Met ruimte-origami kunnen we grote apparaten in kleine satellieten stoppen

Oxford Space Systems ontwikkelt materialen die opgevouwen kunnen worden tot de grootte van een luciferdoosje zodat ze makkelijker naar de ruimte te vervoeren zijn.
27.11.15

Mike Lawton wil origami maken met ruimte-apparatuur. De oprichter en CEO van Oxford Space Systems (OSS), een technologiebedrijf dat apparatuur voor satellieten ontwerpt, is overtuigd dat nieuwe flexible materialen voor goedkopere lanceringen kunnen zorgen. OSS gebruikt nieuwe, gepatenteerde materialen om uitklapbare onderdelen voor ruimtevaartaparatuur te maken.

"Met uitklapbaar bedoelen we die dingen die een satelliet uitvouwt als ze eenmaal in een baan om de aarde zijn, dus zonnepanelen, armen of antennes," zegt Lawton tegen me, als ik hem ontmoet tijdens de Londen Space Week.

"We kunnen niet zomaar een grote schotelantenne op de zijkant van een satelliet bevestigen, dat past nooit in de lanceringsraket"

Zhong You, een professor in technische wetenschappen en specialist in origami, is ook onderdeel van het team van OSS. You is verantwoordelijk voor het uitvouwbare element van de apparatuur.

Als je iets precies goed opvouwt, kun je een enorm groot apparaat in een heel klein pakket verpakken. Lawton gebruikt een reflecterende antenne als voorbeeld. "We kunnen niet zomaar een grote schotelantenne op de zijkant van een satelliet bevestigen, dat past nooit in de lanceringsraket," legt hij uit. De truc is om te kijken hoe een apparaat zo opgevouwen kan worden dat het geen schade oploopt of permanente vouwen krijgt, waardoor het niet meer goed werkt. Ze zijn momenteel bezig met iets dat Lawton 'vormgeheugenmateriaal' noemt, dat dus op die manier in en uit kan vouwen. Lawton laat een video zien die demonstreert hoe het werkt bij een antenne. Hij claimt dat het ze al gelukt is om de antenne 70 keer in en uit te vouwen, zonder enige problemen.

Het bedrijf is ook bezig met het ontwikkelen van composietmaterialen voor andere doelen dan antennes. Ze gebruiken carbonfiber omdat het materiaal de temperaturen, straling en de atomaire zuurstof aankan die je in de ruimte tegenkomt, maar OSS past het materiaal aan zodat het meer mogelijkheden heeft.

"Het is het materiaal waar we tennisrackets of golfclubs van maken," zegt hij. "Maar als je er een beetje mee knoeit, kun je er interessante dingen mee doen. Je kunt het bijvoorbeeld oprollen." Hij demonstreert hoe hij het materiaal, dat normaal bijzonder stevig is, van een spoel naar een rechte lijn kan veranderen, als een soort rolmaat.

Een andere toepassing voor hun carbonfibermaterialen is voor hun AstroTube-armen, die als een telescoop worden ingepakt, maar uitschuiven in de ruimte. Hier kunnen instrumenten aan vast worden gemaakt, die dan een eindje van de satelliet een signaal kunnen verzenden en ontvangen, zodat ze niet storen met de apparatuur van de satelliet zelf. Het is een telescoop-achtig systeem, dus kan de arm veel langer zijn dan de satelliet zelf. Lawton laat een prototype zien dat van het formaat van een luciferdoosje uit kan vouwen tot een arm van zo'n 2 meter. Ze zijn nu bezig om te kijken of ze met kevlar en grafeen hun materialen nog beter kunnen maken.

Het bedrijf bestaat pas sinds 2013 en het zal nog een tijdje duren voordat hun materialen in echte toepassingen worden gebruikt. Toch is Lawton ervan overtuigd dat hij een record neer zal zetten door binnen drie jaar van een idee naar een daadwerkelijke toepassing te gaan. OSS wil hun AstroTube "ter grootte van een brood" volgend jaar met een CubeSat de ruimte in schieten en in een baan om de aarde hebben.

Het Institute of Space Technique and Technologies (ISTT) in Kazachstan heeft al een bestelling geplaatst voor de armen van OSS. Ze willen ze gebruiken om een magnetometer te dragen in CubeSat-missie in 2017.

Lawton hoopt dat ze hiermee een voorsprong krijgen in de moderne ruimterace: "Hoe kunnen we dingen sneller, goedkoper en effectiever doen?"