We willen weer naar de maan

Europa, Japan, China, India willen naar de maan. Met kleine, slimme onbemande verkenners. Om de maan eindelijk echt te onderzoeken....

Ze blijft een enorme aantrekkingskracht uitoefenen, de maan, ook al stelt de zwaartekracht er niet zo heel veel voor. Ruimtevarende landen blijken niet om haar heen te kunnen, op weg naar de volwassenheid.

Europa, Japan, China en India hebben meer of minder ambitieuze plannen voor een bezoek. Zelfs de Verenigde Staten lijken in een tweede jeugd terecht te zijn gekomen, en beginnen de verovering van de ruimte weer van voren af aan. Bij de maan.

De sonde die Europa in juli vanuit Frans Guyana op pad stuurt was deze week voor het laatst te zien bij het ruimtevaarttestcentrum Estec in Noordwijk. Een zwarte doos ter grootte van een forse televisie, met daaraan twee langwerpige zonnepanelen.

Nogal wat anders dan de grote landers waarmee de Amerikanen de maan meer dan dertig jaar geleden te lijf gingen. Die tijden zijn voorbij, zegt Bernard Foing, de wetenschappelijk leider van het Europese project. 'Amerika en de Sovjet-Unie stopten in de jaren zestig veel meer geld en mensen in hun maanprogramma's. Wij moeten slimmer zijn.'

Vandaar de naam van de Europese sonde: Smart-1, een Engels acronym voor een kleine missie voor vooruitstrevend onderzoek naar nieuwe techniek. Goedkoper, en sneller te bouwen dan de enorme voertuigen die Europa voorheen lanceerde; de ESA betaalt 84 miljoen euro voor de trip. De 1 achter de naam geeft aan dat het niet de laatste van dit soort vervoermiddelen zal zijn, zegt Foing. 'Toekomstige voertuigen naar Mercurius en de zon zullen volgens hetzelfde principe worden ontworpen.'

De Smart-1 zal zelf niet landen op de maan, maar wordt een soort verkenner. Hij vliegt zes maanden lang rondjes, op zoek naar interessante plekken voor een latere lander. Belangrijkste instrumenten aan boord zijn camera's die röntgenstralen en infraroodstraling detecteren, onzichtbare golven die de samenstelling van de maanbodem verraden.

Maar we weten na Apollo en de Russische maanlanders toch allang hoe de maan eruit ziet? Onzin, zegt Foing, tevens voorzitter van de ILEWG, de internationale werkgroep van lunar explorers.

'Die landingen waren alleen in de buurt van de evenaar, op de naar de aarde gerichte kant van de maan. Dat is hetzelfde als wanneer iemand de aarde bezoekt, zes keer in de Sahara landt, monsters verzamelt en dan thuis vertelt dat de aarde helemaal uit zand bestaat.'

En eerdere sondes die het maanoppervlak in kaart brachten, zoals de Amerikaanse Clementine in 1994 en de Lunar Prospector in 1998, hadden geen röntgendetector of infraroodspectrometer aan boord, zegt Foing.

De röntgenstralen moeten wat zeggen over de chemische bestanddelen van de maan, over de hoeveelheden magnesium, silicium, aluminium en ijzer in de bodem. 'Wanneer we die samenstelling met de aarde vergelijken, kunnen we misschien definitief concluderen waar de maan vandaan komt', zegt Foing.

Eén hypothese gaat ervan uit dat de maan, net als de aarde, uit de stofschijf rond de zon is ontstaan, in de beginjaren van het zonnestelsel. Een andere theorie houdt het op een botsing tussen een komeet en de aarde, die de maan als brokstuk zou hebben opgeleverd. 'Dat is het meest waarschijnlijk', zegt Foing.

Aan de hand van het gemeten infraroodspectrum wil hij achterhalen welke mineralen er in de maanbodem zitten, en hoe ze verdeeld zijn. Olivijn bijvoorbeeld, een steen die in de aarde ook wordt gefabriceerd, in de bovenste lagen van de vloeibare aardmantel. Door de aanwezigheid van olivijn op de maan in kaart te brengen hoopt Foing meer van haar vulkanische verleden te kunnen onthullen.

Ook hoopt hij dat de Smart-1 ijs ontdekt in de buurt van de zuidpool van de maan, waar zich een krater bevindt die altijd in de schaduw ligt. Maanonderzoekers verheugen zich likkebaardend op die kans, omdat de aanwezigheid van water een maanbasis mogelijk zou maken.

'Dat zou over twintig jaar kunnen gebeuren', zegt Franco Ongaro, manager van het Aurora-programma van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA, die de plannen voor de lange termijn uitstippelt. Hij ziet de maan als een springplank naar Mars. 'Op de maan kun je allerlei technieken voor een bezoek aan Mars uitproberen.'

Dat zou dan wel een internationaal project worden, zegt Ongaro. Hij verwacht veel van de Japanners, die momenteel 'de meest agressieve' plannen voor de maan hebben. Zij lanceren hun maansonde, de Selene, in 2005. Met driehonderd kilo aan wetenschappelijke instrumenten aan boord, in plaats van de 19 kilo aan wetenschap die de Smart-1 met zich meedraagt. 'Ik vergelijk de Smart-1 met een Smart-auto', zegt Foing. 'De Selene is een Rolls Royce.'

Een ander verschil is de route naar de maan. De Selene vliegt er in 2005 rechtstreeks in een paar dagen naartoe. Net als de Apollo-raketten in de jaren zestig en zeventig. De Smart-1 zal er zo'n zestien maanden over zal doen. 'Dat is vooruitgang', zegt Foing.

Reden is de voortstuwing van de Smart-1. Een ionenmotor in plaats van gewone chemische brandstof. Hij werkt op xenon, dat ook in moderne autokoplampen zit. De motor gebruikt de elektriciteit van de zonnepanelen om het xenongas in geladen deeltjes te splitsen, ionen en elektronen. De ionen zijn positief geladen en worden zo hard aangetrokken door een negatief geladen staafje in de uitlaat dat ze daar met hoge snelheid op afvliegen, er voorbij, de ruimte in. Door dat uitblazen van die stroom deeltjes gaat het voertuig zelf vooruit.

De kracht waarmee dat gebeurt is niet veel meer dan de kracht waarmee een velletje papier op een tafel drukt. Alle beetjes helpen in de ruimte, omdat daar geen wrijving is, maar het duurt maanden voordat het voertuig een beetje op gang is gekomen. Zo komt de Smart-1 via een spiraalbaan langzaam van de aarde weg om uiteindelijk bij de maan aan te komen.

De Russen gebruiken al sinds de jaren zeventig satellieten met een ionenmotor, maar dan alleen voor koerscorrecties. De Amerikanen hebben in 1998 voor het eerst een ionenmotor voor de hoofdvoortstuwing gebruikt toen ze de Deep Space 1 het heelal instuurden. Europa heeft de afgelopen twee jaar een experimentele ionenmotor gebruikt toen de Artemis-satelliet na een half-mislukte lancering met een ionenmotor alsnog in de juiste baan kon worden gebracht.

Desalniettemin nog niet al te veel ervaring, zegt Foing. 'We moeten er nog echt mee leren vliegen. Daarnaast maken we gebruik van de plekken tussen de aarde en de maan waar hun aantrekkingskrachten elkaar opheffen. Hogeschool baanmechanica. We moeten ons rijbewijs voor dit soort manoeuvres eigenlijk nog halen.'

Groot voordeel van de ionenmotor: de brandstof is veel efficiënter. Je hebt er minder van nodig om de juiste snelheid te halen. Nu is maar 20 procent van het gewicht van het voertuig brandstof, normaal is dat 50 procent.

De testrit met de ionenmotor is eigenlijk belangrijker dan de wetenschappelijke doelen op de maan, bekent Foing. Maar als het werkt, dan wordt de nieuwe voorstuwing ook gebruikt in toekomstige missies.

En als de maan in kaart is gebracht, dan is het tijd voor volgende stappen. Een lander, onderzoek met robots, een vaste basis. Waarom? 'Omdat ze er is. Onvermijdelijk.'

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