Ruimtevaart toepassingen in de wielersport
This post is in Dutch, for an English article on satellite applications for cycling, be sure to check out this highlight and this success story on the Eurisy website.
Na de openingsklassiekers de voorbije weken maken we ons op voor de jaarlijkse Vlaamse wielerhoogdag! Jammer genoeg laten de huidige omstandigheden nog geen toeschouwers toe. De pandemie steekt zo ondertussen al een jaar stokken in de wielen, want nadat we vorig seizoen nog net het openingsweekend konden meepikken ging België in lockdown. Wekenlang kregen we geen koers te zien, totdat Flanders Classics plots een innovatieve oplossing voor de wielen schoof: de Virtuele Ronde van Vlaanderen 2020. Niet alleen een primeur, maar ook een groot succes zo bleek want de Ronde van Italië, Zwitserland, en zelfs die van Frankrijk kregen nadien allemaal een eigen virtuele editie. Dat er in deze virtuele omwenteling ook een rol was weggelegd voor de ruimtevaart is wellicht velen ontgaan. Daarom zet ik in deze blog post uiteen hoe dit wel degelijk het geval was. Daarnaast komt er nog een waaier aan tal van andere ruimtevaart toepassingen in de wielersport aan bod.
Meten is weten
Aangezien gezamenlijk sporten sterk werd ingeperkt zijn we onze activiteiten steeds meer digitaal gaan delen. Het voorbije jaar hebben we dan ook massaal gebruik gemaakt van online fitness apps. In dit artikel van Sporza wordt bijvoorbeeld besproken hoe de Strava app een sterke stijging kende tijdens de lockdown in maart 2020.
Het feit dat we vandaag onze sportactiviteiten met een eenvoudige klik of swipe kunnen delen hebben we natuurlijk niet te danken aan de pandemie. De toegankelijkheid tot draagbare navigatiesystemen zoals fietscomputers, sporthorloges, en smartphones is de laatste jaren enorm toegenomen. Dit in combinatie met de honger naar data, zowel in de professionele als in de amateur wereld, heeft geleid tot een digitale revolutie op het gebied van sport. Zonder er zelfs bij stil te staan is de kans dus groot dat je tijdens het sporten geregeld in verbinding staat met ruimtevaart infrastructuur zoals satelliet navigatie systemen. Ook voor professionele atleten en coaches zijn er heel wat programmas beschikbaar die deze ruimtedata verwerken. Via software zoals TrainingPeaks en INSCYD krijgen professionele renners heel wat informatie over hun vormpijl en jaarplanning. Daarnaast kunnen fans hun favoriete renner ook opvolgen aangezien steeds meer renners een Strava account gebruiken om hun data te delen.
Op koers met ruimtedata
Binnen het zogenaamde ESA Business Applications Programme van het Europese Ruimtevaartagentschap (ESA), kwam in 2019 demonstratieproject Beeline tot stand. Deze navigatie-app helpt individuele fietsers, maar ook fietsdelen en fietsbezorging, vlotter en veiliger de drukke straten van Londen door te komen. Voor het optimaliseren van routesuggesties maakt de app gebruik van crowdsourced info en ruimtedata zoals satelliet navigatie en aardobservatie. ESA ondersteunde de ontwikkeling van de app vanwege de link met ruimtedata, evenals de maatschappelijke relevantie van het project. Fietsen heeft veel voordelen voor de samenleving en onze gezondheid. Dit wordt tijdens de pandemie extra benadrukt aangezien mensen meer worden aangemoedigd om de fiets te nemen in plaats van gebruik te maken van het drukke openbaar vervoer.
Naast navigatiesystemen voor het opnemen van sportactiviteiten zijn er dus ook nog satellietbeelden (aardobservatie) die ons op weg kunnen helpen met het plannen van routes. Niet alleen praktisch, maar ook gewoon leuk want met bijkomende snufjes kan je een opgenomen fietsrit nog wat extra in de verf zetten. Relive is bijvoorbeeld een app waarmee een activiteit in een geanimeerde video kan worden gegoten. Met behulp van de ESRI World Imagery Basemap wordt de overbrugde afstand omgezet in een 3D weergave van het terrein, inclusief data over snelheid en hoogtemeters, met eventuele pop-ups van fotos of filmpjes gelinkt aan de locatie waar deze werden gemaakt. Toegepast op een van mijn eigen fietsritten uit het afgelopen jaar ziet het er dan zo uit:
Deze video demonstreert nog even hoe de interactieve route weergave van Relive eruit ziet dankzij satelliet kaarten in combinatie met de data van mijn fietsnavigatiesysteem:
Voor mountainbikers kunnen satelliet applicaties zelfs van levensbelang zijn. Zo kan aardobservatie helpen met het up to date houden van kaarten en routes, of bij het inschatten van bepaalde risico’s zoals lawine- en overstromingsgevaar. In de meest afgelegen gebieden waar er geen terrestrische netwerken zijn kan men via satelliet verbinding ook geconnecteerd blijven en kan men onmiddellijk hulpdiensten verwittigen alsook gelokaliseerd worden.
Virtuele omwenteling
Maar ook indoor applicaties kunnen gebruikmaken van ruimtedata. Tijdens de lockdown zagen heel wat renners zich genoodzaakt om terug te grijpen naar de rollen. Virtuele wielerapplicaties kenden het voorbije jaar een enorme groei, maar het potentieel van virtuele fietsapplicaties had Flanders Classics al eerder bereikt. De organisatie was reeds in 2019 al bezig aan de ontwikkeling van een online fietsplatform voor amateurs. Na de intrede van de lockdown vorig jaar kon Flanders Classics zo in een sneltempo alsnog een (virtuele) editie van de Ronde klaarstomen. Het gratis wielerplatform Proximus Cycling eSeries werd ondertussen ook uitgerold voor alle wielerliefhebbers die een smart trainer ter beschikking hebben. Met allerlei virtuele events, zoals de Sporza Paterberg Challenge, engageert Flanders Classics wereldwijd zo duizenden wielerfans om door het virtuele landschap van de Ronde van Vlaanderen te fietsen.
Lees het volledige verhaal hier
Ondertussen zijn er heel wat verschillende applicaties op de markt die het mogelijk maken om een parcours uit echte wereld om te zetten in een virtuele omgeving. Daarbij wordt gebruik gemaakt van satelliet navigatie data om zo accuraat mogelijk de wegprofielen en percentages van beklimmingen te integreren. Met een smart trainer waarbij het vermogen continu wordt aanpast naargelang het parcours, kan men dan bestaande routes simuleren. Om de ervaring compleet te maken kan je jouw progressie op het parcours digitaal volgen. Zwift maakt daarbij gebruik van avatars in een gegamificeerde fantasiewereld, andere virtuele wielerplatformen bieden dan weer een geaugmenteerde wereld aan met echte beelden en satelliet overzichtskaarten. Daarnaast laten een aantal apps ook toe om zelf routes te creëren of up te loaden op basis van een opgenomen activiteit. Onderstaande video van Eurisy (lees hier het bijhorende artikel) maakt duidelijk op welke manier virtuele wielerapplicaties gebruik kunnen maken van ruimtedata.
Ruimtevaart technologie op wieltjes
Naast satelliet toepassingen zijn er nog heel wat technologieën in de wielersport die hun oorsprong vinden in de ruimtevaart. Een zogenaamde “spin-off” is bijvoorbeeld traagschuim, ook wel gekend als memory foam of NASA-schuim. Het materiaal werd door het Amerikaanse ruimtevaartagentschap ontwikkeld om tijdens de lancering van een Space Shuttle de enorme versnellingskrachten op te vangen door deze beter over het lichaam te verdelen. Wanneer het schuim wordt ingedrukt keert het namelijk langzaam in zijn oorspronkelijke vorm terug. Het materiaal vond algauw de weg naar alledaagse toepassingen. Zo werd het gecommercialiseerd door een Zweedse matrassen- en kussenfabrikant onder de naam “Tempur”. In de wielerwereld vinden we het materiaal dan weer terug in fietsbroeken of zadels voor meer comfort. Hetzelfde soort schuim wordt verder nog gebruikt om fietshelmen schokbestendiger te maken. Bovendien werden fietshelmen in de jaren tachtig ook op basis van NASA-onderzoek aerodynamischer gemaakt, wat volgens windtunnel tests maar liefst een voordeel van één seconde per kilometer opleverde.
Deze windtunnel is een Vlaamse topinnovatie: 35,5 m lang, windsnelheid tot 110 km/u, en voorzien van een nauwkeurig Formule 1 meetsysteem.
Andere voorbeelden van spin-offs uit de ruimtevaart zijn krasbestendige en stralingswerende lenzen. Aangezien het vizier van een astronautenhelm niet beschadigd mocht raken tijdens een ruimtewandeling of een landing op de maan, en gezien de hoge mate van straling in dergelijke omstandigheden, werd een speciaal soort glas ontwikkeld. In het dagelijks leven maken we ook gebruik van die technologie, bijvoorbeeld in zonnebrillen en fietsbrillen.
Tot slot zijn lichte en sterke materialen erg gegeerd voor fietsonderdelen. Koolstofvezel-composieten (carbon) bezitten dergelijke eigenschappen en worden veelvuldig vervaardigd in de lucht- en ruimtevaart sector. Omwille van hun lichtgewicht, grote sterkte en stijfheid worden ze dus ook vaak gebruikt voor sportartikelen. Het Duitse “Lightweight”, waarvan “CarboFibretec GmbH” het moederbedrijf is, levert bijvoorbeeld onderdelen voor zowel fietsen als satellieten (waaronder Sentinel-3). Het Urgestalt fietsframe en het Autobahn tijdrit wiel zijn twee producten die reeds voordeel haalden uit de aerospace know-how van het bedrijf.
Met het Autobahn tijdrit wiel snelt Kristin Armstrong naar olympisch goud tijdens de spelen in 2016. Wie er zelf mee wil rijden telt best ook wat goud neer want het wiel kost algauw 3000 euro.
Wattage per gewichtloosheid
Wie regelmatig op de rollen kruipt weet dat de kracht-gewichtverhouding, uitgedrukt in watt per kilogram lichaamsgewicht, een belangrijke rol speelt. Ook in de ruimte wordt er dagelijks gefietst op een stationaire fiets, al verloopt het daar net iets anders. Om de verzwakking van botten en spieren tegen te gaan tijdens hun langdurig verblijf in gewichtloosheid dienen astronauten in het Internationaal Ruimtestation (ISS) elke dag twee uur te sporten. Een van de fitness toestellen aan boord het ISS is de “CEVIS” (cycle ergometer with vibration isolation system). In combinatie met een hartslagmeter wordt dit toestel voornamelijk gebruikt voor aerobe training.
Het CEVIS-systeem gaat van 25 tot 350 watt en heeft een snelheidsbereik van 30 tot 120 rpm, beduidend minder dan de moderne smart trainer maar voldoende voor de nodige duurtraining.
Opmerkelijk aan deze ruimtetrainer is het ontbreken van een zadel dat omwille van de gewichtloosheid overbodig is. Astronauten blijven evenwel op hun plaats met behulp van handvaten of een harnas. Verder wordt er net zoals op aarde gebruik gemaakt van klikpedalen. Het vermogen van de fiets wordt ingesteld naargelang de trainingsschema’s van de bemanningsleden. Het CEVIS-bedieningspaneel laat de astronauten toe om diverse parameters zoals werkbelasting, fietssnelheid, hartslag en verstreken tijd weer te geven. De data wordt natuurlijk ook doorgestuurd voor technische en medische analyse op de grond.
Kosmonaut Salizhan S. Sharipov op de Russische VELO Ergometer in de Zvezda Service Module van het ISS.
Tot slot beschikt het ISS nog over een tweede fiets. De Russische VELO Ergometer is een vergelijkbaar toestel dat vooral wordt gebruikt door kosmonauten (Russiche ruimtevaarders). VELO heeft een vermogen tussen 50-250 watt en een snelheidsbereik tussen 40-120 rpm. Een duidelijk verschil is dat men bij dit toestel vanuit een meer liggende houding trapt.
Ruimtevaart staat in het dagelijks leven veel dichterbij dan velen denken. De kans is reëel dat je bij jouw volgende fietsactiviteit er zelfs gebruik van maakt. Van virtuele fietsapplicaties en routeplanners tot betere fietshelmen. Het zijn zaken die we vandaag als vanzelfsprekend beschouwen, maar af en toe mogen we toch eens stilstaan bij de technologie die daarachter schuilt. En krijg je het tot slot eens moeilijk op de fiets? Kijk dan vooral een keertje omhoog en denk aan de bemanningsleden van het ISS die dagelijks zwoegen op hun “stationaire” fiets!