Cosmic Girl en LauncherOne. Glenn Beltz/Flickr, CC BY-SA
Virgin Orbit, een Amerikaans bedrijf dat lanceerdiensten voor satellieten levert, heeft aangekondigd dat de eerste ruimtevaartmissie vanuit het Verenigd Koninkrijk zal vertrekken vanuit Cornwall. De raket, die negen satellieten zal vervoeren, is samen met een lanceervliegtuig afgeleverd door een C-17 van de RAF – een militair strategisch transportvliegtuig voor zwaar transport.
Dit is een nieuwe fase voor het Verenigd Koninkrijk en zijn betrokkenheid bij ruimtemissies. Het heeft het potentieel om toerisme, economische voordelen en banen naar het land te brengen. Maar is het een praktische lanceerplaats en kunnen we verwachten dat SpaceX of Nasa het in de toekomst zullen boeken?
Allereerst is het belangrijk op te merken dat Virgin Orbit niet verward moet worden met Virgin Galactic. Virgin Orbit is bedoeld voor commerciële klanten die kleine satellieten (waaronder de eerste Welsh-satelliet) in een baan om de aarde willen brengen. Virgin Galactic daarentegen is een ego-oppeppende missie om rijke mensen hoog in de atmosfeer te sturen voor een paar minuten vrije val.
Ten tweede, als u in Cornwall een soort Cape-Canaveral tafereel verwacht met rookpluimen die op u afkomen, dan moet u misschien uw verwachtingen bijstellen. Dit zal een “horizontale lancering” zijn, wat betekent dat de raket onder de vleugel van een vliegtuig wordt vastgebonden en tot 10km (35.000 voet) wordt gebracht voordat de volle motoren afgaan.
De raket wordt bevestigd aan de vleugel van Cosmic Girl, een Boeing 747-400 die is omgebouwd tot passagiersvliegtuig. Je zou kunnen denken dat de snelheid van het vliegtuig de raket een duwtje in de rug geeft. Maar de gemiddelde kruissnelheid van een 747-400 is ongeveer 900 km per uur, dat is ongeveer 0,25 km per seconde. Dat is snel, maar heeft niet veel invloed op de ongeveer 9 km per seconde die nodig is om vanaf het oppervlak in een lage baan om de aarde te komen.
Het grootste voordeel van lancering vanuit een vliegtuig is in feite de toename in hoogte, niet in snelheid. Als je stijgt, wordt de lucht dunner – op 10km is de luchtdichtheid 0,4 kg/m3, ruwweg een derde van de dichtheid op zeeniveau. Dit vermindert de weerstand op de raket tijdens de opstijging aanzienlijk en verbetert dus de brandstofefficiëntie. Het is ook vermeldenswaard dat het kleinere bereik van drukveranderingen waarmee de raketmotor te maken krijgt terwijl hij brandstof verbrandt, de efficiëntie ook verbetert.
Het idee om iets uit een vliegtuig te lanceren is natuurlijk niet nieuw. Vliegtuigen gelanceerd uit grotere vliegtuigen (bekend als parasietjagers) bestaan al meer dan 100 jaar. En in 1990 lanceerde het bedrijf dat tegenwoordig bekend staat als Northrop Grumman de allereerste raket vanuit een vliegtuig. Er zijn zelfs bedrijven die nu lanceren vanuit weerballonnen.
Waarom het VK?
De grotere vraag is natuurlijk waarom de lancering plaatsvindt vanuit Cornwall. Als leverancier van ruimteonderzoek is het VK een grote speler geweest, maar toch heeft het nooit een eigen ruimtevaartprogramma gehad. De voorkeur voor een ruimtevaartlocatie maakt deel uit van het plan van de Britse ruimtevaartorganisatie om tegen 2030 een aandeel van 10% in de ruimtevaartmarkt te hebben.
Er gaan al lang geruchten dat het VK een afgelegen Schotse ruimtehaven zou kunnen krijgen. Dit zou voordelig zijn omdat ruimtelanceerlocaties een aantal fundamentele eigenschappen moeten hebben. Het is ideaal om in oostelijke richting te lanceren omdat de rotatie van de aarde ongeveer 0,45 km per seconde is in de buurt van de evenaar, wat helpt bij het bereiken van de baan. En je hebt een uitgestrekte oceaan of leeg land nodig om ervoor te zorgen dat als je raket faalt, je geen levens veroorzaakt.
Cornwall heeft geen van deze eigenschappen. Op 50 graden breedtegraad, ver ten noorden van de evenaar, zal de Cosmic Girl lancering zuidwestelijk plaatsvinden. Dit betekent dat ze gedeeltelijk tegen de rotatie van de aarde moet vechten om een standaardbaan te bereiken.
Elke lancering vanaf deze faciliteit in de toekomst moet via een vliegtuig gebeuren, omdat een lancering naar het oosten direct vanaf de grond het risico inhoudt van een botsing met de zuidkust van Engeland, Frankrijk of zelfs België. Voor een polaire baan (die ruwweg van pool tot pool cirkelt in plaats van rond de evenaar) zou de locatie echter levensvatbaarder kunnen zijn, hoewel de lancering dan nog steeds vanaf grotere hoogte zou moeten gebeuren.
De huidige nuttige lading voor deze missie bestaat uit een aantal commerciële en overheidssatellieten. Vergeleken met wetenschappelijke lanceringen is er weinig informatie over de missie. Van wat bekend is over de satellieten zullen ze waarschijnlijk in een schuine baan (rond de evenaar) komen.
Getroffen gebied.
Google maps
Misschien net zo belangrijk is de toevallige timing. Virgin Orbit besloot voor de lancering te gaan net toen het pond in kracht daalde ten opzichte van de dollar. Hoewel Virgin Orbit al maanden van plan is om de basis in Cornwall te gebruiken, is het zeker in hun voordeel om er op dit specifieke moment voor te gaan.
Toekomstige plannen
Dit kan ook het VK ten goede komen, aangezien de hoop bestaat dat het VK nu bij meer ruimtemissies betrokken zal zijn. Het is geen geheim dat sinds het VK de EU heeft verlaten, de betrokkenheid van Britse wetenschappers bij internationale ruimteprojecten, faciliteiten en financieringsaanvragen, zoals via het EU-programma “Horizon 2020”, aanzienlijk is afgenomen.
Naast Cornwall staat dus ook de Saxavord spaceport op de Shetland eilanden op het programma om binnenkort gebouwd te worden. Of deze daadwerkelijk gebouwd wordt is een andere vraag. Het A’Mhoine schiereiland in Schotland was gepland voor bouw in 2018 met de eerste lancering vorig jaar, maar het is nog steeds niet gebouwd. Het effect op de lokale fauna in beide gevallen zou kunnen leiden tot verdere vertragingen of zelfs het opgeven van de bouw.
Hoewel we geen idee hebben hoe populair de Cornwall Spaceport zal zijn in termen van externe partners, zal het van enorme waarde zijn voor scholen en universiteiten in het land. Het zien van commerciële bedrijven die gebruik maken van Britse faciliteiten en het kunnen bezoeken van de locaties zal een broodnodige stimulans zijn voor de meeste STEM-vakken (wetenschap, technologie, techniek en wiskunde).
Maar aangezien Cornwall veel van de eigenschappen ontbeert die nodig zijn voor efficiënte lanceringen, zullen we waarschijnlijk slechts enkele kleine commerciële lanceringen van daaruit zien. De hoop om astronauten te zien opstijgen vanuit het Verenigd Koninkrijk is helaas nog ver weg.
Ian Whittaker werkt niet voor, voert geen advies uit, bezit geen aandelen in en ontvangt geen financiering van een bedrijf of organisatie die baat heeft bij dit artikel, en heeft geen relevante banden bekendgemaakt buiten zijn academische aanstelling.