Ruimtemolen

Karel Knip

Kermisgedachten, meer niet. Maar kermis en Newton staan niet ver van elkaar, dat weet elke fysicus.

Het hoofd raakte vol kermisgedachten toen de Amsterdamse Dam in de week voor Koninginnedag weer werd volgepropt met kermistoestellen. Er is niet veel plaats op de Dam en zijn pittoreske steentjes, maar toch weet men er altijd wel een paar imposante attributen neer te zetten. De publiekstrekker is een reuzenmolen met twee wieken van elk wel tien meter lengte die aan hun uiteinde een passagiersbakje hebben. Het publiek kan daarin plaatsnemen en zich dan rond laten slingeren. Het publiek doet dat ook en gilt het uit.

Je komt er niet achter of er gegild wordt omdat het draaien een raar gevoel geeft of omdat men vreest op een goed moment met bakje en al de Kalverstraat in te schieten. Want erg degelijk en deugdelijk oogt het allemaal niet en de kermisexploitant staat niet bekend om zijn fabelachtige onderhoud.

De fietser die het toestel tussen de Dam en de monding van de Kalverstraat wil passeren vraagt zich elke keer opnieuw af op welk moment de doortocht het veiligst is. Wat zou de baan zijn van zo’n bakje als het losschoot? Vanuit welke positie komt dat het verst? Vreemd is dat de intuïtie blijft roepen dat een losbrekend bakje volgens een radiaal zal wegvliegen terwijl het verworven inzicht zegt dat hij het in tangentiële richting doet. Dat is: volgens een raaklijn aan de cirkel die de bakjes al draaiend afleggen.

Het bakje dat vanuit de laagste positie op weg gaat naar boven komt ruwweg het verst als hij losbreekt op het moment dat de molenwiek waaraan hij vast zit een hoek van ongeveer 45 graden met de horizontaal maakt. In werkelijkheid is het een paar graden meer, want dan ligt het startpunt hoger. Dat is wel uit te rekenen. Het allerverst komt zo’n bakje als het in heel hoge positie los schiet, maar dan vliegt hij makkelijk over een voorbijganger heen. Zon bakje zie je wel maar voel je niet.

Enfin, het soort overwegingen dat vroeger ook in eindexamensommen zou opduiken. Je kunt berekenen aan welke versnelling het volk in de bakjes wordt onderworpen en nog veel meer. De gedachten dwaalden af naar de ‘steile wand’ die je tegenwoordig niet veel meer ziet. Het was een reusachtige staande cilinder met een diameter van misschien wel acht meter waarvan de binnenwanden werden bereden door motorrijders. De cilinder was misschien ook wel een meter of acht hoog, maar de motorrijders kwamen dankzij hun hoge snelheid moeiteloos bij de bovenrand. Vlak bij het publiek dat ademloos toekeek.

Totaal verdwenen is de attractie die, als de herinnering niet bedriegt, vroeger de ‘klevende wand’ heette. Hij leek wel wat op de steile wand maar in dit geval was het de cilinder zelf die ronddraaide. Vrijwilligers die tegen betaling in het hart van de cilinder werden toegelaten kwamen van lieverlee vastgeplakt tegen de wand te zitten. Dankzij de kunstmatige zwaartekracht. Zo stevig zaten ze vastgeplakt dat ze van de weeromstuit rare toeren gingen uithalen en dat was dan voor het andere deel van het publiek ook weer vermaak. Maar het bestaat niet meer, de wand was gevaarlijk of niet leuk genoeg. Vreemd is dat je niet de indruk had dat de wand snel genoeg draaide om voldoende centrifugale kracht op te wekken.

Wat helemaal nooit de tekentafel heeft verlaten is het cirkelvormig ruimtestation dat hier op het plaatje staat. Het is een ontwerp van Wernher von Braun en het werd onder zijn supervisie in detail uitgewerkt voor de fameuze ruimtevaartuitgave van het blad Colliers (22 maart 1952). Von Braun had in de oorlog de Duitse V-2 raket vervolmaakt en daarom hadden de Amerikanen hèm en een aantal overgeschoten V-2’s in het voorjaar van 1945 meegenomen naar de VS. Daar ging hij door met zijn werk dat al gauw – ook – in het teken van de ruimtevaart kwam te staan. Von Braun wilde naar de maan en nam aan dat daarvoor eerst een ruimtestation op 1730 km hoogte boven het aardoppervlak moest worden gebracht. Vandaar zou men moeiteloos verder reizen.

Brauns station was niet mis: het kreeg een middellijn van 75 meter en was drie verdiepingen hoog. De verdiepingen zijn op het plaatje te zien, ze liggen concentrisch ten opzichte van elkaar. Aardig is dat Von Braun meende het station uit nylondoek te kunnen samenstellen. Dat ging in opgevouwen toestand met een rakettoestel van de aarde naar boven en werd dan met een helium-zuurstof mengsel opgepompt.

Het is na te lezen in de fijne Prisma-pocket ‘De verovering van het wereldruim’ (1960). Von Braun vreesde de gevolgen van langdurige gewichtloosheid en had daarom besloten ook kunstmatige zwaartekracht op te wekken. Het station moest om zijn as draaien. Deed het dat met 4,88 rpm (rotaties per minuut, dus 12,3 seconde voor elke omwenteling) dan werd in de buitenring precies de zwaartekrachtsversnelling opgewekt: 9,8 m/s2. Zoveel was nu ook weer niet nodig, dacht Braun, de ruimtelieden zouden er misschien welk gek van worden. Hij besloot het tot een derde terug te brengen: 22 seconde per omwenteling. Het klopt allemaal precies.

So far so good. Opeens was er gisteren op de divan grote twijfel over de vraag of de verzameling ruimtelieden binnen het rondtollende station hollend door de lange gangen invloed uit kon uitoefenen op de rotatiesnelheid van hun huis. Alweer is er dat verschil tussen intuïtie en kennis. De intuïtie zegt: ja, dat kan, zoals kinderen in een speeltuin een horizontale ton aan het draaien kunnen brengen. Anderzijds: ruimtestation en ruimtelieden samen zijn volgens de definitie van de klassieke mechanica een ‘gesloten systeem’. Daarvan is het impulsmoment constant. Zijn ze na al het hollen en stoeien weer terug op de oude werkplek dan moet volgens de theorie de rotatiesnelheid weer terug zijn op de beginwaarde. Braun zwijgt erover. Hij had dat hollen verboden.