Hoog boven de aarde maakt een nieuwe generatie robots die satellieten langer in bedrijf houden plaats voor zijn voorganger - letterlijk.
Deze week heeft een ruimtevaartuig gebouwd en beheerd door Northrop Grumman, een Mission Extension Vehicle (MEV) genaamd, de stekker uit een communicatiesatelliet getrokken die wordt geëxploiteerd door het Australische bedrijf Optus. Meer dan een jaar lang zat het MEV-ruimtevaartuig vast aan de achterkant van de Optus-satelliet, waardoor deze op de juiste plaats in de ruimte bleef om zijn missie voort te zetten. Nu vertrekt het levensverlengende ruimtevaartuig om plaats te maken voor zijn opvolger.
In juli lanceerden vier nieuwe Northrop-ruimtevaartuigen in een baan om de aarde met een SpaceX Falcon 9-raket. Eén daarvan heet de Mission Robotic Vehicle (MRV), een krachtige satelliet uitgerust met twee geavanceerde robotarmen ontwikkeld door DARPA, de Amerikaanse militaire onderzoeksorganisatie. De andere drie heten Mission Extension Pods (MEP's), kleinere, eenvoudigere satellieten die in wezen modulaire voortstuwingssystemen zijn. Die vier ruimtevaartuigen zijn momenteel op weg naar doelen op ongeveer 43.000 kilometer boven de aarde. In 2027 zal de MRV met zijn robotarmen een van de MEP-pods aan de Optus-satelliet bevestigen, die hem nog jaren in een baan om de aarde moet houden.
De satellieten die communicatie verzorgen of de planeet scannen met verschillende sensoren gaan maar zo lang mee. Ze falen meestal wanneer ze geen brandstof meer hebben om op de juiste plaats te blijven, niet omdat hun computers en transceivers stoppen met werken. De Optus-satelliet werd gelanceerd in 2009 en ontworpen voor een levensduur van 15 jaar. Als alles goed gaat met de MEV, zou de satelliet nog zes jaar kunnen vliegen - en inkomsten genereren.
Nu maken lagere lanceringskosten en goedkopere ruimtecomponenten reparatiemissies aan ruimtevaartuigen werkelijkheid. Het doel is 'een paradigmaverschuiving waarbij we ruimte als duurzaam kunnen zien, met een veerkrachtigere architectuur en infrastructuurbasis waar we dingen kunnen doen als reparaties aan ruimtevaartuigen, levensverlenging, of zelfs upgrades en onderhoud van satellieten', volgens Cassie Wong, directeur logistiek en servicing bij Northrop.
Er zijn nu twee MEV's in een baan om de aarde, gelanceerd in 2019 en 2020, die tien jaar levensverlenging hebben geboden aan drie klanten, waaronder twee verschillende Intelsat-ruimtevaartuigen en de Optus-satelliet. MEV-1 zal in een parkeerbaan wachten op een andere klant, terwijl MEV-2 momenteel tot 2030 aan zijn Intelsat-klant is bevestigd.
De Mission Robotic Vehicle, of MRV, vertegenwoordigt een evolutie van het bedrijfsmodel. Satellietexploitanten kopen en bezitten de MEP's, die permanent aan hun ruimtevaartuig worden bevestigd. Dat maakt de MRV vrij om meer voertuigen te bedienen, wat een goedkoper aanbod creëert.
Het aanbod vereist serieuze technologische kennis. De voertuigen moeten autonoom naar elkaar toe bewegen en veilig aanmeren, geen eenvoudige taak wanneer beide met snelheden van duizenden kilometers per uur bewegen. De MEV's gebruiken een docking-sonde om in te pluggen en vast te houden aan de stuwstofmondstukken van satellieten. Ondertussen moeten de MRV's de MEP's zorgvuldig bevestigen met hun robotarmen.
In tegenstelling tot de meeste satellieten is de MRV ontworpen om in een baan om de aarde te worden bijgetankt - deels een proof of concept voor de soort capaciteiten die andere satellieten nodig zullen hebben als dit soort in-orbit servicing de norm wordt. Op dit moment weerhouden de extra kosten en het gewicht van dergelijke aanpassingen ruimtevaartuigexploitanten ervan om erin te investeren.
Inderdaad, de huidige trend bij satellieten is om veel goedkope, effectief vervangbare ruimtevaartuigen in lage banen te laten vliegen, zoals Starlink en Amazon LEO doen. Aan de andere kant worden ruimtevaartuigen steeds groter, en er zijn genoeg dure, grote satellieten in een baan om de aarde die baat zouden kunnen hebben bij levensverlenging. Wong hoopt dat de MRV in de toekomst andere missies op zich zal nemen, door nieuwe componenten aan satellieten toe te voegen en hun banen aan te passen.
Dat zal waarschijnlijk defensieklanten omvatten, gezien het aantal dure satellieten dat het in hoge banen bezit, en de betrokkenheid van DARPA bij de ontwikkeling van de armen van de MRV. Inderdaad, de Amerikaanse Space Force heeft eerder gekarakteriseerd