Roadmap naar Mars

De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA heeft zijn roadmap voor de bemande missie naar Mars gepubliceerd. De grootste opgave is: hoe houden we de bemanning gedurende bijna drie jaar veilig en gezond zonder een beroep te kunnen doen op de aarde.

Waarom Mars? De ruimtevaartorganisatie noemt verschillende argumenten. We willen weten of er op Mars ooit (micro)biologisch leven was en misschien nog is. Zijn we in staat om op Mars een veilige leefomgeving te creëren? Kan Mars ons iets leren over leven elders in het heelal, of over de toekomst van de aarde? Prima vragen, maar op de keper beschouwd is er maar een motief: Mars is na de maan het meest aantrekkelijke doel van onze menselijke nieuwsgierigheid, en Mars verschaft de bemande ruimtevaart een nieuwe missie.

De uitdaging is groot: een missie duurt al gauw zo’n 1100 dagen, gaat er iets mis dan zijn de ruimtevaarders volledig op zichzelf aangewezen, de omstandigheden buiten zijn extreem hardvochtig en gevaarlijk. De grootste opgave is het overleven los van de aarde, een uitdaging waar de mensheid nog nooit voor heeft gestaan. Dat betekent het kunnen winnen van essentiële grondstoffen als zuurstof, water en voedsel om te overleven, het kunnen recyclen van afval, en het zelf kunnen ontwerpen, maken en eventueel repareren van componenten.

Om het Mars-doel naderbij te brengen volgt de NASA een stapsgewijze aanpak: het ruimtestation ISS, stabiele banen rond de maan en een missie naar een asteroïde dienen als proeflaboratorium om te zien hoe ruimtevaarders zich in de ruimte kunnen handhaven. Daarnaast wordt gewerkt aan de raketten en capsule die dienen als transportmiddel en verblijfsruimte.

De eerste stap: het ruimtestation ISS

Het ruimtestation ISS dat op zo’n 100 km hoogte rond de aarde cirkelt gaat dienen als proeflaboratorium voor diverse onderwerpen, onder andere:

de ontwikkeling van methoden om ruimtevaarders die gedurende zeer lange tijd hebben te maken met gewichtsloosheid toch gezond te houden, zowel lichamelijk als psychisch,
ontwikkeling van systemen voor voedsel- en zuurstofvoorziening,
het met 3D-printen zelf maken van te vervangen onderdelen,
het samenwerken met robots die de ruimtevaarders bijstaan.

De tweede stap: in een baan rond de maan

Het ruimtevaartstation ISS profiteert van de bescherming van de aarde tegen kosmische straling. Die bescherming is er rond de maan niet, waardoor deze een prima proefgebied vormt om meer te leren hoe zelf voor die bescherming te zorgen, en onder die omstandigheden in de eigen levensbehoeften te kunnen voorzien en het ruimtematerieel op orde te houden.

De reis naar de maan biedt tevens gelegenheid om de nieuwe ruimtevaartuigen te testen: het ruimtelanceersysteem (Space Launch System), dat voortbouwt op bestaande lanceertechnologie, en het ruimtevaartuig Orion, een doorontwikkeling van de Apollocapsule. Voor interplanetair transport in de ruimte gaat NASA verder met de ontwikkeling van de door de zon aangedreven ionenmotor. Weliswaar heeft die een gering voortstuwingsvermogen, maar zo’n motor is extreem energiezuinig.

*De ionenmotor is extreem energiezuinig (NASA)*

Rond de maan wordt ook een leefeenheid voor in de ruimte ontwikkeld en getest, evenals het zelf voorzien in zuurstof, water en voedsel. Rond de maan moet worden bewezen dat het mogelijk is langdurig te overleven, helemaal los van de aarde.

De derde stap: de asteroïde als generale repetitie

NASA heeft al eerder besloten een onbemande lander naar een asteroïde te sturen, die een monster te laten nemen van het gesteente om vervolgens naar een stabiele baan om de asteroïde te blijven. Later zal een bemande missie het onbemande voertuig ontmoeten en het verzamelde materiaal naar aarde terugbrengen.

In het Marsprogramma levert de asteroïdemissie de mogelijkheid de ionenmotor te testen, en de asteroïde in te richten als een kampement in de ruimte, dat is voorzien van voorraad, materialen en dergelijke.

De vierde stap: naar Mars

Het ultieme doel, menselijke aanwezigheid rond Mars, op de manen van Mars en op het oppervlak van de Rode Planeet zelf. Daar moet worden bewezen dat het mogelijk is gedurende enige jaren te overleven in verblijfseenheden, inclusief het kunnen verrichten van onderhoud. Op Mars worden ook grondstoffen gewonnen om ter plekke brandstof, water, zuurstof en bouwmateriaal te vervaardigen. Komende onbemande Marsmissies zullen verder verkennend onderzoek gaan doen. Later, in de aanloop naar de daadwerkelijke bemande reis naar Mars, zullen onbemande Marsreizen dienen als kwartiermakers door het aanvoeren van materieel en apparatuur naar het Marsoppervlak.