Our website does not support Internet Explorer.

To get the best experience on our website and of our content, please use a more modern browser like Edge, Chrome, Safari or similar.

Robots maken de kolonie klaar

Vanaf 2021 gaan boormachines, rovers en stofzuigers naar de maan om apparatuur te testen, naar water te zoeken en mogelijke woonplaatsen te verkennen. Het doel is een maankolonie te bouwen voor het decennium voorbij is.

Ball Aerospace/Carnegie Mellon University

Nu is de maan van ons

Het stof wervelt op zodra een landingsmodule zijn poten op de maan zet.

Een team van astronauten komt eruit en springt naar een maanbasis in de buurt. De kamertemperatuur en de normale atmosferische druk maken de basis aangenaam voor de astonauten die er al zijn en hier langere tijd verblijven.

Ze bereiden een missie voor naar een nog onverkende krater bij de zuidpool van de maan. Een zelfrijdende maanrover heeft achterhaald dat er veel ijs in de krater zit, dat een bron van drinkwater kan zijn.

Verder is het bevroren H2O te splijten in waterstof en zuurstof, wat het de astronauten mogelijk maakt om te ademen of zelf raketbrandstof te maken om daar verder mee de ruimte in te reizen.

De astronauten trekken hun ruimtepak aan, dat bestand is tegen schadelijke straling van de zon – en tegen het zandstralende maanstof, dat overal in binnendringt.

12 mensen hebben tot dusver voet op de bodem van de maan gezet.

Zo kan een doordeweekse dag er op de maan gaan uitzien. Samen met een aantal particuliere bedrijven is de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA hard bezig met het bouwen van de vaartuigen die een permanente maankolonie mogelijk maken.

Het project, Artemis geheten, lanceert al in 2021 de eerste vaartuigen vol apparatuur van 12 commerciële projecten om met lange boren en zelfsturende stofzuigers na te gaan hoe de omstandigheden er precies zijn.

In de atmosfeer

Minicomputers tackelen schadelijke straling

Door straling uit de ruimte kunnen computers verkeerde berekeningen maken. Wetenschappers van Montana State University losten dit goedkoop op – ze voorkomen rekenfouten door vele kleinere computers te schakelen.

NASA wil de maan heroveren

Het Apolloprogramma zette in een paar jaar tijd, van 1969 tot 1972, 12 astronauten op de maan, maar sindsdien is er een lange tijd niemand zo ver in de ruimte geweest, alleen op 400 à 550 kilometer hoogte van de aarde. Daar wil NASA nu verandering in brengen.

De ruimtevaartorganisatie heeft om een aantal redenen weer belangstelling voor ons buurhemellichaam. Naarmate de ambities voor toekomstige ruimtemissies toenemen en NASA verder de ruimte in wil, wordt het bijvoorbeeld relevanter om de maan als een soort tussenstation te kunnen gebruiken.

Ook kan de maan waardevolle grondstoffen bevatten die we kunnen benutten, en de winning daarvan kan een casestudy zijn voor de manier waarop we in het algemeen de grondstoffen in de ruimte in ons voordeel kunnen aanwenden.

Dus wanneer bodem, mantel, atmosfeer en magnetisch veld van de satelliet onderzocht worden om te leren hoe deze zich ontwikkeld heeft, kunnen we die kennis gebruiken om de vorming van andere hemellichamen – zowel binnen als buiten ons zonnestelsel – te onderzoeken.

En het belangrijkste is dat een oude droom nu kan uitkomen: de mens wil niet alleen lopen maar ook wonen op de maan.

NASA præsenterede i oktober den nye generation af rumdragter, som skal bruges i forbindelse med Artemis-projektet.
© Joel Kowsky/NASA

Onderzoek naar ijs en straling

Met Artemis wil NASA vanaf 2028 een permanente basis bouwen, en al in 2024 gaan er weer astronauten naar de maan. Ook is het de bedoeling dat er – voor het eerst – een vrouwelijke astronaut haar laarzen in het maanstof gaat planten.

Voordat de Amerikanen zo ver zijn, moeten de omstandigheden echter grondig worden nagegaan, want ondanks de diverse eerdere missies zijn de Apollo-astronauten in totaal niet meer dan 80 uur op de maan geweest.

Wat astronomen weten van de maan is dan ook beperkt. Vanaf 2021 heeft NASA daarom missies naar de maan gepland met alleen maar robots en meetinstrumenten aan boord. Samen zullen de vele apparaten antwoorden zoeken op allerlei vragen en zo de basis vormen voor de volgende fasen van Artemis.

Zo zal onderzocht worden welke invloed de straling van de zon heeft op elektronica en mensen op het onbeschutte oppervlak van de maan en hoe kan worden voorkomen dat computers foute berekeningen maken wanneer ze eenmaal door die straling zijn getroffen.

En van welk materiaal moet een basis worden gebouwd om veilig te zijn voor astronauten? Worden de bodem en de zeer ijle atmosfeer niet te zeer vervuild door de raketmotoren van de landingsmodules?

Waar is ijs te vinden, en is dat daadwerkelijk geschikt om raketbrandstof van te maken? Ook wil NASA weten hoe de landing veiliger kan op de bodem vol kraters en rotsen.

12 commerciële projecten gaan vor NASA goederen naar de maan brengen.

Particuliere sector helpt mee

Het eerste deel van het Artemis-programma heeft van NASA de naam CLPS (Commercial Lunar Payload Services) gekregen, en in juli 2019 wees NASA in totaal 12 projecten aan waarvoor particuliere bedrijven technologie zullen aanleveren. Deze projecten omvatten onder andere de MoonRanger, een nieuwe, zelfsturende maanwagen die het oppervlak van de maan in kaart brengt op een afstand van 1 kilometer rond de landingsmodule. Dit moet de onderzoekers helpen om ijs te vinden, en ook moet hieruit blijken waar het voor een ruimevaartuig het veiligst is om te landen.

Intussen werkt de ‘maanstofzuiger’ PlanetVac in de poten van de lander, waar hij met perslucht stof doet opwervelen en dit opvangt voor later wetenschappelijk onderzoek.

De resultaten zullen ingenieurs vertellen welke materialen er bestand zijn tegen de barre omgeving op onze satelliet.

Om de wetenschappelijke uitrusting op de maan te krijgen heeft NASA ook nieuwe landingsmodules nodig, en daar gaan de twee leveranciers Astrobotic en Intuitive Machines voor zorgen.

De landingsmodule Peregrine van Astrobotic landt bijvoorbeeld in juli 2021 op de maan. Deze 1,9 meter hoge en 2,5 meter brede lander is voorzien van vijf raketmotoren, landingscamera’s en een zogeheten doppler-lidar, die met weerkaatst laserlicht de lander veilig naar de bodem loodst.

De Peregrine kan 90 kilo aan lading meenemen en zal in eerste instantie NASA’s eigen meetapparatuur overbrengen naar de maan, die daar dus zal aankomen voordat de 12 commerciële projecten arriveren.

Op het oppervlak

Stofzuiger verzamelt maanstofmonsters

1 / 3
123

Met persluchtstraalpijpen en robotarmen wil NASA zijn rovers monsters van de maanbodem laten verzamelen. Met kennis daarvan zijn betere ruimteschepen te bouwen.

© Astrobotic/Honeybee Robotics/Alpha Space Test & Research Alliance

Computer beschermt tegen zon

Al voordat de CLPS-apparatuur op de maan landt, zal die te maken krijgen met de eerste grote uitdaging: de zonnewind. Hierover moet het project RadPC zich buigen.

De zonnewind – geladen deeltjes die de zon uitzendt – is een praktisch probleem op de meer onbeschutte hemellichamen als de maan en Mars, die niet, zoals de aarde, door een krachtig magnetisch veld en een dikke atmosfeer worden beschermd.

Door deze ioniserende straling van de deeltjes kunnen computers en andere elektronica aan boord van de landers rekenfouten maken of zelfs kapotgaan.

Daarom moet RadPC aantonen dat er computers gebouwd kunnen worden die bestand zijn tegen de ruimtestraling – niet door dure beschermingsmiddelen, maar door parallel te werken.

Pas als de lander veilig is aangekomen kunnen de andere onderdelen van CLPS aan hun werk beginnen. Zo kan de MoonRanger zoals gezegd op zoek gaan naar ijs – een belangrijke taak als mensen ooit nog verder de ruimte in willen reizen.

Onder het stof

Robots graven in maanverleden

Meterslange thermometernaalden en harpoenelektroden moeten statisch maanstof en temperaturen diep in de maan meten. Zo kunnen we achterhalen hoe de maan is ontstaan.

3. Robotnaald boort in een heet geheim

1 / 4
1234

De astronauten van de missies Apollo 15 en 17 hebben op 1,6 tot 2,3 meter diepte in de bodem van de maan temperatuurmeters geïnstalleerd. Maar om te kunnen meten hoeveel warmte er uit de kern van de maan komt, moet de LISTER (Lunar Instrumentation for Subsurface Thermal Exploration with Rapidity) zeker 3 meter diep boren. Hier stoort de warmte van de zon de metingen niet meer, waardoor de LISTER nauwkeuriger kan schetsen hoeveel warmte er vanuit het binnenste van de maan naar de bodem komt. Dat levert de astronomen een beter begrip op van de manier waarop de maan zich in de loop der tijd heeft ontwikkeld. De temperatuurmeter van de LISTER bevindt zich in een glasvezelcomposietbuis, die dieper komt naarmate heliumgas onder druk maanstof wegblaast en de meter zich verder ingraaft.

© Honeybee Robotics/NASA

Maan moet tankstation worden

In 2009 ontdekte NASA dat er op de maan honderden miljoenen tonnen ijs zijn langs de kraters op de noord- en zuidpool. Door dit ijs te laten smelten en het te splijten in de bestanddelen waterstof en zuurstof kan het voorzien in raketbrandstof.

Juist die techniek kan beslissend zijn voor de toekomstige verkenning van het heelal, want er is veel raketbrandstof nodig om goederen uit de greep van de aardse zwaartekracht te krijgen.

Als onderzoekers brandstof op de maan kunnen maken en ruimteschepen daar kunnen tanken voordat ze verder het zonnestelsel in gaan, heeft dat enorme voordelen. Het ijs kan gewonnen worden via sublimatie: de omzetting van materiaal van een vaste vorm in gas, zonder de tussenliggende vloeibare fase.

Door spiegels langs de kraterranden te plaatsen kan zonlicht worden gericht op een lens die het over de maanbodem verstrooit en het ijs opwarmt.

Die lens komt bovenop een tent van een reflecterend, ondoordringbaar materiaal, en in de tent wordt het ijs omgezet in stoom, die condenseert en dan wordt opgevangen.

Het water wordt naar een elektrolyse-installatie vervoerd, waar het met elektroden in waterstof en zuurstof wordt gespleten. Op die manier wordt water omgezet in raketbrandstof.

© Cydney Scott/Boston University Photography

Eerste halte op weg naar Mars

De zoektocht naar ijs illustreert dat CLPS en Artemis deel uitmaken van een groter plan: alle wetenschap, techniek en innovatie die nodig zijn om de maan bewoonbaar te
maken, vormen ook een springplank voor missies verder het heelal in. Na de maan is Mars de eerstvolgende bestemming.

NASA is momenteel hard bezig om zijn volgende generatie maan- en Marsraketten – SLS (Space Launch System) – te voltooien. Volgens NASA wordt de SLS de krachtigste draagraket ooit met een stuwkracht van 15 à 20 procent zo groot als die van de Saturnus V­-raketten van het Apolloprogramma – of 34 keer zo krachtig als een jumbojet.

En als de SLS eenmaal het volgende astronautenteam op de maan heeft gezet, kan NASA de aandacht volop richten op Mars. Het is de bedoeling om de eerste astronaut in de loop van de jaren 2030 op de rode planeet te laten landen.

Met CLPS zet NASA de beslissende stappen om die droom te realiseren, want als de robots hun werk goed doen, zal het niet lang meer duren voordat we de kennis en kunde hebben die nodig zijn om zowel de maan als Mars te koloniseren.

Lees ook:

vollemaan
De maan

VOLLEMAAN – Maan verlicht de nachtelijke hemel

4 minuten
Een totale maansverduistering veroorzaakt een bloedmaan.
De maan

Volgende maansverduistering in 2021 te zien in Nederland en België

5 minuten
De maan

30 juni: Bekijk de blauwe lavavlakte van de maan van heel dichtbij

3 minuten

Log in

Ongeldig e-mailadres
Wachtwoord vereist
Toon Verberg

Al abonnee? Heb je al een abonnement op ons tijdschrift? Klik hier

Nieuwe gebruiker? Krijg nu toegang!

Reset wachtwoord

Geef je mailadres op, dan krijg je een e-mail met aanwijzingen voor het resetten van je wachtwoord.
Ongeldig e-mailadres

Voer je wachtwoord in

We hebben een mail met een wachtwoord gestuurd naar

Nieuw wachtwoord

Enter a password with at least 6 characters.

Wachtwoord vereist
Toon Verberg