Waterhoogte meten met kleine radarsatellieten: kansrijk maar ‘knap ingewikkeld’

Wetenschappers en bedrijven gaan kleine radarsatellieten ontwikkelen die de waterhoogte kunnen meten.
Het NSO
Een eerste ontwerp van de Alticube. Bron: TUDelft ondersteunt de volgende stap in de ontwikkeling van deze AltiCubes met financiering van het ministerie van OCW. ‘Knap ingewikkeld’, zo noemt Rens Swart de technologische ontwikkeling. Swart is dagelijks projectmanager van AltiCubes. Radar is een complexe technologie, en het is extra moeilijk om dat in een CubeSat, een kleine satelliet ter grootte van enkele melkpakken, te bouwen. Het idee voor de hoogtemeters komt voort uit een eerdere samenwerking. Meestal zijn radarinstrumenten voor ruimtevaart groot en duur. Nederland heeft dan ook niet alle kennis in huis om een grote radarsatelliet te bouwen, maar de onderzoekers zagen dat de expertise om kleine radarsatellieten te bouwen wél in Nederland aanwezig is. De wetenschappers onderzochten hoe Nederland met die expertise kan bijdrage aan maatschappelijke vraagstukken, zo ontstond het idee voor de hoogtemeters.

Meerdere kleine satellieten
Kleine satellieten hebben ook voordelen ten opzicht van grote satellieten volgens Swart: ‘Deze kleine satellieten zijn een stuk goedkoper, waardoor je er meer kan lanceren. De precisie is minder dan van een grote satelliet, maar een voordeel is wel dat je met meerdere satellieten meer metingen per dag kan doen, of bijvoorbeeld op twee plekken tegelijk kan meten.’ Het uiteindelijke doel is dan ook om een zwerm kleine satellieten in de ruimte te hebben.

Een altimeter kan de ruwheid van de zee meten Een radarhoogtemeter meet naast de hoogte ook de ‘ruwheid’ van het water. Dat zegt wat over de wind: op heel stil water is de hoogte overal gelijk, bij harde wind en hoge golven zijn er grotere hoogteverschillen. De AltiCubes kunnen nuttig zijn in de zeevaart, de offshore industrie en in de oceanografie, om de oceaanstromingen in de gaten te houden. Of in het monitoren van kustgebieden, waar een hoge ruimtelijke resolutie belangrijk is om verschil te kunnen meten tussen land en water.

Swart ziet ook veel kansen bij het monitoren van binnenwateren zoals meren. ‘Op het moment kunnen we dat nog niet meten, maar hopelijk is dat in de toekomst wel mogelijk met een constellatie van hoogtemeters. Ook dit onderzoeken we momenteel. In Nederland is het monitoringsysteem erg goed op orde, Rijkswaterstaat kan van de belangrijke wateren met een druk op de knop zien hoe hoog het water precies staat. Nederland is daarin aardig uniek, andere landen hebben vaak een minder goed monitoringssysteem. Als wij dat kunnen gaan meten vanuit de ruimte, kunnen we de kennis en capaciteiten exporteren.’

Nieuw consortium
Het idee voor de AltiCubes ontstond in het kennisnetwerk radartechnologie. Met de kennisnetwerkenregeling bevorderen NSO en NWO samenwerking tussen wetenschappers in de ruimtevaartsector. In dit vervolgproject gaat het consortium meer onderzoek doen naar de toepassingen en een prototype van de hoogtemeter ontwikkelen. Robin Radar is een nieuwe partij in het netwerk, en komt van buiten de ruimtevaartsector. Swart: ‘We zochten een partner om de elektronica met ons te ontwikkelen. Robin Radar heeft daarvoor de expertise en mankracht.’

Zij werken in dit project nauw samen met projectleider TUDelft en ISISpace, expert op het gebied van CubeSats. Het project gaat twee jaar duren en levert een prototype van de elektronica en de integratie met de CubeSat.

NSO financiert dit project vanuit het instrumentenprogramma. Het instrumentenprogramma wordt gefinancierd door het ministerie van OCW en heeft als doel kansrijke concepten voor wetenschappelijke instrumenten verder te ontwikkelen tot maximaal TRL6 (Technology Readiness Level).