Bemande vlucht naar Mars: project van de lange adem

Bemande vlucht naar Mars: project van de lange adem



Bij NASA werken ze er al jaren aan en ook Elon Musk heeft grootse plannen: bemande ruimtevluchten naar Mars. Maar voordat je denkt 'leuk, dat wil ik ook'... bel eerst even met je bank. Want aan lanceren van een raket naar Mars met bemanning hangt een prijskaartje van miljarden euro's.

Vooropgesteld: het duurt nog wel even voordat er een bemande missie naar Mars komt. Want om dat mogelijk te maken zijn raketten nodig die veel vracht en brandstof kunnen vervoeren. Raketten die nog niet bestaan, vertelt universitair docent Barry Zandbergen van de TU Delft. "Maar in de ruimtevaart houden we van plannen, de ontwikkeling van zo'n raket kan zo tien jaar duren", zegt hij.

Zandbergen legt de relatie tussen kilometers en gewicht uit aan de hand van de Europese Ariane 5 raket, die tussen de 165 en 220 miljoen euro kost per lancering. Meer gewicht betekent dat er meer stuwkracht nodig is om een raket de dampkring uit te kunnen lanceren. En hoe meer stuwkracht nodig is, des te meer brandstof er aan boord moet, wat ten koste gaat van de vracht die meekan.

Geostationaire baan
"Als de Ariane naar een lage aardbaan gaat, tot zo'n 1000 kilometer, dan kan hij tot ongeveer 20.000 kilo aan vracht meenemen, maar stuur je hem naar een geostationaire baan op 36.000 kilometer hoogte dan neemt de maximale vracht met twee derde af tot zo'n 7000 kilo", legt Zandbergen uit.

Die geostationaire baan is de populairste bestemming, vooral voor communicatiesatellieten: "In deze baan staan satellieten ogenschijnlijk stil boven de aarde, wat noodzakelijk is voor satellieten die een tv-signaal doorstralen naar bijvoorbeeld Europa", legt Zandbergen uit. Ter vergelijking: de afstand tussen Mars en de aarde is op z'n minst 54,6 miljoen kilometer en maximaal 401 miljoen kilometer, afhankelijk van hun positie ten opzichte van de zon.

Om naar Mars te gaan zijn dus krachtigere raketten nodig dan de huidige. En daar wordt aan gewerkt, zowel bij de Amerikaanse en Europese ruimtevaartorganisaties NASA en ESA als bij SpaceX, een bedrijf van miljardair Elon Musk.

Krachtige raketten
Bij dat laatste bedrijf wordt de Falcon Heavy gebouwd, volgens het bedrijf de krachtigste raket er ter wereld. De drie raketmotoren leveren hetzelfde vermogen als 18 Jumbojets (Boeing 747) en kunnen een gewicht vervoeren als een Boeing 737 vol met passagiers, bagage en brandstof.

De titel 'krachtigste raket ter wereld' is het bedrijf overigens kwijt als NASA klaar is met haar SLS-raket (Space Launch System). Om die raket te bouwen, trekken de Amerikanen tussen 2014 en 2018 (als de eerste testvlucht gepland staat) het astronomische bedrag van 6,2 miljard euro uit. Het ontwikkelen van de Ariane 6 door ESA, de opvolger van de Europese Ariane 5 raket, kost nog niet de helft daarvan.

De SLS-raket, die maximaal 143 ton aan 'payload' kan vervoeren naar Mars, dient als transportmiddel voor de Orion Spacecraft. Het bouwen van de Orion, waar in 2023 de eerste bemande vluchten mee gedaan gaan worden, kost ruim 6 miljard tussen 2015 en 2023. Dit jaar alleen al geeft NASA bijna 3 miljard euro uit aan 'Exploration', op een budget van ruim 17 miljard euro.

Prijskaartje onbekend
Wat een bemande vlucht naar de planeet gaat kosten, kan een woordvoerster van NASA niet zeggen. "De kosten voor het lanceren van een raket zijn heel erg afhankelijk van de hoeveelheid vracht aan boord en het systeem dat wordt gebruikt", legt zij uit. De NASA begroot daarom niet wat een afzonderlijke vlucht kost, mailt ze in antwoord op vragen van RTL Z.

Er valt niet een-twee-drie een prijskaartje te plakken op een vlucht naar Mars, zegt ook Barry Zandbergen. "Dat is heel erg afhankelijk van de massa die je naar Mars wil sturen. En dat is weer afhankelijk wat je daar wil doen", legt hij uit. "Als je echt een bemande missie wil doen op Mars, dan heb je veel spullen nodig, waardoor je veel 'nuttige last' moet vervoeren."

Een andere belangrijke factor is of het de bedoeling is dat astronauten terug keren op aarde, want dan moet er ook brandstof mee voor de terugweg. "Het scheelt dus als je die mogelijkheid van tevoren uitsluit", aldus Zandbergen.

Hergebruikraketten
Ook SpaceX geeft geen duidelijkheid over de kosten voor een vlucht naar Mars. Het bedrijf geeft wel openheid over kosten voor een lancering dichter bij huis: voor een vluchtje met de Falcon Heavy rekent SpaceX een bedrag van 80 miljoen euro. Voor dat bedrag transporteert het bedrijf 22.000 kilo tot in de geostationaire baan. Met de kleine Falcon 9 kost het transporteren van 4020 kilo bijna 55 miljoen euro.

De reden dat Musk zijn raketten zo goedkoop kan aanprijzen is dat hij mikt op het hergebruik van de Falcon-raketten, de 'normale' 9 en de variant met drie raketten, de Heavy. Eerder dit jaar slaagde voor het eerst een test om de Falcon te laten landen op een platform in de Atlantische Oceaan.

Maar het gaat ook wel eens mis. Afgelopen donderdag ontplofte een raket van SpaceX tijdens een test op het lanceerplatform. Een dure grap. Want naast de raket ging ook een satelliet van Facebook verloren en daar was Facebook-ceo Mark Zuckerberg niet bepaald blij mee.

'Belangrijke stap'
Ontwikkelingen die bij NASA met belangstelling worden gevolgd, mailt de woordvoerster: "De mogelijkheid om een raket weer gecontroleerd op aarde terug te krijgen is een belangrijke stap in onze reis naar Mars en een voorbeeld hoe techniek ontdekkingsreizen mogelijk maakt." Ze noemt het werk van SpaceX een voorbeeld van hoe de industrie NASA's eigen initiatieven aanvult.

De geslaagde landing van de Falcon 9 op een platform in zee in april van dit jaar. (Foto: EPA)

Ook Zandbergen kijkt met interesse naar de ambities van SpaceX; tot nu toe kwamen van alle raketten die zijn ontwikkeld alleen de Space Shuttle en de Russische Buran terug, maar die worden niet meer gebruikt, juist ook omdat ze te duur bleken te zijn in het gebruik.

Hij benadrukt wel dat het hij bij de Falcon-raket gaat over de eerst trap die weer op aarde landt. "Een raket zoals die op het lanceerplatform staat, bestaat uit meerdere delen (deelraketten). Op het moment dat de eerste deelraket door z'n brandstof heen is, wordt hij afgeworpen en neemt de volgende deelraket het over", legt Zandbergen uit.

No way back
Ook in Nederland zijn grote plannen voor bemande ruimtereizen naar de rode planeet. De Mars One expeditie wil in 2027 de eerste astronauten op de planeet laten landen. Om de eerste vier mensen op Mars te zetten is een bedrag van 6 miljard dollar nodig, schat het bedrijf. Iedere bemande missie die daarna volgt, kost volgens het bedrijf nog eens vier miljard.

Dat is veel goedkoper dan de 14 miljard die NASA kwijt denkt te zijn aan zijn nieuwe raket. De belangrijkste reden voor de veel lagere schatting van de kosten is dat Mars One geen mensen terug wil laten keren, schrijft mede-oprichter Arno Wielders in een blog. Daarnaast wil Mars One gebruik maken van commerciële partijen zoals SpaceX, die veel goedkoper produceren omdat er beter op de kosten wordt gelet dan bij overheden, schrijft Wielders.

Bron

Interessante artikel. Ik hoop nog tijdens mijn leven een bemande ruimtemissie naar Mars mee te maken. Dat zou een vooruitgang zijn voor de mensheid en een enorme ook. Ik ben zelf voorstander van veel meer miljarden naar ruimtevaart, want heb al veel langer het idee dat overheden het zien als een 'hobby' waaraan alleen geld moet worden gestoken in vette tijden in plaats van iets dat de mens vooruit kan brengen.

[ Bericht 1% gewijzigd door George_Zina op 04-09-2016 18:43:19 ]

Bemande missie naar Mars weer een stap dichterbij



De mensheid droomt er al heel lang van: een bemande missie naar de planeet Mars. Maar na de laatste maanlanding in 1972 stierven de ambities voor bemande missies naar andere hemellichamen een stille dood. Torenhoge kosten, politieke onwil, het einde van de Koude Oorlog en daarmee het einde van de 'space race' wierpen onneembare hindernissen op.

Bemande ruimtemissies gaan tegenwoordig niet verder dan het internationale ruimtestation ISS, dat 400 kilometer boven het aardoppervlak zweeft. De Amerikanen, jarenlang de grote pionier in de ruimtevaart, leken zich verder terug te trekken met het opdoeken van de spaceshuttles.

Nieuw ruimtevaarttijdperk?
Maar de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA heeft niet stilgezeten. Gestaag werkt het aan de bouw van de Orion, een nieuw ruimtevaartuig dat astronauten naar de maan en Mars moet brengen. Vorig jaar voerde NASA een succesvolle testvlucht uit met de Delta IV Heavy Rocket.

Lancering Orion

In de Glenn Research-testfaciliteit van NASA in Ohio is het project nu in een nieuwe fase beland. Het Europese ruimtevaartagentschap ESA heeft een paar weken geleden de Europese Service Module afgeleverd, een cruciaal onderdeel van het Orion-programma.

Voor Nico Dettmann, hoofd Ontwikkeling van ESA, is dit onontgonnen terrein voor de Europese ruimtevaartorganisatie. "Dit is voor het eerst dat we meewerken aan een bemande missie die verdergaat dan een lage baan rond de aarde. Dit past in onze strategie. Wij willen ook verder de ruimte in."

Voor ESA is dit de eerste belangrijke test waarmee de organisatie kan bewijzen dat ze de juiste techniek in huis heeft. "Alle ogen zijn nu op ons gericht. We zijn maar een klein onderdeel van het veel grotere Amerikaanse ruimtevaartprogramma, maar het is voor ons een grote eer om hieraan mee te werken."

Dettmann kijkt ook al verder dan de bouw van de Europese Service Module. "Op de lange termijn willen we natuurlijk dat een Europese astronaut meegaat op een van deze missies. We hopen dan ook dat we onze samenwerking met NASA kunnen voortzetten."

In 2018 wordt de ESM voor het eerst aan de bemanningscapsule gekoppeld en met een SLS-raket naar de maan gestuurd. Maar zover is het nog niet. Eerst zal NASA de ESM rigoureus op de proef stellen.

Het NASA-laboratorium in Ohio staat vol met exotische apparatuur die de Europese Service Module tot het uiterste zal testen. In het midden van een enorme hal is een betonnen sarcofaag gebouwd met kolossale deuren. Eenmaal afgesloten wordt de ruimte vacuüm gezogen om de ruimte na te bootsen.

Trilmachine
Pal naast de sarcofaag staat de grootste trilmachine ter wereld. "De ESM zal gelanceerd worden op de grootste raket die we ooit gebouwd hebben. De trilmachine schudt het hele vaartuig op en neer om dezelfde omstandigheden bij een lancering na te bootsen", legt Mark Kirasich uit, die het Orion-programma leidt.

De laatste test vindt plaats in een spierwitte hal waar een wand is volgebouwd met grote luidsprekers. De ESM krijgt geluidsgolven van 170 decibel op zich afgevuurd. "Dat is ongeveer het geluid van twintig straalmotoren tegelijkertijd. Een lancering produceert een grote bak herrie die tot sterke vibraties leidt. Daar moet het ruimtetoestel tegen bestand zijn natuurlijk."

De trilmachine en sarcograaf

De sarcograaf

Na een onbemande testvlucht in 2018 moet de eerste bemande missie naar de maan in 2021 plaatsvinden. Het staat nu al vast dat die plaatsvindt, omdat de financiering voor een maanmissie is veiliggesteld. Voor NASA is de bemande maanmissie een noodzakelijke tussenstap in de reis naar Mars.

"Een reis naar Mars gaat maanden duren. Als je eenmaal bent aangekomen bij de planeet, dan kun je niet snel terugkeren als er iets misgaat. We moeten dan ook alles uitgebreid testen voordat we die sprong wagen. De maan is onze testzone. Eerste zullen we daar verschillende malen landen, voordat we naar Mars gaan."

Momentum
Bemande ruimtevaartprogramma's vergen jaren, soms decennia aan voorbereiding. De eerste bemande Mars-missie zal pas in de jaren 30 plaatsvinden. Het probleem voor NASA is dat de Amerikaanse politiek zich niet zo lang van tevoren wil verplichten tot de financiering van zulke ambitieuze projecten.

Toch is de timing gunstig voor de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie. Verschillende ruimtevaartmissies hebben de afgelopen jaren spectaculaire resultaten opgeleverd die de aandacht van het publiek hebben getrokken. Eerder dit jaar vloog een Amerikaans ruimtevaartuig voor het eerst langs Pluto. De hoge-resolutiebeelden leverden een paar grote verrassingen op.

De Cassini-missie heeft waardevolle beelden en data opgeleverd over Saturnus en zijn manen. Een ruimtevaartuig van ESA landde zelfs op Titan, de grootste maan van Saturnus, die een dichte atmosfeer van stikstof, ethaan en methaan heeft.

Verschillende Mars-missies met robotwagens hebben ons steeds meer geleerd over de Rode Planeet. In september maakte NASA bekend dat het vloeibaar water op Mars heeft ontdekt. Films en boeken zoals The Martian werden kaskrakers en fungeerden als waardevolle pr voor NASA.


Voor Greg Williams, vice-chef van NASA voor Human Exploration and Operations, is dit het bewijs dat er een momentum is voor een bemande missie naar Mars. "Als je alleen al kijkt hoeveel mensen elke dag onze websites bezoeken om foto's van Mars of Pluto te bekijken. Er is een groeiend enthousiasme en een groeiend besef dat het zonnestelsel binnen handbereik ligt."

Gigantische impact
Voor Mark Kirasich, hoofd van het Orion-programma is het ook hoog tijd. Als Orion in 2021 de maan weer bezoekt is het bijna vijftig jaar sinds de laatste maanlanding. "Ik kan me de eerste maanlanding als kind nog goed herinneren. Dat is de reden geweest dat ik nu voor NASA werk."

De impact van een Mars-missie zal gigantisch zijn, voorspelt Kirasich. "Ik kan alleen maar speculeren wat er gebeurt als we mensen naar de maan en Mars sturen. De belangstelling voor ruimtevaart zal geweldig toenemen."

Nico Dettmann van ESA: "De mensheid heeft al heel lang een droom om voet te zetten op de maan en andere planeten. Het zou fantastisch zijn als we daarin slagen."

Bron

quote:

Op zondag 4 september 2016 19:04 schreef Gruj0 het volgende:

[..]

Man man man, wat een artikel maar weer. De Russische progressie op dit gebied wordt weer steevast buiten beschouwing gehouden.

De kans is groter dat Rusland (Roskosmos) eerder met een nieuw ruimtevaartuig en een kracht, voor Mars geschikt SLS systeem over de brug komt dan Europa (ESA).
(Het ruimtevaartuig Federatie + draagraket Angara A5).

Europa komt sowieso nergens mee want geen visie. De Eurocraten zijn alleen maar bezig om hun eigen positie te redden en macht naar zich toe te trekken op zaken die gewoon nationale overheden toe behoren en waar ze hun neus niet in moeten steken. De laatste goede samenwerking was het ontstaan van een bedrijf als Airbus wat een samensmelting is van kleine Europese vliegtuigbouwers die zijn gefuseerd tot een groot Europees vliegtuigbouwer. Als ze niet waren samengesmolten dan waren het allemaal kleine schattige lieveheersbeestjes gebleven waarvan een vleugels bouwt en de ander motors. Nu is het een kolos maar dat is dan ook een van de weinige resultaten die geboekt zijn in Europees verband. Verder is het nul komma nul maar ja, Eurocraten hoeven geen verantwoording af te leggen, want ze worden niet gekozen door de normale man en vrouw dus is ook geen belang om te presteren. Als ze maar later wat commissies kunnen doen bij Goldman Sachs. De visie moet komen van het bedrijfsleven.

Als ze samen zouden werken, dan kan het groter gaan worden dan NASA, maar dat geldt voor tal van gebieden. Alleen met leiders als Merkel en Hollande gaat niks gebeuren. Geen visie, gewoon leeg. Ik hoop dat ze snel vervangen worden volgend jaar door wel capabele leiders die prioriteiten geven aan tech, ruimtevaart en een Europees leger, en niet aan het opvissen van negers in de Middellandse Zee.

quote:

Op zondag 4 september 2016 19:21 schreef halfway het volgende:
Ik begrijp werkelijk niet wat je daar moet! Zoveel geld om naar een dooie planeet te gaan, en zijn wel betere missies denkbaar.

De aarde komt eens aan zijn einde. Ruimtevaart is de enige kans om de mensheid een kans te geven op een voortbestaan.

quote:

Op zondag 4 september 2016 20:27 schreef polderturk het volgende:
Als je naar Mars gaat, dan moet je ondergronds gaan omdat er boven de grond teveel gevaarlijke straling is.

Een Marsbasis onder de grond is een van de mogelijkheden. En wie weet komt men ooit op het niveau dat ze kunnen sleutelen aan de genen van astronauten zodat ze wel tegen die straling kunnen. Ik heb ooit eens een strip gelezen (bestond uit tientallen strips) over een ruimtereizende buitenaards ras die zich aartsmakkelijk kon aanpassen aan verschillende hemelslichamen inclusief zichzelf shapeshiften naar het uiterlijk van de inheemsen zodat ze niet opvielen. Hun planeet was stervende en overbevolkt, ze waren onsterfelijk en kregen al tientallen generaties geen kinderen meer vanwege die reden, dus verlieten ze hun stervende thuisplaneet en verspreiden zich in kleine groepen over het heelal, en transformeerden zich naar verschillende levensvormen naar gelang waar ze terecht kwamen. Naar verloop van tijd vergaten ze hun ware roots...... Een piepkleine groep kwam terecht in een prehistorische aarde met mensen die nog een boom in hun hand vasthielden als wapen en werd pas weer bewust van haar wortels toen de mens een veel hoger ontwikkelingsniveau had bereikt en zich begon te richten op de ruimte. Prachtig die SCI-FI! De grootste struikelblok momenteel is gewoon het geld. Het kost enorm veel en de politieke wil moet zijn.

[ Bericht 5% gewijzigd door George_Zina op 05-09-2016 00:40:05 ]

quote:

Op zondag 4 september 2016 19:47 schreef sjorsie1982 het volgende:

[..]

Dat duurt nog eeuwen of duizenden jaren.

Dat kan nooit een reden zijn om niet veel meer geld uit te gaan trekken voor ruimtevaart. Hoe sneller de ontwikkelingen, hoe beter. Het doel zou moeten zijn om binnen een generatie vanaf nu de eerste mens op mars af te zetten.

[ Bericht 0% gewijzigd door George_Zina op 05-09-2016 00:53:34 ]