DE NIEUWE SPACE RACE

Heron Streker

De nieuwe space race

Copyright © 2022 Jos Smit
Auteur: Heron Streker
Uitgever: Smithoreous
Druk: Pumbo.nl
Omslagontwerp: Jos Smit
Foto’s omslag: Steve Jurvetson (flickr), Blue Origin
Vormgeving binnenwerk: Jos Smit

Non-fictie ruimtevaart
ISBN 978-94-6443-351-7
NUR 968

Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, door middel van druk, fotokopieën, geautomatiseerde gegevensbestanden of op welke andere wijze ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de auteur.

Voorwoord

Ontstaan van dit boek

Het begon allemaal midden 2020, het eerste coronajaar, toen ik per toeval de app ‘Next space flight’ op mijn telefoon kreeg. Hierin bleek de volledige lanceerkalender te staan. Alle geplande raketlanceringen en die uit het verleden teruggaand tot 1958. Ik zag wat de lading was, wat die woog, met welke raket, wat die kostte, of die niet ontploft is, wie de eigenaar was, wie de klant was. Ik wilde van de hoed en de rand weten en ging als een gek googelen. Zo kwam ik meer en meer aan de weet, te veel om te onthouden. Ik ging notities maken. De notities werden uitgebreider, begonnen hoofdstukken te vormen. En 6 maanden later lag daar ineens de eerste primitieve versie van een heus manuscript.

Sindsdien is er ontzettend veel aan gesleuteld, het is ook twee keer zo dik geworden. Het liefst zou ik je van a tot z meenemen op het pad dat ikzelf heb bewandeld maar dan zou dit een langdradig boek zijn. In plaats daarvan heb ik de essentiële zaken gerangschikt op zo’n manier dat je niet mijn pad volgt maar dat van de ruimtevaart. Van de eerste vlucht tot de meeste recente, via de ruimterace naar de commercie, van de politiek naar de techniek.

We leven op ruimtevaartgebied in de spannendste tijd sinds de maanlanding. Of misschien nog wel wat spannender. Een zeer actieve en kundige community houdt wereldwijd de verrichtingen in de ruimtevaartindustrie in de gaten. Ze bestuderen alle documenten, houden met verrekijkers en drones lanceersites in de gaten en doen dagelijks verslag. Er valt zoveel te weten dat de moeite waard is en ik ga ervoor zorgen dat je dat ook allemaal aan de weet komt. Alleen hoef jij niet vijfenvijftig YouTube-kanalen te volgen en vijfhonderdvijfenvijftig artikelen te lezen. Dat doe ik voor je. Graag zelfs. Mijn hele lichaam snakt ernaar. Ik heb nú een nieuwe lancering nodig!

Een heroïsche tijd

Eind jaren-60 begin -70 waren enerverends het een enerverende periode. Dankzij de koude oorlog had Amerika alles op alles gezet om nog in de sixties een man op de maan te zetten. Een enorme prestatie gezien de techniek van toen. De materialen waren nog niet zo goed als vandaag de dag en computers stelden niets voor. Vooral de kennis over ruimtevaart moest letterlijk van de grond worden opgebouwd, het is bijna onvoorstelbaar hoeveel kennis er ontbrak. En toch is het gelukt.

Maar sinds de laatste maanmissie in 1972 is het treurig gesteld met de ruimtevaart. De Spaceshuttle vloog alleen maar flauwe rondjes om de aarde. Het ding was niet eens in staat om veel hoger te stijgen dan waar het internationale space station ISS zijn rondjes draait, vlak boven de aarde. Het ISS zelf was in het begin nog wel spannend maar daar begint na zoveel jaar toch ook de sleet in te komen. Dat is dan Amerika. Hoe zit het met Europa, Rusland, China, Japan? Daarvoor geldt eigenlijk precies hetzelfde. Het enige dat we tot de eeuwwisseling deden is voor veel geld satellieten in rondjes om de aarde katapulteren. Nuttig, daar niet van, maar allang niet spannend meer.

De raketten zijn in de 30 jaar na de maanlanding niet alleen slechter geworden, de maan haalden ze niet eens, ze werden ook nog eens duurder. Dat is toch niet iets dat je zou verwachten en het is ronduit teleurstellend. Deze 30 verloren jaren kunnen we niet ongedaan maken maar we kunnen ze wel inhalen. Want hoe is het nu 50 jaar na dato gesteld?

Weer in de lift

Gelukkig zit sinds begin deze eeuw de ruimtevaart weer in de lift. We hebben inmiddels weer raketten die zo mensen naar de maan zouden kunnen vliegen en in ook China neemt ruimtevaart serieuze vormen aan. De lucht zindert overal van het enthousiasme. Alles ademt ruimtevaart.

De X-prize, wie het eerste de ruimte kon halen met een privé gefinancierde raket, werd in 2004 gewonnen door de SpaceShipOne. Vanaf dat moment wisten we het, iedereen kan naar de ruimte als je maar wilt.

Alhoewel 2004 absoluut een keerpunt in de ruimtevaart markeert brak toch de hel niet meteen los. Miljardair Richard Branson wilde met SpaceShipTwo commerciële pleziervluchten aanbieden wat hem pas onlangs gelukt is. Miljardair Jeff Bezos richtte rond die tijd Blue Origin op. Hij biedt inmiddels ook pleziervluchten aan en heeft daar veel succes mee. In datzelfde jaar 2004 richtte Elon Musk, die later ook miljardair zou worden, SpaceX op. Vier jaar later lukte het hem na enkele tegenslagen om als eerste commerciële partij ter wereld een raket in een heuse baan om de aarde te sturen. Iets dat Bezos trouwens nog steeds niet kan. Dat was dan wél het moment waarop de hel losbarstte. Inmiddels kan SpaceX 10 keer goedkoper lanceren dan de oude overheidsorganen. En ze willen het nog eens een 100 keer goedkoper maken. Straks maak je een ruimtereis voor de prijs van een cruise op de Middellandse zee, dan kan ook jij astronaut worden.

In het kielzog van SpaceX volgen tientallen ‘new space’ bedrijven die staan te popelen om de ruimte te veroveren. Financiering van de oude peperdure raketprogramma’s hangt inmiddels aan een zijden draadje. Er gebeurt zoveel, de nieuwe space race is in volle gang. De rollercoaster is niet meer te stoppen, 2022 en 2023 zullen de geschiedenis in gaan als de jaren waarin plotseling jan en alleman een ruimteschip om de Aarde wist te krijgen.

Multiplanetair

Waarom doen we dit en waar gaat het naartoe?

We bezoeken eerst de maan om een beetje te oefenen en wagen snel daarna de sprong naar Mars. Mensen zullen hun leven op het spel zetten om daar letterlijk en figuurlijk voet aan de grond te krijgen. Eerst korte bezoekjes, dan steeds langer en met steeds meer mensen. Uiteindelijk zullen we een kolonie stichten waar mensen worden geboren en sterven. Ondertussen zullen er enorme ruimtestations worden gebouwd vergeleken waarbij het ISS op Calimero lijkt.

Het is de bedoeling dat de mensheid een multiplanetaire soort wordt zoals dat zo mooi heet of anders een ruimtevarende soort. Als we als mensheid letterlijk stil blijven staan, wat heeft alles dan voor zin? We hebben nu wel genoeg kattenfilmpjes gekeken. Het wordt tijd dat we weer eens iets gaan doen dat ertoe doet.

In een soort van chronologische volgorde passeren alle relevante zaken de revue. En neem dat multiplanetaire niet al te serieus. Ruimtevaart doen we vooral ook omdat het kan, net als wolkenkrabbers bouwen en voetballen. O ja, het is ook nog nuttig, net als peuterspeelzalen en aardappelschilmesjes. Geniet er maar gewoon van want dat is de echte bedoeling.

Heron Streker

Deel I – Old Space

De geboorte van de ruimtevaart

Old space en new space

Om over old - en new space te kunnen lezen moet je eerst weten wat dat zijn. Toen ik me voor het eerst verdiepte in ruimtevaart duurde het even voor ik in de gaten kreeg dat er zoiets bestond als new space en dus ook old space, het staat er immers niet met koeienletters op geschreven.

Een voorbeeld van ‘old space’ is de NASA die we natuurlijk allemaal kennen. Je hebt wellicht ook gehoord van SpaceX die het bekendste voorbeeld is van ‘new space’. Maar deze twee staan niet alleen, het giert van de ruimtevaartorganisaties en bedrijven.

Ze zijn dus in twee groepen verdelen. Aan de ene kant de traditionele old space overheidsorganen. Ze maken al jaren gebruik van overbetaalde raketbouwers. Aan de andere kant hebben we de commerciëlen, de new space beweging. Vergelijk het maar met commerciële televisiezenders versus Nederland 1, 2 en 3. Een overzicht van het landschap.

Old Space

We hebben dus de NASA in Amerika en RosCosMos in Rusland. Wij Europeanen hebben de ESA en de Japanners de JAXA. De Chinezen kennen de CNSA, de Indiërs ISRO, et cetera. Maar die namen zijn niet zo relevant, dat zijn voornamelijk papieren tijgers bestaande uit goedbedoelende ambtenaren wier taak is om het belastinggeld te verdelen. Het zijn eigenlijk de raketbouwers die old space zijn. Wanneer ben je old space? Nou als je in de vorige eeuw bent opgericht. Als je rekent in miljarden in plaats van miljoenen. Als je puur uit belastinggeld wordt gefinancierd en niet uit de commercie. En als je raketmotoren een nummer hebben in plaats van een coole naam.

Wie zijn deze bedrijven? Voor de NASA zijn dat tegenwoordig voornamelijk Lockheed Martin en Boeing, tegenwoordig heten ze samen de ULA (United Launch Aliance). Lockheed Martin kennen we als de bouwer van onze sterk vertraagde en budgedoverschreden Joint Strike Fighter straaljager. Dus dan weten we wat voor vlees we in de kuip hebben, duur vlees. En daarnaast hebben we Northrop Grumman, die meer een defensieachtergrond heeft. Voor de Europese ESA is het Arianespace die trouwens lang niet zo old space is als de ULA of Northrop. Daarover meer in het hoofdstuk over Europa. Rusland heeft ook diverse fabrikanten wiens namen je toch niets zouden zeggen. Voor het Chinese CNSA is dat CASC (de grote muur industrie). Deze old space raketbouwers hebben elk weer een reeks van honderden toeleveranciers waarvan je er een aantal ook tot de old space kunt rekenen.

Ik vertelde al dat ze wat aan de prijs zijn deze jongens. Zo heeft de Spaceshuttle achteraf omgerekend met de ontwikkelkosten erbij anderhalf miljard per lancering gekost. “Ken je bek niet verder open” zou elke rechtgeaarde Rotterdammer zeggen. Ja die ken verder open. Het nieuwe Amerikaanse paradepaardje het SLS (Space Launch System) dat al 12 jaar in ontwikkeling is gaat per vlucht nog veel duurder worden alhoewel hij is samengesteld uit oude Spaceshuttle-onderdelen. Het is ongetwijfeld een goede raket maar heeft al 20 miljard gekost en gaat waarschijnlijk bitter weinig vliegen. Daarbovenop gaat elke vlucht bijna 3 miljard kosten. Maar tegenwoordig kan het voor nog geen 100 miljoen per vlucht. Je zou denken dat het Amerikaanse congres zijn bedenkingen heeft bij het financieren van deze rechtse hobby maar zowel de republikeinen als de democraten zijn grote fan van het SLS. Hoe zou dát nou toch komen. Misschien is dit een leuk projectje voor Follow The Money, ik zal ze tippen.

New Space

Deze prijsvechters van de raketindustrie proberen door de kosten te drukken de totale markt voor lanceringen te vergroten. Dat werkt want het totaal aantal vluchten neemt toe. Al gebied de eerlijkheid te zeggen dat dit al toenam net voordat de new space voet van de grond kreeg

De jeugd heeft de toekomst en ze zijn best talrijk, de new space bedrijven. Uit alle hoeken en gaten kruipen partijen tevoorschijn die raketten willen lanceren al zitten de meesten nog in het prille ontwikkelstadium. Die al wel vliegen schieten voornamelijk kleine raketten met kleine vrachtjes omhoog. Maar goed, je moet ergens beginnen en ze doen het toch maar.

Bekende namen zijn SpaceX (Elon Musk van Tesla), Blue Origin (Jeff Bezos van Amazon.com), Virgin Galactic en Virgin Orbit (Richard Branson van luchtvaartmaatschappij Virgin).

Minder bekend maar zeer verdienstelijk is het Nieuw-Zeelandse Rocket Lab dat in 2021 al 23 lanceringen heeft volbracht. Zij maken hun motoren met de 3D printer, dat doen er meer tegenwoordig maar zij waren de eerste.

En dan het beste paard van stal Astra Space dat amper uit de startblokken is en gelijk al voor een zeer concurrerende prijs werkt. Als ze de typische beginnersproblemen weten te overwinnen gaan we er nog veel van horen.

Een bijzondere vermelding voor Relativity Space dat zijn raketten niet bouwt maar gewoon uit de 3D printer laat rollen. Of het een goed idee is weet ik niet maar het is wel cool. Zo bestaan er nog vele tientallen new space bedrijven waarvan ik er enkele aan bod laat komen.

Vooralsnog is SpaceX de grote winnaar van deze race met elke week een lancering. Ze vallen nu nog in de buitencategorie maar het zou me niet verbazen als over 5 of 10 jaar meer partijen net zo efficiënt kunnen werken als zij en net zoveel kilometers op de teller zetten. Vooral Rocket Lab dicht ik hoge kansen toe. SpaceX heeft nu eenmaal een voorsprong van 10 jaar maar die gaat men heus wel inlopen. En dan heb ik het nog niet eens over de Chinezen gehad, want ook in het verre oosten struikelt de new space concurrentie over elkaars tegenvoeten.

Wij Europeanen hebben nog niemand die al vliegt maar er zijn wel diverse initiatieven. In Schotland heb je Orbex die een raket op LPG laat vliegen. Deels uit Schotland en deels uit de Oekraïne komt Skyrora. In Denemarken heb je Kopenhagen Suborbitals, de enige amateurs ter wereld die aan bemande ruimtevaart doen. Dan zijn er in Duitsland nog drie partijen die flink aan de weg timmeren: Rocket Factory Augsburg, Isar Aerospace en HyImpulse. De eerste twee willen begin 2023 hun eerste proeflancering doen, reken maar dat ik de livestreams ga volgen. #ZinIn

Sovjet-Unie – bakermat

De Sovjet-Unie is de bakermat van de ruimtevaart. Ze bouwden als eersten een ruimteraket. Ze schoten de eerste mens om de aarde. Ze hebben de betrouwbaarste raketten. Ze hebben veruit de meeste vluchten op hun naam.

Maar ze hebben ook de race naar de maan verloren en ze vliegen nog steeds stokoude raketten met technologie uit het jaar kruik. Hoe zit dat nou?

Een geweldige mijlpaal

Stel de tweede wereldoorlog is afgelopen, de Nazi’s zijn verjaagd en je bent een van de twee grootmachten. Wat ga je dan doen? Je superioriteit en militair overwicht aantonen natuurlijk, zowel naar de tegenstander als naar de eigen bevolking. Een uitstekende manier om beiden te bereiken is het bouwen van raketten met atoombommen erop. Gemotiveerd door de kersverse koude oorlog heeft de Sovjetunie de R-7 raket ontwikkeld, spreek uit als Semjorka, dat bekt ook wat beter. Deze raketten konden nog geen rondjes om de aarde maken maar kwamen daar al wel bij in de buurt.

Semjorka’s en opvolgers hebben de typische vier kegelvormige boosters aan de zijkanten hangen. In tegenstelling tot de Amerikanen die de verschillende trappen als een wolkenkrabber op elkaar stapelen plaatsen de Sovjets ze liever naast aan elkaar. In het socialisme is immers eenieder gelijk.

Foto Spoetnik kunstmaan, bron Wikipedia
Foto Spoetnik kunstmaan, bron Wikipedia

De allereerste ruimtevlucht die de lanceerkalender in mijn favoriete app ‘Next space flight’ aangeeft is de lancering van de ‘Spoetnik 1’ kunstmaan (vandaag de dag een satelliet geheten) in 1957. Tegenwoordig is Sputnik een coronavaccin maar toen was het een glimmende metalen bol met vier sprietantennes eraan. De raket waarmee hij omhoog werd geschoten was een opgevoerde Semjorka. Wat een geweldige mijlpaal voor de mensheid; de ruimte bereikt! Dan zijn we toch een eind gekomen sinds we de bomen verlieten en rechtop gingen lopen.

Die opgevoerde Semjorka hadden ze trouwens ook maar Spoetnik genoemd, twee namen vinden ze in Rusland overdreven. Vier jaar later hebben ze boven op diezelfde raket een Vostok capsule gebouwd, de capsule is het deel waar het mannetje in zit bij de terugkeer. De raket heette toen ook weer Vostok want één naam weet je wel. Met deze combinatie wisten ze Joeri Gagarin 60 jaar geleden buiten de dampkring te krijgen, hij maakte in ruim 100 minuten van start tot landing een volledige toer om de aarde en keerde kerngezond weer terug. De eerste ruimtevaarder was geboren. Wij kunnen ons nu haast niet meer voorstellen hoe primitief de techniek van toen was. Hoe dan ook, het werkte.

Foto Vostok met typische kegelvormige boosters, bron Azamat Hatypov
Foto Vostok met typische kegelvormige boosters, bron Azamat Hatypov

Verdere ontwikkelingen

Op de techniek van de R-7 hebben ze voortgeborduurd. Een paar modelletjes en 9 jaar later was daar ineens de legendarische Sojoez die vandaag de dag nog steeds vliegt, allemaal dankzij de beroemde Korolev die straks nog aan bod komt. Ook de tegenwoordige Sojoez terugkeercapsule die er bovenop staat is in essentie nog steeds de Vostok. Die is tijdens de koude oorlog in de haast hergebruikt in plaats van een volledig nieuwe te ontwikkelen wat meer tijd zou kosten. Ze hebben er een binnenhuisarchitect bij gehaald. Die heeft eerst alles eruit heeft gesloopt dat eruit kon en daar met wat passen en meten drie stoelen in gepropt in plaats van één. Dat is niet per se comfortabel, als kosmonaut lig je in foetushouding met je knieën op je borst. Onze eigen astronaut Andre Kuipers heeft er waarschijnlijk nog steeds kramp van in zijn kuiten. En je krijgt ook nog eens een zere nek van het omkijken. Niet omdat er rijen met mooie Russen of Russinnen langslopen maar omdat het instrumentenpaneel niet langer voor je zit maar links van je.

Een detail dat de nerd in mij leuk vindt is het feit dat de tweeëndertig motoren van de Sojoezraket met lucifers worden aangestoken. Geen gewone lucifers natuurlijk anders werd het lastig vrijwilligers te vinden voor dit klusje. Ze steken in elke straalpijp een houten stok helemaal tot in de verbrandingskamer, zo diep als een coronaswab in je neus. Boven op elke stok zit een luciferkop die met een elektrische draad wordt ontstoken. Mocht er eens eentje falen dan weet de controlekamer dat meteen blaast die de lancering af. Men past het systeem al 60 jaar toe om de achtentwintig motoren te ontsteken.

Belangrijkste man in het ruimtevaartprogramma was hoofdingenieur Sergei Korolev uit de Oekraïne. Bij één van Stalins beruchte zuiveringen in de jaren 30 werd hij te werk gesteld in Siberië. In de tweede wereldoorlog kwam hij ineens weer van pas en mocht hij alsnog raketten gaan bouwen. Met een pragmatische aanpak is deze man is in zijn eentje grotendeels verantwoordelijk voor de successen van de Russische ruimtevaart.

Het belangrijkste onderdeel van een raket is de motor. De Sovjet-Unie had, en heeft, betere raketmotoren had dan de Amerikanen. Vlak na de oorlog hebben zowel de Sovjet-Unie als Amerika Duitse raketgeleerden in dienst genomen waarmee ze hun raketprogramma voor de koude oorlog ingingen. Dat de Sovjet-Unie het beter deed dan de Verenigde Staten was te danken aan het feit dat ze georganiseerd waren in aantal onafhankelijke ontwerpbureaus. Deze OKB’s concurreerden sterk met elkaar wat hun succes verklaart, het was eigenlijk een ruimterace binnen de ruimterace. De eerste raketten waren in feite nagemaakte Duitse V2 raketten met zelfs origineel Duitse onderdelen erin maar als snel beschikten ze over originele sovjetmotoren. En het is nooit gestopt. Tot op de dag van vandaag ontwikkelen de Sovjets nog nieuwe motoren, met veel succes want ook het westen gebruikt ze.

Foto Sojoezraket, bron energia.ru

Maanrace

Tijdens de ruimterace werd naast de Sojoez vooral gewerkt aan de N1, een joekeloeres van een raket van OKB-1, de Sovjet-evenknie van de Amerikaanse Saturnus V, bedoeld om naar de maan te vliegen. Mede door het vroegtijdig overlijden van Korolev halverwege de jaren 60 heeft de ontwikkeling vertraging opgelopen en verloren ze de maanrace van hun kapitalistische rivalen. De andere reden was het te lage budget. Met de N1 is het nooit meer iets geworden. De toen ontwikkelde motoren worden nog wel gebruikt. Toch was Korolev zeker niet de enige talentvolle raketbouwer, zijn grootste concurrent was ene Valentin Glushko ook afkomstig uit de Oekraïne. Na de dood van Korolev voegde Brezjnev alle OKB’s samen tot één bureau onder leiding van Glushko. Onder zijn leiding is de Energia ontwikkeld die als de opvolger geldt van de nooit voltooide N1.

Maar zoals je wellicht weet liep het allemaal niet goed af. Een Amerikaan zette als eerste voet op de maan. Hé, dat rijmt, ik had een poëziebundel moeten schrijven.

Ruimtestations

Je hebt waarschijnlijk wel gehoord van het internationale ruimtestation ISS maar we zouden bijna vergeten dat die een succesvolle Sovjet-voorganger heeft gehad, de Mir. Na het verliezen van de maanrace moesten ze een andere manier bedenken om de Russische suprematie in de ruimte aan te tonen. Amerikanen spraken al over het Skylab ruimtestation dus haast was geboden. Tussen ’71 en ’82 werden een zevental Saljoet ruimtestations gelanceerd, steeds met een verbeterd ontwerp. Hiermee werd zoveel ervaring opgedaan dat ze het in ’86 aandurfden een permanent ruimtestation, de Mir, in delen te lanceren. Het heeft 13 jaar gevlogen en overleefde de val van de Sovjetunie. Het faciliteerde honderden wetenschappelijke experimenten waardoor het ook steeds opnieuw zijn eigen record lang-verblijf-in-de-ruimte-voor-een-mens verbeterde en scherpstelde. Uiteindelijk is het record blijven staan op 437 dagen. En zonder de Mir had het hele ISS, die pas 12 jaar later kwam, misschien niet eens bestaan. De Sovjet-Unie is in het grootste deel van de ruimtevaartgeschiedenis echt wel toonaangevend geweest. En nog steeds want nu vanwege de inval in de Oekraïne alle samenwerking met Rusland op de tocht staat is het in enen paniek in de tent. Ook voor het jaarlijks aantal lanceringen stond Rusland tot 2013 met stip op één.

De Saljoets en de Mir zijn destijds gelanceerd met een Proton, een raket van de klasse heavy, die al sinds 1967 vliegt. Nadeel is dat ook deze het ouderwetse giftige UDMH als brandstof gebruikt, vooral als je verongelukt is dat akelig. In het hoofdstuk over brandstoffen in deel III lees er meer over.

Even over de zwaartes van raketten. Ze worden onderverdeeld in vier klassen al naar gelang de grootte van de lading, te weten ‘small’ (tot 2 ton), ‘medium’ (tot 20 ton), ‘heavy’ (tot 50 ton) en bij gebrek aan originelere superlatieven ‘super heavy’. Raketbouwers hebben al hun creativiteit moeten steken in de raket zelf dus bleef er niets over voor het bedenken van leuke klasse-namen als ginormous of ieniemini. De N1 en de Energya zijn van de klasse super heavy. De Sojoez is van de klasse medium.

Dan was er sinds 1985 uit de Oekraïne nog de medium-klasse Zenith van OKB-586 die in 2017 voor het laatst heeft gevlogen. Hij is menigmaal gelanceerd vanaf een olieplatform in de Grote oceaan.

Ik moet even melden dat ik in mijn teksten niet altijd zorgvuldig ben in het gebruik van de woorden Rusland en Sovjet-Unie, voor mij zijn het allemaal rooien. Daarmee doe ik sommigen, en dan vooral de Oekraïners, te kort want het is in werkelijkheid niet zo simpel. De relatie tussen de voormalige Sovjetstaten is complex en de recente oorlog in de Oekraïne maakt het er niet beter op. Het heeft in ieder geval tot gevolg dat op korte termijn geen leveranties uit de Oekraïne te verwachten zijn. Dit heeft ook gevolgen voor Europa en Amerika. De VS koopt bijvoorbeeld de eerste trap van de Antares-raket van de Oekraïne en daar zitten dan weer Russische motoren in. Het valt aan te nemen dat de relatie voor lange tijd verstoord zal blijven wat zeker gevolgen heeft want de Russische en Oekraïense ruimtevaartindustrie zijn sterk verweven. Het Antares-probleem wordt trouwens opgelost door new-space rocketeer Firefly die een vervangende eerste trap gaat bouwen.

De prestigieuze Buran was een kleine Sovjet Spaceshuttle die op de meest krachtige raket ooit geplaatst zou worden, de Energia (ook wel Energiya). De Energia bestaat in feite uit vier bij elkaar gebonden Zeniths als boosters rond de Universele Raketmodule, een soort Zenith-XXL.

Over het woord ‘booster’, het wordt onder andere gebruikt voor die dingen die aan de zijkant geplakt zitten, in het Engels ook wel een ‘strap on’. Maar let op, het woord wordt ook gebruikt voor de eerste trap als er geen zijboosters aan zitten of als de eerste trap en de zijboosters er hetzelfde uitzien. Dus de eerste trap van de Zenith dient ook als zijbooster voor de Energia. Duidelijk? Nee? Daar was ik al bang voor, we gaan toch verder.

Hoe dan ook, de Buran heeft onbemand zegge en schrijve twee rondjes om de aarde gevlogen. Toen trok Boris Jeltsin de stekker uit het peperdure project. Hoeveel flessen wodka je daar niet van kan kopen zal hij hebben gedacht. Een begrijpelijke beslissing want net als de Shuttle was dit een geldverslinder van jewelste geworden. Ook van de Energia is niets meer vernomen.

Nieuwe ontwikkelingen

Als je ziet wat de Russen vandaag de dag lanceren dan zijn dat nog steeds de Sojoez (of Soyuz in het Engels of Союз in het Russisch) in enkele configuraties voor het lichte en middelzware werk.

De Proton moet eindelijk worden opgevolgd door de modernere Angara 5. Die “5” slaat op het aantal ‘cores’ (alweer een nieuw woord voor ‘booster’) want net als de meeste raketten komt ook de Angara in vele smaken. Ze hebben een soort standaard rakettrap gebouwd wat ik hier dus een ‘core’ noem. Die kunnen ze dan in diverse combinaties bij elkaar binden. De Angara 5 heeft er één in het midden met vier er omheen. Die Angara is al vele jaren in ontwikkeling en is een samenwerking tussen de voormalige Sovjetstaten, de enorme vertraging heeft geen technische maar een politieke reden. Complexe relatie weet je nog. Hij heeft in 2014 al eens gevlogen, wat bewijst dat er technisch gezien geen vuiltje aan de lucht is en nu zou hij echt van start gaan maar ik heb het vermoeden dat de oorlog in de Oekraïne roet in het eten gooit. De Angara heeft een Russische high performance RD-170 motor die we ook terugvinden onder de Amerikaanse Atlas - en Antares raketten en ook onder de Zenith. De Sovjetunie is nog steeds een vooraanstaand motorenbouwer, die voorsprong zijn ze in 50 jaar niet kwijtgeraakt.

Dat ik hier de RD-170 raketmotor met naam en toenaam noem is omdat hij zoveel wordt gebruikt. Je hoeft het niet te onthouden, doe ik ook niet. Bij een overhoring zal ik er niet naar vragen. Ik ben ook zeker niet van plan alle motoren op te sommen want dat loopt flink op. Als je er lol in hebt om de hele stamboom van Sovjetmotoren een keer langs te horen paraderen raad ik je een YouTube-filmpje aan van de Everyday Astronaut, hij heeft er een uitgebreide studie van gemaakt http://y2u.be/Y-xyXDiC92s.

Foto Proton raket wordt opgericht, bron ESA (onderCC BY-SA 3.0 IGO licentie)
Foto Proton raket wordt opgericht, bron ESA (onderCC BY-SA 3.0 IGO licentie)

Er was ook nog sprake van een Angara 7 maar daar hoor je nu weinig meer van. Ook de Angara 3 komt er niet want die zou maar concurreren met de Sojoez 5 die ook in ontwikkeling is.

En dan is in 2019 een super heavy raket aangekondigd, de Yenisei, een bundel van 7 bij elkaar gebonden boosters, maar sinds de aankondiging is het oorverdovend stil. Toch zullen ze als ze naar de maan willen, en dat willen ze, deze raket nodig hebben. Ik neem daarom aan dat uitstel in dit geval geen afstel betekent.

En hij werkt op methaan, aardgas dus. Methaan, volgens velen de raketbrandstof van de toekomst, is net iets beter dan kerosine weten de dames en heren raketgeleerden inmiddels. Het is ideaal voor herbruikbare raketten omdat het zo schoon verbrand. Daarbij is het goedkoop. Je leest er verderop in dit boek nog veel over want methaan begint echt een dingetje te worden tegenwoordig.

Verder bestaan er plannen voor een eigen ruimtestation genaamd ROSS wat staat voor Russian Orbital Service Station. In het Russisch heet het oссийская орбитальная служебная станция, dat onthoudt een stuk makkelijker. Vanaf 2025 gaat het worden gebouwd, in 2024 zullen ze het ISS vaarwelzeggen wat later is afgezwakt tot “ná 2024”. Voor de noordelijke Russische lanceerplatformen is het nieuwe station makkelijker te bereiken dan het ISS omdat het in een baan om de polen zal vliegen. Bepaalde modules die oorspronkelijk voor het ISS waren ontwikkeld zullen nu deel uit gaan maken van het ROSS.

Een wat mindere goede ontwikkeling is dat Poetin in 2018 ene Dmitri Rogozin als hoofd is van Roscosmos heeft aangesteld. Een oud-journalist en oud minister die erom bekend staat dat hij ruimtevaart maar geldverspilling vindt. Vladimir zal misschien hebben gedacht dat hij zuiniger met het krappe budget om zou gaan maar sinds hij de scepter zwaait is het kommer en kwel. Raketten storten neer door stomme fouten, het ISS wordt tot tweemaal toe in gevaar gebracht, hij loopt de hele tijd ruzie te zoeken met de NASA en de rest van de wereld, dreigt het ISS te laten neerstorten. Er is dus geen goed garen te spinnen met die gast. Maar het goede nieuws is dan weer dat hij in juli 2022 onverwacht naar het front in de Oekraïne is gestuurd. Afwachten hoe zijn opvolger het doet. Om te bewijzen dat alles koek en ei is gaat er in september een Russische mee met een Amerikaanse Falcon en een Amerikaan met een Russische Sojoez.

Ik kan dit hoofdstuk niet anders afsluiten dan met het heroïsche verhaal van de Sojoez 23. In oktober 1976 zou hij een bezoek van enkele maanden brengen aan de Saljoet 5. Het was hondenweer maar de lancering ging toch door. Ze haalden het ruimtestation maar het aanmeren ging tot twee keer toe mis. Ze moesten hun pogingen staken omdat ze anders niet voldoende brandstof zouden hebben voor de terugreis.

Bij de afdaling ontstond er een afwijking van 120 kilometer. In plaats van op het land kwamen ze midden in de nacht in een razende sneeuwstorm terecht in het Tengizmeer in Kazachstan. De wind blies in de parachute en trok de capsule scheef waardoor hij niet kon worden geopend zonder water te maken. Bovendien was het buiten 20 graden onder nul zodat uitstappen in een meer sowieso geen strak plan was.

Vanwege de storm kon de helikopter ze niet helpen dus probeerden ze het zwartnacht met een boot. Het meer is bremzout, veel zouter dan zeewater en ondanks de lage temperatuur bevriest het maar half. Je kunt op het ijs niet lopen maar er doorheen varen is ook moeilijk. Toch wist een boot met moedige mannen, waaronder de helikopterpiloot, de capsule te bereiken. Terplekke ontdekten ze dat het ventilatiegat onder water lag waardoor de bemanning geen lucht van buiten kon krijgen. Daarbij begonnen de accu’s leeg te raken die de CO₂-scrubbers aandrijven. Het gevaar voor kooldioxidevergiftiging lag daarom op de loer. Op die manier gingen ze de nacht in. Het werd ook steeds kouder in de capsule, bij één astronaut vroren twee vingers af.

De volgend ochtend was de storm gaan liggen. Duikers stelden vast dat de bemanning nog in leven was maar ook dat het rechtop kantelen van de capsule onmogelijk was.

Toen is besloten dat de helikopter de capsule naar de kant moest brengen alwaar de men bemanning kon redden. Maar daar wilde de helikopterpiloot niet aan want de regels stonden dat niet toe, zelfs niet als hij daar orders voor kreeg. Uiteindelijk lukte het toch de piloot over te halen en toen bleek waarom die regels er waren. Het werd een levensgevaarlijke operatie, de reserveparachute ving wind en trok de helikopter bijna het meer in. Hierbij zouden nog veel meer mensen zijn omgekomen. Toch lukte het de kundige piloot met gevaar voor oververhitting van de motor de 7 kilometer naar de wal te overbruggen.

Daarna was het een kwestie van minuten voor de kosmonauten werden bevrijd. Bijna gestorven van de kou en de kooldioxide vergiftiging waren ze op het nippertje gered.

NASA - nieuw elan

In de hoogtijdagen van de koude oorlog hadden de Russen een serieuze voorsprong in de ruimte. Dat kon Amerika niet op zich laten zitten en richtte terstond de NASA op. Toch brachten de communisten als eerste een satelliet om de aarde en kort daarna een mens. Dit schreeuwde om wraak.

Naar de maan

Krantenknipsel, Kennedy besluit naar de maan te gaan
Krantenknipsel, Kennedy besluit naar de maan te gaan

De NASA heeft sinds 1957 in de eerste 12 jaar van zijn bestaan een formidabele prestatie geleverd door mannetjes op de maan te zetten. Er moest van alles nieuw worden ontwikkeld, betere en vooral grotere raketmotoren, een capsule met overlevingsapparatuur, een maanlander met ‘return vehicle’, ruimtepakken, wiskunde voor de baanberekening, een soort van computer, een hitteschild. Ze moesten de exacte hoek van je hitteschild tijdens het afdalen bepalen, er was nog niet eens bekend of je wel kon lopen op de maan of dat er misschien een te dikke stoflaag lag.

Maar voordat Rusland kon worden vernederd hadden ze eerst nog een forse achterstand in te halen. Dat deden ze onder andere met het Mercury programma, om mensen in de ruimte te brengen. Zoals we inmiddels weten waren de Sovjets ze voor. President Kennedy was zwaar in zijn kuif gepikt. Hij liet de wereld weten dat Amerika binnen 8 jaar een mens op de maan ging zetten. Reken maar dat deze belofte in de VS insloeg als een bom.

Foto F1 motor van de Saturnus met enorme straalpijp, bron NASA
Foto F1 motor van de Saturnus met enorme straalpijp, bron NASA

Daarop volgde een aantal programma’s waaronder het Geminiprogramma dat zo heette omdat astronauten per twee werden gelanceerd. Dat ging lekker, er werd ervaring opgedaan met allerlei zaken waar je in de ruimte mee te maken krijgt. Ondertussen startte het Apolloprogramma met de beroemde Saturnus V raket met zijn machtige F1 motor onder wiens enorme straalpijp je een coronabestendig feestje met anderhalve meter afstand kunt houden. In 1968 leidde dat ertoe dat er een bemande vlucht om de maan werd gemaakt. Een jaar later klom Neil Armstrong van het laddertje en zette zijn beroemde eerste stap op de maan.

Foto Apollo maanlander, bron NASA
Foto Apollo maanlander, bron NASA

Als je naar de details van de ruimterace kijkt valt het op dat veel afhangt van enkele individuen. Zo heeft het Amerikaanse succes veel te danken aan John F. Kennedy en Werner von Braun, de uitvinder van de raket. Ook vandaag de dag heeft de commerciële ruimtevaart veel te danken aan Peter Diamandis en Elon Musk en niet te vergeten NASA-administrator Lori Garver (zie deel II). Omgekeerd heeft Rusland pech gehad dat briljant hoofdingenieur Sergei Korolev te vroeg overleed.

Jinx of mazzel, boete of niet, hoe dan ook overwonnen ze alle uitdagingen en ze hebben het geflikt. Dat verdient niets dan applaus.

Nog tijdens het Apolloprogramma heeft de NASA twee Pioneer-verkenners weg van de zon gestuurd om ‘deep space’ te verkennen. Verder hebben ze het Skylab boven op een Saturnus V raket gelanceerd, een wegwerpstation vergelijkbaar met de Russische Saljoets. Het is tot 1979 toch nog drie keer bezocht. Daarna hebben ze het naar beneden laten vallen, er kwamen enkele brokstukken op Australië terecht. Het verhaal gaat dat de VS een prent van 400 Australische dollar kreeg voor het dumpen van afval, de boete zal nog open staan. Met 42 jaar rente! Ze hebben trouwens ook eens een rakettrap op Cuba laten vallen waarbij een koe om het leven kwam, het veroorzaakte een diplomatieke rel.

Keerpunt

Sindsdien blinken ze vooral uit in het verbranden van belastinggeld. Het Spaceshuttle programma heeft maar liefst 150 miljard dollar gekost en heeft niets gepresteerd dat de raketten uit sixties niet beter konden. Op dit ogenblik wordt al 12 jaar lang de fonkelnieuwe SLS raket ontwikkeld. Nou ja fonkelnieuw. Hij hergebruikt bijna elk onderdeel van de Spaceshuttle, ze hebben alleen de vleugels eraf geknipt. Daar hebben ze nu al 20 miljard dollar mee verbrand. De onderdelen worden zelfs letterlijk hergebruikt want ze hadden er nog een aantal liggen waaronder zestien motoren. Dus het enige dat de bouwer de United Launch Aliance voor dat geld heeft gedaan is motoren van de shuttle geschroefd en onder een nieuwe brandstoftank gemonteerd. Dan hebben ze en passant nog even de boosters slechter gemaakt want die waren voorheen herbruikbaar. De ULA is een samenwerking van Boeing en Lockheed Martin. Verder doet de NASA nu ook al 12 jaar en honderden miljoenen over het naaien van een nieuw ruimtepak.

Daar wordt een mens niet vrolijk van, waar ging het mis? Moeilijk te zeggen. Zeker is dat de vlam van de koude oorlog na het winnen van de maanrace uitdoofde. En het viel samen met heet moment dat Amerika Vietnam verliet, er was geen goed-nieuws afleiding meer nodig. Wat ook niet helpt is dat de ULA tijdrekken tot een verdienmodel geeft gepromoveerd. In de eerste 5 van die 12 jaren schoot de ontwikkeling van het SLS lekker op maar het lijkt dat de commerciële afdeling toen op de rem heeft getrapt en dat heeft ze geen windeieren gelegd. Hiermee hebben ze de begroting met 100% weten te overschrijden, ook een kwaliteit.

Iconische foto van maanwandelaar Buzz Aldrin, bron NASA
Iconische foto van maanwandelaar Buzz Aldrin, bron NASA

In de grafiek zie je het aantal orbitale ruimtevluchten per jaar, wereldwijd, dus niet uitsluitend van de NASA. Orbitaal wil zeggen echt rondjes om de aarde, dus geen gemakkelijke sprongetjes van 100 kilometer hoog maar “völlig losgelöst von der Erde”.

Maar zoals je in dezelfde grafiek ziet zit er sinds 2005 weer een stijgende lijn in met 2021 als voorlopig hoogtepunt. Tegenwoordig gunt zowel de NASA als defensie een deel van het werk aan tientallen nieuwe partijen. Er zijn weer doelen gesteld. Opnieuw naar de Maan maar dit keer met het doel er te blijven en naar Mars door te vliegen, het Artemisprogramma. Een ambitieus doel want de problemen zijn immens maar dat is natuurlijk wat het juist leuk maakt. Het maken van een nieuw ruimtepak hebben ze onlangs met een aanbesteding aan twee commerciële kleermakers gegeven, wel voor een beetje te veel geld, dat dan weer wel.

Het is allemaal niets te vroeg want de ook Chinezen laten zich niet onbetuigd, een wezenlijk deel van de stijging is aan de hen te danken. Begin maart 2021 maakten ze bekend ook een maanbasis te willen stichten, samen met de Russen. Op dit ogenblik hebben ze een eigen ruimtestation. En zij kunnen al een ruimtepak maken voor 30 miljoen Yuan.

In feite is er een nieuwe koude oorlog gaande. Het is net sport, een goede tegenstander verhoogt de prestaties.

Terug naar de maan

Zoals gezegd gaan we weer terug naar de maan, yay. De NASA dan, naar de zuidpool om precies te zijn. Het zal iets anders gaan dan de vorige maanbezoeken. Die waren puur om een vlag te planten en duurden maar een dag. Dit keer willen we bewijzen dat we mensen voor langere tijd op de maan kunnen laten leven, dat is een stuk moeilijker. Het is het ‘Artemis programma’ gedoopt, Artemis is de godin van de maan. Het is vergelijkbaar met de bases op de zuidpool van de aarde. Dit noemen ze ‘sustainable’ maar het is niet echt een duurzame manier van leven. Er moet een constante toevoer van proviand zijn anders leggen de astronauten stuk voor stuk het loodje. In tegenstelling tot Mars bevat de maan niet alles wat we nodig hebben om te leven. Sustainable moet in dit geval worden opgevat als ‘blijvend’.

Belangrijke motivatie om op de maan te gaan wonen is om te oefenen voor Mars. Het is handig als je daar na een half jaar reizen goed beslagen ten ijs komt en de maan best een goede plek om te oefenen. Door de korte reisafstand is het laagdrempelig maar sommige van de problemen die je bij het wonen op Mars hebt zul je ook bij het wonen op de maan tegenkomen. Je wilt bijvoorbeeld circulair met allerlei stoffen omgaan. Op de maan is dat door de korte reisafstand van nog geen half miljoen kilometer (om de hoek dus) niet noodzakelijk, er vloeit geen bloed als het niet meteen werkt, dan sturen we nog wat extra water maar je kunt het wel goed testen.

Men zal hier op de aarde allerlei oplossingen voor problemen bedenken en op de maan zal blijken of die werken. Vaak bedenk je in situ (ik wilde dat woord altijd als eens gebruiken) betere oplossingen. In theorie zijn theorie en praktijk gelijk maar in de praktijk niet. Daarom is het oefenen op de maan niet alleen handig en zelfs noodzakelijk. Ik denk dat anders de eerste vluchten met mensen naar Mars op een tragedie zullen uitlopen. Dus voldoende duct-tape en WD40 meenemen.

Drie partijen