Tafelkleed dat zeilt op de zon

Ingenieurs dromen al een driekwart eeuw van zeilen op zonlicht. Een Japanse missie moet nu aantonen dat het kan.Door Peter van Ammelrooy..

Bij het Japanse ruimtevaartagentschap moet lang en hard zijn nagedacht over de naam voor de jongste missie van JAXA naar de sterren. Ze kwamen uit op Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun, afgekort tot Ikaros. In de oude Griekse mythologie is dat de jongeling die uit het luchtruim tuimelde omdat hij met vleugels opgetrokken uit hout, veren en bijenwas te dicht bij de zon vloog (ofschoon zijn vader het hem verbood).

De Japanse Ikaros die afgelopen vrijdag werd gelanceerd is ook op weg naar de zon, met vleugels die mogelijk nog teerder zijn. Vier driehoeken van 7 bij 10 meter vormen een hightech tafelkleed van ultrafijne kunststof, met een dikte van amper een tiende van een menselijke haar. De vleugels zijn zowel middel als doel van de missie: Ikaros moet aantonen dat het mogelijk is om op zonlicht door de sterren te zeilen.

Het idee voor een zonnezeil werd al in 1924 geopperd door de Russische raketpionier Friedrich Zander, bijna een kwart eeuw voor de mensheid zijn eerste kunstmaan in de ruimte wist te brengen. Omdat lichtdeeltjes die de zon de kosmos in slingert druk uitoefenen, stelde Zander, zou het mogelijk moeten zijn om ruimtevaartuigen net als schepen door zeilen te laten voortstuwen.

Albert Einstein had al uitgerekend wat de krachten zijn die voortsnellende fotonen uitoefenen. Ze zijn zo minuscuul dat er grote zeilen nodig zijn om een kunstmaan van een beetje omvang op stoom te krijgen. De eerste blauwdrukken, gemaakt in de jaren zeventig van de vorige eeuw, voorzagen zonnezeilen van honderden meters tot meer dan een kilometer in diameter. Kost het satellieten nu zeker 30 jaar om de rand van het zonnestelsel te bereiken, zo'n zonnezeil zou het doen in vijf jaar.

Het wachten was op ultralichte en ultradunne materialen waarvan ingenieurs de zeilen konden maken. Zij zochten een stof die ze in een kleine capsule konden proppen en in de ruimte weer laten uiteenklappen. Het handjevol – grotendeels mislukte – proeven dat de afgelopen twintig jaar werd genomen spitste zich toe op dat probleem.

Een poging tot echt ‘zonnezeilen’ in 2005 sneuvelde al op aarde. De Russisch-Amerikaanse Cosmos-1 plonsde in zee. Ikaros moet de vloek opheffen die kennelijk op deze vorm van transport rust.

De afgelopen week is aan boord van de 300 kilogram wegende sonde een rotor gaan draaien. Gewichtjes aan de uiteinden van de vier driehoeken zullen door de middelpuntvliedende kracht het zeil uit de capsule trekken tot het na enkele weken geheel is uitgevouwen. Kleine camera’s aan boord zullen beelden naar aarde sturen zodat ingenieurs bij JAXA kunnen zien of dat kritieke onderdeel van de missie is geslaagd.

Net als zijn mythologische naamgever zal Ikaros steeds dichter bij de zon komen. De sonde werd gelanceerd samen met Akatsuki, een kunstmaan die de krachtige winden op Venus gaat bestuderen. De planeet staat na Mercurius het dichtst bij de zon, op ruim 100 miljoen kilometer afstand. Als alles goed gaat, zal Ikaros net als Akatsuki Venus na zes maanden bereiken. Daarna vliegt hij door, om na drie jaar de rand van het zonnestelsel te passeren.

Als de missie succesvol verloopt, wil Japan over enkele jaren een kunstmaan met een tien keer zo groot zonnezeil naar Jupiter dirigeren. Voor interplanetaire reizen is het zonnezeil een goedkoop alternatief. Het maakt satellieten goedkoper om te lanceren, omdat er geen honderden kilo’s aan brandstof mee de ruimte in hoeven. Ikaros werd door JAXA in twee jaar gebouwd voor iets meer dan 11 miljoen euro.

Carl Sagan
Ikaros blijft niet lang het enige zonnezeil in het heelal. De Planetary Society, een particuliere stichting voor ruimteonderzoek in de Verenigde Staten, wil voor het einde van het jaar zijn LightSail­1 in de ruimte brengen. Daarmee komt een droom van een van zijn oprichters, Carl Sagan, tot vervulling.

De Planetary Society was ook de drijvende kracht achter de mislukte missie van de Cosmos-1 in 2005. Toen de stichting daarna door NASA werd gevraagd een zonnezeilproject te adopteren dat het Amerikaanse ruimtevaartbureau vanwege geldgebrek moest afbreken, werd die kans met beide handen aangegrepen. Een anonieme sponsor doneerde 1 miljoen dollar voor het project.

De missie van LightSail-1 is bescheiden van opzet. De kunstmaan van vijf kilogram bestaat uit drie CubeSats, satellietjes van 10 centimeter in het vierkant die zijn bedacht door studenten van de Stanford University en nu onder meer op internet te koop zijn. Twee doosjes bevatten het zeil, een derde de elektronica. De vlucht duurt hooguit enkele uren.

De initiatiefnemers zeggen dat de missie geslaagd is als de LightSail-1 aantoonbaar door het zonlicht wordt voortgedreven, als is het maar heel langzaam en voor heel eventjes.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden