Dr. Zeepaard test een zakdoek

Wetenschapsbijlage 21-08-10

Het proefje van Dr. Zeepaard waarin wordt gedemonstreerd dat water niet door een strakgespannen zakdoek loopt, is interessant en zeer illustratief. Wat Dr. Zeepaard niet vertelde is dat de ruimtevaart op grote schaal van deze capillaire werking gebruikmaakt bij satellieten en raketten. Een (telecommunicatie)satelliet in de ruimte is onderhevig aan verstoringen zodat om de zoveel tijd stand en positie gecorrigeerd moeten worden. Dat gebeurt met behulp van kleine raketmotoren die op vloeibare stuwstoffen werken. Die vloeibare stuwstoffen zijn opgeslagen in een of meer tanks in de satelliet. Aangezien de satelliet gewichtsloos is of, beter, continue in een vrije val verkeert, is er geen zwaartekracht die de stuwstof in de tank bij de uitgang van de tank houdt, zoals in de benzinetank van een auto gebeurt. De stuwstof bevindt zich ergens, in de vorm van een of meer bollen vloeistof in die tank, tenzij speciale maatregelen worden genomen. Daartoe wordt in de tank een scherm aangebracht dat door middel van de capillaire werking een deel van de stuwstof onder het scherm houdt zodat de leidingen naar de motoren altijd met stuwstof gevuld zijn en de motoren dus gestart kunnen worden. Ook kunnen metalen sponzen worden gebruikt om altijd stuwstof bij de tankuitlaat te houden. Ook de werking daarvan berust op capillariteit. Bij aanwezigheid van zwaartekracht zijn de kleine capillaire krachten onvoldoende om de stuwstof op zijn plaats te houden. Bij afwezigheid van zwaartekracht werkt het prima. Het betekent echter wel dat op de grond een echte simulatietest met betrekking tot de werking van een tank met scherm niet kan worden uitgevoerd. Men moet volstaan met deeltesten. Het systeem werd in het begin van de jaren 70 voor het eerst toegepast door Lockheed in de Agena-spionagesatellieten. Deze satellieten wilde men af en toe in een andere baan brengen en daarvoor was een raketmotor nodig. Tegenwoordig zijn alle drie-assig gestabiliseerde satellieten met een veredeld Dr. Zeepaard-zakdoek systeem uitgerust.

H. F. R. Schöyer

Zoetermeer