Vlucht zonder einde

Satellieten zijn duur. De succesvolle proefvlucht van het hoog en lang vliegende Amerikaanse robotvliegtuig Helios lijkt een goedkoper alternatief dichterbij te brengen.

Op zwart-witfilms uit de beginjaren van de luchtvaart stortten wel minder vreemde vliegmachines ter aarde. Maar de buitenissige vliegende vleugel Helios vloog vorige week feilloos, zelfs gracieus, naar de recordhoogte van bijna dertig kilometer. En dat zonder piloot. Het drieëneenhalve meter lange en zo'n 75 meter brede toestel was opgestegen van de luchtmachtbasis Barking Sands op Hawaii. De veertien grote propellers, aangedreven door evenveel elektromotoren ter grootte van keukenmixers, zeulden de Helios in een meer dan zeven uur durende klim naar de ijle grens van de atmosfeer. Een kleine televisiecamera bovenop het toestel registreerde midden op de dag een paar fonkelende sterren aan het zwartige firmament dat zich boven de vliegende robot uitstrekte.

De coproducenten van de Helios, de Amerikaanse onderneming AeroVironment en de luchtvaartorganisatie NASA, wreven in de handen. Met de geslaagde vlucht van het toestel lijkt de NASA een platform te hebben gevonden waarmee de bovenste lagen van de atmosfeer gedurende een lange tijdspanne kunnen worden onderzocht. De luchtvaartorganisatie spreekt van missies van `langer dan een half jaar'. De batterijen die de elektromotoren aandrijven, worden gevoed door meer dan 62.000 flinterdunne zonnecellen die op de vleugel zijn geplakt. Overdag, in het zonlicht, worden de accu's opgeladen. 's Nachts moeten de elektromotoren de energie verbruiken die in de accu's is opgeslagen.

De onderneming AeroVironment meent dat de Helios naast wetenschappelijke ook grote commerciële potentie heeft. De ultralang en hoog vliegende vleugel zou een eerste stap betekenen op de weg naar een alternatief voor peperdure telecommunicatiesatellieten, die op veel grotere hoogten draaien van 200 kilometer of meer. De prijs van een lancering begint meestal pas bij de 100 miljoen dollar.

AeroVironment heeft al een productnaam voor deze Helios-diensten bedacht: SkyTower Stratospheric Telecommunications Network System. SkyTower bestaat uit één Helios-achtig toestel dat op zo'n 25 kilometer hoogte moet fungeren als doorgeefluik tussen gateway-grondstations en mobiele gebruikers. SkyTower is zoiets als een hele hoge GSM-mast, vandaar ook de naam. Een enkele Helios zou een cirkelvormig gebied kunnen bestrijken met een doorsnee van ten hoogste 600 kilometer.

SkyTower heeft, althans dat meent de prospectus van AeroVironment, een groot aantal eigenschappen voor op satellieten. Zo is de `hemeltoren' goedkoper, heeft het systeem een `lager lanceerrisico' en is het bovendien makkelijker te verplaatsen dan een gemiddelde geostationaire telecommunicatiesatelliet. Een operationeel systeem zou al in 2003 op de markt kunnen komen. Maar ondanks deze juichende vooruitzichten moet woordvoerder Steward Hindle van AeroVironment het antwoord schuldig blijven over geïnteresseerde klanten.

Op het idee van een hoog vliegend platform als alternatief voor een kunstmaan rust geen Amerikaans monopolie. In Japan bijvoorbeeld is, binnen het Sky-Net-project, al lang onderzoek gaande naar de mogelijkheden om een hoog vliegende ballon te gebruiken als `satelliet.'

opdrachten Ook in Europa zijn de mogelijkheden van zo'n alternatief voor een kunstmaan bestudeerd. In samenwerking met de TU Delft toonde het in Noordwijk gevestigde European Space Agency, ESA, de haalbaarheid aan van een telecommunicatieballon, de High Altitude Long Endurance, HALE. De beoogde ballon moest op eigen kracht, net als de Helios met behulp van zonne-energie en propellers met een grote diameter op een hoogte van zo'n 20 kilometer blijven hangen. De apparatuur in de ballon zou een heel scala van opdrachten moeten kunnen uitvoeren: atmosfeeronderzoek, telefoondiensten en zelfs verkeerscontroles. Maar geld voor de uitvoering van deze HALE-studie bleef tot op heden uit, zodat het in een la verdween. Voormalig studiemanager Peter Gröpper: ``We zijn niet in staat zijn onmiddellijk met bouwen te beginnen wanneer het groene licht wordt gegeven, maar er lijken geen onoverkomelijke technologische barrières voor de bouw van een operationele HALE te zijn.'' Eén obstakel, de straalstroom, die op die hoogte een snelheid van honderden kilometers per uur kan halen, zou mogelijk een probleem vormen. ``Maar dan alleen in de winter en op een paar plaatsen op het noordelijk halfrond.'' Gröpper denkt dat een operationele HALE binnen zes jaar mogelijk is. Alternatieven voor kunstmanen lijken dus de toekomst te hebben. Maar de satellietexploitanten zelf zijn daarvan niet volledig overtuigd. Kunstmaandeskundige Diederik Kelder bijvoorbeeld, werkzaam bij het in Den Haag gevestigde New Skies Satellites, aanbieder van satellietdiensten waaronder telecommunicatie, relativeert de beloftes van systemen als SkyTower en HALE. Zo hebben kunstmanen een veel groter bereik dan toestellen als de Helios. Een enkele televisiesatelliet die geostationair op 36.000 kilometer hangt, bestrijkt heel Europa. ``Om eenzelfde dekking te krijgen als een satelliet heb je juist weer erg veel van die robottoestellen nodig. Dat kost ook veel geld.'' Zo'n `wolk' van Helios-vliegtuigen zou volgens Kelder bovendien moeten worden ondersteund door een even groot aantal grondstations, doordat de toestellen geen data aan elkaar kunnen doorgeven. En dat soort technologie zit stevig verankerd in het militaire domein. Kelder ziet tevens een obstakel in het verwerven van de benodigde frequenties voor de beoogde telecommunicatiediensten. Veel `kavels' zijn al vergeven. Kortom: ``SkyTower is mogelijk een welkome aanvulling op satellietdiensten zoals die van ons, maar een vervanging lijkt het me zeker niet.'' Hoewel het huidige onderzoek met de hoogvliegende robots zich vooral op civiele toepassingen voor de middellange termijn richt, kan het militaire nut van dergelijke toestellen moeilijk over het hoofd worden gezien. Telecommunicatie is maar één van de mogelijke toepassingen voor de strijdkrachten. Bij een crisis inzake Taiwan zou een Helios-achtig toestel, uitgerust met elektronische snuffelapparatuur en camera's een prachtige niche vullen tussen fotosatellieten en de huidige generatie spionagevliegtuigen zoals van het type U-2. Zo blijven de veelvoudig duurdere spionagesatellieten niet eenvoudig boven één locatie `hangen'. En zo'n U-2 moet na een paar uur vliegen een vliegveld opzoeken. Een Helios zou in theorie eindeloos onzichtbaar boven het Chinese kustgebied tegenover Taiwan kunnen blijven zweven. Aangezien de toestellen grotendeels uit plastic zijn opgebouwd, zijn ze daarbij slecht voor radar waarneembaar. Het Amerikaanse ministerie van Defensie doet intussen onderzoek naar het mogelijke nut van `aerostats', stationair zwevende luchtschepen, voor allerhande doeleinden. Boven Koeweit heeft zelfs al jarenlang zij het op bescheiden hoogte een blimp gehangen, die met een aan boord meegevoerde radar het luchtruim van zuidelijk Irak in de gaten hield. De Amerikaanse defensieonderneming Lockheed-Martin wil zelfs een luchtschip in het kader van de ontwikkeling van het controversiële raketschild uitrusten met onderscheppingsraketten van het type Patriot. Het luchtschip, dat net als de Helios overdekt moet worden met zonnecellen, zou boven vijandelijk gebied moeten patrouilleren en opstijgende raketten onderscheppen. Hoe dit reusachtige doelwit zich tegen luchtdoelartillerie moet verdedigen is nog onduidelijk. Het lot van dit soort waarnemingsballons en Zeppelins in de Eerste Wereldoorlog stemt over het antwoord niet optimistisch. Over militaire toepassingen van de Helios is in de militaire vakliteratuur niets te vinden. Dat is overigens geen reden te veronderstellen dat naar zo'n toepassing niet wordt gezocht. Aannemelijker is het dat zulk onderzoek zich in het `zwarte', geheime, domein wordt uitgevoerd. Verschillende malen al hebben passanten de afgelopen jaren een mysterieuze, uiterst langzaam `vliegende vleugel' waargenomen in een proefgebied van de Amerikaanse luchtmacht in het woestijnachtige zuidwesten van het land. Daar zagen bewoners begin jaren tachtig ook de voor radar slecht zichtbare F-117 stealth-jager hun eerste proefrondjes vliegen zo'n vijf jaar voordat de Amerikaanse overheid het bestaan daarvan publiekelijk toegaf.

Een videofilmpje van een proefvlucht met de Helios is te vinden op: www.AviationNow.com/Helios