TU Delft lanceert raket met hybride motor op sorbitol

De Stratos II, een raket van het Delftse universiteitsteam DARE, moet deze week in Zuid-Spanje gelanceerd worden. De zeven meter hoge raket wordt daarbij aangedreven door een hybride raketmotor. Met de lancering wil het DARE-team zijn eigen Europese record prolongeren.

De Stratos II werd ontwikkeld door het Delft Aerospace Rocket Engineering-team van de TU Delft, kortweg DARE. De hybride motor van de Stratos II levert een stuwkracht van tien kilonewton gedurende vijfentwintig seconden. Dat moet voldoende zijn om de zeven meter meter hoge raket tot een hoogte van vijftig kilometer te stuwen. De enkeltrapsraket is voorzien van een Aurora DXI-200-motor, die vloeibaar stikstofoxide als oxidator gebruikt. Omdat de vaste brandstof uit een mengsel van paraffine, aluminium en sorbitol bestaat, wordt gekscherend gezegd dat de raket op koffiezoetjes loopt.

De hete gassen die door de verbranding van het brandstofmengsel ontstaan, worden door een grafieten spruitstuk uitgestoten om stuwkracht te leveren. Dat grafiet moet bestand zijn tegen temperaturen tot 2500 graden. Nadat de raket zijn hoogste punt bereikt heeft, stabiliseert een kleine remparachute de Stratos II tijdens zijn supersonische afdaling. Op enkele kilometers boven de grond wordt de grote parachute uitgevouwen voor een veilige landing.

De Stratos II is niet louter bedoeld om het hoogterecord voor amateurraketten te breken. Op termijn is het de bedoeling daadwerkelijk de ruimte te halen, met als grens een hoogte van 100 kilometer. Bovendien is de Stratos II uitgerust met diverse elektronica. Uiteraard zijn er twee camera's ingebouwd om de lancering en vlucht aan boord te kunnen volgen, maar er is ook een wetenschappelijke nuttige lading aanwezig. Zo is er ruimte voor de pcb's van kleine cubestats en heeft het team zelfontwikkelde telemetriesystemen aan boord.

De boordcomputer en telemetriehardware houden onder meer de druk van de N₂O-tank en de versnelling van de raket bij. Andere instrumenten meten onder meer de luchtdruk en de richting van het aardmagnetisch veld. Alle systemen werden door het team ontwikkeld, aangezien er geen kant-en-klare onderdelen gebruikt konden worden. De lancering kan via onderstaande livestream gevolgd worden.

Reacties (85)

[actionhenk]

Je kunt live meekijken met de lancering via: http://dare.tudelft.nl/st...tos-ii-launch-livestream/
Als de site overbelast is kan het ook via de Youtube site: http://www.youtube.com/watch?v=y7zphP7OcjE

edit: Op dit moment staat de lancering voor 17:00 vanmiddag gepland.

[Reactie gewijzigd door actionhenk op 30 juli 2024 11:07]

[DigitalExorcist]

17.00 uur nu, volgens de livestream

[Wolfos]

Uitgesteld tot morgen. Niet helemaal meegekregen wat er precies misging.

[DigitalExorcist]

Een "anomaly" in het "Flight Termination System" (volgens mij is dat de 'noodknop' om de raket vroegtijdig op te blazen in geval van toestandjes).

[BRUNO-1998]

uitgesteld naar morgen.

[NielsKersic]

Dit is vertraagd tot morgen

[Elmo_thefirst]

Zonder meer een indrukwekkend project. Succes aan de mensen van TU Delft die hier aan mee werken.
Wat ik echter zo snel nergens terug zie is waarom dit project zo bijzonder is. (Los van de enorme complexiteit en schaalgrootte van dit project)
Wat zijn de voordelen van deze raket / brandstof boven de alternatieven?

[JoostvdG]

Het geven van een simpel antwoord op de vraag waarom deze raket/ brandstof beter is is niet al te makkelijk.
Als we eerst kijken naar de raket kan je niet snel een alternatief vinden. DARE is een studenten organisatie, opgericht om studenten praktijk ervaring te geven. Stratos II is dus niet een commerciële raket waarop dat terrein competitie is, maar een project waar studenten praktijkervaring opdoen.

Het antwoord waarom er voor deze brandstof gekozen is is nog een stapje lastiger. In deze grote projecten moeten restricties en eisen gesteld worden aan elk onderdeel van het project. Zo ook aan de soort motor (Solid, hybride of liquid). Uit verschillende eisen en veel afweging is gekozen om een hybride motor te kiezen. Naast de keuze voor hybryde is er de keuze voor wat voor brandstof en oxidator er gebruikt wordt. Hierbij is veiligheid de belangrijkste afweging. Veel ingrediënten die commerciële gebruikt worden voor raket brandstof zijn zeer giftig en vallen al snel af bij deze afweging. Uiteindelijk wordt er dan een mengsel gekozen die na veel testen geperfectioneerd wordt.

Samenvattend: De keuze voor de motor en brandstof is een resultaat van veel afwegingen door de gehele project duur. Door de verschillende eisen die gesteld zijn aan het project zijn deze opties beter dan de andere mogelijke opties.

[Elmo_thefirst]

Ook bedankt.

[HetMes]

Het unieke aan DARE is dat het studenten(!!!) (Aerospace, Chemical en Electrical Engineering vooral) zijn die alles from scratch ontwerpen en bouwen in de werkplaats, met een minimaal budget voor grondstoffen. Behalve plaatmateriaal, chips en wat chemicalien, worden er dus in principe geen off-the-shelf components ingekocht.

Het unieke aan Stratos II is dat het de eerste amateurraket die zo hoog gaat komen, geloof ik.

[Reactie gewijzigd door HetMes op 30 juli 2024 11:07]

[Elmo_thefirst]

Dat stukje begrijp ik. En dit maakte dit stukje al zeker de moeite waard van het lezen.
Ook al snel even op de bijbehorende website bekeken.
Hier heb ik veel respect voor en dit vind ik erg bijzonder.
Maar laat ik het dan anders formuleren.
Zitten er nog extra voordelen aan de gebruikte techniek / brandstof. Wat is er aan die constructie / brandstof bijzonder?

[Verwijderd]

1 van de dingen is een hogere energie opbrengst dan zuurstof waterstof, 2 men heeft niet al die koelapparatuur nodig en druk om zuurstof en waterstof vloeibaar te houden, dat is namelijk veel gewicht die je nu niet meer hoeft te gebruiken, 3 wat ik al zei, de energie zuurstof/ waterstof is minder dan sorbitol en paraffine, paraffine hoeft alleen maar opgewarmd te worden tot 60 of 70 graden en dat kost veel minder werk en energie om zuurstof en waterstof koel te houden en onder druk. 4 zuurstof en waterstof zijn bommen, sorbitol en paraffine niet, je kunt ze bij elkaar in de koelkast leggen (bij wijze van spreken) en ontbranden doen ze zomaar niet, wat wel even wat anders is met zuurstof en waterstof (statische elektriciteit bijvoorbeeld) sorbitol en paraffine kun je door de bliksenm laten treffen dan gebeurd er niets.

[MSalters]

Ik kwam deze presentatie tegen van Stanford. Daarin staat dat de energie opbrengst niet bepaald hoger is (allebei 360 seconde Isp).

Stanford universiteit was 6 jaar geleden al met een vergelijkbare hybride (paraffine/N2O) tot 100 km hoog gekomen, volgens de PDF, dus zo indrukwekkend is dit eigenlijk niet.

[MSalters]

Sorbitol/paraffine zijn beiden brandstof. Dat kun je niet vergelijken met waterstof/zuurstof, wat een combinatie is van brandstof en oxidator. Dat is ook waarom deze raket N2O gebruikt. Dat is dan wel weer gevaarlijk

[Elmo_thefirst]

Dank je.

[HetMes]

Bittere noodzaak. Het verbrandingsproces voor solid propellants (die ze bij DARE mogen maken) is niet voldoende om een raket snel genoeg de lucht in te schieten om 'em zo hoog te krijgen voor je brandstof op is. Dan kun je wel wat meer brandstof meenemen, maar dat moet dat ook weer mee de lucht in de eerste kilometers. Plus groter reservoir nodig, plus steviger raket, dus zwaarder, dus meer extra brandstof, etc. ... Dit gaat exponentieel omhoog.

[proatjeboksem]

dat je na de lancering nog iets hebt om door de koffie te gooien?

[Elmo_thefirst]

dat je na de lancering nog iets hebt om door de koffie te gooien?

Nee, dan waarschijnlijk juist niks meer. Word als brandstof gebruikt

[proatjeboksem]

dat hoop je dan maar, parrafine en aluminium lijkt me ook niet lekker in de koffie.
*loopt meteen ff naar de koffieautomaat

[mux]

Cool Ik heb lang geleden nog eens de IMU payload voor de Stratos I gemaakt, en daarvoor een paar weken in Kiruna, Zweden (Swedish Space Center) gezeten. Afgezien van dat die raket uiteindelijk een foutje in de programmatuur had waardoor de parachute niet werkte en m'n payload verloren is gegaan, was dit wel één van de leukste studentenprojecten waar je in kunt zitten.

[Cilph]

Foutje in de programmatuur? Ik ben nieuwsgierig. Null pointer exceptie ? Divide by zero ?

[mux]

Ik was niet verantwoordelijk voor dat deel van de software, maar voor zover ik heb begrepen ging het ongeveer zo:

De raket was een state-machine. Dat wil zeggen: hij kan zich in de staat 'pre-launch', 'ignition', 'lift-off', 'powered flight', 'coast-after-power', etc. bevinden. In iedere 'staat' voert hij een apart programmaatje uit.

De state machine moet aan een aantal criteria voldoen om door te gaan naar de volgende staat, bijvoorbeeld: als je je bevindt in de staat 'coasting' en de snelheid gaat omhoog, wacht dan 2 seconden en ga door naar de staat 'parachute'. Dit was ruwweg op die manier ingeprogrammeerd en door auditing heengegaan. No problems.

Echter, we hadden een combinatie van slecht weer en andere launch windows die ons gedurende een week of 3 verhinderden om te lanceren. In die tijd werkten we allemaal gewoon verder aan het perfectioneren van de software. In deze periode werd beslist om het lanceerprogramma aan te passen zodat we een betere kans maakten om het hoogterecord te verbreken. Hiervoor werden een aantal thresholds voor snelheid en regeling aangepast op het laatste moment.

Helaas is hier iets over het hoofd gezien, want één van de criteria was dat de state machine pas verder ging naar 'coasting' boven of beneden een bepaalde snelheid, en door het aangepaste programma werd dit nooit behaald. Zonder in de pre-parachutestaat te komen, kan de raket nooit in de parachute-staat komen, en dat werd dus ook niet bereikt.

Wederom, ik deed puur payload, ik had verder niks te maken met rocket dynamics of programmatuur van de control electronics. Dit is wat ik me nog herinner van wat er was verteld, maar voor de echte details zou je bij de programmeurs moeten zijn. Wellicht dat Bryan Tong Minh, Martijn de Millano, Mark Uitendaal of één van de andere hardware-teamleden van destijds hier lurkt en er wat meer over kan vertellen.

[Cilph]

Ik heb je uitleg begrepen, dus wees gerust.

[ProfPi]

Tsja, als student moet je nog even doorstuderen voordat je de werkelijk kostbare Ruimtevaartbugs mag maken

http://en.wikipedia.org/w...Flight_501#Launch_failure

"The greater horizontal acceleration caused a data conversion from a 64-bit floating point number to a 16-bit signed integer value to overflow and cause a hardware exception."

http://en.wikipedia.org/wiki/Phobos_1#Phobos_1

[...]engineers decided to leave the command sequence in, though it should never be used. However, a single-character error in constructing an upload sequence resulted in the command executing, with subsequent loss of the spacecraft.

http://en.wikipedia.org/wiki/CryoSat-1

"The command to shut down the rocket's second stage engine was missing from the flight control system, and consequently the stage burned to depletion."

http://en.wikipedia.org/w...ar_Lander#Landing_attempt

The software—intended to ignore touchdown indications prior to the enabling of the touchdown sensing logic—was not properly implemented, and the spurious touchdown indication was retained. The touchdown sensing logic is enabled at 40 meters altitude, and the software would have issued a descent engine thrust termination at this time in response to a (spurious) touchdown indication.

http://en.wikipedia.org/w..._Surveyor#Loss_of_contact

[...]two memory addresses were incorrectly handled in the update, which could allow values to be written into the wrong memory addresses and further complications with the mission. [...]The problematic memory addresses were called, resulting in the solar arrays being driven until they hit a hard stop and became unmovable.

[blobber]

En deze bijna disaster:

https://en.wikipedia.org/...ical_design_flaw_resolved

"It turned out that Cassini was unable to relay the data correctly.[15]
The reason: under the original flight plan, when Huygens was to descend to Titan, it would have accelerated relative to Cassini, causing the Doppler shift of its signal to vary. Consequently, the hardware of Cassini's receiver was designed to be able to receive over a range of shifted frequencies. However, the firmware failed to take into account that the Doppler shift would have changed not only the carrier frequency, but also the timing of the payload bits, coded by phase-shift keying at 8192 bits per second."

[Reactie gewijzigd door blobber op 30 juli 2024 11:07]

[Drumstel]

Tweakers we have a problem: de video is prive en dus niet bekijkbaar

[De Ingenieur]

https://www.youtube.com/watch?v=QqnL04-8fps

[johnkessels87]

Launch over 2 min
Launch on Hold
0.50
Missfire main valve

[Reactie gewijzigd door johnkessels87 op 30 juli 2024 11:07]

[ddjong1971]

volgens mij loop je een beetje achter.
launch is al een tijdje geleden mislukt

No nitrous oxide and no launch windows due to unfavourable wind in late afternoon: No more launch today.

https://twitter.com/DARE_TUDelft/

[Reactie gewijzigd door ddjong1971 op 30 juli 2024 11:07]

[DigitalExorcist]

Er bleek een klep vastgevroren te zitten, daardoor een misfire. Door het constant weglekker van NOx (wat normaal is, begreep ik, maar niet als dat te lang duurt en je geen druk meer overhoudt) en slechte weersverwachting later vandaag is er geen launch meer.

Terug naar de tekentafel dan maar.

[Verwijderd]

De Stratos II is niet louter bedoeld om het hoogterecord voor amateurraketten te breken.

Een raket gebouwd door een universiteit lijkt me geen amateur raket.

[actionhenk]

Tsja, ik vind het ook altijd een vreemde term. Wereldwijd wordt deze tak van sport echter 'amateur rocketry' genoemd, dus wat doe je er dan nog aan. Hoe dan ook is deze raket volledig ontworpen door studenten van de TU Delft en niet door professionals zoals die bij de NASA of ESA werken. Misschien zou semiprofessioneel een betere omschrijving zijn.

Dat wil natuurlijk niet zeggen dat deze groep studenten niet beter werkt dan de gemiddelde amateurraketbouwer. Zo hebben ze een hoop fundamenteel onderzoek gedaan naar hybride raketmotor die de raket aandrijft. Op de site las ik dat ze over dat onderzoek vorige zomer een paper hebben gepresenteerd op een AIAA conferentie in de Verenigde Staten.

[firest0rm]

ik denk dat TuDelft toegang heeft tot meer, gevaarlijker en krachtiger materiaal dan een gemiddelde amateur raket bouwer. en dan met name het type fuel dat maakt een hoop uit.

[Reactie gewijzigd door firest0rm op 30 juli 2024 11:07]

[psychodude]

Dit zeg je wel, maar de fuel welk in dit geval betreft is een mixture van paraffine, sorbitol en aluminium poeder in 80-10-10 ratio.

Zie ook: http://dare.tudelft.nl/20...os-fuel-grain-production/

Paraffine is niet zo moeilijk om voor een amateur raket bouwer om aan te komen. Onder andere voor het maken van bijv. kaarsen kun je het ook gebruiken.

Sorbitol is ook niet heel spannend om aan te komen als particulier. Chemiezaken zullen je het ook wel verkopen, maar anders kun je het als laxeermiddelen of zoetstof bij drogisterijen halen (uiteraard wel duurder).

Aluminiumpoeder is mogelijk wat minder gebruikelijk. Minder effectief maar potentieel ook bruikbaar voor de echte amateur kun je denken aan magnesium poeder, sportwinkels.

En eventueel kun je aluminiumpoeder ook zelf maken. Op internet voldoende info te vinden hoe je dit al thuis kunt doen met niets anders dan aluminiumfolie.

Je zult je dan ook verbazen wat je met enkel wat huis, tuin en keuken middelen kunt bereiken. De studenten van TU Delft doen hierin eigenlijk niets anders. Ze gebruiken geen dure of instabiele producten. Maar ze gebruiken simpelweg dezelfde items welk mogelijk gewoon her en der in je woning al verspreid liggen.

Het enige verschil voor een universitair centrum is dat het gemakkelijker zal zijn om in bulk te kopen. Maar ook als particulier kun je als je echt geïnteresseerd bent zonder twijfel wel de nodige leveranciers achterhalen. Waar deze studenten in dat geval met name gewoon van profiteren is elkaar. Veel expertise en enthousiasme, twee factoren welk tezamen bij een goed doorzettingsvermogen tot een hoge kans van slagen zal leiden.

Ik wens ze veel succes bij hun lanceerpoging vandaag!

[beefstick]

Ter info. Dat magnesium poeder waar je het over hebt is compleet nutteloos. Jij hebt het namelijk over magnesium oxide. En laat je nu net iets nodig hebben dat niet geoxideerd is.

Je kunt bijvoorbeeld met een vijl een stuk roestvrij staal (of aluminium) af gaan vijlen. Duurt een paar dagen om genoeg te maken maar dan heb je wel iets wat je makkelijk in de fik kunt steken. Dat gaat je bij magnesium poeder van de fitnesszaal nooit lukken want dat is eerder al een keer verband.

[bartve]

Om de tijd tot 17:00u te doden: de meest markante poging uit de ruimtevaartgeschiedenis, door amateurs (nou ja, sort of ...):
http://www.youtube.com/watch?v=miPCcpzRaPE

en de volledige versie (lift off bij 8:00):
http://www.youtube.com/watch?v=miPCcpzRaPE

[NBK]

volledige versie is http://www.youtube.com/watch?v=pJdrlWR-yFM

[fantafriday]

Gok dat je in Amerika wel eraan kan komen in sommige staten met de juist vergunningen. Daar zijn er zat raket bouwers

[MSalters]

Sorbitol is nou niet echt lastig om aan te komen. Dat staat letterlijk in de schappen van de Albert Heijn.

De meest krachtige brandstoffen in gebruik zijn vloeibare waterstof en zuurstof, en zelfs dat is voor een amateur nog wel te regelen. Dat zijn namelijk gewoon commercieel verkrijgbare gassen. Het probleem daarmee is niet zozeer de aanschaf maar het gebruik ervan; het koud houden is lastig. Water bevriest op je tanks en de stollingswarmte laat je waterstof verdampen.

[The_MAN]

Nou, het zijn geen beroeps rakettenbouwers, het zijn onderzoekers/studenten, dus in zekere zin zijn ze wel amateurs.

[xzaz]

Volgens deze definitie zijn alle raketten gebouwd door amateurs.

[The_MAN]

Nou, er zijn toch echt mensen die als functie Rocket Engineer hebben. Die zijn professioneel. Onderzoekers en studenten op een universiteit hebben dat zeer waarschijnlijk niet als functie omschrijving! Ben het dus niet met je eens.

[xzaz]

En een 'Rocket Engineer' is geen raketbouwer maar een ontwerper. Er bestaat niet zoiets als een 'raketbouwer'.

[Kevinp]

De grote vraag is of de meeste het als studie doen, of dat ze ervoor betaald worden.

Niet betaald is in mijn ogen amateur. Wel betaald is professioneel.

Bij de universiteit kan het beide zijn.

[masteriiz]

Criterium amateur of semi/full-prof gaat er alleen om of je je knaken ermee verdiend. Aangezien studenten alleen geld uitgeven en niet verdienen kun je veilig over amateurs spreken. Laat onverlet hun eventuele kennis op het vakgebied, ten onrechte een veel gevoelde connotatie bij het woord 'amateur' is dat je er ook wel niks van zult kunnen; maar dat hoeft natuurlijk helemaal niet.

[Reactie gewijzigd door masteriiz op 30 juli 2024 11:07]

[D-rez]

Ja, dat dacht ik dus ook.

[Haribo112]

Nee dat klinkt als vals spelen

[DisasterMaster]

Waarom is de lancering in Spanje? Ik weet dat lanceringen van dingen die in een baan om de aarde gebracht moeten worden rond de evenaar gedaan worden om de draaing van de aarde te benutten, maar dat heeft voor een raket die recht omhoog gaat toch geen voordeel? Of maak ik nu een denkfout?

[Verwijderd]

De raket gaat niet recht omhoog (hoewel dat wel zo lijkt), want de aarde draait intussen rustig verder met zo'n 2000 km per uur (dit geldt op de evenaar). De raket heeft ook zo'n zijwaartse snelheidscomponent maar die zie je dus niet omdat je als je op de grond staat ook met die snelheid gaat.

Edit: die zijwaartse kracht levert een extra "middelpuntvliedende" komponent op, die je een beetje lichter maakt.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 30 juli 2024 11:07]

[CivLord]

In Spanje zullen ze een gebied hebben gevonden dat groot genoeg is om, wat er ook met de raket mis kan gaan, niemand op een raket in zijn achtertuin te trakteren.

[DigitalExorcist]

Waarschijnlijk maak je een denkfout bovendien is het heerlijk weer in Spanje. Ik zou 't ook wel weten.

[glashio]

Op de live stream zitten ze @control center naar CRT's te kijken Hightech!

[frennek]

Analoge camera's die direct aangesloten worden op een analoge TV is absoluut foolproof! Geen tussenkomst van software waar het eventueel fout kan gaan of het onnodig gecompliceerd maakt.

[Exirion]

Niet alleen fouten vermijden maar vooral ook latency.

[Cilph]

Shoutout voor de game Kerbal Space Program. Een leukere manier om basic Aerospace te leren is er niet.

https://kerbalspaceprogram.com/

[DigitalExorcist]

Absoluut. Briljant stukje software. Even prutsen om een raket te bouwen die daadwerkelijk in- en uit orbit kan, maar je hebt wel instant gevoel dat je iets bereikt hebt

[Verwijderd]

Hummm, je kunt dit toch gewoon in een lab testen. Je zet de raket vast, zet hem aan, en kijkt hoeveel newton dat ding levert gedurende hoeveel tijd. De rest (aerodynamica) is vrij recht toe recht aan denk ik (elke raket heeft ongeveer dezelfde geometrie).

[ikwilwp8]

De stabilisatoren en gyroscoop en de electronica die hier aan vast hangt is wat minder makkelijk te testen in zo'n proefopstelling. Het is toch ook het leukst om dat ding real-life te testen? Bovendien is de raket al vaak genoeg getest in een lab omgeving waarbij hij inderdaad vast zit en een newton-meter z'n werk doet.

[Boyd Joenje]

Waarom konden er geen kant en klare producten gebruikt worden? Neem aan dat ze toch wel connecties hebben met bijv. NASA; die hun deelproducten zou kunnen leveren.

[frennek]

Het studiedoel is niet om metingen te verrichten in de ruimte, maar om een raket in de ruimte krijgen. Hiervoor is veel studie naar de raketaandrijving en aerodynamica nodig, wat natuurlijk een fantastische studieopdracht voor de studenten is. Het simpelweg toepassen van kant en klare producten ondermijnt juist het doel van het gehele project.