In 39 dagen naar Mars met nieuwe aandrijfmechanismen

Er is momenteel een groeiende oproep om astronauten naar Mars te sturen in plaats van naar de maan. Critici wijzen er echter op dat een reis naar Mars zeer afmattend is voor de astronauten als gevolg van de lange reistijd. Het is ook die lange reistijd die vele risico’s schept; des te langer men onbeschermd in de ruimte vertoefd, des te langer men bloot staat aan gevaarlijke straling. Vele critici zeggen dan ook dat we nog niet genoeg weten van deze potentieel gevaarlijke stralingen, zeker niet genoeg om dergelijke lange reizen door ons zonnestelsel voor te bereiden.

Maar nu zijn onderzoekers intensief testen aan het uitvoeren op een nieuwe soort motor: de ionenmotor. Deze onderzoekers hopen dat deze krachtige motor met diens nieuwe technologie het mogelijk zou maken om deze reisduur te beperken tot slechts 39 dagen. Traditionele chemische raketten zijn voor hun voorstuwingskracht verplicht brandstof te verbranden. Het meeste van deze brandstof wordt gebruikt om los te komen van onze planeet, de aarde.

Ion-motoren daarentegen kennen een totaal andere werking; deze versnellen elektrisch geladen atomen of ionen door middel van een elektrisch veld en op deze wijze wordt het ruimtevaartuig voortgestuwd in de tegenovergestelde richting. Deze ionenwerking zal echter een pak minder voorstuwingskracht opleveren, waardoor de raket zich niet los zal kunnen maken van de aarde.

De raket in kwestie zal dus nog steeds de traditionele wijze moeten gebruiken om los te kunnen komen van de aarde, maar eenmaal in de ruimte krijgt de raket een continue (jarenlange) voorstuwingskracht , waardoor deze alsmaar zal versnellen. Deze continue versnelling kan vergeleken worden met een constante wind aan de achterzijde van een zeilboot. Vele ruimtemissies hebben in het verleden al gebruik gemaakt van dit type motoren, bijvoorbeeld NASA’s ruimtevaartuig Dawn of het Japanse ruimtevaartuig Hayabusa .

Men onderzoekt echter ook een nieuw voorstuwingssysteem, genaamd VASIMIR (variabele specifieke impuls magnetoplasme raket). Dit systeem omvat drie gekoppelde magnetische cellen:

  • De ‘plasmabron’ cel omvat de belangrijkste injectie van neutraal gas (meestal waterstof of andere lichte gassen) om omgezet te worden in plasma.
  • De RF-booster cel fungeert als een versterker voor de energieke plasma, zo zal men met behulp van elektromagnetische golven dit plasma naar de gewenste temperatuur opwarmen.
  • De magnetische ‘nozzle’ cel zet de energie van het plasma om in een gerichte beweging en zo ook in een voorstuwingskracht.

De motor is ontwikkeld door de Ad Astra Rocket Company, dat in 2005 werd opgericht door plasmafysicus en voormalig Space Shuttle-astronaut Franklin Chang-Diaz. Ad Astra en NASA zijn overeengekomen deze motor in de ruimte te testen, met behulp van het ISS in 2012 of 2013. VASIMIR kan zo de benodigde periodieke boosts geven om het ISS in zijn baan te houden. Momenteel zou het voor VASIMIR mogelijk moeten zijn om enkel en alleen te werken met zonne-energie. Volgens het bedrijf zou het dan ook een uitermate interessante sleepboot kunnen zijn om satellieten in verschillende banen te trekken.

Maar er wordt verder gekeken; men zou het ook kunnen gebruiken om vracht naar toekomstige maanbasissen te transporteren en om de baan van mogelijk gevaarlijke asteroïden te wijzigen. Ook naar Mars reizen ligt binnen de verwachtingen; om naar de planeet te reizen in slechts 39 dagen zou men echter wel duizend keer meer energie moeten hebben dan geleverd kan worden met zonne-energie. Voor dit doeleinde zal dan ook een kernreactor aan boord gebracht moeten worden. Vroegere versies van deze reactortechnologie dateren van de jaren ’60 en ’80 en werden onderzocht door de toenmalige Sovjet-Unie.

Echter werd het sindsdien nooit meer toegepast in de ruimte, wat dan ook betekent dat constructie en verder onderzoek een tijdrovend proces zal worden. Maar de mogelijkheid om in dergelijke tijdsduur naar Mars te reizen is zeker en vast mogelijk en werd onlangs bevestigd door Charles Bolden, NASA’s nieuwe directeur. Deze zei dat NASA een kleine bijdrage levert aan VASIMIR’s ontwikkeling en verder verklaarde hij ook dat een samenwerking een prima voorbeeld zou zijn van een partnerschap met de particuliere sector.

21 reacties

  • Hoi

    23 juli 2009

    VET, gimmegimme

  • Fakkel

    23 juli 2009

    De motor van de toekomst moet nog gevonden worden !! en dat zullen ze ook, wanneer ze eindelijk eens afstappen van onze organische brandstoffen en iets zullen vinden om de zwaartekracht van de aarde in hun voordeel om te polen.Maar ze zullen het wel vinden hoor !!.

  • Elvis

    23 juli 2009

    Tja, en wat ik me ook afvraag: Stel nu dat men het redt in 39 dagen naar Mars, ik neem aan dat men voet op Mars zal willen zetten, dus dan moet het schip geland worden. Als er geen raketvoortstuwing gebruikt wordt, hoe denkt men dan weer los te komen van Mars bij vertrek? Of wordt die raket voortstuwing ingebouwd voor de terugreis? En is de Mars zwaartekracht sterker dan die van de aarde? Wat betekent dat voor de mee te nemen hoeveelheid voortstuwingsvermogen? Vragen vragen vragen….

  • Nick

    23 juli 2009

    Ik vond een leuk (wel gedateerd) artikel over de mogelijkheid van reizen naar Mars. De verbeelding spreekt voor zich, maar het geeft wel een tipje van de sluier. Uiteraard VASIMIR buiten beschouwing gelaten.
    http://www.marssociety.nl/direct.php
    Het zou geweldig zijn als wij wederom met bemande exploratievluchten naar planeten in ons zonnestelsel kunnen reizen. Venus zou m.i. een mogelijke volgende stap kunnen zijn, aangezien deze ongeveer op de zelfde afstand ligt als Mars.

  • Alien

    23 juli 2009

    De zwaartekracht op Mars is zwakker dan op aarde, omdat Mars minder massa heeft dan de Aarde. 😛

  • Nick

    23 juli 2009

    Venus is geen planeet waar zomaar geland zou kunnen worden door de enorme wolkendekken (de druk hierdoor is enorm), hitte en gevaarlijk gassen. Daarnaast kunnen we het oppervlak niet zien vanwege deze wolkendekken.
    Maar Venus is naast Mars wel het meest interessant en meest dichtbij.

  • Henk

    23 juli 2009

    De zwaartekracht is zwakker maar je hebt evengoed nog een raketmotor nodig om weer te vertrekken.

  • Govert

    23 juli 2009

    @Fakkel: en dat is dus waarom men eerst terug wil keren op de maan voordat er een bemande missie plaats gaat vinden naar Mars. De aantrekkingskracht van de maan is veel minder groot, dus men zal dan veel minder brandstof hoeven te gebruiken om een ruimtevaartuig te laten ‘ontsnappen’.

  • jan

    23 juli 2009

    Lanceren vanaf de maan kan best minder geld kosten, maar het geld dat men in het bouwen van een maanbasis kan naar mijn mening veel beter gebruikt worden voor een missie naar Mars. Als er wat geld in dit soort onderzoeken gepompt wordt en die hele terugkeer nou vergeten wordt staan we zo op die planeet. Ik snap dat de Amerikanen zich permanent willen vestigen op de maan, maar we zijn zeker in staat om naar Mars te gaan.

  • Elvis

    23 juli 2009

    @Govert
    Inderdaad, scheelt een hoop raketvoortstuwing om vanaf de maan te vertrekken

    @ Jan
    Ik denk dat de maan een goede stepstone blijft om de ruimte te kunnen betreden. Goede leerschool ook om binnen een vijandige omgeving te overleven.

    @ mezelf
    Het probleem blijft bestaan dat we bijna nergens kunnen landen, omdat er weinig of geen raketvoortstuwing is.. Toch lastig als je helemaal naar Mars vliegt, maar er niet kan landen.. Schieten we toch het doel voorbij.

  • Bas

    23 juli 2009

    ”Echter werd het sindsdien nooit meer toegepast in de ruimte,”
    Dit is niet correct, op dit moment zijn er twee missies met een kernreactor op plutonium-238 in de ruimte: één op weg naar Pluto en een andere bevindt zich bij Saturnus.

  • bladerunner

    23 juli 2009

    Wat men vermoedelijk eerst zal doen bij aankomst rond Mars is eerst (net als bij de eerste Maan missies) er alleen maar omheen vliegen. Het is onverantwoord om gelijk (te) grote stappen te nemen. Eerst is er een uitgebreide verkenning en voorzorg nodig.
    Vervolgens brengt men bij een latere missie een soort van bevoorradings satelliet in een baan rond Mars die o.a. brandstof of een complete booster raket zal hebben om de “Mars Module” weer van Mars te laten opstijgen.
    De aantrekkingskracht van Mars is 2,66 minder dan de Aarde. Maar dat is voor dit type motoren nog steeds te veel.

  • antineutraal

    23 juli 2009

    Waarom wil men steeds mensen transporteren over grote afstanden? De enorme kosten en risico’s doen mij denken dat de toekomst van de ruimtevaart ligt in onbemande missies. Machines en robots zullen hetzelfde werk kunnen doen als mensen.

  • Patrick

    23 juli 2009

    Zelfs zou het 39 dagen zijn, dan is het nog een verschrikkelijk lange tijd om in een krap ruimteschip te zitten voor die periode. Dan moet Nasa al een schip bouwen waarin je ook gewoon kunt rondlopen. Dat wordt dus al een groot en zwaar gevaarte. Hoe krijg je zoiets gelanceerd?

  • Plato

    24 juli 2009

    Waarom dat complete gevaarte laten landen?
    Kan toch gewoon met een kleiner voertuig landen met hierin normale brandstof.
    Lijkt me voldoende om weer het oppervlakte te kunnen verlaten en te koppelen
    met het “moederschip”

  • dieter

    24 juli 2009

    Ten eerste is er iets belangrijks nog niet vermeld: de VASIMIR werkt alleen in het luchtledige! dus vertrekken vanop de Aarde en Mars is out of the question (http://science.discovery.com/videos/brink-package-plasma-rocket.html) (rond 2:43). Dus de maan als “sprinkplank” gebruiken is mogelijk en geen slecht idee.

    Over Mars heb ik het volgende te zeggen: waarom moeten we zo nodig een mens op mars laten landen? Misschien is het wel mogelijk om een mens op Mars te krijgen maar hoe haal je hem terug? Op aarde is er al veel moeite nodig op een raket veilig te lanceren. Hoe zou men dat dan op mars doen? Hoe krijgt men trouwens zo’n grote raket veilig op Mars… nee, als het aan mij lag kies ik voor de optie van Antineutraal: suppergespecialiseerde robbots naar Mars sturen en als we echt zeer intressante dingen vinden, misschien een bemande ruimtemissie.

  • Elvis

    24 juli 2009

    @ Plato en Patrick

    Al meer redenen om vanaf de maan te lanceren en te produceren. Maar zo’n kleine shuttle om te landen op planeet oppervlakten; mooi idee, gaat vast nog eens lukken, maar met welke technologie, zal voorlopig een grote vraag zijn..

  • IW

    24 juli 2009

    Je moet die brandstof toch ook op de Maan krijgen, plus dat je alsnog van de aarde moet loskomen om naar de Maan te gaan. Misschien levert het voordelen op maar het is niet een ultieme oplossing.

    Mensen sturen in plaats van robots is natuurlijk veel epischer dan een robot sturen. Dat is al een paar keer gebeurt, was prachtig maar die hebben maar een beperkt scala aan onderzoeksmogelijkheden. Mensen sturen is een prestigeproject. Een mijlpaal in ruimtevaart. De mensheid zal weer op de punt van hun stoel zitten bij de landing en beelden die gemaakt zullen worden. Het is een beetje het idee dat je wel je hele leven Discovery kan gaan zitten kijken maar natuurlijk het liefst zelf naar die prachtige dingen toe wil.

    Als er naar Mars gegaan wordt zou er eigenlijk meteen losgegaan moeten worden met het bouwen van een basis. Ook het meenemen van apparatuur en robots die materialen op Mars voorkomen kunnen omzetten in bouwmaterialen. Deze kunnen dan hun werk doen tot de volgende menselijke missie.

  • bladerunner

    24 juli 2009

    antineutraal & dieter:
    Het antwoord op jullie vragen waarom er persé mensen gestuurd moeten worden ligt besloten in Startrek:
    nieuwsgierigheid.
    Maar ook kan het noodzaak worden de Aarde te moeten verlaten door overbevolking en een tekort aan brandstoffen. De wetenschapper Stephen Hawking heeft het al uitgesproken: de toekomst van de mens ligt in het heelal. (Al dan niet noodgedwongen).
    Vergelijk het maar met het nemen van voorzorgsmaatregelen op toekomstige overstromingen door klimaat veranderingen: maar dan natuurlijk op een veel grotere schaal en tijd.

  • tycho

    25 juli 2009

    ionenmotor is interessant, alleen jammer dat dit artikel niet SMART van esa even vermeldt, want het was 1 van de eersten die zo’n motor gebruikt en ook na een lange tijd naar de maan.SMART is eigenlijk een voorloper van al die satellieten met ionenmotor.

    grote probleem , ionenmotor heeft een hele lange tijd nodig om op de volle kracht te komen, dus een superzware ruimtevaartuig moet wel veel eerder jaren klaar zijn, niet zo conformtabel voor ontwerpers en wetenschappers. ik vind een kortere reistijd naar de mars het hoogste prioriteit, want denk aan apollo 13. als wij verder dan de maan reizen, is de reis wel 100x gevaarlijker(micro)meteorieten.

  • Jonathan Dhaese

    27 juli 2009

    tycho,
    We hebben al robotten veilig naar mars gekregen, dus ik neem aan met de nodige voorzichtigheid het wel mogelijk is met volledige zekerheid 99% van de meteorieten te ontlopen (en de overige 1% blijft op goed geluk natuurlijk).

    Patrick,
    39 dagen is dan wel vrij lang om stil te blijven zitten, ik denk wel dat het te doen is. Je hebt dan wel 39 dagen geen beweging waardoor je spieren verkrampen, na enige tijd extra training op mars moet dit hopelijk verholpen zijn.

    Ten slotte hoop ik eigenlijk dat robotten een twintigtal jaar voorbereidend werk doen op mars om alles te verkennen en een basis op te bouwen om dan een bemande vlucht richting mars te organiseren. Deze zou naar mijn mening 1 moeten zijn waarbij de mensen er voor lange tijd (in termen van jaren) moeten blijven. (Ik acht dit op dit moment echter niet mogelijk om te bereiken bij de eerste vlucht, cfr. grote projecten in de aard van de LHC)

Comments are closed.