OKTOBER 1974
h
N E D E R L A N D S E V E R E N I G I N G VOOR R U I M T E V A A R T | NVR j Aangesloten bij de International Astronautical Federation ( IAF). Korrespondentie-adres : NVR, p/a KNVvL, Jozef Israëlsplein 8, Den Haag
BESTUUR Voorzitter : Ir. G. J. A. Arink, Floralaan 26, Maarheeze, tel. 04959 - 1761. Secretaris : Ir. H.Th. J.A. Lafleur, Mereveldlaan 50, De Meern, tel. 03406 - 2532. Penningmeester : H. J. D. Piersma, Schaepmanlaan 22, Pijnacker, tel. 015 - 133222, toestel 5367. 2 e V o o r z itt e r : Ir. P. Kant, Lupinestraat l, Zuidwolde ( D r . ) , tel. 05287 - 1867. Leden : Drs. F. P. Israël, Wilddreef 30, Leiderdorp, tel. 01710 - 93689. Ir. J.H. de Koomen, S. van Drielstraat 14, Zevenhoven, tel. 01723 - 8717. Ir. F. J. Sonnenschein, Meteorenstraat 88, Emmeloord, tel. 05270 - 2148. Prof. ir. H. Wittenberg, Sir Winston Churchilllaan 369, Rijswijk, tel. 070 - 946312. Men kan zich als lid aanmelden op bovengenoemd korrespondentie-adres. De kontributie is ƒ 33, -- per jaar ; te voldoen na ontvangst van een accept-girokaart. Voor inlichtingen richte men zich tot de secretaris. De abonnementsprijs van "Ruimtevaart" bedraagt ƒ 25, -- per jaar.
COLLOQUIUM RUIMTETECHNOLOGIE Inlichtingen en aanmelding bij de secretaris van de NVR. BESTUUR STUDIEGROEP NVR Voorzitter : Ir. M. J. Bottema, Stokroosstraat 255, 's-Gravenhage, tel. 070 - 395385. Secretaris : Ir. K . F . Wakker, Putterstraat 8, Bleiswijk, tel. 01892 - 4398.
JONGEREN WERKGROEP RUIMTEVAART [ JWR ] Voor inlichtingen : Postbus 3068, Amsterdam. NEDERLANDSE VERENIGING VOOR RAKETONDERZOEK [ NERO ] Voor inlichtingen betreffende lidmaatschap en verdere verenigingszaken wende men zich tot Th. Heutinck, Perseuslaan 15, Eindhoven.
RUIMTEVAART Orgaan van de Nederlandse Vereniging voor Ruimtevaart (NVR) en de Nederlandse Vereniging voor Raketonderzoek (NERO) Redacüe: drs. F. P. Israël, ir. K. F. Wakker STUKKEN VOOR DE REDACTIE AAN: drs. F. P. ISRAËL, STERRENWACHT, LEIDEN
23e jaargang nr. 5
oktober 1974
INHOUD
De ANS gelanceerd
ir. K. F. Wakker
114
Europa's grootste astronomische satelliet, de TD1A
ir.
G. L.Reijns
116
Ruimtevaartjournaal
drs. F. P. Israël
130
Boekbesprekingen
135
Fig. 1: De lancering van de ANS.
114
DE ANS GELANCEERD
ir. K. F. Wakker. Op vrijdagmiddag 30 augustus 1974 werd de eerste nederlandse wetenschappelijke kunstmaan, de ANS, door een amerikaanse viertraps Scout raket vanaf de Western Test Range in Californië in een baan om de aarde gebracht (Fig. 1). De ANS heeft drie experimenten aan boord voor het uitvoeren van astrofysische waarnemingen. Het experiment van de Rijksuniversiteit te Groningen meet de helderheid van jonge hete sterren in het ultraviolette deel van het spectrum tussen 1500 en 3300 J?. Met de opstelling van het Laboratorium voor Ruimte-onderzoek te Utrecht wordt van bepaalde röntgenbronnen de straling tussen 2 en 55 R gemeten. Het amerikaanse experiment, dat vervaardigd is door American Science and Engineering en het Massachusetts Institute of Technology te Boston, doet soortgelijke metingen als het Utrechtse experiment, maar dan in het golflengtegebied 0. 3 tot 10 R. Om voor de röntgenexperimenten geen last te hebben van de Van Allen gordels om de aarde was een baan onder de 600 km hoogte gewenst. Op grond van een aantal andere eisen was een nominale baan gekozen met het perigeum op 510 km hoogte en het apogeum op 560 km hoogte. Ten gevolge van een fout in de besturing van de Scout raket kwam de satelliet terecht in een baan waarvan de hoogte tussen 260 km en 1160 km varieert. Deze sterk afwijkende baan heeft tot gevolg dat de metingen van de röntgenexperimenten gedurende een deel van iedere omloop ernstig worden gestoord. Door een herziening van het meetprogramma wordt toch verwacht dat veel meetresultaten kunnen worden verzameld. De eerste twee weken na de lancering is de ANS uitvoerig uitgetest. Hierbij bleek dat alle systemen van de satelliet uitstekend functioneren. De richtnauwkeurigheid was binnen de geplande waarde van l boogminuut. De ultraviolet en röntgen waarnemingen die reeds in deze fase werden verricht waren van goede kwaliteit. Op zaterdagmiddag 14 september, twee weken na de lancering, werd de satelliet volledig operationeel verklaard en werd begonnen met de fase van waarnemingen op routine-basis. Aan de Onderafdeling der Vliegtuigbouwkunde van de Technische Hogeschool te Delft worden regelmatig baanvoorspellingen voor de ANS geproduceerd, o. m. ten behoeve van de planning van de waarnemingen met het ultraviolet experiment. Volgens een eerste globale voorspelling op lange termijn zal de satelliet pas omstreeks 28 mei 1975, ca. 270 dagen na de lancering, voor het eerst in de aardschaduw terecht komen. De levensduur wordt geschat op ca. 800 dagen (Fig. 2), zodat de re-entry omstreeks november 1976 plaats vindt. In een volgend nummer van Ruimtevaart zal dieper worden ingegaan op de vlucht van de ANS en de voorlopige meetresultaten.
115
100
200
300
400
500
600
700
800
Fig. 2: Het verloop van de baanhoogte met de tijd.
EUROPA'S GROOTSTE ASTRONOMISCHE SATELLIET, DE TDIA
ir. G. L.Reijns T.H. Delft, Afdeling der Elektrotechniek *) Inleiding De TDIA werd door de Europese industrie gebouwd in opdracht van ESRO (European Space Research Organisation) en is het grootste europese satelliet project dat tot heden werd gerealiseerd. De lancering vond plaats 13 maart 1972 vanaf Western Test Range, California met een amerikaanse Thor-Delta raket. De satelliet bevat 7 wetenschappelijke instrumenten voor het meten van ultra- violette-, röntgen- en gamma- stralingen van bronnen uit de ruimte, zoals sterren en de zon. Deze stralingen kunnen niet tot de aarde doordringen door absorptie in de dampkring. Wat we dan ook van bepaalde sterren, nevelvlekken, e. d. hier op aarde weten is zeer onvolledig en afgeleid uit dat gedeelte van het spectrum dat we hier kunnen waarnemen. Twee van de 7 instrumenten zijn telescopen voor de observatie van het ultraviolette spectrum van sterren. De ene telescoop is afkomstig van het Laboratorium voor Ruimteonderzoek van de Universiteit van Utrecht (S 59) en de andere is een gecombineerd project van de universiteit van Luik en de Britisch Science Research Council (S 2/68). Behalve deze twee telescopen zijn er nog een vijftal instrumenten in de satelliet. Van deze vijf instrumenten is het belangrijkste een geza-
116
menlijk project (S 133) van het Max-Planck Instituut, en de Universiteiten van Milaan en Saclay (Parijs). Dit instrument heeft als doel het onderzoek naar gammastralingsbronnen in het gebied van 30 tot 300 MeV. Het bevat onder andere een gas gevulde "Sporen kamer" met optisch-elektronisch afleessysteem. De beide andere instrumenten, die het heelal afzoeken zijn kleiner en afkomstig van Saclay en dienen respectievelijk voor het meten van de lading van atomen met een energie van 200 MeV of meer (S 67) en het röntgenspectrum tussen 2 en 30 keV (S 77). De instrumenten S 88 (Milaan) en S 100 (Utrecht) zijn voortdurend op de zon gericht en meten aan de zon respectievelijk de gamma-straling in het gebied tussen 50 en 500 MeV, en de röntgenstraling tussen 20 en 700 keV. Ontwikkelingsplan van TD1A In februari 1967 werd door ESRO een contract gegeven aan een europees consortium voor de ontwikkeling en bouw van twee satellieten, geheten TD1 en TD2. TD1 en TD2 zouden in belangrijke mate gelijk aan elkaar worden; zij zouden echter worden voorzien van verschillende wetenschappelijke instrumenten. In februari 1968 werd het duidelijk dat de projectkosten aanzienlijk waren onderschat en in oktober van dat zelfde jaar werd besloten het project te beperken tot één satelliet, de hier beschreven TD1A. Een gedeelte van het wetenschappelijk instrumentenpakket van TD2 werd later ondergebracht in de in 1972 gelanceerde satelliet ESRO 4. In januari 1969 werd begonnen met de bouw van laboratorium-modellen van de elektrische subsystemen van de TD1A. In juli 1969 werd gestart met de constructie van het eerste prototype van de satelliet. Dit eerste prototype was zowel elektrisch als mechanisch representatief voor het latere vluchtmodel, maar bevatte nog geen componenten, die voldoen aan de kwaliteitseisen van de ruimtevaart. Bij ESTEC in Noordwijk werden aan dit model mechanische, thermische en elektrische metingen verricht. Tussen juli 1970 en maart 1971 werd het beproevingsprototype geconstrueerd. Dit model is volledig representatief voor het vluchtmodel en bevat componenten van hoge kwaliteit. In ESTEC werd dit model aan zware trillingsproeven onderworpen en werden in vacuüm thermische metingen gedaan, waarbij de zon door zeer sterke xenon lampen werd gesimuleerd. Het vluchtmodel werd aan ESTEC afgeleverd in juli 1971. Dit model werd in ESTEC aan minder zware proeven blootgesteld dan het beproevingsmodel om de betrouwbaarheid van het vluchtmodel niet nadelig te beïnvloeden. In 1969 werd nog een speciaal trillingsmodel geconstrueerd dat alleen mechanisch representatief was en verder een thermisch model dat werd gebruikt voor het onderzoek van de temperatuur-verdeling in de satelliet. Het elektronisch gedeelte van de satelliet en zijn wetenschappelijk instrumentenpakket werd na elke proef op zijn goede werking gecontroleerd met behulp van een computer. Algemene beschrijving van de satelliet Fig. 2 geeft een beeld van de satelliet en zijn afmetingen. Het totale gewicht bedraagt 472 kg. Tijdens de lancering bevinden de zonnepanelen zich in gevouwen toestand langs de XZ zijvlakken van de satelliet (zie voor assenstelsel rechter onderkant Fig. 2). Twee compartimenten kunnen 117
Fig. 1: Satelliet gereed om te wordea gevibreerd.
118
VIEWING APERTURE 559 HOOD WITHOUT SUN BAFFLE VIEWING APERTURE S 77 VIEWING A P E R T U R E S67 ViEWJNG APERTURE S2/68
-Y SOLAR A R R A Y
x
ACS POWER SUPPLY
\T CASE \S TANK Y NOZZLES REACTION WHEELS BOOM TURNSTILE A N T E N N A COARSE SUN SENSOR X & Z NOZZLZS
P WM
worden onderscheiden, nl. het onderste met de benodigde apparatuur voor de satelliet zelf zoals het standregelsysteem, het telecommunicatiesysteem, batterij enz. , en het bovenste compartiment met het wetenschappelijk Instrumentenpakket van de universiteiten. Het standregelsysteem houdt de +X as gericht op de zon, zodat de zonnestralen de zonnepanelen in ontvouwen toestand loodrecht treffen. Het standregelsysteem zorgt bovendien voor een draaiing van de satelliet rond de X as en wel met precies 360° per omwenteling rond de aarde. De bodem van de satelliet (+Z as) blijft hierbij voortdurend op de aarde gericht, zodat de telescopen het heelal inkijken. Om de temperatuur in de satelliet binnen bepaalde grenzen te houden zijn de beide satellietcompartimenten met een thermisch super-isolerend materiaal bedekt, hetgeen de zeer sterke warmte-instraling aan de +X kant en de warmte-uitstraling aan de -X kant beperkt tot plaatsen die niet bedekt zijn en die warmte absorberen of uitstralen. De temperatuur in de satelliet wordt verder geregeld door elektrische verwarmingselementen. De benodigde energie wordt verkregen door conversie van zonneenergie in de zonnecellen, die gemonteerd zijn op de uitklapbare panelen. Een batterij verschaft de benodigde energie tijdens het eerste uur na de lancering, gedurende welke tijd de zonnepanelen uitklappen en de satelliet nog zijn juiste stand ten opzichte van zon en aarde gaat vinden. In de satelliet bevinden zich twee telemetrie-zender s. Eén hiervan werkt continu en zendt informatie naar de aarde, verkregen uit de wetenschappelijke waarnemingen alsmede over satelliet-temperaturen, elektrische spanningen enz. (huishoudelijke informatie). Aangezien de satelliet gemiddeld één maal per omloop van 96 minuten gedurende maximaal 9 minuten contact met een grondstation kan onderhouden, wordt in de satelliet de wetenschappelijke- en huishoudelijke informatie op een magneetband geregistreerd, om dan tijdens de passage over een grondstation de geregistreerde informatie versneld naar de aarde te zenden. Voor de transmissie van de magneetband-informatie is een tweede zender in de satelliet aanwezig. Beide zenders werken in de 136-138 MHz band. Telecommando's worden door de grondstations naar de satelliet gezonden in een frequentiegebied van 148-150 MHz. Baan rond de aarde. Om de gehele hemel systematisch op sterren en andere stralingsbronnen te kunnen afzoeken, werd uitgegaan van een standregeling, die de +X as op de zon gericht houdt en de satelliet een draaiing rond de X as geeft van 360° per omwenteling rond de aarde en waarbij de -Z richting voortdurend van de aarde blijft afgekeerd. Door de telescopen wordt nu gedurende één omwenteling rond de aarde een strip aan de hemel afgezocht. De breedte van deze strip verschilt per wetenschappelijk instrument en bedraagt in hoekmaat 17 boogminuten voor S2/68 en 50 boogminuten voor S 59. Aangezien de aarde rond de zon draait, wordt bij elke omwenteling van de satelliet rond de aarde, de strip die aan de hemel wordt afgezocht, verschoven en wel met ongeveer 4 boogminuten. Op deze wijze wordt in een half jaar tijds de gehele hemel afgezocht. De baan die men voor de satelliet heeft gekozen, is in feite afgestemd op de bovenomschreven standregeling. Zo zou bijvoorbeeld bij de 120
keuze van een equatoriale baan met 550 km hoogte, de satelliet bij elke omwenteling rond de aarde een gedeelte van de tijd in de zonneschaduw van de aarde komen. Om echter de X as gericht te houden op de zon is het gewenst dat deze voortdurend vanaf de satelliet zichtbaar is. Ook voor de energie-voorziening is het gunstig, indien de zonnepanelen voortdurend in het zonlicht blijven. Aan al deze wensen kan worden voldaan door een zonsynchrone baan. In zo'n baan beweegt de satelliet zich dichtbij de aardpolen maar komt er niet precies over heen. Door het baanvlak een kleine inclinatie met de poolas te geven, wordt bereikt dat dit vlak in de zonnerichting meedraait, dat wil zeggen een rotatie van 360° per jaar maakt. Het "automatisch" draaien van het zonsynchrone baanvlak is een gevolg van de afplatting van de aarde aan de polen. Behalve het baanvlak 360° per jaar te laten draaien is het ook nodig dit baanvlak bij de lancering zoveel mogelijk loodrecht op de zonnerichting te krijgen. Dit heeft men in de hand door de juiste keuze van het lanceringstijdstip en men verkrijgt dan een zonsynchrone baan met maximum zonlicht. Een dergelijke baan heeft als kenmerk dat de satelliet over gebieden vliegt waar het 6 uur 's morgens of 6 uur 's avonds locale tijd is. De cirkelvormige baan van de satelliet TD1A werd een hoogte gegeven van 550 km en de satelliet draait dan in 96 minuten rond de aarde. De inclinatie met het equator vlak bedraagt 97, 6°. De hoogte van de baan is enerzijds laag genoeg om onder de "Van Allen gordel" te blijven, anderzijds voldoende hoog ter vermijding van aerodynamische weerstand van enige betekenis. Een satelliet in een zonsynchrone baan met hoogte van 550 km blijft echter niet het gehele jaar continu in de zon. Voor een lancering in het voorjaar zal een dergelijke satelliet tussen eind oktober en eind februari, wanneer de zon boven het zuidelijk halfrond staat, bij elke passage over de noordpool in de schaduw van de aarde geraken. Er is elk jaar nog een tweede lanceervenster aanwezig, gelegen tussen eind augustus en begin oktober. Dan zal de satelliet ca. een half jaar later tijdens elke passage over de zuidpool in de aarschaduw geraken. Structuur De satelliet is samengesteld uit twee compartimenten, heeft uitklapbare zonnepanelen en een staak waaraan de antenne is gemonteerd. De beide compartimenten hebben een freem van licht-metaal, waartegen verticale en horizontale panelen van een honingraat- constructie zijn gemonteerd. Het onderste compartiment bevat de apparatuur van het standregelsysteem, elektrische energie-omzetters en telecommunicatie-apparatuur. Op de bodem van het onderste compartiment bevindt zich een kruisvormige constructie, voorzien van vier verbindingssteunen. Bouten in deze steunen zorgen voor de bevestiging van de satelliet aan de tweede trap van de Thor-Delta lanceerraket. Door explosie van de moeren van de bevestigingsbouten wordt de satelliet van zijn raket losgekoppeld. Het bovenste compartiment bevat het wetenschappelijk instrumentenpakket van de europese universiteiten. De sterrekijkers (S 2/68 en S 59) alsmede de instrumenten S 133, S 67 en S 77 zijn met hun assen parallel aan de satelliet -Z as gemonteerd. De instrumenten voor het meten van de zonnestraling hebben hun assen parallel aan de X as. De top van het bovenste compartiment wordt gevormd door een kap, waarin gaten zijn aangebracht voor de telescopen. 121
Fig.3: G opende satelliet, gezien vanaf -Y kant. Links boven de grote telescoop (S 2/68). daarnaast S67 en S77.
122
Fig.4: Onderste compartiment, gezien vanaf +Y kant. Links onder de drie traagheidswielen. in het midden de gastank.
Fig. 5: De bandrecorder.
123
Deze gaten zijn op hun beurt bedekt met een deksel ter bescherming van de telescopen tegen luchtverontreiniging op aarde en tegen eventueel binnendringen van zonlicht tijdens de eerste uren na de lancering, wanneer de satelliet nog niet zijn juiste stand in de ruimte heeft gevonden. Enige dagen na de lancering werd dit deksel met een kleine explosie weggeblazen. De antenne is aangebracht op een twee meter lange staak, die aan de onderkant van de satelliet uitsteekt. Tijdens de lancering is de antenne vanaf beneden, langs de +X kant naar boven gevouwen. Onmiddellijk nadat de satelliet van zijn lanceerraket is losgekoppeld, wordt de antenne naar zijn positie aan de onderkant bewogen. Tenslotte nog een paar opmerkingen over de zonnepanelen. Er zijn vier panelen, twee aan elke kant van de satelliet. Tijdens de lancering bevinden de panelen zich in opgevouwen toestand langs de beide zijkanten van de satelliet. Direkt na separatie van de lanceerraket, worden de panelen ontvouwen door de werking van veren die zich ontspannen als gevolg van het doorsnijden van een kabel die de panelen in gevouwen toestand vasthoudt. Standregelsysteem Het standregelsysteem heeft als taak de satelliet na de lancering zijn juiste stand ten opzichte van zon en aarde te geven, de zogenaamde acquisitie, en deze stand te handhaven gedurende de rest van de tijd. Wanneer de satelliet wordt losgekoppeld van zijn raket, houdt hij een langzame draaibeweging rond zijn drie assen over. Tijdens de eerste fase van de acquisitie worden de rotatiesnelheden rond elk der assen teruggebracht tot 0,2 /s. Dit gebeurt met behulp van drie gyroscopen en drie paar kleine gasstraalpijpjes, waarvan elk paar langs één der 3 satellietassen is gemonteerd. Van elk paar gasstraalpijpjes werkt de ene in de positieve as-richting en de andere in de negatieve as-richting, terwijl slechts één pijpje van elk paar gelijkertijd wordt geactiveerd. In een tijdsduur van maximaal zeven minuten worden de rotatiesnelheden voldoende gedempt om over te gaan tot de volgende fase van de standregeling waarbij de X as in de richting van de zon wordt gebracht. Dit laatste gebeurt in twee stappen. Gedurende de eerste stap wordt de hoek tussen de X as en de zonnerichting verkleind tot minder dan 30°. Bij deze eerste stap zijn vier groot-hoek zonnesensoren in gebruik, die tezamen een ruimtehoek van 360° bestrijken. Bij de tweede stap worden de zonnesensoren van grotere hoeknauwkeurigheid ingeschakeld, en de hoek tussen de X as en de zonnerichting verkleind tot 2, 5°. Het overschakelen naar de verschillende fasen en stappen gebeurt automatisch in de satelliet. In de derde fase van de acquisitie wordt de +Z as in de richting van de aarde gebracht. De sensor die hierbij in gebruik is, heeft de naam horizonzoeker en detecteert de overgangen tussen aarde en hemel als een temperatuurverschil in het infra-rode stralingsgebied. In meer preciese bewoordingen kan worden gezegd dat in deze derde fase de Z as met een maximale afwijking van 5° gebracht wordt in het vlak bepaald door de zon, satelliet en middelpunt der aarde. In deze eerste drie fasen van de acquisitie worden de noodzakelijke as-rotaties verkregen door de werking van de gasstraalpijpjes. 124
Nadat de satelliet aldus zijn X en Z as automatisch heeft gericht op zon en aarde, wordt door middel van een commando, ontvangen van een grondstation, overgeschakeld naar een fijnregeling, waarmee de satelliet zijn verdere levensduur blijft werken. Bij deze fijnregeling wordt een zeer nauwkeurige zonnesensor ingeschakeld en wordt voor een preciese sturing van elke as een traagheidswiel gebruikt. De snelheden der traagheidswielen wijzigen zich voortdurend ter compensatie van externe aerodynamische en magnetische krachten, die op de satelliet werken. De wielsnelheden zullen daarbij na zekere tijd toenemen tot waarden, waarbij afremming noodzakelijk wordt. Tijdens het afremmen van de wielen, wordt de satelliet in zijn juiste stand gehouden door het inschakelen van de gasstraalpijpjes. Het afremmen van de wielen, waarbij de wielsnelheden tot nul worden teruggebracht, is niet vaker dan eenmaal in drie omlopen nodig en neemt niet meer dan ongeveer 10 s tijd in beslag. Sturing met traagheidswielen heeft het voordeel boven direkte besturing met gasstraalpijpjes dat de satelliet nauwkeuriger kan worden gericht en bovendien dat externe krachten die gedurende een omloop rond de aarde symmetrisch op de satelliet werken zonder gasverlies kunnen worden opgenomen. In de fijnregelstand blijft de satelliet op de zon gericht met een maximale afwijking van l boogminuut. Speciaal ten dienste van het instrument S 2/68 werd in de fijnregelstand de rotatiesnelheid rond de X as gestabiliseerd tot een waarde van 2%. Om deze stabiele hoeksnelheid te verkrijgen is een direkte sturing door de horizon-zoeker niet meer voldoende, maar wordt een "rate integrating gyro" gebruikt. Deze gyroscoop zorgt ervoor dat de rotatie-snelheid rond de X as nauwkeurig wordt gehandhaafd. Ter eliminatie van de drift van de gyroscoop wordt één maal per omloop de stand van de Z as ten opzichte van het vlak door zon, satelliet en middelpunt der aarde bepaald met de horizon-zoeker en een correctie gegeven aan de gyroscoop. Na lezing van het bovenstaande zal het wel duidelijk zijn dat het standregelsysteem zeer complex is. Ondanks een zeer zorgvuldige controle en beproeving van alle onderdelen en een zekere mate van redundantie (zo zijn er bijvoorbeeld twee horizon-zoeker s), is er een niet te verwaarlozen kans dat het fijnregelsysteem defect kan raken. De aanwezigheid van het pneumatische systeem met zijn gasstraalpijpjes maakt het echter mogelijk de satelliet, zij het met wat minder nauwkeurigheid, toch in zijn juiste stand te houden bij het defect raken van bepaalde onderdelen. Naast de fijnregeling kan het systeem dan ook nog op drie "gedegenereerde" manieren functioneren. Deze onderscheiden zich van elkaar in de sturing van de X as en de rotatie rond de X as. De meest gedegenereerde methode (standby mode) is essentieel gelijk aan de reeds besproken derde en laatste fase van de acquisitie. Bij de beide andere methoden (back-up modes) is hetzij de sturing van de X as gelijk aan de standby mode met een sturing rond de X as gelijk aan de fijnregeling, hetzij juist omgekeerd. De standby mode is de minst complexe, heeft de grootste betrouwbaarheid maar tevens een onvoldoende richtnauwkeurigheid om de informatie verkregen uit de wetenschappelijke metingen, voldoende waardevol te doen zijn. Indien de fijnregeling of één der back-up modes niet goed functioneert, zodat de satelliet zijn stand begint te verliezen, wordt automatisch 125
overgeschakeld naar de standby mode. Echter, de standby mode is slechts te beschouwen als een situatie waarin de satelliet in "leven" blijft en van waaruit, met behulp van het telecommando-systeem, geprobeerd moet worden de standregeling weer te brengen in de fijnregeling of één der back-up modes. Elektrische energievoorziening De zonnepanelen hebben een capaciteit van 320 W elektrisch vermogen. De wetenschappelijke instrumenten gebruiken hiervan 65 W, de satellietapparatuur 95 W, terwijl de elektrische verwarming normaal tussen O en 40 W dissipeert. Er is dus een ruime marge van elektrische energie voorhanden. De vier zonnepanelen leveren hun stroom via diodes aan een gemeenschappelijke energieleiding (power bus), die een gelijkspanning heeft welke ligt tussen de 21, 5 en 25 V. De precièse spanning is afhankelijk van de lading van de batterij en zijn temperatuur en wordt ingesteld door een shuntregelaar. -De shuntregelaar zorgt hierbij dat de nikkel-cadmium batterij met de juiste stroom wordt geladen. Aangezien de satelliet gedurende zijn operationele fase continu in de zon is, kunnen de zonnepanelen de benodigde energie direkt leveren en is de batterij alleen nuttig voor het opvangen van kortstondige grote belastingen. De batterij vervult echter een essentiële functie gedurende de tijd tussen de lancering en het moment dat de satelliet met ontvouwen panelen in de zonnerichting is gedraaid en gestabiliseerd. De batterij heeft een capaciteit van 15 ampère-uren, wat ruim voldoende is voor deze beginfase. Een spanningsstabilisator, die zijn ingangsstroom van de gemeenschappelijke energieleiding betrekt, levert een 16 V gelijkspanning aan het standregelsysteem en telecommunicatiesysteem. Deze 16 V stabilisator is in duplo uitgevoerd ter verbetering van de bedrijfszekerheid. Een omvormer van gelijkspanning naar wisselspanning levert een gestabiliseerde 18 V aan het wetenschappelijk instrumentenpakket. Deze omvormer is om redenen van bedrijfszekerheid eveneens in duplo uitgevoerd. Hoewel de omvormer een kortsluiting aan zijn uitgang kan doorstaan, wordt deze onder dergelijke omstandigheden toch automatisch uitgeschakeld. Tele communie atie- systeem Het telecommunicatie-systeem bestaat uit een telecommando gedeelte, werkend in een frequentiegebied van 148 tot 150 MHz, en een telemetrie gedeelte met een frequentie gelegen tussen 136 en 138 MHz. Het telecommando-systeem in de satelliet omvat een ontvanger, demodulator en decoderingsapparatuur, die de commando's van de grondstations identificeert en doorgeeft aan het betreffende satelliet sub-systeem. Zowel de ontvanger als decoderingsapparatuur zijn om redenen van bedrijfszekerheid in duplo uitgevoerd. Het satelliet-systeem is zodanig beveiligd dat het praktisch is uitgesloten dat het signaal van een andere grondzender, werkend op dezelfde golflengte, zou resulteren in de detectie van een vals commando. Wanneer aan de uitgang van één of beide ontvangers wordt geconstateerd dat mogelijk een correct commando is ontvangen, wordt één der beide decoderingsapparaten aangeschakeld. In deze apparatuur wordt een commando als zodanig herkend en geverifieerd. 126
Daarna wordt een relais of flip-flop in het betreffende sub-systeem geactiveerd. Een totaal van 270 commando's kunnen door de satelliet worden uitgevoerd. Het telemetrie-systeem heeft als taak satellietinformatie naar de aarde te zenden. De baan van de satelliet is zodanig dat gemiddeld één maal per omloop van 96 minuten rond de aarde, gedurende 6 a 9 minuten contact met een grondstation kan worden onderhouden. Om alle wetenschappelijke- en satelliet-informatie, waargenomen in een periode van 96 minuten, op aarde te kunnen ontvangen, is het nodig deze informatie in de satelliet tijdelijk op te slaan. Als geheugen in de satelliet werd een bandrecorder gekozen. De informatie geregistreerd gedurende een omloop, wordt bij de passage over een grondstation, door versneld afspelen van de bandrecorder, in 6 minuten tijd naar de aarde gezonden. Er zijn twee zenders in de satelliet aanwezig; één met een uitgangsvermogen van 0,8 W, die continu "real time" informatie zendt, terwijl de andere zender is aangesloten op de bandrecorder en alleen boven een grondstation wordt aangezet. Deze laatste zender heeft een uitgangsvermogen van 5 W. Beide zenders zijn uit oogpunt vaia bedrijfszekerheid in duplo uitgevoerd. De meetgegevens van 120 analoge en 74 digitale signalen worden door een elektrische commutator in tijd-volgorde afgetast. De analoge waarden worden daarna in een analoog-digitaal converter omgezet met een nauwkeurigheid van 1%. De digitale woorden, die zo ontstaan, worden achter elkaar naar de 0,8 W zender en naar de bandrecorder gebracht. De draaggolf van deze zender wordt in fase gemoduleerd. De informatie wordt via de O, 8 W zender met een snelheid van 1700 bits/s naar de grond gezonden. De digitale woorden, die dus achter elkaar worden uitgezonden, zijn ondergebracht in informatie-blokken, die voorzien zijn van synchronisatieen herkenningstekens. De telemetrie-informatie kan men onderscheiden in informatie van de wetenschappelijke instrumenten en informatie van het ruimtevoertuig, ook wel huishoudelijke informatie genoemd. De huishoudelijke informatie wordt enerzijds op aarde gebruikt voor controle en eventuele correctie van de satelliet ("satellite operations"), anderzijds is zij van belang bij de verwerking van de wetenschappelijke informatie. De satelliet-bandrecorder is een instrument dat bij veel satellieten en ook bij TD1A problemen heeft gegeven. De recorder is van het "endless loop" type (Fig. 5). De band wordt bij registratie en afspelen in dezelfde richting opgewikkeld en tegelijk vanuit de binnenkant van dezelfde spoel weer afgewikkeld. Bij een dergelijke constructie is het nodig de magneetband te smeren met grafiet. Omdat smering van bewegende delen in hoogvacuum problemen geeft, is het gehele bandrecorder mechanisme opgesloten in een hermetisch afgesloten doos, gevuld met droge lucht. Grondstations en vluchtleidingscentrum ., ESRO beschikt zelf over vier telemetrie/telecommando stations, te weten Redu (België), Fairbanks (Alaska), Ny Alesund op Spitsbergen en Port Stanley op de Falkland Eilanden. Daarnaast werd veelvuldig gebruik gemaakt van het Noorse station Tromsö. De stations Redu, Tromsö en Fairbanks hadden vaste data- en telefoonverbindingen met het vluchtleidingscentrum in Darmstadt. De stations Spitsbergen en Falkland-islands 127
onderhielden gedurende de belangrijkste fasen van het operationele programma contact met Darmstadt via vaste telexverbindingen. Na de lancering in California doorliep de satelliet eerst een gedeelte van een overgangsbaanombij Madagascar door een tweede ontbranding van de tweede raket-trap in zijn definitieve baan gebracht te worden. Tijdens de ontwikkeling van TD1A werd het duidelijk dat de apparatuur in de telemetriestations en in Darmstadt uitgebreid moest worden om snel en overzichtelijk informatie te verschaffen over een gecompliceerde satelliet als TD1A. Dit heeft er toe geleid dat elk der telemetriestations werd uitgerust met een kleine computer maar in het bijzonder dat werd overgegaan tot de bouw van een nieuw vluchtleidingscentrum in Darmstadt. In dit centrum werd informatieverwerkingsapparatuur geïnstalleerd, bestaande uit onder meer een "real time operations computer", en een aantal consoles waarvan er 8 voorzien zijn van alpha-numerieke beeldschermen. De beeldschermen zijn met de operations computer verbonden en worden door deze van informatie voorzien. Door het indrukken van toetsen kan een grote verscheidenheid aan satelliet-informatie worden opgeroepen, die in de vorm van tekst en getallen op de beeldschermen verschijnen. De telemetrie-informatie (1700 bits/s) ontvangen in Redu, Tromsö en Fairbanks werd rechtstreeks doorgezonden naar Darmstadt via data-links, waar deze informatie met een vertraging van ongeveer 10 s op de beeldschermen kwam. Satelliet operations. De lanceringsfase en de hierop volgende stand-acquisitie van de satelliet TD1A en check-out fase verliepen praktisch vlekkeloos. NASA verleende steun aan ESRO door zijn telemetrie-stations in Madagascar en Johannesburg de eerste dagen na de lancering voor de satelliet TD1A beschikbaar te stellen en de ontvangen real-time telemetrie via data-links door te zenden naar Darmstadt. Vijftig minuten nadat de satelliet om 17. 55 uur locale tijd van de Western Test Range in California was gelanceerd werden de eerste satelliet-signalen in Darmstadt ontvangen via het NASA grondstation Madagascar. Precies volgens tijdschema ontvouwde de satelliet boven Madagascar automatisch zijn zonnepanelen en antenne en werd de standregeling geactiveerd. Dit gehele gebeuren was in het vluchtleidingscentrum in Darmstadt met een vertraging van ongeveer 10 s te volgen op de alpha-numerieke beeldschermen. Veertien minuten later bleek bij de passage over het grondstation Redu in België dat de satelliet zich reeds op zon en aarde had georiënteerd. Hierna volgde een periode van nauwkeurige analyse van de satelliet-telemetrie, waarna in de tiende omloop onder controle van het vluchtleidingscentrum boven Redu werd overgeschakeld op de fijnstandregeling. Hierop volgde een periode van 3 dagen waarin de satelliet met rust werd gelaten en waarna werd aangenomen dat aanvankelijk aanwezige gasresten uit de satelliet verdwenen zouden zijn. Dit laatste is een absolute noodzaak alvorens kan worden overgegaan tot het inschakelen van hoge spanningen in de wetenschappelijke instrumenten, aangezien er anders gevaar is voor vonkoverslag. De gehele procedure voor het aanzetten van de 7 instrumenten ge128
beurde zeer zorgvuldig en zeer voorzichtig en zou volgens het "operations plan" 8 dagen in beslag nemen. In werkelijkheid heeft deze periode langer geduurd, omdat enige uren na het aanzetten van instrument S 77 moeilijkheden ontstonden. De telemetrie gaf namelijk aan dat een aantal temperaturen in de satelliet abnormaal gingen stijgen terwijl tegelijk de vitale 16 V main bus spanning ging dalen. Na een aantal uren van koortsachtige analyse kon worden vastgesteld, dat de betreffende temperaturen en de 16 V main bus geen afwijking vertoonden, doch dat enige telemetrie-kanalen voor huishoudelijke informatie defecten vertoonden. De telemetriekanalen zijn blijvend defect gebleven; dit heeft echter geen invloed gehad op de wetenschappelijke missie van de satelliet. Een nauwkeurige analyse en simulatie op de grond hebben later aangetoond dat één diode en één transistor in de analoge multiplexer van de "encoder" defect zijn geraakt, vermoedelijk als gevolg van hoogspanningsoverslag veroorzaakt door S 77. Dit kleine instrument is dan ook gedurende de eerste operationele fase van de satelliet (maart 1972 tot november 1972) uit voorzorg niet meer ingeschakeld. Van ernstiger aard was het reeds spoedig uitvallen van één van de twee boord-taperecorders eind april 1972, gevolgd door het uitvallen van de tweede recorder een maand later. Een analyse van de tape-recorder die het eerste defect raakte, heeft aan het licht gebracht dat het hier een elektronische fout betrof, waarschijnlijk in het "phase-lock loop" gedeelte. Zover kon worden nagegaan, raakte de tweede tape-recorder in ongerede door een mechanisch defect. Voor het verzamelen van de wetenschappelijke informatie op de grond was men dus uitsluitend aangewezen op de "real time" telemetrie. Alle mogelijke grondstations op aarde werden hiervoor ingeschakeld. ESR.O zelf organiseerde en installeerde hiertoe zeven tijdelijke eenvoudige grondstations. NASA en andere nationale instellingen stelden een 23 tal grondstations ter beschikking. Samen met de permanente ESRO grondstations zijn een 34 tal grondstations in gebruik geweest voor TD1A. Gelukkig bleef de satelliet voor de rest uitstekend werken. Na de eerste operationele fase werd de satelliet in november 1972 in een roterende toestand gebracht om de periode tot midden februari 1973 zonder veel gasgebruik te kunnen doorstaan. In deze winter-periode komt nl. het gedeelte van elke omloop boven de noordpool in de schaduw van de aarde. Na deze "winterslaap" van de satelliet werd deze in midden februari 1973 opnieuw geactiveerd voor een tweede operationele fase. De satelliet heeft ook deze periode verder goed werkende voltooid. Op l juli 1973 werd instrument S 77 ingeschakeld hetgeen verder geen enkel probleem opleverde. Intussen bleef men de tape-recorders voortdurend vanaf de grond aa.n- en uitschakelen in de hoop dat één dezer misschien nog weer eens goed zou gaan werken. Het is inderdaad zeer merkwaardig dat dit in oktober 1973 tot succes heeft geleid en de tape-recorder met de elektronische fout sindsdien weer redelijk goed functioneerde. Begin oktober 1973 werd de satelliet in zijn tweede "winterslaap" gezet en in februari 1974 werd aan de derde operationele fase begonnen. Door gasgebrek is de standregeling van de satelliet op 4 mei 1974 opgehouden te functioneren, waarna aan het operationele gebruik van de satelliet TD1A definitief een einde kwam. 129
Met behulp van de extra grondstations en de verlengde operationele periode is het gelukt om verreweg het grootste gedeelte der gewenste wetenschappelijke informatie te verzamelen. De satelliet TD1A is dan ook ondanks enige tegenslagen een groot technisch en wetenschappelijk succes geworden.
Ruimtevaart EXPLORER 51 - ATMOSPHERE EXPLORER-C Op 16 december 1973, drie dagen later dan verwacht, stuwde ThorDelta 99 de derde Explorer de lucht in, die in het bijzonder voor het onderzoek van diezelfde lucht bestemd was. Het doel van deze Explorer, en nog twee van hetzelfde type, die in 1975 volgen, is het tot in detail onderzoeken van de dampkring tussen 120 en 300 kilometer hoogte. Het is hier dat de belangrijke energie-uitwisselingsprocessen zich afspelen, die bepalend zijn voor de warmtebalans van de aardse dampkring. Dit onderzoek was tot dan toe slechts sporadisch met sondeerraketten gedaan, en dan nog bijna alleen in het westelijk halfrond. De voornaamste energiebron in dit deel van de dampkring is gelegen in de absorptie van ultraviolet zonlicht; een belangrijke bijdrage wordt ook geleverd door de interactie van de zonnewind met de dampkring boven de poolstreken (poollichten). Over dit soort processen is echter nog slechts weinig bekend. De Explorer 51 is in een baan tussen 148 en 4303 km hoogte gebracht. Elke paar weken werd met behulp van een raketmotor aan boord zijn perigeum tot 120 km omlaaggebracht. Het perigeum bleef enkele dagen zo laag, en werd dan weer door dezelfde raketmotor omhooggebracht. De geringe perigeumhoogte, waarop interessante metingen konden worden gedaan, kon nooit lang gehandhaafd worden omdat de Explorer anders door de luchtweerstand een te korte levensduur zou hebben gehad. Na acht maanden werd de baan opnieuw, en dit keer definitief gewijzigd tot een cirkelbaan, die met behulp van de resterende brandstof tussen 300 en 600 km hoogte gehouden werd. Niet alleen in zijn baankarakteristieken verschilde de nieuwe Explorer van zijn voorgangers. Ook de benaderingswijze van de onderzoekers was niet eerder bij Explorer toegepast. Elke onderzoeker heeft onmiddellijk toegang tot al het materiaal, ook dat van de andere onderzoekers. 130
De nadruk ligt op een snelle verwerking van de gegevens, en op correlatie van verschillende meetresultaten. Deze benaderingswijze is gekozen, omdat men doordrongen was geraakt van de noodzaak om de metingen zo uit te voeren, dat de effecten van verschillende tijd van de dag, verschillende breedte en verschillende hoogte van elkaar gescheiden kunnen worden. De meetinstrumenten aan boord zijn: een ultraviolet (NO) fotometer (Barth, University of Colorado), een cilindrische elektrostatische detector (Brace, Goddard SFC), een Bennett (positieve) ionen massaspectrometer (Brenton, Godard SFC), een luchtdichtheids versnellingsmeter (Champion, Air Force Cambridge Research Lab.), een foto-electron spectrometer (Doering, JohnsHopkins Univ.), een potentiaal-analysator (Hanson, Univ. of Texas, Dallas), een airglow fotometer (Hayes, Univ. of Michigan), een ver-UV monitor van de zon (Heath, Goddard SFC), een ver-UV spectrofotometer voor de zon (Hinteregger, Air Force CRL), een magnetische ionen massaspectrometer (Hoffman, Univ. of Texas, Dallas), een laag-energetische elektronen spectrometer (Hoffman, Goddard SFC), een neutrale massaspectrometer (Nier, University of Minnesota), een spectrometer voor onderzoek van de samenstelling van de neutrale atmosfeer (Pelz, Goddard SFC) en een spectrometer voor het meten van de temperatuur van de neutrale dampkring (Spencer, Goddard SFC). De kunstmaan zendt uit op een frequentie van 137. 23 MHz en van 2289. 50 MHz. (NASA 73 - 269) DE LANCERINGEN VAN THOR-DELTA 100 EN THOR-DELTA 101 In januari 1974 kreeg de pers nog een juichend bericht van de NASA toegezonden: de honderdste Thor-Delta raket zou die maand een engelse communicatiesatelliet, de Skynet IIA, in een baan om de aarde brengen. Die juichkreten verstomden snel, want zover is het nooit gekomen. Een veel nuchterder, en korter bericht uit april legde uit wat er tijdens de lancering met de tweede trap was misgegaan. Er was een kortsluiting in de elektronika van de trap opgetreden, vermoedelijk veroorzaakt door een tijdens de start losgeraakt stukje metaal. Dat kon gebeuren, omdat de isolerende beschermlaag die op plaatjes met voorgedrukte circuits was aangebracht volkomen tekortschoot op alle scherpe punten en randen van die plaatjes. Een losgeraakt stukje metaal kon daardoor gemakkelijk een kortsluiting veroorzaken. Het was allemaal natuurlijk nogal sneu voor de Engelsen, maar de zaak kon nog voor de lancering van de Thor-Delta 101 verbeterd worden. Dat was ook een (commerciële) lancering voor een ander. Ditmaal ging het om de Westar l, een commerciële communicatiesatelliet die voor het eveneens commerciële bedrijf Western Union werd gelanceerd. De kunstmaan was de eerste communicatiesatelliet op zakelijke basis voor intern Amerikaans gebruik, met grondstations te New York, Atlanta, Chicago, Dallas en Los Angeles. Hij is een stationaire baan boven de evenaar geplaatst, op 99° WL. Een tweede en een derde satelliet waren eveneens voor 1974 gepland. Elke kunstmaan heeft een verwachte levensduur van zeven jaar. (NAgA 74 _^ 7 4 _ ? 7 > 7 4 _ g g ) 131
NIEUWS VAN HET HEAO-FRONT De High Energy Astronomy Observatories hebben niets met Nederlandse onderwijszaken te maken, maar alles met wetenschappelijk onderzoek aan het einde van dit decennium. Het project voorziet in de lancering van drie wetenschappelijke kunstmanen, gebouwd door TRW Systems Inc. , tussen 1977 en 1979. De kosten van het project bedragen circa 86 miljoen dollar. De kunstmanen moeten in een betrekkelijke lage cirkelvormige baan komen (hoogte boven het aardoppervlak: 360 km). Ze worden gelanceerd door een Atlas-Centaur raket. Ze zullen dienen tot het onderzoek van röntgenstraling, kosmische stralingsdeeltjes en gammastraling. De eerste HEAO zal een survey van de hemel in het röntgengebied uitvoeren, de tweede zal gestabiliseerde langdurige metingen van individuele röntgenbronnen uitvoeren, en de derde moet een survey van de kosmische straling en de gammastraling uit de ruimte uitvoeren. Elke HEAO weegt ongeveer 3200 kg, en heeft afmetingen in de orde van 6 meter. (NASA 74-79 en 74-240) EEN ZWART GAT ONTDEKT? Met behulp van de röntgentelescoop aan boord van de Copernicus (OAO-3) is een groep onderzoekers van het University College te Londen erin geslaagd om de bekende röntgenbron Cygnus X-l (Röntgenbron nummer l in het sterrebeeld de Zwaan) te identificeren met de dubbelster HD 226868. De eigenschappen van deze dubbelster-röntgenbron zijn nogal eigenaardig. Uit de periode van de dubbelster (die ook een optisch veranderlijke is) kan de massa van het systeem afgeleid worden. Aangezien van de hoofdster de massa op andere wijze bepaald kan worden is een ondergrens voor de massa van de röntgenster bekend. Deze blijkt in de buurt van drie zonsmassa's te liggen. Uit de karakteristieken van de röntgenstraling tijdens een bedekking door de hoofdster valt af te leiden dat het object zeer klein moet zijn. Deze twee gegevens zijn niet met elkaar te verenigen in het geval van een witte dwerg of een neutronenster. Zij moeten betrekking hebben op een object dat onder invloed van zijn eigen zwaartekracht zeer sterk ineengestort is. Of de contractie is doorgegaan tot voorbij het moment dat de ontsnappingssnelheid van het object de lichtsnelheid overschreed (waardoor er niets meer uit het object kan ontsnappen; ook geen licht - vandaar de naam zwart gat), of dat de contractie juist daarvoor is gestopt valt niet te zeggen. Dit hangt af van de fundamentele eigenschappen van de zwaartekracht. De ontdekking van een werkelijk zwart gat zou zeer belangrijke gevolgen hebben: een hele reeks zwaartekracht-theorieën zou erdoor ontkracht worden, en onder hun eigen gewicht ineenzakken.
132
STATIONARY METEOROLOGICAL SATELLITE l GEMENGDE GEVOELENS Ook nederlandse radiosterrekundigen zijn niet zo erg gelukkig niet de nieuwste amerikaanse aanwinst op het gebied van weersatellieten. Zeker, het is een mooie kunstmaan, de SMS l, en hij levert fraaie opnamen van de aarde. Het vervelende is alleen, dat hij die fraaie opnamen naar onze planeet overseint op een frequentie van om en nabij de 1670 MHz. En dat is héél vervelend, want het is ook de frequentie waarop moeder natuur het astronomisch uiterst interessante OH molecuul (hydroxyl) radiostraling uit laat zenden. Radiosterrekundigen te Jodrell Bank (Engeland) en Dwingeloo (Nederland), die pogingen doen om de betrekkelijk zwakke straling van hemellichamen die dit molecuul bevatten op te vangen, hebben dan ook behoorlijk last van het sterke stoorsignaal van de satelliet. Via de PTT wordt er weliswaar geprotesteerd tegen de overlast in de beschermde radioband, maar de Amerikanen staan natuurlijk sterk in hun schoenen: het ding staat al aan de hemel, en doe er nu nog maar eens iets aan. De lancering gebeurde op 17 mei door een Delta 2914 draagraket. Eenmaal op zijn vaste positie aangekomen, begon de nieuwe kunstmaan zijn werk. Elke 30 minuten wordt een compleet beeld van het westelijk halfrond naar de grondstations gezonden; daarbij verzamelt de kunstmaan ook nog gegevens van 10. 000 bemande en onbemande weerstations, die ook tezamen naar de aarde worden overgeseind. Het optische systeem aan boord van de SMS l produceert overdag beelden met een scheidend vermogen van 900 m en 's nachts met een scheidend vermogen van 9 km beelden in het infrarood. Een belangrijke taak van de kunstmaan is het vroegtijdig signaleren van orkanen, en het volgen daarvan. Ook wordt de zon in de gaten gehouden, met name wat betreft het optreden van zonnevlammen. De SMS l wordt gevolgd door nog twee soortgelijke amerikaanse kunstmanen. Tezamen met satellieten, aan het eind van de zeventiger jaren te lanceren door de USSR, de ESRO en Japan kan te zijner tijd de hele aarde nauwlettend weerkundig in de gaten gehouden worden. De prijs van een enkele kunstmaan ligt om en nabij de 15 miljoen dollar, terwijl een Thor-Delta draagraket ca. 8, 5 miljoen dollar kost. (NASA 74-95, 74-254, 74-256) BESCHERMING TEGEN MICROMETEOROIDEN Een dubbele wand als bescherming tegen de inslag van micrometeoroïden in de ruimte is zes maal beter dan een enkele wand. Dat is het voornaamste resultaat van het eerste vluchtjaar van de Explorer 46 (Meteoroid Technology Satellite - MTS). Dit interessante gegeven wist men te verkrijgen ondanks aanvankelijke moeilijkheden met deze kunstmaan. Door een mechanische fout raakte de satelliet kort na de lancering oververhit, waardoor de batterijen al binnen negen dagen de geest gaven. Sindsdien kunnen gegevens alleen nog maar "real-time" naar de aarde worden gestuurd op energie die rechtstreeks door de zonnecellen wordt 133
geleverd. In de eerste negen dagen was al wel gebleken dat het aantal kleine deeltjes op grond van vroegere metingen met klankborden aan boord van Explorers en Discoverers schromelijk overschat was. Hierbij sluit aan wat NA SA-astronaut Russell Schweickart onlangs tijdens het IAF Congres op een bijeenkomst van de Jeugd Werkgroep Ruimtevaart in Amsterdam opmerkte. Uit ervaringen met bemande maanreizen was gebleken dat geen enkele keer een deeltje door het twee dozijn lagen dikke ruimtepak heen had kunnen boren. Door de laagstructuur werd de bij inslag op een punt geconcentreerde energie al snel over een veel groter oppervlak verspreid, waardoor het minder kwaad kon. De enige keer dat de binnen ste lagen van een ruimtepak doorboord waren, was tijdens de maanwandeling van Pete Conrad. Pas bij terugkeer op aarde ontdekte men dat zijn grote teen door de binnenste lagen van zijn laars heen gesleten was. NASA-ROBOT BRENGT TOEKOMSTBEELD DICHTERBIJ Metalen armen en handen, twee televisie-camera's en een laser, duizenden bevelen opgeslagen in een geminiaturiseerd computer-brein, dit alles gemonteerd op wieltjes: ziedaar de amerikaanse Marsverkenner van de tachtiger jaren. In opdracht van de NASA is het Jet Propulsion Laboratory al enige tijd bezig met de ontwikkeling van een "echte" klassieke robot, die in staat moet zijn om een situatie te overzien en zelfstandig op te treden in een landschap met stenen, rotsblokken, kraters en rotswanden zonder te vallen of zich te stoten. Zijn voornaamste taak zal bestaan uit het oprapen van stenen, het bepalen van hun afmetingen en gewicht, en het overseinen van deze gegevens samen met opgenomen beelden naar een menselijke instructeur op aarde. Dit project is door de NASA opgezet om ervaring op te doen met het bouwen van robots en om na te gaan welk nut dergelijke machines kunnen hebben bij het onderzoeken van planeten waar de mens tengevolge van financiële beperkingen niet kan komen. De eerste robots zullen noodzakelijkerwijs nogal omvangrijk zijn, maar men vertrouwt erop, dat de stand van de techniek in de tachtiger jaren ver genoeg gevorderd zal zijn om de zaak tot een aanvaardbaarder formaat terug te kunnen brengen. Het grote verschil tussen het amerikaanse ontwerp en het russische ontwerp dat gebruikt is om de maan te onderzoeken (Lunochod) ligt in de benadering: de russische machine was een slaaf, die volledig door aardse operateurs gestuurd werd; de amerikaanse machine zal tot zelfstandige beslissingen in staat zijn. De tijd van Isaac Asimov's robots is nabij! (NASA 74-260)
134
boekbesprekingen HABITABLE PLANETS FOR MAN, Stephen H. Dole, Elsevier, Amsterdam 1970, 2nd edition, 158 p. , register, bibliografie, prijs ƒ 32,—. De vraag naar leven elders in het heelal is een fascinerende. In het bijzonder belangwekkend is de vraag naar het bestaan van intelligent leven elders, vooral als dat "menselijke" vormen zou kunnen aannemen. Geheel los van dit probleem is het voor een ieder, die de werkelijke (d, w. z. interstellaire), ruimtevaart een warm hart toedraagt een gewichtige vraag of er elders in het melkwegstelsel planeten voorkomen, waarop de mens zou kunnen gedijen. Al deze vragen komen aan bod in het bovengenoemde boek. Na een kort inleidend hoofdstuk, waarin onder andere de planeten van het zonnestelsel als kanshebbers worden uitgeschakeld worden systematisch de belangrijkste aspecten behandeld. Hoofdstuk 2 houdt zich bezig met de vraag wat men onder "menselijke" omstandigheden verstaat: temperatuur, licht, zwaartekracht, samenstelling van de dampkring, luchtdruk, water. In hoofdstuk 3 worden de algemene eigenschappen van de bekende planeten behandeld in hun rol van voorbeeld van een prototype zonnestelsel. Hoofdstuk 4 behandelt de astronomische eigenschappen van de moedersterren, en geeft een kort overzicht van wat de mens onder een bewoonbare planeet verstaat. Eén derde deel van het boek wordt in beslag genomen door hoofdstuk 5, dat zich bezig houdt met de berekening van het aantal bewoonbare planeten in het melkwegstelsel. Daarbij wordt rekening gehouden met sterren in het juiste massabereik, de kans dat sterren een planetensysteem hebben, en de verschillende aspecten die één van deze planeten bewoonbaar moeten maken. Rekening houdend met de (overigens onzekere) beschikbare sterrekundige gegevens is het antwoord nogal optimistisch: een bewoonbare planeet binnen zo'n 30 lichtjaar afstand van de zon, 50 binnen 100 lichtjaar afstand. Hoofdstuk 6 bespreekt de beste kanshebbers in de relatieve nabijheid van de zon. Hoofdstuk 7 houdt zich zeer summier bezig met de mogelijkheden bewoonbare planeten te ontdekken, en de mogelijke gevolgen van menselijke bewoning van zulke planeten. Hoofdstuk 8 en Hoofdstuk 9 houden zich zo mogelijk nog beknopter bezig met een lofzang op de aarde en de toekomst van de mens (6 bladzijden in totaal). In een appendix worden vrij uitvoerige gegevens over de ene ster, negen planeten, twaalf grootste manen en drie grootste planetoi'den gegeven. De bibliografie is uiteraard niet up to date, maar bevat toch wel de meeste belangrijke publikaties tot 1970. Het grootste belang van het boek is het feit dat het een voortreffelijke introductie tot een uiterst belangwekkende vraag vormt. Als zodanig is het onovertroffen. Gezien de beperkte omvang van het werk kan de behandeling niet anders dan vrij beknopt zijn. Ook zijn verschillende sterrekundige inzichten geleidelijk veranderd sinds de verschijningsdatum en het 135
moment van bespreking. Maar voor iemand die werkelijk belang stelt in het onderwerp moet het niet al te moeilijk zijn om na lezing van dit boek zijn kennis tot de tegenwoordige tijd bij te spijkeren met behulp van een universiteitsbibliotheek. Het boek is niet voor een natuurwetenschappelijk vakman geschreven, maar voor een ontwikkelde leek. Iedereen van HBS niveau zal de stof zonder meer kunnen volgen. De technische verzorging is goed, en de prijs is voor het gebodene zeker niet te hoog. F. P. Israël THE MOON, ed. S.K.Runcorn en H. C.Urey, D. Reidel, Dordrecht 1972, 406 p. , register, geill., prijs ƒ 110, — . Dit werk is een bundeling van de voordrachten en discussies van het symposium no. 47 van de Internationale Astronomische Unie, dat plaatsvond tussen 22 en 26 maart 1971. Het symposium werd gehouden toen het onderzoek van de maan in het kader van het project Apollo nog in volle gang was; de meest recente gerapporteerde studies zijn die van de Apollo 14. Hoewel de aangesneden onderwerpen vrijwel het hele maanonderzoekterrein beslaan, worden de verschillende onderwerpen niet alle even uitputtend behandeld in de gepubliceerde bijdragen. Desalniettemin is dit - overigens op de vakman gerichte - werk de aanschaf waard als men zijn kennis van de maan in diens verschillende aspecten wil bijhouden. Het karakter van het boek - een symposiumverslag - maakt het echter weinig bruikbaar als overzicht van het maanonderzoek. De technische verzorging van het boek is, zoals bij delen uit deze serie gebruikelijk, zonder meer voortreffelijk te noemen. Ook de kwaliteit van de foto's is in het algemeen goed, hoewel sommige hier en daar iets te donker zijn uitgevallen. F. P. Israël KORTE BERICHTEN
- Onderzoekers van het NASA Ames Research Center hebben een bacterie ontdekt die groeit en zich voortplant in een sterk reducerende omgeving: nl. die van natrium hydroxide (NaOH). De dampkringen van de reuzenplaneten Jupiter, Saturnus en Uranus bevatten mogelijk grote hoeveelheden van een soortgelijke ammoniakverbinding. Een dergelijke dampkring kan dus in ieder geval levende organismen bevatten. Ook de aarde heeft vermoedelijk aanvankelijk een reducerende in plaats van een oxiderende dampkring gehad. (NASA 74 - 238) - In 1978 zullen de Verenigde Staten twee Pioniers in de richting van de planeet Venus schieten. Eén van hen zal in een sterk elliptische baan om de planeet komen, de ander zal op Venus een grote en drie kleine capsules neerlaten alvorens zelf de dampkring binnen te vliegen. In opdracht van de NASA verricht de Hughes Aircraft Company momenteel de voorstudies. De totale kosten van het projekt zijn begroot op 55 miljoen dollar. (NASA 74-34) 136
NED.VERENIGING VOOR RUIMTEVAART (NVR)
