Mobieltjes in de ruimte

Altijd al de aarde willen observeren vanuit de ruimte? Dankzij open source-satellieten met smartphones kan dat. Je hoeft er alleen een appje voor te ontwikkelen.

Medewerker Technologie

Mark Micire werkt bij NASA. Hij bouwt aan zogenaamde smart spheres: zwevende, bolvormige robots op voetbalformaat. Die kunnen bijvoorbeeld helpen bij het oefenen van manoeuvres in de ruimte. Het eerste prototype was een verkleinde versie van de ‘ruimtebrommer’ die astronauten gebruiken om tijdens ruimtewandelingen los van de Space Shuttle of het ruimtestation werkzaamheden uit te voeren.

Deze Manned Manoeuvering Unit, zoals de zwevende bollen in ruimtevaartjargon heten, is in de standaardversie een soort rugzak met stuurraketjes die James Bond niet zou misstaan. Voorzien van een afstandsbediening bleek een aangepaste, onbemande versie van de bol keurig rond te kunnen vliegen.

Toen een nieuwe versie van het ding een krachtiger boordcomputer nodig had, werd er gebrainstormd. „Hij moest klein zijn en zuinig met energie, geïntegreerde sensoren hebben en een gangbaar besturingssysteem”, somt Mark Micire de eisen op in een lezing die hij onlangs hield bij Google. „We vroegen ons af hoe we ooit zoiets zouden vinden, en intussen zaten we natuurlijk ook allemaal onze mail te checken op onze smartphones.” Tot iemand op het idee kwam dat juist zo’n standaard mobieltje aan alle eisen voldeed. Micire: „Het stemt tot bescheidenheid dat zelfs NASA de vorderingen in de markt voor mobiele telefoons niet kan evenaren.”

Micire’s team koos voor de Nexus S, een mobieltje dat in 2010 door Google en Samsung op de markt werd gebracht. Om storingen op andere apparatuur in het ruimtestation te voorkomen, werd de gsm-chip verwijderd. Er hoefde toch niet mee gebeld te worden. Er zijn op dit moment drie smart spheres aan boord van het ruimtestation. Ze kunnen worden bestuurd door astronauten ter plekke (die dat heel leuk vinden) of, via de wifi-verbinding van het station, vanaf de grond. Ook kunnen ze automatisch figuren dansen in de gewichtloze ruimte.

Wel zijn de vliegende bollen nog een oplossing op zoek naar een probleem. Wat moet je ermee? De bollen kunnen in ieder geval nog worden uitgebreid met extra’s als camera’s of grijpers.

Nu zijn smart spheres niet NASA’s enige project met smartphones in de hoofdrol.

Het Ames Research Center van NASA heeft Phonesats ontwikkeld: kubusvormige satellieten van 10 cm waarin opnieuw een Android-telefoon als centrale computer fungeert. Voor de eerste versie, Phonesat 1.0, is gekozen voor een Nexus One van HTC, een iets ouder model dan de Nexus S. Phonesat 1.0 weegt een kleine twee kilo en kost ongeveer 3.500 dollar aan onderdelen. Twee prototypes hebben al tests ondergaan bij hitte, kou, trillingen en schokken. Begin 2013 worden er twee gelanceerd. De enige ambitie van Phonesat 1.0 is: in de ruimte net lang genoeg in leven blijven om beelden van de aarde te maken en informatie over de toestand van de satelliet zelf naar huis te sturen. Phonesat 1.0 heeft niet eens zonnepanelen en zal dus snel zonder energie raken en sterven.

Een Phonesat 2.0 is er nu al. Deze heeft wel zonnepanelen voor een lange levensduur en is voorzien van een radio-ontvanger om vanaf de aarde te kunnen worden bediend. Er zijn spoelen ingebouwd die het aardmagnetisch veld kunnen meten en ‘reactiewieltjes’ waarmee de positie van de satelliet in de ruimte kunnen worden geregeld. Phonesat 2 kost ongeveer 8.000 dollar. Het eerste exemplaar wordt tegelijk met de twee primitievere versies begin 2013 de ruimte in gestuurd.

Het ontwerp van Phonesat zal volgens NASA worden gedeeld met partijen die hun eigen satelliet willen bouwen. Die hebben daarmee voor een spotprijs een basissatelliet, die alleen nog maar met apps hoeft te worden gevuld om nuttig werk te doen. Tienduizenden app-ontwikkelaars voor Google’s Android-telefoons (onder wie de nodige middelbare scholieren) hebben de basisvaardigheden om dit te doen. Daarmee worden niet alleen de kosten van de satellieten zelf, maar ook die van de software gedecimeerd.

De lancering blijft over als enige grote kostenpost. „Zulke kleine satellieten kunnen als ‘secundaire’ lading worden meegenomen met een lancering, maar het blijft duur”, zegt programmaleider Andrew Petro van NASA. „Lanceren van een satelliet van dit formaat kost al gauw 300.000 dollar.”

Maar ook over lanceren hoeft straks niemand zich meer zorgen te maken, als het bedrijf NanoSatisfi uit San Francisco zijn zin krijgt. NanoSatisfi ontwerpt een satelliet die net zo klein is als Phonesat en dus ook relatief goedkoop te lanceren. Het hart daarvan wordt niet een Android-telefoon, maar een Arduino-computer. Dat is een spotgoedkoop stukje elektronica (kost een paar tientjes) dat door veel hobbyisten wordt gebruikt om zelfbouwapparaten als robotjes of verlichtingssystemen te besturen. De satelliet beschikt over sensoren als camera’s, een geigerteller, een magnetometer en een spectrometer. NanoSatisfi denkt hier ongeveer een miljoen in te moeten investeren. Volgens de directeur en medeoprichter, de Oostenrijker Peter Platzer, zal de eerste satelliet op 15 juli 2013 worden gelanceerd.

NanoSatisfi wil deze satelliet per dag verhuren aan iedereen die zelf ruimteonderzoek wil doen. Kandidaten kunnen software schrijven die de satelliet hun metingen laat doen en ze vervolgens uploaden naar het bedrijf. De software wordt dan getest op een simulatie van de satelliet. Voor ongeveer 250 dollar per week kunnen daarna de echte waarnemingen worden gedaan. Ideaal voor onderzoeksinstellingen die geen complete eigen satelliet nodig hebben, en ook bijvoorbeeld voor scholen en hobbyisten.

Alle waarneemtijd voor 2013 is trouwens al vergeven aan de zevenhonderd sympathiserende personen en organisaties die via de site Kickstarter.com hebben bijgedragen aan een ton startkapitaal, zegt Platzer. „Later in 2013 lanceren we de volgende en kan er worden ingetekend op nieuwe waarneemtijd.” Bij voldoende succes zullen er jaarlijks nieuwe satellieten omhooggaan. Elke satelliet blijft ongeveer twee jaar rond de aarde draaien voor hij terugvalt.

Rijk denkt Platzer met zijn bedrijf niet te worden. „We komen niet in de Fortune 500. Maar we geven wel toegang tot de ruimte aan mensen die dat eerder niet hadden. Het is zoiets als mobiele telefoons introduceren in Afrika.”