Ruimteonderzoek — Hoe ver is de mens al?

OP 12 april 1961 werd er een nieuwe Columbus in de annalen der geschiedenis opgenomen. Joeri Aleksejevitsj Gagarin, Russisch kosmonaut, maakte de eerste bemande ruimtereis in de ruimtecapsule Vostok 1. Zijn reis duurde 108 minuten en voerde hem 40.900 kilometer rond de aarde in één omwenteling. Hij was de winnaar van de eerste ronde in de grote ruimterace tussen de voormalige Sovjet-Unie en de Verenigde Staten.

U.S.News & World Report schreef: „Het is een feit dat . . . Amerika de ruimte in werd gestuwd door de gebiedende noodzaak de Russen te overtreffen.” President John F. Kennedy was vastbesloten te proberen de kloof tussen de Russische en de Amerikaanse prestaties in de ruimte te dichten. John Logsdon, hoofd van het Amerikaanse Centrum voor Internationale Wetenschappelijke en Technologische Beleidsvorming, schreef in Blueprint for Space: „Sorenson [Kennedy’s speciale raadsman] zegt dat Kennedy’s houding werd beïnvloed door het feit [dat] ’de Sovjets wereldwijd enorm aan prestige hadden gewonnen door de vlucht van Gagarin, terwijl wij juist toen heel wat aan prestige hadden ingeboet door de Varkensbaai.a Er werd door beklemtoond dat prestige echt een factor was in de wereldaangelegenheden en niet alleen een kwestie van public relations.’”

President Kennedy bepaalde dat de Verenigde Staten koste wat het kost iets spectaculairs moesten doen om de Sovjets in te halen. Hij vroeg: „Hebben wij een kans de Sovjets te verslaan door een laboratorium in de ruimte te brengen, of door een reis rond de maan, of door een raketlanding op de maan, of door een bemande raket heen en weer naar de maan? Is er enig ander ruimtevaartprogramma dat spectaculaire resultaten belooft waarin wij zouden kunnen winnen?” Eindelijk hadden de Amerikaanse geleerden een politieke motivator die hun ambities steunde. Maar successen zouden nog op zich laten wachten.

De Russen prolongeerden hun reeks successen in 1963 toen Valentina Vladimirovna Teresjkova de eerste vrouw werd die een baan om de aarde aflegde, niet eenmaal maar 48 maal! De NASA (het Amerikaanse Bureau voor Lucht- en Ruimtevaart) stond voor de uitdaging de Russen in te halen in de race om internationaal ruimtevaartprestige. Wat bereikten zij uiteindelijk?

Apollo en de maan

De wetenschappers van de NASA hadden sinds 1959 de mogelijkheid van een maanlanding bestudeerd. Zij vroegen toestemming voor de bouw van een ruimtevaartuig dat Apollo genoemd zou worden. Maar „president Eisenhower weigerde dit verzoek in te willigen”. Waarom deze afwijzende houding? De kosten, 34 tot 46 miljard dollar, „zouden niet voldoende wetenschappelijke kennis opleveren om de investering te rechtvaardigen. . . . Eisenhower vertelde de NASA dat hij geen enkel project zou goedkeuren dat een landing op de maan beoogde” (Blueprint for Space). De wetenschappers vestigden al hun hoop op de nieuwe president, John F. Kennedy.

Hij stelde de Amerikaanse wetenschappers het doel voor ogen een man op de maan te laten landen vóór het einde van het decennium — en vóór de Russen! Wendell Marley, een elektrotechnisch ingenieur die aan het geleidings- en navigatiesysteem van de Apollo werkte, vertelde Ontwaakt!: „Er heerste beslist een gevoel van wedijver met de Sovjet-Unie, en dit was ook een drijfkracht bij veel van de ingenieurs met wie ik werkte. Wij waren er trots op ons deel bij te dragen om een man op de maan te krijgen voordat Rusland dat deed. Velen van ons werkten om op schema te blijven zelfs over zonder daar extra voor betaald te worden.”

Het resultaat van al die krachtsinspanningen is nu geschiedenis — Neil Armstrong en Edwin „Buzz” Aldrin lieten in juli 1969 de eerste menselijke voetafdrukken achter op de maanbodem. Voor deze reusachtige prestatie moest wel een hoge prijs betaald worden. Op 27 januari 1967 kwamen drie astronauten om bij een brand aan boord van de commandocapsule tijdens een grondproef. Nog geen drie maanden later stierf de Russische kosmonaut Vladimir Komarov terwijl hij probeerde na achttien omwentelingen om de aarde terug te keren. Toch is dat al honderden jaren vaak de prijs die mannen en vrouwen hebben betaald voor onderzoek. Zij zijn omgekomen bij hun streven naar kennis en glorie.

Welke verdere vooruitgang is er, afgezien van de reizen naar de maan, in de ruimte geboekt?

Het verkennen van de planeten

De NASA heeft veel satellieten de ruimte ingezonden en die hebben uitnemende resultaten opgeleverd in de vorm van grotere kennis van het universum. Dat is een van de voordelen waarop wetenschappers wijzen om de enorme kosten van bemande vluchten en onbemande ruimtesondes te rechtvaardigen. In maart 1992 was het de twintigste verjaardag van een van de grote wapenfeiten van het ruimteonderzoek — de lancering van de eerste ruimtesonde die verder ging dan het zonnestelsel. De Pioneer 10, gelanceerd in 1972, maakte een reeks vroege mislukkingen van haar voorgangers goed die teruggingen tot 1958. Verwacht werd dat het actieve leven van de sonde ongeveer drie jaar zou duren. In plaats daarvan stuurt ze, dank zij haar kernenergiebron, nog steeds informatie naar de aarde. Nicholas Booth schreef in New Scientist dat „NASA-functionarissen verwachten het spoor van het ruimteschip te kunnen volgen tot de eeuwwisseling. Het zou omschreven kunnen worden als de succesvolste interplanetaire missie tot dusver.” Waarom is de Pioneer 10 zo bijzonder geweest?

Ze zou koers zetten naar onze grootste planetaire buur, Jupiter, waarna ze het zonnestelsel zou verlaten. Het ging daarbij om een reis van 779 miljoen kilometer, die bijna twee jaar duurde. In december 1973 werd Jupiter bereikt. Onderweg passeerde ze Mars en ging door een asteroïdengordel voorbij Mars. Ze registreerde 55 inslagen van zeer kleine deeltjes. Het ruimteschip bracht het er echter onbeschadigd af. Andere instrumenten maten de straling en magnetische velden rond Jupiter.

Vervolgens werd de Pioneer 11 gelanceerd en die ging na Jupiter gepasseerd te zijn verder naar Saturnus. Voortbouwend op de bij deze ondernemingen met de Pioneers gelegde basis, ging de NASA verder met de ruimteschepen Voyager 1 en 2. Deze hebben, om het met de woorden van Nicholas Booth te zeggen, „een vloed van informatie over het Jupiterstelsel [teruggestuurd] waarbij de resultaten van de Pioneer-missies verbleekten”. Hoe krijgen deze sondes hun informatie terug naar de aarde?

Er bestaat een verbindingsnet dat het Deep Space Network wordt genoemd en bestaat uit schotelantennes met een doorsnede van 64 meter die om beurten de signalen opvangen terwijl de aarde ronddraait. Deze schotelantennes staan in Spanje, Australië en de Verenigde Staten. Ze zijn de sleutel geweest tot de nauwkeurige ontvangst van radiosignalen uitgezonden door ruimtevaartuigen.

Is er leven op Mars?

Bij het ruimteonderzoek zal men zich waarschijnlijk steeds laten drijven door een intrigerende vraag die de nieuwsgierigheid van de mens al eeuwen bezighoudt: Bestaat er ergens in het uitgestrekte universum intelligent leven? Lange tijd hebben astronomen en schrijvers gespeculeerd over de mogelijkheid van leven op de rode planeet Mars. Wat hebben recente ruimtevluchten in dat opzicht bewezen?

De reeks Mariner-ruimtesondes hebben in de jaren ’60 en ’70 beelden van Mars overgeseind. Vervolgens, in 1976, voerden de landingstoestellen van de Viking 1 en 2 een zachte landing uit op Mars en stuurden ongelofelijk genoeg informatie terug over het gesteente en de bodem. Hoe werd die verkregen? Met behulp van een geautomatiseerd chemisch en biologisch laboratorium op de lander. Er werd grond opgeschept door een beweegbare arm, in de lander gebracht en geanalyseerd door het robotlaboratorium. Was er enig leven of enige hoop op leven? Wat hebben de foto’s en analyses onthuld?

De wetenschappelijk schrijver over de ruimtevaart Bruce Murray verklaart: „Geen struiken, geen grassen, geen voetafdrukken of andere tekenen van leven onderbraken de dorheid van dit geologisch fascinerende terrein. . . . Ondanks het uiterst zorgvuldige onderzoek aan de hand van bodemmonsters . . . werd er geen enkele organische molecule bespeurd . . . De bodem van Mars is veel sterieler dan enig gebied op Aarde. . . . Op Mars is zeer waarschijnlijk al minstens verscheidene miljarden jaren geen leven.”

Murray trok een conclusie uit alle gegevens die het planetaire onderzoek opleverde: „Wij zijn inderdaad alleen in dit Zonnestelsel. De aarde, de enige planeet waarop een wateroppervlak te zien is, is de oase des levens. Wij hebben geen verre microbiële neven op Mars of enige andere plausibele plaats in dit Zonnestelsel.”

Hoe ziet Venus er uit?

Venus, die ongeveer net zo groot is als de aarde, is een onaanlokkelijke planeet voor mensen. De astronoom Carl Sagan noemt Venus „een door en door onaangename plaats”. De bovenste wolken bevatten er zwavelzuur en de atmosfeer bestaat voornamelijk uit kooldioxide. De atmosferische druk op het oppervlak is negentig maal zo groot als die op aarde; dat staat gelijk met het gewicht van een laag water van een kilometer dik.

In welke andere opzichten verschilt Venus van de aarde? Carl Sagan zegt in zijn boek Cosmos dat Venus „achterwaarts [draait], in een richting tegengesteld aan die van alle andere planeten binnen het zonnestelsel. Het gevolg is dat de zon opgaat in het westen en ondergaat in het oosten, waarbij er tussen twee zonsopgangen 118 aardse dagen liggen.” De oppervlaktetemperaturen bedragen ongeveer 480 °C en het is er dus, zoals Sagan zegt, „heter dan in de heetste huishoudoven”. Sinds 1962 is Venus verkend door allerlei Mariner- en Pioneer-Venussondes en door talrijke Russische Venera-ruimtevaartuigen.

Wat betreft het in kaart brengen van Venus zijn de beste resultaten echter bereikt met de ruimtesonde Magellan, de Venus-verkenner gebouwd onder auspiciën van het Jet Propulsion Laboratory van de NASA. Ze werd op 4 mei 1989 gelanceerd vanaf het ruimteveer Atlantis. Het heeft dit opmerkelijke ruimtevaartuig, de Magellan, vijftien maanden gekost om Venus te bereiken, waar het nu elke drie uur en vijftien minuten een baan om de planeet beschrijft en daarbij met behulp van radar opnamen maakt en die overseint naar de aarde. Stuart J. Goldman schrijft daarover in Sky & Telescope: „De resultaten van de missie van het ruimtevaartuig Magellan fenomenaal noemen, is een grove understatement. . . . Deze robotverkenner heeft in de eerste acht maanden dat hij in zijn baan was, 84 procent van een hele planeet in kaart gebracht met een scheidend vermogen van een voetbalstadion. . . . De hoeveelheid gegevens die de Magellan heeft overgeseind naar gretige wetenschappers is ongekend geweest. Begin 1992 had het ruimtevaartuig 2,8 biljoen bits informatie doorgegeven. Dat is driemaal zoveel als de beeldgegevens van alle vorige planetaire ruimtevaartuigen bij elkaar.”

In dit geval heeft de combinatie van een bemand veer en een robot ongelofelijke resultaten opgeleverd. Het nut ervan? Meer kennis van ons zonnestelsel. En dit alles met betrekkelijk weinig kosten, daar de Magellan in zekere zin een reserve-onderdelenproject is geweest; er zijn namelijk veel overgebleven onderdelen van de Voyager-, Galileo- en Mariner-sondes voor gebruikt.

De NASA en de spionagesatellieten

Het speuren naar wetenschappelijke kennis is niet de enige reden voor ruimteonderzoek geweest. Nog een drijfkracht is de wens geweest een militaire voorsprong op een potentiële vijand te krijgen. In de loop van de jaren zijn de ruimtevaartprogramma’s door zowel de Verenigde Staten als de voormalige Sovjet-Unie gebruikt als middel om hun spionagecapaciteit uit te breiden. Bruce Murray zegt in zijn boek Journey Into Space: „De kunstmaanbanen rond de aarde vormden van meet af aan een strijdperk voor verkenning en andere militaire activiteiten, een domein van dodelijk serieuze strategische wedijver tussen de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie.”

Joseph J. Trento bericht in zijn boek Prescription for Disaster dat „in 1971 de CIA en de [Amerikaanse] luchtmacht met het ontwerpen van de Keyhole- of KH-reeks spionagesatellieten [Keyhole = Sleutelgat] begonnen. Op 19 december 1976 werd de eerste Keyhole gelanceerd.” Deze fotosatellieten konden twee jaar in hun baan blijven en hun informatie in digitale vorm naar de aarde overseinen. Hoe effectief waren ze? Trento vervolgt: „Hun scheidend vermogen was zo superieur dat kentekennummers op geparkeerde auto’s goed te lezen waren. Verder werden de satellieten gebruikt om Sovjet-ruimtevaartuigen in hun baan en vliegende strategische bommenwerpers te fotograferen.”

De gecompliceerde ruimteveren

De afgelopen jaren heeft de wereld vol opwinding de bemande ruimteveren zien lanceren. Hebt u er ooit bij stilgestaan hoe complex de hele operatie is? Hoeveel dingen er wel mis kunnen gaan en tot een ramp kunnen leiden? Ingenieurs hebben bijvoorbeeld geworsteld met problemen zoals hoe de motoren van het ruimteveer bij de start koel te houden om te voorkomen dat ze smelten door hun eigen hitte. „De eerste paar jaar dat wij proeven namen, smolt de ene motor na de andere en explodeerde”, schrijft Trento. Dan is er de noodzaak dat de twee stuwraketten met vaste brandstof absoluut gelijktijdig ontbranden opdat het hele apparaat geen radslag maakt en verloren is. Die factoren hebben zeker bijgedragen tot het stijgen van de kosten.

De eerste succesvolle lancering vond plaats op 12 april 1981. Terwijl de twee koppen tellende bemanning, John Young en Robert Crippen, in de stoelen gegespt zat, leverde elk van de drie motoren van het ruimteveer een stuwkracht van 170.000 kilo. Volgens Trento vroegen enkele van de wetenschappers zich af: „Wordt dit de victorie of zal de droom ten onder gaan in de moerassen van Florida? Als de vaste brandstoffen niet binnen een seconde na elkaar ontbrandden, zou er een vuurzee zijn op platform 39A. . . . Bij zero ontbrandden de vaste brandstoffen. Witte stoom overdekte de horizon en de klampen schoten los. De bemanning kon het gebulder horen. Zij voelden dat er beweging in het vaartuig kwam en de kracht aanzwol.” Het project was een succes. „Voor de eerste keer in de geschiedenis van de Verenigde Staten waren Amerikanen aan boord van een niet-beproefd raketsysteem gegaan en hadden ermee gevlogen. . . . Het meest geavanceerde vaartuig dat ooit was gebouwd, werkte.” Er was een nieuw ras Columbussen geboren. Maar niet zonder gevaren — en niet zonder dat er een prijs voor betaald werd. De ramp met de Challenger in 1986, waarbij zeven astronauten het leven lieten, getuigt daarvan.

Bij die eerste vlucht lieten kleurenfoto’s zien dat er hittebestendige tegeltjes, die essentieel waren voor de terugkeer in de aardatmosfeer bij temperaturen van 1100 °C, aan de onderkant van het ruimtevaartuig ontbraken. De wetenschappers moesten dit beter bekijken om de schade te kunnen ramen. Geen op aarde gestationeerde camera’s waren krachtig genoeg om een duidelijk beeld van de beschadigde buik van de Columbia te geven. Wat was dus de oplossing? In een baan boven het ruimteveer bevond zich de KH-11, een spionagesatelliet. Besloten werd het ruimteveer ten opzichte van de aarde om te keren zodat de buik naar de satelliet gekeerd was. De naar de aarde overgeseinde beelden gaven de NASA-mensen de verzekering dat er geen grote stukken tegel ontbraken. De missie liep geen gevaar.

Het ruimteveer-programma — gericht op oorlog of vrede?

De geschiedenis van de NASA is er een van voortdurende botsingen tussen degenen die het bureau zagen als een instrument voor vreedzaam ruimteonderzoek en degenen die het voornamelijk beschouwden als een middel om de Sovjets in de koude oorlog de baas te worden. In 1982 werd dit belangenconflict samengevat door Harold C. Hollenbeck, lid van het Huis van Afgevaardigden, toen hij tegen de Wetenschappelijke en Technologische Commissie van het Huis zei: „De tragedie is dat het Amerikaanse volk zich niet bewust is van de politisering en militarisering van het civiele ruimtevaartbureau. . . . Het was een door burgers geleid team dat ons op de maan bracht . . . Ik voor mij wil geen kostbaar ruimtevaartprogramma dat deel uitmaakt van een of ander Star Wars Pentagon. . . . Ik hoop alleen dat de volgende generatie Amerikanen niet achteraf op ons hier vandaag zal neerkijken als de leiders die stilzwijgend toekeken toen Amerika van een nobel project een interstellaire oorlogsmachine maakte.”

Hij vervolgde met een opmerking die samenvatte wat een knoeiboel de mens van zijn toekomst maakt: „Toen wij de ruimte ingingen, was het maagdelijk terrein, en nu slepen wij de haat en de bitterheid van de aarde mee de hemel in alsof de mens het recht heeft overal oorlog te voeren.” De grote zakenwereld en politieke en militaire belangengroepen probeerden de NASA over te nemen. Met de toekomst van het bureau waren miljarden dollars en duizenden banen (en stemmen) gemoeid.

Een logische vraag is nu: Wat heeft het ruimteonderzoek de mensheid zoal opgeleverd, en wat zal de toekomst brengen?

[Voetnoot]

[Illustraties op blz. 8, 9]

1. De maanjeep uit de Apollo

2. Maanlander met astronaut Edwin E. Aldrin jr. (20 juli 1969)

3. Het VAB (het montage-gebouw), mogelijk het grootste gebouw ter wereld

4. Ruimteveer op de ’transporter’ op weg naar het lanceerplatform

5. Satelliet op het punt gelanceerd te worden

6. Ruimteveer „Challenger” met zichtbaar een beweegbare arm

7. Eerste vrouw in de ruimte, Valentina Teresjkova

8. Eerste man in de ruimte, Joeri A. Gagarin

9. Robotarmen verzamelen monsters op Mars

[Verantwoording]

Foto’s 1-6 NASA-foto’s; 7, 8 Tass/Sovfoto; 9 Foto NASA/JPL