Satellieten lanceren met exploderend waterstof

Het lanceren van kleine satellieten gebeurt nu nog met grote raketten, een vervuilende manier. Bedrijven zoeken naar alternatieven, zoals de Amerikaanse startup Green Launch, dat werkt aan lanceringen met behulp van exploderend waterstof.

 

De kracht van ontbrandend waterstof kwam al naar voren in een bekend proefje op de middelbare school. In een glazen fles werd waterstof gemengd met zuurstof in een ideale verhouding, knalgas heet dat. De docent legde een stop losjes op de fles en hield een vlammetje bij het weglekkende knalgas. Met een luide knal explodeerde het gasmengsel, waarbij de rubberen stop werd gelanceerd.
 

Kanon

Wat het bedrijf Green Launch doet, is dit principe toepassen op een kanon, om daarmee kleine projectielen af te vuren. Doordat de chemische reactie van het ontbrandende knalgas sterk exotherm is, verloopt die reactie explosief: de gassen zetten razendsnel uit en een projectiel in de loop van het kanon wordt dus extreem versneld; denk aan enkele tienduizenden keren de valversnelling.

Dat leidt tot hoge snelheden. In een recente test verliet een projectiel de loop van het kanon met negen keer de geluidssnelheid, ruim elfduizend kilometer per uur.

Hier zijn slowmotion-beelden van deze testlancering:

 

Loodrecht omhoog

In december vorig jaar richtten de mensen van Green Launch hun 16,5 meter lange kanon voor het eerst loodrecht omhoog voor een lancering. Een projectiel ging met ruim drieduizend kilometer per uur de lucht in en bereikte de stratosfeer, op een hoogte van rond de twintig kilometer.
 

Raket niet meer nodig

Het bedrijf denkt met zijn waterstof-kanon een troef in handen te hebben voor het lanceren van kleine satellieten. Het idee is dat die dankzij de gecontroleerde ontploffing met een rotvaart uit de loop worden gelanceerd, waardoor meeliften op een raket niet meer nodig is. Alleen hoog in de atmosfeer is nog een kleine nabrander nodig van een raket, die de satelliet precies in de juiste baan brengt.
 

Rondslingeren

Daarmee gaat Green Launch rechtstreeks de concurrentie aan met het eveneens Amerikaanse bedrijf SpinLaunch. Dat heeft een nogal onorthodoxe manier om een projectiel de benodigde startsnelheid mee te geven: rondslingeren in een elektromagnetisch slingerapparaat.
 

Lanceringen veel goedkoper

Beide bedrijven willen de ruimtevaartsector opschudden. Ze vinden het onzin om grote hoeveelheden raketbrandstof te verstoken om kleine satellieten in de ruimte te brengen. Wil SpinLaunch projectielen afvuren door ze supersnel rond te slingeren, Green Launch haalt de snelheid dus uit een explosie van waterstofgas.

Dat moet lanceringen veel goedkoper maken, misschien wel tien keer zo goedkoop, denkt het bedrijf. En daarnaast scheelt het de uitlaatgassen van de eerste rakettrap. De verbranding van het waterstofmengsel levert alleen waterdamp op.
 

Begin van de ruimte

Na de geslaagde proeflancering van december 2021 staat voor later dit jaar een lancering op de planning bij hogere energie. Dan moet het projectiel hoger dan de Kármánlijn komen, een denkbeeldige lijn op honderd kilometer hoogte, die wel wordt gezien als het begin van de ruimte.
 

 

Beeldmateriaal Green Launch