RUIMTEVAART

Over een half jaar vertrekt de Amerikaanse ruimtesonde Cassini naar Saturnus. De planeetverkenner bevat allerlei wetenschappelijke instrumenten, maar de aandacht richt zich op hun krachtbron: een generator met 33 kilo radioactief plutonium. De Nasa heeft haar verdedigingslinies tegen de 'anti-jongens' al opgeworpen.

De Amerikaans/Europese Cassini-sonde die op 6 oktober wordt gelanceerd richting Saturnus, heeft inderdaad drie RTG's aan boord, voluit Radioisotope thermoelectric generators, en nog wel met 33 kilo plutonium erin. Dat moet de boordinstrumenten van de planeetverkenner ruim elf jaar lang van energie voorzien. Nooit eerder vertrok een ruimtevaartuig met zoveel radioactief materiaal aan boord. Cassini wordt overigens niet voortgestuwd door kernenergie; in de tank zit hydrazine, de gebruikelijke brandstof die ruimtevaartuigen gebruiken voor koerscorrecties.

Het is de plutonium die milieu-activisten zorgen baart. Zij voorzien een catastrofe van ongekende omvang als de lanceerraket van Cassini onderweg naar de ruimte ontploft, of als de sonde tijdens zijn passage van de aarde, twee jaar later, per ongeluk in de atmosfeer verbrandt. In beide gevallen, waarschuwen de activisten, kan het plutonium regenen, met alle gevolgen van dien.

Om publiek, pers en politiek voor het naderende onheil te waarschuwen proberen milieu-groeperingen zoals het Global network against weapons and nuclear power in space de aandacht op zich te vestigen. Een groep Amerikaanse activisten trok vorige maand door Europa, en deed daarbij onder meer Amsterdam aan. Enkele Europese landen bouwen een capsule die door Cassini wordt meegevoerd en in de dampkring van de Saturnusmaan Titan moet neerdalen om er metingen te verrichten. In deze schotelvormige Huygens-capsule zit geen plutonium; de meetinstrumenten werken betrekkelijk kort en daarom volstaan batterijen.

De Nasa heeft zich flink ingegraven tegen alle kritiek. Op het Internet bijt de ruimtevaartorganisatie van zich af. Een speciaal in het leven geroepen Cassini-publieksservice probeert de ergste misvattingen de wereld uit te helpen via de website van het Jet Propulsion Laboratory, het Nasa-centrum in Californië dat het project coördineert. Daarop worden de argumenten van de milieu-beweging puntsgewijs afgedaan.

Het plutonium aan boord van Cassini, zegt de Nasa, is uitstekend beveiligd. Het is ondergebracht in achttien metalen buizen, elk bekleed met hitte- en schokbestendig materiaal: iridium en grafiet. Het plutonium wordt niet beschoten met neutronen om een kettingreactie op te wekken, zoals in een kernreactor; de generatoren maken gebruik van het natuurlijke verschijnsel dat plutonium geleidelijk uiteenvalt. De warmte die bij dit zogeheten radioactieve verval vrijkomt, wordt omgezet in elektriciteit.

Bewegende mechanische onderdelen zitten er niet in een RTG. Er kan geen palletje blijven hangen waardoor de hele boel ontploft. En zelfs als een generator explodeert, dan heeft dat nog niet het effect van een atoombom; het plutonium in Cassini is van een andere soort dan in kernwapens wordt gebruikt.

Maar een RTG kán haast niet kapot, zegt de Nasa. Er is becijferd dat als zich in de laadruimte van de in 1986 geëxplodeerde space shuttle Challenger een nucleaire generator had bevonden, deze heelhuids in de oceaan zou zijn beland. De 'gewone' Titan-4 raket waarmee Cassini vertrekt is veilig, zegt de ruimtevaartorganisatie: sinds juli 1996 zijn er negentien gelanceerd. Eenmaal faalde een motor en ging de raket verloren, maar dat probleem zou inmiddels zijn verholpen.

Als er tijdens de enkele minuten durende lanceerfase toch iets mis gaat, dan betekent dit niet dat zich terstond een wolk radioactiviteit in de atmosfeer vormt, zegt de Nasa. Het plutonium zit in keramische vorm - vergelijkbaar met een koffiekopje of een etensbord - in de RTG's. Een totale verpulvering als gevolg van een explosie van de raket is erg onwaarschijnlijk. Het radioactieve spul zal in zijn geheel of in brokken naar beneden vallen, zonder dat deeltjes ontstaan die kunnen worden ingeademd.

Ook de passage van Cassini langs de aarde, twee jaar na de start, is volgens de Nasa een verantwoorde manoeuvre. Een noodzakelijke bovendien, want door onderweg naar Saturnus tweemaal langs Venus en eenmaal langs de aarde en Jupiter te vliegen, krijgt de ruimtesonde steeds een flinke zwieper mee. Cassini is zeseneenhalf jaar onderweg naar Saturnus en maakt omwegen van vele miljoenen kilometers, maar heeft tegelijkertijd een minimaal brandstofverbruik.

Na de beide passages van Venus scheert Cassini op circa vijfhonderd kilometer langs de aarde, vele malen sneller dan een geweerkogel. Naar kosmische maatstaven is vijfhonderd kilometer niks, en er zijn scenario's denkbaar waarbij de passeervlucht de mist in gaat. Door een verkeerd koerscommando bijvoorbeeld, of door de inslag van een meteoriet, of door een botsing met een stuk satellietafval dat om de aarde draait. In alle gevallen kan Cassini uit koers raken en door de wrijving met de atmosfeer een roemloze vuurdood tegemoet gaan. En het is de vraag of de nucleaire lading een dergelijk geweld zonder kleerscheuren doorstaat.

Niet bekend

Gaan de RTG's op enige hoogte aan gruzelementen en komen er onverhoopt toch radioactieve stofdeeltjes in de atmosfeer terecht, dan is er sprake van een verhoogd gezondheidsrisico, wil de Nasa wel bekennen, er direct aan toevoegend dat dit uiterst klein is. Een persoon die het spul heeft binnengekregen zou in de vijftig jaar erna een stralingsdosis van circa 1 millirem te verwerken krijgen, een fractie van wat een mens gedurende zijn leven langs natuurlijke weg binnenkrijgt.

Het zijn optimistische geluiden die de Nasa de wereld instuurt. Te optimistisch naar de zin van de milieugroeperingen die zich al jaren verweren tegen nucleaire krachtbronnen aan boord van ruimtevaartuigen. In 1989 probeerden ze via een rechtszaak tevergeefs de lancering van de Jupitersonde Galileo, met 23 kilo plutonium aan boord, te verhinderen.

Een jaar later konden ze niet voorkomen dat de Ulysses-sonde, geladen met 11 kilo plutonium, richting zon vertrok. In beide gevallen bleef een ongeluk uit, maar de mislukte lancering van de Russische Mars 96 sonde in november vorig jaar is volgens de activisten een teken aan de wand. De Marsverkenner had slechts 140 gram plutonium aan boord en ligt nog steeds op de bodem van de Stille Oceaan, maar wat was er gebeurd als het gevaarte in een bewoond gebied te pletter was geslagen?

Er is een afschrikwekkend voorbeeld. In 1978 stortte een Russische spionagesatelliet met een RTG werkend op uranium neer in Noordwest-Canada. Duizenden vierkante kilometers werden afgezocht door bergingsploegen, bewoners van het dunbevolkte gebied werden medisch onderzocht. Er waren geen slachtoffers gevallen.

Behalve Canada protesteerden de Verenigde Staten fel bij Moskou, maar Washington werd in verlegenheid gebracht toen uitkwam dat veertien jaar eerder een Amerikaanse militaire satelliet met een radioactieve krachtbron per abuis was verbrand in de atmosfeer. Een kilo plutonium werd bij die gelegenheid uitgestrooid boven de Indische Oceaan, maar dat was geheim gehouden.

De RTG's van toen waren er overigens op gebouwd om te verbranden tijdens een terugkeer in de dampkring. Na het ongeluk boven de Indische Oceaan werd omwille van de veiligheid besloten de generatoren de terugkeer te laten overleven. In 1968 werd zo een intacte RTG geborgen van een neergestorte Amerikaanse weersatelliet.

Minder bekend is dat er ook enkele RTG's op de maan staan: de apparaten die de Apollo-astronauten er neerzetten, gebruikten plutonium als krachtbron, evenals twee op afstand bestuurde Russische maanwagentjes. Inmiddels hebben de Amerikanen ruim twee dozijn ruimtevaartuigen met radioactieve generatoren gelanceerd. Daartoe behoren bekende planeetverkenners, zoals de Pioneers en de Voyagers.

En straks dus Cassini. Critici vinden dat de Nasa de risico's van de missie veel te laag inschat. Het zou niet voor het eerst zijn dat de ruimtevaartorganisatie haar eigen cijfers corrigeert. Voorafgaand aan het ongeluk met de Challenger in 1986 werd de kans op een dergelijke catastrofe verwaarloosbaar geacht. Twee jaar na de ramp werd de kans op een mislukte lancering ineens 1 op 78, een jaar later 1 op 94 en vorig jaar verscheen een analyse waarin het risico als 1 op 248 werd aangemerkt.

Zelf heeft de milieubeweging ook cijfers gepubliceerd. Ten tijde van de Galileo-missie gaf de Florida coalition for peace and justice een brochure uit, 'Tsjernobyls aan de hemel' geheten, waarin werd gesteld dat 34 000 mensen in Florida kanker zouden krijgen als vijf procent van het plutonium aan boord van Galileo zou vrijkomen door een exploderende shuttle. In het geval van Cassini zijn de hoeveelheden bijna twee maal zo groot. Op een speciaal ingerichte website kan de anti-Cassinibeweging geen eigen berekeningen stellen tegenover de risico-analyses van de Nasa. De website meldt wel dat een paar ons 'vrije' plutonium al voldoende is om vrijwel de gehele wereldbevolking longkanker te bezorgen.

“De anti-jongens gaan er bij hun becijferingen van uit dat het plutonium gelijkmatig wordt verdeeld en op een theelepeltje aan de mensen wordt toegediend”, zegt de Delftse reactorfysicus prof.dr.ir. H. van Dam. “De werkelijkheid is wel wat ingewikkelder. Zo moeten radioactieve deeltjes een bepaalde omvang hebben om neer te slaan in het lichaam en daar schade aan te richten. Mensen vergeten wel eens dat er in de jaren zestig bij kernproeven drieduizend kilo plutonium in de atmosfeer is verdwenen. Ook dat hebben we overleefd. In die ruimtesonde zit honderd maal minder. Ik veronderstel dat de Nasa haar nucleaire krachtbronnen zodanig heeft beveiligd dat ze de wrijvingswarmte bij een vroegtijdige terugkeer in de dampkring, zoals bij een falende passeervlucht, kunnen doorstaan. Dat keramische plutonium smelt in elk geval pas bij enkele duizenden graden.”

Een belangrijk kritiekpunt van de 'anti-jongens' is de vraag of het niet anders kan. Is er een alternatief voor het plutonium? De Nasa zet de nucleaire generatoren in bij vluchten naar Jupiter en verder, waar het zonlicht meer dan duizend maal zwakker is dan op aarde. Panelen met zonnecellen zijn in die contreien simpelweg ontoereikend. Cassini, die zijn werk gaat doen op 1,6 miljard kilometer afstand van de zon, zou twee panelen van elk 32 meter lang en negen meter breed nodig hebben. Die zouden niet alleen de manoeuvres van de sonde en de waarnemingen van de meetinstrumenten belemmeren, ze zijn vooral ook te zwaar voor de lanceerraket. Hetzelfde geldt voor batterijen, die bovendien veel sneller 'op' zijn dan plutonium.

De Nasa kan kort zijn over nieuwe technologieën die op den duur wel een redelijk alternatief kunnen vormen voor de nucleaire krachtbronnen: die nieuwe technologieën zijn er nog lang niet. Deels omdat de Nasa nog nauwelijks geld heeft gestoken in de ontwikkeling ervan. De RTG's hebben in het verleden prima voldaan, en in de toekomst zijn er niet zo gek veel meer nodig. Sterker nog: op dit moment staat er nog maar één planeetverkenner op de rol die naar de huidige stand van de technologie per se een nucleaire generator nodig heeft. Het gaat om een sonde die na de eeuwwisseling richting Pluto, de verste planeet in ons zonnestelsel, wordt gestuurd. De financiering van het project is echter nog niet rond. Andere missies met nucleaire behoeften zijn er momenteel niet gepland.

Vanuit het Amerikaanse ministerie van energiezaken is inmiddels wel een bescheiden onderzoeksprogramma opgestart om te bezien of er nieuwe typen RTG's kunnen worden gebouwd, die kleiner en lichter zijn en met minder plutonium toekunnen. De Pluto-missie zou, als hij doorgang vindt, de eerste kunnen zijn die hiervan gaat profiteren.

Vóór het jaar 2002 worden echter geen toepassingen van een mogelijke nieuwe RTG verwacht, laat staan dat er geld wordt vrijgemaakt voor niet-nucleaire alternatieven. Vast staat dat de protesten tegen Cassini nog zeker tot een maand voor de lancering zullen aanhouden. Dan moet de Amerikaanse overheid een startvergunning afgeven, een standaardprocedure bij de lancering van nucleair materiaal. Niet alleen de milieu-activisten, maar ook de Nasa-ingenieurs zullen een zucht van verlichting slaken als Cassini over ruim zes jaar bij Saturnus is aangekomen en 'gewoon' de wetenschap kan dienen.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden