiding zal grotere laadvermogens en stroombehoeften ondersteunen.

Thales Alenia Space bereidt ondertussen de lichter dan lucht Stratobus voor, met zijn eerste vlucht verwacht in 2021.

Het dubbelstaartige HAPS-vliegtuig van de Zephyr-T-variant van Airbus is ontworpen om grotere ladingen te ondersteunen, om ze maandenlang in de lucht te houden. Krediet:Airbus

Het drijvende Stratobus-luchtschip kan tot 250 kg dragen, zijn elektrische motoren die tegen de wind in vliegen om zichzelf in positie te houden, 's nachts afhankelijk van brandstofcellen.

Veel andere bedrijven ontwikkelen ook voertuigen, ladingen en diensten. Vorige maand verzamelden ze zich bij de inaugurele workshop van ESA, samen met vertegenwoordigers van potentiële klanten, waaronder het Europees Defensieagentschap, Frontex – het EU-agentschap dat belast is met het grensbeheer in Europa – en de milieumonitoringdiensten van Copernicus van de EU.

"Dit was de eerste bijeenkomst in zijn soort in Europa, met meer dan 200 HAPS-experts", legt Juan Lizarraga Cubillos uit, uit het telecomgebied van ESA.

"We hebben van hen gehoord over de behoeften, kansen en kritieke problemen binnen het veld, vooral als aanvulling op bestaande satellietdiensten, om een ​​toekomstig ESA-programma voor te bereiden."

ESA beschouwt de voertuigen als een waardevolle manier om toepassingen tot stand te brengen die een aanvulling vormen op haar satellieten en tegelijkertijd ruimtetechnologieën te versnellen door middel van vroege, vliegproeven op grote hoogte.

Er werd ook op gewezen dat marktacceptatie van HAPS zou neerkomen op hun efficiëntie en kosteneffectiviteit - en de beste manier om dat aan te tonen zou zijn door middel van demonstratieprojecten.

"We moeten ze vliegen, " merkte Alvaro Rodriquez van het Satellietcentrum van de EU op. "De technologie is er, alle ingrediënten zijn aanwezig, nu is het tijd om ze te mengen tot een mooi recept."