Op woensdag 1 april lanceert NASA voor het eerst in meer dan vijftig jaar astronauten voor een reis rond de maan. Maar Amerika is niet alleen. Anders dan in de jaren 1960 gaat het niet alleen om wie er het eerst is; het gaat om wie er blijft.
Foto boven: NASA-astronauten Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch en Jeremy Hansen poseren voor de Artemis II SLS (Space Launch System)-raket en het Orion-ruimtevaartuig van NASA.
Toen de astronaut Eugene Cernan op 14 december 1972 het luik van de maanlander Challenger achter zich dichttrok, had wellicht niemand verwacht dat dit de laatste maanwandeling in meer dan een halve eeuw zou worden. Cernan en zijn collega Harrison Schmitt hadden net zeven uur en vijftien minuten op het maanoppervlak rondgereden en gewandeld. Het was de derde maanwandeling van de Apollo 17-missie in evenveel dagen. Tijdens hun expeditie verzamelden ze zoveel mogelijk monsters, wetende dat dit de laatste bemenste maanmissie van het Apolloprogramma zou zijn.
China heeft tweemaal maanmonsters teruggebracht, waaronder eenmaal van de achterkant van de maan, een wereldprimeur
In 1970 waren de geplande Apollo 18-, 19- en 20-missies immers al geannuleerd. De voornaamste redenen waren de tanende publieke belangstelling en het feit dat naar de maan gaan niet makkelijk en al zeker niet goedkoop is. Het was de zesde landing op de maan sinds Neil Armstrong in 1969 voor het eerst voet op de maan zette en het was niet meteen duidelijk wat er nog te rapen viel. Het programma had 25,4 miljard dollar gekost, gecorrigeerd voor inflatie meer dan 250 miljard vandaag. Toenmalig Amerikaans president Richard Nixon vond dat het welletjes was geweest en het programma werd stopgezet. Hij moest namelijk een oorlog uitvechten in Vietnam en niemand zat te wachten op een zevende maanlanding.
De jaren erop verdween het idee dat de mens permanent op de maan zou leven uit de collectieve verbeelding. De Sovjets annuleerden in 1976 hun eigen tegenhanger van het Apolloprogramma na een paar catastrofale ongelukken. Zowel zij als de Amerikanen besloten te focussen op de ruimte in een lage baan rond de aarde. En hoewel er af en toe een ambitieuze Amerikaanse president zoals George H.W. Bush op de proppen kwam met ideeën voor een nieuw maanprogramma, bleek het altijd te duur en werd het idee weer van de tafel geveegd.
De opkomst van een nieuwe grootmacht
Maar terwijl de VS en Rusland hun maanambities geleidelijk naar de achtergrond schoven, groeide in alle stilte een nieuwe speler uit tot een ruimtevaartgrootmacht. China begon al in de jaren 1950 en 1960 met de uitbouw van een eigen ruimtevaartprogramma, maar het traject verliep allesbehalve vlot. Politieke instabiliteit, economische schaarste en jarenlange internationale isolatie remden de ontwikkeling sterk af, waardoor China weliswaar een paar noemenswaardige mijlpalen bereikte, maar decennialang in de schaduw bleef van de Amerikanen en de Sovjets.
Pas in de voorbije twintig jaar schakelde het land een versnelling hoger, zo vertelt ruimte-ambassadeur Nancy Vermeulen aan Eos. Het echte keerpunt kwam er in 2003, toen Yang Liwei als eerste Chinese astronaut (hierna taikonaut) de ruimte in werd gestuurd. Met die missie werd China pas het derde land ter wereld dat volledig op eigen kracht een mens in een baan om de aarde kon brengen, na de Sovjet-Unie en de Verenigde Staten. ‘Wat hebben zij de afgelopen tientallen jaren gedaan? Ze hebben hun jonge mensen uitgestuurd naar topuniversiteiten overal ter wereld. En die hebben knowhow teruggebracht naar China’, zegt Vermeulen. Daarnaast investeerde het land fors in ruimtevaartinfrastructuur en bouwde het stap voor stap een gesloten keten uit waarin ontwerp, productie en lancering in eigen handen bleven.
Sinds de vlucht van Liwei heeft China een reeks belangrijke mijlpalen behaald. Het land heeft meerdere onbemenste missies naar de maan uitgevoerd. Ook heeft het tweemaal maanmonsters teruggebracht, waaronder eenmaal van de achterkant van de maan, een wereldprimeur. En in 2022 werd het Chinese ruimtestation Tiangong voltooid, dat sindsdien permanent bemenst is. Het is het enige operationele ruimtestation dat zelfstandig door één natie wordt beheerd. Koen Geukens van de Volkssterrenwacht Urania, die het Chinese ruimtevaartprogramma al jaren volgt, vertelt dat deze systematische opbouw China’s grootste troef is. ‘Ze bouwen elke keer verder en op die manier bouwen ze ook ervaring op, met het oog op een maanlanding. Elke vlucht deden ze iets extra. Eerst een kleine ruimtewandeling, dan een grote. Er werd steeds voortgebouwd op vorige ervaringen.’
Dit jaar volgt onder meer weer een onbemenste missie naar de maan, ditmaal om de zuidpoolregio van de maan te verkennen. Deze locatie is niet toevallig gekozen. In tegenstelling tot de jaren 1960 en 1970 willen zowel China als de VS een bemenste maanbasis bouwen. De zuidpoolregio is daarvoor ideaal: er bevinden zich plaatsen waar de zon bijna heel het jaar schijnt en in de schaduw van de kraters vermoeden onderzoekers dat er grote hoeveelheden waterijs aanwezig zijn. Zonlicht kan gebruikt worden om energie op te wekken, terwijl waterijs kan dienen om drinkwater, zuurstof en raketbrandstof te produceren.
Geen wonder dus dat China hier in 2029 of 2030 taikonauten wil neerzetten. Volgens Geukens is dat een realistische tijdlijn. De raket die hiervoor gebruikt moet worden, de Lange Mars 10, is volop in ontwikkeling. ‘Dit jaar gaan ze daar een eerste testvlucht mee uitvoeren’, zegt Geukens. Ook met de capsule die taikonauten moet vervoeren, boekt China vooruitgang. ‘Die heeft al onbemenst gevlogen en ze gaan die dit jaar een eerste keer gebruiken om naar hun Chinese ruimtestation te vliegen.’
Geukens vergelijkt de ontwikkeling van het Chinese maanprogramma dan ook met het Apolloprogramma. Ook toen werd er stapsgewijs gewerkt. En de vooruitgang die China boekt, maakt de Amerikanen nerveus, zo zegt Geukens, ‘want de Amerikanen gaan Starship, het lanceersysteem van Elon Musk, gebruiken en dat staat nog niet op punt. Ze hebben echt schrik dat de Chinezen als eersten op de maan gaan zijn.’
Wat doen de Amerikanen?
De Verenigde Staten zijn samen met hun partners, waaronder het Europese Ruimteagentschap (ESA), zelf bezig met een eigen maanprogramma, het Artemisprogramma. Ook hun doel is om niet alleen weer voet op de maan te zetten, maar er een permanente aanwezigheid op te bouwen in de vorm van een maanbasis. Hoewel dat ook de ambitie van de Chinezen is, denkt Geukens dat het systeem dat de Amerikanen nu ontwikkelen, een groot voordeel biedt.
Het plan van de Amerikanen is complex. Astronauten worden aan boord van de ruimtecapsule Orion met behulp van het Space Launch System, een enorme, niet-herbruikbare raket, richting een baan rond de maan gebracht. Voorafgaand daaraan moet bedrijf SpaceX eerst een heel andere operatie uitvoeren: eerst wordt er een brandstofdepot in een baan rond de aarde geplaatst. Daarna worden naar schatting tien tot vijftien herbruikbare Starship-raketten naar het depot gestuurd om het aan te vullen. Pas daarna kan de Starship Human Landing System (Starship HLS), de maanlander zelf, gelanceerd worden. De lander tankt bij aan het depot en vliegt naar de maan. Daar koppelt die zich aan Orion, waarna twee astronauten afdalen naar het maanoppervlak.
Dat klinkt behoorlijk ingewikkeld en dat is het ook. De Chinezen kiezen voor een eenvoudigere aanpak: twee Lange Mars 10-raketten worden apart gelanceerd, een met de bemanning in de Mengzhou-capsule en een met de Lanyue-maanlander. Ze koppelen in een baan rond de maan, waarna twee taikonauten afdalen naar het oppervlak. Na hun verblijf stijgen ze weer op, koppelen aan Mengzhou en vliegen terug naar de aarde. Waarom is het Amerikaanse systeem dan zo omslachtig?
Het antwoord, zegt Geukens, is massa. Met een ‘gewone’ maanlander kan maar een paar ton massa naar de maan worden gebracht. Starship HLS kan daarentegen vijftig tot honderd ton op het hemellichaam plaatsen. Die schaalvergroting maakt het verschil. ‘Het zal ineens veel sneller gaan en je gaat op de maan minder moeten construeren, want je levert het allemaal in één keer af’, zegt Geukens. Zelfs als China als eerste op de maan landt, heeft het voorlopig nog niet de capaciteit die de VS heeft om grote hoeveelheden massa op de maan te plaatsen.
Herbruikbaarheid is hierbij een sleutelfactor. SpaceX heeft met zijn huidige deels herbruikbare raketten immers een enorm concurrentievoordeel. De prijs van lanceringen is daardoor al fors gedaald. Starship, dat volledig herbruikbaar moet worden, gaat de prijs wellicht nog verder doen dalen.
Maar hoewel Starship herbruikbaar wordt, is het ruimtelanceersysteem SLS dat niet. Deze raket wordt volledig afgedankt na een vlucht en dat maakt het Artemisprogramma zeer duur. De Lange Mars 10 moet op termijn wel deels herbruikbaar worden. ‘Op vlak van herbruikbaarheid staan ze een stuk verder dan de SLS-raket van de Amerikanen. Op langere termijn gaan ze misschien hun achterstand inhalen’, zegt Geukens.
Bijkomend detail: Starship is nog helemaal niet klaar. Hoewel vooruitgang wordt geboekt, zijn er nog veel kinderziekten die tijdens testvluchten meermaals voor dramatische explosies hebben gezorgd.
Het oorspronkelijke tijdschema van de Amerikanen is dan ook niet haalbaar gebleken. Aanvankelijk was het idee dat er in 2026 al astronauten op de maan zouden landen tijdens de Artemis III-missie. Dat is intussen opgeschoven. Artemis II, een missie waarbij astronauten rond de maan gaan vliegen, wordt op 1 april 2026 gelanceerd. Dat is meer dan drie jaar na de succesvolle Artemis I-missie, de eerste, onbemenste testvlucht van de SLS en de Orion-ruimtecapsule. De derde missie, waarbij astronauten effectief op de maan landen, vindt dus wellicht ten vroegste in 2027 plaats en de kans bestaat dat het later is.
Er moet immers nog veel gebeuren voordat Artemis III kan plaatsvinden. Zo moet SpaceX nog de nodige technologie ontwikkelen om te kunnen tanken in een baan rond de aarde en moet Starship betrouwbaar werken.
Langdurige aanwezigheid op de maan
Ongeacht wie er nu wint, lijkt het er niet op dat we teruggaan naar een jaren 1970-situatie. Beide landen willen deze keer op de maan blijven. En er gaan niet enkel monsters verzameld worden voor wetenschappelijk onderzoek.
Er zijn verschillende redenen om het eerste land te willen zijn met een langdurige aanwezigheid op de maan. Op de maan bevinden zich namelijk grondstoffen. Een van de bekendste is helium-3. Dat is een isotoop van helium dat in de toekomst gebruikt kan worden als brandstof voor kernfusiereactoren. Op aarde is dit isotoop zeer zeldzaam, maar op de maan zijn er grote afzettingen. ‘Men vermoedt ook dat er op de maan, aan de oppervlakte of net daaronder, kostbare mineralen liggen’, vult Vermeulen aan.
De zuidpoolregio is ideaal voor een bemenste maanbasis: er zijn plaatsen waar de zon bijna heel het jaar schijnt en in de schaduw van de kraters zijn er grote hoeveelheden waterijs
Ook vanuit geostrategisch standpunt is controle over de maan zeer belangrijk. Hoewel het ruimteverdrag van de VN stelt dat niemand de maan mag claimen, staat daar niets in over infrastructuur bouwen. ‘Elke opkomende grootmacht weet dat wie de infrastructuur gaat uitbouwen de komende vijftig jaar de spelregels bepaalt’, zegt Vermeulen. En dan is er nog het idee om de maan te gebruiken als een soort tussenstation tussen de aarde en de rest van het zonnestelsel. Op de maan kunnen immers fabrieken gebouwd worden. ‘Als je vanaf de maan lanceert richting asteroïden, kost dat een stuk minder energie want op de maan is de zwaartekracht maar een zesde van de aardse zwaartekracht. Als je aan mijnbouw kan doen op asteroïden, waar letterlijk het platinum en de zeldzame aardmetalen voor het oprapen liggen, en die grondstoffen verwerkt op de maan, dan heb je het kapitaal van de komende vijftig jaar in handen.’
Hoewel het nu lijkt alsof China of de VS (of beiden) in de toekomst de touwtjes in handen gaan hebben, is dat lang niet zeker. Naast de VS en China kloppen immers ook andere landen op de deur. India staat nu bijvoorbeeld waar China twintig tot dertig jaar geleden stond. Het land heeft al meerdere onbemenste sondes op de maan gezet, waaronder Chandrayaan-3, de eerste sonde ooit die bij de zuidpool van de maan is geland. En hoewel een eigen bemenst maanprogramma er nog niet zit aan te komen, is India wel van plan om binnen een paar jaar zelf astronauten naar een lage baan rond de aarde te sturen.
Ook ons eigen continent, dat vandaag meer een ondersteunende rol speelt, is aan een inhaalbeweging bezig. ‘We zien nu een versnelling in Europa van commerciële bedrijven die aangemoedigd worden om zich te ontwikkelen. Dat gaat snel’, zegt Vermeulen. Naast ruimtevaartbedrijven die hun eigen raketten ontwikkelen, bouwt ESA Themis, een deels herbruikbare demonstratorraket. Europa levert vandaag ook al cruciale infrastructuur aan het Artemisprogramma, zoals de servicemodule van de Orion-capsule. In ruil daarvoor mag Europa de komende jaren astronauten naar de maan sturen.
