Halfvolle vloeistoftanks zetten ruimte-experts al tientallen jaren voor raadsels. Op aarde is hun gedrag al moeilijk te voorspellen, maar onder de gewichtloze omstandigheden in de ruimte is dat nog lastiger, zegt de Groningse wiskundige prof. dr. Arthur (A.E.P.) Veldman. Hij illustreert dat met drie plastic frisdrankflesjes. „Als ik een vol flesje omhoog gooi, kan ik het rondtollende flesje makkelijk vangen. Ik weet namelijk hoe het gaat bewegen. Van een leeg flesje is ook redelijk te voorspellen hoe het terechtkomt, maar een halfvol flesje draait anders. Het water klotst en zorgt voor rare bewegingen. Die bewegingen willen we beter leren kennen.”

De Sloshsat Flevo -vrij te vertalen als klotssatelliet- bestaat uit een cilindervormige tank die voor iets minder dan de helft is gevuld met 33,5 liter water. Net als het frisdrankflesje waarvan het gedrag Veldman hoofdbrekens kost. De tank zit in een rechthoekige doos, bekleed met zonnepanelen die de satelliet tijdens de twee onderzoeksweken van stroom moeten voorzien. Een aantal stuurraketjes aan de buitenkant zorgt voor de aandrijving. De aandrijfraketjes maken de geplande experimenten mogelijk, variërend van goed gecontroleerde bewegingen tot een vrije tuimeling. Een paar honderd sensoren meten intussen het gedrag van het water in de tank. De resultaten zendt de satelliet direct door naar de aarde, waar Veldman en collega’s met de gegevens aan de slag gaan. Ze toetsen de resultaten aan de hand van een vooraf opgesteld computermodel en stellen eventueel aanvullende experimenten voor.

Niet alleen de Groningse universiteit is betrokken bij Sloshsat Flevo. Het tweede deel van de naam van de satelliet is namelijk niet alleen een afkorting van Facility for Liquid Experimentation and Verification in Orbit, maar verwijst ook naar de plaats waar de minisatelliet is gebouwd: het Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium in de Noordoostpolder. Ook NASA-medewerkers hebben een aandeel in de ontwikkeling. Oorspronkelijk zou het apparaat door een spaceshuttle buitenboord worden gezet, maar de ramp met de Columbia in februari 2003 gooide roet in het eten.

Ruimtevaartorganisaties willen klotsbewegingen onder gewichtloze omstandigheden al decennialang doorgronden. Beter begrip heeft brandstofbesparing tot gevolg, omdat satellieten minder corrigerende bewegingen hoeven uit te voeren. Maar er is meer. In de jaren zestig verloor NASA de controle over enkele Centaur-raketten, omdat vloeibare brandstof onbeheersbaar begon te klotsen. In 1998 was het ruimtevaartuig NEAR-Shoemaker in eerste instantie niet in staat in een baan om de planetoïde Eros te komen. Veldman: „Men vermoedt dat brandstof aan boord fanatiek aan het klotsen is geslagen. Met een jaar vertraging als gevolg.”

Vloeistof gedraagt zich in de ruimte net even anders dan op aarde. Het gedrag van vloeistof onder gewichtloze omstandigheden is zo complex omdat de zwaartekracht water en tank niet zoals op aarde dezelfde kant op trekt. Het kost natuurkundigen vooral moeite om stromingen in de buurt van de tankwand te doorgronden. Terwijl deze stroming wel de totale vloeistofbeweging bepaalt, en indirect het gedrag van het hele ruimtevaartuig beïnvloedt.

De lancering van Sloshsat Flevo is extra spannend omdat de satelliet met een nieuw type Ariane-5-raket de lucht in gaat. Deze Ariane-5-ECA-raket van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA kan bijna twee keer zo veel lading de ruimte in brengen als zijn voorganger. De eerste raket van dit verbeterde type werd in december 2002 gelanceerd. Toen heeft de vluchtleiding de raket echter na enkele minuten tot ontploffing gebracht, omdat hij kort na de lancering motorproblemen kreeg.

In eerste instantie zou Sloshsat vrijdagavond van de lanceerbasis in Frans-Guyana vertrekken, maar technici ontdekten dinsdag een afwijking in de lanceerapparatuur. Volgens de nieuwe planning moet het gevaarte zaterdagavond vertrekken. Behalve de klotssatelliet heeft de raket een Amerikaans-Spaanse communicatiesatelliet aan boord.