COLOFON

Redactie Voorwaarts

MarsHoofdredacteur:Cas LaansmaOverige redactieleden:Artemis WestenbergFrans BlokBert KaalTon SchuckmanJan van EvertMichel van PeltWim HolwerdaHans KlootwijkRichard ReekersMichel KetelaarsEmile Knetemann

Stichting Explore Mars

NederlandAmiranten 12, 2904 VB Capellea/d IJsselWebsite: www.exploremars.nlE-mail: info@exploremars.nlTelefoon: 010-4510776Voorzitter: Dra. ArtemisWestenbergPenningmeester: GerardKuijpersWebmaster: Bert KaalRedactie Voorwaarts Mars:Cas Laansma

VerschijningsfrequentieDit blad verschijnt onregelmatig.

Inhoudsopgave

3 Redactioneel

4 Feuilleton: Home is where the

hab is

6 Gelach in de ruimte

7 Waar blijven de ruimtevliegtuigen?

13 Revolutie in de ruimte

17 Boekbespreking: Spaceflight

Revolution – David Ashford

18 Curiosity op Mars (2)

21 Wordt Skylon het eerste echte

ruimtevliegtuig?

24 Krijg wat u toekom(s)t (5)

26 De crash van de VSS Enterprise

29 Op Mars met een rugzak

Omslagillustratie: ruimtelijndienst van de toekomst, door CasLaansma.

Het is alweer een tijdje geleden sinds de vorigeuitgave van Voorwaarts Mars uitkwam, maarhier is dan toch weer een nieuw nummer. Het iseen themanummer waarbij het thema dit keergaat over ruimtevliegtuigen, wat volgens mij inde wat verdere toekomst het belangrijkste trans-portmiddel naar de ruimte zal worden. Een grootvoordeel is dat ze net als gewone vliegtuigen,iedere keer opnieuw gebruikt kunnen worden.Een belangrijke ontwikkeling op dit gebied zijnde zogenaamde zuurstofademende motoren,waarbij de motoren zuurstof uit de lucht zuigen(net als bij gewone vliegtuigmotoren), i.p.v. diein een aparte tank mee te nemen. Dit scheeltdusdanig in gewicht dat een dergelijk ruimte-vliegtuig in één keer een omloopbaan kanbereiken, zonder een extra trap of een draag-vliegtuig. Het bedrijf Reaction Engines is kop-loper in deze ontwikkeling omdat het met zijnSABRE-motor een nieuwe doorbraak heeftbereikt. Het wordt wel de grootste doorbraakgenoemd sinds de uitvinding van de straalmotor.Mogelijk wordt de Skylon - het ruimtevliegtuig

dat met deze motoren wordt uitgerust - heteerste echte ruimtevliegtuig.

Ook andere bedrijven experimenteren met her-bruikbare lanceersystemen, zoals het bedrijfSpaceX van de beroemde miljardair Elon Musk.Musk wil zijn bedrijf ook gebruiken om een grotekolonie op Mars te stichten, waar volgens hemmiljoenen mensen naar toe moeten.

Een belangrijke toepassing van ruimtevlieg-tuigen in de toekomst is waarschijnlijk gewoonruimtetoerisme en volgens sommige futurologenwordt dit mogelijk de grootste industrie van detoekomst. Een begin daarvan zien we al metsommige bedrijfjes die korte suborbitale ruimte-tripjes willen aanbieden en waarbij soms ookgebruik gemaakt wordt van kleine ruimtevlieg-tuigjes, zoals bij Virgin Galactic en XCOR.Mogelijk zullen er ooit ruimtevluchten naarruimtestations komen die niet duurder zullen zijndan de huidige lijnvluchten van een gewoneluchtvaartmaatschappij.

3

RedactioneelDoor Cas Laansma

De Lynx, het ruimtevliegtuigje van XCOR, is speciaal bedoeld voor korte toeristische ruimtevluchten.

5 juli 2015 / sol 247

Over het oppervlak van Mars loopt een enor-

me scheur, als in het metselwerk van een

oud verzakt huis. Dat is Vallis Marineris, een

canyon in de overtreffende trap, vierduizend

kilometer lang, op sommige plaatsen een

paar honderd kilometer breed en tien kilome-

ter diep. Je zou er de Himalaya in kunnen

afzinken.

Clarke Station, onze basis, ligt aan het westelij-ke uiteinde van Marineris. Vanuit onze habitatzijn de wanden van de kloof niet zichtbaar. Zeliggen achter de horizon, die op Mars verrader-lijk dichtbij is. De vallei is hier nog tamelijk breedmaar vertakt zich naar het westen toe in eendoolhof van kleinere kloven, Noctis Labyrithusgenaamd.

Vanochtend om een uur of tien zijn we vertrok-ken op weg naar dat labyrint, Aimee en ik, in derover, ons zeswielige vehikel. De eerste kilome-ters voerden door bekend gebied maar al gauwwerd de satellietkaart onmisbaar. Veel meer dantien kilometer per uur schoten we niet op. Hetlandschap is vrij chaotisch en het valt niet meeeen route te vinden die zoveel mogelijk steilehellingen en rotsvelden vermijdt. Verder stoppenwe regelmatig om een radiobaken te plaatsen offoto's te nemen.

Ook namen we af en toe grondmonsters met degrijparm van de rover. Onder andere in een

bizar gebied waar de bodem eerder zwart danrood was. Waarschijnlijk een vrij recente vulka-nische aslaag, maar hoe recent? Een miljoenjaar? Duizend jaar? Honderd jaar? Dat zullenwe uit moeten zoeken als we terug zijn opClarke.

Je moet elkaar wel een beetje aardig vinden omeen week lang samen in zo'n klein wagentje tezitten. De hab is krap, maar een wereld verge-lijkbaar bij deze krappe gezinsauto. Ik voel meweer tien jaar oud, op weg met mijn ouders enzusje naar Zuid-Frankrijk. Maar nu stuur ik zelf.En we kunnen niet iedere paar uur uitstappenom de benen te strekken. We hebben ieder eenruime stoel, die ook nog helemaal naar achterengeklapt kan worden, maar dat is al onze leef-ruimte. Het toilet, of wat daar voor doorgaat, zitachter mijn stoel, die tevens dient als schaam-schot.

Ik voel me kwetsbaar. We zijn hier nooit meerdan een halve meter verwijderd van de dodelijkebuitenlucht. Maar tegelijkertijd geniet ik. Dit landis hartverscheurend mooi, mooier dan de Saha-ra, IJsland, Ladakh, en de Australische Outbackbij elkaar. En puurder bovendien, want op Aardevind je tot op zes kilometer hoogte mensen enhun tentenkampen, tempeltjes, weerstations,souvenirstalletjes. Hier is niets van dat alles. Hetrode zand van Mars wordt voor het eerst sindsmiljoenen jaren platgedrukt door de wielen vaneen voertuig.

Soms zou ik dit landschap voor altijd zo onge-rept willen houden, vrij van de toeristenstromendie ook hier eens op gang zullen komen. Wateen egoïstische gedachte. Wat voor recht heb ikom anderen deze schoonheid te onthouden ter-wijl ik zelf hier het eerste bandenspoor achter-laat?

Halverwege de middag doemde in het zuidwest-en een monsterlijk hoge rotswand op uit de rodenevel, de oostelijke begrenzing van Noctis Laby-rinthus. We volgden op dat moment net eenvallei die rechtstreeks het doolhof in voert en dienaarmate we vorderden steeds dieper door hetomliggende land sneed. Tegen het vallen van deduisternis reden we door een breed ravijn tus-sen torenhoge rotswanden. Een parkeerplaats

4

Feuilleton: Home is where the hab isDagboek van een Marsonaut, Deel 7 – Voor God spelen

Door Frans Blok

Aimee, ik en de rover.

was snel gevonden. Waar we ook staan, westaan niemand in de weg.

Daarna viel er weinig meer te doen dan schrij-ven in het dagboek en bellen met de basis. Enroddelen over de rest van de crew. VolgensAimee hebben Klaus en Olga iets met elkaar. Ikvind het moeilijk voor te stellen, een nerd vanhier tot Hamburg samen met het Stuk van Sibe-rië. Maar volgens Aimee hebben ze minstenstwee maal enkele nachtelijke uren samendoorgebracht.

Ondertussen vraag ik me af hoelang wij tweeënnog van elkaar af kunnen blijven. Als er ooittwee katten op het spek gebonden zijn, dan wijwel. Een warm lichaam binnen handbereik, namaanden van onthouding. Maar sex met eencollega, dat is al niet verstandig als je een kan-toorbaan hebt van negen tot vijf. En met dezebaan zijn we letterlijk ruim vierentwintig uur perdag bezig, met nog vijfhonderd dagen voor deboeg.

Na de roddels werd ons gesprek serieuzer. Wehadden weer een discussie over terraforming.Een onderwerp waar we het hartgrondig overoneens zijn. Mogen we, in de toekomst, probe-ren Mars te veranderen? Mogen we hier eenbroeikaseffect op gang brengen, het zo warmmaken dat hier weer vloeibaar water gaat stro-men? Mogen we de atmosfeer zo dik maken dater planten kunnen groeien?

Ik zou niet weten van wie dat niet zou mogen.Het zou geweldig zijn om hier rond te kunnenlopen zonder zo'n ellendig ruimtepak. Het land-schap zou veranderen maar zeker niet lelijkerworden. En het zou fascinerend zijn die veran-dering te zien gebeuren. Misschien hebben we

als mensheid zelfs wel de morele plicht het le-ven buiten de Aarde te verspreiden. Wij zijn,voor zover we weten, de eersten en misschienwel de enigen die daar ooit toe in staat zijn.

Maar Aimee blijft terugkomen op haar stok-paardje: dat er misschien ergens onder degrond een bacterie leeft die misschien heelanders is dan Aardse bacteriën en ons geter-raform misschien niet zou overleven. Het zijn mijeen beetje teveel misschiens. Moet je daarvooreen hele wereld tot no go-area verklaren?. Enzou zo'n bacterie, als die er is, ook niet juist heelblij kunnen zijn als het hier weer net zo warm ennat wordt als vier miljard jaar geleden?

We mogen niet voor God spelen, zegt ze. Maarals wij niet voor God spelen, zeg ik, wie zal hetdan wel doen? En daar moet ze toch ook welweer om lachen. Ach, het is ook geen discussiewaar we vandaag nog uit moeten komen. Terra-forming is iets voor onze kinderen. En kinderen,daar moet ik op dit moment even niet aandenken.

5

Het eerste karre-

spoor wordt ge-

trokken, de eerste

van velen.

Zo ver het oog reikt rood zand...

6

Gelach in de ruimte

Na zeer enthousiast begonnen maar uitein-

delijk teleurstellende ruimtevliegtuig-pro-

jecten van de jaren '80 en begin jaren '90

horen we tegenwoordig weinig meer over

spaceplanes. Maar hoewel het ongebreidelde

optimisme zeker voorbij is, gaan de ontwik-

kelingen op bescheidener schaal door.

Nieuwe technologie en de lessen die tijdens

de laatste grote opleving van 20 jaar geleden

werden geleerd, maken het misschien

mogelijk om de oude droom binnenkort

alsnog te verwezenlijken.

De illusie voorbijAan het eind van de jaren '80 werd over de helewereld hard gewerkt aan wat de volgende gene-ratie lanceervoertuigen had moeten worden. Omgrote ontwikkelingen in het gebruik van deruimte mogelijk te maken, moesten de lanceer-kosten drastisch naar beneden. Het was duide-lijk dat zoiets met 'wegwerpraketten' niet ginglukken: daar waren de haalbare reducties inlanceerprijzen niet groter dan enkele tientallenprocenten, terwijl reducties van een factor 10,100 of zelfs meer vereist werden. Wat de wereldnodig had, waren volledig herbruikbare ruimte-vliegtuigen, het liefst bestaand uit een enkeletrap. Er leek daarom midden jaren '80 een racete zijn losgebarsten om als eerste zo'n space-plane op de markt te brengen; op het spel ston-den de wereldwijde lanceermarkt, technolo-gische superioriteit en een dominante (mili-taire?) positie in de ruimte. Een land met eenoperationeel ruimtevliegtuig zou tegen geringekosten op elk moment elk punt in een lage aard-baan kunnen bereiken. Concepten die tot dantoe economisch onrendabel en onpraktischwaren, zoals ruimtehotels, ruimtefabrieken,'space solar power' satellieten, geregelde in-spectie van verdachte kunstmanen en hyper-soon intercontinentaal luchtvervoer, zoudenopeens mogelijk worden. De ruimtevloot voor devroege jaren 2000 bestond, op papier, uit deAmerikaanse X-30 NASP, de Britse HOTOL, deDuitse Sänger-II, de Japanse JSSTO, deRussische Tu-2000 en de Franse STAR-H enSpace Transportation System 2000.

Echter, hoe verder de ontwikkeling van dezeruimtevliegtuigen voortschreed, hoe ingewikkel-der de systemen werden. Telkens bleek nogweer een nieuwe technologie nodig te zijn omgevonden problemen in het ontwerp op te

lossen; technologie die zelf ook weer met risi-co's kwam wat betreft technische en financiëlehaalbaarheid. De complexiteit nam voortdurendtoe met als gevolg dat de verwachtte ontwikke-lingskosten de pan uit rezen en de geplandedatum voor de eerste vlucht steeds verder detoekomst in schoof. Om nog maar niet tespreken over het moment waarop een opera-tionele versie van de machine in gebruik zoukunnen worden genomen. De economischevoordelen werden steeds onzekerder, want hetgebruik van die ingewikkelde spaceplanes hadsteeds minder van doen met dat van normalestraalvliegtuigen. Nog afgezien van de astro-nomische ontwikkelingskosten, was het nietondenkbaar dat de vluchtkosten uiteindelijk zelfshoger zouden uitvallen dan die van conventio-nele lanceerraketten. Met in het achterhoofd dewat dat betreft slechte ervaringen met de SpaceShuttle, trokken de betrokken overheden uitein-delijk de stekker eruit: binnen korte tijd werdenin de vroege jaren '90 alle ambitieuze ruimte-vliegtuigprojecten beëindigd.

Na een korte opleving van verticaal opstijgendealternatieven aan het eind van de jaren '90, metontwerpen als de ROTON Rotary Rocket (meteen raketaangedreven helikopter-rotor), devleugelloze Kistler K-1 en de Venture Star liftingbody, leek het afgelopen met de herbruikbarelanceerders in het algemeen en ruimtevliegtuig-projecten in het bijzonder. Op bescheidenerschaal gaat de ontwikkeling van technologie enconcepten echter nog steeds door.

Skylon, de reïncarnatie van HOTOLIn een klein bedrijf in Groot Brittannië kreeg dein 1988 gestopte HOTOL een bescheidendoorstart. HOTOL was een eentraps-ruimte-vliegtuig met een geavanceerd type motor datde functies van een turbojet, een ramjet en eenraketmotor combineerde. British Aerospace wasverantwoordelijk voor het ontwerp van het sys-teem, terwijl Rolls Royce voor de revolutionairemotoren zou zorgen. Het had van normalevliegvelden moeten kunnen opstijgen, maar hetontwerp werd uiteindelijk zo zwaar dat hetgebruik zou moeten maken van een met raket-motoren aangedreven lanceerwagen. Dat bete-kende dat HOTOL effectief een tweetrapssys-teem werd met alle extra operationele nadelenvan dien. Het betekende ook dat het gebruikvan bestaande startbanen nabij bewoond

7

Waar blijven de Ruimtevliegtuigen?Michel van Pelt

gebied onmogelijk werd vanwege de geluids-overlast en daarnaast moeilijkheden bij het com-bineren van normaal vliegverkeer en het gebruikvan een raketwagen op een druk, commercieelvliegveld. De combinatie met de geavanceerde,vaak nog experimentele technologie die HOTOLook met gebruik van een raketwagen nog nodighad, betekende dat het project teveel technischen economisch risico met zich meebracht. In1988 trok de Britse overheid zich terug uit hetproject, en kort daarop vertrok ook Rolls Royce.

Niet veel later richtten Alan Bond en een aantalRolls Royce werknemers die onder zijn leidingaan de ontwikkeling van de motor hadden ge-werkt een nieuw bedrijf op. Reaction EnginesLtd ging HOTOL voortzetten met in eersteinstantie de nadruk op de motoren, nu SABREgenoemd, voor 'Synergistic Air BreathingEngine'. Een cruciaal onderdeel daarvan is de'pre-cooler'. Bij hypersone snelheid wordt delucht door de vorm van de luchtinlaat sterkgecomprimeerd, wat gepaard gaat met extremehitte. Om de superhete lucht te koelen en zo tevoorkomen dat de motoren smelten wordt hetdoor een grid van buisjes geleid waardoorvloeibaar helium stroomt; dit brengt de tempe-ratuur van rond de 1000 graden Celsius terugtot ongeveer minus 140 graden. Het ontwerpvan deze precooler luistert zeer nauw, want eente hoge temperatuur van de ingaande luchtheeft nadelige invloed op de prestaties en con-structie van de motor, terwijl bij te grote koelinghet water in de lucht ijs kan gaan vormen dat deluchtstroom hindert.

Het HOTOL-ontwerp evolueerde binnen Reac-tion Engines tot die van de huidige 'Skylon' (ver-noemd naar een futuristisch kunstwerk dat in

1951 werd gepresenteerd tijdens het Festival ofBritain en waar de romp van het ruimtevliegtuigsterk op lijkt). De ontwerpers zeggen voor alletekortkomingen in de originele HOTOL oplos-singen te hebben gevonden. Een van de groot-ste problemen van HOTOL was de stabiliteit:omdat tijdens de vlucht de tanks leegraken ter-wijl de motoren achterin niet van gewicht veran-deren, verschoof het zwaartepunt van het vlieg-tuig steeds verder naar achteren. Het bleekonmogelijk een aerodynamisch ontwerp temaken waarbij HOTOL zowel bij de start (metvolle tanks) als tijdens de supersone vlucht ende landing (met lege tanks) onder controle konworden gehouden. In plaats van helemaalachterin zijn bij Skylon de motoren halverwegede romp geplaatst, aan het eind van de delta-vleugels: terwijl de tanks voor en achterin hetvliegtuig leek raken, blijft het zwaartepunt daar-mee vrij-wel op dezelfde plek. Een ander voor-deel van dit ontwerp is dat de motoren nietlanger zoals bij HOTOL volledig in de rompgeïntegreerd zijn. Net als bij moderne verkeers-vliegtuigen kunnen ze daarom onafhankelijk vande rest van het ruimtevliegtuig worden getest,en ook voor snelle reparaties of vervanging doornieuwe of zelfs verbeterde motoren heeft ditgrote voordelen. De raket-aangedreven lanceer-wagen - een grote handicap van het HOTOL-concept - is voor Skylon niet meer nodig, wathet oude idee van starten en landen vanaf eennormaal vliegveld weer mogelijk maakt. Hoeweldaarvoor wel de startbaan tot 5.6 km verlengden versterkt moet worden om de zware Skylonte kunnen dragen. Wat betreft geluidsoverlastverwachten de ontwerpers dat Skylon binnen denormen voor vliegvelden in bewoond gebied kanblijven.

8

Artistieke voorstelling

van een Skylon

ruimtevliegtuig op het

vliegveld. [Adrian Mann

& Reaction Engines

Limited]

Robuust ontwerpVeiligheidseisen dicteren dat een vliegtuig bijhet afbreken van de start net voor het opstijgen,toch voor het einde van de startbaan stil moetkunnen staan, mocht er zich tijdens de 'take-offrun' een probleem voordoen. Dat betekent datSkylon, die door de grote hoeveelheid stuwstofaan boord een stuk zwaarder is dan het grootsteverkeersvliegtuig, extreem goede remmen moethebben. Om het gewicht van die remmen teminimaliseren maken ze voor de koeling gebruikvan water: bij het remmen kort na de start kandit via stoom de wrijvingswarmte afvoeren en zovoorkomen dat de remmen in brand vliegen, enna een geslaagde take-off kan het water simpel-weg overboord worden gepompt zodat het lozegewicht van enkele duizenden kilogrammen nietmee hoeft worden genomen. Tijdens de landingis Skylon, met lege tanks, zo licht dat waterkoe-ling van de remmen niet nodig is.

De behuizing van de SABRE motoren hebbeneen banaan-vorm, omdat de inlaat recht op deinkomende lucht gericht moet staan, terwijlSkylon onder een hoek met de luchtstroom moetvliegen om voldoende lift op te wekken. Elk vande twee motoren kan (in theorie) in 'airbreathingmode' een maximale stuwkracht van maar liefst1,350,000 Newton leveren; evenveel als eenAriane 5 Vulcain II raketmotor. In 'rocket mode'moet een SABRE zelfs 1,800,000 Newton kun-nen halen. Het geweld van de twee SABRE'smoet het mogelijk maken 12,000 kg in een lagebaan rond de aarde te brengen.

Het aerodynamisch ontwerp van Skylon zorgt ervoor dat het vliegtuig bij terugkeer in de damp-

kring al op grote hoogte sterker begint af te rem-men dan bij de Space Shuttle het geval was.Daarmee blijft de huid van Skylon tijdens deafdaling relatief koel en volstaat voor het over-grote deel van de romp en vleugels een hitte-schild van versterkte keramische platen. Doorde turbulente luchtstroom rond de vleugels tij-dens de re-entry zullen sommige delen van hetvliegtuig echter actief gekoeld moeten wordendoor middel van stromen koud waterstof.

In 2011 concludeerde een beoordeling vanSkylon door ESA, dat financieel bijdraagt aan debenodigde technologie-ontwikkeling, dat hetontwerp "does not demonstrate any areas ofimplausibility". Reaction Engines verwacht danook dat het Skylon-ontwerp binnenkort zoweltechnisch als economisch gezien solide genoegzal blijken om grootschalige investeringen aante trekken. Het bedrijf schat dat klanten voorongeveer $650 miljoen (equivalent aan de prijsvan een groot verkeersvliegtuig) een Skylonzullen kunnen kopen, bij een minimale productievan 90 ruimtevliegtuigen. Vroege gebruikerservan zouden zo'n $30 tot $40 miljoen per vluchtmoeten uitgeven, maar met een groeiend aantalSkylons dat meer en meer vluchten maakt moetde prijs zich kunnen stabiliseren rond de $10miljoen. Vergeleken met een Ariane 5 ECA, dievoor rond de $150 miljoen iets minder gewicht ineen lage aardbaan kan brengen, zou dat eenflink economisch voordeel betekenen.

Momenteel is Reaction Engines bezig met hettesten van een experimentele versie van de pre-cooler en wil het binnenkort een werkendschaalmodel van een SABRE bouwen voor

9

grondtesten van de 'airbreathing mode', de'rocket mode' en de overgang daartussen. Een'Nacelle Test Vehicle' is gepland voor het testenvan de vorm van de behuizing en de luchtinlaatvan de motor. Deze NTV moet door middel vaneen startraket een snelheid van Mach 5 (vijfkeer die van het geluid) bereiken; snel genoegom met een ingebouwde ramjet realistisch de'airbreathing mode' te kunnen simuleren. Ookde moeilijk op de grond te testen of met eencomputer te simuleren schok-interactie tussende behuizing en de vleugel moet ermee onder-zocht worden. De luchttoevoer en controlesys-temen van de NTV zullen vrijwel identiek zijnaan die van de echte SABRE nacelle. Al met alverwacht Alan Bond dat "…we could have aSkylon plane leaving Heathrow airport sometimeduring this century" (voor de liefhebbers, opinternet is alvast een schaalmodel van deSkylon te verkrijgen).

Brittania rules the skiesPlannen voor ruimtevliegtuigen zijn in GrootBrittannië sowieso erg populair, misschienomdat deze voor dit land een mogelijkheid vor-men om weer een leidende positie in lanceer-ders te bemachtigen: behalve Skylon zijn er ookplannen voor de Spacecab, een ontwerp waarhet kleine bedrijf Bristol Spaceplanes al sinds1991 aan werkt.

Spacecab is een twee-trapssysteem met eenConcorde-achtige eerste trap en een raket-aangedreven tweede. De 'carrier aircraft' heeftvier gewone turbojet straalmotoren voor hetopstijgen en versnellen tot Mach 2. Vervolgensstuwen twee raketmotoren het geheel naarMach 4, waarna een klein raketvliegtuig metdeltavleugels zich van de grotere eerste traplosmaakt om op eigen kracht een baan om deaarde te bereiken. Naast twee piloten kan hetruimtevliegtuig zes passagiers of een equivalentaan vracht meenemen. Volgens Bristol Space-planes is hun ontwerp zeer conservatief envereist het geen fundamenteel nieuwe technolo-gie. Na Spacecab volgt in hun visie de Space-bus, waarbij het moedervliegtuig wordt uitgerustmet nieuw ontwikkelde turbo-ramjetmotorenwaarmee Mach 4 kan worden bereikt. Met raket-motoren zou vervolgens Mach 6 kunnen wordenbereikt voordat de tweede trap wordt losgekop-peld. Deze zou groter zijn dan die van deSpacecab, met plaats voor 50 passagiers. DavidAshford, de directeur van het bedrijfje, heeft zijnideeën een paar jaar geleden samengevat in hetzeer leesbare boek "Space-flight Revolution", en daarvoor in het mooi geïllustreerde "YourSpaceflight Manual - How You Could be aTourist in Space Within Twenty Years" (ge-

schreven met ruimtetoerisme-promotor PatrickCollins).

Hypersone bommenwerpersIntussen lijkt het meeste geld aan onderzoekaan hypersone vliegtuigen - en daarmee aanruimtevliegtuig-technologie - te worden uit-gegeven in de Verenigde Staten, en dan vooralvoor militaire toepassingen. Zo werden binnenNASA's Hyper-X programma twee vluchten uit-gevoerd met de kleine X-43A, een onbemandexperimenteel vliegtuig met een geavanceerdescramjet. Een scramjet is een ramjet waarbij deinkomende lucht niet tot subsone snelheid hoeftte worden afgeremd voor een effectieve ver-branding. Dat betekent dat scramjets bij veelhogere snelheden kunnen worden gebruikt danramjets. De X-43A's werden naar hypersonesnelheid gestuwd door een Pegasus raket, eenlanceervoertuig dat vanonder de vleugel vaneen omgebouwd verkeersvliegtuig wordt ge-dropt (zoals indertijd de X-15). De laatste X-43Azette in november 2004 het record voor eenluchtverbruikende straalmotor: de scramjetwerkte 10 seconden bij een snelheid van maarliefst Mach 9.6. De ontwikkeling werd voorgezetmet de vergelijkbare X-51, die in mei 2010 voorhet eerst vloog. De behaalde snelheid was"slechts" Mach 5, maar de motor brandde maarliefst 200 seconden. De tweede vlucht en derdevlucht in het X-51 programma, in 2011 en 2012,waren geen succes, maar in mei 2013 werktede ramjet 210 seconden en versnelde het vlieg-tuigje van Mach 4.8 naar 5.1.

Hoewel veel mensen ervan overtuigd zijn dat deV.S. al een herbruikbaar hypersoon spionage-/ruimtevliegtuig in gebruik hebben (onder denaam 'Aurora', of 'Blackstar') lijkt het erop dat deontwikkeling van zo'n systeem in werkelijkheidnog veel ontwikkelingswerk zal vergen. In 2011maakte DARPA bekend dat hun tweede Falcon

10

De X-51 wordt, bevestigd aan een B-52, eerst op

grote hoogte gebracht en vandaar gelanceerd.

Hypersonic Technology Vehicle (HTV 2) uit el-kaar was gevallen vanwege onbegrepen hyper-sone aerothermodynamische problemen. Demotorloze HTV werd naar een snelheid vanMach 20 gelanceerd en vloog zes minuten langop extreem hoge snelheid door de hoge atmo-sfeer. Te snel, is nu gebleken: de huid van hetvliegtuigje was ontworpen om weg te brandenals gevolg van de intense hitte van de com-pressie van de lucht die het raakt, maar dat gingveel sneller dan was verwacht op basis vancomputermodellen en laboratorium-testen. Opde plaatsen waar de huid verdween, ondervondde HTV schokgolven die een factor honderdsterker waren dan de constructie aankon. Deeerdere HTV 1 test was ook geen succes,waarschijnlijk om dezelfde reden. DARPA lijktdus nog een lange weg te moeten gaan voordathet door hen gedroomde automatische hyper-sone vliegtuig, waarmee elk punt op de aardbolbinnen een uur bereikt moet kunnen worden,werkelijkheid is. Meer algemeen laten de proble-men met de HTV zien dat de kennis en technieknog niet volwassen genoeg is voor de volledigeontwikkeling van een herbruikbaar, luchtade-mend ruimtevliegtuig.

AVATARSinds het einde van de grote spaceplane-pro-jecten twintig jaar geleden heeft India grotestappen gemaakt in haar technische ontwikke-ling. Het land bouwt nu succesvolle lanceer-raketten en werkt aan een concept dat bekendstaat als AVATAR, voor 'Aerobic Vehicle forhypersonic Aerospace TrAnspoRtation'. Ditruimtevliegtuig zal opstijgen met gebruik vanturbo-ramjetmotoren en volle brandstoftanks,maar met lege tanks voor de zuurstof die hetlater nodig heeft voor zijn raketmotoren. Tijdensde vlucht door de atmosfeer wordt lucht verza-meld die vervolgens vloeibaar wordt gemaaktmet behulp van warmtewisselaars met vloeibarewaterstof (vergelijkbaar met het ACE principevan het oude Japanse JSSTO spaceplaneontwerp). Een nieuw idee is de volgende stap,waarbij de vloeibare zuurstof van de rest van devloeibaar gemaakte lucht wordt gescheiden enin de tot dan toe lege tanks wordt opgeslagen.Op het moment dat AVATAR moet omschakelenop pure raketvoorstuwing zijn die tanks vol methet benodigde vloeibare oxidans. Een ambi-tieus, geavanceerd en zeer ingewikkeld con-cept.

Wie durft het aan?Ondanks dat er door vele bedrijven en agent-schappen aan diverse concepten en technolo-gieën wordt gewerkt, blijven de beschikbarebudgetten bescheiden in vergelijking met wat er

nodig is voor de ontwikkeling van een operatio-neel ruimtevliegtuig. De nadruk voor de nabijetoekomst blijft liggen op de verdere verfijning enkosten-optimalisatie van niet-herbruikbare raket-ten. De laatste vijftig jaar was het volledig her-bruikbare ruimtevliegtuig altijd de "volgendegeneratie lanceerder", waarbij het elke tien jaarook weer tien jaar verder de toekomst in schoof;"Hypersonics is the future of aeronautics… andit always will be", zeggen velen in de Ameri-kaanse luchtmacht. In plaats van vliegtuigen diemet combinaties van straal- en raketmotoreneen veel betaalbaardere pendeldienst met deruimte zouden kunnen onderhouden, werdsteeds toch weer gekozen voor conventioneleniet-herbruikbare raketten met lagere ontwikke-lingsrisico's.

De problemen die de grote spaceplane-projec-ten van de jaren '80 torpedeerden blijvenobstakels die grote investeringen in de wegstaan: onzekere economische voordelen, hogeontwikkelingskosten, lange ontwikkelingstijdenen grote technische en economische risico's. In2001 werd bijvoorbeeld de Amerikaanse X-33,een verticaal gelanceerd, horizontaal landendtestmodel voor de grotere Venture Star, gean-nuleerd vanwege grote technische problemen.Er was op dat moment al meer dan een miljarddollar aan het project uitgegeven, en er was alveel hardware gebouwd, waaronder een vol-ledig lanceercentrum. Op dat moment waren degeschatte kosten voor de uiteindelijke VentureStar maar liefst $35 miljard, exclusief de kostenvoor het oplossen van de fundamentele proble-men die tijdens de ontwikkeling van de X-33 dekop opstaken. De ontwikkeling van een groot,geavanceerd vliegtuig als de Airbus A380 kosttedertien jaar, die van de Ariane 5 twaalf jaar, ende ontwikkeling van het F-22 gevechts-vliegtuigmaar liefst 20 jaar. Het is zeer waarschijnlijk datde ontwikkelingsduur van een ruimtevliegtuigook zeker twee decennia zal bedragen, en dat is

11

Artistieke voorstelling van de X-33.

een erg lange tijd voor overheden (meer danvier presidentiële ambtstermijnen in de VS) enzeker voor commerciële investeerders. Intussenheeft SpaceX met haar Falcon raketten be-wezen dat er wat betreft het verlagen van lan-ceerkosten voor conventionele raketten nogsteeds mogelijkheden zijn, wat het economischenut van herbruikbare lanceerders nog moeilijkerte bewijzen maakt (al werkt SpaceX aan eenherbruikbare versie van de eerste trap van haarFalcon 9 raket, en heeft het daarmee al enkeletestvluchten uitgevoerd). De ontwikkeling vaneen operationeel ruimtevliegtuig lijkt daaromvoorlopig nog een groot en (te) kostbaar avon-tuur.

Aan de andere kant zijn er momenteel veelactiviteiten op het gebied van sub-orbitaleraketvliegtuigen voor toeristische vluchten enexperimenten, zoals Scaled Composites'SpaceShipTwo en XCOR's Lynx. Deze ma-chines kunnen de grens van de ruimte bereiken(100 km voor SpaceShipTwo) en leiden mogelijktot verdere ontwikkelingen die een echt orbitaalruimtevliegtuig zouden kunnen opleveren.Scaled Composites heeft al aangegeven dieambitie te hebben. Echter, de huidige generatievan deze raketvliegtuigen vliegt, met een maxi-male snelheid van Mach 3, meer dan acht keerte langzaam voor een satellietbaan; in termenvan kinetische energie (die via voorstuwing endus stuwstof verkregen moet worden) is datbijna een factor 70 te weinig. Een orbitaalruimtevliegtuig is dus geen kwestie van watrelatief kleine verbeteringen aan de suborbitale

concepten, maar een enorme stap in schaal.Om toch nog enigszins optimistisch af te sluiten:het nieuwe bedrijf Stratolaunch Systems vanMicrosoft pionier Paul Allen ontwikkeld momen-teel een nieuw lanceersysteem bestaande uiteen enorm (subsoon) Scaled Compositesdraagvliegtuig en een 'air-launched' raket. Ditzou misschien de basis kunnen vormen vooreen tweetraps herbruikbaar lanceersysteem, als de raket wordt vervangen door een ruimte-vliegtuig.

Waarschijnlijk nog wel het meest positieve vande recente commerciële ruimtevaartontwikke-lingen is dat bedrijven als Virgin Galactic,SpaceX en Stratolaunch via hun huidige pro-jecten misschien veel geld gaan verdienen;misschien zelfs wel genoeg om te kunneninvesteren in echt routinematige vluchten naarde ruimte. Zonder de noodzaak voor grotehoeveelheden belastinggeld (en dus langdurigepolitieke steun) en gebruikmakend van dehypersone technologie die momenteel door mili-taire organisaties wordt ontwikkeld, is er zomisschien nog een lichtpuntje aan het eind vande ruimtevliegtuigtunnel.

Een eerdere versie van dit artikel verscheen in

het blad Ruimtevaart, nummer 4 van 2012, van

de Nederlandse Vereniging voor Ruimtevaart

(NVR). De auteur schreef ook een boek over

raketvliegtuigen, 'Rocketing Into the Future; The

History and Technology of Rocket Planes', dat

recent door Springer Praxis Books is uit-

gegeven.

12

Artistieke voorstelling van het Stratolaunch concept. [Stratolaunch Systems]

In mei onthulde de Amerikaanse firma

SpaceX de Dragon V2, de bemande versie

van de Dragon, het eerste commerciële

ruimtevrachtschip, dat al enkele vluchten

naar het ruimtestation ISS heeft gemaakt. In

de wat verdere toekomst wil het bedrijf een

volledig herbruikbare raket ontwikkelen, met

als doel de kosten voor lanceringen met een

factor honderd te verlagen. Een revolutie in

de ruimtevaart.

De NASA is al enkele jaren afhankelijk van Rus-land voor het vervoer van astronauten naar hetruimtestation ISS. Zeker sinds de verstoorderelatie met Rusland door de crisis in Oekraïne,is dat voor veel Amerikanen een situatie waar zeknap zenuwachtig van worden. Vandaar dat metspanning wordt gewacht op de eerste bemandelancering van de Dragon.

In 2006 startte NASA het COTS-programma(Commercial Orbital Transportation Services),dat de kosten voor vervoer naar de ruimte moetverlagen door het uit te besteden. In december2008 verleende de NASA een contract terwaarde van 1,6 miljard dollar aan SpaceX voortwaalf vrachtvluchten van de Dragon naar hetISS. Behalve de Dragon heeft ook de Cygnusvan Orbital Sciences al vracht naar het ISSgebracht.

Anders dan de onbemande versie, kan deDragon V2 aan het ISS koppelen zonder hulp

van de robotarm van het ruimtestation. De on-bemande Dragon bestaat uit twee gedeelten:het voorste deel, waarmee aan het ruimtestationwordt gekoppeld, is een drukcabine en daar-achter bevindt zich een gedeelte dat niet opdruk wordt gehouden en waaraan ook de zon-nepanelen zijn bevestigd. Hoewel er nog geenmensen meevliegen, is de capsule nu al vanramen voorzien. De Dragon is ook het eersteruimtevrachtschip dat herbruikbaar is, het kanook lading naar de aarde terugbrengen.

Langzame startMusk, een internetmiljonair, richtte SpaceX in2002 op toen E-bay Paypal voor anderhalf mil-jard dollar overnam. Hij was de grootste aan-deelhouder van Paypal en investeerde honderdmiljoen dollar van de opbrengst in zijn nieuwebedrijf.

Musk droomt ervan om uiteindelijk mensen naarMars sturen, dat is zijn voornaamste drijfveergeweest om SpaceX op te richten. "I would like

to die on Mars; just not on impact" is een veelgeciteerde uitspraak van hem. Hij beweert dathij binnen tien tot twintig jaar mensen op Marskan laten landen voor een bedrag van slechtsvijf miljard dollar. Dat is een fractie van de tien-tallen miljarden dollars die de NASA en de ESAvoor zo'n onderneming nodig denken te hebben.Musk wil zelfs tienduizend mensen naar Marssturen. Gevraagd of dat niet een beetje veel is,antwoordt hij: "uiteindelijk willen we geen tien-duizend mensen op Mars - we willen miljoenen".

Musk had zich in het begin als doel gesteld ombinnen twee jaar een raket te ontwikkelen dieslechts zes miljoen dollar per lancering zoukosten, maar dat was natuurlijk geen erg realis-tische planning. Zeker niet als je bedenkt datSpaceX niet alleen een nieuwe raket ontwikkel-de, maar ook de motoren hiervoor zelf ontwierpen bouwde.

De eerste vlucht van deze Falcon-1 raket vondvier jaar later plaats op 26 maart 2006. De raket,die op kerosine en vloeibare zuurstof werkt,eindigde al na 41 seconden in zee. Een lek ineen brandstofleiding veroorzaakte een brandwaardoor de motor werd uitgeschakeld. Onder-tussen was de prijs van de raket al opgelopen

13

Revolutie in de ruimteSpaceX wil raketten spotgoedkoop maken

Door Jan van Evert - www.spacenews.nl

Impressie van de Dragon V2 die aan het ISS koppelt.

tot 6,7 miljoen dollar. De tweede poging op 22maart 2007 eindigde weer in een mislukking enook de derde lancering liep uit op een fiasco. Nahet afstoten van de eerste trap bleef de motornog enkele seconden draaien waardoor deze opde tweede trap botste, die hierdoor in de oceaanstortte. Pas bij de vierde poging kwam hetgewenste succes: op 28 september 2008 brachtde Falcon-1 een dummy lading in een baan omde aarde. De eerste commerciële lancering wasop 13 juli 2009, toen een Maleisische aardob-servatiesatelliet gelanceerd werd.

KostenbesparingDe belangrijkste methode die SpaceX gebruiktom kosten te besparen, is het opnieuw ge-bruiken van delen van de raket. De eerste trapvan de Falcon-1 landt aan een parachute in zeeen wordt, net als de boosters van de SpaceShuttle, door een schip geborgen. En dat is bestbijzonder, want de Falcon is de enige raket diedeze mogelijkheid heeft. Daarnaast probeertMusk het ontwerp van zijn raketten zo een-voudig mogelijk te houden door in alle trappenkerosine en vloeibare zuurstof te gebruiken.Verder heeft hij allerlei technische verbeteringentoegepast om het gewicht van de raket te be-perken. Zo is de brandstoftank van de tweedetrap gemaakt van dezelfde lichtgewicht alumi-nium-lithium legering die voor de externe tankvan de Space Shuttle gebruikt werd.

Musk was al lang voor de eerste Falcon-1 lan-cering begonnen met het ontwikkelen van eenveel grotere raket: de Falcon-9. Deze heet een-voudig zo omdat de eerste trap ervan negenmotoren heeft. De Falcon-9 kan tien ton ladingin een lage omloopbaan brengen, wat vergelijk-baar is met de Delta IV van Boeing en de AtlasV van Lockheed Martin. Maar een Falcon-9

lancering kost zestig miljoen dollar, veel minderdan een Atlas V-401 die 90 miljoen kost. Dat iseen fors verschil, maar niet de helft minder zoalsSpaceX beweert. De NASA concludeerde naeen onderzoek dat de ontwikkeling van deFalcon-9 ruim 300 miljoen dollar had gekost,een fractie van de minimaal 1,7 miljard dollar dieze verwacht hadden. De eerste lancering van deFalcon-9 vond plaats op 4 juni 2010 en was ditkeer meteen een succes. Inmiddels bestaat deorderportefeuille van SpaceX vrijwel uitsluitenduit Falcon-9 lanceringen.

In 2005 begon SpaceX met de ontwikkeling vande Dragon. Op 8 december 2010 werd dezevoor het eerst gelanceerd door een Falcon-9 enplonsde na twee rondjes om de aarde in deStille Oceaan voor de kust van Californië. Netals de Apollo-capsule is de Dragon voorzien vaneen hitteschild en landt hij aan parachutes.

Om de kosten zo laag mogelijk te houden, koosMusk niet alleen voor een gedeeltelijk herbruik-baar ruimteschip, maar liet hij ook een traditio-neel koppelings-systeem achterwege. Zodra deDragon het ISS tot minder dan tien meter ge-naderd is, wordt hij vastgegrepen door een ro-botarm van het ruimtestation, en door een vande bemanningsleden handmatig aan het stationgekoppeld.

Na een week keert de capsule weer terug naarde aarde - het achterste deel met de zonnepa-nelen wordt niet opnieuw gebruikt. SpaceX wilde Dragon in de toekomst ook verhuren als vrijvliegend mini-ruimtelaboratorium onder denaam DragonLab.

14

De Dragon V2.

Landing op Mars met een Dragon van SpaceX.

Nieuw ontsnappingssysteemDe bemande versie van de Dragon die SpaceXontwikkelt, is iets groter dan de RussischeSojoez (een inhoud van 10 m3 tegenover 8,5m3) waarmee André Kuipers naar het ISS isgevlogen. Maar met zeven astronauten in plaatsvan drie, zal het toch een krappe bedoeningworden. Hoewel met een maximum lengte van1,98 m de astronauten wel een stuk langermogen zijn dan in de Sojoez. Voor de Dragon iseen geheel nieuw ontsnappingssysteem be-dacht. Tot nu toe worden ruimtecapsules uit-gerust met een ontsnappingsraket die er boven-op bevestigd wordt.Vanwege het grote gewichtervan wordt deze al enkele minuten na delancering afgeworpen. De Dragon heeft in plaatshiervan acht ingebouwde raketmotoren die decapsule van de raket kunnen lostrekken. Hetgrote voordeel hiervan is dat deze dus met hetruimteschip terugkeren op aarde en opnieuwgebruikt kunnen worden, wat een grote kosten-besparing oplevert. Een bijkomend voordeel isdat deze motoren ook gebruikt kunnen wordenom de capsule op land te laten landen, of … opeen andere planeet! Dat is geen sciencefiction:de NASA heeft al interesse getoond in dezemogelijkheid en wil misschien al in 2018 onderde codenaam Red Dragon een met een grond-boor uitgeruste Dragon op Mars laten landen.

Om op vaste grond te kunnen landen, is denieuwe Dragon voorzien van vier landingspoten.Er blijft echter ook een parachute aan boord

voor noodgevallen. "Je zult in staat zijn om over-al op aarde te landen met de nauwkeurigheidvan een helikopter," zei Musk tijdens de presen-tatie. De Dragon V2 is uiteraard voorzien van denieuwste technieken: de bediening van de sys-temen gebeurt voor het grootste deel via aan-raakschermen. Alleen voor cruciale functiesworden nog ouderwetse schakelaars gebruikt.Het nieuwe ruimteschip is ook uitgerust met eenverbeterd hitteschild dat pas na tien vluchtenvervangen hoeft te worden. De nieuwe Dragonbespaart de NASA een hoop geld: een kaartjevoor een astronaut zal nog maar twintig miljoendollar kosten, veel minder dan de 70 miljoen diede Russen hier voor vragen.

De Dragon V2 die onthuld werd, is echter noglang niet vluchtklaar. "Er is nog een miljard dol-lar nodig om het ruimteschip klaar te makenvoor bemande vluchten", vertelde Musk na deonthulling. En dat is een probleem, want zoveelgeld wil het Amerikaanse Congres niet toeken-nen aan dit project. Musk, een rasoptimist, ver-wachtte desondanks al eind 2014 een eerstetestvlucht van de Dragon V2.

Naar MarsOm naar de rode planeet te vliegen, heb jenatuurlijk een veel grotere raket nodig en diekomt er binnenkort. Waarschijnlijk wordt in 2016de eerste Falcon Heavy gelanceerd, een Fal-con-9 die is uitgerust met verbeterde motoren,en die is uitgebreid met twee vloeibare brand-

15

Elon Musk neemt plaats in zijn eigen Dragon V2.

stof boosters. Beide boosters hebben elk ookweer negen motoren. Een noviteit is dat debrandstoftanks van de boosters zijn verbondenmet de tanks van de eerste trap waardoor dielaatste nog bijna vol zijn als de boosters wordenafgeworpen. Hierdoor zijn de boostertanks ooksneller leeg zodat de boosters eerder kunnenworden gedumpt. De Falcon Heavy moet 53 tonvracht in een lage omloopbaan kunnen brengenen wordt daarmee de zwaarste raket op aarde.

Gebrek aan ambitie is wel het laatste wat jeMusk kan verwijten want hij wil hierna een noggrotere raket bouwen. In 2010 werd op een con-ferentie een presentatie getoond waarop eentekening van de Falcon X Heavy te zien was diemaar liefst 125 ton in een lage omloopbaan kanbrengen. Dat is nog meer dan de Saturnus-V!Of deze plannen doorgaan is de vraag, want debetreffende presentatie is van de SpaceX web-site verwijderd.

HerbruikbaarOm voor een prikkie naar Mars te kunnen,moeten de lanceerkosten inderdaad fors om-laag. Om dit te bereiken wil Musk de Falcon-9volledig herbruikbaar maken. Om te beginnenmet de eerste trap die naar de lanceerplaatsterug moet vliegen (zonder vleugels!) en daar

verticaal landen zoals een Kuifje-raket. Voor deontwikkeling hiervan is in 2012 het Grasshopper(sprinkhaan) project gestart. Een brandstoftankis uitgerust met één enkele motor en een lan-dingsgestel bestaande uit vier poten. De testworden uitgevoerd op het SpaceX terrein inTexas. Tijdens de testvlucht op 7 oktober 2013bereikte de raket een hoogte van 744 meter, wattot nu toe het record is. In april 2014 zijn test-vluchten begonnen met een tweede versie vande Grasshopper. Dit is een echte eerste trapvan de raket uitgerust met een telescopischlandingsgestel. Een derde versie wordt momen-teel gebouwd.

In april werd ook voor het eerst een Falcon-9met een landingsgestel uitgerust, en maakte deeerste trap een zachte landing in de oceaan.Musk verwachtte in 2014 de eerste rakettrapheelhuids te kunnen laten landen, maar dat isnog niet gelukt.

De tweede trap wordt voorzien van een hitte-schild waardoor deze ook naar de aarde terugkan keren en opnieuw worden gebruikt. Dit allesis natuurlijk makkelijker gezegd dan gedaanmaar dat weet Musk zelf ook: "herbruikbaarheidis belachelijk moeilijk, maar het is het onderdeelwaar we het hardste aan werken."

16

Het interieur van de Dragon V2 met zeven zitplaatsen.

Een revolutie in de ruimtevaart, die vergelijkbaaris met de luchtvaart, is wat ons de komendedecennia te wachten staat. Grootschalig ruimte-toerisme met ruimtehotels in een baan om deAarde zou volgens David Ashford zelfs al binnen15 jaar gerealiseerd kunnen worden als deontwikkeling van ruimtevliegtuigen ruim baanzou krijgen. David Ashford is de directeur vanBristol Spaceplanes en dit bedrijf heeft (in eendoor ESA gefinancierde studie) aangetoond dateen klein ruimtevliegtuig voor 6 personen, dat ineen baan om de aarde kan komen, al voor 2miljard dollar gebouwd kan worden en volgensandere startende private ruimtevaartorganisatieszelfs nog voor veel minder.

Ashford beschrijft in zijn boek de toekomstigeontwikkeling van ruimtevliegtuigen die begintmet korte suborbitale vluchten voor ca. 1 a 2 tonen met een omzet van 1 miljard dollar per jaartot hoogontwikkelde ruimtevliegtuigen, waarvande ticket nog slechts enkele duizenden dollarskost. Binnen 15 jaar zou een kort bezoek aaneen ruimtehotel niet meer hoeven te kosten dan20.000 dollar. Dit is 1000 keer lager dan met dehuidige rakettechnologie mogelijk is, dankzij deuitontwikkeling en de herbruikbaarheid van dezetoekomstige ruimtevliegtuigen. Een interessantgegeven dat Ashford aanstipt is dat een proto-type van een ruimtevliegtuig (net als elk andervliegtuig) 10 keer goedkoper is dan een gecerti-ficeerd toestel, maar omdat ook zo'n experi-menteel ruimtevliegtuig altijd nog veiliger is daneen wegwerpraket kan dit prototype toch ook alseerste gebruikt worden voor commerciëlevluchten. Dit geeft een commerciële prikkel vooreen bedrijf om als eerste een ruimtevliegtuig tebouwen.

Het boek behandelt de technische uitvoerbaar-heid van ruimtevliegtuigen, vroegere pogingendaartoe, recente en toekomstige ontwikkelingenen de marktwerking. De grote toepassingenzullen dan ruimtetoerisme, zonne-energiecen-trales en ruimtefabrieken zijn, waarbij het ruim-tetoerisme de grootste industrie in de ruimte zalworden. (Marktonderzoek laat zien dat alleen alin Japan een miljoen mensen bereid is om20.000 dollar te betalen voor een paar dagen ineen ruimtehotel, wat neerkomt op een jaarlijkseomzet van 20 miljard dollar.) De grootste uit-

daging is echter om fondsen te vinden voor debouw van een ruimtevliegtuig.

Volgens Ashford is het grootste obstakel voorcommercialisering van de ruimte niet technolo-gie maar een conservatieve manier van denken,die vooral in stand gehouden werd door degrote gouvernementele ruimtevaartagentschap-pen zoals NASA en ESA omdat die vooral geïn-teresseerd leken om hun budgets in stand tehouden. De eerste commerciële vluchten meteen klein suborbitaal ruimtevliegtuig kunnen vol-gens Ashford al voldoende kunnen zijn om dezeconservatieve manier van denken bij regeringenen bedrijven te doorbreken en de weg te effenenvoor verdere ontwikkelingen met meer geavan-ceerde ruimtevliegtuigen die in een baan om deaarde kunnen komen.

Goedkope toegang tot de ruimte zal dan hetbegin zijn van grootschalige ruimtekolonisatiemet onbeperkte economische groei, maar degrootste verandering zal misschien psycholo-gisch zijn. Als de ruimte toegankelijk wordt voorhet grote publiek zullen mensen misschienanders tegen de Aarde aankijken en zich be-wust worden van de kwetsbaarheid er van. Eenverhelderend boek en geschikt voor zowel degeïnteresseerde als de techneut.

17

Boekbespreking: Spaceflight Revolution

– David AshfordDoor Cas Laansma

NASA's Marsrover Curiosity bereikte eind

2014 eindelijk de voet van Mount Sharp, het

werkelijke doel van de missie. Tijdens de

beklimming van deze berg zal de rover naar

verwachting steeds jongere sedimentlagen

tegenkomen, zodat het als een soort geolo-

gisch boek de geschiedenis van het gebied

zal kunnen "lezen". Onderweg naar de Mount

Sharp vond het echter ook allerlei interes-

sants, zoals ook bleek uit de officiële eerste

presentatie van de resultaten van de missie

in december 2013.

Tijdens die presentatie werd onder andere be-kend gemaakt dat de grote Gale krater, waarinde rover in 2012 landde, lange tijd met watergevuld is geweest. Dat bleek uit onderzoek aankleimineralen in het "Yellowknife Bay" gebied.Tot minder dan vier miljard jaar geleden kunnener dus gedurende miljoenen, of misschien tien-tallen miljoenen jaren, rivieren over het nu dorreMarsoppervlak hebben gestroomd, en dat islanger dan tot dan toe werd gedacht. Geduren-de die periode waren de omstandigheden opMars waarschijnlijk geschikt voor micro-organis-men. Dat betekent echter nog niet dat die ookdaadwerkelijk op Mars hebben geleefd, ookomdat een periode van tientallen miljoenenjaren misschien te kort is voor het ontstaan vanleven; hoe dat op onze eigen planeet is gegaanis tenslotte nog steeds niet duidelijk.

Het stralingsinstrument aan boord van Curiosityliet in ieder geval zien dat het oppervlak mo-menteel helemaal niet vriendelijk is voor leven,omdat het relatief veel schadelijke straling ont-vangt. Daarbij gaat het vooral om kosmischestraling uit het heelal: gemiddeld 0,67 millisie-vert per dag. Voor een bemand retourtje Marsbetekent dat, zonder bescherming, een totalehoeveelheid straling van ongeveer 1 sievert, watde kans op fatale kanker met vijf procent ver-hoogt. Niet per se het einde van bemande Mars-plannen, maar wel iets om rekening mee tehouden.

Ook werden enkele ouderdomsmetingen aangesteenten gepresenteerd. Door het radioactiefverval van kalium naar argon te bestuderen kanCuriosity als eerste Marsonderzoeker metenhoe oud stenen op Mars zijn. Kalium wordt daar-bij namelijk in een constant tempo omgezet inargon: hoe meer argon in vergelijking met kali-

um, hoe ouder. Zo bleek het zogeheten Cum-berland-sample 3,86 tot 4,56 miljard jaar oud.Bovendien lieten de metingen zien dat het mon-ster pas sinds 60 tot 100 miljoen jaar geledenbloot staat aan kosmische straling. Voor die tijdmoet het dus onder de grond hebben gelegen,vermoedelijk afgedekt door zand- en gesteente-lagen die later zijn weggeërodeerd. Ondankshet huidige hoge stralingsniveau op Mars kun-nen zulke monsters daarom misschien toch nogorganische moleculen bevatten. Curiosity isnaarstig op zoek naar zulke moleculen, als indi-catie voor leven nu of lang geleden.

WielslijtageDe wielen van de grote Marsrover bleken in2014 sneller te slijten dan eerder verwacht. In-specties met de camera aan het uiteinde vanCuriosity's robotarm laten de sporen zien die hetMarsoppervlak heeft achtergelaten; vooral hetruwe terrein dat Curiosity begin 2014 door-kruiste blijkt hevige slijtage te hebben veroor-zaakt. Om de aluminium wielen licht genoeg tehouden moesten ze relatief dun gehouden wor-den. Het was dus onvermijdelijk dat er hier endaar wat gaatjes en deuken zouden ontstaan.De schade vormt nog geen bedreiging voor hetfunctioneren van de rover, maar toen de slijtagesneller bleek te gaan dan verwacht is NASAmeer gaan letten op het vermijden van gebiedenmet scherpe stenen.

"Paddenstoel"Onderweg maakte Curiosity voortdurend bijzon-dere foto's. In de avondschemering van 31 ja-nuari maakte het bijvoorbeeld een opname van

18

Curiosity op MarsMichel van Pelt

In dit wiel van Curiosity is een flinke scheur te zien.

[NASA/JPL-Caltech]

de noordwestelijke hemel met daarin onze eigenaarde en maan. Die laatste is niet zo duidelijk opde foto te zien, omdat de camera van Curiosityniet zo geschikt is voor het maken van hemelop-namen; een astronaut op Mars zou de aarde ende maan wel goed als aparte objecten kunnenzien.

Een andere foto die veel stof deed opwaaienwas die van een steentje op een plek waar diekort daarvoor nog niet te zien was. Voor eenaantal mensen die er van overtuigd zijn dat erleven op Mars is ging het om een plots opge-komen paddenstoel. Een van hen klaagdeNASA zelfs aan voor het achterhouden vaninformatie. Later werd duidelijk dat het om eenstukje van een rots ging die Curiosity had kapot-gereden; het stukje steen was simpelweg dooreen wiel van de rover weggeschoten. Natuurlijkwerd deze uitleg door vele complot-theorie-aan-hangers niet geaccepteerd.

Datzelfde gebeurde met de vreemde lichtvlekjesin een aantal door de Navcam genomen foto'sbegin april 2014. Wederom vlogen er allerleitheorieën over Marsbewoners over het Internet.Volgens NASA ging het ook deze keer om nietsbijzonders; de witte puntjes worden ofwel ver-oorzaakt door zonlicht dat door een vlak stukrots wordt gereflecteerd, of door kosmischestralingsdeeltjes die een klein stukje van decamera-sensor verstoren. De Navcam stereo-camera bestaat uit twee aparte camera's, en devlekjes zijn alleen te zien in foto's van de"rechteroog"-camera. Op de binnen een se-conde erop genomen foto's van de linkeroog"-camera is niets bijzonders te zien. Toch warener mensen die eisten dat NASA de rover naar

de horizon stuurde om de "Marslampjes" teonderzoeken.

Op 3 juni zag Curiosity wel iets heel speciaals:een Mercuriusovergang. De kleine planeetschoof daarbij voor de zon langs, maar alleengezien vanaf Mars; de aarde stond niet in degoede positie om hetzelfde te kunnen zien. Hetis voor het eerst dat een planeetovergang iswaargenomen vanaf een andere planeet, enook de eerste keer dat Mercurius vanaf Mars isgezien. Omdat Mercurius zo klein is en ver vanMars cirkelt, omvat het slechts één-zesde pixelop de opnamen van Curiosity's camera. De pla-neet is daarom niet als een scherpe stip te zien,maar als een gebiedje met een relatief kleinerehelderheid dan de rest van de zon. Op de opna-men zijn ook twee opvallende zonnevlekkenzichtbaar.

MeteorietIn mei vond Curiosity een grote ijzermeteoriet.Het was de eerste voor Curiosity, maar derovers Spirit en Opportunity vonden al eerdermeteorieten op het Marsoppervlak. De nieuwontdekte steen is, vanwege de vorm, "Lebanon"gedoopt, de Amerikaanse naam voor Libanon.De meteoriet is maar liefst twee meter breed.

Bijgaande foto bestaat uit een compositie vanmeerdere opnamen: de achtergrondopname isgemaakt door de Mastcam-camera, terwijl dedetailopnamen in de aangegeven cirkels zijngemaakt met Curiosity's ChemCam-instrument.Het kleinere, schijnbaar losse deel op de voor-grond heet "Lebanon B". Hoe de holtes in hetoppervlak van de meteoriet zijn ontstaan is nogniet zeker; mogelijk bevatten ze oorspronkelijk

19

De twee meter grote ijzermeteoriet "Lebanon" die Curiosity op Mars vond. [NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/IRAP/

LPGNantes/CNRS/IAS/MSSS]

olivijnkristallen die in de loop van de tijd zijnweggeërodeerd. Erosie (door zandstormen) iswaarschijnlijk ook de reden dat er relatief veelijzermeteorieten worden gevonden; steenmete-orieten slijten sneller en verdwijnen daarom naverloop van tijd.

Eerste MarsverjaardagOp 23 juni vierde Curiosity zijn eerste 'verjaar-dag' volgens de kalender op de rode planeet:sinds de landing was er precies één Marsjaar(687 aardse dagen) verstreken. De rover hadtoen inmiddels zo'n acht kilometer afgelegd, enmoest nog eens 2,4 kilometer rijden voordat derover aan de beklimming van Mount Sharp, degrote centrale berg in het hart van de kraterGale, kon beginnen.

De rover onderzocht kort daarvoor bodemmon-sters van de zandsteenformatie Windjana, dieveel magnetiet bleken te bevatten. Dat geeftaan dat het mogelijk onder invloed van water isontstaan. Daarnaast bevat Windjana een groteverscheidenheid aan kleimineralen, evenals hetmineraal orthoklaas, dat veel in de mantel vande aarde voorkomt.

Mount Sharp bereiktEind augustus bereikte Curiosity dan eindelijkde voet van Mount Sharp, de ongeveer vijf kilo-meter hoge berg die het eigenlijke doel is vande missie. Sharp (officieel Aeolis Mons ge-naamd) bevindt zich in het centrum van deMarskrater Gale. De rover is sindsdien begon-nen met het beklimmen van de berg, die eengeërodeerd overblijfsel lijkt te zijn van een dikpakket sedimenten, waarschijnlijk miljardenjaren geleden door een meer afgezet dat ooitbijna de gehele krater vulde. Curiosity gaat de

verschillende lagen van de berg onderzoeken,onder meer door het nemen van boormonstersvan het gesteente. Hoe hoger op de berg, hoejonger de sedimenten, zo bleek uit eerdereobservaties door Marssatellieten; de rover zalzo al klimmend door de geschiedenis van hetgebied rijden.

Inmiddels heeft Curiosity een eerste boormon-ster genomen van (de voet van) Mount Sharp.Het door de boor verzamelde poeder zal inCuriosity's interne laboratorium worden onder-zocht op chemische en mineralogische samen-stelling, en ons onder andere vertellen of desedimenten zijn afgezet door wind, water of eencombinatie van beide.

Tot zover het overzicht van de missie tot eind2014. We kunnen nog veel van Curiosityverwachten; de eigenlijke onderzoeksmissie isnog maar net begonnen.

20

Een opname van het eerste gat dat Curiosity in

Mount Sharp heeft geboord. [NASA/JPL-

Caltech/MSSS]

"Selfie" van Curiosity bij

de zandsteenformatie

Windjana. [NASA/JPL-

Caltech]

Al decennia lang is men bezig om na te

denken over hoe men een zogenaamd

‘Single Stage To Orbit Reusable Launch

Vehicle’ (SSTORLV) zou kunnen ontwikkelen.

Een dergelijk ruimtevliegtuig zou recht-

streeks vanaf de grond naar een baan om de

aarde moeten kunnen vliegen, na de missie

weer landen en na korte tijd opnieuw ge-

bruikt gaan worden. Op die manier zou de

ruimtevaart dus meer op de luchtvaart gaan

lijken. Dit zou de ruimtevaart een stuk goed-

koper maken en op een veilige manier toe-

gankelijk voor iedereen.

Ondanks de grote voordelen van een dergelijksysteem, is het nooit veel verder gekomen dande tekentafel. Er zijn verschillende projectenopgestart, maar die zijn allemaal aan een vroeg-tijdig einde gekomen vanwege de enorme tech-nische en financiële problemen waarvoor menzich geplaatst zag. Ruimtevaartorganisaties alsNASA en commerciële bedrijven als SpaceX enOrbital Sciences hebben de afgelopen jaren, nahet stopzetten van het Space Shuttle project,flink geïnvesteerd in de ontwikkeling en reali-satie van ruimtevaartuigen die met behulp vanwegwerpraketten worden gelanceerd. Het lijkt erdus op dat het SSTORLV verhaal niet echt eentoekomst heeft. Toch is er nog een lichtpuntje,het Skylon project, afkomstig van het Britsebedrijf Reaction Engines Ltd., dat de laatstejaren steeds meer aandacht krijgt. De Britseregering heeft ruim 70 miljoen Euro toegezegd

voor de komende twee jaar om een prototype teontwikkelen en ook ESA heeft interesse getoonden reeds een aantal studies gefinancierd.

Het Skylon-ontwerp.Het ontwerp van het Skylon ruimtevliegtuig isniet nieuw, maar in feite een doorontwikkelingvan de HOTOL uit de jaren ‘80. De HOTOL(HOrizontal Take Off and Landing) strandde in1988 omdat de Britse overheid er verder geengeld meer in wilde stoppen. De ontwerpers,Allen Bond, Richard Varvill en John Scott, gingen echter door en richtten in 1989 ReactionEngines Ldt. op. Skylon is 83 meter lang enheeft een diameter van 6,3 meter. De spanwijdteis 25,4 meter. Bij de start zal de massa 345 tonbedragen, waarvan 277 ton brandstof. Hetruimtevliegtuig kan 15 ton in een lage equatori-ale baan (300 km) om de aarde brengen envliegt onbemand. Het vrachtruim van Skylon is13 meter lang en heeft een diameter van 4,8meter. Voor verschillende doeleinden zullendiverse uitwisselbare modules worden ont-wikkeld, waaronder een waarmee tot 30 pas-sagiers meegenomen kunnen worden. Verderkunnen satellieten worden uitgezet, kunnenvoorraden naar ruimtestations worden gebrachtof andere experimenten worden meegenomen.De romp van Skylon is opgebouwd uit spantenvan koolstof vezel, een licht gewicht materiaal,die de ondersteuning vormen voor o.a. de grotealuminium brandstoftanks aan de voor- enachterzijde van het ruimtevliegtuig. Aan de

21

Wordt Skylon het eerste echte

ruimtevliegtuig?Wim Holwerda

De Skylon zet vanuit

zijn laadruim een

satelliet uit m.b.v.

een robotarm.

buitenkant is een laag keramisch materiaalaangebracht, die samen met een aantal metaal-coatings dient voor de aerodynamica en ther-mische protectie.

De brandstof voor de Skylon is vloeibare water-stof, terwijl voor de stuurraketten en stroom-voorziening aparte tanks zijn voorzien. Om debelasting op de constructie niet te groot te latenzijn wordt de druk in de brandstoftanks relatieflaag gehouden. Dit heeft tot gevolg dat die tanksvrij groot moeten zijn om voldoende brandstofmee te kunnen nemen voor het bereiken van deaardbaan. Een voordeel daarvan is dat de bal-listische coëfficiënt tijdens de terugkeer door deatmosfeer laag is. Daardoor wordt het voertuigal afgeremd op grotere hoogte waar de luchtdunner is, met als gevolg dat de temperatuurvan de huid niet hoger zal worden dan 1100 K.

In tegenstelling tot bijvoorbeeld de SpaceShuttle, waar de temperatuur aan de voorzijdetot 2000 K opliep.

Skylon wordt aangedreven door twee SABREmotoren, die zowel kunnen werken als straalmo-tor, tijdens het eerste gedeelte van het traject,dan wel als raketmotor op grotere hoogte. Toteen hoogte van 28,5 km en een snelheid vanMach 5,1 wordt de benodigde zuurstof uit delucht gehaald. Dit heeft een enorme reductievan de startmassa van het ruimtevliegtuig totgevolg, aangezien deze zuurstof niet hoeft teworden opgeslagen in het voertuig zelf. Dit feitalleen al heeft een grote kostenbesparing totgevolg ten opzichte van conventionele lanceer-systemen met behulp van raketten. Het is debedoeling dat een Skylon ruimtevliegtuig ca.200 keer hergebruikt kan gaan worden. Het kanmaximaal 4 dagen in de ruimte blijven en na delanding in twee dagen weer gereed gemaaktworden voor een nieuwe vlucht.

De SABRE-motor.Zoals uit het voorgaande is gebleken, is deontwikkeling van de SABRE (Synergistic Air-Breathing Rocket Engine) essentieel voor hetwelslagen van het Skylon project. Een lucht-ademende straalmotor krijgt bij hoge snelhedenvan bijvoorbeeld Mach 5 te maken met het pro-bleem dat de lucht aan de inlaat van de motorzeer heet wordt ten gevolge van compressie inde motor. Dit heeft tot gevolg dat de prestatiesvan de motor sterk teruglopen. In de SABRE-motor wordt dit tegengegaan door de luchtinlaatsterk te koelen met behulp van een warmtewis-selaar en vloeibare waterstof. Daartoe werd eenlichtgewicht ‘precooler’ ontwikkeld die in staatbleek om de lucht te koelen naar – 150 C in

22

De SABRE motor.

Terugkeer door de dampkring.

minder dan 1/100 seconde. Een probleem waarmen daarbij tegenaan liep was dat de water-damp in de lucht bevroor en de openingen in deprecooler afsloot. Met behulp van een ingenieussysteem van kleine buisjes met daarin vloeibaarhelium heeft men dit opgelost, maar hoe dit pre-cies werkt is zo geheim dat men zelfs geenpatent heeft aangevraagd. De precooler heeft in2012 al met succes gedurende 10 minutengefunctioneerd en de volgende stap is de bouwvan een prototype van de motor voor verderetests. Op een hoogte van ca. 28 km wordt delucht te ijl voor de motor om als straalmotor tekunnen fungeren en wordt deze omgeschakeldtot een raketmotor, waarbij gebruik gemaaktwordt van de meegevoerde vloeibare zuurstof-voorraad.

De toekomst.Er wordt gehoopt dat Skylon binnen 10 jaaroperationeel kan zijn. De kosten per kg die in deruimte gebracht wordt zouden dan ongeveermet een factor 20 omlaag kunnen. De totaleontwikkelingskosten van Skylon worden geschatop tussen 9 en 12 miljard euro. ReactionEngines Ltd. blijft er van overtuigd dat de Skylonzeer winstgevend kan zijn aangezien dezeverkocht kan worden aan andere landen. Hetaantal hoog gekwalificeerde banen die ge-creëerd zouden worden kan de 20.000 overstij-gen en bovendien kan het Verenigd Koninkrijkop deze manier maximaal profiteren van deinternationale lanceermarkt die de komende 30jaar geschat wordt op 16,5 miljard euro. Ookkan met deze technologie de luchtvaart dras-tisch veranderen, aangezien een vlucht tussen

bijvoorbeeld Europa en Australië in 4,5 uur bin-nen handbereik komt.

Toch zijn er nog wel wat hobbels te nemen voorhet zo ver is. Reaction Engines Ltd. zal zichconcentreren op de SABRE-motor. Voor deSkylon is een samenwerkingsverband noodza-kelijk. In verband met ITAR-restricties kan geensamenwerking worden aangegaan met de Vere-nigde Staten en zal men dus afhankelijk zijn vanEuropa. De meest waarschijnlijke kandidaat isEADS, het Europees consortium voor lucht-vaart, ruimtevaart en defensie, die o.a. deAirbus en de Ariane-5 raket heeft ontwikkeld.Politiek gezien ligt dit echter gevoelig, aange-zien Frankrijk zijn leidende rol op de lanceer-markt met de Ariane-raket natuurlijk niet zal prijsgeven. Hopelijk vergaat het Skylon beterdan de toren met dezelfde naam (en een vormdie sterke gelijkenis vertoont), die in 1951 ver-rees op de South Bank in Londen ter gelegen-heid van het Festival of Britain. Deze viel tenprooi aan politieke tegenstellingen en werd eenjaar later al gesloopt. Maar al zou de Skylon eronverhoopt niet komen, dan is de ontwikkelingvan de SABRE-motor toch een belangrijke door-braak.

23

De Skylon gekoppeld aan een ruimtestation.

De passagiersmodule van de Skylon.

U bent geïnteresseerd in de toekomst want u

bent geïnteresseerd in Mars; bijna een één

op één vergelijking. Onze Rode Planeet gaat

"in de toekomst" een meer prominente rol

spelen dan dat hij nu al doet. In deze vevolg-

rubriek bespreken we bekende en minder

bekende toekomstvisies om te zoeken naar

bruggen tussen het hier & nu en dan & daar.

Deze keer: Mars One leidt tot All = One op

aarde.

Vraag aan bovenmodaal-geïnteresseerdeNederlanders wat "Mars One" is, en er komt zo-iets uit als: "Is dat niet de club die mensen bin-nenkort voorgoed naar Mars wil sturen?" Hoe-wel Mars One nog wel wat meer inhoud bevat,is dit wel een essentie van oud-Mars SocietyNederland-voorzitter Arno Wielders, zijn CEOBas Lansdorp en hunner nog altijd uitdijendteam. Wie iets weet van communicatie en isgeabonneerd op hun nieuwsbrief, zal het metmij eens dat Mars One de PR-machine goedheeft uitgelijnd op de werkelijke activiteiten.Driewerf chapeau, kan niet anders zeggen.

Vraag is wel wat de maatschappelijke implica-ties zijn als het hen eenmaal lukt om de eerstemicrokolonie op Mars te stichten. Er zijn men-sen die vinden dat Mars One zich daar helemaalniet mee bezig moet houden. Daar ben ik hetniet mee eens, maar allez… Wellicht is dit ver-

haal een aanzet om de betere stuurlui aan walop te roepen tot open nadenken hierover. Wantstel je nou eens voor...

3.0-versie van Big BrotherUtopia, de nieuwste hit van John de Mol, komtals Big Brother 2.0 niet uit de lucht vallen. Grotekans dat de miljardair/programmamaker hetLansdorp/Wielders-project allang in beeld heeftvoor 'the next generation after Utopia, the real3.0-thing'. Krijgen Wielders en de zijnen het ver-voermiddel voor elkaar, dan zou de rest nog weleens heel hard kunnen gaan. Voor Mars One isdat dan 'on schedule' (2018 - 2024), voor onsals geïnteresseerde buitenstaanders: heel hard.

Wat zou een succesvol Mars One-expeditiebetekenen voor de mensheid? Volgens mij isdat in de eerste plaats het besef dat "de" mens-heid niet aan de aarde gebonden is. The worldis my oyster - alles is mogelijk - transformeertdan een level hoger. 'Het universum is mijnwereld', hoeveel mensen dit zullen gaan besef-fen en ook daadwerkelijk er naar gaan leven,dat valt nog te bezien. I for one kan er niet opwachten, maar hier warm je niet echt de wereld-wijde verwachtingen mee op. Met de vondst vanvroeger of zelfs huidig (bacterieel?) leven opMars wel.

Menselijke exploratieDe nadelen van robotmissies mogen inmiddelswel duidelijk zijn. Hoe vaak hebben de Roversniet aanwijzingen voor water op Mars gevondenterwijl het verlossende woord telkens net nietkon worden gegeven? Menselijke Martianen dieiets interessants vinden, zullen hun vondstmeteen tot de bodem uitspitten. Ik weet niet hoe het met u is, maar zelf ben ik ervan overtuigd dat het universum barst van het leven.Leven "is", en wel daar waar het ook maarenigszins kan bestaan. Zo ook op Mars, zeker in vroeger tijden. Maar ook op microbacterieelniveau vermoed ik dat Mars, hoewel tanende opevolutionair-kosmische schaal, nog steedsbursts with life.

Als je kijkt hoe snel en ambitieus Marspro-gramma's van de gevestigde orde zijn (N O T),dan bestaat er goede kans dat een Mars Oneop schema de primeur krijgt om de wereld te

24

Krijg wat u toekom(s)tGaat geld ervoor zorgen dat geld minder belangrijk wordt?

Door Richard Reekers

Bas Lansdorp

vertellen dat elders ook leven was. Of misschienwel is. Dát zou nog eens invloed hebben op dewereldsamenleving.

"Meer, meer, meer"Gelovigen kunnen op slechts één manier hiermee omgaan en dat is de acceptatie dat hunGod ook de god van Mars moet zijn. Fysischewetenschappers zullen ieder vanuit de eigendiscipline zich afvragen hoe Mars op hun gebiedwerkt(e). En hopelijk zullen Jan met de Pet enMien met de Muts ook aan het denken slaan. Dewereld, het leven, is groter dan je denkt. Stel jenou eens voor dat dit realiteit wordt, volgens mijontstaan er dan nog nooit eerder vertoondekansen om mensen bij elkaar te brengen. Al

was het alleen maar om bezit (olie, diamanten,edelmetalen, geld), the root of all evil, te nuan-ceren. Het leven is groter dan je ooit kan bezit-ten.

Succesvolle zakenmensen willen altijd "meer".Dat heeft niet zozeer met geld te maken, als weldat ze ehm… verslaafd zijn aan de roes van hetwinnen. Of: het tot stand zien komen van het(eigen) gelijk. John de Mol is van 1955, 60 jaar,heeft één kind, Johnny, die vanuit zichzelf ookniet geheel onbemiddeld is. Z'n geld hoeft hijdus niet echt op te potten voor het nageslacht.Als het senior ernst is om te winnen, om ietsgroots neer te zetten, dan zou hij achter deschermen nu al kunnen starten met de financier-ing van zijn Utopia 2.0-project: Mars One. Zitdeze entertain-master er eenmaal bij, dan is destap kleiner voor gedreven gelijke grootverdien-ers als Robert Bigelow (1945) van de spacehotels en zelfs Richard - Virgin - Branson omzich eveneens aan te sluiten. Isn't it trouwensironic? Mensen met geld die ervoor zorgen dat"bezit" minder belangrijk wordt?

Mars One verdient onze steunHoe dan ook, voor zover de eigen reikwijdteheeft Mars One de zaakjes goed voor elkaar.Ook de kennis en de wil is groeiend aanwezigom voor langere tijd op de rode planeet teverblijven. En er zijn miljardairs die mensen inmicrosamenlevingen en in de ruimte willen krij-gen. De seinen staan op groen, zo lijkt het wel.Mars One kan in elk geval op mijn enthousi-asme rekenen, op dat van u ook?

Richard Reekersrichard@etld.nl

25

John de Mol

De kale loods van Utopia.

Op 31 oktober 2014 werd de ergste nacht-

merrie van Richard Branson waarheid: tij-

dens een proefvlucht verongelukte het

eerste operationele ruimtetoerisme-ruimte-

vliegtuig, de VSS Enterprise. Ongeveer 20

seconden na de loskoppeling van het moe-

dervliegtuig brak het ruimteschip bij tran-

sone snelheid in de lucht in stukken uiteen.

De co-piloot, Michael Alsbury, kwam om en

piloot Peter Siebold werd zwaargewond uit

het desintegrerende ruimtevliegtuig gesling-

erd. Siebold kon aan zijn parachute landen

en overleefde het ongeval.

Nadat Scaled Composites met de SpaceShip-One in 2004 de X-prize had gewonnen, kondig-de de flamboyante Britse zakenman RichardBranson aan dat hij een toerismebedrijf zougaan opzetten dat met een vergrote versie vande SpaceShipOne, SpaceShipTwo genaamd,zou gaan vliegen. De eerste toeristen zoudenoorspronkelijk eind 2009 de ruimte in gaan. Hetproject heeft echter veel vertraging ondervon-den. Het eerste ruimtevliegtuig, de VSS Enter-prise, beleefde bijvoorbeeld zijn "roll-out" pas in2009. Het "vloog" daarna voor het eerst onderhet moedervliegtuig WhiteKnightTwo in 2010. In2011 volgden de eerste zweefvluchten en in2013 werd voor het eerst de motor afgevuurd.

Na een drietal aangedreven vluchten viel hetprogramma begin 2014 stil. Inmiddels had VirginGalactic het contract met de motorbouwerSierra Nevada ontbonden en was een eigenmotorontwikkeling gestart. De SpaceShipTwogebruikt een hybride raketmotor met lachgas alsoxidator. De brandstof was eerst HTPB rubber,maar is in de nieuwe versie vervangen door eenpolyamide (nylon) kunststof. De vlucht op 31oktober was de eerste met een nieuwe motor.

Na de crash stelde de Amerikaanse NationalTransportation Safety Board (NTSB) direct eenonderzoek in en werd het gehele programmastilgelegd. Ook barstte van verschillende kantende kritiek los: Virgin Galactic had zich te ge-sloten opgesteld en geen onafhankelijke expertsvan buiten toegelaten. Ook kwam naar buitendat een aantal werknemers in het jaar voor decrash het bedrijf hadden verlaten, onder anderehet hoofd voortstuwing en het hoofd veiligheid.Het gerucht ging dat dit uit ontevredenheid wasmet de gevolgde koers van het bedrijf. Verschil-lende experts gaven aan dat de hooggespannenmarketing-verwachtingen van Virgin Galactic ende technische realiteit van dit soort complexeontwikkelingen binnen het bedrijf op gespannenvoet met elkaar stonden. De crash kreeg ookbijzonder veel aandacht in de media. Zo gaf deNTSB persconferenties die live op CNN werdenuitgezonden en berichtten alle vakbladen enwebsites uitgebreid over het ongeluk.

De crashDe vlucht op 31 oktober was de eerste met eennieuwe motor en begon normaal. Na loslatenvan het moedervliegtuig werd na enkele secon-den de motor ontstoken. Ongeveer 11 secondenna de ontsteking, op een hoogte van 15 km enbij de snelheid van ongeveer die van het geluid,desintegreerde de SpaceShipTwo in velestukken die over een gebied van 56 km lengteneerkwamen. Siebold vertelde later dat hetvliegtuig om hem heen desintegreerde en hijmet stoel en al uit het vliegtuig werd geslingerd.Hij heeft zich daarna losgegespt en zijn para-chute werd automatisch op een lagere hoogtegeopend. De SpaceShipTwo heeft geen schiet-stoelen en de piloten droegen ook geen druk-pak. Het is dus een wonder dat Siebolt de valvan deze hoogte zonder zuurstof heeft over-

26

De crash van de VSS EnterpriseHoe gaat de ruimtevaart-toerismesector zich herstellen?

Berry Sanders

Virgin crash: Vanaf de grond genomen foto van de

desintegrerende VSS Enterprise. [AP].

leefd. Op CNN werd gemeld dat de anderepiloot, nog in zijn gordels in de stoel, op degrond is teruggevonden.

De NTSB startte onmiddellijk een onderzoeknaar de oorzaak. Direct na het ongeluk werd erdoor verschillende experts gesuggereerd dat denieuwe raketmotor geëxplodeerd zou zijn. Ietslater werd de raketmotor vrijwel in een stukteruggevonden en op 3 november werd er aan-gekondigd dat de waarschijnlijke oorzaak nietde motor was, maar het stabilisatiesysteem datde SpaceShipTwo bij de terugkeer moet afrem-men en stabiliseren. Dit "Feathering System",dat de achterkant van de vleugels omhoogklapt, was te vroeg geactiveerd. Hierdoor werdde vorm sterk verstoord en dat leidde tot aero-dynamische belastingen waarvoor de Space-ShipTwo niet gebouwd is. Dit had weer tot ge-volg dat het toestel in stukken brak. Heel veelonderdelen werden teruggevonden en bij elkaargebracht, en via de telemetrie en aan boordopgeslagen gegevens was er veel informatieaanwezig om alles goed te analyseren.

Later werd duidelijk dat op de videocamera inde cockpit te zien was hoe de omgekomen co-piloot de hendel voor het ontgrendelen van hetsysteem heeft overgehaald, maar het is nietduidelijk of er ook een commando door de pilootof co-piloot voor het activeren is gegeven. Ofhet systeem na de ontgrendeling uit "zichzelf"geactiveerd is of na een commando is nogonduidelijk.

De NTSB gaf op 12 november een verklaring uitmet informatie van de overlevende piloot. Hieruitbleek dat hij geen idee had dat het stabilisatie-systeem ontgrendeld was, maar dat zijn erva-ringen consistent waren met de data die menvan de camera's en andere telemetriesystemenhad verzameld. Al deze gegevens worden in-

middels onderzocht door de NTSB. Het gaatnaar alle waarschijnlijkheid maanden durenvoordat alle gegevens geanalyseerd zijn en con-clusies kunnen worden getrokken.

De NTSB meldde verder nog dat alle wrakstuk-ken geborgen zijn en op een veilige locatie zijnopgeslagen.

Vanuit de hele wereld kwamen blijken vanmedeleven, ook van concurrerende bedrijven.XCOR heeft bijvoorbeeld haar collega's bijScaled Composites laten weten het verlies tebetreuren. Men besefte in de hele ruimtetoe-risme-industrie dat dit zijn weerslag kon hebbenop de gehele sector.

GevolgenDe crash was een grote klap voor Virgin Galac-tic. Richard Branson bezocht Scaled Compo-sites om de mensen daar een hart onder deriem te steken en gaf aan dat men verder zougaan nadat duidelijk was hoe men de oorzaakvan dit ongeval in de toekomst kan voorkomen.Op haar website geeft Virgin Galactic aan dat zehet NTSB onderzoek ondersteund.

De zakelijke gevolgen lijken overigens mee tevallen. Er lijkt geen sprake te zijn grote hoeveel-heden annuleringen na het ongeluk, en de busi-ness lijkt gewoon door te lopen. Wel is mengeschrokken van de grote aandacht van demedia, en is men weer eens met de neus op hetfeit gedrukt dat de media vooral geïnteresseerdzijn als er iets mis gaat.

De mensen aan de technische kant van vlieg-tuig- en ruimtevaartontwikkeling weten allemaaldat mislukte testen onderdeel zijn van het ont-wikkelings- en leerproces zoals dat in de lucht-en ruimtevaart gebruikelijk is. Na elk ongelukvolgt er een onderzoek en probeert men te

27

De wrakstukken van

de VSS Enterprise.

De NSTB onder-

zoekt de wrak-

stukken.

leren. Door deze aanpak is de luchtvaart eenvan de veiligste takken van transport geworden.Een van de organisaties die dit proces trachtente verbeteren is de Society of Experimental TestPilots (STEP). Testpiloten van bijvoorbeeldScaled Composites en XCOR zitten hier in omsamen de veiligheid verder te vergroten.

Virgin Galactic hervond zich relatief snel en injanuari was men al hard bezig met een nieuwschema. Als eerste moet het onderzoek verderworden afgerond en zal de VSS Voyager, hettweede al in aanbouw zijnde ruimtevliegtuig,worden afgebouwd. De bouw van dit ruimte-vliegtuig was al in 2012 begonnen, maar hadgeen hoge prioriteit en vorderde daarom lang-zaam. De VSS Voyager was in november 2014voor 90% structureel compleet en voor 65%geheel klaar. Vanaf januari 2015 wordt er rondde klok gewerkt om het ruimtevliegtuig af te krij-gen. Virgin Galactic verwacht dat in de zomervan 2015 het testprogramma met de VSSVoyager kan worden hervat. Dan zal eerst deVSS Voyager zelf getest moeten worden, voor-dat men weer op het punt is aangekomen datmen aangedreven vluchten kan maken. Dat zalnaar alle waarschijnlijk niet voor eind 2015 zijn.Daarmee zal het programma minimaal een jaaren mogelijk zelfs anderhalf jaar vertragingoplopen.

De vertragingen zullen zorgen dat andereruimtevliegtuigbouwers, zoals XCOR, de kans

krijgen om hun achterstand op Virgin Galactic inte lopen. Omdat iedereen zijn schema geheimhoudt is het niet mogelijk om aan te geven inhoeverre dit zal lukken. XCOR heeft bijvoor-beeld geconcludeerd dat haar configuratie, sys-temen en onderdelen zo anders zijn dan die vande SpaceShipTwo dat er geen aanpassingenaan het Lynx-vliegtuig of het testprogrammanodig zijn. Dit zal de "race voor de eerste com-merciële vlucht" extra spannend maken.

ConclusieHoewel de crash een zware tegenslag is lijktVirgin Galactic op de goede weg te zijn om metde VSS Voyager weer verder te gaan. Degehele industrie lijkt vastberaden om door tegaan. Het belangrijkste is echter dat we vandeze crash leren om ruimtetoerisme in detoekomst veiliger te maken. Hiervoor zijn alleprocedures in gang gezet en zal het ongeluk,hoe tragisch ook, meehelpen toekomstigeongelukken te voorkomen.

De auteur wil Harry van Hulten van XCORdanken voor zijn hulp bij dit artikel. Ook heeft deauteur voor dit artikel de NSTB updates over decrash en verschillende Virgin Galactic pers-berichten gebruikt.

Dit artikel is eerder verschenen in het blad

Ruimtevaart 2015-1 van de Nederlandse

Vereniging voor Ruimtevaart (http://www.ruimte-

vaart-nvr.nl).

28

Spaceship Two samen met het moederschip, de VMS Eve (of "WhiteKnight Two").

Voorpublicatie uit een reizigershandboek, te

verschijnen in december 2202 bij uitgeverij

Lonely Planets, Melbourne, Australie, Aarde.

Kraterhoppen

De eerste kraters op Mars die overdekt werdenwaren slechts een meter of tien in diameter.Ondanks die bescheiden maat vormden dezekleine oases een welkome uitbreiding van deleefruimte van de eerste kolonisten.

Maar de techniek achter de transparante over-kappingen ontwikkelde zich snel en de kratersdie onderhanden werden genomen werdensteeds groter. De grootste krater die ooit over-kapt werd is de Crommelin-krater met een dia-meter van ruim 110 kilometer.

Naar schatting waren er op het hoogtepunt vandie ontwikkeling ongeveer 10.000 overdektekraters op de planeet. Toen de terraforming een-maal op gang kwam en Mars ook buiten de af-gesloten habitats toegankelijk werd, raakte hetoverdekken van kraters uit de mode.

Veel kraterdaken werden ontmanteld; toch zijner nog ongeveer 2000 over, in alle soorten enmaten. De belangrijkste reden is dat de moge-

lijkheid binnen de wanden van een krater eeneigen microklimaat te creëren toch ook wel ergop prijs gesteld wordt.

Er bestaat dan ook een grote diversiteit aan kli-maten in de kraterwereld, van subarctisch totposttropisch. Al hanteert een opvallend grootaantal kraters een permanente temperatuur vaneen graad of 23, de temperatuur die het mense-lijk lichaam, met niet al te veel kleren aan, hetbest uit te houden vindt.

Voor wie uitgekeken is op het standaardrondjeMartiaanse bezienswaardigheden (VallesMarineris, Olympus Mons, Nilokeras Falls) biedthet kraterhoppen een uitgelezen mogelijkheidom te ontsnappen aan de gebaande paden.

Vooral de zuidelijke hooglanden vormen eenfascinerend gebied om op ontdekkingsreis tegaan, vanwege het enorme contrast tussen dekraterwereldjes en hun omgeving. De terrafor-ming heeft in het diepe zuiden van Mars nogniet veel indruk gemaakt, zo lijkt het. Behalvedat de lucht tegenwoordig in te ademen is, ver-schilt het landschap niet zoveel van het Marsvan de tijd voor wij mensen er gingen wonen.Een uitgestrekte rode woestijn waar het 's win-ters ijskoud is en 's zomers bloedheet.

29

Op Mars met een rugzakReisgids voor de groene planeet

Door Frans Blok

Een zeer grote overdekte krater.

Maar wie een krater binnenrijdt, door een tunnelof via een pas over de kraterwand, komt in eenandere wereld. Het effect is altijd verrassend.Palmbomen, mangrovebossen of rijstveldendoen je het desolate landschap achter je ogen-blikkelijk vergeten.

Zo is er de mediterrane idylle van de Polyvios-krater. Rond het centrale meer, op het diepstepunt van de krater, ligt een aaneenschakelingvan stranden, haventjes en boulevards die hetmidden houdt tussen de Provence en deGriekse eilanden.

Liefhebbers van wat exotischer flora en faunakomen aan hun trekken in de Belantara-krater,die tot de nok toe gevuld is met tropisch regen-

woud dat een thuis is voor duizenden gorilla's,chimpansees en orang-utans.

Voor wie echt de grenzen op wil zoeken is er deMotosana-krater waar een klimaat wordtgehandhaafd dat elders in het zonnestelsel nietvoorkomt. De temperatuur ligt er permanentrond de 55 graden Celcius bij een zeer hogeluchtvochtigheid. Dat blijkt een zeer groeizamewerking te hebben op planten: bomen worden ertot vijfhonderd meter hoog (al heeft dat natuurlijkook te maken met de bescheiden Martiaansezwaartekracht). Voor mensen is een dergelijkmilieu niet per definitie gezond; het van te vorenraadplegen van een dokter wordt aangeraden.

Maar het zijn zeker niet alleen de warmbloedigekraters die interessant zijn. De Anoixi-kraterbijvoorbeeld heeft het voorjaar in de gematigdestreken als inspiratiebron. Door de aanwezig-heid van genetisch gemanipuleerde, permanentbloesemdragende bomen en door de constantetemperatuur van 18 graden is het er het helejaar door lente.

Iets dergelijks doet de Hausti-krater, maar danmet de herfst. Beboste hellingen in de kleurenbruin, geel en rood wekken hier de sfeer vaneen Indian Summer die nooit overgaat.

Heel bijzonder is ook de Van Benthem-kraterwaar de temperatuur permanent net onder hetvriespunt gehouden wordt. Aan het grote meermidden in de kater liggen elf prachtig nage-bouwde Friese stadjes te pronken onder eenfraai sneeuwdek. En elke maand schaatsen deinwoners een tweehonderd kilometer langetocht langs al die stadjes. Het evenement isgeïnspireerd op een soortgelijke schaatswed-strijd op Aarde die door de klimaatveranderingnooit meer gehouden kan worden.

30

In sommige kraters is er een tropisch klimaat met

bijbehorende flora en fauna.

Het interieur van een

kleine overdekte krater

met weelderige

begroeïng.

31

Een klassieke reisposter voor reizen naar Mars die door SpaceX is gemaakt.

Explore Mars Inc.

Explore Mars Inc. is in 2010 opgericht (en in 2011 kwamdaar Explore Mars NL bij) om ons doel van ‘Mensen naarMars zenden binnen 20 jaar’ te bevorderen. Explore Marsheeft technische prijsvragen (In Situ Resource Utilisation)die technische kennis, nodig om een Mars missie beter

uitvoerbaar en efficiënter te maken, moeten stimuleren. Verder loopt er ook een prijsvraag in de VSonder leerkrachten van natuurwetenschappen om Marsbeter bekend te maken bij een breed publiek. Die prijs-

vraag zouden wij ook graag in NL en in de rest van Europalaten plaatsvinden.

Daarnaast geeft Explore Mars met haar conferenties eenplatform aan de ruimtevaart bedrijven en organisaties om

hun plannen voor bemande Mars missies verder teontwikkelen.

In de VS is Explore Mars Inc. een staatserkende nonprofitorganisatie. In Nederland heeft zij deze ANBI status (nog)

niet.

‘Making humans a multi-planet species’ is onze missie.