Op 16 februari 2011 werd vanop de Europese lanceerbasis in Frans-Guyana de tweede Europese Automated Transfer Vehicle (ATV) in de ruimte gebracht door een krachtige Ariane 5 raket. De ATV is een Europese onbemande vrachtmodule die meer dan zeven ton aan vracht zoals voedsel, brandstof, zuurstof en water naar het internationaal ruimtestation ISS kan brengen.
Deze tweede ATV kreeg de bijnaam ‘Johannes Kepler’ en hechtte zich acht dagen na zijn lancering automatisch vast aan het Russische gedeelte van het ISS. Naast zijn bevoorradingsmissie werd de tweede ATV ook gebruikt om het ruimtestation in een hogere baan om de Aarde brengen. Op 12, 15 en 17 juni 2011 werden de raketmotoren van Johannes Kepler tot ontbranding gebracht waardoor het meer dan 410 ton zware ISS uiteindelijk tot op een hoogte werd gebracht van ongeveer 380 kilometer. Op het einde van zijn missie werd de tweede ATV door de ISS-ruimtevaarders volgeladen met afval waarna het onbemande ruimtetuig zich op 20 juni 2011 losmaakte van het ruimtestation om vervolgens op te branden in de atmosfeer van de Aarde. Deze tweede ATV-missie werd op de voet gevolgd vanuit het ATV Control Centre (ATV-CC) in Toulouse waar de Belg Kris Capelle als Lead Mission Director de leiding had over deze bijzondere Europese bevoorradingsmissie. Belgium in Space sprak met Kris Capelle en stelde de vluchtdirecteur enkele vragen over zijn carriére bij het Europese ruimtevaartagentschap ESA, zijn werk als vluchtdirecteur en de ATV-vrachtmodule.
(BiS) U bent ESA’s ATV vluchtdirecteur, hoe bent u bij het ATV-project terecht gekomen?
(KC) Ik werk sinds 1998 bij het Europese ruimtevaartagentschap ESA. Eerst werkte ik in het ESOC (European Space Operations Centre) in Darmstadt (D), waar ik Ground Segment Operations Manager was voor de kritische fase van twaalf lanceringen. In die functie was ik verantwoordelijk voor onder andere de coördinatie tussen onze grondstations, die over de hele wereld verspreid zijn (met satellietantennes van 15m en 35m diameter), en het controlecenter in ESOC, om ervoor te zorgen dat we steeds contact hadden met de satelliet. In 2007 heeft men mij dan gevraagd om naar Toulouse te komen om een leidende functie over te nemen voor het ATV-1 (Jules Verne) project. Toen was ik als Mission Director voor Docking en Undocking verantwoordelijk voor de operaties van het aanmeren aan en afkoppelen van de ATV met het ISS. Nadien heeft men mij dan gevraagd om als Lead Mission director, de leiding te nemen over alle ATV-2 operaties (Johannes Kepler).
(BiS) Waaruit bestaat uw taak juist tijdens een ATV-missie?
(KC) In het ATV-controlecentrum (ATV-CC) in Toulouse werken ongeveer 150 mensen. Tijdens de ATV-missie ben ik verantwoordelijk voor alle ATV-operaties. Dat betekent vooral de planning en coördinatie van de taken bijhouden en opvolgen met onze Amerikaanse collega’s (NASA) in Houston en onze Russische collega’s (RSCE) in Moskou. Eens alles gepland is, ben ik verantwoordelijk voor de training en het uitvoeren van de operaties in het controlecentrum in Toulouse. Als alles uiteindelijk goed verloopt, is mijn functie tijdens de missie nogal “relaxed”. Indien niet, is het aan mij om de juiste beslissingen te nemen. Dit doe ik natuurlijk niet alleen. Ik heb namelijk een hele groep experts en teamleaders die mij de nodige informatie geven om de juiste beslissing te kunnen nemen. Eigenlijk begint de drukke fase minstens een jaar voor de lancering. Dan worden alle operationele procedures ontwikkeld en getest. Daar horen ook zogenaamde contingency en emergency procedures bij. In de voorbereidingsfase worden er ook veel simulaties uitgevoerd in het controlecentrum om ons op zoveel mogelijk noodtoestanden voor te bereiden. Vele van de simulaties worden samen met de controlecentra in Houston en Moskou uitgevoerd.
(BiS) Hoe bent u bij ESA terecht gekomen?
(KC) In 1994 ben ik mijn carrière begonnen als Transmissie Officier in het Belgisch leger in Duitsland. In 1997 ben ik dan voor 4 maanden naar ex-Joegoslavië gegaan, waar ik de functie van transmissie officier uitvoerde. Dit was zeker niet de leukste, maar wel een heel interessante periode, waarin ik heel veel geleerd heb i.v.m. stress en leidinggeven. Na de zending in ex-Joegoslavië werd ik aangeduid als Station Commander van het NATO SATCOM station (Satelliet Communicatie) in Kester. In deze functie heb ik heel wat ervaring opgedaan op het gebied van satellieten en satellietcommunicatie. In 1998 ben ik dan eerder toevallig te weten gekomen dat men een ingenieur nodig had bij ESA in het controlecentrum in Darmstadt. Voor die post werd ik dan ook aangenomen. Binnenin ESA is het dan, met het nodige geluk, allemaal heel snel gegaan.
(BiS) Kan u ons vertellen hoe uw werkdag eruit ziet nu de ATV voor enkele maanden aan het ISS gekoppeld is?
(KC) De meeste tijd zit ik in interne en internationale meetings om de operaties te coördineren. Zo heb ik driemaal per week een meeting met de ISS-managers van NASA en RSCE (Rusland). Ik heb dagelijks een interne meeting met mijn experts in het controlecentrum in Toulouse om een status van de operaties te krijgen, maar ook om de volgende operaties te plannen. Ik zit ook éénmaal per week samen met de mensen die ATV gebouwd hebben om de problemen en mogelijke verbeteringen te bespreken. Gelukkig ging het hier zelden om grote problemen. Bovendien zit ik, zoals iedereen, ook regelmatig zelf in het controlecentrum om de lopende operaties te volgen.
(BiS) Wat is voor u persoonlijk het belangrijkste en meest spannende moment uit een ATV-missie?
(KC) Eigenlijk zijn alle fases van het project even belangrijk. Als bepaalde “milestones” niet gehaald worden zitten we vast en moeten we onze hele planning aanpassen. Ik heb ondertussen al heel wat lanceringen meegemaakt en toch krijg ik er nog steeds kippenvel van. Als de Ariane 5 met ATV van de grond gaat, weet je dat de missie waarvoor je nu al jaren getraind hebt eindelijk echt begint. Voor mij persoonlijk is echter het aankoppelen het meest spannende moment. Dan is het echt nagelbijten, en de spanning is te snijden in de drie controlecentra. Ik kan u verzekeren dat de ontlading die je regelmatig ziet op televisie niet gespeeld is.
Het ATV-vluchtleidingscentrum in Toulouse - Foto: ESA
(BiS) De ATV vrachtmodules zijn Europa’s grootste en belangrijkste bijdrage tot het ISS-project. Waarom is dit ruimtetuig voor ESA zo belangrijk?
(KC) Met Columbus heeft ESA een Europese module aan het internationaal ruimtestation ISS. Dat betekent dat ESA ook een deel van de kosten van het ISS moet dragen. ESA betaalt deze rekening met de ATV, waarmee we een aantal ton brandstof, water, zuurstof, goederen, enz. leveren aan het ISS. Eens we gekoppeld zijn, is de ATV bovendien de motor van het ISS. ATV-2 heeft bijvoorbeeld als hoofdopdracht het ISS van 350 naar 385 km hoogte te brengen. Buiten het officiële gedeelte is er natuurlijk ook het feit dat ESA zich met de ATV bij het selecte clubje voegt dat aan het ISS kan en mag koppelen. Dat deze koppeling volledig automatisch gebeurt, maakt het alleen maar mooier en unieker. Je merkt in de onderhandelingen met NASA en RSCE dat ze anders naar je kijken als partner.
(BiS) In het ATV vluchtleidingscentrum in Toulouse zien we tientallen schermen waarop vanalles wordt weergegeven. Wat controleert men hier of wat wordt hier allemaal in de gaten gehouden?
(KC) Het totale aantal parameters (telemetry) dat we in het oog moeten houden van ATV en ISS is ongeveer 27 000. Natuurlijk zijn niet alle parameters tegelijk zichtbaar. Daarvoor hebben we ingewikkelde programma’s die ervoor zorgen dat we de juiste informatie op het juiste moment krijgen. Afhankelijk van de specialisatie van de ingenieur/operator, tonen de schermen andere parameters. Enkele (grote) schermen zijn voor iedereen beschikbaar. De belangrijkste zijn: planning van de procedures, videobeelden vanuit het ISS, visuele voorstelling van de ATV, de positie van het ISS, algemene toestand van ATV, toestand van onze antennes, …)
(BiS) Eén van de unieke kenmerken van de ATV is dat deze zich automatisch koppelt aan het ISS. Kan u ons uitleggen hoe zo een automatische koppeling verloopt?
(KC) Dat is nogal moeilijk zonder veel beelden te gebruiken, maar ik zal het proberen.
Na de lancering gebeurt de navigatie via GPS totdat de ATV zich op 35 kilometer bevindt van het ISS. De ATV en het ISS hebben elk een GPS-ontvanger. Op een afstand van 30 kilometer van het ruimtestation wordt er een radioverbinding gemaakt tussen de ATV en het ISS. Daardoor kan bepaalde informatie direct uitgewisseld worden tussen beide ruimtetuigen waardoor de ATV zijn toenadering (rendez-vous) autonoom kan verderzetten. Als we dichter komen, worden lasersensors gebruikt om de afstand en relatieve positie te berekenen. Uiteindelijk moet de ATV de dockingpoort raken met een precisie van +/- 10cm. (dockingpoort is een ring met een diameter van 60cm, zie tekening). De laatste meters gebeuren tegen een relatieve snelheid van 7cm/seconde, en dit terwijl we aan een absolute snelheid van 28 000 km per uur rond de Aarde vliegen.
De hele rendez-vous procedure kan op elk moment door de ruimtevaarders aan boord van het ISS gestopt worden, indien dat nodig blijkt. Eens we contact gemaakt hebben met het ISS gaan er enkele haken (latches) open zodat we niet wegbotsen. Onze probe (arm) trekt het ISS en de ATV samen tot alle interfaces luchtdicht gekoppeld zijn. Nu worden enkele haken (van ATV en ISS) gesloten om de verbinding nog steviger te maken. Daarna kan er uiteindelijk lucht in het sas gepompt worden. Het ATV-luik kan pas geopend worden door de ruimtevaarders als we dezelfde druk hebben aan beide kanten van het luik. Eens de ATV is geopend, kunnen de ruimtevaarders vervolgens beginnen met het overladen van de cargo.
(BiS) Op het einde van haar missie wordt een ATV volgepropt met afval uit het ISS waarna deze opbrandt in de atmosfeer van de Aarde. Eindigt hier ook uw werk?
(KC) Het verwijderen van afval is een functie die vaak onderschat wordt. Het ISS zit namelijk vol en er zijn niet zo veel mogelijkheden om afval te verwijderen. Met het opbranden van ATV eindigt inderdaad ons werk in het controlecentrum. We moeten dan nog heel wat zaken analyseren en samenvatten. Ondertussen zijn we wel al bijna 6 maanden bezig met ATV-3 (Edoardo Amaldi) die in de eerste helft van 2012 zal gelanceerd worden.
De tweede Europese ATV-vrachtmodule hecht zich vast aan het ISS - Foto: NASA
(BiS) ESA en haar industriële partners zijn momenteel bezig met de studie van een doorontwikkeling van de ATV zoals het Advanced Return Vehicle (ARV). Hoe ziet u de ATV zich verder ontwikkelen?
(KC) Persoonlijk zou ik het natuurlijk graag zien dat het Advanced Return Vehicle weldegelijk ontwikkeld wordt. Het is namelijk een logische volgende stap naar een bemande capsule waarbij we de ervaring, die we met de ATV hebben opgedaan, verder kunnen gebruiken en toepassen. Een dergelijke ontwikkeling is echter niet goedkoop en het is dan ook aan de politieke leiders van de lidstaten van de ESA om te beslissen of we dit spannende project mogen ontwikkelen of niet.
(BiS) Hoe ziet u persoonlijk de bemande ruimtevaart de volgende jaren of decennia evolueren?
(KC) De bemande ruimtevaart staat nu voor een nieuwe uitdaging. Het Internationaal ruimtestation ISS is nu helemaal klaar en de laatste vlucht van de Space Shuttle is gepland voor Juli 2011. NASA heeft enkele jaren geleden dan ook de opdracht gegeven aan een commerciële firma om een soort ATV te ontwikkelen. Deze capsule zal eind 2011 zijn eerste testvluchten maken. NASA wil zich nu concentreren op bemande ruimtetuigen die dieper in de ruimte kunnen reizen met als doel onder andere de planeet Mars. Ik hoop dat ESA dezelfde weg zal opgaan. (indien dat het geval mocht zijn, zal ik daar zeker proberen aan mee te werken)
(BiS) Op 12 april was het exact 50 jaar geleden dat Joeri Gagarin als eerste mens de ruimte inging. Wat is voor u persoonlijk het meest memorabele moment uit de bemande/onbemande ruimtevaart?
(KC) Spijtig genoeg was ik nog niet geboren toen het tijdperk van de ruimtevaart begon. Ik denk inderdaad dat de vlucht van Gagarin één van de grootste momenten van de ruimtevaart was. Persoonlijk denk ik echter dat de landing op de Maan het meest memorabele moment was. Ik denk niet dat er een moment was in de geschiedenis van de mensheid dat zoveel “live”aandacht gekregen heeft en ik denk dat het moeilijk zal zijn om ooit beter te doen. Ik vind het dan ook enorm jammer dat ik dat niet heb mogen meemaken.
(BiS) Alvast bedankt voor dit interview en veel succes nog!
