Tussen taxi, truck en tank

Ruimtevaart Voor het laatst is gisteren een Space Shuttle gelanceerd. In dertig jaar is het ruimteveer nooit echt geliefd geworden bij wetenschappers en het publiek. Wat heeft de Shuttle behalve rampen gebracht?

Bruno van Wayenburg

Geschiedenis van schipperen

Het eindoordeel over dertig jaar ruimteveer is tweeslachtig. De Space Shuttle geldt als een technologische topprestatie, maar ook als een economische mislukking. Als een experimenteel, maar tegelijkertijd verouderd ruimtevliegtuig. Met op de afrekening mooie successen maar ook indrukwekkende mislukkingen,

Zo zou er oorspronkelijk elke week een vlucht zijn, voor 88 miljoen dollar per keer. Het werden in totaal 135 vluchten, nog geen vijf per jaar, voor gemiddeld 1,5 miljard dollar per keer. Het programma kostte veertien astronauten het leven, door de rampen met de Challenger (1986) en de Columbia (2003). Wat ging er mis? Dat ruimtevaartorganisatie NASA een compromistoestel bouwde.

“Er is nooit gekozen tussen een taxi en en een vrachtwagen”, zegt Rudy Meiner, van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. “Bij vrachtvervoer gaat het vooral om draagkracht en besparingen op kilogrammen, maar bij passagiersvervoer om bedrijfszekerheid en veiligheidsmaatregelen.” Zo beschikte de Shuttle niet over een ontsnappingscapsule, die de Challenger-bemanning mogelijk had kunnen redden – want te zwaar en te duur.

Het vermijden van keuzes loopt als een rode draad door de geschiedenis van de Space Shuttle. Het oorspronkelijke idee was: een ruimtestation in een baan om de aarde en een herbruikbaar ruimteveer om astronauten en goederen heen en weer te pendelen. Later zouden ook vluchten naar Mars worden uitgevoerd.

President Nixon haalde echter een streep door een nieuw ruimtestation en de Marsreis. Zo verloor het vracht- en passagiersschip grotendeels zijn bestaansreden. Toch zette NASA door, met als argument dat een herbruikbaar ruimtevliegtuig goedkoper was dan een eenmalige raket. De ramingen van de besparingen waren echter veel te rooskleurig.

NASA sloot ook een deal met de luchtmacht, die beloofde lanceringen van spionagesatellieten voortaan met de Shuttle uit te voeren. In ruil daarvoor hield NASA vast aan onder meer een groot laadruim. De taxi en truck werd ook een militair toestel. Een groter laadruim betekende wel een zwaarder hitteschild.

Het schild telt maar liefst 28.000 keramische tegels. De tegels weerstaan de hitte goed, maar zijn slecht bestand tegen het geweld van lancering en landing. Na elke landing moeten duizenden onderdelen geïnspecteerd, getest of vervangen worden, waaronder de tegels van het hitteschild. Ex-astronaut Mike Mullane schrijft in zijn memoires: ‘De Shuttle was een vraatzuchtige consument van manuren.’

Flets imago

Kort voor de eerste vlucht van de Space Shuttle in 1981 sprak de New York Times een NASA-technicus, die de externe brandstoftank met schuursponsjes poetste. Hij hoopte ooit te werken in een baan om de aarde, zei hij. “De maanlandingen stellen hierbij vergeleken niets voor.”

Het grote publiek dacht daar anders over. Waar het Apollo-programma met name door de landing op de maan in 1969 een publiekssucces was, bleef na de vlucht van de Space Shuttle Columbia een golf van enthousiasme uit. Ruimtevaartfanaten vroegen zich af: waar blijft die verovering van de ruimte? Want nog steeds kwamen Amerikaanse astronauten niet verder dan ze twintig jaar eerder ook al waren: in een baan om de aarde.

Amerikaanse burgers vonden de Space Shuttle en de Amerikaanse aanwezigheid in de ruimte wel degelijk belangrijk, wezen opiniepeilingen steeds weer uit. Bij politici speelden ook de zogeheten pork barrel-afspraken mee: senatoren of congresleden zegden hun steun aan het ruimteveerprogramma toe in ruil voor garanties voor NASA-instituten of -toeleveranciers in hun staat. Bij deze instellingen werken veel mensen en dus veel potentiële stemmers. Sommige politici gebruikten hun invloed om zich vooraan de rij van wachtende astronauten te plaatsen. Zo reisde congreslid Dick Nelson van Florida in 1986 mee ‘om zelf het belang van het ruimtevaartprogramma te ervaren’.

Nederland beleefde een golf van ruimtevaartenthousiasme door de aanwezigheid van de Nederlandse astronaut Wubbo Ockels in het Spacelab. Ockels volbracht zijn ruimteonderzoek met verve, op een kwijtgeraakte proefdiervlieg na. “Het was een heel mooie ervaring”, zegt Ockels er nu over, “de aandacht en bekendheid daarna, tja, dat hoorde er gewoon een beetje bij.”

In de Verenigde Staten probeerde de NASA de publieke interesse op te wekken met de lerares Christa McAuliffe, die haar klas vanuit de ruimte les zou gaan geven. Om te voorkomen dat de leerlingen vrij zouden hebben, verzette de publiciteitsgevoelige NASA-leiding de lancering van zaterdag naar dinsdag.

Die dinsdag explodeerde de brandstoftank, en werd het ruimteveer opgeblazen. De meeste live-uitzendingen van de lancering op televisie waren toen alweer afgebroken. Zelfs de primeur van een lerares aan boord had de Shuttle niet meer dan een minuut zendtijd opgeleverd.

Pas door een ramp had de wereld weer aandacht voor de Shuttle. Meer dan alle geslaagde lanceringen of succesvolle ruimtemissies bepalen de televisiebeelden van witte explosiewolken waar de draagraketten stuurloos van weg razen, het publieke beeld van dertig jaar Shuttle.

Aangekondigde rampen

‘HELP! Het O-ring-team wordt met alle mogelijke middelen vertraagd’, schreef een ingenieur van Morton Thiokol in oktober 1985 in een memo aan collega’s. Het was een van de vele voorbodes van de naderende ramp.

Het bedrijf Morton Thiokol in Utah was de producent van de vastebrandstofraketten, de twee smalle witte vastebrandstof-boosters aan weerszijden van de externe tank. Tussen de segmenten van de booster zitten rubberen afdichtringen, O-ringen, die niet helemaal goed werkten. Bij bijna alle Shuttle-lanceringen tot dan toe was op videobeelden te zien hoe wolkjes gas tussen de ringen doorspoten. Thiokol- en NASA-technici trokken aan de bel, maar het lanceerschema was strak en ze werden genegeerd.

Bij de lancering van de Challenger in januari 1986 werden door de uitzonderlijke koude de O-ringen extra stijf en sloten nog minder goed af. Rook en later vlammen lekten tegen de externe brandstoftank, propvol brandbaar vloeibaar waterstof en vloeibaar zuurstof. 73 seconden na de lancering explodeerde de tank – en daarmee de Shuttle die erop gemonteerd was.

Een commissie onder leiding van natuurkundige en Nobelprijswinnaar Richard Feynman onderzocht het ongeluk en fileerde de veiligheidscultuur van NASA : alles wat het lanceerschema in de war kon gooien, werd genegeerd; je nek uitsteken was niet aan te raden; en de communicatie tussen NASA-afdelingen en toeleveranciers liet zwaar te wensen over. NASA laste een pauze in, loste enkele technische problemen op, beloofde beterschap, en hervatte in 1989 de vluchten.

Op 1 februari 2003 spatte de in de dampkring afdalende Columbia uiteen. Zeven maanden later stelde een onderzoekscommissie de oorzaak vast: tijdens de lancering was een stuk isolatieschuim ter grootte van een handkoffer van de brandstoftank losgekomen, en had een gat geslagen in het koolstofcomposietpaneel op de linkervleugelrand. Bij terugkeer in de dampkring stroomde er gloeiend heet gas de vleugel in; aluminium steunbalken smolten en de vleugel brak af. Binnen seconden brak de Shuttle in stukken.

De problemen met vallende brokken schuim waren al jaren bekend bij technici. De inslag van het grote stuk schuim tijdens de lancering was zelfs gefilmd en met een computersimulatie nagebootst. Conclusie: er kon er wel degelijk gevaarlijke schade zijn ontstaan. Maar een verzoek om de onderkant van de vleugels te inspecteren met spionagesatellieten werd afgewezen, met als argument dat bij eventuele schade toch niets te doen zou zijn. In werkelijkheid was een reddingsactie met een andere Shuttle lastig, maar niet onmogelijk geweest. Weer had de veiligheidscultuur van NASA tot een ramp geleid.

Boedel vol bric-à-brac

NASA geeft hoog op van de wetenschap, maar wetenschappers zijn niet erg enthousiast over bemande ruimtevaart. “Voor echt onderzoek moet je eigenlijk een laboratorium hebben met jonge mensen, je moet proeven kunnen herhalen met verschillende begincondities en kunnen improviseren of gekke dingen uitproberen”, zegt natuurkundige Wubbo Ockels, tevens ex-astronaut, “dat is allemaal onmogelijk in de Shuttle.”

De oogst van drie decennia wetenschap aan boord van de Shuttle is dan ook niet overvloedig. We weten wat meer over verbrandingsprocessen, legeringen en wat er met het menselijk lichaam en bacteriën gebeurt in gewichtloze toestand. Astronomen zijn blij dat via de Shuttle drie planetaire sondes de ruimte zijn ingeschoten en drie ruimtetelescopen in een baan om de aarde zijn gebracht.

Daaronder was ook de publieksfavoriet Hubble in 1990, die de Shuttle een glansrol verschafte. De telescoopspiegel bleek verkeerd te zijn geslepen: Hubble was bijziend. In een slopende marathonsessie met vijf ruimtewandelingen haalden astronauten Hubble het ruim binnen, voorzagen hem van corrigerende optica, en parkeerden hem weer buiten. Daarna was de telescoop een doorslaand succes.

NASA schermt graag met met honderden technologische bijproducten van het Shuttle-programma, van infraroodthermometers tot brandwerende jacks. Maar of de toepassing zonder ruimtevaart niet ook, anders of goedkoper, was ontwikkeld, is vaak erg lastig te bepalen.

Het meest in het oog springende Shuttle-product zijn wel de hitteschildtegels, koolstofcomposiet in de allerheetste vleugelranden, ook gebruikt in Formule 1-remmen. En keramisch silicaglas op iets koelere plaatsen, ook gebruikt door door zilver- en goudsmeden als isolerende werkbankbeschermer, en in hittewerende kleding.

Maar de grootste Shuttle-erfenis is het internationale ruimtestation ISS, voor de helft gebouwd dankzij de Shuttle-vluchten. Met alle bij het ISS opgedane ervaring met bouwen in de ruimte is het nu wel de vraag of en hoe NASA verder moet, en welke Shuttle-opvolger ze naar de maan of Mars moet sturen – met opnieuw hoge ontwikkelingskosten en lanceerrisico’s.

Volgens een scenario voorgesteld door onder anderen Alan Wilhite en Douglas Stanley van het National Institute of Aerospace in Virginia, zou je een ruimtevaartuig in losse onderdelen kunnen lanceren aan boord van bestaande of toekomstig beschikbare commerciële raketten. Eenmaal in een baan om de aarde sleutel je de onderdelen in elkaar om dan de sprong naar de maan, een planetoïde, of Mars te maken. Met dank aan dertig jaar ervaring met de Space Shuttle.