3. Ready for lift-off!

Orion moet hét nieuwe ruimteschip worden dat de eerstvolgende generatie astronauten naar de maan brengt, en Europa doet mee. Er wordt al sinds 2004 aan het ontdekkingsschip en zijn voorloper gewerkt. Waarom is het nog zo lastig om mensen naar de maan te krijgen, dat konden we toch allang? ‘Dat het vijftig jaar geleden is gelukt, is ongelooflijk,' zegt Bas Theelen. ‘Naar huidige begrippen alsof je met een roeibootje de oceaan oversteekt, ontzettend knap.’ Theelen is als hoofd van het Orion-ESM-programma bij Airbus verantwoordelijk voor de bouw van de Europese Service Module van Orion. Deze module levert zuurstof en water aan de crew, houdt de temperatuur op peil, zorgt voor de voortstuwing en levert de energie. ‘Het voortstuwingssysteem is het meest geavanceerde dat tot nu toe in Europa is gebouwd.’

Vijftig jaar geleden lukte het al en daarbij speelde volgens astronaut André Kuipers ook de politieke situatie een rol. ‘Vanwege de Koude Oorlog móést het lukken. De Russen stonden mijlenver voor in de ruimterace. Ze hadden al de eerste spoetnik, het eerste hondje, Laika, de eerste man, Gagarin en de eerste vrouw, Tereshkova. Amerika hobbelde er achteraan. Kennedy hield zijn beroemde speech waarin hij zei dat Amerika binnen tien jaar mensen op de maan zou zetten. Toen dacht men bij Nasa: oeps, moeten wij dat doen? Er zijn behoorlijk wat bochten afgesneden en er is heel wat misgegaan. Denk aan de brand bij Apollo 1, waar de cabine nog gevuld was met pure zuurstof, heel brandbaar. Er ontstond kortsluiting en de driekoppige crew overleefde het niet. Vanwege de enorme tijdsdruk nam men meer risico.’

Behalve de veiligheid, waarin verschilt Orion nog meer van de goede oude Apollo? Een van de opvallende verschillen met de Apollomissies is dat computers toen nog maar net in ontwikkeling waren. Een groot deel van de berekeningen was handwerk. Wat je nu op je mobiele telefoon kan, daar was toen een enorm team van rekenaars voor nodig. En toch kregen ze het al voor elkaar. ‘In vijftig jaar is er heel veel veranderd’, zegt Theelen. ‘De mensen die aan Apollo werkten zijn nu ver in de tachtig of overleden, er zitten twee generaties tussen. De kennis is of verloren of niet meer relevant. De technologie is zo veel verder, dat het bijna niet meer mogelijk is de vergelijking te maken.’

Toch een poging wagen. Belangrijk verschil: Apollo is ontwikkeld voor een landing op de maan, Orion moet uiteindelijk veel verder gaan. Mars staat op het programma. ‘Dat betekent dat het schip langer moet overleven, het moet wendbaarder zijn, beter beschermd. En bovenal moet de crew er langer in zitten,’ aldus Theelen. In de Apollo-capsule zaten drie astronauten op elkaar gepropt. Voor een reis naar de maan, heen en terug ongeveer een week, is dat net te doen. Maar voor een tochtje richting Mars is iets meer beweegruimte wel prettig; daarbij ben je al gauw maanden, zo niet jaren onderweg. ‘De Orion-capsule is ietsje groter, ontworpen voor maximaal zes personen. Voor de eerste reis naar de maan vliegen vier astronauten mee. Voor de reis naar Mars zal er beslist nog een maanmodule bij komen.’ Misschien voor de astronauten nog wel het meest praktische verschil: er is een wc aan boord. Je behoefte deed je in de Apollo nog in een zakje.

Het bevredigen van de nieuwsgierigheid en ontdekken wat er achter de horizon ligt, klinkt natuurlijk mooi. Maar levert het verder nog wat op, dat ruimtereizen? Kuipers: ‘Er zijn prachtige ideeën over een grote telescoop bouwen op de achterkant van de maan, waar je geen last hebt van de dampkring, en genoeg sciencefictionachtige ideeën om delfstoffen te winnen op de maan. We zitten in een aanloopfase, dat gaat met horten en stoten. Het is niet voor niets dat er zoveel partijen staan te trappelen om erheen te gaan. Israëls lander is onderweg, China laat nu zelfs op de achterkant autootjes rondrijden.’ Theelen: ‘Niemand kan in de toekomst kijken, maar de grote achterliggende gedachte is wel: je wilt de boot niet missen.’

En al klinkt het bouwen van een grote telescoop, het winnen van helium-3 of het laten rondrijden van autootjes op de maan nog als iets waar je in je dagelijks leven niet direct gebruik van zult maken, bedenk dan dat de zonnepanelen die je huis van stroom voorzien, die handige smartphone met toegang tot al die kennis, die steeds slimmere auto een flinke zet hebben gekregen dankzij de ruimtevaart, waar alles zo licht, klein, sterk en snel mogelijk moet zijn. Dat maakt nieuwsgierig naar wat er over vijftig jaar allemaal mogelijk is dankzij rocket science én kinderdromen.

Wanneer je puur naar de vorm van de Orion- en Apollo-capsule kijkt, lijkt er niet zoveel veranderd. Aan de buitenkant wordt de vorm nog steeds voornamelijk bepaald door de terugkomst in de atmosfeer. Daarvoor keert de capsule met de kont richting dampkring. Dankzij de wrijving wordt het enorm heet en eet de dampkring als het ware langzaam het hitteschild op. Vandaar dat de vorm nog steeds een afgetopte kegel is, met aan de onderkant een dik hitteschild. Er is wel gekeken naar andere vormen, meer die van een waterdruppel of een vliegtuigvleugel. Je krijgt dan echter zulke complexe structuren met gekromde oppervlakken – op zich dankzij nieuwe productietechnieken geen probleem om te maken – dat er binnen minder ruimte overblijft.

De vorm van de capsule is dan misschien vergelijkbaar, bij de esm-module eronder, waar Theelen over gaat, zie je meteen een groot verschil: de grote zonnepanelen. Waarom werden die vijftig jaar geleden nog niet gebruikt? Rob van Hassel is als zonnepanelenexpert bij Airbus Nederland verantwoordelijk voor de vier zonnepanelen van zevenenhalve meter lang die de Orion van stroom moeten voorzien. Volgens hem is het heel simpel: ‘De zonneceltechnologie stond toen nog in de kinderschoenen. Het rendement van de cellen was veel te laag. De huidige cellen hebben een veel hogere opbrengst en, net zo belangrijk: ze slijten veel minder snel dan vroeger.’ Het klinkt misschien gek, maar zonnepanelen hebben ook last van de zon. Zorgt uv-straling hier op aarde ervoor dat posters vergelen, in de ruimte, buiten de bescherming van de dampkring, hebben ze een vernietigende werking op de zonnepanelen. ‘Daar hadden we toen nog geen antwoord op,’ zegt Van Hassel. ‘Nu geven we elk van die 15.000 cellen een soort zonnebril, die bestaat uit allerlei slimme beschermlaagjes die we op het glas indampen.’ Ook zijn de cellen van nu veel beter bestand tegen het constante bombardement van geladen deeltjes in de zonnewind, waartegen we hier op aarde beschermd worden door het aardmagnetisch veld.

Die heftige straling van de zon is natuurlijk ook niet bepaald ideaal voor de astronauten. Vandaar dat de Orion steeds van de zon af draait. Op die manier zijn de astronauten zo goed mogelijk tegen straling beschermd door de vloeistoftanks en andere onderdelen. Om te zorgen dat de zonnepanelen wél continu met de goede kant naar de zon staan, moeten deze mee kunnen draaien met de zon, een techniek die tegenwoordig op veel satellieten wordt toegepast en waardoor je toe kunt met minder zonnecellen. ‘Om bij de maan in de buurt te komen, is een translunar injection nodig,’ legt Van Hassel uit. ‘Die extra duw om aan de zwaartekracht van de aarde te ontsnappen betekent een behoorlijke uitdaging, want het geeft een enorme belasting op de vleugels. Als we ze niet een heel eind weg zouden klappen, zouden ze afbreken.’ De eerste test in de ruimte verliep voorspoedig.

Als alles volgens plan verloopt, zal de Orion zijn eerste onbemande reisje rond de maan maken in de tweede helft van 2020. Twee jaar later is het dan tijd om astronauten mee te nemen. Waarom moeten we eigenlijk weer naar de maan? Volgens André Kuipers is het een logische stap in onze queeste om het zonnestelsel te veroveren: ‘Konstantin Tsiolkovski – de vader van de raketwetenschap – zei het al: “De aarde is de wieg van de mensheid, maar je kunt niet eeuwig in die wieg blijven liggen.” Over duizend jaar zal alles wat we nu doen, gezien worden als eerste babystapjes in de verkenning van de ruimte.’

De astronaut ziet de maan als tussenstation voor verdere missies. ‘Er wordt nu hard gewerkt aan de Gateway, een internationaal ruimtestation dat zich rond de maan zal bewegen. Vandaar zullen er capsules naar het maanoppervlak gaan. ESA heeft al het concept van de Moon Village gelanceerd. Een heuse gemeenschap op de maan, waar eerst wetenschap en industrie het voortouw nemen, en later ook ruimte is voor toerisme. De maan zal als uitvalsbasis voor verdere missies dienen; onder andere een bemande missie naar Mars.’ De eerste Marsmissie van de Orion staat al voorzichtig in de planning. ‘Het is een ontdekkingsreis waarmee we bezig zijn,’ zegt Theelen. ‘Met wat wij nu bouwen, de Orion – maar dan nummer negen of tien in de serie – gaat de eerste mens naar Mars. Fantastisch. Een kinderdroom die werkelijkheid gaat worden.’