‘Nederland loopt voorop in kleine satellieten, dáárom moeten we investeren’

Nederland investeert met de Kennisnetwerkenregeling in technologische doorbraken en wetenschappelijke samenwerking in de ruimtevaart. Zo werkt het ‘Kennisnetwerk radartechnologie’ aan kleinere radarinstrumenten die als een zwerm door de ruimte kunnen vliegen.

Sentinel-1 is een voorbeeld van een groot en complex radarsatelliet. |Bron: Sentinel-1 Radarinstrumenten maken een opmars in de ruimtevaart. Ze worden ingezet bij weersverwachtingen en klimaatonderzoek, maar bijvoorbeeld ook bij het monitoren van infrastructuur, bodemdaling, het opsporen van illegale bouwwerkzaamheden en in de scheepvaart. Voordeel van radarinstrumenten is dat ze altijd kunnen waarnemen, óók als het donker is of regent. Een nadeel is er ook: de instrumenten zijn groot en complex. Volgens coördinator Paco Lopez Dekker ligt daar een grote kans voor het Kennisnetwerk radartechnologie én voor Nederland.

Dekker is universitair hoofddocent remote sensing aan de Technische Universiteit Delft. Hij wil radartechnologie zo klein maken dat het kan vliegen op de kleinste satellieten, cubesats. Maar dat kan alleen als verschillende partijen in Nederland de handen ineenslaan: ‘Een instrument staat niet los van de satelliet waar het op vliegt. En de satelliet vliegt alleen bij de gratie van de gebruikers. Het kennisnetwerk verenigt de héle keten: van gebruiker en instrumentbouwer tot de mensen die de instrumenten op de satellieten zetten. Daar zit de meerwaarde.’

Voorbeeld van een constellatie van geminiaturiseerde radarhoogtemeters. | Bron: NL-RIA/dr. Yuanhao Li Het Kennisnetwerk radartechnologie is uitgegroeid tot een grote groep kennisinstellingen en bedrijven die het onderwerp vanuit verschillende disciplines benadert. Naast de TU Delft zijn dat onder meer TNO, NLR, Airbus Defence and Space Netherlands en ISIS. Ook bedrijven die werken aan toepassingen van radardata uit de ruimte, zoals Swartvast, Metasensing, Deltares, FutureWater en VanderSat nemen deel. De focus ligt op de ontwikkeling van geminiaturiseerde radarhoogtemeters en slim opvouwbare radarantennes.

‘Gewone camera’s kun je makkelijk miniaturiseren’, legt Lopez Dekker uit. ‘Dat is veel lastiger met radarinstrumenten. We hebben een concept ontwikkeld voor een radarhoogtemeter die op cubesats past. ESA is geïnteresseerd in deze technologie, daarom bouwen we op dit moment met mkb-er RFx solutions een werkend prototype.’ Als dit lukt, wordt het eenvoudiger om méér hoogtemetingen te doen met heel veel verschillende, kleine satellieten. Dit leidt tot een nieuwe behoefte en de tweede grote onderzoekslijn van ons kennisnetwerk: distributed systems.

Toekomstige radarmetingen worden waarschijnlijk gedaan met een wolk van allemaal kleine satellieten – een swarm – die met elkaar communiceren. De zwerm kan zichzelf besturen, opsplitsen en zelfs ‘repareren’, mocht dat nodig zijn. En de zwerm kan geavanceerde waarnemingen doen, die niet mogelijk zijn met een enkele satelliet, zoals directe bewegingsdetectie. ‘Wij zijn een van de groepen in de wereld die werkt aan de technologie om dit mogelijk te maken. Als het ons lukt om constellaties te laten vliegen zoals we willen, is dat echt een gamechanger voor radarmetingen.’

Impressie van een wolk van allemaal kleine satellieten die met elkaar communiceren.. Bron: NL-RIA

Een ander belangrijk thema voor het kennisnetwerk is het doorontwikkelen van antennes. ‘De antenne is de meest zichtbare en meest problematische component’, zegt Lopez Dekker. ‘Wil je een goed signaal genereren, dan moet hij eigenlijk heel groot zijn. Wij willen juist kleinere instrumenten maken. Daarom werkt een van de onderzoekers in het netwerk aan opvouwbare antennes. Die zijn interessant voor radarinstrumenten, maar ook voor communicatiesystemen. Feitelijk voor alle systemen die radio- en microgolven gebruiken.’

De meerwaarde van zijn kennisnetwerk is de afgelopen jaren wel aangetoond, vindt Lopez Dekker. Juist daarom mag er wat hem betreft geen eind komen aan de samenwerking. Hij droomt van een toekomst waarin de concepten die nu worden ontwikkeld ook daadwerkelijk in de ruimte vliegen, als nationaal project. ‘We hebben ingezet op kleine satellieten omdat Nederland hierin vooroploopt. Wij hebben mkb-ers die in staat zijn alles te bouwen wat wij voorstellen. En de kosten van zo’n project zijn, anders dan de ontwikkeling van een grote satelliet, voor Nederland goed te dragen.’

Toch moet er nog heel wat gebeuren voordat Nederlandse radarinstrumenten bodemdaling detecteren, de scheepvaart ondersteunen of helpen in de land- en bosbouw. ‘Wij lopen tegen hetzelfde probleem aan als de andere groepen die hiermee bezig zijn: om te komen tot een tastbaar, werkend prototype is veel geld nodig. We moeten de samenwerking ook na de Kennisnetwerkenregeling levend houden en financiering gaan vinden. Dat is de uitdaging waar wij als netwerk voor staan.’

Dutch network on small spaceborne radar instruments and applications (NL-RIA): https://nl-ria.nl/