Ruimtevaart. 51e Jaargang, Nummer 6 December Webwijzer 21 Ir. D. de Hoop en ir. H.M. Sanders

Ruimtevaart 51e Jaargang, Nummer 6

December 2002

Inhoud Welkom in het Maanhotel Hans-Jurgen Rombaut

3

Boekbespreking Ir. M.O. van Pelt

9

‘Kamer met uitzicht’ heeft hier een heel andere betekenis. Eigenlijk is hier niets zoals je het kent. Welkom in hotel Lunatic. Welkom op de maan.

Vluchtleider Gene Kranz heeft een boek geschreven over zijn ervaringen in Mission Control gedurende de Mercury, Gemini en Apollo missies van de jaren zestig en begin zeventig.

Praktisch onderzoek in de Microgravity Science Glovebox Ing. M.C.A.M. van der List

10

Webwijzer Ir. D. de Hoop en ir. H.M. Sanders

21

De Microgravity Science Glovebox stelt astronauten in staat om materiaal-, verbrandingen stromingsleer, en biotechnologie-experimenten uit te voeren in microzwaartekracht aan boord van het ruimtestation.

Raketten en Lanceersystemen.

Inhoudsopgave 2002 Henk H.F. Smid

23

Opgave van wat in 2002 in Ruimtevaart is gepubliceerd.

Ruimtevaartjournaal Ir. A.C. Atzei, Dr. J.J. Blom en Ir. M.O. van Pelt

26

Lanceeroverzicht Henk H.F. Smid

32

André Kuipers eind 2003 naar ISS – Phoenix, het Europese herbruikbare lanceervoertuig – Tot 2007 niet meer dan drie bemanningsleden in het ISS – Rusland heeft geen geld meer voor het ISS – Popster Lance Bass vliegt (nog) niet haar het ISS – Ferrari verf vliegt naar Mars – Beagle-2 in de problemen – Opblaasbare terugkeercapsule zoek – Contour komeetsonde valt uit elkaar – Buzz Aldrin niet vervolgd voor mep aan journalist – Seti@home wordt verbeterd – Na Mars ook Venus Express? – Soyuz-U ontploft kort na start – Integral gelanceerd.

Een overzicht van ruimtevaartlanceringen van 21 augustus 2002 t/m 7 oktober 2002. Door niet voorziene en oncontroleerbare omstandigheden heeft de verschijning van deze uitgave van Ruimtevaart ernstige vertraging opgelopen. De redactie biedt daarvoor haar verontschuldigingen aan.

RUIMTEVAART DECEMBER 2002

1

Uitzicht op het maanhotel vlak voor de landing bij het Beacon#1 platform. [H-J Rombaut-Lunar architecture]

2


Welkom in het Maanhotel Hans-Jurgen Rombout

Dit is geen gewoon hotel waar kamers aaneengeschakeld zijn door middel van lange gangen. ‘Kamer met uitzicht’ heeft hier een heel andere betekenis. Eigenlijk is hier niets zoals je het kent. Welkom in hotel Lunatic. Welkom op de maan. De eerste generatie maangebouwen zal het domein zijn van wetenschappers en ingenieurs. Compacte en efficiënte onderzoekcentra zullen op de maan worden gerealiseerd. Met de lancering van Tito in 2001 is ruimtetoerisme een feit geworden en is de maan als toeristische trekpleister niet ontgaan aan een breed publiek en diverse investeerders. Na de eerste generatie maanbases zullen tweede en derde generaties bouwwerken van de grond komen. Recente voorspellingen geven aan dat rond 2070 de maan reeds permanent bewoond zal zijn. In 2001 ontwierp een Nederlandse architect een maanhotel als verkenning van de architectonische en technische uitdagingen van dit onontgonnen werkgebied. Het ontwerp is bedoeld als een serieuze studie naar de mogelijkheden en beperkingen van bouwen op de maan, uitgaande van een tweede of derde generatie bebouwing.

Bouwen op de maan Bouwen op de maan betekent bouwen onder extreme omstandigheden. Een aantal factoren bemoeilijkt het ontwerpen. De temperatuur op de maan varieert van –120 graden Celsius ‘s nachts tot 160 graden Celsius overdag: een temperatuursverschil van 280 graden Celsius. Bouwmaterialen krimpen/zetten uit bij temperatuursverschillen. Bij een verschil van 280 graden Celsius kan de uitzetting van materialen enorm zijn. Een ander groot probleem wordt gevormd door straling. Niet alleen de directe straling van de zon vormt een bedreiging waartegen bouwwerken hun bewoners dienen te beschermen, ook de kosmische achtergrondstraling vormt een permanente bedreiging voor levende organismen. De zwaartekracht op de maan wijkt enorm af ten opzichte van de zwaartekracht van de


aarde. De zwaartekracht op de maan is zes keer kleiner dan op aarde, namelijk 1,633 m/s2. Uitzicht op de aarde De aarde staat, vanaf de maan gezien, altijd op een vaste plek aan de hemel. Dit komt doordat de omwentelingssnelheid van de maan om haar eigen as gelijk is aan de

Om de invloed van de geringe zwaartekracht aan te tonen volgt hier een vergelijking van een berekening van een ligger op twee steunpunten onder aardse omstandigheden en maanomstandigheden. Maximale moment bij een ligger op twee steunpunten op aarde is Mmax = 1/8 * (qa) * (la)2 qa = aardse belasting van de ligger kN/m la = overspanning van de ligger Op de maan krijg je de volgende formule Mmax = 1/8 * (qm) * (lm)2 qm = maan belasting van de ligger in kN/m lm = overspanning van de ligger Wanneer we nu willen weten hoe veel groter de overspanning kan zijn bij een ligger met dezelfde afmetingen op de maan moeten we de belasting van de maan vervangen door: qm = 1/6qa Mmax(aarde) = Mmax(maan) Hieruit volgt: 1/8*(qa)*(la)2=1/8*(1/6qa)*(lm)2 è 2,45*la=lm Met dezelfde dimensionering kan men dus een circa 2,45 keer zo grote overspanning maken.

3

Oppervlak hotel Centre Core Moonbar#1 Orbit lounge Gravity games Moon units Restricted area Meditation area Spacecraft spotting

181 m2 115 m2 255 m2 995 m2 1024 m2 3334 m2 195 m2 98 m2

Total hotel Engineering bay Beacon #1

6197 m2 3098 m2 8040 m2

Total area

17335 m2

omwentelingsnelheid om de aarde. Dus waar men zich ook bevindt op de maan, men zal de aarde nooit zien bewegen. Wel is het zo dat op de noord-zuid-as de aarde ‘rechtop’ te zien is, maar als men op de maanevenaar van oost naar west zou bewegen, de aarde 90 graden gedraaid te zien zou zijn, met de aardpolen naast elkaar. De locatie De maan herbergt een grote variëteit aan landschappen; oceanen, bergen, kraters en

ravijnen. De locatie van het maanhotel is aan de rand van één van de ravijnen bij de Prinz krater, die zelf een diameter heeft van 44 km. De precieze locatie is 25.5° N, 44.1° W. Het ravijn waar het hotel aan ligt, is minimaal 5 km diep, op het breedste punt 10 km wijd en op het smalste punt 2 km wijd. De maanreis Vanuit het Earth Orbit Station zullen maantoeristen met behulp van een shuttle naar de maan gebracht worden. De shuttle zal de afstand van circa 385 000 km in 2,5 dag afleggen. Gedurende deze tijd zullen de toeristen in een gewichtloze toestand zijn. Via een station in een baan om de maan worden de toeristen naar het hotel getransporteerd. Landingplatform Beacon #1 is het startpunt van de reis op de maan.

Het verblijf op de maan Het landingplatform Beacon #1 ligt op enkel kilometers van het hotel. Er zijn twee belangrijke redenen om dit te doen. Allereerst de het waarborgen van de veiligheid bij vliegrampen. Ten tweede is er het fijne, zeer kleverige, maanstof. Een landing

De zwaartekrachtspelen in de fysieke toren; vliegen als een vogel onder 1/6 G. [H-J Rombaut-Lunar architecture]

4


veroorzaakt een stofwolk die het hotel langzaam zou bedekken. Uiteraard is de rit naar het hotel een mooie eerste ervaring met het maanlandschap. Het hotel is vanaf het landingplatform duidelijke zichtbaar. Tijdens de rit naar het hotel zijn de twee torens van het hotel uit verschillende gezichtspunten te zien. De centrale ruimte Na een luchtsluis te zijn gepasseerd, worden de gasten door de centrale hal naar de receptiebalie geleid. De centrale hal is het schakelpunt van het hotel. Een gebogen stalen constructieve ruggengraat, die verankerd is in het maanoppervlak, vormt samen met de stalen ribben de draagconstructie voor de dubbelwandige met water gevulde glazen panelen. Het is een groene oase in het kleurloze maanlandschap. Omdat in dit deel de gevel helemaal van glas is, zijn de 120 meter hoge torens in hun geheel zichtbaar. De naar elkaar toe gekeerde gevels zijn opengewerkt met glas, zodat men van de ene direct naar de andere toren kan kijken. In deze ruimte is een plein uitgehouwen in de maansteen met traptreden van circa 75 cm hoog. Na het hellende plein te hebben overgestoken bereikt men de receptiebalie. De balie is een verchroomde cilinder die aan opvallend dunne staalkabels aan de hoofddraagconstructie hangt. Onmiddellijk onder de balie bevindt zich het ravijn; alleen een glazen wand scheidt de balie met de bodem van de kloof. De constructie De hoofdconstructie van de torens is opgebouwd uit drie elementen. Een boemerang vormige pyloon, oftewel de centrale ruggengraat, is aan de onderkant verankerd aan het maanoppervlak en steunt op een hoofddrager die als draaipunt fungeert. Doordat de torens onder een hoek van 30° vooroverhellen, trekt de zwaartekracht sterk aan de constructie; het onderste gedeelte van de torens dat zich onder het maanoppervlak bevindt, wordt zo opwaarts tegen het maanoppervlak geduwd. De reactiekracht van het maangesteente houdt nu de zwaartekracht van de hellende torens in evenwicht. Een dergelijke constructie is op aarde niet mogelijk omdat de zes keer grotere zwaartekracht en de zijdelingse winddruk de torens zouden doen omvallen.


De gevelopbouw van het hotel De torens zijn bekleed zijn met platen van maansteen. De huid van de torens is opgebouwd uit een dubbele laag maansteenplaten van elk 9 cm dik, die ter plekke uit maansteen zijn gezaagd. Deze twee lagen zijn geschubd gemonteerd, zodat de hitte en straling zoveel mogelijk geblokkeerd worden. Achter deze beplating bevindt zich een dubbelglas constructie van twee keer 4 cm glas, gevuld met 35 cm water, om de straling nog verder te reduceren.

Dwarsdoorsnede van een van de torens. [H-J Rombaut-Lunar architecture]

De units De slaapcapsules hangen als grote waterdruppels verspreid in de beide torens. In elke toren hangen 36 capsules. Door middel van een dunne staalkabel zijn ze bevestigd

5

Uitzicht op het hotel en aarde vlak bij het betreden van het hotel. [H-J Rombaut-Lunar architecture]

Uitzicht op het hotel gedurende een maanwandeling. [H-J Rombaut-Lunar architecture]

aan de hoofdconstructie. De capsules vormen tevens de verlichting van de ruimte tijdens de maannacht. De capsules zitten met behulp van elektromagneten vast aan de ribben die de horizontale galerijen dragen. Met behulp van een ID-tag kan de schuifdeur geopend worden. De compacte verblijfseenheid heeft een kleine bergruimte, douche, toilet, verblijfsruimte en een slaapgedeelte op de tweede verdieping. De capsule kan worden losgekoppeld nadat de toegangsdeur gesloten is. Met behulp van een elektrische takel

kan de capsule enkele meters naar boven of beneden bewegen. Ook biedt de takel de mogelijkheid om de capsules 360 graden te draaien om elke keer een ander uitzicht te krijgen. Een controle paneel in de capsule laat de status van de unit zien. Wanneer er iets misgaat of ontbreekt zal dit gemeld worden aan de centrale computer zodat een onderhoudsbemanning de unit weer operationeel maakt. De onderhoudsbemanning vult de drinkwatertank aan, laadt de accu’s bij en zuigt de vuilwatertanks leeg. Al het verticale transport vindt plaats via leidingen in de centrale ruggengraat. Interne ontsluiting Gasten dienen tijdens hun verblijf de liften zoveel mogelijk te vermijden; de steile opgangen naar de andere verdiepingen vormen onder de geringe zwaartekracht geen probleem en helpen om de afname van spiermassa als gevolg van de geringe zwaartekracht te voorkomen. Vanuit het midden van de central spine loopt dwars door de atriums een galerij naar de volgende verdieping. Op de volgende verdieping loopt een horizontale galerij langs de buitenhuid terug naar de holle ruggengraat. Waarvandaan weer een hellende galerij naar de volgende verdieping gaat. In elk van de beide torens zijn ook twee liften aanwezig, maar deze dienen alleen in geval van nood gebruikt te worden.

6


ID Tags Na een korte uitleg over de veiligheidsaspecten van het verblijf in het hotel krijgen gasten hun ID-tags. Dit polshorloge is niet alleen de sleutel tot de slaapcapsule en de creditcard gedurende het verblijf, maar geeft tevens de exacte locatie door en enkele medische basisgegevens van de gasten, zoals hartslag en lichaamstemperatuur. In geval van nood gaat er op basis van deze gegevens een alarm af, en zal het hotelpersoneel onmiddellijk in kunnen grijpen. Torenactiviteiten De twee torens lijken op het eerste gezicht identiek, maar binnen in vinden totaal andere activiteiten plaats.

Het project neemt alle belangrijke ontwerpuitdagingen en beperkingen van bouwen op de maan in beschouwing en gaat uit van recente technologische ontwikkelingen. Als zodanig heeft het project grote belangstelling gekregen van onder meer ESA, NASA en de internationale pers. NASA Astronomy Picture of the Day 13 juli 2001 (wetenschap) New Scientist, 9 juni nr 2294 (wetenschap) Making space happen, 2002(wetenschap) European Hotel Managers Association congres 2002 (toerisme) Ruimtevaart, 2002 (techniek) Blueprint,juli 2001(design & architectuur) Building South East Asia ,december 2001(architectuur) Globe and Mail, oktober 2001(nieuws) Wallpaper, september 2001 (lifestyle) Bouwen met Staal, januari 2002(techniek) Bouw, december 2001 (techiek) Signs, januari 2002 (bouw)

De ene toren is de plek om de speciale maan omstandigheden fysiek te ervaren. In deze op actie gericht toren bevinden zich de zwaartekrachtspelen. Hier kunnen mensen, met speciale ontwikkelde pakken, in de grote atriumachtige ruimte van de toren vliegen. Boven deze vliegzone is een zwembad gesitueerd. Ook zwemmen bij een geringe zwaartekracht zal een unieke ervaring zijn. Het opspattende water zal langzaam en bijna sculpturaal terug in het zwembad vallen.

Bijvoorbeeld mediteren met uitzicht op de aarde. Maanmodderbaden en stoombaden zijn enkele opties in deze toren.

In de andere toren, de spirituele toren, kunnen gasten meer bezig zijn met de mentale aspecten van een verblijf op de maan.

Restaurants Het hotel biedt keuze uit drie restaurants. De solar orbit lounge en de Earth orbit lounge

Het maanhotel maakt deel uit van de tentoonstelling ‘New Hotels for Global Nomads’ in het National Design Museum in New York, die gehouden wordt van 29 oktober 2002 tot 2 maart 2003. Meer informatie is te vinden op:www.lunararchitecture.com

‘The outsiders’, gasten die eerst hun ruimtepak aan moeten trekken om in hun slaapcapsule te komen, De ‘thrill-seekers’. [H-J Rombaut-Lunar architecture]


7

Plattegrond van de begane grond. Twee torens met daartussenin de ‘centre core’. [H-J Rombaut-Lunar architecture]

bevinden zich bovenin de torens. Het ene restaurant is gericht op het observeren van de aarde. De aarde bestuderen vanaf dit gezichtspunt is een van de hoogtepunten van dit hotel. Met behulp van telescopen kunnen gasten, zonder atmosferische vertekening, een haarscherp beeld krijgen van onze blauwe aardbol. Hier kan men dus dineren bij aardlicht. Het andere restaurant is meer gericht op andere hemellichamen, met behulp van sterkere telescopen kunnen de gasten naar Mars, Venus en andere planeten kijken. Het derde restaurant zit in de centre core en biedt uitzicht op het spectaculaire maanlandschap. Excursies Naast alle interne activiteiten zijn er ook nog buitenactiviteiten. Een bezoek aan de eerste voetstap op de maan bij het maanmuseum, een excursie naar de piek van het eeuwige licht, een maanwandeling of maanrover tocht door de Prinz kloof zijn enkele opties uit het programma dat het hotel haar gasten biedt.

Opengewerkt vooraanzicht van een van de torens met de slaapcapsules. [H-J RombautLunar architecture]

8

Maantijd Een vakantie op de maan duurt in het hotel maar een halve maandag en een halve maannacht, erg kort. Gelukkig is het een lange dag; een maandag duurt zo’n 336 uur.


BOEKBESPREKING Failure Is Not an Option: Mission Control from Mercury to Apollo 13 and Beyond Ir. M.O. van Pelt Failure is Not an Option horen we acteur Ed Harris zeggen in de filmhit Apollo 13, vlak nadat er een explosie heeft plaatsgevonden aan boord van het ruimteschip. Mislukking is geen optie, de onfortuinlijke astronauten moeten kost wat kost veilig teruggebracht worden. De echte vluchtleider, Gene Kranz, heeft onder deze titel een boek geschreven over zijn ervaringen in Mission Control gedurende de Mercury, Gemini en Apollo missies van de jaren ’60 en begin jaren ’70. Gene Kranz maakte mee hoe NASA van een, in de haast van de ruimterace, in elkaar gedraaide instelling uitgroeide tot een organisatie die nog geen tien jaren later mensen op de maan liet landen. Gene beschrijft hoe hij in een ongeorganiseerd departement geparachuteerd werd, waar hij samen met andere whiz kids met de enorme verantwoordelijkheid werd opgezadeld om een effectief missie controle centrum in elkaar te zetten. Het centrum kreeg tot taak de bemande ruimtevluchten te leiden, alle systemen van de ruimteschepen te controleren en snel en effectief in te grijpen als er problemen opdoken. In zijn boek beschrijft hij hoe het missie controle centrum tot stand kwam, hoe de technologie door de jaren groeide en hoe hij uiteindelijk vluchtleider voor verschillende Apollo missies werd. Vluchten worden gedetailleerd beschreven en de fouten en successen geanalyseerd. Deze keer eens niet door een astronaut maar door iemand die enigszins achter de schermen minstens zo belangrijk werk verrichtte. Waar de astronauten vele zaken vaak simpel en geroutineerd lieten (en moesten laten) lijken, schetst Gene Kranz een beeld van missies die enigszins gehaast werden opgezet en waarin onervarenheid, tijdsdruk, de noodzaak om te scoren en de complexiteit van de raketten en ruimtecapsules enorme risico’s met zich mee brachten. Uit dit boek blijkt hoe vaak het nog maar net goed ging en geluk de beslissende


factor was. Een andere verassende en enigszins schokkende ontdekking is dat de gemiddelde leeftijd van het missie controle team tijdens de Apollo missies slechts 26 jaar was. De levens van vele astronauten en de glorie van Amerika als ruimtevarende wereldleider lagen uiteindelijk in handen van twintigers die nog maar net de studiebanken hadden verlaten. Het boek weerspiegelt ook hoe sterk Gene en zijn collega’s werden opgeslokt door hun werk. Hij vertelt relatief weinig over zijn leven buiten Mission Control en zijn familie, wat waarschijnlijk vooral komt doordat Mission Control zijn leven was. Medewerkers aan de bemande missies leefden in een eigen wereld en gingen vrijwel alleen met collega’s om. Hun enige vertier was het splash down feestje na een geslaagde ruimtevlucht. De rest van de wereld drong niet helemaal door in hun leven. Gene beschrijft dan ook hoe verbaasd hij was over de slechte situatie in het Amerika van de late jaren ’60 en over de snel teruglopende steun van de bevolking voor het miljarden opslokkende Apollo project. Failure is Not an Option is één van een aantal recentelijk verschenen boeken waarin astronauten en andere NASA medewerkers in de herfst van hun leven hun memoires over de maanrace onthullen. Het beeld dat deze publicaties schetsen is anders, en veel interessanter, dan die welke in de jaren ‘60 naar buiten werd gebracht. Succes kwam niet vanzelf en gevaar en mislukkingen lagen altijd op de loer. De lezer realiseert zich eens te meer wat een geweldige prestatie de bemande landingen op de maan waren en hoeveel het uiteindelijke succes af hing van de acties van een beperkt aantal mensen op cruciale momenten. Failure Is Not an Option: Mission Control from Mercury to Apollo 13 and Beyond (Engels), Gene Kranz, Berkeley Books, New York, USA, 2000, ISBN 0-425-17987-7 .

9

Praktisch onderzoek in de Microgravity Science Glovebox Ing. M.C.A.M. van der List Bradford Engineering B.V.

Al sinds november 2000 wordt het ruimtestation ISS afwisselend door elkaar opeenvolgende bemanningen bewoond. Het was dan ook op zich niet zo bijzonder dat op 5 juni 2002 alweer de vijfde expeditie naar het station werd gelanceerd. Maar wat deze expeditie anders maakte dan de voorgaande, was de missie. Hadden eerdere bewoners voornamelijk gewerkt aan de assemblage van het steeds groter wordende ruimtecomplex, de nieuwe driekoppige bemanning had een andere opdracht gekregen. Een opdracht die meer in overeenstemming was met de uiteindelijke doelstelling en tot op heden het enige bestaansrecht van het ruimtestation: het verrichten van wetenschappelijk en technologisch onderzoek. Het is dan de uitwerking van de onderzoekresultaten die in tastbare toepassingen op aarde kan resulteren. Dit werd mede mogelijk gemaakt door enkele nieuwe experimenteerfaciliteiten die tijdens voorgaande expedities nog niet beschikbaar waren. Een van die faciliteiten is de grotendeels in Nederland gebouwde Microgravity Science Glovebox. De Microgravity Science Glovebox (MSG) stelt de astronauten in staat om een breed gamma van materiaal-, verbranding-, stromingsleer- en biotechnologie-experimenten uit te voeren in het microzwaartekrachtmilieu aan boord van het ruimtestation. Het MSG-project is opgestart door ESA en loopt reeds sinds 1994. Dit ESA programma is een onderdeel van het ESA ISS Early Delivery programma. Nederland doet voor circa 45 procent mee aan het MSG-project waarvoor het Brabantse bedrijf Bradford Engineering het hoofdaandeel in de hardware levert, namelijk het grote werkvolume en de videolade. Het door Bradford geleverde videosysteem is ontwikkeld en gebouwd uit fondsen beschikbaar gesteld door het NIVR. De MSG is uiteindelijk aan NASA geleverd ten behoeve van het ISS Destiny laboratorium onder een barter overeenkomst om het

10

gebruik van het ISS door Europa te financieren en te coördineren. De hoofdaannemer voor de ontwikkeling en de bouw van het MSG-rek was Astrium Bremen in Duitsland. Waar Bradford verantwoordelijk was voor de ontwikkeling en bouw van de feitelijke glovebox en de videolade, werd de luchtsluis gebouwd door het Belgische Verhaert Design & Development. De applicatiesoftware werd verzorgd door Origin, dat hiermee een tweede Nederlandse inbreng leverde.

Ontwerp en bouw van de MSG De MSG bestaat uit verschillende onderdelen die tezamen in een International Standard Payload Rack (ISPR) zijn geïntegreerd. Het MSG-rek kan onderverdeeld worden in vier hoofdsecties: werkvolume, luchtsluis, videolade en opslaglades. De MSG is ontworpen voor een levensduur van tenminste tien jaren. Om dit mogelijk te maken zijn levensduurgelimiteerde en storinggevoelige onderdelen, zoals filters, ventilatoren, verlichting, elektronica en sensoren uitgevoerd als On-orbit Replaceable Units (ORU’s). Dit houdt in dat men in staat is om deze specifieke onderdelen van de MSG uit te wisselen, nadat deze al in het ruimtelaboratorium geïnstalleerd is. Elke hoofdsectie van de MSG is opgebouwd uit een draagstructuur waaraan weer alle ORU’s bevestigd zijn. Door dit modulaire ontwerp is men in staat snel problemen te lokaliseren en onderdelen uit te wisselen.


Isometrisch aanzicht van het MSG-rek met daarin de verschillende hoofdsecties. [ESA afbeelding, vertaald door Bradford Engineering B.V.]

Het werkvolume De MSG bevat een lekvrij gesloten werkvolume waarin verlichting, temperatuurregeling, elektrische en data verbindingen, en stikstof, vacuüm en afzuigleidingen zijn ondergebracht ten behoeve van experimenten. Het werkvolume is toegankelijk door vier in de wanden geplaatste handschoenen, die het experiment in het werkvolume isoleren van de cabineomgeving. Samen met de luchtbehandelingunit (Air Handling Unit) vormt het werkvolume de zogenaamde core facility van het MSG-rek. Vanuit het gezichtspunt van de astronaut is boven op het werkvolume het Command and Monitoring Panel (CMP) geplaatst, welke de gebruikersinterfaces en statusindicaties voor alle functies van de core facility bevat. Naast het CMP kunnen commando’s ook gegeven worden via een externe laptop of via telemetrie vanaf de grond. Alle regel- en sensorelektronica is in een aparte doos, de


E-Box, geplaatst in de vrije ruimte achter de core facility in het MSG-rek. Deze E-Box is door middel van kabels verbonden met het CMP. Onder het werkvolume is een luchtsluis geplaatst, welke het mogelijk maakt om met behoud van onderdruk materialen in en uit het werkvolume te transporteren. In het werkvolume is verlichting (regelbaar tot 1500 lux) geplaatst voor laboratoriumdoeleinden, het maken van video-opnamen en inspectie van de binnenwanden op mogelijke verontreinigingen. Het werkvolume heeft een inhoud van 255 liter en heeft een groot, licht gebogen voorraam om zodoende een goed zicht op de experimenten te kunnen geven. Ook de linker- en rechterzijkant zijn grotendeels transparant uitgevoerd. Het materiaal van de vensters is lexaan, daar gewoon glas te breekbaar zou zijn om de trillingen van de lancering te doorstaan. De core facility kan in en uit het MSG-rek geschoven worden om de ergonomische

11

positie van de experimenterende ruimtevaarder te verbeteren.

Zij- en vooraanzicht van het MSG-rek met de belangrijkste maten. [ESA afbeelding]

12

Het principe van een laboratorium glovebox, welke ontworpen is voor gebruik in de ruimte, is gebaseerd op een dubbele isolatie ter beveiliging. De eerste maatregel is de lekvrij gesloten structuur van het werkvolume, waardoor geen transport van gassen en/of materialen kan optreden tussen het experiment en de cabine. Ten tweede is er een onderdruk ten opzichte van de omgeving van 1,3 tot 10 mbar. Hierdoor wordt verzekerd dat alle verontreinigde lucht die mogelijk door een experiment gegenereerd wordt door de filters in de luchtbehandelingunit passeert. Er zijn drie filterbanken met elk acht filters. Elke filterbank is met een eigen ventilator uitgerust en is in staat om concentraties schadelijke stoffen (bijvoorbeeld koolmonoxide dat vrijkomt bij verbrandingexperimenten) tot beneden de maximaal toelaatbare waarden te

reduceren. Een enkele werkende ventilator is voldoende om het werkvolume op onderdruk te houden. Elke ventilator dumpt de lucht in het zogenaamde referentiekanaal. Dit kanaal staat in open verbinding met de cabine. Door een retourrooster wordt lucht weer het werkvolume ingezogen door de aldaar heersende onderdruk. Het retourrooster laat alleen lucht in de richting vanuit het referentiekanaal in het werkvolume door. Verschillende sensoren registreren parameters zoals temperatuur, relatieve vochtigheid, gassamenstelling en onderdruk in het werkvolume. Een water-lucht warmtewisselaar is in serie met de filters geplaatst om tot 200 Watt koelingvermogen te leveren aan de passerende lucht (koeling d.m.v. circulatie), waarmee het werkvolume en het daarin opgestelde experiment effectief gekoeld wordt. In de bodem van het werkvolume is een plaatwarmtewisselaar, de zogenaamde cold


plate, ondergebracht, waardoor een extra 800 Watt aan koelvermogen beschikbaar komt (koeling gebaseerd op geleiding). In de bodem, zijkanten en bovenzijde van het werkvolume zijn diverse gaten gemaakt in een 6 bij 7 matrix waarin M6 bouten gestoken kunnen worden ter bevestiging van de experimenten. Via neopreen handschoenen, twee aan de voorzijde van het werkvolume en een aan de linker- en rechterzijde, kan de astronaut het experiment bewerken. Alle handschoenen zijn onzijdig wat inhoudt dat er geen onderscheid is naar linker- of rechterhandschoenen. De handschoenen zijn vastgezet in aluminium ringen, die op hun beurt weer in speciale uitsparingen aan de voorzijde en de zijkanten van het werkvolume geplaatst worden. Mocht er onverhoopt een scheur in een handschoen ontstaan, dan kan direct een deksel over de aluminium ring geplaatst worden om lekkage te voorkomen. De handschoenen hebben een standaardlengte van 700 millimeter (kan aangepast worden op verzoek) en dit stelt de astronaut in staat om alle locaties binnen het werkvolume te bereiken. Ook zijn er drie verschillende maten beschikbaar. Een alternatief voor de handschoenen zijn de ‘mouwen’. Hier is de handschoen zelf net boven de pols afgesneden. De elasticiteit van het rubber en de omtrek van de mouw, die net iets kleiner is dan de omtrek van de onderarm van de gemiddelde astronaut, zorgen voor een luchtdichte afsluiting rondom de onderarm net boven de pols. Dit stelt de astronaut in staat om zeer fijn werk te kunnen doen waar het gebruik van een handschoen belemmerend zou werken. Natuurlijk stelt dit wel andere eisen aan de stoffen en het soort experimenten dat verricht wordt, zoals giftigheid en temperatuur. Binnenin het werkvolume is tevens het zogenaamde Internal Control Panel (ICP) ondergebracht waarmee enkele praktische CMP functies bediend kunnen worden. Hierdoor hoeft de experimentator niet zijn handen uit de handschoenen te halen om even vlug handelingen, zoals het aanpassen van instellingen, op het CMP te verrichten. De ICP is verwijderbaar uit het werkvolume.


De experimenten zelf kunnen worden opgesteld door twee grote cirkelvormige openingen aan de linker- en de rechterzijde van het werkvolume. Deze openingen hebben een doorsnede van 400 millimeter. In deze openingen wordt een afsluitpaneel geplaatst welke grotendeels transparant is. In dit paneel kan een handschoen gemonteerd worden. Aan de onderzijde van het werkvolume bevindt zich de luchtsluis, die gebruikt wordt om gedurende een experiment materialen in en uit de glovebox te halen, zonder de onderdruk te verliezen. In het werkvolume zijn diverse elektrische verbindingen aanwezig om experimenten van energie te kunnen voorzien. De beschikbare voltages zijn 5 Volt, +/-12 Volt, 28 Volt en 120 Volt gelijkstroom. De voedingsbronnen zijn in- en uit te schakelen door middel van schakelaars op de ICP en CMP, de externe laptop of vanaf de grond. Tevens zijn er in het werkvolume een vacuüm-, ontluchting- en stikstofleidingen aanwezig ten behoeve van experimenten. Deze zijn beschikbaar door middel van hermetische quick-disconnect koppelingen in de achterwand van het werkvolume. De vacuümen ontluchtingleiding zijn te bedienen door een kogelklep, terwijl de stikstofleiding door een naaldventiel wordt bediend, zodat de stikstofstroom kan worden ingesteld. De stikstof wordt gebruikt om een inerte atmosfeer te creëren voor het experiment, terwijl de vacuümleiding eventuele schadelijke gassen kan afvoeren. De luchtsluis De luchtsluis wordt voornamelijk gebruikt om materialen in en uit het werkvolume te brengen terwijl de glovebox operationeel is. In het werkvolume is hiertoe een vierkante opening in de bodem aangebracht die voorzien is van een wegschuifbare deur. Over deze opening kan de luchtsluis geplaatst worden. De luchtsluis zelf is een blokvormige structuur welke in de opening onder het werkvolume in het MSG-rek geschoven wordt. Aan de bovenzijde is een opening met een deur welke over de corresponderende deur in het werkvolume valt. Materialen kunnen in de luchtsluis gebracht worden door een deur aan de voorzijde. In deze deur is ook

13

De vluchtwaardige MSG tijdens elektrische testen (Electromagnetic Compatibility Testen). [Bradford Engineering B.V.]

een handschoen geplaatst, welke gebruikt kan worden om materialen in de luchtsluis te manipuleren.

naar de grond te zenden en is de apparatuur compatible met de interfaces in de Amerikaanse en Japanse laboratoriummodules.

Als de deur tussen de luchtsluis en het werkvolume geopend is, is de luchtsluis automatisch opgenomen in de ventilatiekring van het werkvolume en staat dan ook op onderdruk. Een mechanisme verhindert dat zowel gelijktijdig de deur naar de cabine als naar het werkvolume geopend kan worden, als de luchtsluis in de glovebox zit.

De opslaglades Het vierde element in het MSG-rek zijn de drie opslaglades. Even groot als de videolades, zijn de opslaglades gebaseerd op een ontwerp van de Boeing ISS-lade en gestandaardiseerd voor het gehele Amerikaans/ Europees/Japanse segment van het ruimtestation. De lades worden gebruikt om diverse toebehoren, zoals handschoenen en reserveonderdelen in te bewaren.

De videolade Stelt het werkvolume onderzoekers in staat om op een veilige, verantwoorde manier experimenten aan boord van het ruimtestation te verrichten, de videolade draagt zorg voor een goede waarneming en registratie van die experimenten. Het een heeft dus geen bestaanrecht zonder de ander. De videolade is uitgerust met twee analoge en twee digitale recorders, die afzonderlijk of tegelijkertijd gebruikt kunnen worden. Op de videolade zijn tot vier digitale kleurencamera’s tegelijkertijd aan te sluiten. De camera’s kunnen in of buiten het werkvolume geplaatst worden op verplaatsbare steunarmen. Tevens kunnen geluid en een tijdmeting en/of tekst naast het videobeeld opgenomen worden. De videoregistratieapparatuur is van commerciële makelei. Door het gebruik van standaardprotocollen is het mogelijk om beelden real-time

14

Gebruik van de MSG De MSG kent vijf modes, die de verschillende gebruiksmomenten reflecteren. Deze modes hebben voornamelijk betrekking op het al dan niet ventileren en het hermetisch gesloten zijn van het werkvolume. Normale Modus: het werkvolume is gesloten en de ventilatoren houden de druk op het setpoint en ten allen tijden tenminste 1,3 mbar lager dan de omgeving. De lucht in het werkvolume wordt gecirculeerd over de filters en weer terug het werkvolume in geblazen. Mocht er een lek ontstaan en de druk in het werkvolume tot boven het set-point stijgen, dan wordt automatisch overgeschakeld naar Open Modus.


Handmatige Modus: in tegenstelling tot de Normale Modus, is het werkvolume wel of niet gesloten terwijl de ventilatoren wel draaien. Open Modus: mocht er in Normale Modus een lek ontstaan of een andere gebeurtenis voordoen waardoor het werkvolume niet meer lekvrij gesloten is, dan schakelt de MSG automatisch over naar de zogenaamde Open Modus. Hoewel het werkvolume niet meer lekvrij is, voorkomen de ventilatoren dat er stoffen buiten de glovebox terechtkomen zonder dat ze de filterbanken hebben gepasseerd. Mocht het nodig zijn dan kan de astronaut het experiment veilig afbreken en het probleem verhelpen. Gesloten Modus: in tegenstelling tot de Normale Modus werken de ventilatoren niet en is de enige barrière de lekvrije geslotenheid van het werkvolume. Dit kan noodzakelijk zijn voor experimenten die geen luchtstroom of koeling nodig hebben. Donning Modus: In deze modus is de onderdruk in het werkvolume 7 tot 15 mbar, waardoor de handschoenen als het ware worden opgeblazen door de cabinelucht die een hogere druk heeft. Hierdoor kan de astronaut makkelijker zijn handen en onderarmen in de handschoenen steken.

De reis naar het ISS De tocht van de MSG glovebox begon in oktober 2001 toen na de laatste testen, het rek van de systeemintegrator Astrium in Bremen naar het Kennedy Space Center in Florida werd verscheept. Na aankomst begonnen de voorbereidingen voor de lancering aan boord van de shuttle Endeavour tijdens missie STS111. De MSG zou tezamen met andere experimenten en voorraden in de Multi Purpose Logistic Module (MPLM) in het vrachtruim naar het ruimtestation reizen. De MPLM, hoewel niet verbonden met het bemanningsverblijf van de shuttle, staat onder normale atmosferische druk en wordt tijdelijk aan het ruimtestation gekoppeld zodat de inhoud uitgeladen kan worden. Er zijn drie MPLM’s die allemaal in Italië zijn gebouwd. Voor de missie STS-111 werd de Leonardo module gebruikt die al eerder tijdens STS-102 en STS-105 had gevlogen.


Op 20 februari 2002 vond de laatste acceptance review met Astrium plaats en werd de MSG officieel via ESA overgedragen aan NASA. Een week later werd de MSG in de MPLM module geplaatst. Op 6 mei werd de volgeladen MPLM module naar lanceerplatform 39A gebracht en in het vrachtruim van de al gereedstaande shuttle Endeavour geplaatst. Door het slechte weer en een gebrekkige drukregulator in het baanmanoeuvreersysteem van de Endeavour werd de lancering van 30 mei uiteindelijk tot 5 juni uitgesteld. Die dag was het dan eindelijk zover en om 23:22 uur Nederlandse tijd, vertrok de shuttle richting ruimte. Twee dagen later vond de koppeling met het ISS plaats. In totaal waren er tien astronauten tegelijk aan boord, namelijk de driekoppige Expeditie-4 bemanning, de vier shuttleastronauten en de drie bemanningsleden die samen de nieuwe hoofdbewoners zouden gaan vormen van het ruimtestation (Expeditie-5). Gedurende het bezoek van de shuttle werd de MPLM aan de nadir-poort (nadir = naar de aarde wijzend) van de Unity module gekoppeld en konden de ruimtevaarders meer dan 2,5 ton aan experimenten en voorraden uitladen en op diverse plaatsen in het ruimtestation opbergen. De MSG bleek de lancering zonder problemen te hebben doorstaan, en werd in het Destiny laboratorium geplaatst. Omdat er ook nog enkele ruimtewandelingen op het programma stonden, was er gedurende het bezoek van de shuttle geen tijd om met de nieuwe experimentfaciliteiten te werken. Op 15 juni ontkoppelde de shuttle van het ISS nadat een dag eerder de met afval gevulde MPLM weer in het vrachtruim was geplaatst. Vier dagen later landde de Endeavour op Edwards Air Force Base in Californië; het weer op Kennedy Space Center in Florida had weer eens tegengezeten. Intussen waren de Russen Valery Korzun en Sergey Treshchev, en de Amerikaanse Peggy Whitson aan hun vijf maanden durende verblijf in het ISS begonnen.

De eerste experimenten In de eerste twee weken van juli activeerde Whitson de MSG glovebox voor gebruik en werd het eerste experiment, Solidification Using a Baffle in Sealed Ampoules (SUBSA),

15

opgesteld. Vanaf eind augustus zou Whitson het Pore Formation and Mobility Investigation (PFMI) experiment uitvoeren. Wegens de thermische aspecten hadden beide experimenten een lange doorlooptijd. Een beschrijving van beide experimenten wordt hierna gegeven. Het SUBSA-experiment Het SUBSA-experiment was het eerste experiment in de MSG glovebox en een van de eerste materiaalexperimenten aan boord van het ruimtestation. Onderwerp van de proef was om pure semi-conductor kristallen te smelten waarna een stof werd toegevoegd om de opto-elektronische eigenschappen van de kristallen beter te kunnen controleren. Voor het toevoegingproces moeten de kristallen in een vloeibare fase verkeren. Maar door het significante verschil in dichtheid tussen de vloeibare kristallen en het toevoegingmateriaal laten beiden zich op aarde moeilijk mengen tot een homogeen mengsel. Net als water en olie zich moeilijk laten mengen omdat door het verschil in dichtheid de olie op het water zal blijven drijven. In het microzwaartekrachtklimaat aan boord van het ruimtestation zijn dergelijke experimenten veel beter uit te voeren. Betere semi-conductor kristallen resulteren in een afname van de omvang van hightech apparaten, zoals computer chips, elektronische circuits en een breed scala van elektronische sensoren voor bijvoorbeeld medische scanners en detectoren voor nucleaire straling. Het experiment behelsde het gebruik van een oven; de eerste in de ruimte met een transparant venster zodat de processen die zich in de oven afspelen visueel vastgelegd konden worden. Ook de ampullen met daarin de kristallen waren transparant. De oven werd opgesteld in het werkvolume van de MSG glovebox. Met een videocamera werden beelden van het experiment opgeslagen en direct naar de wetenschappers op aarde gestuurd. Voor het SUBSA-experiment werden indium antimonide semi-conductor kristallen gebruikt waaraan tellurium en zink werden toegevoegd. Bij het afkoelen ontstond vervolgens een enkele kristalstructuur waarin elementen van beide uitgangsstoffen een plaats hadden. De wetenschappers, onder

16

leiding van Dr. Aleksandar Ostrogorsky van het Rensselaer Polytechnisch Instituut in Troy, New York, hebben deze specifieke semi-conductor kristallen gebruikt omdat het smelttraject rond de 512 graden Celsius ligt en dat het zeer bruikbaar is om kristalvormen te maken die nuttig zijn voor verschillende toepassingen. Gedurende het stollen van het mengsel treedt een kristalstructuur op die één richting georiënteerd is. Elke ampul is 4,8 centimeter lang en heeft een inwendige diameter van 1,2 centimeter en is gemaakt van een hoge kwaliteit kwarts. Al tijdens shuttlemissie werden soortgelijke materiaalexperimenten uitgevoerd, maar uit de resultaten bleek dat er altijd een kleine stroming in het vloeibare mengsel bleef bestaan, waardoor de menging toch niet van zo’n hoge kwaliteit werd als men zou mogen verwachten. Het bleef onduidelijk of deze stroming werd veroorzaakt door microzwaartekrachtverstoringen of door het ontstaan van bellen en het loskomen van de smelt van de wanden van de ampul. Daar eerdere experimenten in niet-transparante containers en ampullen hadden plaatsgevonden, kon de precieze oorzaak niet worden vastgesteld. Doelstelling van het SUBSA experiment was om de oorzaak van de stromingen in het mengsel te identificeren en te bepalen hoe deze stromingen verminderd of zelfs vermeden kunnen worden. Om stromingen te verminderen waren verschillende ampullen uitgerust met een zogenaamde baffle, een diskachtige structuur met kleine kanalen die de bewegingen na het mengen moest uitdempen. Tweede maatregel die werd onderzocht is het gebruik van een cohesievloeistof die zich aan de binnenkant van de ampul hechtte. Deze vloeistof moest er zorg voor dragen dat het kristalmengsel niet losliet van de binnenwand en dat er zodoende bellen gevormd werden. Tijdens Expeditie-5 worden in totaal 12 ampullen met verschillende configuraties getest; elke ampulcyclus duurt 10 tot 15 uur. Het duurt ongeveer twee uur om de oven met de ampul op te warmen tot 790 graden Celsius. De kristal- en toevoegmaterialen zullen dan langzaam smelten en als de temperatuur weer daalt, geleidelijk weer stollen. De astro-


De videolade van de MSG zoals deze los uit het MSGrek genomen kan worden. Duidelijk zijn de vier videorecorders te zien. [Bradford Engineering B.V.]

naut controleert intussen periodiek het proces en wisselt op gezette tijden de videobanden in de videolade. Omdat het kristalmengsel zich langs een geometrische as oriënteert, treedt tijdens het stollen een geringe expansie van het materiaal op terwijl langs de twee daarop loodrecht gerichte assen een kleine krimp optreedt. Het experiment was zo ontworpen dat de uitzetting zich altijd langs de lengteas van de ampul zou richten en niet over de kleinere dwarsdoorsnede.

materiaal. Hierdoor bewees de glovebox in de praktijk haar bestaansrecht; er was namelijk geen materiaal buiten het werkvolume in de cabineomgeving terechtgekomen dat eventueel diverse instrumenten had kunnen beschadigen. Nadat in overleg met de vluchtleiding een procedure was opgesteld kon de binnenkant van het werkvolume worden gereinigd en werd het SUBSA-experiment voortgezet. De resultaten van het SUBSA experiment zullen pas bekend worden gemaakt geruime tijd nadat de ampullen naar de aarde zijn teruggebracht (in het kader van missie STS-113).

Om onduidelijke redenen stolde een van de ampullen in een andere oriëntatie waardoor in de richting van de kleinste doorsnede van de ampul een uitzetting plaatsvond die de ampul uiteindelijk brak. De nog halfvloeibare inhoud van de ampul kwam in het werkvolume terecht, waardoor de binnenwanden verontreinigd werden met het onderzoeks-

Het PFMI-experiment Het PFMI-experiment behelst het onderzoek aan een fenomeen dat ook een rol speelde in het SUBSA experiment, namelijk de vorming van bellen in vloeistoffen. Maar waar SUBSA zich tevens concentreerde op semi-conductor kristallen, welke zelf niet transparant zijn, richt PFMI zich op transparante stoffen om


17

Verleden en toekomst van gloveboxen In de eerste twee decennia van de ruimtevaart was er weinig behoefte aan gloveboxen in bemande ruimtevaartuigen. In de jaren zestig was de maanrace was nog in volle gang en toen in de zeventiger jaren de eerste ruimtestations werden gelanceerd, was er geen voldoende plaats of tijd om het gebruik van gloveboxen te rechtvaardigen. Pas tijdens de ontwikkeling van het Europese Spacelab dat in de jaren tachtig in de Amerikaanse spaceshuttle zou gaan vliegen, werd er gedacht aan het gebruik van een glovebox ten behoeve van experimenten. Halverwege de jaren tachtig ontwikkelde het technisch centrum van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA, ESTEC in Noordwijk, een glovebox welke met succes gebruikt werd voor enkele experimenten tijdens de vlucht van Wubbo Ockels in 1985. Na de Challenger ramp zou het tot begin jaren negentig duren eer Spacelab weer gebruikt werd. Begin jaren negentig legde ESTEC contact met het Nederlandse bedrijf Bradford Engineering B.V. met het verzoek om een microscoop te ontwikkelen en te bouwen die gebruikt kon worden op de bestaande glovebox. Later volgde andere vervolgopdrachten, zoals de Middeck Glovebox die in het middendeck van de shuttlecabine of in Spacelab gebruikt kon worden. De Middeck Glovebox vloog verschillende malen aan boord van de shuttle, en werd zelfs gedurende twee jaren aan boord van het Russische ruimtestation Mir gebruikt. In 1994 verwierf Bradford de opdracht voor de bouw van de veel grotere Microgravity Science Glovebox die in de Amerikaanse laboratoriummodule van het te bouwen International Space Station geplaatst zou worden. De MSG werd in juni 2002 gelanceerd en zal voornamelijk voor materiaalkundige en technologische experimenten gebruikt worden. Parallel aan de MSG bouwt Bradford de Life Sciences Glovebox (LSG) die uiteindelijk in de centrifuge module van het ISS geplaatst zal worden. De LSG is voornamelijk bedoeld voor biologische en fysiologische experimenten en wordt samen met de door Japan gebouwde centrifuge-eenheid gebruikt. In de centrifuge met een doorsnede van 2,5 meter kan de zwaartekracht gevarieerd worden tussen 0,1 en 2,0 maal de normale aardse zwaartekracht. Om de biologische specimen goed te kunnen bewerken is de LSG uitgerust met een werkvolume dat met 500 liter bijna twee keer zo groot is als dat van de MSG. Hierdoor kunnen twee astronauten tegelijkertijd in het werkvolume handelingen verrichten. Op de LSG kunnen uitwisselbare luchtsluizen aangesloten worden die ook in de centrifuge geplaatst kunnen worden. Hierdoor zijn de specimen snel en veilig tussen de glovebox en de centrifuge te transporteren. Voor het Europese Columbus laboratorium is de Biological Glovebox ontwikkeld. Deze op de Middeck Glovebox gebaseerde faciliteit is uitgerust met een op ozon werkende sterilisatie eenheid, waarmee de inhoud van de glovebox tot een hoge mate van steriliteit gereinigd kan worden. Dit maakt experimenten mogelijk welke geen enkele bacterievorming kunnen toestaan, zoals de ontwikkeling en bereiding van nieuwe medicijnen die een hoge biologische puurheid vereisen. Als een spin-off op de Biological Glovebox is Bradford momenteel bezig met de ontwikkeling van een draagbare sterilisatie-unit welke op aarde door hulpdiensten gebruikt kan worden. Potentiële gebruikers van deze techniek zijn instanties zoals Artsen zonder Grenzen, het Rode Kruis, ambulancediensten, militaire hulpdiensten, enzovoorts. Voor de toekomst zijn mede door de modulaire opzet van het ISS, nieuwe ontwikkelingen mogelijk. Daaronder valt onder andere de Triple Containment Glovebox, waar het gesloten werkvolume in een tweede lekvrij omhulsel wordt geplaatst waar een onderdruk heerst die lager is dan in de cabine of in het werkvolume. Zo wordt voorkomen dat materialen of gassen de glovebox uit komen, of kunnen binnentreden zonder filtratie tot beneden de maximaal toegestane waarden. De huidige gloveboxen verhinderen in principe alleen dat stoffen uit het werkvolume naar buiten treden. Zowel vanuit het ruimtevaartsegment als uit de civiele wereld is grote interesse getoond in de Triple Containment Glovebox technologie.

18


Het engineering model van de Life Science Glovebox. Let op de oriëntatie van het werkvolume dat een kwart- slag gedraaid is ten opzichte van de MSG. [Bradford Engineering B.V.]

Het vluchtexemplaar van de Biological Glovebox gemonteerd in een transportframe. [Bradford Engineering B.V.]


19

zodoende de processen erin beter in beeld te kunnen brengen. Doelstelling is om de oorzaak en de distributie van belvorming in het materiaal te onderzoeken en uiteindelijk beter te kunnen voorspellen. Als een materiaal met bellen erin stolt, zorgen de ontstane holtes voor een poreuze, sponsachtige structuur, welke de sterkte en de bruikbaarheid van het materiaal negatief beïnvloedt. Gedurende het PFMI-experiment zullen monsters van transparante proefmaterialen, zoals succinonitrile en succinonotrileoplossing in water, verwarmd worden tot het volledig gesmolten is. Daartoe wordt de oven tot 130 graden Celsius verwarmd. Elk monster zit in een transparante buis van 1 centimeter doorsnede met een lengte van 20 centimeter. Wetenschappers zullen proberen om tijdens het verwarmen van sommige monsters technieken toe te passen die de vorming en bewegingen van de bellen moet beïnvloeden, met als doel de poreusheid over de lengte van het monster te verminderen. De monsters zullen met de shuttle naar de aarde worden teruggebracht aan het einde van STS-114, momenteel gepland voor maart 2003.

Conclusie Hoewel de bouw van ISS nog volop aan de gang is, is er al wel een begin gemaakt met het wetenschappelijk onderzoek aan boord van het ruimtestation. Daarmee wordt de

belangrijkste bestaansreden voor het station vervuld. De Microgravity Science Glovebox is een van eerste en tevens een van de grootste en belangrijkste instrumenten die dit onderzoek mogelijk maken. Draaiden de meeste experimenten tot nu toe autonoom en vereisten ze slechts af en toe periodieke controles en onderhoud, de MSG stelt onderzoekers in staat om op een veilige manier arbeidsintensieve experimenten voor te stellen en uit te voeren. In tegenstelling tot de gloveboxen die tijdens de shuttlemissies in de jaren tachtig en negentig zijn gebruikt, zijn nu experimenten mogelijk die een langere doorlooptijd vereisen. Zo zou bijvoorbeeld de SUBSA- en PMFI-experimenten nooit binnen een twee weken durende shuttlevlucht kunnen worden uitgevoerd, daar het geleidelijk opwarmen en afkoelen van een enkel proefmonster alleen al tot 15 uur in beslag kan nemen. Dergelijke shuttle vluchten hebben van nature weinig tot geen tijd voor het oplossen van onverwachte problemen zoals we die gezien hebben bij het breken van een ampul gedurende het SUBSA-experiment. De Microgravity Science Glovebox en haar opvolgers zullen een onmisbaar gereedschap zijn voor wetenschappelijk onderzoek in het microzwaartekrachtklimaat aan boord van ongeacht welk ruimtestation of ruimtevaartuig dan ook.

De Franse astronaut Perrin zweeft langs de MSG die net geïnstalleerd is in de Destiny Module (juni 2002, shuttlevlucht STS-111). [NASA Human Spaceflight]

20


WEBWIJZER Raketten en lanceersystemen Ir. D. de Hoop en ir. H.M. Sanders

In de afgelopen 50 jaren zijn tientallen typen raketten ontwikkeld, vervaardigd en benut. De belangrijkste raketten en lanceersystemen, alsmede experimentele voertuigen en toekomstige herbruikbare lanceersystemen zullen worden genoemd. Er zijn veel organisaties, instellingen en dergelijke die een goed overzicht geven over raketten en lanceersystemen. Dit betreft niet alleen ESA, Arianespace, CNES, NASA, Boeing, International Launch Services (ILS) van Lockheed Martin, NASDA en RKA, maar ook het Orbireport, het JPL Leonardooverzicht, Jonathan-Harvard en Hobbyspace. Vele organisaties verzorgen ook aardige nieuwsbrieven, terwijl recent nieuws over lanceringen kan worden gevonden op onder meer NASA KSC Launch News, Spaceflight Now, Spacecom, Spaceref en Space Daily. Ook bestaan er vele educatieve websites, zoals NASA JPL Vesuvius, NASA educatie, Businesscom en Rehon. Overigens kan dit overzicht niet volledig zijn, daarvoor zijn er te veel systemen. Er zal nauwelijks worden ingegaan op de tientallen militaire en kleinere sondeerraketten van onder meer Brazilië, India, Engeland en Rusland. Europa ESA heeft de raketten van de serie Ariane1 t/m -5 ontwikkeld. Vrijwel alle Europese landen (waaronder Nederland) nemen deel aan deze ontwikkeling. De Franse ruimtevaartorganisatie CNES speelt hierbij een belangrijke rol. De Europese organisatie Arianespace verzorgt de lancering. Bedrijven als EADS, Astrium, MAN, Dutch Space, CASA, SABCA en tientallen andere maken onderdelen. Ariane raketten worden vanuit Kourou in Frans Guyana gelanceerd. Het Ariane programma is succesvol geweest en Europa heeft hiermee de helft van de vrije markt veroverd. Er hebben al meer dan 140 lanceringen plaatsgevonden waarvan maar


enkele lanceringen zijn mislukt. Binnenkort wordt de laatste Ariane-4 raket gelanceerd, waarna Europa zich meer concentreert op Ariane-5. Momenteel wordt de nieuwe Europese raket VEGA ontwikkeld die vanaf 2006 operationeel moet zijn. De lancering van een Ariane-5 op 28 november 2002 bevatte vele nieuwe elementen. Ook de Russische raket Eurockot wordt door ESA/Arianespace gestimuleerd. Momenteel worden in Europa studies uitgevoerd naar toekomstige lanceersystemen, zoals Reusable Launch Vehicles (RLV). Europa nam eveneens deel aan het NASA programma voor de ontwikkeling van het prototype reddingvoertuig X-38 om de bemanning van ISS bij een calamiteit veilig naar aarde te kunnen brengen.

De links van deze webwijzer zijn te vinden op de homepage van de NVR: www.ruimtevaart-nvr.nl bij de rubriek webwijzer.

De Verenigde Staten Bekende raketten zoals de Saturnus zijn uitvoerig beschreven op NASA websites. In de VS zijn er twee grote fabrikanten die na overnames een aantal elders ontwikkelde raketten binnen hun bedrijf kregen. Zo heeft Boeing nooit zelf eigen raketten ontwikkeld, maar door het overnemen van McDonnellDouglas heeft men de Delta-2, -3, -4 en -5 serie in bezit gekregen. De nieuwe Delta-5 is ontwikkeld in het kader van het EELV (Evolved Expendable Launch Vehicle) programma. Deze nieuwe generatie goedkopere raketten zal behalve voor de commerciële en institutionele markt zeker ook door het Amerikaanse leger worden benut. De nieuwe generatie raketten is modulair opgebouwd, zodat ze voor verschillende missies kunnen worden gebruikt. Ook is Boeing behoorlijk betrokken bij SeaLaunch, een internationale organisatie die de Russische Zenit raket

21

vanaf een aangepast boorplatform lanceert. Lockheed Martin ofwel International Launch Services (ILS) brengt de Atlas en Titan raketten op de markt. De Titan raket, die binnenkort wordt uitgefaseerd, is een eigen ontwikkeling van Lockheed Martin, maar de Atlas heeft men overgenomen van General Dynamics. Inmiddels is de nieuwste versie, de Atlas-5 (met een Russische motor), met succes gelanceerd. Het kleinere bedrijf Orbital Sciences Corporation (OSC) is de laatste tien jaren ook actief op de lanceermarkt. Dit bedrijf is begonnen met de succesvolle ontwikkeling van de uit de lucht gelanceerde Pegasus raket, speciaal bedoeld voor kleinere satellieten. Voor de iets grotere ladingen heeft Orbital een versie gemaakt die vanaf de grond kan worden gelanceerd, de Taurus. De Taurus is in feite een Pegasus met een Castor 120 eerste trap eronder. De space shuttle wordt ook gebruikt voor het lanceren van satellieten, alhoewel het hoofddoel van de shuttle missies zijn waarbij astronauten een hoofdrol vervullen zoals het repareren van de Hubble Telescoop, het uitvoeren van Spacelab missies en de opbouw van het internationale ruimtestation ISS. NASA en de Amerikaanse industrie hebben de afgelopen 30 jaren tientallen nieuwe lanceersystemen, ruimtevliegtuigen, experimentele voertuigen en opvolgers van de shuttle bestudeerd. Geen van deze voertuigen is echter tot nu toe verder gekomen dan de tekentafel. De X-30 National Aerospace Plane ging ten onder omdat men de luchtgebruikende motoren technologisch niet voor elkaar kreeg. Het X-33 project werd gestopt omdat de composieten brandstoftanks niet naar behoren functioneerden en daardoor het geld opraakte. Hiermee sneuvelde ook de opvolger voor de X-33, de Venture Star. De X-34, een kleinere space shuttle, werd ook gestopt. De Delta Clipper, een voorstel van McDonnel Douglas leek veelbelovend, zeker De Atlas 5 in de 401 versie werd voor het eerst gelanceerd op 21 augustus 2002 waarbij met succes de telecommunicatiesatelliet Hot Bird 6 in een geostationaire omloopbaan werd gebracht. [Lockheed Martin/ILS]

22

nadat er met een proefmodel, de DC-X, verscheidene succesvolle vluchten werden uitgevoerd. Het toestel werd voorgesteld voor de X-33 competitie die echter door Lockheed-Martin werd gewonnen. Hierop kwam het werk aan de Delta Clipper stil te liggen. NASA bestudeert momenteel herbruikbare lanceersystemen, waarbij men zich wil toeleggen op tweetrapsystemen omdat de hierboven genoemde eentrapsystemen technologisch nog te ver weg liggen. Recent heeft NASA besloten deze ontwikkeling op de lange baan te schuiven en zich eerst te concentreren op de verbetering van ELV’s en de ontwikkeling van nieuwe bemande herbruikbare ruimtesystemen. Rusland Nagenoeg alle belangrijke Russische raketten zoals Soyuz, Proton, Cosmos, Zenit, Eurockot en Molniya zijn vermeld op de bekende Russische Spaceweb site. Daarnaast zijn er nog enkele andere overzichten van Russische lanceersystemen op het web te vinden. Technische informatie kan men vinden men op de site van Mark Wade. Japan Japan houdt zich eveneens bezig met het ontwikkelen van lanceersystemen. Dit gebeurt door twee ruimtevaartorganisaties: ISAS en NASDA. Hierbij houdt ISAS zich bezig met het ontwikkelen van relatief kleine raketten op vaste stuwstof die gebruikt worden voor het lanceren van wetenschappelijke satellieten. NASDA legt zich toe op het ontwikkelen van grote raketten die applicatiesatellieten kunnen lanceren. Op de ISAS en NASDA sites is veel informatie over deze raketten te vinden; met name op de ISAS site veel gedetailleerde technische informatie. China Ook China is al vele jaren actief op de lanceermarkt. De Lange Mars serie wordt aangeboden voor commerciële vluchten. De verschillende Lange Mars raketten kunnen satellieten in veel verschillende banen brengen. Enkele overzichtsites besteden aandacht aan Chinese raketten, maar er zijn weinig Chinese sites over dit onderwerp. Een uitzondering is de site van CALT, de organisatie die de Chinese raketten ontwikkelt.


Jaaroverzicht Ruimtevaart 2002 Henk H.F. Smid Artikelen Februari Ruimtevaartbeleid en de ESA ministersconferentie Ir. D. de Hoop

3

Raketverdediging (deel 2) Henk H.F. Smid

8

UNSGAC Medezeggenschap voor jongeren Drs. Arjan W. Volp

14

April Mars, een tweede aarde? Ir. M.O. van Pelt

3

Raketverdediging (deel 3) Henk H.F. Smid

7

ISU

Ing. L. Aris, Ir. A, Vrieling en Ir. F. Wokke

15

Juni De waarde van ruimtevaart Prof. H. van der Laan

3

Voortgang Ruimtestation ISS in 2002 Ir. D. de Hoop

8

Eten in de ruimte: fast food, maar dan anders Ir. M.O. van Pelt

13

Nieuwe mogelijkheden met Nanotubes Ir. A. Atzei

21

Augustus Ontwikkelingen in de West-Europese ruimtevaartindustrie Ir. J.H. de Koomen Ruimtepost met een tether; de tweede Young Engineers’ Satellite E. van der Heide en M. Kruijff

3

12

Oktober Toekomstige astrofysische ruimteonderzoekprojecten voor Nederland Drs. G. Cornet

3

SOHO onthult de geheimen van de zon Dr. Pål Brekke en Dr. Bernhard Fleck

8


23

De maan J. Volp

15

Kometen, onheilbrengers of bouwstenen van ons zonnestelsel Ir. J.F.M. van Casteren

20

Op vleugels van de storm Dr. P. Jenniskens

25

Astrometrie vanuit de ruimte met Hipparcos Dr. Hans Schrijver

29

Mars Express – Europa bezoekt Mars Nick Hoekzema

36

Cassini/Huygens op weg naar Saturnus Jean-Piere Lebreton

44

Een nieuwe geavanceerde camera voor Hubble Dr. J.J. Blom

49

December Welkom in het Maanhotel Hans-Jurgen Rombaut

3

Praktisch onderzoek in de Microgravity Science Glovebox Ing. M.C.A.M. van der List

10

Boekbesprekingen April Korolev Ir. J. van Es

21

Juni The Logic of microspace Henk H.F. Smid

12

Augustus Mission Geometry; Orbit and Constellation Design and Management Ir. A. Kamp

11

December Failure is not an option: Mission Control from Mercury to Apollo 13 and Beyond Ir. M.O. van Pelt

9

Webwijzer

24

Februari Ruimtevaart in onze samenleving Ir. D. de Hoop

14

April Ruimteonderzoek en kennisontwikkeling Drs. G. Cornet en Ir. D. de Hoop

14


Juni Aardobservatie, geowetenschappen en meteorologie Dr. Ir. C.J.M. Heemskerk en Ir. D. de Hoop

19

Augustus Bemande ruimtevaart en microgewicht onderzoek Ir. D. de Hoop

17

December Raketten en Lanceersystemen Ir. D. de Hoop en ir. H.M. Sanders

21

Ruimtevaartjournaal

Ir. A.C. Atzei, Dr. J.J. Blom en Ir. M.O. van Pelt

Februari Odyssey in baan om Mars – Goldin houdt het voor gezien – Shuttleworth voelt zich geen toerist – ESA astronaut bezoekt het ISS – ISS partners bezorgd over NASA’s besparingsplannen – Nieuwe bemanning komt aan in het ISS – X-33 wordt gesloopt – Nederlandse zonneauto wint race met behulp van ruimtetechnologie – Pluto-Kuiperbelt missie toch geselecteerd – Russische lanceervoertuigen vanaf Kourou – Succesvolle lancering van de H-IIA – PROBA gelanceerd met Indiase PSLV-C3 April Uitbreiding ESTEC geopend – Water de oorzaak van mislukte Ariane-5 lancering – NASA op zoek naar aardachtige planeten bij andere sterren – Mars update – 2002: Een uitdagend jaar voor de Europese ruimtevaart – Europa onthult toekomstplannen voor ruimte-exploratie – Rusland lanceert vanaf Christmas Island – Tweede lancering H-IIA – Galileo op weg naar Jupiter’s atmosfeer na dichte passage met Io. Juni ISS wordt ruimtehotel – China lanceert onbemande Shenzhou 3 – Envisat gelanceerd – ISS robotarm heeft gewrichtsproblemen – Galileo krijgt groen licht – Tom en Jerry onderzoeken zwaartekracht – Internationaal onderzoek naar bemande Marsmissies Augustus André Kuipers nog niet de ruimte in − ESA astronaut en tweede ruimtetoerist veilig terug op aarde − Europese lanceerindustrie bereidt zich voor op reorganisatie − Nederlandse satelliet de ruimte in − China wil Chinezen op de maan − Atlantis brengt balk en ruimtetrein naar het ISS − Artemis langzaam maar zeker op weg naar de goede baan − Europa op zoek naar “aardeachtige” planeten − Mars Odyssey vindt waterijs op Mars. December André Kuipers eind 2003 naar ISS – Phoenix, het Europese herbruikbare lanceervoertuig – Tot 2007 niet meer dan drie bemanningsleden in het ISS – Rusland heeft geen geld meer voor het ISS – Popster Lance Bass vliegt (nog) niet haar het ISS – Ferrari verf vliegt naar Mars – Beagle-2 in de problemen – Opblaasbare terugkeercapsule zoek – Contour komeetsonde valt uit elkaar – Buzz Aldrin niet vervolgd voor mep aan journalist – Seti@home wordt verbeterd – Na Mars ook Venus Express? – Soyuz-U ontploft kort na start – Integral gelanceerd.

Lanceeroverzicht

Henk H.F. Smid

Februari: April: Juni: Augustus: December:

Lanceringen van 8 september 2001 t/m 21 decmeber 2001 Lanceringen van 16 januari t/m 30 maart 2002 Lanceringen van 1 april 2002 t/m 28 mei 2002 Lanceringen van 28 mei 2002 t/m 25 juli 2002 Lanceringen van 21 augustus 2002 t/m/ 7 oktober 2002


25

R U I M T E VA A R T J O U R N A A L Ir. A.C. Atzei, Dr. J.J. Blom en Ir. M.O. van Pelt

André Kuipers eind 2003 naar ISS De Nederlandse arts-astronaut André Kuipers zal in november 2003 een tiendaagse vlucht naar het ISS maken. Tezamen met twee collega kosmonauten zal hij met een Soyuz draagraket vanaf Baikonur in Kazakstan worden gelanceerd en aan boord van het ruimtestation circa vijftien, grotendeels Nederlandse experimenten uitvoeren. De ruimtevlucht is primair bedoeld om het Soyuz ruimteschip, dat dient als reddingboot voor de vaste bemanning, te vervangen. Kuipers zal samen met zijn collega’s de nieuwe Soyuz naar het ISS brengen en na ruim een week met de oude Soyuz terugkeren naar de aarde. ESA maakt gebruik van deze vluchten, die elk half jaar nodig zijn, om extra wetenschappelijk onderzoek uit te voeren. André Kuipers (44) is sinds eind 1998 astronaut van de European Space Agency, ESA. Hij is arts en al ruim tien jaren betrokken bij wetenschappelijk ruimteonderzoek. De Amsterdammer traint sinds een aantal maanden intensief in Rusland als voorbereiding op de vlucht. Kuipers’ ruimtevlucht wordt georganiseerd door ESA, maar de ministeries van Economische Zaken en Onderwijs, Cultuur en Wetenschappen dragen gezamenlijk 12,5 miljoen Euro bij aan de kosten ervan. De experimenten worden in samenwerking met ESA, het Nationaal Instituut voor Ruimteonderzoek SRON, het Nederlands Instituut voor Vliegtuigontwikkeling en Ruimtevaart (NIVR) en de Ministeries van EZ en OC&W voorbereid. De vlucht geeft de Nederlandse wetenschap en industrie een unieke kans om een groot aantal experimenten uit te voeren in het ISS. Daarnaast hoopt men hiermee de interesse voor ruimtevaart en technologie en wetenschap in het algemeen bij de jeugd te vergroten. Onlangs voerde de Belgische ESA-astronaut Frank De Winne al een Soyuz missie uit. In

26

2003 zullen nog twee andere ESA-astronauten het ruimtestation bezoeken: de Spanjaard Pedro Duque in mei met een Soyuz en de Zweed Christer Fuglesang in de zomer met een space shuttle.

Phoenix, het Europese herbruikbare lanceervoertuig Astrium is begonnen met de voorbereidingen voor de eerste testcampagnes voor een prototype van een herbruikbaar lanceervoertuig, met de naam Phoenix. Dit project is bedoeld als testbed voor de technologieën die nodig zijn voor herbruikbare lanceervoertuigen. De drijfkracht achter de ontwikkeling van herbruikbare lanceervoertuigen is het ontwikkelen van een goedkoper ruimtetransportmiddel alsmede het ontwikkelen van de opvolger van de huidige lanceersystemen, om de huidige positie in de lanceermarkt te behouden. De huidige testcampagne die in de Zweedse Vidsel test range zal worden gehouden, is vooral bedoeld om het automatische landingsysteem van de Phoenix te testen. Het prototype is 6,9 meter lang, heeft een spanwijdte van 3,8 meter en heeft een massa van 1200 kg. Tijdens deze test zal de Phoenix door een helikopter worden gedropt vanaf een hoogte van 2500 meter. Tijdens de val zal het voertuig met behulp van GPS en andere navigatiesystemen een automatische landing moeten verrichten op een landingsbaan, zonder behulp van enig voortstuwingsysteem. De tests zullen tegen het einde van 2003 voltooid moeten zijn. De technologieën die met behulp van het Phoenix project worden ontwikkeld, zullen uiteindelijk worden gebruikt voor de Europese HOPPER, een herbruikbaar lanceersysteem dat vanaf een kilometerlange rails in Kourou horizontaal gelanceerd moet worden.


Impressie van het Duitse Phoenix vliegtuig, een testmodel voor de ontwikkeling van een toekomstig herbruikbaar Europees lanceervoertuig. [Astrium]

De onbemande HOPPER is ontworpen om een betalende lading van 7,5 ton te lanceren met behulp van een bovenste trap, vanaf een hoogte van 130 kilometer. Hierna moet de HOPPER automatisch naar aarde terugkeren. Volgens Astrium zal het voertuig klaar moeten zijn in 2015, mits ESA het project goedkeurt.

Tot 2007 niet meer dan drie bemanningsleden in het ISS Wegens de grote financiële problemen binnen het project, heeft NASA bekend gemaakt dat het International Space Station ISS, zeker tot eind 2007 slechts plaats zal kunnen bieden aan drie permanente bemanningsleden. Dit is een belangrijke vermindering in vergelijking met de oorspronkelijke plannen volgens welke het station binnenkort zeven mensen had moeten kunnen herbergen. Drie bemanningsleden is het maximale aantal dat in geval van nood met een enkele Russische Soyuz capsule naar de aarde teruggebracht kan worden. Voor een zevenkoppige bemanning is een groter reddingvoertuig nodig zoals de Crew Transfer Vehicle, CTV, waarvoor momenteel geen geld is. Ook de extra module (Habitation Module), nodig


om meer astronauten in het ISS te kunnen laten leven, komt er voorlopig niet. NASA benadrukt wel dat ze nog steeds van plan is het ISS uiteindelijk geheel af te bouwen zoals oorspronkelijk gepland was. De eenzijdig beslissing van NASA breekt met de afspraken die de internationale partners in het ISS project, i.e. ESA en de Canadese, Japanse en Russische ruimtevaartorganisaties, met NASA hebben. ESA is zeer verbolgen over het uitstel van de uitbreiding aangezien 21⁄2 bemanningsleden nodig zijn om het station simpelweg te laten werken, is er met drie personen aan boord slechts een halve astronaut beschikbaar om wetenschappelijke experimenten uit te voeren. Een overzicht in de ESA publicatie ‘On Station’ laat zien dat de beschikbare tijd om eerste serie ESA experimenten uit te voeren nu dramatisch daalt van de oorspronkelijke 720 uren per jaar met een bemanning van zeven astronauten tot slechts 80 uren per jaar met drie mensen aan boord. Blijft de situatie zo, dan zal het bijna 24 jaren gaan duren om deze experimenten uit te voeren, tegen de oorspronkelijk geplande 2,6 jaren. Bovendien was ESA van plan nog veel meer experimenten te selecteren. NASA is niet de enige partner in het ISS project met financiële problemen. Japan

27

heeft bekend gemaakt dat door geldgebrek de Japanse Experiment Module pas halverwege 2006 kan worden gelanceerd, in plaats van begin 2005. Dit betekent wel dat de ESA Columbus laboratoriummodule een paar maanden eerder dan gepland kan worden gekoppeld, waarschijnlijk begin 2005. Twee andere grote onderdelen, de Special Purpose Dexterous Manipulator uitbreiding van de Canadese robotarm en de Alpha Magnetic Spectrometer, een groot instrument voor de detectie van antimaterie deeltjes in de kosmische straling, zullen ook eerder kunnen worden gelanceerd. Japan is van plan als verdere compensatie haar Centrifuge Accommodations Module, eerder vertraagd naar april 2008, in april 2007 omhoog te sturen. Deze grote centrifuge zal het mogelijk maken onderzoek te doen in gedeeltelijke zwaartekrachtomstandigheden, dus tussen 0 en 1 g. Brazilië heeft besloten om drie geplande experimenthouders, de Experiment Pallets, niet langer te leveren. Deze rekken waren bedoeld om diverse experimenten met de space shuttle naar het ISS te kunnen brengen. Om dit probleem te ondervangen zal NASA aan het Pentagon geld vragen voor meer militaire experimenten of van de overheid meer budget vragen om de rekken later in het ISS schema beschikbaar te hebben.

Popster Lance Bass vliegt (nog) niet haar het ISS

Rusland heeft geen geld meer voor het ISS

Hoewel de verf van Ferrari waarschijnlijk Mars zal bereiken, is dit niet zo zeker voor de Britse Beagle-2 lander. De ontwikkeling van de kleine Marslander, die gekoppeld aan ESA’s Mars Express volgend jaar naar de rode planeet moet vliegen om daar op het oppervlak naar sporen van leven te zoeken, verloopt problematisch. Het zeer lage budget van slechts 62 miljoen Euro blijkt niet genoeg te zijn voor dit technisch gecompliceerde project met haar diverse geavanceerde instrumenten. Hoewel de Beagle-2 oorspronkelijk geheel door de deelnemende Britse universiteiten en de Britse overheid gefinancierd had moeten worden, heeft ESA al enkele miljoenen moeten bijspringen. Verdere sponsoring van het project zal nu van de Britse overheid moeten komen. Als Beagle-2 niet op tijd klaar is om met de Mars Express sonde naar Mars te vliegen, is het mogelijk om het later met een andere missie mee te

Nog meer deprimerend nieuws betreffende het ISS. Rusland heeft bekend gemaakt dat de situatie in haar ruimtevaartindustrie zo slecht is dat verdere medewerking aan het ISS onmogelijk dreigt te worden. Men is van plan met NASA te overleggen om het hele ISS project een tijdje in de ijskast te zetten. Er zijn Soyuz capsules nodig om de ISS bemanning in geval van nood een ontsnappingsmogelijkheid te bieden. Rusland heeft geen geld om deze nog veel langer te bouwen en te lanceren, terwijl de vervanging van de Soyuz voor dit werk, de NASA/ESA Crew Transfer Vehicle, vanwege geldproblemen bij NASA voorlopig ook niet beschikbaar zal zijn. Een oplossing kan zijn dat NASA en de andere partners in het ISS project Soyuz voertuigen kopen van de Russen.

28

Aspirant ruimtetoerist Lance Bass, zanger van de bekende band ’N Sync, heeft niet genoeg sponsorgeld bij elkaar weten te brengen om zijn Soyuz vlucht naar het ISS te betalen. Hij was al wel gestart met de benodigde training in Sterrenstad in Rusland, waarmee hij verder wil gaan om zijn kosmonautendiploma te behalen en zich voor te bereiden op een mogelijke latere vlucht.

Ferrari verf vliegt naar Mars Een kleine hoeveelheid van de beroemde rode verf waarmee de Ferrari raceauto’s worden gespoten, vliegt volgend jaar met ESA’s Mars Express naar de rode planeet. De verf zal worden verpakt in een glazen bolletje van 2 cm diameter, dat speciaal is ontworpen om de extreme temperatuursverschillen in de ruimte te kunnen weerstaan. Het plan is puur als publiciteitsstunt bedoeld, er zullen geen experimenten met de verf worden gedaan. Aan boord van Mars Express zal de verf sneller gaan dan het ooit met een Ferrari auto heeft gedaan, zo’n 12 km per seconde.

Beagle-2 in de problemen


sturen, maar momenteel is er geen andere geschikte sonde gepland waaraan de Beagle2 gekoppeld kan worden.

Opblaasbare terugkeercapsule zoek De 146 kg zware Re-entry and Descent Technology, IRDT, een capsule voor de demonstratie van opblaasbare hitteschildtechnologie, is na de vlucht zoek geraakt. De door het Russische ruimtevaartbedrijf Babakin, het Europese ruimtevaartconsortium Astrium en de Europese ruimtevaartorganisatie ESA ontwikkelde capsule werd op 12 juli met een door een Russische onderzeeër gelanceerde RSM-50 Volna raket vanuit de Barendz Zee omhoog geschoten. De IRDT had een bol van 80 cm diameter bij zich, die na opblazen twee hitteschilden vormde met diameters van 2,3 en 3,8 meter. Het lijkt erop dat de missie succesvol was, maar er is niets van de capsule terug gevonden. De missie was een vervolg op een vlucht die in 2000 plaatsvond, waarbij een Starsem Soyuz-Fregat raket twee soortgelijke opblaasbare schilden testte. Een daarvan werd teruggevonden en bleek niet geheel opgeblazen te zijn geweest, waardoor de 110 kg wegende capsule die het had moeten beschermen ernstig beschadigd was geraakt. Het andere hitteschild had de 1200 kg zware Fregat rakettrap ongeschonden moeten terug laten keren, maar dit deel is nooit teruggevonden.

Buzz Aldrin niet vervolgd voor mep aan journalist Buzz Aldrin, tweede man op de maan, wordt niet gerechtelijk vervolgd voor het slaan van een journalist die gelooft dat de Apollo maanlandingen nooit werkelijk hebben plaatsgevonden. De journalist, Bart Sibrel, had de astronaut voor zijn hotel opgewacht en daar gevraagd op een door hem meegebrachte bijbel te zweren dat de maanlandingen niet door de Amerikaanse overheid in scène gezet zijn. Sibrel beschuldigde Aldrin ervan een lafaard, een leugenaar en een dief te zijn en blokkeerde de uitgang met zijn bijbel. Hierop gaf de maanwandelaar hem een klap in het gezicht. Aldrin verklaarde later zich bedreigd te hebben gevoeld en uit zelfverdediging te hebben gehandeld. Justitie was het daarmee eens en besloot Sibrel’s aanklacht ongegrond te verklaren.

Seti@home wordt verbeterd Het populaire Seti@home programma, dat honderdduizenden computers over de hele wereld gebruikt om te speuren naar signalen van buitenaardse intelligenties, krijgt binnenkort verbeteringen aan zowel de software als aan de radiotelescoop die de

De NASA Contour satelliet zou twee kometen van dichtbij gaan bestuderen, maar overleefde helaas de lancering uit een baan om de aarde niet. [NASA]

Contour komeetsonde valt uit elkaar De in augustus gelanceerde NASA Contour missie, waarbij twee kometen verkend hadden moeten worden, is mislukt. Na de ontbranding van de vaste stuwstof raketmotor die de sonde op weg had moeten helpen, is niets meer van de satelliet vernomen. Op de plaats waar Contour zich zou moeten bevinden werden drie objecten in plaats van één waargenomen. Waarschijnlijk is de raketmotor ontploft en heeft daarbij ook de sonde zelf beschadigd. Hoewel nog enkele maanden met diverse grondstations werd gezocht naar signalen van de Contour, werd niets ontvangen en moet de missie dus als verloren worden beschouwd.


29

opnamen levert. De Seti@home software kan door iedereen met een computer van het Internet worden gedownload. Het installatieprogramma plaatst een screensaver die, als de computer niet wordt gebruikt maar nog wel aanstaat, gegevens van de Arecibo radiotelescoop analyseert. Het zoekt pakketten data af naar uitzonderlijke radiosignalen die duiden op een niet-natuurlijke, buitenaardse oorsprong. Als een pakket gegevens volledig is geanalyseerd wordt het via Internet naar de Seti@home organisatie gestuurd, waarna een nieuwe pakket wordt geladen en het proces opnieuw begint. Ongeveer vier miljoen mensen hebben de software al, en zo’n 600 000 gebruiken het regelmatig.

Artistieke impressie van de ESA Venus Express in een baan rond Venus. De satelliet is gebaseerd op het ontwerp van Mars Express, die juni 2003 naar Mars wordt gelanceerd. [ESA]

Begin 2003 wordt de ontvanger in de Arecibo telescoop in Puerto Rico uitgeschakeld en een nieuwe in de Parkes Observatory in Australië in gebruik genomen. De Parkes radiotelescoop kan een nieuw, groter en interessanter gedeelte van de hemel bekijken. De nieuwe software, die rond dezelfde tijd beschikbaar moet komen, zal de zoektocht van de duizenden computers over de hele wereld uitbreiden naar interessante breed-

bandige signalen, die het gevolg zijn van plotselinge uitbarstingen van energie over een breed radiospectrum. Tot nu toe werd slechts gekeken naar uitbarstingen verspreid over een relatief klein spectrum van frequenties, wat kan wijzen op een radio-uitzending door een onnatuurlijke bron. Breedbandige signalen wijzen echter niet op buitenaardsen, maar worden waarschijnlijk uitgezonden door verdwijnende zwarte gaten. Ze zijn echter nooit gedetecteerd, maar als ze bestaan is er een grote kans dat ze in de Arecibo-gegevens gevonden kunnen worden. Met een andere verbetering aan de software zal het mogelijk worden dat veranderingen aan de screensaver gemaakt kunnen worden zonder het computerprogramma te stoppen of de gebruiker te vragen om nieuwe software van Internet te laden. Nieuwe versies kunnen daardoor veel sneller automatisch bij alle gebruikers op hun computer gezet worden.

Na Mars ook Venus Express? Na de unanieme goedkeuring door de ESA Science Programme Committee, lijkt het volgende Express programma van ESA af te stevenen op Venus. Of het project daadwerkelijk van start zal gaan hangt af van de beslissing van de Italiaanse ruimtevaart organisatie ASI of ze zal bijdragen aan de bouw van twee spectrometers. Zonder deze bijdrage zal het project naar alle waarschijnlijkheid niet doorgaan. De idee van Venus Express is om zoveel mogelijk de hardware van Mars Express te gebruiken, om op die manier snel en tegen relatief lage prijs een missie naar Venus uit te voeren. Het voorstel is voortgevloeid uit een initiatief van ESA om te zien of de Mars Express satelliet hergebruikt kon worden voor een andere missie. Uiteindelijk werd gekozen voor Venus, aangezien van deze planeet relatief weinig bekend is en men met de beoogde experimenten zeer belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen kan doen. De gekozen experimenten zijn backup instrumenten die voor Mars Express en Rosetta zijn ontwikkeld, maar uiteindelijk niet zijn gekozen om daadwerkelijk met deze missies mee te gaan.

30


Soyuz-U ontploft kort na start De mislukte lancering van een (onbemande) Soyuz-U op 16 oktober met aan boord de Foton-1, heeft naast acht gewonden helaas ook een leven geëist. Het gaat om een Russische soldaat, die slachtoffer werd van de door de explosie ontstane schokgolf. 20 seconden na de start, kort nadat de Soyuz-U achter de wolken verdwenen was, stopte plotseling het geluid van de motoren en stortte de raket terug op de aarde in de nabijheid van het lanceerplatform, waar het 300 ton zware voertuig explodeerde. Het lijkt erop dat in een van de boosters aan de zijkant van de raket een toevoerleiding voor waterstof peroxide, dat de turbopomp van de raketmotor aan de gang houdt, ontploft is. De oorzaak daarvan is nog niet precies bekend, maar gedacht wordt aan verontreinigingen in de waterstof peroxide waardoor de leiding oververhit raakte. Door de ontploffing stopte de raketmotor in een van de boosters, waarna alle andere ook automatisch gestopt werden, een ingebouwde maatregel om te voorkomen dat de raket in geval van problemen in een ongecontroleerde baan terecht kan komen. Naast het feit dat er een dode en gewonden te betreuren zijn, zijn 44 door ESA ondersteunde experimenten verloren gegaan. De gevolgen voor het ISS-programma zijn nog onduidelijk. Aangezien voor de bevoorradingsmissies van het ISS veelvuldig gebruik wordt gemaakt van de Soyuz, is een verdere vertraging in het programma niet uitgesloten. Het ongeluk komt extra onverwacht, aangezien de Soyuz een zeer goede staat van dienst heeft; dit is het eerste ongeluk in elf jaar. De Soyuz-U is afgeleid van de R-7 (Semyorka) ICBM, die in 1957 de Sputnik lanceerde. De Soyuz 11A511U variant heeft bijna 700 missies op zijn naam staan, een absoluut record.

vier ton en is vijf meter hoog. De satelliet zal waarnemingen doen aan zeer energierijke objecten in het heelal, zoals zwarte gaten. Hiervoor bevat de satelliet een gammastralingspectrograaf en een gammastralingcamera geplaatst achter een telescoop. Door zijn sterk elliptische 72 uurs baan tussen 10 000 en 150 000 kilometer hoogte boven het aardoppervlak, bevindt Integral zich het merendeel van de tijd boven de Van Allen stralingsgordels waarin gammastraling niet of slecht doordringt.

Lancering van de ESA satelliet Integral met een Proton K draagraket, die het heelal in gammastraling bestudeert. Het zal veel gegevens opleveren over de meest energierijke objecten in het heelal, waaronder zwarte gaten. [ESA]

Integral gelanceerd De astronomische ESA satelliet Integral werd op 17 oktober door een Russische Proton raket met succes in de ruimte gebracht. Integral is een van de zwaarste Europese satellieten tot nu toe en weegt meer dan


31

L A N C E E R OV E R Z I C H T Henk H.F. Smid ribs Space Consultancy & Insurance 2002-038A

Hot Bird 6

21 augustus 2002 | 22:05 UT

Cape Canaveral AFS

Atlas 5

Telecommunicatiesatelliet voor Eutelsat die is gemaakt door Alcatel Espace waarbij gebruik is gemaakt van hun Spacebus 3000B3 platform. Aan boord zijn 28 Ku en 4 Ka band transponders. De satelliet zal worden geplaatst op 13° oost geostationair en heeft een geplande levensduur van meer dan 12 jaren. De initiële baanparameters waren H = 340*45612 km | i = 17,7°. De Atlas 5, in de 401 versie, werd voor het eerst gevlogen gedurende deze lancering. De basis van de nieuwe Atlas 5 draagraket wordt gevormd door de CCB (Common Core Booster) die wordt aangedreven door de Russische RD-180 raketmotor die werkt op vloeibare zuurstof en kerosine. 2002-039A

EchoStar 8

22 augustus 2002 | 05:15 UT

Baikonur SLC

SL 12 Proton K

Communicatiesatelliet voor directe uitzendingen voor EchoStar die is gemaakt door Space Systems/Loral waarbij gebruik is gemaakt van hun SS-L/1300 platform. De satelliet zal worden geplaatst op 250° oost geostationair en heeft een geplande levensduur van 15 jaren. De initiële baanparameters waren H = 4490*35842 km | i = 22,9°. 2002-040A 2002-040B

Atlantic Bird 1 MSG 1

28 augustus 2002 | 22:45 UT 28 augustus 2002 | 22:45 UT

Kourou SLC Kourou SLC

Ariane 513 Ariane 513

Atlantic Bird 1 is een communicatiesatelliet voor internet, directe uitzendingen en telefonie voor Eutelsat die is gemaakt door Alenia Spazio waarbij gebruik is gemaakt van hun GeoBus platform en die alleen Ku band transponders aan boord heeft. De satelliet zal worden geplaatst op 347,5° oost geostationair en heeft een geplande levensduur van meer dan 15 jaren. De initiële baanparameters waren H = 586*35918 km | i = 5,43°. MSG 1 is de eerste METEOSAT Second Generation meteorologische satelliet voor Eumetsat die is gemaakt door Alcatel Espace. Aan boord bevinden zich de SEVIRI beeldvormer voor wolkenopnames, de GERB (Earth Radiation Budget Experiment) en een GEOSAR search- and rescue transponder. De satelliet zal worden geplaatst op 0° geostationair en heeft een geplande levensduur van 7 jaren. De initiële baanparameters waren H = 584*35764 km | i = 5,45°. 2002-041A

Intelsat 906

6 september 2002 | 06:44 UT

Kourou SLC

Ariane 44L

Telecommunicatiesatelliet voor Intelsat die is gemaakt door Space Systems/Loral waarbij gebruik is gemaakt van hun verlengde FS-1300 platform. De satelliet zal worden geplaatst op 296° oost geostationair vanwaar internationale communicatiediensten boven de Indische Oceaan geleverd zullen worden en heeft een geplande levensduur van 13 jaren. De initiële baanparameters waren H = 155*37246 km | i = 7°. 2002-042A

USERS

10 september 2002 | 08:20 UT

Tanegashima SLC

H 2A (F3)

2002-042B

Kodama

10 september 2002 | 08:20 UT

Tanegashima SLC

H 2A (F3)

USERS (Unmanned Space Experiment Recovery System) is een satelliet die uit twee gedeeltes bestaat; een diensten module gebouwd door Mitsubishi en een terugkeer module dat ook voor voortstuwing wordt gebruikt, gebouwd door Nissan. Aan boord zijn microzwaartekracht en technologie experimenten. De satelliet is ontwikkeld en wordt geleid door het USEF consortium voor het Japanse Ministerie voor Handel en Industrie. Het ligt in de bedoeling dat USERS een onbemand zelfstandig terugkeersysteem zal demonstreren. Na ongeveer acht maanden in de ruimte zullen de twee modules zich scheiden waarna het terugkeer module vanuit de Grote Oceaan (151° O, 22° N, Ogasawara Eilanden) zal worden

32


Ruimtevaart. 51e Jaargang, Nummer 6 December Webwijzer 21 Ir. D. de Hoop en ir. H.M. Sanders

Recommend Documents