-A A +A

De “stratelliet” van Verhaert.

Kruibeke, 7 december 2007. In gebouw 21 van Verhaert Space staan we bij de Mercator 1, een experimenteel onbemand vliegtuig dat wordt aangedreven door zonne-energie. Het werd genoemd naar Gerardus Mercator (1512-1594), zijn Vlaamse naam was Gerard De Kremer. Deze grondlegger van de moderne cartografie werd op 5 maart 1512 geboren in Rupelmonde en overleed op 2 december 1594 te Duisburg. Omwille van zijn revolutionaire ideeën werd hij beschuldigd van ketterij.     

Het toestel te Kruibeke oogt eerder fragiel. In een loods staat het beschermd onder een tent.

In 2001 werd de eerste Belgische satelliet gelanceerd. De “Proba” was een product van Verhaert Space (www.verhaert.com) en wordt nog steeds gebruikt door Europese onderzoekers. De Vlaamse firma werkt ook aan de ontwikkeling van de Mercator, een “stratelliet” (een samentrekking van stratosfeer en satelliet) of onbemand licht vliegtuig. Het moet wekenlang kunnen vliegen op een hoogte tussen 14 en 20 kilometer en kan perfect worden ingezet voor cartografie of milieu-observatieopdrachten. De Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (VITO) wil met de Mercator een bijdrage leveren aan het programma Global Monitoring for Environment and Security (GMES) van de Europese Unie en de ESA.  VITO wordt daarvoor gesteund door de Vlaamse Overheid. GMES moet beleidsmensen de noodzakelijke instrumenten ter beschikking stellen voor de beveiliging en de verbetering van onze leefomgeving. 

Een van de twee elektromotoren die een composieten schroef aandrijft.

Het was de ingenieurs van Verhaert niet ontgaan dat de bestaande High Altitude Long Endurance Unmanned Aerial Vehicles (HALE UAV) ontworpen waren voor doorgaans zware, bestaande meetsystemen. Die UAV’s werden gevoed door traditionele brandstof en wogen al gauw 500 kilo. Ir. Frank Preud’homme (Commercieel Directeur van Verhaert Space) vertelde ons dat zijn firma, dankzij de ruimtevaartprojecten, heel wat kennis in huis had gehaald over besturingssystemen, ultralichte optiek, energiemanagement, enz. Omdat het hen ontbrak aan ervaring voor vliegtuigbouw, werd een samenwerking opgezet met het Britse QinetiQ (www.qinetiq.com). 

Ir. Frank Preud’homme toont de zonnecellen op de vleugel, ze liggen netjes beschermd onder een folie.  Omwille van de statische elektriciteit moeten voorzorgen genomen worden bij het aanraken van de Mercator.

Het resultaat van de samenwerking is deze Mercator 1, een vliegtuigje uit vooral composietmaterialen dat amper 32 kilo weegt. In het centraal deel van de vleugel zit de elektronica. Op de vleugel werden zonnecellen bevestigd die 1 kW aan energie leveren en twee elektromotoren aandrijven. De energie kan ook opgeslagen worden in batterijen. Nochtans vormen deze superefficiënte batterijen de beperkende factor voor de vluchtduur. Nu wordt gesproken over een vluchtduur van een of twee weken. Nieuwe types van batterijen moeten de endurance kunnen verhogen tot enkele maanden. De huidige batterijen wegen 12 kilo, dat is bijna de helft van het totaalgewicht van de Mercator.   

Onder de vleugel van 16 meter spanwijdte zit de nuttige lading. 

Aanvankelijk was het de bedoeling om de Mercator met een ballon tot op een hoogte van 15 kilometer te brengen. Nu wil men het vliegtuig eerder handmatig vanop de grond lanceren. Drie personen (een aan iedere vleugeltip en een in het midden) begeleiden het toestel tijdens de eerste meters van de start. Na zes uur moet de Mercator de vluchthoogte van 15.000 meter kunnen bereiken.       

De twee antennes van het volgstation.  De grote antenne volgt de Mercator op kruishoogte, zijantennes onderscheppen de doorgestuurde camerabeelden.  De kleine, mobiele antenne observeert de UAV tijdens de start en de landing.

Testvluchten werden uitgevoerd met de Zephyr VI, een zustervliegtuig dat gebouwd werd door QinetiQ. In augustus 2007 bleef dit vliegtuig in New Mexico (USA) zo’n 54 uur in de lucht. Uit de testresultaten leerden de ingenieurs dat ook de Mercator wat aanpassingen moet ondergaan. Tijdens de nacht daalde het zonnevliegtuig bijvoorbeeld onder de voorgeschreven veiligheidshoogte, de UAV moet altijd boven de vluchtniveaus van de verkeersvliegtuigen kunnen cirkelen. Zo’n upgrade vraagt natuurlijk tijd en vermoedelijk zal de Mercator dus niet voor 2009 in het Belgische luchtruim te zien zijn. Daarenboven wacht Verhaert ook op de miniatuurcamera die door VITO in samenwerking met verschillende onderaannemers wordt ontwikkeld. Net zoals in alle sectoren van de burgerluchtvaart wordt ook militaire technologie gebruikt om burgerlijke UAV’s te optimaliseren.  Bij Verhaert gaat het hem duidelijk om een burgerlijke toepassing van onbemande vliegtuigen. De camera is bv. niet geschikt voor het volgen van snelle doelen, ook het volgstation heeft geen militaire allures.             

Het volgstation kan in een container worden ingebouwd.  Hier zitten o.a. de payloadmanager en de piloot.  Voor de sturing krijgt de piloot beelden van een in de neus van de Mercator ingebouwde camera.  Op de tafel staat ook een stuurstick (uiterst rechts).  Op diverse beeldschermen staan de parameters van batterijen, hoogte, snelheid, positie, enz.

Maar er zijn niet alleen de technische problemen die nog moeten opgelost worden, er is ook nood aan een duidelijke reglementering voor deze UAV’s. Het Belgische Directoraat-generaal Luchtvaart heeft volgens ir. Preud’homme een bruikbaar werkdocument gepubliceerd over onbemande vliegtuigen. Op 3 december 2007 maakte ook Eurocontrol de normen bekend waaraan (militaire) UAV’s moeten voldoen. Deze overheidsinstanties zijn natuurlijk bezorgd om de veiligheid van het intensief burgerlijk luchtverkeer boven de dicht bevolkte Europese staten. Voor de verkeersleiders zijn er heel wat praktische problemen op te lossen. Omwille van de lage snelheid wordt de Mercator bv. niet opgemerkt door de bestaande radarsystemen. De radarfilters verwijderen de langzaam vliegende objecten van de ATC-schermen. Transponders zijn dan weer te zwaar om in de frêle Mercator te installeren. 

Het is echter duidelijk dat er een interessante rol is weggelegd voor relatief goedkope, onbemande vliegtuigen als de Mercator. Ingenieurs en verkeersleiders zitten dan ook rond de tafel om tot een werkbare oplossing te komen. In de toekomst moeten beelden van tientallen “stratellieten” op een goedkopere manier de beelden van de traditionele satellieten kunnen aanvullen.

Frans Van Humbeek
Foto’s: Paul Van Caesbroeck