ruimtevaart

Introductie

ruimtevaart, het transport van mensen en materialen buiten de aardse dampkring met behulp van voertuigen voortgestuwd door middel van daartoe geschikte motoren, die alle berusten op het principe van de raketmotor.

1. Historisch overzicht

1.1 Fantasieën en theorieën

Historische ruimtevaartfantasieën zijn weliswaar schaars, maar toch reeds duizenden jaren oud. Een van de vroegste denkbeeldige reizen naar de Maan is afkomstig van Lucianus van Samosata (2de eeuw v.C.). Johannes Kepler (1571–1630) beschreef een maanreisfantasie in zijn werk Somnium. In 1687 toonde Isaac Newton in zijn Principia aan dat, indien aan een projectiel een snelheid van 11,2 km/s kan worden gegeven, het aan de aantrekkingskracht van de aarde zal weten te ontsnappen (zie ook ontsnappingssnelheid). In de 19de eeuw gebruikte Jules Verne dit resultaat om er zijn Reis naar de Maan mee te beschrijven. De Duitser Hermann Ganswindt (1865–1934) bedacht nog in 1891 een primitief ruimteschip, voortgedreven met behulp van een reactieprincipe door het afschieten van kogels vanaf het ruimteschip. Aan de Russische schoolmeester Konstantin Tsjolkovski (1857–1935) valt de eer te beurt voor het eerst de wiskundige vergelijkingen te hebben afgeleid voor het realiseren van ruimtevaart met behulp van raketvoortstuwing. Hij publiceerde deze in 1903 in een boek over 'exploratie van de ruimte met behulp van raketaandrijving'. Tsjolkovski bepaalde het verband tussen de uitstroomsnelheid van de verbrandingsgassen van een raket en de raketsnelheid. Andere pioniers van de theoretische ruimtevaart waren de Amerikaan Robert Hutchins Goddard, die in 1919 een verhandeling publiceerde, getiteld: A method of reaching extreme altitudes, en de Duitse leraar Hermann Julius Oberth, die in 1923 in een publicatie: Die Rakete zu den Planetenräumen stelde dat de stand van wetenschap en techniek het toelaat machines te bouwen die zich buiten de aardse dampkring kunnen verheffen zonder op aarde terug te vallen, geschikt om mensen te vervoeren, en dat onder bepaalde omstandigheden de vervaardiging van zulke machines economisch lonend wordt. Deze historische publicaties werden gecompleteerd met Walter Hohmanns boek: Die Erreichbarkeit der Himmelskörper (1925), een boek van Robert Esnault-Pelterie over 'het onderzoek van de hogere dampkringlagen met behulp van raketten en de mogelijkheid van interplanetaire reizen' (1928) en Eugen Sängers Raketenflugtechnik (1933).

1.2 Duitsland

De basis voor de praktische uitvoering van deze theorieën uit het begin van de 20ste eeuw werd gelegd in de Tweede Wereldoorlog met de bouw van de Duitse V-2, ontworpen door Walter Dornberger en Wernher von Braun. De V-2 was de eerste krachtige raket met grote mogelijkheden voor de ruimtevaart (zie ook V-wapens).

1.3 Sovjet-Unie

In 1945 werden meer dan 4000 Duitse medewerkers aan de V-2 naar de Sovjet-Unie overgebracht, waar zij al hun ervaringen aan de Sovjettechnici afstonden. In 1949 lanceerden de Russen reeds raketten tot hoogten van 100 km boven het aardoppervlak. Op een congres in Wenen (november 1953) onthulde de Russische hoogleraar Nesmejanov voor het eerst Russische ruimtevaartplannen. Op 4 oktober 1957 werd de eerste Russische kunstmaan, Spoetnik 1, met succes gelanceerd. Nog op 3 november van dat jaar werd de hond Laika als eerste proefdier voor de ruimtevaart in een kunstmaanbaan rond de aarde geschoten. Op 2 januari 1959 werd voor het eerst een Russische raket in de richting van de Maan geschoten. Deze Loena 1, gelanceerd door een drietrapsraket, passeerde 34 uur na de start de Maan op een afstand van 6500 km en verdween vervolgens in een baan om de zon. Acht maanden later sloeg de Loena 2 als eerste aardse voorwerp op het maanoppervlak te pletter. Enige dagen later, op 4 oktober 1959, werd de Loena 3 in een baan achter de Maan om geschoten. Aan deze Loena 3 heeft men de eerste foto's van de achterkant van de Maan te danken. In 1961 werd voor het eerst een mens buiten de dampkring gebracht (Joeri Aleksejevitsj Gagarin). Pas in 1966 slaagde men erin met behulp van de Loena 9 een zachte landing op het maanoppervlak te maken. Eveneens in 1966 slaagden Sovjettechnici erin de eerste kunstmaan van de Maan tot stand te brengen met de Loena 10. In september 1970 landde het onbemande maanvoertuig Loena 16 op het maanoppervlak voor het winnen van grondmonsters, die op 24 september 1970 op aarde werden afgeleverd. Tevens werd in 1970 een eerste onbemand maanvoertuig, Loenochod 1, op het maanoppervlak gebracht.

Russische onbemande ruimtesondes naar Mars zijn weinig succesvol geweest; weliswaar slaagde men er op 2 december 1971 in als eerste een capsule op Mars te deponeren, doch wetenschappelijke resultaten bleven uit. Meer succes boekten de Russen bij het onderzoek van Venus. Eind 1966 kwam een eerste bolvormig voorwerp van aardse makelij op deze planeet terecht en op 15 december 1970 registreerde een door Venera 7 op Venus afgeworpen sonde, die gedurende 21 minuten na de landing functioneerde, een temperatuur van 500°C en een druk van bijna 10 MPa (100 bar). De eerste beelden van het oppervlak werden in oktober 1975 door Venera-9 en -10 naar de aarde gezonden.

In 1996 werd de Mars 96 gelanceerd, maar door een mankement aan de vierde trap van de draagraket bleef die in een baan om de aarde en viel een dag later in de Stille Oceaan. Daarmee was ook de laatste Russische poging om Mars te bereiken mislukt. Driekwart van de elf gelanceerde Marssondes mislukte geheel en bij de overige ging altijd iets mis.