Naar de maan: hoe ziet de nieuwe missie van de NASA eruit?

De allereerste vlucht van het prestigieuze Amerikaanse programma Artemis, om terug te keren naar de maan, is gelanceerd. In 2025 wandelt er opnieuw een mens op de maan.

50 jaar na de laatste Apollo-missie hebben de Amerikanen hun blik weer op de maan gericht. ‘Aan ons allemaal die naar de maan kijken, dromend van de dag dat de mensheid terugkeert naar het maanoppervlak, mensen, hier zijn we, hier gaan we weer’, zei Bill Nelson, CEO van NASA, onlangs op een persconferentie.

Met het Artemis-programma – Artemis is de tweelingzus van de god Apollo in de Griekse mythologie – wil NASA opnieuw astronauten naar de maan brengen, onder wie de eerste vrouw. Bedoeling is om de maan klaar te maken als uitvalsbasis voor verdere trektochten naar plekken in ons zonnestelsel waar nu nog enkel onbemande missies kwamen, zoals de planeet Mars.

De eerste stap richting zo’n maankolonie begint met de allereerste test van het Space Launch System (SLS). Dit rakettensysteem is al meer dan een decennium in ontwikkeling en is de krachtigste ter wereld. Hij moet de mens op een dag meenemen naar de diepe ruimte. De Saturn V-raket, het vorige systeem, bleek niet krachtig genoeg voor de nieuwe Amerikaanse uitdagingen.

‘This is your new spacecraft, America’

Het SLS zal onder de projectnaam Artemis I een nagelnieuw ruimteschip in een elliptische baan rond de maan en terug brengen. De Orion, de opvolger van de gepensioneerde spaceshuttle, bestaat uit een bemanningsmodule, die maximaal zes astronauten kan huisvesten, en een servicemodule van de Europese Ruimtevaartmaatschappij ESA. De servicemodule fungeert als aandrijving van de Orion-ruimtecapsule en levert zowel brandstof als levensmiddelen en zuurstof. Dat maakt van de ESA in één klap een cruciale partner in het Artemisprogramma.

De Orion maakte in 2014 al een testvlucht met de begeleidende woorden ‘This is your new spacecraft, America.’ De Orion-capsule vloog toen tot een hoogte van 5.800 km. Ruimtetuigen die terugkeren van de maan vliegen echter veel sneller door de atmosfeer. Een van de uitdagingen van Artemis I wordt dus het garanderen van de hittebescherming van de Orion bij herintrede.

Tijdens 42 dagen durende Artemis I-missie zal Orion op een bepaald moment op een afstand van slechts 100 kilometer van het maanoppervlak scheren. Het verste punt op die baan is zo’n 430.000 km van de aarde, een afstand waar geen enkel ruimtetuig dat gebouwd is voor het vervoeren van de mens, ooit is geweest. Het vorige record staat op naam van Apollo 13 die in 1970 op een afstand van 400.171 kilometer van de aarde kwam. Zoals bekend moest Apollo 13 zijn maanlanding afbreken na een ontploffing in een van de zuurstoftanks.

De Orion zal in eerste instantie onbemand worden gelanceerd. Er zijn wel drie robots met sensoren aanwezig om de impact te meten. Een ander doel van de missie is om een speciaal ontworpen ruimtevest te testen. Biedt zo’n ruimtevest bescherming tegen kosmische straling? Tijdens de missie zal de Duitse pop Helga bij wijze van experiment geen vest dragen, haar Israëlische zus Zohar daarentegen wel. 

De landing op aarde verloopt anders dan met de spaceshuttle. Spaceshuttles landden vroeger steeds op dezelfde plek, Orion zal na het afwerpen van de servicemodule neerploffen in de oceaan. De bemanningsmodule wordt dan met parachutes op de aarde gedropt waarna het ruimtetuig in de oceaan valt.

VIDEO: Artemis I – een rondje rond de maan

Pas in mei 2024 mogen echte astronauten in de capsule plaatsnemen tijdens de Artemis II-missie. Op die vlucht zullen de astronauten ‘verder gaan dan waar ooit een mens geweest is’, maar nog niet landen.

VIDEO: Artemis II – een rondje rond de maan met vier astronauten

Vanaf 2025 is het dan echt zover. Dan moet een maanlander tijdens Artemis III effectief weer mensen, onder wie een vrouw en een niet-witte man, op de maan zetten. Die maanlander, het Starship HLS (Human Landing System), wordt ontwikkeld door Elon Musks ruimtevaartbedrijf Space X. Het ruimtevaartbedrijf Blue Origin van Jeff Bezos was daar niet zo blij mee en spande een rechtszaak aan, wat het hele Artemisprogramma serieuze vertraging deed oplopen. Bezos verloor de zaak.

Twee astronauten zullen via de Gateway, een mini-ISS dat de komende jaren wordt gebouwd en in een baan rond de maan wordt gebracht, overstappen op het Starship om de rest van de weg naar het maanoppervlak af te leggen. Omgekeerd zal Starship opnieuw vertrekken vanop de maan en zijn passagiers via de Gateway overbrengen naar de Orion om terug te keren naar de aarde.

Er zijn dertien gebieden op de maan aangeduid als geschikte landingsplaatsen voor de bemande maanmissie. De gebieden liggen allemaal in de buurt van de niet eerder door mensen bezochte zuidpool van de maan en hebben elk meerdere locaties die geschikt zijn om te landen. Er is onderzocht of er voldoende zonlicht is om als energiebron te gebruiken, of communicatie met de aarde mogelijk is en of het terrein begaanbaar is. Onder meer het Malapert Massief, het Leibnitz Beta Plateau en de Faustini Rim staan op de lijst. De komende tijd wordt onderzocht welke van de dertien gebieden wetenschappelijk het meest interessant zijn om te bezoeken. Sommige behoren bijvoorbeeld tot de oudste delen van de maan en kunnen inzicht bieden in de ontstaansgeschiedenis.

Later in het decennium zal de Gateway rond de maan geleidelijk aan uitgebouwd worden met modules zodat onze natuurlijke satelliet in de toekomst uitgebreider kan worden geëxploreerd.

VIDEO: Artemis III – Twee mensen op de maan

Maar vooraleer de mens opnieuw ‘a small step’ op de maan zet, moet NASA eerst enkele voorbereidende missies uitvoeren met robots, ontwikkeld door commerciële partners. De eerst is de Nova-C, een zespotig tuig van het ruimtevaartbedrijf Intuitive Machines, met aan boord een maanrover. Een van de wetenschappelijke instrumenten van Nova-C zal de hoeveelheid opwaaiend maanstof meten tijdens de landing op het maanoppervlak om zo knoeierige landingen in de toekomst te vermijden. Een tweede robot is Peregrine, een vierpotige lander van het bedrijf Astrobotic, met een maanrover de grootte van een schoendoos. Welke robot als eerste de maan zal bereiken, is nog niet duidelijk. Door de coronapandemie hebben heel wat missies vertraging opgelopen.

Waarom de maan?

Maar waarom willen de Amerikanen terug naar de maan? Enerzijds is het een prestigeproject dat vooral door de vorige Amerikaanse president Donald Trump gepusht werd, maar ook wetenschappelijke argumenten spelen een rol in de beslissing.

• Beter begrip van de aarde

Onze natuurlijke satelliet is 4 miljard jaar oud en eigenlijk een mooi archief van de aarde omdat er geen tektonische verschuivingen en geen atmosfeer zijn. Alles op de maan is bewaard gebleven zoals 4 miljard geleden, een schatkist aan informatie dus.

• Mijnbouw op de maan

De maan is rijk aan heel wat zeldzame delfstoffen. De maanbodem bevat bijvoorbeeld het gas helium-3, de ideale brandstof voor kernfusie en zeer geschikt om de aarde van energie te voorzien. Hoe die exploitatie precies moet worden gereguleerd, is voorlopig nog niet duidelijk. Er bestaat nog steeds geen juridisch kader over hoe landen en bedrijven moeten omspringen met grondstoffen in de ruimte. De kans dat de ruimte een soort van Far West wordt, is dan ook niet denkbeeldig.

In de maankorst is ook troiliet aanwezig, een zeldzaam ijzersulfide. De sulfide kan met maangrond gecombineerd worden tot een bouwmateriaal dat sterker is dan portlandcement. De maanbasis zou dus kunnen worden gebouwd met lokale grondstoffen. Andere manieren om de maan op een duurzame manier te verkennen zijn een circulaire economie ontwikkelen door water te recycleren en een off grid elektriciteitsvoorziening op poten te zetten.

• De maan als onderzoekslabo voor verdere ruimtemissies

Een van de grootste struikelblokken voor Marsmissies is het gebrek aan kennis van de impact van lange ruimtevluchten op de gezondheid van de mens, zowel fysiek als mentaal. Door dit eerst te testen op de maan, is een menselijke exploratie van de diepere ruimte ooit mogelijk, net zoals het Internationaal Ruimtestation (ISS) ons van alles heeft bijgebracht over leven in de ruimte. In het ISS hebben we bijvoorbeeld ontdekt wat het gebrek aan zwaartekracht doet met een lichaam.

• Ruimtetoerisme

Het starship van SpaceX zal in de toekomst niet alleen astronauten naar de maan brengen, maar ook ruimtetoeristen. Elon Musk heeft daarvoor al zijn eerste betalende klant: de Japanse miljardair-ondernemer Yusaku Maezawa. De Japanner zoekt trouwens nog kunstenaars als medepassagiers die de maanvlucht willen gebruiken voor de creatie van kunst om mensen op aarde te inspireren. Reizen naar de ruimte brengt immers een zogenaamd ‘overzichtseffect’ met zich mee, een plotse bewustwording van hoe kwetsbaar onze aarde eigenlijk is.

• Inspiratie

De oudere generatie is opgegroeid met de maandlanding, in tegenstelling tot de jongeren die dit niet hebben meegemaakt. De eerste stappen van Neil Armstrong op de maan hebben indertijd miljoenen jongeren geïnspireerd om zich te verdiepen in wetenschap en techniek. Ook de nieuwe generatie heeft nood aan zo’n inspirerend verhaal.