vesta 56 MPS1250 - Sterrenwacht Vesta

In dit Vesta nummer speciale aandacht voor twee 'topics' welke -toevallig- beide juli dit
jaar hun culminatie bereikten: (definitieve) bekendmaking ontdekking van -lang gezochtHiggsdeeltje (al in 2011 zeer waarschijnlijk geacht) en onze nationale held André Kuipers (en de
daaraan gerelateerde bemande ruimte vaart). Maar allereerst:
HIGGS
2 juli (2012) was het eindelijk zover: De bekendmaking dat het Higgsdeeltje, waar al 47 jaar door
duizenden onderzoekers uit 178 landen (!) vruchteloos naar was gezocht, eindelijk ontdekt was !
Daar werd -midden in de nacht- op Princeton o.a. door Robbert Dijkgraaf, die daar sinds dit
voorjaar directeur is, champagne op gedronken! Ook was er applaus in Nikhef (instituut voor
deeltjesfysica te Amsterdam), waar onderzoekers en pers waren samengekomen.
Maar wat is dat Higgsdeeltje eigenlijk en waarom is dat zo belangrijk ?
Dat is een lang en moeilijk te begrijpen verhaal (wat ik kort zal proberen te houden).
Het begint bij het Standaardmodel van de deeltjesfysica dat de krachten en de deeltjes, die de
materie vormen, beschrijft. In het kort:
Er zijn diverse krachten bekend: de meest bekende is de zwaartekracht (niet nader toe te lichten) ,
de electrische kracht waardoor b.v. (negatief geladen) elektronen in cirkels om de (positieve) kern
draaien, de magnetische kracht waardoor een ijzeren voorwerp door een magneet wordt
aangetrokken, de zwakke kernkracht, die kernen van atomen uiteen laat vallen met radioactieve
straling tot gevolg en de sterke kernkracht, die de drie quarks, waaruit een proton en neutron is
opgebouwd, bijeen houdt.
Men wilde al deze krachten in een theorie onderbrengen. Bij de electrische en de magnetische
kracht lukte dat al vrij snel: Samen worden ze de elektromagnetische kracht genoemd.
In het Standaardmodel zijn de elektromagnetische, de zwakke- en de sterke kernkracht in een
theorie gebundeld.
Tot nu toe waren er twee soorten deeltjes gevonden: Materiedeeltjes en deeltjes die de krachten
overbrengen (dragerdeeltjes).
Er zijn twee soorten materiedeeltjes: Leptonen die ongevoelig zijn voor de sterke kernkracht en
quarks waaruit kerndeeltjes (protonen en neutronen) zijn opgebouwd.
Het bekendste lepton is het elektron Andere leptonen zijn tau, muon en neutrino (onder te verdelen
in elektron-, muon- en tau-neutrino ).
Er zijn 6 soorten quarks: up en down, top en bottom, charm en strange.
Dragerdeeltjes zijn het foton: drager van de elektromagnetische kracht, het gluon: drager van de
sterke kernkracht en het W- en Z- deeltje: dragers van de zwakke kernkracht.
Resumerend: materie bestaat uit 17 elementairdeeltjes:
6 leptonen en 6 quarks en 5 krachtvoerende(drager) deeltjes: foton, gluon, W+ en W-, Z boson en
als vijfde de drager van de zwaartekracht het Higgsboson. Het sluitstuk van en de kroon op het
Standaardmodel !
Ook moest het Higgsdeeltje een verklaring geven voor een -nog
niet opgelost- probleem in het standaardmodel: Waarom hebben
elementair-deeltjes (behalve het foton) massa ?
Het begrip massa (voor de leek zo vanzelfsprekend) is lastig voor
ter stellen.
Men moet zich bedienen van een metafoor: het Higgsveld maakt
de ruimte 'stroperig'.
Het ene deeltje ondervindt daarin meer 'weerstand' (heeft een
Figuur 1: Het complete standaardmodel.
grotere massa) dan het andere deeltje.
Vanwaar de naam Higgs? Peter Higgs (1929) was vijftig (!) jaar geleden een van de
natuurkundigen die het bestaan van zo'n deeltje voorspelde.
4
Bij elk krachtveld hoort een deeltje: bij de elektromagnetische kracht het foton, bij de sterke
kernkracht het gluon, bij de zwakke kernkracht het W en Z boson en dus ook bij het
zwaartekrachtsveld hoort een deeltje! Alle 16 deeltjes, voorkomend in het Standaardmodel (de 12
materie - en de 4 krachtvoerende deeltjes) waren 'gevonden' , het elektron in 1897 als eerste en het
top- en up-quark in 1994 als laatste, behalve het Higgsboson. (Zie bijlage 1).
Voor het 'ontdekken' van veel van deze deeltjes werd de LHC (Large
Hydron Collider) versneller van het Cern (bij Geneve) gebruikt. Met
deze versneller worden twee experimenten uitgevoerd, het ATLASen het CMS-experiment. ( Compact Muon Solenoid). (zie figuur 2)
In Amerika wordt met de Tevatronversneller naar het Higgsdeeltje
gezocht.
In de LHC versneller botsen, in een 27 km lange cirkelvormige Figuur 2: De grote magneet van
tunnel, elementairdeeltjes met grote (bijna de licht)snelheid op elkaar. het CMS-experiment (in aanbouw)
Protonen botsen op antiprotonen, beide met de ongelofelijk grote op Cern.
energie van 3,5 Tera(=1.000.000.000.000)eV. Pas sinds twee jaar zijn deze enorme energieën
gerealiseerd. Alleen bij dergelijke energieën kan het Higgsdeeltje te voorschijn komen.
Bij zo'n botsing vormt zich een 'waaier' van allerlei deeltjes met (vaak) zeer korte levensduur.
Deze deeltjes kunnen 'zichtbaar' worden gemaakt in een z.g. bellenvat.
Hoe korter de 'levensduur' hoe korter de lengte van dit spoor.
Het Higgsdeeltje creëert het Higsveld dat overal (ook in vacuüm) aanwezig is.
Waarom is het Higgsdeeltje zo belangrijk? Het Higgsdeeltje moet verklaren waarom de
elementairdeeltjes massa hebben. Niet alle deeltjes hebben dat, fotonen hebben geen massa.
De massa van een proton en een neutron zijn ongeveer gelijk aan elkaar, ongeveer 1850 maal de
massa van een elektron.. Neutrino's hebben een zeer kleine massa (veel minder dan dat van het
elektron).
Tot nu toe waren er in het Standaardmodel twee soorten deeltjes: deeltjes die de krachten
overbrengen (dragerdeeltjes) met een spin 1, en materiedeeltjes met spin 1/2 (een spin heeft een
deeltje dat rond zijn as tolt). Het Higgsdeeltje behoort tot een derde categorie en heeft spin 0, het
draait dus niet rond.
Was de vondst van het Higgsdeeltje een complete verrassing? Neen, maar men is (tegenwoordig)
heel voorzichtig geworden met het 'naar buiten brengen' van (vooral) sensationeel nieuws. Men wil
heel zeker van zijn zaak zijn. Al in juli 2011 werd het Higgsdeeltje waargenomen, zowel bij Cern
als in Amerika (met het Tevatron) met een kans 1 op 1000 dat het iets anders was.
Zo meende men al op 13 december 2011 het Higgsdeeltje -met grote zekerheid- gevonden te
hebben: Uit een 'piekje' in de meetgegevens gaf het ATLAS-experiment een 'massa' aan van 126 en
het Cern-experiment 124 GeV maar wegens te weinig meetgegevens -op dat moment- was men
huiverig om met zekerheid te stellen dat het deeltje gevonden was. Maar men verwachtte al in
2012 zekerheid te hebben.
De kans dat dat Cern toevallige piekjes heeft gemeten in plaats van het Higgsdeeltje, is nog groter
dan 1 op miljoen (sigmawaarde 2,8) en dan mag het geen ontdekking heten !
Maar 2 juli van dit jaar (2012) was het dan zover. Deeltjesversneller Tevatron van het Fermilab (in
1983 in gebruik genomen, met als hoogtpunt de ontdekking in 1995 van het topquark) meldde dat
het Higgsdeeltje hoogstwaarschijnlijk was gevonden. 2 Dagen later kwam uit Cern het bericht: er
is nu zekerheid! Na talloze verdere onderzoeken was de kans op een toeval kleiner dan 1 op
3,5 miljoen! (sigmawaarde 5,0).
NB: De kans op een toeval bij deeltjesjagen wordt -in wetenschappelijke termen- uitgedrukt in een
sigmawaarde. Deze moet groter zijn dan 5 om zeker te zijn.
Naar aanleiding van de vondst van het Higgsboson werden aan Robbert Dijkgraaf een aantal
vragen gesteld:
5
Vraag: Wat is de betekenis van de ontdekking van het Higgsdeeltje?
Dijkgraaf: 'De grote betekenis van het Higgsdeeltje schuilt niet in het deeltje zelf maar in het
Higgsveld, dat het enige veld is dat overal in de ruimte (ook in vacuüm) aanwezig is'.
Vraag: Is het onderzoek naar het Higgsdeeltje nu afgerond ?
Dijkgraaf: 'Neen, het Higgsdeeltje is nu wel aangetoond maar de eigenschappen kennen we nog
niet'.
Vraag: Is het Higgsdeeltje alleen voor de wetenschap interessant, of heeft het voor 'gewone
mensen' -economisch gezien- ook voordelen ?
Dijkgraaf: 'Dat kan nog wel even duren voor we hier een antwoord op kunnen geven, dit kan nog
wel 50 jaar duren. Kijk naar de Spoetnik, het begin van de ruimtevaart. Dankzij diverse satellieten
kunnen we nu veel betere weersverwachting geven en nauwkeuriger plaatsbepaling doen op het
land (zoals de Tomtom) of op zee. Zo hebben ontdekkingen in de kwantummechanica de basis
gelegd voor de computertechnologie'.
Dijkgraaf was ook ontroerd dat Peter Higgs (nu 83 jaar) dit nog mocht meemaken.
Bij botsingen (in Cernversneller) ontstaat een waaier van (meest) bekende deeltjes, waar lang niet
altijd ook een Higgsdeeltje bij zit. De bij de botsing gevormde deeltjes vallen ook weer (heel snel)
uit elkaar in andere elementairdeeltjes. Alleen die brokstukken zijn, meteen na de botsing goed te
zien. Zo kan een Higgsdeeltje uiteenvallen in twee elektronen en twee
muonen, het kan ook vervallen tot twee fotonen. Hoe is het
Higgsdeeltje gevonden ?
Het positron en het muon trokken voor het eerst hun artistieke sporen
door een bellenvat in 1933.
Het kaon verscheen op dezelfde manier in 1947.
Van het Higgsdeeltje kon op deze manier geen 'plaatje' gemaakt
Figuur 3: Sporen in het bellenvat.
worden. Het Higgsdeeltje 'leeft' zo kort, dat het nog geen atoom kan
oversteken, (ondanks, dat zijn snelheid bijna de lichtsnelheid nadert!) voordat het uiteenvalt in
andere deeltjes, die -op hun beurt- ook weer bijna direct uiteenvallen in (weer) andere deeltjes en
pas deze -tertiaire deeltjes komen bij de detectoren aan!
Dus hoe kan men nu veronderstellen dat er een Higgsdeeltje is gevormd ?
Ook dit is weer een ingewikkeld verhaal: Voor alle mogelijke botsingsprocessen wordt door
specialisten uitgerekend hoeveel deeltjes in theorie verwacht mogen worden als het Higgsdeeltje
niet bestaat. Deze berekende grafiek wordt nu vergeleken met de waargenomen grafiek. Als er nu
ergens een 'Bobbel' zit, (een overschot aan deeltjes) is dat een signaal dat het Higgsdeeltje bestaat.
De massa daarvan wordt berekend uit de energie van de bobbel (uit de bekende relatie E=mc2)
Is het onderzoek naar Higgs nu afgerond ?
Neen, zeker niet. De eigenschappen van het gevonden deeltje zijn nog niet exact vastgesteld.
Het gevonden Higgsdeeltje kan bijvoorbeeld slechts een van meerdere verschillende deeltjes zijn.
Er zijn mechanismen te bedenken waarbij sprake is van wel vijf verschillende Higgsdeeltjes.
Er zou sprake kunnen zijn van een 'supersymmetrie' (als een extra laag boven op het
standaardmodel) waarbij elk 'gewoon' deeltje een (veel) zwaardere supersymmetrische partner
heeft. Maar laten we dit verhaal maar stoppen: speculatief (en voor ons 'gewone' mensen'
eenvoudig weg niet te 'snappen).
Tot slot: mocht u er moeite mee hebben bovenstaande te volgen, laat staan te begrijpen, dan bent u
in goed gezelschap: Ook kenners en specialisten hebben er moeite mee !
Bijlage 1: Wanneer zijn elementairdeeltjes (voor het eerst) ontdekt?
Elektron 1897, Elektron-neutrino 1956, quarks: strange 1947, Photon 1900, Muon-neutrino 1962,
charm 1973, Muon 1937, Tau-neutrino 1975, down 1977, Gluon 1979, W+ boson 1983,
bottom 1977, W -boson 1983, up 1994, Z boson 1983, top 1994 en Higgs boson 2012
6
André KUIPERS en BEMANDE RUIMTEVAART
Bemande ruimtevaart:
Hierover is in de Vesta's 70 t/m 73 en 88 al het nodige gepubliceerd.
Wie deze Vesta's niet (meer) heeft of de inhoud enigszins ontschoten is, hier een korte
samenvatting: De feitelijke start van de ruimtevaart was uiteraard 4 oktober 1957: de lancering van
Spoetnik-1 (door Rusland), die van de bemande ruimtevaart toen in 1961 de eerste mens Gagarin nu een Russische held- buiten de dampkring werd gebracht. In 1962 was Glenn de eerste
Amerikaanse ruimtevaarder.
In 1963 ging de eerste vrouw (weer een Russin) de ruimte in en in 1965 was de eerste
ruimtewandeling (ook door een Rus).
In 1985 was Wubbo Ockels (in een Spaceshuttle) de eerste Nederlandse ruimtevaarder (die daarna
Vesta op 15 oktober 1988 nog heeft bezocht).
Juli 2012 kreeg China zijn eerste vrouwelijke ruimtevaarder.
Het zat Amerika duidelijk dwars, dat Rusland steeds voor lag. In 1958 werd de NASA opgericht.
Europa had -sinds 1964- de ESRO en de ELDO, in 1975 samengevoegd tot de ESA (European
Space Agency), waarin 15 Europese landen zijn vertegenwoordigd. De ESA heeft zijn lanceerbasis
in Kourou, zijn belangrijkste testcentrum ESTEC (European Spaceresearch and TEchnology
Centre) is in Noordwijk gevestigd. Ruslands ruimtevaartorganisatie heet Kosmonov.
Ook China en Japan kregen ruimtevaartorganisaties.
In een -belangrijk!- opzicht was Amerika Rusland te snel af: De eerste mens
op de maan was de Amerikaan Armstrong op 21 juli 1969. (Sinds kort
overleden. Hij zocht nooit de publiciteit.) Dit gebeurde met het
(kostenverslindende) project Apollo: 25 miljard dollar.
Ruimtestations: Ook hier had Rusland de primeur: In 1971 werd Saljoet-1 in
een baan om de aarde gebracht (waarna nog 6 Saljoets volgden waarin Russen
meer dan een jaar lang verbleven!).
In 1973 volgde Amerika met ruimtestation Skylab.
Russen werden met de Sojoezraket, Amerikanen met Spaceshuttles (tussen
1981 en 2011) naar en van ruimtestations gependeld. [zie Vesta 88 pg 5]
In 1985 lanceerde Rusland ruimtestation MIR.
Na de val van de Sovjet-Unie gingen Amerika en Rusland samenwerken: ze Figuur 4: Terugkeer naar
Aarde met de Sojoez
besloten tot de bouw van het ISS (International Space Station) .
Nu Amerika de Space-Shuttle 'uit de vaart' heeft genomen, vindt vervoer naar
het ISS (duur 2 dagen) en weer terug naar aarde (duur 3,5 uur zie figuur 5 ) uitsluitend plaats met
de -zeer betrouwbare- Sojoez. Figuur 4.
Het ISS.
Het ISS is een gemeenschappelijk project van de Verenigde Staten (bijdrage $150 miljard!),
Rusland (bijdrage 12 miljard) Europa (bijdrage 5 miljard), Japan (bijdrage 5 miljard) en Canada
(bijdrage 2 miljard). De bouw van het station heeft 12,5 (!) jaar geduurd: november 1998 gingen
als eerste de zonnepanelen [1] en de Zaryamodule (Dageraad) [2] naar boven met
besturingssystemen en opslagruimte waaraan twee weken later de Unitymodule [3] -als
koppelstuk- volgde. De Zvezdamodule [4] - apparatuur om water en lucht te zuiveren, een wc,
twee slaapplaatsen, fitnessapparaten, instrumenten en computers om het ISS in de juiste baan om
aarde te houden - maakte het ISS in 1999 bewoonbaar.
Het ISS is sindsdien permanent (door 2 tot 6 personen) bemand geweest.
De jaren daarna kwamen er diverse modules bij: Harmony [5] -met 4 slaapplekken- , Node 3 [6] zuiveren afvalwater en lucht, productie zuurstof, tweede wc, lunchplek en fitnessapparatuur - .
7
Daarna kwamen de ruimtelabs, waarin wetenschappelijke experimenten worden uitgevoerd.:
Destiny[7] Amerika, Columbus[8] Europa, Kibo(Hoop) [9] Japan waarin wetenschappelijke .
In de -Amerikaanse- Questmodule[10] liggen ruimtepakken (te dragen tijdens ruimtewandelingen),
nodig ter reparatie en een toegangangspoort naar de ruimte. Vanuit de -Europese- Cupola [11] een uitzichtspunt met ramen rondom- kunnen opnamen voor aardobservatie gemaakt worden (en
kan men uiteraard genieten van het uitzicht op aarde).
De -Canadese- robotarm2 [12] -1.800 kg zwaar en 17,6 m lang- heeft verplaatsbare en
uitschuifbare robotarmen, te gebruiken om ruimtevrachtschepen 'vast
te grijpen' tijdens het aanmeren, die voedsel, kleding, water,
experimenten etc, brengen. Deze zijn de -Europese- ATV (Automated
Transfer Vehicle) [13], de Russiche Progress, het Japanse HII
Transfer Vehicle (HTV) en de -Amerikaanse- Dragon (van
ruimtevaartbedrijf Space X). Het laatst aangekomen ISS-onderdeel
(mei 2011) is de Alpha Magnetic Spectrometer[14], een
meetintrument om ongewone materie in de ruimte op te sporen.
Figuur 5: Opbouw ISS
Afmeting van het ISS: Oppervlakte -inclusief de zonnepanelen-: als
een voetbalveld.
Inhoud: 1.200 kubieke meter, vergelijkbaar met dat van een groot passagiersvliegtuig.
Massa: 400 ton. Hoogte baan om aarde: 400 km. Snelheid: 20.000 km/h (± 5 km/s).
Aantal rondjes om aarde: 36/dag.
Kosten van het ISS project gerekend over de periode 1985-2015:
De totale kosten (inclusief pendelen naar ISS en weer terug naar aarde): 174 miljard dollar !
De kosten per man per dag (er zijn 20.000 mandagen) komen uit op 7,5 miljoen dollar ! (dat is toch
nog minder dan die van het Skylab: 19,6 miljoen dollar)
NB: 1 januari 2013 zal het ISS 12 jaar en 49 dagen permanent bemand zijn door astronauten uit 15
verschillende landen w.o. André Kuipers als enige Nederlander (met 200 dagen een record wat
betreft niet Russen of Amerikanen) aan wie hieronder de nodige aandacht besteedt zal worden !
ANDRÉ KUIPERS
André Kuipers (geb. 5.10.'58) studeerde medicijnen waarna hij als arts werkzaam was en heeft (uit
2 huwelijken) 4 kinderen. Vanwege zijn fascinatie voor -bemande- ruimtevaart werd hij 1999 lid
van het Europese Astronautenteam. De eisen tot toelating zijn zeer streng: niet langer dan 1,85 m,
stressbestendig (een halfjaar lang steeds dezelfde gezichten!), loyaal, geen egotype, gedienstigheid,
een specialiteit (medicijnen), doortastend, goede contactuele eigenschappen, evenwichtig etc. etc.
STERRENSTAD.
De training voor ruimtevaarders vindt plaats in het GCTC (Gagarin Cosmonaut Training Centre) in
'Sterrenstad', waar zich ook de appartementen bevinden voor de mensen die er werken.
Verder zijn er ook scholen, een supermarkt, bankgebouw, postkantoor, benzinestation etc.
In de Sovjettijd (vóór 1991)was Sterrenstad een geheimzinnig oord in de bossen, nu mag men als
buitenstaander de stad bezoeken. Het 'profilactorium' werd als trainingscentrum neergezet waar 39
atronauten uit de gehele wereld zich oefenen, o.a. in een soort centrifuge
(28 omwentelingen/minuut) waarin een kracht van 5g (dus 5 maal de zwaartekracht) wordt
ondervonden met een knopje in de hand. Krijg je het te kwaad en laat je dus het knopje los, dan
betekent dat: 'einde verhaal!'
In een waterbassin waarin een nagebouwde module van het ISS, wordt geoefend in een 'schijnbare'
gewichtloze toestand. Ook moet men een beer kunnen schieten (voor het geval dat de capsule diep
in Siberië terecht komt bij 40 graden onder nul). Kortom, aan alle mogelijke eventualiteiten is
gedacht.
8
Op een herhaalde oproep voor een kosmonauten-vacature reageerden liefst 8.000(!) uit de EU
tegen maar 800 uit Rusland, vermoedelijk omdat Russen nu maar aan een ding denken: rijk worden
(zoals ook de meeste Chinezen er over denken).
In april 2004 maakte Kuipers -gedurende een week- zijn eerste ruimtereis.
In 2007 werd een planetoïde naar hem vernoemd.
Daarna bereidde Kuipers zich meerdere keren voor als reserve bemanningslid.
Voordat de kosmonauten in de Sojoez (op lanceerbasis Baikonour) vertrekken, dienen allerlei
rituelen uitgevoerd te worden: bloemen leggen bij het standbeeld van Gagarin, kijken naar een
film, plassen tegen een band(!) etc.
Bezigheden in het ISS.
Ja, wat doen Kuipers (en de andere kosmonauten) nu zo, wanneer ze in het ISS zitten (sorry:
zweven !) ?
Meer dan je denkt, ze hebben het gewoon druk, druk, druk, amper tijd om naar buiten te kijken.
De experimenten die gedaan worden, berusten er op, om te zien hoe allerlei verschijnselen (zoals
groei, mechanica) zich gedragen in gewichtloze toestand. Als arts verricht Kuipers vooral proefjes
op medisch gebied, te veel om op te noemen. Ook moet er elke dag geoefend worden (met banden
vastgesnoerd aan allerlei apparatuur) . Zonder deze oefeningen zou de spiermassa afnemen en
botten broos worden. Verder reparaties in (en buiten!) het ISS, uit- en inladen van vrachtschepen
die aanmeren.
Heeft Kuipers 'even tijd' dan maakt hij graag foto's (met een camera die meedraait met het ISS
zodat deze langer belicht kunnen worden).
Risico's.
In de ruimte bevindt zich veel 'ruimtepuin', brokstukken van bv uiteengevallen rakettrappen,
waaronder wel 10.000 stukjes groter dan 10 cm. Zouden deze - met ook een snelheid van 28.000
km/h- tegen het ISS botsen, tel uit je winst! Het station zal beschadigd worden of zelfs lek slaan!
Deze brokstukken worden op aarde met radar voortdurend in de gaten gehouden. Bij
botsingsgevaar zal het ISS, als het kan, daarvoor moeten uitwijken en wordt gewoon doorgewerkt.
Als de baan onzeker is -er wordt geen enkel risico gelopen!- zullen de bemanningsleden 'schuilen'
in een aangekoppelde Sojoez.
En wat vind Kuipers nu leuk en minder leuk ?
Het twee uur intensief sporten minder leuk: je raakt bezweet maar douchen is er niet bij.
Leuk vooral het nemen van foto's of het doen van medische proefnemingen.
In ieder geval vindt Kuipers het zweven zo heerlijk dat hij dat wel elke dag zou willen doen. Als
'toerist' de ruimte in.
Er is al berekend hoeveel een ruimtemanuur kost (zie boven) en dat is niet gering!
De eerste ruimtetoerist (in 2001) betaalde voor een verblijf van een week 20 miljoen(!) dollar.
Het kan wel goedkoper. 'Virgin Galactic' (een commercieel bedrijf) biedt een tochtje in een
ruimtesloepje aan dat een hoogte van 100 km bereikt, dus je komt niet echt in een baan om de
aarde maar beleeft wel gedurende enkele minuten het gevoel van gewichtloosheid tegen 75.000
dollar. Intussen hebben al 500 klanten een ticket gereserveerd (w.o. Erica Terpstra !).
De toekomst van de Nederlandse ruimtevaart.
Wat Nederland betreft, ook de ruimtvaartindustrie ontkomt niet aan de bezuinigingsdrift.
Het budget voor de ESA daalt (in 2015) van 100- naar 63 miljoen euro.De planning van de ESA is
van de lange termijn. (zo is er een plan in 2022 een nieuwe (onbemande) missie naar Jupiter te
volbrengen.
Maar.. de grootste vestiging van de ESA staat in Nederland: ESTEC. Dit levert Nederland
honderden miljoenen op aan investeringen, congresopbrengsten etc. En dit zal dan 'verloren' gaan.
Uit een berekening bleek dat elke euro aan ESA afgedragen vijf euro toevoegt aan de economische
groei. Laten we dit niet uit het oog verliezen!
9
Toekomst (bemande) ruimtevaart:
Het project ISS zal nog wel enige tijd doorgaan. En hoe staat het met bemande Marsmissies ?
In Vesta 88 (pg 6) werd het plan vermeld om een bemande reis naar de manen van Mars te maken,
in Vesta 89 (pg 11) werd vermeld: Obama heeft deze bemande reizen geschrapt.
Voorgeschiedenis bemande ruimtevaart:
Al in 1952 kwam de beroemde raketgeleerde Werner von Braun met het idee voor een bemande
Marsreis.
In 1972 schrapte Nixon plannen hiervoor maar in 1989 sprak Bush wel weer over een nieuw Marsinitiatief. Kosten 500 miljard dollar! In 1990 presenteerde ruimtevaartingenieur Zubrin zijn Mars
Directplan. Grootste probleem: terugkeer naar aarde en de financiering.
In 2010 suggereerde maanwandelaar Aldrin een missie zonder retourticket (veel goedkoper).
Niemand nam dit serieus.
Maar, tot mijn stomme verbazing las ik in het N-H dagblad van 7 juni dat een zekere Bas Lansdorp
werkt aan een: Enkele reis naar Mars !
Wat een waanzin, een grap dacht ik, maar in het (overigens uitstekende) maandblad Natuur
Wetenschap&Techniek van augustus 2012 las ik een uitgebreid artikel betreffende 'Enkeltje Mars'!
En zelfs de (serieuze) NRC (van 17 oktober) schreef een artikel over een enkele reis naar Mars.
Voor meer details over deze plannen: zie bijlage 2.
Bijlage 2. Bemande enkele (!) reis Mars.
Bas Lansdorp(1977) lanceerde dit plan (Mars One) en niet alleen hij 'gelooft' erin.
Paul Romer (bedenker 'Big Brother') werkt aan een plan om, via media-aandacht (TV), de
benodigde kosten (5 miljard) te dekken. Zelfs Gerard 't Hooft (niet de eerste de beste,
Nobelprijswinnaar) is ambassdeur van het plan.
Maar astronaut (en hoogleraar) Wubbo Ockels heeft grote twijfels.
En hoe denkt u erover ? (mijn mening zal wel duidelijk zijn).
Wat zijn de problemen ?
1)
Voedsel: met PlantLab (Den Bosch) is gepraat over verbouw van groente.
2)
Energie: opwekking door zonnepanelen. Methaan kan gevormd worden via de reactie:
De atmosfeer van Mars bevat 95% CO2. De waterstof dient meegenomen te worden.
De reactie levert ook water, uiteraard ook onontbeerlijk.
Via elektrolyse kan uit water, zuurstof en
waterstof gewonnen worden en hieruit
dus weer energie.
Het eerste Mars Direct-plan:
Eerst vertrekt de ERV (Earth Return
Vehicle) om op Mars zuurstof te winnen.
Na twee jaar worden twee raketten
gelanceerd. Een bevat een extra ERV, de
andere 4 astronauten.
Variant Mars-Semi-directplan:
In 2016 lancering demo-missie: Figuur 6: Zo zou het eerste dorp op Mars eruit kunnen zien over
10 jaar.
aflevering 2,5 ton lading.
In 2018 lancering van een rover om
geschikte lokatie te vinden.
In 2018 (in 6 lanceringen) twee woonunits, een tweede rover en veel voorraden.
In 2022 de eerste 4 mensen. Uiteindelijk moet de Marskolonie dertig bewoners hebben.
10
ruim
CURIOSITY.
De (officiele) ruimtevaartorganisatie NASA blijft verre van bovengenoemde plannen.
Wel heeft de NASA een raket met wagentje Curiosity gelanceerd welke 6 augustus is geland op
Mars, in Galekrater. De transportcapsule dook met een snelheid va 20.000 km/h de atmosfeer in.
Parachute werd geopend en op een hoogte van 7 km was de snelheid toch nog 14.500 km/h. Na 4
minuten werd het karretje aan een takel uit de capsule neergelaten om met een snelheid van 0,6 m/s
de grond te bereiken. Vooral zo'n landing is heel spannend. Is deze gelukt dan barst de vreugde los.
Het is (tot nu toe) de duurste (2 miljard dollar), zwaarste (899 Kg) en grootste (3m lang), rover ooit
op Mars geland. Spirit en Opportunity waren zijn voorgangers (zie Vesta 73 pg 8 en 75 pg 11).
Officieel heet Curiosity het MSL (Mars Science Laboratorium).
NB: Opportunity, geland in 2004 op Mars, werkt nog steeds, Spirit, ook in 2004 geland, heeft het
in 2010 begeven.
Doel van MSL is niet om (huidig) leven op Mars te vinden, dat is er niet (geen water, bovenlaag is
door zonnestraling, niet gehinderd door de atmosfeer, geheel dood) maar om te onderzoeken of er
ooit, miljarden jaren geleden wel leven is geweest. Dan moest het natter en warmer geweest zijn.
En ook een energiebron (warmte, licht) en koolstof.
In de Gale-krater (154km wijd met in het midden de 5km hoge Mount Sharp) zal hier naar gezocht
worden. Met een boor zullen grondmonsters genomen worden.
Het bijzondere van het MSL is de aanwezigheid van apparatuur
om deze monsters te analyseren.
Ook heeft het MSL 17 camera's aan boord. De benodigde
energie wordt niet verkregen m.b.v. zonnepanelen (zoals bij
Spirit en Opportunity) maar een radioactieve generator op
plutonium.
Voordeel: er kan dag en nacht 'doorgewerkt' worden. Een nadeel
van zonnepanelen is ook dat deze stoffig kunnen worden en dus
Figuur 7: Curiosity
minder werkzaam).
'Berichten' vanuit MSL worden via de Odyssey-sonde die rond Mars cirkelt, naar de aarde
verstuurd. Direct na de landing werden gedurende de eerste maand controles verricht en diverse
foto's van de omgeving gemaakt, daarna zette Curiosity koers naar 'Gleneig', een plek waar drie
soorten geologisch terrein bij elkaar komen, 400m van de landingsplek.
Planning is (minimaal) twee jaar onderzoek te doen.
Tot slot:
In een interview antwoordde Dijkgraaf op een vraag naar het 'nut' voor de mensheid van de
ontdekking van het Higgsboson (voorzichtig): 'dat is nu nog niet te zeggen. (zie boven.)
Het plan is om in de volgende Vesta een overzicht te geven aan wat er zich alzo in het heelal
bevindt.
Heiloo december 2012 Jaap Kuyt.
11