Even vliegen, plons – hoera!

Een vlekkeloze testvlucht maakte het eerste herbruikbare Europese ruimtevliegtuig IXV gisteren.

Schematische weergave van de vlucht van het eerste Europese ruimtevliegtuig IXV: van de lancering in Frans Guyana tot de plons in de Stille Oceaan. Illustratie ESA

Het was een van de kortste ruimtevluchten ooit. Om 16:19 uur Nederlandse tijd plonsde gisteren ‘IXV’ in de Stille Oceaan, 1 uur en 39 minuten nadat hij gelanceerd was. Het eerste Europese ruimtevliegtuig.

„Dat was 1 uur en 40 minuten spanning en stress, en nu een paar minuten plezier en emotie”, zei Jean-Jacques Dordain, directeur van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA tegenover een opgeluchte missieleiding. IXV was gelanceerd aan boord van een Vega-raket, vanuit de Europese lanceerbasis Kourou in Frans Guyana.

Nog geen rondje rond de aarde heeft IXV volgemaakt, maar in die tijd heeft hij wel een hoogte van 420 kilometer gehaald en een snelheid van 27 duizend kilometer per uur, voldoende om in een lage baan om de aarde te blijven. Waarna IXV meteen weer afremde om terug te keren in de atmosfeer.

En om die vurige re-entry was het allemaal te doen. IXV is een nieuw type re-entry vehicle, zegt Giorgio Tumino, de Italiaanse projectleider. „Een hybride tussen een capsule als de Apollo-capsules en een ruimtevliegtuig met vleugels als de Space Shuttle.”

Capsules zoals Apollo, en ook de Russische Sojoez-capsule waarin André Kuipers terugkeerde van het ruimtestation ISS, zijn tijdens de terugkeer in de dampkring nauwelijks bestuurbaar. De Space Shuttle, inmiddels met pensioen, kon wel bijsturen, maar was ook extreem complex, duur en gevoelig voor storingen.

De IXV (Intermediate eXperimental Vehicle), zo groot als een personenauto, is een middenweg tussen de eenvoud van de capsule en de manoeuvreerbaarheid van de Shuttle: een ruimtevliegtuig zonder vleugels, ook bekend als lifting body. De romp, die oogt als een kruising tussen een baksteen en kruimeldief, functioneert zelf als een plompe vleugel. Aan de achterkant zitten twee stuurflappen, en vier stuurraketmotoren.

Om de wrijvingshitte oplopend tot 1.700 graden Celsius aan te kunnen, is de buitenwand gemaakt van nieuwe hittebestendige materialen. De zwarte delen voor en onder, die het het zwaarst te verduren krijgen, bestaan uit koolstofvezel in een matrix van siliciumcarbide. Het wit bestaat uit panelen van siliconen en kurk, die gedeeltelijk verbranden tijdens de terugkeer. Ze kunnen afgeschroefd en vervangen worden, zodat IXV herbruikbaar is. Voor de eerste experimentele vlucht zat het ruimtevliegtuig volgestouwd met sensoren en meetapparatuur, om te onderzoeken hoe de constructie en de materialen zich houden.

De re-entry zelf begon op zo’n 120 kilometer hoogte, waar de invloed van de atmosfeer voelbaar begint te worden. Door het hete plasma dat zich tijdens de afdaling rond de romp vormt, was radiocommunicatie veertig minuten lang onmogelijk.

Op zo’n 26 kilometer hoogte was IXV afgeremd tot twee keer de geluidssnelheid, genoeg om de supersonische remparachutes te ontplooien. Aan die parachutes daalde IXV vervolgens af naar zee, waar hij bleef drijven dankzij drijflichamen. Het Italiaanse bergingsschip Nos Aries kreeg IXV om 16:19 uur in zicht en pikte hem op.

Met de opgedane ervaring, kosten 150 miljoen euro, wil ESA verder werken aan nieuwe, herbruikbare ruimtevaartuigen om terug te keren uit een baan om de aarde, bijvoorbeeld voor bemanningen van het ISS. Momenteel kunnen astronauten alleen terug naar de aarde aan boord van Russische Sojoez-capsules, al werkt het Amerikaanse bedrijf SpaceX aan een bemande capsule voor NASA, de Dragon.

„Het doel van IXV was om te testen wat een re-entry-missie moet doormaken.”, stelt Tumino. Eventuele opvolgers zouden volgens hem geschikt kunnen zijn voor het terugbrengen van gesteentemonsters van Mars of de Maan en uiteindelijk zelfs voor bemande afdalingen op Mars.

Maar het eerste concrete vervolgproject, waar ESA overigens nog maar gedeeltelijke financiering voor heeft, is PRIDE: een klein herbruikbaar ruimtevliegtuig dat op een landingsbaan kan landen. Het ontwerp zou vergelijkbaar zijn met het Amerikaanse spionagevliegtuig X-37B, maar dan voor civiele doelen, waaronder mogelijk het opruimen van afgedankte satellieten in de ruimte.