We gaan weer naar de maan: en dit keer blijven we wat langer

Een lunaire buitenpost zet je niet zomaar even neer

Het is bijna een halve eeuw geleden dat de mens op de maan rondliep. Maar we gaan weer, en dit keer blijven we wat langer. Als de omstandigheden maar een beetje willen meewerken.

Concept van NASA Foto NASA

Het begint erop te lijken dat de mens, na eeuwen van technologische vooruitgang, terugkeert op de plek waar hij ooit begon: als holbewoner in een diepe grot met een spelonk als ingang tot zijn verblijf. Maar hij zal dit keer niet gehuld zijn in een berenvel. Evenmin zal hij zijn nieuwe habitat hoeven te verkennen met een stuk hout ter verdediging. De mens van nu zal zijn nieuwe grotwoning betrekken gehuld in een drukpak met op zijn rug een Primary Life Support System - een apparaat dat hem voorziet van zuurstof en warmte en dat kooldioxide afvoert.

Die nieuwe onbekende wereld is de maan, naaste buur van de aarde en bijna een halve eeuw geleden voor het eerst bezocht. De mens zal er binnenkort terugkeren, blijkt uit plannen die de laatste tijd overal ter wereld worden ontvouwd. Dit keer moet zijn verblijf permanent worden, is het idee. Vorige week maakte de Amerikaanse president Trump zijn maanplannen bekend. Eerder lieten Europa, China en Rusland weten vergelijkbare ideeën te hebben.

Na enkele decennia min of meer te zijn genegeerd ('De maan? Daar zijn we al geweest. De volgende stop is Mars') is het hemellichaam nu weer in trek. Vooral omdat de maan als ideaal vertrekpunt wordt gezien voor een reis naar Mars. Er is water en zonne-energie in overvloed: door het ontbreken van een atmosfeer en dus bewolking is de opbrengst van zonne-energie er veel groter dan op aarde. En de dagen duren er twee weken (nadeel: de nachten ook), waardoor lange tijd veel energie verzameld kan worden om uit het water zuurstof en waterstof te brouwen; prima raketbrandstof. De geringere zwaartekracht maakt dat die raketten makkelijker de benodigde snelheid kunnen bereiken voor hun reis naar Mars.

Lunaire buitenpost

Een permanent verblijf voor wetenschappelijk onderzoek en een buitenaardse bouwplaats voor raketten liggen om deze reden voor de hand. Doordat de maan dichtbij staat, is communicatie met het thuisfront makkelijk (het signaal doet er heen en weer drie seconden over) en is het transport van materialen te overzien.

Uitdagingen zijn er ook nog genoeg. Astronauten staan bloot aan een bombardement van geladen deeltjes van de zon en de temperatuurschommelingen tussen dag en nacht zijn enorm. Een lunaire buitenpost moet daartegen bestand zijn.

Maar de verkennende mens lijkt het geluk aan zijn zijde te hebben. Al sinds het Apollotijdperk werd vermoed dat de maan een stelsel van ondergrondse gangen heeft, voormalige lavatunnels van 3,5 miljard jaar oud, toen er nog actief vulkanisme op de maan was. Een Japans onderzoeksteam vond enkele maanden geleden bewijs en ontdekte een grot met mogelijk immense proporties: honderd meter breed en vijftig kilometer lang.

Maanplannen

Europa: 2030, permanent verblijf
VS: nog geen datum bekend
China: 2036, met plannen voor een permanente nederzetting
Rusland: 2030, verblijf voor vier man
Japan: 2030

Geen van deze landen heeft overigens een programma met specifieke doelen.

Het bewijs kwam van maankunstmaan Kaguya, die overigens al in 2009 zijn beoogde einde vond in het maanzand. Uit de data, waarvan een deel bijna tien jaar geleden werd vergaard en nu opnieuw is geanalyseerd, trekken de Japanse onderzoekers de conclusie dat het binnenste van de tunnels mogelijk rotsen met ijs bevat. Mooier nog is dat de grotten met hun dikke gewelf de bivakkerende mens beschermen tegen schadelijke straling en inslaand ruimtegruis. Een veilig heenkomen dus - net als vroeger.

Prettig is ook dat zo'n grot vergelijkbare eigenschappen kent als wijnkelders: de temperatuur is er veel constanter. 'De temperatuur aan het maanoppervlakte varieert extreem, van 110 graden Celsius boven nul tot 179 graden onder nul', zegt Bernard Foing, die leiding geeft aan de internationale maanexploratiegroep van ruimtevaartorganisatie ESA. 'In een grot zullen naar verhouding veel bescheidener schommelingen zijn.'

Ideaal voor een nederzetting dus. Of niet?

De maan Foto getty

Maangrotten

'Een mooie ontdekking', noemt maanonderzoeker Wim van Westrenen van de Amsterdamse VU de grot. Maar er zal, zegt hij, lange tijd overheen gaan voor de mens op de maan zo'n dak boven z'n hoofd heeft. 'Het is niet dat je bij wijze van spreken een astronaut aan een touw laat afdalen', zegt hij. Daarvoor is veel te veel onzeker. Hoe communiceer je door de dikke maanlaag bijvoorbeeld met de buitenwereld? Is het daar beneden überhaupt begaanbaar? En hoewel de temperatuur constanter is, zal het er superkoud zijn, omdat de zon er nu eenmaal niet schijnt en de maan geen atmosfeer kent om warmte te transporteren.

Of maangrotten geschikt zijn voor een nederzetting - we hebben nog geen idee, zegt Van Westrenen. Foing ziet ook nog het gevaar van instorting en navigatie: astronauten kunnen in de stikdonkere gangen gemakkelijk verdwalen, met alle gevolgen van dien.

Maanraketten Foto de Volkskrant

Het zal zeker tien tot vijftien jaar duren voor er een permanente nederzetting op de maan is, denkt Van Westrenen. 'We gaan niet ineens van drie dagen - vijftig jaar geleden - naar een verblijf van een jaar.' Het zal stap voor stap gaan. Eerst een lander, dan een klein huisje misschien, en dan langzaam uitbouwen. Voor je het weet ben je jaren verder. Mogelijk kan een woonmodule boven op een lavagrot worden gebouwd, waarna beide met een lift verbonden worden, denkt Foing. Vanuit deze eerste post kan dan mogelijk boven- en ondergronds worden verder gebouwd.

Foing denkt dat er tegen 2030 een permanente uitvalsbasis op de maan kan zijn. Ruimtevaartorganisatie ESA zinspeelt al enige jaren op een maandorpje, een MoonVillage, wellicht gebouwd met behulp van grote 3D-printers, met maanstof als basismateriaal. De bouw moet een internationaal project worden, vergelijkbaar met die van het ruimtestation ISS, aldus de visie van ESA-leider Jan Wörner.

Veel verder dan visies op een verblijf is nog geen enkele ruimtevaartorganisatie. Om binnen twaalf jaar permanent voet aan de maangrond te kunnen hebben, moet nog enorm veel worden ontwikkeld. Van maanlander tot bouwconcepten. Eén onderdeel lijkt in elk geval wel in zicht: de raket die astronauten en eventueel de eerste bouwmaterialen naar de maan moet brengen.

SLS

De Nasa werkt nu aan de SLS, een 100 meter hoge reuzenraket. Die wordt groot genoeg om astronauten verder dan het ruimtestation ISS te brengen, dat op slechts 400 kilometer afstand van de aarde cirkelt. De eerste lancering staat gepland voor 2019. Ook commerciële bedrijven als SpaceX en Blue Origin werken aan een raket die in principe de maan kan bereiken. Begin komend jaar moet het langverwachte werkpaard van SpaceX - de Falcon Heavy - zijn eerste vlucht maken.

Met de transportmiddelen voor de maan zit het vermoedelijk dus wel goed. Al moet er nog wel een lander worden ontwikkeld - iets wat volgens Van Westrenen niet al te ingewikkeld zal zijn, 'want dat hebben we al eens gedaan'. Landen op de maan is bovendien relatief eenvoudig, zegt de wetenschapper, zeker in vergelijking met Mars. Daar is de aankomstsnelheid veel hoger en is afremmen een stuk complexer, zoals vorig jaar nog bleek toen een proefsonde van ESA te pletter sloeg in het stof van de Rode Planeet.

Maanvesting

Al lange tijd fantaseert de mens over een vaste verblijfplaats op de maan. In 1959 wilde de Amerikaanse luchtmacht een maanvesting bouwen, met een nucleaire reactor als energiebron. Het idee was de Russen voor te zijn, zodat de maan Amerikaans kon worden. In latere verdragen is het koloniseren en toe-eigenen van andere hemellichamen verboden.

Bij alle uitdagingen voor het ontwikkelen van een maanbasis blijft een onderdeel nu nog vaak onderbelicht, zegt Van Westrenen: het maanstof. Dit is vermoedelijk niet alleen giftig, het is ook zeer fijn en scherp doordat op de maan geen wind waait die de scherpe randjes van het maanstof laat slijten. Het spul is zo fijn dat het overal in kruipt. 'Elk van de twaalf mannen die op de maan zijn geland, had na terugkeer astma-achtige verschijnselen', zegt Van Westrenen. Het stof had de longen van de astronauten aangtast. Voor een langer verblijf moet het maanstofprobleem daarom worden opgelost. De maanonderzoeker is betrokken bij een groep die de giftigheid ervan onderzoekt.

'De oppervlakte van het stof zit vol radicalen - een gevolg van het continue deeltjes- en stralingsbombardement', zegt Van Westrenen. Doordat deze radicalen (loshangende eindjes van chemische bindingen, die heel reactief zijn) onder invloed van waterdamp in de aardatmosfeer snel verdwijnen, is het lastig op aarde onderzoek te doen naar bijvoorbeeld gezondheidseffecten. Een mogelijkheid, zegt Van Westrenen, is maanstenen te vermalen, dan worden bij het breken van de korrels veel radicalen gevormd, waardoor wetenschappers even tijd hebben om proeven te doen, bijvoorbeeld naar het effect op longweefsel.

Lekker turen naar de maan Foto getty

Pas als dit soort problemen zijn opgelost, komt de volgende stap - Mars - in zicht, denken ruimtevaartexperts. We zitten dan zeker al ver in de jaren dertig, en misschien duurt het nog wel langer. 'Ruimtevaartplannen hebben nu eenmaal het kenmerk dat ze vaak worden uitgesteld', grinnikt de VU-onderzoeker. Al is er ook goed nieuws voor onze marsdromen: op de planeet zijn skylights ontdekt, 'dakramen' die net als op de maan toegang bieden tot ondergrondse voormalige lavatunnels. Door de mogelijkheden van de tunnels op de maan te onderzoeken, biedt de aardse buurman daarmee het ideale oefenterrein voor een missie naar de Rode Planeet. Ooit.