Ruimtevaart in 2010

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 30 december 2009)


Tweeduizendtien: het jaar waarin het shuttle-programma stopt (volgens de huidige planning). Ook het jaar waarin commerciële ruimtevaart nieuwe sprongen waagt: een nieuwe Falcon 9 raket moet een prototype van de Dragon capsule lanceren waarmee later in het jaar een bevoorrading van ISS uitgevoerd moet gaan worden. En SpaceShipTwo moet zijn eerste testvlucht gaan maken.

Bemande ruimtevaart

Einde van het shuttle tijdperk.. of nog niet helemaal?
Officieel lanceert in september de space shuttle Discovery op de allerlaatste vlucht van de shuttles. Maar.. ruimtestation ISS kan maar in beperkte mate zonder de enorme lading die de shuttle normaal gesproken mee brengt. ISS moet ten minste nog mee tot en met 2015. Orion, de opvolger van de shuttle is a) er pas over enkele jaren en b) heeft geen laadbak om vracht mee naar ISS te brengen. Dus er wordt serieus gespeculeerd over een extra logistieke shuttlemissie. Daarvoor heeft NASA dan nog wel even extra materiaal nodig, dus het besluit zal niet al te lang op zich laten wachten. Maar eerst dus de geplande missies:

Op 7 februari is de eerste shuttlemissie van dit jaar, STS-130. De shuttle Endeavour neemt dan een extra module mee, de Tranquility, waaraan een observatiedek bevestigd zit, de Cupola. Astronauten hebben altijd aangedrongen op de Cupola, dat zeven ramen heeft. Officieel vanwege uitzicht over werkzaamheden, onofficieel vanwege het fantastische uitzicht dat deze module moet gaan geven.


De Tranquility module met daaraan de Cupola zoals ze nu klaarliggen op Kennedy Space Center in de Space Station Processing Facility.

Op 18 maart volgt STS-131, een logistieke missie. Aan boord van de shuttle Discovery gaat de module Raffaello mee die tijdens de missie aangekoppeld wordt aan ISS, maar aan het eind van de missie weer mee gaat naar Aarde.

14 mei zal de laatste geplande vlucht van de shuttle Atlantis zijn. Atlantis brengt op missie STS-132 een Russiche module bij ISS, de Mini-Research Module-1, ook wel Rassvet (Russich voor ochtendgloren) genoemd. En dat is zo'n beetje de laatste bewoonbare module die aan ISS gekoppeld wordt. Verder gaat de European Robot Arm (ERA) mee. Dit is een intelligente ruimterobot die inspecties uit kan voeren, zonnepanelen kan installeren en astronauten kan ondersteunen bij hun werk. Hij is ontwikkeld bij Dutch Space in Leiden. Ziezo, nu heeft zo'n beetje elk partner zijn eigen ruimtearm.


De European Robotic Arm bij Dutch Space.

STS-134, de laatste vlucht van de shuttle Endeavour, moet een instrument mee brengen naar ISS dat eigenlijk al geschrapt was: de Alpha Magnetic Spectrometer. Met dit apparaat hopen wetenschappers donkere materie en antimaterie te detecteren. Om de deadline van het pensioeneren van de shuttle te halen kon AMS-02 (AMS-01 was een test in 1998 op shuttlemissie STS-91) niet meer gelanceerd worden. Dit was echter zo'n speciaal experiment, dat vele wetenschappers en geïnteresseerden vroegen om AMS-02 toch te lanceren. Aan die oproep werd in 2007 gehoor gegeven. "Maar waarom", zul je je afvragen, "moet zo'n ding aan een bemand ruimtestation hangen?" De reden is dat de AMS-02 nogal grote energie-behoeften heeft en dat ISS met zijn enorme zonnepanelen daarin kan voldoen. STS-134 brengt trouwens ook een extra ExPRESS pallet voor reserve-onderdelen en experimenten.


De Alpha Magnetic Spectrometer.

Op 16 september moet de allerlaatste shuttlevlucht gelanceerd worden: STS-133. NASA heeft zitten brainstormen hoe zij op deze laatste vlucht zoveel mogelijk mee kon nemen naar ISS. Sowieso brengt de shuttle Discovery het vierde ExPRESS palet, maar ook wordt Leonardo, een logistieke module, meegenomen. NASA heeft nu het idee opgevat, gezien zij de logistieke modules niet meer nodig heeft (omdat er geen shuttles meer zullen zijn die ze meenemen), om de Leonardo als extra module achter te laten. Mogelijk wordt ook de Orbiter Boom Sensor System achtergelaten. Dit is een paal met sensors waarmee het hitteschild van de shuttle normaal gesproken wordt gecontroleert wordt. Maar zo'n verlengstuk van de robotarm van ISS bleek in het verleden al eens handig voor andere zaken.

Is STS-133 echt de laatste missie? Er wordt nagedacht over een extra logistieke misse, STS-135. De shuttle Atlantis zou in dit geval extra materiaal moeten leveren waarmee ISS langer kan functioneren. Op dit moment gaat NASA er vanuit dat ISS in 2015 met pensioen gaat. Het ruimtestation moet dan gecontroleerd teruggebracht worden door de dampkring. Maar internationale partners en Amerikaanse politici vinden dat wel erg zonde. Het project heeft tenslotte vele tientallen miljarden gekost. Waarschijnlijk besluit men dat doorgegaan wordt met ISS tot 2020. Daar is dan wel extra reservemateriaal voor nodig, zoals batterijen, koelvloeistof en andere zaken. Deze missie zou wel eens in 2011 gelanceerd kunnen worden.

De Leonardo module kan mooi dienen als bergplaats voor de astronauten van ISS.


Rond ISS
Japan's eerste vrachtschip voor ISS, de HTV-1 was succesvol. In 2010 staat de HTV-2 gepland.

Rond november, december staat de lancering van Europa's vrachtschip, de ATV, naar ISS op het programma. Deze ATV wordt Johannes Kepler genoemd. Dit ruimteschip heeft de nodige voorraad aan brandstof, voedsel, water en ander vracht bij zich en zal ISS een zetje naar een hogere baan geven.

Uiteraard zal ISS verder in hoge mate nog afhankelijk zijn van de Russische Progress voor bevoorrading. En vier keer zal een bemande Sojoez ISS aan doen voor de uitwisseling van bemanningsleden. Dit keer staan er geen commerciële gasten op de lijst.

Commerciële bemande ruimtevaart
Het is al weer meer dan vijf jaar geleden dat astronaut Mike Melvill met SpaceShipOne namens Scaled Composites de X Prize in de vacht sleepte. Er is druk gewerkt aan een groter ruimteschip. genaamd SpaceShipTwo, en een groter vliegtuig dat SpaceShipTwo op hoogte moet brengen voor de lancering. In december onthulde exploitant Virgin Galactic het eerste SpaceShipTwo ruimteschip uit een serie van vijf. De eerste passagiers zullen pas in 2011 mee kunnen vliegen naar 100 km hoogte, maar eerst zal alles goed getest moeten gaan worden. Dat zal ongetwijfeld in 2010 beginnen.

Een andere commerciële partij is druk bezig een nieuwe raket te testen, de Falcon 9 van SpaceX. Waarom is deze raket interessant? Allereerst omdat beide rakettrappen van de Falcon 9 ontworpen zijn voor hergebruik. Ten tweede omdat de Falcon 9 een commercieel voorraadschip, de Dragon, moet gaan lanceren. Dat moet in 2010 al zijn eerste rendezvous met ISS gaan maken. Een interessant alternatief voor de Russische Progress en (deels) die van de shuttle. Er wordt zelfs gewerkt aan een bemande versie van de Dragon, maar daar moeten we nog even op wachten. In februari moet de Falcon 9 zijn eerste vlucht gemaakt hebben, in april wordt de Dragon voor het eerst gelanceerd, in juni volgt een rendezvous met ISS en augustus moet de Dragon C3 de eerste commerciële bevoorrading van ISS uitvoeren.


Het Dragon voorraadschip is voor de NASA een welkome concurent voor de Russische Progress.

Militair
Niet bemand, maar wel opmerkelijk: op 19 april moet een Atlas V 501 raket een demonstratiemodel van de X37, een herbruikbaar ruimteschip, lanceren. Deze X37B lijkt erg veel op het Crew Exploration Vehicle, waar NASA geen budget voor kreeg. Maar tegenwoordig wordt onderzoek naar de X37 gefinancierd door DARPA, het onderzoeksinstituut van de Amerikaanse Defensie. Lees meer over de X-37B op deze pagina op Astrostart.nl.


Een van de foto's van de X-37B die de US Air Force onlangs vrijgaf.

In en rond het zonnestelsel
Solar Dynamics Observatory (SDO) is een verse nieuwe satelliet voor monitoren en onderzoek van de zon. Waarom hebben we zo'n satelliet nodig? De zon bepaalt het "weer" rond onze Aarde. Soms heeft de zon uitbarstingen en soms zijn die gericht op de Aarde. Ze leggen electronische systemen plat, schakelen satellieten uit en zo meer. Door observatie kun je zo'n uitbarsting van te voren zien aankomen en maatregelen treffen. We hebben al zo'n satelliet van ESA en NASA, maar die is al weer 14 jaar oud. Het is niet verstandig alles in te zetten op zo'n oud systeem. SDO gaat de zon elke 10 seconden fotograferen in 10 golflengten. Daardoor zien we ook beter hoe uitbarstingen tot stand komen.


Het Solar Dynamics Observatory.
De Franse ruimtevaartorganisatie CNES wil in 2010 een microsatelliet genaamd Picard de ruimte in laten sturen voor zonneonderzoek. Picard moet de totale straling meten die de zon uitstraalt en de exacte diameter en vorm van de zon bepalen tot op enkele arcseconden. De naam van de satelliet verwijst overigens niet naar Jean-Luc, maar naar een Franse astronoom uit de 17e eeuw. Deze astronoom deed de eerste accurate metingen van de doorsnede van de zon.

Japan wil in mei 2010 de Venus Climate Orbiter, ook wel Akatsuki, sturen naar de planeet Venus. Met de Akatsuki wil Japan het oppervlak van Venus in beeld brengen (in infrarood), bliksem detecteren en aantonen of er al dan niet vulkanisme is op deze hete planeet. Met dezelfde raket gaat ook Ikaros mee, een test van een zonnezeil met zonnecellen. In december moet de Akatsuki bij Venus aankomen.


De Venus Climate Orbiter gaat circulaties in de atmosfeer van Venus bestuderen.

In oktober wil China haar tweede missie naar de maan sturen. Chang'e 2 moet de maan in hogere resolutie in kaart brengen als voorbereiding voor de Chang'e 3 die een zachte landing moet gaan uitvoeren.

Verrassend is de Roemeense lancering van een ballon, die een Haas raket met een prototype van een maanlander moet afzetten. Het hele systeem is nogal innovatief. De Maanlander, de (Roemeense) European Lunar Explorer, wordt terug naar Aarde gebracht aan parachutes. Het uiteindelijke systeem moet meedingen naar de Google Lunar X Prize. Het eerste team dat een robotlander op de maan zet voor december 2012, wint 20 miljoen dollar.


Een 1-op-1 model van de Haas raket. In plaats van de bovenste bol zal de European Lunar Explorer geplaatst worden.

En dat is het zo'n beetje qua nieuwe missies in het zonnestelsel. Wel worden nog de nodige flyby's uitgevoerd.

Komeetmissie Rosetta komt op 10 juli op ongeveer 3000 km afstand langs de asteroïde 21 Lutetia.

Cassini maakt nog steeds zijn bezoeken rond Saturnus. Zes keer komt de sonde langs Titan. Twee keer scheert Cassini op 103 (28 april) en 201 kilometer (18 mei) langs Enceladus. Op 2 maart komt Cassini op slechts 100 kilometer langs de maan Rhea, een dag later langs de maan Helene en op 7 april komt de sonde op 504 kilometer langs Dione.

Satellieten
Astronomie
Na al het geweld van nieuwe grote ruimtetelescopen en de gerepareerde Hubble in 2009 steekt 2010 qua ruimtetelescopen een beetje mager af.

Rusland heeft wel een radiotelescoop in de ruimte gepland, de RadioAstron, en Japan wil een nanosatelliet laten lanceren met een infraroodspectrometer, maar dat is het wel zo'n beetje.

De RadioAstron is een Russische satelliet ten behoeve van radioastronomie. De satelliet wordt in samenwerking met radiotelescopen op de grond gebruikt. Door die combinatie kan men veel hogere resolutie beelden verkrijgen.
Technologie
Prisma-Mango en Prisma-Tango zijn twee Zweedse satellieten die in formatie zullen vliegen. De ervaring die met deze tests wordt opgedaan is van belang voor ESA's Darwin project. Dit is een aantal telescopen die met elkaar een veel scherper beeld moeten opleveren.


De Mango (links) en Tango in rendez-vous in de ruimte.
Aardobservatie en klimatologie
De lancering van de Cryosat-1 in 2005 mislukte, vandaar dat een tweede exemplaar gemaakt is. Cryosat-2 is een satelliet die met behulp van radar de hoogte van het poolijs moet gaan meten. Dit moet veel acuratere gegevens opleveren over de mate waarin de poolkappen en gletsjers smelten. De Cryosat zal antwoorden moeten geven of en in welke mate de zeespiegels stijgen. De lancering op een Dnepr-1 raket staat gepland op 25 februari.


Cryosat-2.
Glory is een satelliet van NASA die over twee factoren in het klimaat meer gegevens moet verzamelen: de distributie van aerosolen in de atmosfeer en de straling van de zon. Glory moet de samenstelling van de aerosolen achterhalen en gaan kijken naar de totale hoeveelheid straling die van de zon komt en de hoeveelheid straling die de Aarde daarvan reflecteert. De lancering is gepland op 22 november. Opmerkelijk is dat er met de Glory een replica van de Explorer-1 satelliet meegaat. De Explorer-1 [PRIME] zou eigenlijk twee jaar geleden gelanceerd moeten worden om te herinneren dat het vijftig jaar geleden was dat America's eerste satelliet gelanceerd werd.

Andere satellieten
Dit is het derde jaaroverzicht waarin ik melding maak van de geplande lancering van de Healthsat, een Indiase satelliet voor geneeskunde op afstand. Daarmee kan specialistische kennis worden doorgegeven aan dokters in de meest afgelegen gebieden. Dorpen krijgen mobiele apparaten waarmee men in contact kan komen met doktoren. Op deze manier hoeven zieke dorpelingen geen reizen te maken naar vergelegen ziekenhuizen. India wil de Healthsat in februari lanceren.

Raketten
Opnieuw maak ik er melding van dat de Vega raket "in het komende jaar" vanaf de lanceerbasis Kourou voor het eerst gelanceerd zal worden. De Vega is een raket speciaal voor kleine satellieten. De lancering staat nu gepland in november. Het Nederlandse Dutch Space heeft de tussentrap tussen de 1e en 2e trap geleverd.

Ook wordt dit jaar voor het eerst een Sojoez raket gelanceerd vanaf de lanceerbasis Kourou. Voordeel voor de Russen is dat lanceren naar een geostationaire baan vanaf de evenaar minder brandstof kost, dus kan er meer mee. Op de eerste vlucht in mei moet de Britse HylasOne communicatiesatelliet gelanceerd worden.



Ziezo, ik kan er weer even een jaartje tegenaan. Veel leesplezier.

Bronnen: Wikipedia, NASA

De maan wordt niet echt blauw op Oudejaarsavond

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 29 december 2009)


Er wordt gezegd dat op Oudejaarsavond een blauwe maan aan de hemel staat. Die maan wordt niet echt blauw. De blauwe maan is gewoon een term voor een tweede volle maan in een maand tijd. Maar op Internet kunnen die dingen nog wel eens een eigen leven gaan leiden, zoals de "Mars zo groot als volle maan"-mail die elk jaar terug blijft komen.

Wat er wel gaat gebeuren, is dat er een gedeeltelijke maansverduistering optreedt. De schaduw van de Aarde neemt een klein hapje uit de maan tussen 19:52 en 20:54.



Bronnen: Bad Astronomy blog, waarnemen.com

Is de lichtsnelheid voor elk foton even snel?

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 29 december 2009)

Volgens Einstein wel. De lichtsnelheid was volgens hem de maximum snelheid voor alles, ook electromagnetische straling van allerlei aard: zichbaar licht, radiogolven, gamma straling en alles wat er tussen zit. Dat was lastig aan te tonen.

Met de Fermi gamma straling telescoop heeft NASA een perfect middel om die meting te doen: het kan licht van verschillende energie (golflengten) detecteren en het kan uitbarstingen van gamma straling waarnemen. Een botsing tussen twee neutronensterren, de overblijfselen van reuzensterren, levert zo'n uitbarsting op. Sommige van die uitbarstingen zijn heel kort. En als je twee lichtdeeltjes van verschillende golflengten van die uitbarsting detecteert weet je vrij zeker dat het ene deeltje niet een week geleden vertrokken is.

Fermi heeft nu twee lichtdeeltjes gedetecteerd afkomstig van 7,3 miljard lichtjaar afstand en waarvan het ene deeltje een miljoen keer zoveel energie had als het andere. Genoeg verschil dat het zou moeten uitmaken nadat ze zo'n enorme afstand hebben afgelegd. De uitbarsting duurde maar 2,1 seconden. Het verschil in aankomst tussen beide deeltjes was slechts negen tiende van een seconde. Na 7 miljard jaar reizen is dat niet heel significant.

Het mooie van deze blog is dat ik eindelijk Youtube filmpjes in mijn artikel kan plaatsen. Dus ik geef nu het woord aan de mensen van NASA:




Bronnen: Bad Astronomy Blog, NASA

Ruimtevaart en astronomie in 2009 in beeld - deel 2

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 25 december 2009)

2009 was het internationaal jaar van de sterrenkunde. Gelukkig waren er veel gebeurtenissen die dit jaar luister bijzetten. Dit is deel 2 van een tweedelig overzicht.

Exoplaneten
In steeds hoger tempo worden er planeten buiten ons zonnestelsel gevonden. Nu zijn er ongeveer 415 exoplaneten bekend. Met speciale apparatuur achter telescopen op Aarde en planeetjagers als Kepler in de ruimte zal het aantal exoplaneten waarschijnlijk exponentieel stijgen. Ook worden er steeds kleinere planeten gevonden. De vonst van de eerste planeet ter grootte van de Aarde zal niet lang meer op zich laten wachten. Dan is het nog wachten op een planeet ter grootte van de Aarde in de bewoonbare zone.

Wel werd alvast een planeet met water en een dichte atmosfeer ontdekt. De planeet, GJ 1214b genaamd, is 2,7 keer de doorsnede van de Aarde. De planeet dimt de ster waarom hij draait steeds een beetje en op basis daarvan heeft men de doorsnede kunnen bepalen. Daarna heeft men het spectrum bepaald waarmee men de roodverschuiving van de planeet kon bepalen en op basis daarvan de radiale snelheid en dat levert de nodige gegevens op voor het bepalen van de massa (6,55 keer dat van de Aarde). Op basis van volume en massa kon men de dichtheid bepalen en op basis van wat we weten van rotsachtige planeten kon men berekenen dat, de planeet een hoop water moest hebben om de gegeven dichtheid te bereiken. Korreltje zout erbij? Misschien wel. Ik vind de conclusie dat GJ 1214b een heel waterige planeet is een tikje voorbarig. Maar de grote ruimtetelescopen, zoals Hubble, zullen binnenkort nauwkeuriger metingen gaan doen.

Met de Hubble en de Spitzer ruimtetelescopen is wel alvast een exoplaneet ontdekt met kooldioxide, methaan en water in de atmosfeer. Alleen deze planeet ter grootte van Jupiter is verre van ideaal voor leven. Daarvoor is hij onder andere te heet.

Er worden ook andere methoden ontwikkeld om exoplaneten op te sporen. Een methode bleek niet zo goed te werken. Een in mei met astrometrie ontdekte exoplaneet bleek in november niet te bestaan. Maar een foto wekt wat meer vertrouwen, zoals deze hieronder van GJ 758 B (en mogelijk een tweede exoplaneet). De foto werd met een coronograaf op de Subaru telescoop op Mauna Kea, Hawaii, genomen:


De ster GJ 758 met zijn planeet en mogelijk een tweede. De foto was mogelijk door het licht van de ster te blokkeren.

Inmiddels zijn ook twee exoplaneten waargenomen die in tegengestelde richting van de rotatie van hun ster om de ster draaien.


Verder in de kosmos


De röntgentelescoop Chandra vond deze kosmische hand. Het is een wolk van zeer het gas rond een pulsar.

In april vond het Nederlands instituut voor radioastronomie (ASTRON) het verst gedetecteerde water ooit op 11,1 miljard lichtjaar. Het ging om een zogenaamde maser, een straal materie die door een supermassief zwart gat uitgestoten werd.

Op 23 april vond de Swift satelliet het verste object ooit. Swift detecteerde het licht van een uitbarsting van gamma straling op een afstand van 13 miljard lichtjaar. Dat betekent dat het universum toen nog maar 4% van zijn huidige leeftijd was. Het object kreeg als aanduiding GRB 090423 mee.


Mag ik u voorstellen: GRB 090423 (rode stip in het midden), het verst verwijderde object in het universum dat we kennen.

In juni maakte NASA bekend dat de Fermi ruimtetelescoop een aantal pulsars had ontdekt die in gamma straling uitzenden. Een pulsar is een zeer magnetische neutronenster (de samengedrukte kern van wat ooit een reuzenster was) die snel om zijn as draait. Bijna alle pulsars sturen radiosignalen de ruimte in als een soort vuurtoren. Hoe dat proces precies werkt is nog niet duidelijk, maar men hoopt dat deze ontdekking ons iets meer leert over pulsars. Het blad Science vond het in ieder geval een van de grootste wetenschappelijke doorbraken dit jaar.


De sterrenhemel zoals de Fermi telescoop ze in gamma straling in kaart bracht.

Op Internet is een website genaamd Galaxy Zoo waar iedereen mee kan doen aan het classificeren van sterrenstelsels. Astronomen hadden geen tijd om 1 miljoen foto's van sterrenstelsels van de Sloan Digital Sky Survey zelf helemaal door te werken en daarom riep men in 2007 de hulp van het publiek in. Met de hulp van 230.000 vrijwilligers zijn een heel apart soort, groene "erwtvormige", sterrenstelsels gevonden.


Green pea sterrenstelsels.

De Fermi telescoop heeft mogelijk ook aanwijzingen gevonden voor donkere materie. Het bewijs is niet definitief geleverd, maar de Fermi heeft wel interessante gegevens gevonden die in die richting wijzen. Hoe zit dat in elkaar? Volgens de theorie bestaat donkere materie uit vreemde deeltjes, genaamd WIMPs (weakly interacting massive particles). Een merkwaardige eigenschap van die WIMPs is dat als ze elkaar tegen komen ze elkaar uitschakelen en dan ontstaat energie. Fermi heeft wellicht die energie gedetecteerd. Voor gedetailleerde informatie moet ik verwijzen naar een artikel dat ik er over geschreven heb op Astrostart.nl.


Ruimtetelescopen
Genoeg nieuwe ruimtetelescopen in het international jaar van de astronomie. De reparatie van de Hubble Space Telescoop heb ik al genoemd. Hieronder een voorbeeld waar Hubble en nog twee ruimtetelescopen toe in staat zijn:


Het hart van de Melkweg. In geel de observaties van de Hubble telescoop. Hubble ziet energetische gebieden waar sterren geboren worden. In rood: observaties van de Spitzer. Deze telescoop ziet stofwolken. In blauw en paars: de beelden van de Chandra telescoop: deze ziet in röntgenstraling gas dat verhit wordt door exploderende sterren en stromingen die veroorzaakt worden door het supermassieve zwarte gat in de kern van de Melkweg.

Op 7 maart werd de planeetjager Kepler gelanceerd. Kepler gaat de helderheid van 100.000 sterren in de gaten houden in de hoop fluctuaties door passerende planeten te meten. NASA hoopt met Kepler planeten ter grootte van de Aarde mee te vinden.
 

Slechts dit beperkte stukje van de hemel gaat Kepler in de gaten houden. Dat moet ook, want de helderheid van 100.000 sterren moet regelmatig gemeten worden. En dan is het handiger als je je zoektocht beperkt tot een "stukje" van de Melkweg.

14 mei lanceerde de Europese ruimtevaartorganisatie ESA twee astronomische satellieten in een keer: de infrarood-telescoop Herschel en de Planck, die de kosmische achtergrondstraling in hogere detail dan ooit ging meten. Beide satellieten kwamen veilig aan op het Lagrange 2 punt, een plek waar de invloed van de zwaartekracht van de Aarde en de Maan even groot is en waar de satellieten zich in de schaduw van de Aarde bevinden. Herschel is inmiddels al druk bezig met waarnemen en hij heeft voor dat doel de grootste spiegel die ooit in de ruimte gebracht is: 3,5 meter in doorsnede.


Infrarood-telescopen kijken waar zichtbaar licht niet verder gaat. Letterlijk: met infrarood kun je door stof heen kijken, waar je met zichtbaar licht niet verder ziet. Hier zien we een kraamkamer van een nieuwe ster door de ogen van Herschel. Het zijn precies dit soort dingen waar astronomen meer van willen weten.

De Planck telescoop onderzoekt de achtergrondstraling van de Big Bang en om dat goed te doen wordt de temperatuur van een van de instrumenten tot 0,1 graad boven het absolute nulpunt gebracht. Waarom kijken we hiernaar? Omdat we fluctuaties in de achtergrondstraling kunnen relateren aan het universum dat er nu is. Grote clusters van sterrenstelsels zijn ooit ontstaan uit samenklonteringen na de Big Bang.


Als je goed kijkt zie je een spiegel binnen de zonnekap van de Planck telescoop, waarmee hij loodrecht op de as van het ruimteschip kijkt. Planck draait om zijn as en brengt zo steeds een reep van de kosmos in beeld.

Op 14 december werd nog een infrarood-telescoop gelanceerd, NASA's WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer). "Nog meer infrarood-telescopen?", zul je zeggen. WISE en Herschel zijn echter totaal verschillende telescopen. Om te beginnen gaat WISE de hemel in kaart brengen, terwijl Herschel wordt gebruikt om ver in te zoomen en er met een spectrometer te detecteren wat voor moleculen er voorkomen. Ook werkt WISE in een heel andere golflengte dan Herschel. Het is alsof WISE in blauw kijkt en Herschel in rood. De kaarten die WISE maakt zullen gebruikt worden voor de James Webb telescoop, de infrarood telescoop (nog een?) die in 2014 gelanceerd moet gaan worden. De James Webb telescoop is de opvolger van de Hubble en hij krijgt een samengestelde spiegel van maar liefst 6,5 meter.

Telescopen op Aarde
De ALMA radiotelescoop in Chili deed zijn eerste metingen. De ALMA bestaat uit 66 afzonderlijke schotelantennes.

De ALMA telescoop in Chili.

Verder werd de bouw van een 30 meter telescoop aangekondigd. Het Thirty Meter Telescope Observatory moet gebouwd worden op Mauna Kea, Hawaii, en het moet in 2018 af zijn.


Het Thirty Meter Telescope Observatory, zoals het er in 2018 uit moet zien. Dat kan nog mooie plaatjes opleveren.

Eind augustus en begin september werd het Mt. Wilson Observatory bij LA bedreigd door bosbranden. De Californische brandweer wist te voorkomen dat het 101 jaar oude observatorium verloren ging.
Mt. Wilson herbergt naast het observatorium waar Edwin Hubble ooit werkte ook televisitorens die Los Angeles van TV signaal voorzien.

Nog een ding
Geen overzicht van de ruimtevaart in 2009 is natuurlijk compleet zonder de dramatische botsing tussen de Kosmos-2251 en de Iridium-33 satellieten. De twee satellieten kwamen elkaar tegen met een snelheid van 11,7 kilometer per seconde. We hadden al veel ruimtepuin rond de Aarde draaien, maar deze gebeurtenis maakt het er bepaald niet beter op. De brokstukken draaien nog steeds rond tussen 700 en 900 kilometer hoogte. Dat is veel hoger dan ruimtestation ISS en de shuttle, maar het komt al aardig in de buurt van de hoogte van de baan van Hubble.


De gesimuleerde brokstukken na treffen van Kosmos-2251 en Iridium-33.

Santa geeft Spirit een zetje

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 24 december 2009)

Gezien op de blog van de Planetary Society:




Santa Claus geeft Mars rover Spirit een zetje, zodat hij uit de kuil komt waar hij nu in vast zit.

Prettige Kerst en Gelukkig Nieuwjaar allemaal!!

Ruimtevaart en astronomie in 2009 in beeld - deel 1

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 22 december 2009)


2009 was het internationaal jaar van de sterrenkunde. Gelukkig waren er veel gebeurtenissen die dit jaar luister bijzetten. Dit is deel 1 van een tweedelig overzicht.

Bemande ruimtevaart
De meest spectaculaire bemande missie dit jaar was wel de reparatiemissie van de Hubble Space Telescope. Het lag echt niet zo voor de hand dat deze reparatie ook zou lukken. Probeer maar eens met een handschoen van een ruimtepak (opgeblazen tegen vacuüm) een schroefje los te draaien zonder dat deze in de ruimte verdwijnt (meer ruimteschroot hebben we echt niet nodig). De ruimtewandelende astronauten van STS-125 moesten bij een reparatie van een apparaat 111 schroeven losmaken. Het instrument was niet ontworpen voor reparatie in de ruimte.


Astronaut Michael Good sleutelt in de Hubble. In dit deel van Hubble zitten onder andere de Fine Guidance Sensors waarmee Hubble gericht wordt.

Ook dit jaar is er weer het nodige aan ISS gebouwd. In maart kwam het laatste set van de grote zonnepanelen, in juli een Japans experimentenplatform en in augustus werd een missie gelanceerd die vooral aan de binnenkant van ISS werk verrichtte. In november plaatste missie STS-129 tenslotte twee experimentenrekken op de Integrated Truss Structure, de witte structuur waar de grote zonnepanelen aan bevestigd zijn.


Na elke shuttlemissie maakt de shuttle nog een rondje rond ISS. Op missie STS-119 in maart kwam net de zon achter het ruimtestation op, wat dit plaatje opleverde.

De Belg Frank de Winne zorgde voor een primeur voor Europa: hij was de eerste niet-Amerikaan, niet-Rus die de leiding had over het internationale ruimtestation ISS.


Astronauten van ISS expeditie 21 en shuttlemissie STS-129 nuttigen samen de maaltijd in ruimtestation ISS. Links Frank de Winne.

De shuttle stopt in 2010, zelfs al komen er een of twee missies extra bij (dat is nog niet definitief) en NASA werkt al aan de nieuwe raket die mensen in de ruimte moet gaan brengen, de Ares-I. De lancering van een testvlucht genaamd Ares I-X was succesvol in oktober, alhoewel de herbruikbare raket een deuk opliep bij landing in de Atlantische Oceaan. Volgens Time was Ares I-X de innovatie van het jaar, volgens anderen was de raket niets anders dan een uit oude onderdelen van het shuttle-programma opgebouwde lege huls.


De lancering van de Ares I-X.

Terwijl dit gaande was, dacht Amerika na over de toekomst van haar bemande ruimtevaartprogramma. Het Augustine committee onderzocht of NASA's plannen haalbaar waren. Ze kwam tot de conclusie dat met het huidige budget Amerika nog lang moet wachten op een terugkeer naar de maan. Het committee schroomde niet om alternatieven van buiten NASA te onderzoeken. NASA gaat met de bevindingen aan de slag en inmiddels heeft Obama extra geld toegezegd voor het komende jaar.


De droom van een aantal anonieme NASA medewerkers: hun alternatieve ontwerp voor een maanraket, de Jupiter-130, staat in de stijgers op Kennedy Space Center.

In en rond het zonnestelsel
Mercurius en Venus
NASA's ruimteschip Messenger kwam voor een derde maal langs Mercurius langs. Op het punt van dichtste nadering raakte het ruimtevaartuig in safe mode, maar gelukkig had dit geen gevolgen voor het verdere traject dat Messenger in een baan rond Mercurius moet brengen. Rond Venus draait ESA's Venus Express nog steeds rondjes.

De Maan
NASA lanceerde twee missies naar de Maan op een Atlas V raket. De Lunar Reconnaissance Orbiter kwam in juni in een baan rond de maan, waar het meteen foto's begon te schieten. De camera was krachtig genoeg om de afdaaltrappen van de Apollo Lunar Modules waar te nemen.


De Lunar Reconnaissance Orbiter fotografeerde de landingsplaatsen van meerdere Apollo missies en later, toen LRO in een lagere baan kwam, toonde ze die landingsplaatsen in nog meer detail. Hier is de landingsplaats van Apollo 11 bijvoorbeeld, compleet met sporen van de astronauten.

Groot nieuws was natuurlijk de ontdekking van water op de maan door de LCROSS missie van NASA. Overigens had de Indiase ruimtesonde Chandrayaan-1 al eerder de conclusie getrokken dat er water was op de maan, maar dat was de internationale pers enigszins ontgaan. LCROSS toonde aan dat er in de krater Cabeus een serieuze hoeveelheid waterijs ligt. De hoeveelheid gevonden water en ook andere, mogelijk organische stoffen, kwam toch nog als een verrassing en verandert onze visie op onze naaste buur. Op en rond Mars was er vanalles gaande. De Mars Reconnaissance Orbiter stuurde prachtige plaatjes op, die NASA wekelijks publiceerde, totdat de satelliet in augustus in safe mode raakte. Technici wilde geen risico's lopen met deze waardevolle satelliet en pas in december hervatte MRO zijn waarnemingen. Op basis van foto's van MRO werd in september getoond dat nieuwe kraters puur waterijs onder het oppervlak blootstellen.

Op het oppervlak van Mars waren na vijf jaar (inmiddels bijna zes jaar) twee Mars-rovers actief. Na de problemen met de stofstormen van 2008 te hebben overleefd, konden beide rovers op onderzoek uit. Beide hadden nog het nodige stof op de zonnepanelen, maar beiden werden door stofhozen ontdaan van een groot deel van dat stof. Zoals gebruikelijk bleef Spirit de rover die overal voor moet knokken. Het maakte een aantal haperingen door en in mei kwam de rover in een kuil met stof terecht. In die kuil zat onder andere ijzer (III) sulfaat en dat is erg lastig materiaal om uit te rijden. Bij pogingen uit de kuil te komen ging een tweede wiel haperen. Maar verrassing: het rechter voorwiel dat al een paar jaar blokkeert, ging opeens bewegen.

De rover Opportunity was onderweg naar de grote krater Endeavour, maar de rit was nog lang. Onderweg kwam Opportunity onder andere een aantal meteorieten tegen. De grootste ervan, Block Island genoemd, gaf een hint dat de martiaanse atmosfeer ooit wel eens dichter geweest kan zijn, want een meteoriet van deze omvang zou in de huidige dunne atmosfeer niet in een stuk blijven.


Opportunity onderzoekt Block Island.

Daarna kwam Opportunity een steen tegen die wellicht ons een hoop gaat leren over het binnenste van Mars. Marquette Island, zoals de steen genoemd is, komt mogelijk uit het binnenste van Mars.

Qua nieuwe missies was er alleen uitstel te melden. NASA's nieuwste Mars Science Laboratory rover, een apparaat ter grootte van een kleine auto, was al uitgesteld tot 2011. En gaandeweg werd duidelijk dat ook de Russische Phobos-Grunt missie uitgesteld werd tot de volgende lanceerkans in 2011. Deze missie moet een monster van Mars' maan Phobos mee nemen naar Aarde.

Jupiter en Saturnus
Dit jaar hebben we niets langs of rond Jupiter gestuurd. Toch kwam de reuzenplaneet in het nieuws toen een amateurastronoom in juli een vreemde zwarte vlek ontdekte. Alles wees op de inslag van een object. Talloze telescopen richtten zich op de zwarte vlek. Zelfs Hubble werd erop gericht, ook al was NASA nog bezig met diens calibratie na de reparatie.
Jupiter is geraakt door een asteroïde. Hubble bracht het in beeld.

NASA en ESA stonden in 2009 voor een moeilijke keuze voor een nieuwe grote missie die in 2020 gelanceerd moet worden: óf naar Jupiter en zijn manen óf een ambitieuze missie naar Saturnus, Titan en Enceladus. De keuze viel op de Jupiter Europa System Mission die moet gaan onderzoeken of Jupitermaan Europa een oceaan heeft en hoe groot deze is. ESA levert een satelliet die rond Ganymedes moet gaan draaien. De keuze was moeilijk en uiteindelijk is besloten om ook door te gaan met de voorbereiding aan de Saturnus-missie. Omdat er maar een zo'n grote missie in de zoveel tijd uitgevoerd kan worden, heeft NASA inmiddels een goedkopere Titan-boot bedacht. Deze missie is nog niet geselecteerd.


De ambitieuze Titan Saturn System Mission zou een ballon en een methaanmeer-lander naar Saturnusmaan Titan sturen.

Rond Saturnus draait de sonde Cassini nog altijd zijn rondjes. En dit jaar was deze missie gefocussed op de equinox op Saturnus. Waarom was het zo interessant dat de zon loodrecht op de planeet kwam te staan? Vanwege de ringen. De zon wierp lange schaduwen over zelfs maar de kleinste oneffenheidjes.


De zon staat loodrecht op de evenaar van Saturnus. De ringen werpen slechts een lijn als schaduw.

In november scheerde Cassini dicht langs de maan Enceladus met zijn geisers. Die geisers waren net tot uitbarsten gekomen.


Een vlucht door de pluimen van Enceladus (door Gordan Ugarkovic).

Uranus en Neptunus
Rond deze planeten geen nieuws. Er zijn wel plannen om in de toekomst naar deze planeten terug te gaan, maar die zijn nog niet concreet.

Pluto en de Kuipergordel objecten
De ruimtesonde New Horizons is nog altijd onderweg naar Pluto. Vanaf Aarde wist men te achterhalen dat de atmosfeer van Pluto iets warmer is (-180 graden) dan het oppervlak (-220 graden).

De grens van het zonnestelsel
De IBEX satelliet liet zien dat onze modellen van de heliosfeer rond ons zonnestelsel er toch anders uitziet dan gedacht. Men dacht dat de heliosfeer door de interstellaire deeltjes gevormd was als een komeet. Maar het blijkt dat het eerder de vorm van een bol heeft.

Mars-rover Spirit's rechter voorwiel wonderbaarlijk genezen

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 22 december 2009)


Op een koude planeet hier ver vandaan, laten we hem Mars noemen, staan twee rovers die als bijna zes jaar onderzoek aan deze dorre ongeving (Zes jaar op Mars! Er was gerekend op 3 maanden). Een van de twee rovers, Opportunity, is te druk bezig om te rijden. Hij is een rots aan het onderzoeken. Die rots gaat ons waarschijnlijk een hoop leren over de geologische geschiedenis van Mars. De bestuurders houden elk instrument tegen de steen dat de rover aan boord heeft. De steen is waarschijnlijk omhooggespuwd uit het binnenste van Mars en zo'n blik in het binnenste van een planeet krijg je als wetenschapper niet elke dag.

Op het andere halfrond staat rover Spirit vast in een kuil vol stof. Beide rovers krijgen elke dag de opdracht van hun bestuurders om een bepaald punt te bereiken. Hun intelligente software zorgt ervoor dat ze om gevaarlijke rotsen en afgronden rijden naar dat punt. Op een dag reed Spirit in een kuil vol stof die de bestuurders en de software niet opgemerkt hadden. Het was net een val. Meteen was duidelijk: eruit komen wordt niet eenvoudig.

Wat is het geval: Spirit heeft zes wielen, maar een ervan, het rechter voorwiel, raakte in maart 2006 lam en sindsdien reed Spirit achterstevoren met dit wiel als een anker achter zich aan. Dat leverde overigens nog aardige wetenschap op. Het wiel trok een geul achter zich aan en daarin werden andere kleuren bodem gevonden. Analyse wees erop dat er sulfaten in de bodem zaten en dat was een sterke aanwijzing voor water en vulkanisme, ofwel geisers.

Sinds maart 2006 was het wiel niet meer in beweging geweest. Tot nu. Bij pogingen om de kuil Troy te verlaten was het linkerwiel bezig zich in het stof te bijten. Het rechterachterwiel was de laatste dagen ook al begonnen te haperen en toen kwam na meer dan drie-en-half jaar opeens het rechter voorwiel tot leven.

Links het ingegraven linker voorwiel van Spirit. Daarnaast de arm van de rover met instrumentarium. Rechts het voorwiel dat opeens tot leven komt.

Niet dat het erg helpt momenteel. De drijvende kracht moet van de linkerkant komen en zoals te zien is, zit dat wiel behoorlijk ingegraven.

Bronnen: Universe Today, NASA's Mars Rover site

Introductie

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 19 december 2009)


Ik realiseer me dat ik wel al een artikel heb geschreven op mijn blog, maar me nog niet voorgesteld heb. Laat ik dat even rechtzetten.

Ik ben Marcel-Jan Krijgsman, in het dagelijks leven Oracle database specialist. Ik heb al sinds ik me kan heugen een grote interesse gehad in ruimtevaart en astronomie. En ik heb ook altijd het nieuws op dat vlak bijgehouden. Een paar jaar geleden vroegen de schrijvers van Astrostart.nl of ik mee wilde doen om stukjes te schrijven over dit onderwerp. Op die manier ben ik tot onlangs ruimtevaartjournalist geweest. Maar op het laatst was ik door allerlei omstandigheden zo'n beetje de enige schrijver en dan is het knap lastig de "meest actuele astronomie- en ruimtevaartsite van de Benelux" bij te houden. Vandaar dat ik een site wilde starten met iets minder hoge ambities op dat vlak.

Wat ga ik wel doen op dit blog? De lezers van Astrostart zijn van mij gewend dat ik van tijd tot tijd vrij uitgebreide artikelen schrijf waarin ik de achtergronden van missies en onderzoeken helder probeer te beschrijven voor de liefhebber.

Zo houd ik de bemande ruimtevaart in de gaten en ik probeer voor elke nieuwe shuttlemissie een artikel te wijden aan wat men op deze missie wil gaan doen. Ik heb sowieso een zwak voor de Space Shuttle. Het mag een onhandig ontworpen ding zijn en nog altijd niet al te veilig, ik zal het stiekum toch jammer vinden als ze in het museum komen.

Wat betreft ruimtestation ISS hebben de Astrostart-lezers die hier langskomen nog steeds een artikel van mij tegoed over de wetenschap die dit miljarden kostende project heeft opgeleverd. De eerste aflevering staat op Astrostart.nl.

Uiteraard hou ik ook de ontwikkelingen voor de toekomst in de gaten. Alhoewel we waarschijnlijk nog veel geduld moeten hebben voor NASA's nieuwste Ares-I en Ares-V raketten bemand de ruimte in gaan. Tussen Apollo (Skylab) en de shuttle zat ook zo'n periode en houd maar alvast rekening met wat uitstel hier en daar. Obama heeft NASA overigens onlangs wel een miljard dollar extra gegeven, in plaats van de 10% korting op het budget die door de wandelgangen soms werd genoemd.

Onbemande ruimtevaart gaat inmiddels gewoon door. Er draait ook nog val alles rond diverse planeten in ons zonnestelsel en er rijden nog altijd twee rovers op Mars, alhoewel bij eentje het nauwelijks rijden te noemen valt. Mars-rover Spirit zit nog altijd vast in een kuil en of hij er uit kan komen is de vraag.

NASA sleutelt momenteel aan deze Mars-rover, Curiosity geheten. Hij moet in 2011 gelanceerd worden.


Ik houd me ook altijd bezig met toekomstige missies op dit vlak. Onlangs nog schreef ik een artikel over missies die de Europese ruimtevaartorganisatie ESA in januari gaat selecteren en dat kun je nog op Astrostart.nl terugvinden. En binnenkort hoop ik weer de vooruitblik op de ruimtevaart in 2010 te schrijven. Iets dergelijks heb ik ook voor 2009 en 2008 gedaan. Altijd leuk om later te lezen wat er van terecht is gekomen.

Als er interessante ontdekkingen worden gedaan in de astronomie (en ik schrijf erover) dan probeer ik op zijn minst te verklaren wat er ontdekt is en wat het belang ervan is. De theorie achter die ontdekkingen is vaak lastig zat. Geen goed idee om daar even overheen te roffelen.

Weerkaatsing van een methaanmeer op Saturnusmaan Titan. Onze Aarde en Titan hebben wel wat van elkaar weg, al is het op Titan -180 graden Celsius.

Alvast veel leesplezier.

Hubble vindt per ongeluk ijsklomp op 6,7 miljard km afstand

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op woensdag 16 december 2009.)

Om de Hubble Space Telescope goed te kunnen richten op objecten, maakt deze ruimtetelescoop gebruik van de positie van duizenden sterren. Hubble heeft instrumenten hiervoor, genaamd Fine Guidance Sensors die steeds deze sterren opzoeken en er Hubble op richten. Deze sensors registreren alleen maar een signaal en dus verwacht er geen plaatjes van.

NASA bewaart de gegevens van Hubble's richtsensors en een aantal wetenschappers is gaan graven in 4,5 jaar aan data die daarvan opgeslagen zijn (stageprojectje?). Het kan gebeurd zijn dat op een zeker moment een object tussen een gevolgde ster en de Hubble is gaan staan. In dat geval wordt het signaal zwakker of dooft het zelfs uit.

Men zocht natuurlijk naar een object dat men nog niet kende. Wat blijkt? Men heeft een uitdoving van zo'n signaal gevonden en heeft aan de hand daarvan de doorsnede en afstand van het object kunnen bepalen. Het bleek te gaan om een ijsklomp van 975 meter, die 6,7 miljard kilometer van ons vandaan staat. Dat is buiten de baan van de (momenteel officieel) verste planeet Neptunus.

Het object is een zogenaamd Kuipergordelobject. De Kuipergordel (genoemd naar Nederlands-Amerikaanse astronoom Gerard Kuiper) is een wolk van ijsklompen buiten de baan van Neptunus. Een aantal objecten uit deze gordel hebben in 2006 de status van Pluto als planeet tot vallen gebracht.

Objecten in de Kuipergordel zijn ook enorm zwak en het is het kleinste Kuipergordelobject wat ooit gezien is. Hubble kan dit object niet met de reguliere telescoop waarnemen, omdat het ongeveer 50 keer zwakker is dan het zwakste object dat Hubble's hoofdtelescoop tot nu toe waargenomen heeft. Ja, tenzij het weer een ster bedekt misschien, maar dat is op korte termijn erg onwaarschijnlijk.

NASA gaat nu toch ook maar eens kijken naar de andere sensordata die vanaf 1990 is vastgelegd. Wie weet vinden ze nog wat op zolder.

Bron: Bad Astronomy blog

Wetenschap die ISS opgeleverd heeft - technologie

Boven ons hoofd draait een ruimtestation dat qua oppervlakte zo groot als een voetbalveld is. Er zijn drie speciale laboratoria aan boord. Tientallen lanceringen en 100 ruimtewandelingen waren nodig om het te maken zoals het nu is. Een ongelofelijk staaltje constructie in microzwaartekracht. Maar ook een ongelofelijk duur project: alle internationale partners hebben er minstens 100 miljard euro in gestoken. Uiteindelijk was het allemaal te doen om de wetenschap. Wat heeft ISS inmiddels wetenschappelijk geleverd?

In antwoord op de kritiek op de wetenschappelijke waarde van ISS heeft NASA een 262 pagina tellend rapport gepubliceerd over wat ISS opgeleverd heeft. NASA beschrijft hierin alle wetenschap die gedaan aan boord van ISS of met hulp van ISS en die gepubliceerd is.


Welkom in ISS (gefotografeerd vanuit de logistieke module Leonardo).

Die publicaties vallen in vijf categoriën:

Technologie

Natuurkunde en chemie

Biologie

De mens in de ruimte

Aardobservaties

Dit artikel bespreekt de technologische onderzoeken. Een groot deel van dit onderzoek is gericht op de ontwikkeling van de (bemande) ruimtevaart. De onderzoeken richten zich vooral op het karakter van microzwaartekracht, het controleren van de leefomgeving in ISS en satelliettechnologie.

Controleren van de leefomgeving

Alleen al het feit dat ISS zo'n grote, aan elkaar gekoppelde leefomgeving is, is al stof tot onderzoek. Zo is het helemaal niet vanzelfsprekend dat overal een gelijke atmosfeer aan boord heerst. Ook kunnen verontreinigingen zich ophopen als de luchtstroom niet goed is. Om te controleren of de atmosfeer goed is, is een aantal detectoren ontwikkeld.

In Noordwijk is ANITA (Analyzing Interferometer For Ambient Air) ontwikkeld, een apparaat dat 32 verschillende gasvormige verontreinigingen in heel lage concentraties kan detecteren, waaronder koolmonoxide, formaldehyde en ammonia. ANITA is een zogemaande "technology demonstrator", een nieuw ontwikkelde technologie die uitgeprobeerd wordt aan boord van ISS om te zien of de technologie werkt.


Astronaut Clay Anderson neemt een luchtmonster, dat met de Analyzing Interferometer For Ambient Air (ANITA) apparatuur geanalyseerd kan worden.

ANITA bestaat uit twee kasten ter grootte van schoenendozen met daarin een Fourier Transform infrarood spectrometer en een laptop om meetgegevens uit te lezen. Dat is een instrument dat op een bepaalde manier spectra verzameld van luchtmonsters. Bemanningsleden kunnen ook zelf monsters nemen in afgelegen hoeken van modules en deze door ANITA laten analyseren.

Sinds 2007 aan boord van de Destiny module en sinds die tijd heeft ANITA al een aantal lekken ontdekt. Vorig jaar lekte een Russische airconditioner Freon en ANITA wist dat nauwkeurig te detecteren. Het kon zelfs zien dat met de komst van de grote Japan Presurized Module (Kibo), de concentratie Freon verdund werd. ANITA vond zelfs een onverwachte verontreiniging die niet op de lijst van 32 stoffen stond. Ik kon niet vinden of ANITA nog steeds aan boord van ISS is.

Lab-on-a-Chip
Een ander probleem in een bemand ruimteschip is dat microorganismen (bacteriën, schimmels) zich ontwikkelen in de omgeving. Dat is een probleem. Allereerst komt niet elke dag de schoonmaker langs om de vloer te dweilen of te stofzuigen. Ten tweede, als je microorganismen wilt bestuderen, dan zou je ze kunnen kweken in een lab op Aarde, maar eer je daar resultaat van hebt, ben je wel even verder.

Suni Williams werkt met het Lab-on-a-Chip systeem.

Sinds 2007 heeft men een Lab-on-a-Chip aan boord dat microorganismen kan detecteren (de officiële naam is LOCAD-PTS). Het werkt zo: een astronaut neemt een monster, bijvoorbeeld door de monstername unit over een wand in een module te vegen. Dit monster wordt met water in een cardridge ter grootte van een duim gebracht. In die cardridge zitten gedroogde bloedcellen van een bepaalde krabbensoort en een kleurloze stof die groen kleurt als er bijv. bacteriën aanwezig zijn. Verschillende cardridges kunnen verschillende stoffen of microorganismen detecteren. Ook bloed, speeksel en urine kunnen gemakkelijk onderzocht worden. Het is dus vrij makkelijk voor een zieke astronaut aan boord een diagnose te stellen. Wel handig, aangezien een dokter op Aarde twee dagen reizen ver weg is.

Microzwaartekracht in ISS

Veel experimenten aan boord van ISS gaan natuurlijk over de gevolgen van microzwaartekracht. Sommige experimenten zijn erg gevoelig voor verstoringen van die microzwaartekracht, of beter gezegd: kleine vibraties. Die kunnen optreden als een ruimteschip aankoppelt, de motoren ontstoken worden of als een astronaut iets te ruig tegen de wand valt. Active Rack Isolation System (ARIS) is een systeem dat die verstoringen van die vibraties teniet kan doen. Het bevat sensors en zogenaamde actuators die de trilling tegengaan. ARIS is dus eigenlijk ISS' schokbreker.

Al sinds de vroege periode van de opbouw van ISS is ARIS actief in de Destiny module. In meer dan een jaar tijd zijn 1700 tests gedaan en het systeem blijkt goed in staat te zijn trillingen en kleine versnellingen te stoppen.

Andere systemen verifiëren of aan de condities van microzwaartekracht die nodig zijn voor bepaalde experimenten wordt voldaan. De systemen Microgravity Acceleration Measurement System (MAMS) en Space Acceleration Measurement System II (SAMS-II) meten op verschillende manieren versnellingen en trillingen langs drie assen te meten. Wetenschappelijk gezien is het belangrijk dit bij te houden.

Rookdetectie in microzwaartekracht

Vuur op Aarde en in de ruimte.

Brand aan boord van een ruimteschip is al niet wenselijk, maar vuur reageert ook anders dan op Aarde. Hoe het reageert is belangrijk om te weten. Een van de dingen die men over brand in de ruimte geleerd heeft, is dat de rookdeeltjes die ontstaan groter zijn. Dat heeft men geleerd van het Smoke And Aerosol Measurement Experiment (SAME). In dit experiment zijn in een verschillende materialen in brand gezet, zoals koolwaterstof brandstoffen, plastic, papier, Teflon, Kapton, cellulose en siliconenrubber. Het bleek dat rookdeeltjes 50% groter waren dan op Aarde. Dit betekent dat rookdetectors in de ruimte hier op aangepast moesten worden.


Astronaut Clay Anderson bij de opstelling van het Smoke And Aerosol Measurement Experiment in de zogenaamde Glovebox. Zou hij zo'n brede grijns hebben omdat hij een vuurtje mag stoken?

Het Dust And Aerosol Measurement Feasibility Test (DAFT) experiment, geïnitieerd na het ongeluk met de Columbia, deed onderzoek naar de rookdeeltjes en aerosolen (kleine druppeltjes vloeistof. Het experiment is inmiddels weer teruggenomen naar Aarde.

Materialen en systemen van ruimtevaarttuigen

Materialen in de ruimte
Een ruimteschip wordt van buiten blootgesteld aan extreme condities: intense ultraviolet straling van de zon, extreme temperatuurverschillen, oxidatie door atomische zuurstof en micrometeorieten. NASA wilde weten hoe uiteenlopende materialen zich gedragen in die omstandigheden. Daarom heeft men het experiment genaamd Materials International Space Station Experiment (MISSE) bedacht. Het werkt heel simpel: hang een plaat met verschillende materialen voor een jaar buiten. Na afloop neemt een ruimtewandelende astronaut het weer mee naar binnen. Eenmaal op Aarde worden de monsters onderzocht.


Astronaut Patrick Forrester haalt op missie STS-105 het MISSE experiment op dat vier jaar lang aan de buitenkant van de Quest luchtsluis bevestigd heeft gezeten. Normaal duurt het experiment maar een jaar, maar de ramp met de Columbia vertraagde het ophalen van het experiment.

Er zijn sinds 2001 meerdere series van MISSE experimenten uitgevoerd met per keer honderden monsters van materialen. STS-128 bijvoorbeeld, neemt MISSE-6a en 6b terug. Tussen de monsters zaten de meest uiteenlopende materialen: thermische coating, allerlei plastics, polymeren, Kevlar, Teflon, basilicumzaadjes, zonnecellen, soorten glas en coatings voor dat glas en nog veel meer. Inmiddels weten bouwers van satellieten en ruimtevaartuigen beter welke materialen het beste stand houden en ook, om een voorbeeld te noemen, welke coating de ramen schoonhoudt.

Solderen
Bij een ander experiment zijn astronauten aan het solderen geslagen. Het kunnen solderen en zo electronische apparatuur aan boord van ISS te repareren kon nog wel eens van pas komen, zo heeft NASA gedacht. Helemaal op weg naar Mars, waar helemaal niemand je kan helpen. Maar: levert solderen in microzwaartekracht wel hetzelfde resultaat op?

Op Aarde willen er nog wel eens belletjes ontstaan in het soldeersel en dat verlaagt de kracht van de verbinding en het geleidingsvermogen enigszins. De hypothese was dat die belletjes in de ruimte niet kunnen ontsnappen, en dat is belangrijk om te weten. Het In-Space Soldering Experiment werd in 2005 uitgevoerd en met verrassende resultaten.

In soldeer zit tin, maar ook colofonium, een hars dat zorgt dat soldeer beter vloeit en ook dat het ijzer in de soldeer niet verroest. Toen het soldeer verhit werd en ging smelten, bleef een bolletje colofonium plakken aan de buitenkant van het soldeerbolletje. Toen het heter werd, begon de druppel hars opeens sneller en sneller rond de soldeer te draaien als een soort miniatuur kermisattractie. Dat krijg je niet voor elkaar op Aarde.

Al met al was het soldeerwerk een stuk zwakker. Wellicht zal voor soldeer in de ruimte een andere samenstelling bedacht moeten worden. Oh ja, en astronauten moeten een beschermende bril dragen en uitkijken voor langsvliegende hete druppels hars.

Elastisch geheugenmateriaal
Er wordt in de wereld van de ruimtevaart altijd gezocht naar nieuwe, lichtere, materialen. In ISS is een experiment uitgevoerd dat Elastic Memory Composite Hinge (EMCH) heet. Er is een kast voor naar boven gestuurd waarin allerlei proeven uitgevoerd kunnen worden. Het geheugenmateriaal was een verbinding van hars en koolstofvezels. De bedoeling is dat in de toekomst dit materiaal zonnepanelen zal uitvouwen. En dit materiaal zal lichter zijn dan de metalen constructies daar nu nog voor worden gebruikt.

Picosatellieten en controlesystemen

Aan boord van ISS zijn ook een aantal tests gedaan met microsatellieten die in het ruimtestation zelf losgelaten worden. Het is de volgende generatie, slimmere satellieten. Al op de eerste twee expedities aan boord van ISS vloog het Middeck Active Control Experiment-II (MACE-II) experiment. MACE-II was bedoeld om te compenseren voor vibraties. Het was een voorbereiding voor meer gevoelige satellieten.

Maar het Synchronized Position Hold, Engage, Reorient, Experimental Satellites (SPHERES) programma is wat spannender. Als je de SPHERES satellieten op de foto ziet, denk je dat ruimtevaart eindelijk op Star Wars begint te lijken. Maar de SPHERES satellieten zijn niet bedoeld voor lichtzwaardtrainingen. De drie SPHERES satellieten die nu aan boord van ISS zijn, moeten met elkaar samenwerken en bepaalde formaties vliegen. Ze hebben kleine uitlaten waar ze stootjes kooldioxide mee kunnen geven en ultrasonische sensors waarmee ze kunnen "voelen" of ze ergens tegenaan komen. En ze lopen op 2 AA-batterijen en een tank met CO2.


De SPHERES satellieten hebben alledrie een andere kleur, zodat makkelijk te zien is welke satelliet wat doet.

De SPHERES satellieten kunnen rondjes vliegen of achtjes of andere patronen vliegen. Ook zijn er tests gedaan met automatische koppelingen, alhoewel de SPHERES' geen koppelmogelijkheid hebben. Er is op Youtube een filmpje te zien hoe twee SPHERES satellieten een cirkelvormige baan tegenover elkaar aanhouden.

Als dat nog niet voldoende is, bekijk dan deze eens waarbij drie satellieten met elkaar vliegen. Zoals je ziet, kan de astronaut die het experiment uitvoert na het starten van het experiment met zijn armen over elkaar gaan zitten (of zweven). Er zijn sinds 2006 experimenten gedaan met deze satellietjes. Het Massachusetts Institute of Technology, waar de SPHERES vandaan komen, heeft ook een programma voor gast-wetenschappers en het is een dankbaar onderwerp voor afstuderende studenten.


Astronaut Koichi Wakata met drie SPHERES satellieten.



Bron: NASA: Research on the ISS, Massachusetts Institute of Technology.