Wetenschap

Hoe nanosatelliet Delfi-C3 voortleeft na zijn ondergang

TU Delft’s eerste satelliet heeft het onverwacht lang volgehouden in de ruimte. Maar na vijftien jaar werd verhoogde zonneactiviteit Delfi-C3 op maandag 13 november fataal.

Blik op de aarde vanaf de rand van de ruimte. (Foto: Pxhere.com)

“De laatste signalen met ons eigen grondstation hoorde ik maandag 13 november om zeven uur drieëntwintig”, vertelt dr.ir. Chris Verhoeven van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek (L&R) en Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica) die de bouw van de satelliet 17 jaar geleden leidde. “Later op die dag is Delfi-C3 om vijf voor half drie onze tijd waargenomen boven de Golf van Mexico.”

In zijn laboratorium bewaart Chris Verhoeven het zusterexemplaar van Delfi-C3. (Foto: Jaden Accord)

“Daarna is er geen bericht meer, dus daar moet hij zijn neergekomen. Niet ver van de plek waar 66 miljoen jaar geleden de meteoriet insloeg die een einde maakte aan de dinosauriërs.” 

Tijdens zijn laatste rondjes om de aarde veranderde het gedrag van de satelliet. Uit de radiosignalen viel op te maken dat Delfi-C3 veel meer tuimelde dan voorheen. Dat was ook te zien aan de signalen van de fotodiodes aan de zijkant van de satelliet die steeds meer en kortere flitsen van zonlicht registreerden.

Van de oorspronkelijke hoogte van 700 kilometer bleef steeds minder over. Naarmate de satelliet lager overkwam werden de periodes waarin het signaal te ontvangen was alsmaar korter. Van oorspronkelijk tien naar zo’n vijf minuten voordat de satelliet weer achter de horizon verdween.

Ook het signaal was veranderd, schrijft L&R-alumnus Nils von Storch, die het grondstation beheert: ‘De piepjes die je hoort is het draaggolfsignaal van Delfi-C3 dat regelmatig aan- en uitgaat. Zo’n signaal zonder data hebben we in voorgaande jaren niet waargenomen, dat is echt iets van de laatste dagen.’

Opname van de laatste passage van Delfi-C3, tekst van Nils von Storch

Het aangekondigde einde

Stefano Speretta beheert de Delftse satellieten in de ruimte. Hij zou graag wat meer doorstroming zien. (Foto: Jaden Accord)

“Het begon in september vorig jaar” vertelt dr. Stefano Speretta, die bij L&R verantwoordelijk is voor de Delftse satellieten. “De zonneactiviteit nam toe en daardoor warmde de atmosfeer op en zette uit. De luchtdichtheid op grote hoogte nam toe waardoor de satelliet steeds verder werd afgeremd en hoogte verloor.”

Satelliet-tracker Marco Langbroek publiceerde op zijn website een grafiek waarin te zien is dat pieken in zonneactiviteit samenvallen met hoogteverlies van Delfi-C3.

‘De cubesat kwam steeds sneller naar beneden (…) De baan daalde met bijna 100 km/dag midden op 13 november 2023’, schreef Langbroek. Uiteindelijk werd de wrijving met de atmosfeer zo intens dat de satelliet verbrandde in de dampkring.

Grafiek: Marco Langbroek

Keiharde dame

Tien jaar geleden vierden Verhoeven en zijn team het eerste lustrum van Delfi-C3. Verbaasd over de levensduur van de zelfgebouwde nanosatelliet sprak hij van ‘een keiharde dame’. Als de zon niet zo tekeer was gegaan dan had Delfi-C3 nog twee tot drie jaar meegegaan, schatten deskundigen.

“Ik ben er niet zo emotioneel mee verbonden”, zegt Speretta, die later bij de Delfi-project betrokken raakte. “Het wetenschappelijk experiment was na een paar maanden wel klaar.” Het doel was om een nieuw type zonnepaneel te testen in de ruimte. “De satelliet ging veel langer mee dan de zes maanden waarop gerekend werd. Op een gegeven moment was de baan zo dat de satelliet maandenlang in het zonlicht vloog. Daar was de satelliet nooit voor gebouwd, maar na drie maanden in de zon startte hij weer op en was er weer signaal. Met het wetenschappelijke doel allang voltooid werd het nieuwe doel: hoe lang houdt-ie het uit?”

Geen eeuwig leven

Speretta is voorstander van een beperkte levensduur van zo’n drie jaar. Een beperkte levensduur scheelt in verzekeringskosten die voor elke satelliet verschuldigd zijn, het draagt minder bij aan de zwerm van satellieten net buiten de dampkring, en het past ook beter in het ritme van de opleiding.

Elke twee, drie jaar een nieuwe en betere satelliet bouwen past goed bij de duur van een masteropleiding. Bovendien maakt zo’n regelmaat in de bouw stapsgewijze verbetering mogelijk. Speretta: “Je behoudt wat goed werkt en focust op nieuwe functionaliteit. Zo werkt het bedrijfsleven ook. Na Delfi-C3 is het te lang stil geweest. De meeste mensen die erbij betrokken waren, zijn vertrokken. Dat geeft geen continuïteit.”

Ook minisatelliet Delfi-PQ zal binnenkort aan de verhoogde zonneactiviteit bezwijken, weet Speretta. Volgens de berekeningen duikt die satelliet eind januari 2024 terug in de dampkring.

Dan blijft alleen Delfi-n3Xt (Delfi next) over, die na een miraculeuze wederopstanding  in 2021 nu ‘niet-operationeel’ is. Met andere woorden: daar is niet veel aan te beleven. Naar verwachting verblijft Delfi-n3Xt nog wel zo’n vijftien jaar als zombie in de ruimte voordat ook die terugzakt.

Nieuwe generatie

Speretta kijkt uit naar de lancering van de jubileumsatelliet van studievereniging VSV Leonardo da Vinci en naar het voorlopig naamloze duo van Delfi-PQ-satellieten die zelfstandig op een vaste afstand van elkaar dezelfde baan zullen delen. Hij noemt eind 2025 als lanceerdatum.

“Dan hebben weer wat om mee te spelen. Ik bedoel: wij willen doorgaan met het bouwen en vliegen van satellieten”, zegt Speretta. “Studenten vertellen me dat ze speciaal naar Delft zijn gekomen om een satelliet te bouwen. Dat is toch wel het erfgoed van Delfi-C3.”

Delfi-C3 in cijfers:

  • Lancering: 28 april 2008
  • Terugkeer: 13 november 2023
  • Aantal rondjes om de aarde: 85.059
  • Snelheid: 7,5 kilometer per seconde
  • Hoogte: 600 – 700 kilometer
  • Gewicht: 2,5 kilogram
  • Vermogen: 2,5 watt
  • Experimenten: zonnepanelen, zonnesensor TNO, radiozender en -ontvanger
  • Een eigen Wikipedia-pagina
Wetenschapsredacteur Jos Wassink

Heb je een vraag of opmerking over dit artikel?

j.w.wassink@tudelft.nl

Comments are closed.