Of ze nu naar de aarde kijken, opzij naar ons zonnestelsel of ver het heelal in – satellieten zijn ingenieuze apparaten boordevol technologie die helpen bij het beantwoorden van allerlei wetenschappelijke vragen. De nieuwe Leiden-Delft-Erasmus minor Space Missions richt zich precies op dit snijpunt van wetenschap en technologie en is voor iedereen met een interesse in ruimtevaart.
Er komt heel wat kijken bij het vertalen van een wetenschappelijke vraag naar de instrumenten, componenten en omloopbaan van een satelliet
‘Wetenschappers willen een satelliet nog wel eens zien als een puntje in de ruimte met vrijwel onbeperkte mogelijkheden, een puntje dat geduldig rondjes om de aarde draait, wachtend op interessante wetenschappelijke vragen die beantwoord moeten worden,’ zegt Jasper Bouwmeester, docent Space Engineering aan de TU Delft en initiator van de nieuwe minor Space Missions. ‘Maar er komt heel wat kijken bij het vertalen van een wetenschappelijke vraag naar instrumenten, componenten en omloopbanen – het terrein van ingenieurs.’
De nieuwe minor Space Missions is een spoedcursus in zowel de wetenschap die met satellieten bedreven wordt als de onderliggende technologie. De minor sluit af met een multidisciplinaire mission assignment waarin de studenten leren omgaan met verschillen in cultuur en perspectief. ‘We bieden in de minor een sterke academische basis in astronomie, aardobservatie, planeetwetenschappen en satelliet-technologie,’ zegt Bouwmeester. ‘De ruimtevaartsector groeit hard en heeft naast studenten astronomie en ruimtevaartkunde namelijk ook een grote behoefte aan natuurkundigen, elektrotechnici, noem maar op.’
De ruimtevaartsector groeit hard en heeft ook een grote behoefte aan natuurkundigen, elektrotechnici, noem maar op
Deep space
Matthew Kenworthy, universitair hoofddocent aan de Sterrewacht van Universiteit Leiden, heeft er zin in om astronomie bij te brengen aan studenten die daar anders niet mee in aanraking zouden komen. ‘Op dit moment gaat de aandacht in de astronomie vooral uit naar de James Webb-ruimtetelescoop,’ zegt hij. ‘Deze kijkt naar de begintijd van het universum. Maar er zijn zoveel andere interessante vragen: stervorming, exoplaneten, zijn we alleen in het universum. Hoe komen we tot de minimale specificaties voor een satelliet waarmee we deze vragen kunnen beantwoorden? We combineren de kracht van Universiteit Leiden en de TU Delft om de studenten inzicht te geven in dit proces.’
Aardobservatie
Ook aardobservatie is een hot topic in de ruimtewetenschap. ‘We gebruiken satellieten om klimaatmodellen te verbeteren, voor rampenbeheersing – van bijvoorbeeld bosbranden en overstromingen – en voor het monitoren van dijken, ijskappen en landbouwbronden,’ zegt Stef Lhermitte, universitair docent bij de afdeling Geoscience & Remote Sensing aan de TU Delft. ‘Ik leer de studenten hoe ze een geofysisch proces kunnen vertalen naar een signaal dat met een satelliet gemeten kan worden. Wat kunnen de verschillende delen van het elektromagnetisch spectrum ons leren over de verschillende processen op aarde?’
Mission assignment
Het komt allemaal bij elkaar in de afsluitende mission assignment. ‘Hier leren de studenten hoe ze de verschillende vereisten tegen elkaar afwegen,’ zegt Bouwmeester. ‘Een hogere resolutie vereist een grotere satelliet. Maar als je min of meer ononderbroken data wilt vergaren, dan is het misschien verstandiger om een zwerm cubesats te gebruiken. Een hogere resolutie betekent ook meer data, wat weer meer vermogen vereist voor het naar de aarde sturen van die data. Ruimtemissies zijn bijna altijd een compromis.’
Het belangrijkste dat de studenten van de mission assignment leren, is dat het pad van gebruikerseisen naar operationele vereisten van de missie allesbehalve een eenrichtingsweg is. Kenworthy: ‘Er komt veel discussie bij kijken, de ander uitdagen. Je bent continu in onderhandeling met mensen die net zo gemotiveerd zijn als jijzelf. Samenwerken is essentieel om tot een goede oplossing te komen. Dat is het al als je een telescoop voor op aarde ontwerpt, en nog tien keer zo veel als je iets voor in de ruimte bouwt.’
De afsluitende mission assignment is waar studenten leren verschillende vereisten tegen elkaar af te wegen
De opdrachten voor de mission assignments komen van externe cliënten zoals het Europees Ruimteagentschap (ESA) of het SRON Netherlands Institute for Space Research. ‘Het draait hierbij om actuele vragen die nog niet beantwoord zijn. Neem bijvoorbeeld plastic in de oceaan. Kunnen we dit vanuit de ruimte monitoren? Moet dit vanuit een lage omloopbaan? Of denk aan het detecteren van moleculen bij verre sterren die op de mogelijke aanwezigheid van leven duiden. Hebben we hiervoor een spectrograaf nodig, of speciale koeling?’
Wetenschap en commerciële ruimtevaart
De minor biedt ruimte aan zestig studenten. Net als bij de vorige Spaceflight Minor verwacht Bouwmeester dat dit aantal snel bereikt zal zijn zodra de inschrijving in maart start. De ruimte is immers spannend, avontuurlijk. En schrijf je gerust in als je niet een die hard wetenschapper bent. ‘Onze focus ligt op wetenschappelijke ruimtemissies zoals uitgevoerd door ESA en ESTEC,’ zegt Kenworthy. ‘Maar de minor is ook zeker interessant voor studenten die de commerciële ruimtevaart op het oog hebben.’
