Wetenschap Maanlanding

Het was een mirakel dat de maanlanding goed verliep

‘Wij wisten niet zeker of de maanbodem Neil Armstrong zou houden’, vertelt Laurence Young, die vanaf 1962 bij het Apollo-project was betrokken. Beeld NASA

Het was een extreme expeditie. De risico’s waren groot, de kosten enorm. Toch werd op 16 juli 1969 de Saturnus V gelanceerd met aan boord maanlander Eagle. Vijf dagen later zette Neil Armstrong zijn voet op de maan met die woorden: ‘Een kleine stap voor een mens, een reuzensprong voor de mensheid’.

De eerste man op de maan, het is gebeurtenis die in het collectieve geheugen verankerd is. Misschien wel omdat het de mensheid van trots vervulde. Want moeilijk was het, maar het lukte. En juist daarom gingen we, zoals president John Kennedy het in 1962 zei toen hij de missie naar de maan aankondigde: ‘Niet omdat het makkelijk is, maar omdat het moeilijk is.’

Toen Neil Armstrong vijftig jaar geleden aanstalten maakte voor zijn ‘kleine stap voor een mens’, hielden velen op het commandocentrum in Houston hun hart vast. Intussen tuurden wereldwijd miljoenen naar wazige zwart-witbeelden om getuige te zijn van het historische bezoek aan de maan. De Eagle was geland en Armstrong daalde af van de trap.

“Maar wij wisten niet zeker of de maanbodem hem zou houden”, zegt Laurence Young, die vanaf 1962 bij het Apollo-project was betrokken. “We wisten niet waar die bodem uit was samengesteld. Geofysici speculeerden dat het zeer fijn stof was. Poeder. We waren bang dat die beroemde eerste stap een stap in drijfzand zou zijn. Het was een opluchting toen bleek dat hij er niet in wegzakte.”

Swipe hieronder opzij om door de tijdlijn te scrollen.

‘Het doel zal het beste in ons losmaken’

De Amerikanen wisten dat het een gevaarlijke onderneming was. Dat er risico’s aan zaten. Risico’s die ze kenden en risico’s waar ze geen weet van hadden. President John Kennedy had het zelf onderstreept. Een jaar na zijn befaamde rede voor het Congres, 25 mei 1961, waarin hij aankondigde dat de Verenigde Staten vóór het einde van het decennium een man op de maan zouden hebben gezet én weer veilig naar de aarde gebracht, benadrukte hij dat de missie geen gelopen race was.

“We hebben besloten om naar de maan te gaan”, zei Kennedy op 12 september 1962 op de Rice University in Houston, “niet omdat het makkelijk is, maar omdat het moeilijk is. Omdat het doel het beste in ons los zal maken. En omdat het een uitdaging is die we willen aangaan.”

Tijdens zijn verkiezingscampagne had Kennedy zich niet laten kennen als een man met een grootse visie op de ruimte. Hij had benadrukt dat de Verenigde Staten onder Eisenhower stil waren blijven staan en dat ze op het gebied van kernraketten achterop zouden zijn geraakt – wat niet zo bleek te zijn. Maar een ruimteprogramma? Nee. Kennedy maakte liever kleine stapjes dan ambitieuze sprongen, hij was bang dat een rampzalig ongeluk averechts zou werken. In zijn inaugurale rede riep hij zijn Russische ambtgenoot Nikita Chroesjtsjov nog op tot een gezamenlijke verkenning van de ruimte.

Maar in de eerste maanden van zijn presidentschap kreeg zijn land een paar psychologische tikken. Er was in 1957 al een klap uitgedeeld met de Spoetnik: de Sovjets hadden de primeur in de ruimte, op 12 april 1961 was Joeri Gagarin de eerste mens die een vlucht om de aarde maakte. Nog geen week later was er het debacle met de Varkensbaai. Het Amerikaanse prestige had een deuk opgelopen en Kennedy besefte dat het land iets nodig had om trots op te zijn. Een prestatie waarmee het zichzelf weer de onbetwistbare leider kon voelen. “Before this decade is out….”

Met houten schepen

Kennedy wist dat de technologische uitdaging groot was, zegt Barry Zandbergen, docent ruimtevaarttechniek aan de TU Delft. “Maar ik denk niet dat hij besefte hoe groot.”

Zandbergen loopt naar een poster aan de wand van zijn werkkamer, waarop alle raketten uit de Amerikaanse ruimtevaart staan afgebeeld. “Kijk, dit hadden ze in 1961. De Thor Delta, de Mercury Redstone, de Atlas Agena. Raketten van enkele tientallen meters hoog. En hier hebben ze het mee gedaan: de Saturnus V. 110 meter hoog, 3000 ton zwaar en vijftig keer zoveel stuwkracht. Het is alsof Kennedy zei: we hebben tot nu toe met houten schepen gevaren. Bouw voor mij een moderne supertanker waarmee ik aan het eind van het jaar de oceaan kan oversteken.”

Het ontwerp van een grote raket vergt meer dan het opschalen van een kleintje. Als de raket groter wordt, moet er ook meer stuwkracht – lees: brandstof – mee. Dat maakt de raket zwaarder waardoor er weer extra brandstof mee moet. Voor je het weet, lanceer je bijna alleen maar brandstof. Voor een grote raket is daarom iets explosiefs nodig.

Zandbergen: “De eerste raketten vlogen op vloeibare zuurstof met alcohol. Dat is al een hele opgave; zuurstof moet je tot 180 graden onder nul koelen eer het vloeibaar wordt. Later stapten ze over op kerosine in plaats van alcohol. Maar voor de Saturnus V was vloeibaar waterstof nodig. Daarvoor moet je naar 250 graden onder nul. Zie al die tonnen waterstof maar eens op die temperatuur te houden. Je kunt niet te veel isoleren, want dat is weer extra gewicht.”

Lees verder onder de infographic.

De drie trappen van de Saturnus V-raket Beeld Sander Soewargana/Trouw

Nieuw vluchtschema, nieuw manier van denken

De Saturnus V had een vermogen van 25 gigawatt, zeg maar 25 stevige elektriciteitscentrales. Een bonk energie die er in tien minuten uit knalde. En toch was het een compromis. De raket die aanvankelijk was gepland, was nog een maatje groter dan de Saturnus V. Dat was nodig voor de eerste opzet van de missie: we schieten een raket naar de maan en het ruimteschip dat daar geland is, lanceert zichzelf weer richting aarde. “Dit leek de logische optie”, zegt Young, inmiddels emeritus hoogleraar ruimtevaart aan het MIT in Boston. “We dachten dat de Sovjets ook op die koers zaten.”

In 1962 werden de plannen omgegooid. Het ruimteschip zou eerst in een baan om de aarde worden gebracht, daarna richting maan koersen en daaromheen gaan draaien. Waarna een maanlander zou afdalen. Dat scheelde veel in gewicht dat omhoog moest, en dus in grootte van de raket. Young: “Maar met dit besluit namen we het grootste risico. Zo’n nieuw vluchtschema vergde een nieuwe manier van denken. We wisten niet hoe dat moest, maar het moest snel vorm krijgen.”

Wat volgde was een onderneming van ongekende omvang. Het hele Apollo-project kostte ruim 25 miljard dollar (omgerekend naar huidige maatstaven: ruim 150 miljard dollar). Op het hoogtepunt ging er vier procent van het federale budget aan op, werkten er 400.000 mensen aan en droegen ruim 20.000 bedrijven en universiteiten bij. Een uitzonderlijk complex project, zegt Young. “Extreem duur, maar met een verbazende toewijding van de overheid om het te volbrengen. En dat in acht jaar tijd. Kom daar tegenwoordig nog maar eens om. In die tijd heb je nu nog geen contract opgesteld.”

Eendenjacht

Het zou nog tot eind 1967 duren voor het project letterlijk van de grond kwam, met de lancering van Apollo 4. Daarvoor waren er de nodige tegenslagen geweest, met als dieptepunt het ongeluk met de AS-204, later omgedoopt tot Apollo 1. Op 21 februari 1967 vloog de capsule tijdens een laatste test in brand. Drie astronauten kwamen om.

Ook het jaar daarop kende tegenslagen. De Saturnus V lekte en geen van de drie rakettrappen werkte. Ook kon de geplande missie van Apollo 8 niet doorgaan. Die zou testen of het ruimteschip samen met de maanlander veilig in een baan om de aarde kon worden gebracht. Maar de maanlander was niet op tijd klaar.

De deadline van Kennedy kwam in zicht en bovendien ging het gerucht dat de Russen op het punt stonden een raket naar de maan te sturen. In augustus nam ruimtevaartorganisatie Nasa een reuzegok: Apollo 8 zou in een baan om de maan worden gebracht.

Dat was iets nieuws, en geen sinecure. In de ruimte bijsturen kan alleen door raketmotoren even aan te zetten. Maar dat kan niet te vaak gebeuren omdat de brandstofvoorraad beperkt is. Het ruimteschip moest in een baan om de aarde worden gebracht en dan op het juiste moment en op de juiste manier even versnellen zodat het uit zijn aardbaan vloog, recht op de maan af. Maar niet helemaal recht erop af. Nasa-medewerkers vergeleken het berekenen van de juiste koers met de eendenjacht. “Je moet niet op de eend zelf mikken”, zei één van hen onlangs. “Je moet er een paar meter vóór mikken, op het punt waar de eend zal zijn als de kogel aankomt. Zo moesten wij ook op de maan ‘mikken’.” Bij de maan aangekomen moest het ruimteschip weer precies goed afremmen. Remde het te veel, dan stortte het neer. Te weinig en het schoot voor altijd het heelal in.

Dat luisterde heel nauw, zegt Zandbergen. “Besef dat het ruimteschip een snelheid heeft van zo’n tien kilometer per seconde, terwijl je voor zo’n manoeuvre niet meer speling hebt dan een paar honderd meter.” Alles moest vooraf worden berekend, computergestuurde navigatie stond nog in de kinderschoenen. Op welk moment moesten de raketmotoren bijsturen, hoe lang en onder welke hoek? Medewerkers van de Nasa klaagden over het korte tijdsbestek, werkten vier maanden lang aan één stuk door en haalden tot op de laatste dag foutjes uit de computersystemen. “Het is een mirakel dat het allemaal foutloos is gegaan”, erkent Young.

Voor twintig tellen brandstof

Nadat Apollo 9 in maart 1969 de geplande test van nummer 8 had uitgevoerd, met een maanlander rond de aarde, en Apollo 10 in mei diezelfde lander rond de maan had getest, was het in juli 1969 de beurt aan Apollo 11. Nu kwam er nog de daadwerkelijke landing bij.

Die verliep verre van vlekkeloos. Toen de Eagle zijn bestemming naderde, zag Armstrong dat de krater was bezaaid met rotsblokken. Hij nam het roer over van de automatische piloot. Negentig seconden duurde zijn zoektocht naar een veilige haven. Toen hij de Eagle had neergezet, zat er voor hooguit twintig tellen brandstof in de tank.

Ook hier waren de technologische uitdagingen groot, net als de risico’s. Maar nu kwam er nog een extra dimensie bij, zegt Young. “Waren we voldoende voorbereid op alle gevaren die de menselijke overleving in de ruimte bedreigen? Kregen ze voldoende zuurstof? Werd de uitgeademde CO2 goed afgevoerd? Beschermden hun pakken hen tegen de grote temperatuurschommelingen?”

Lees verder onder de infographic.

Maanlander Eagle Beeld Sander Soewargana/Trouw

Uitbarsting van de zon

Er was één risico dat ze pas achteraf beseften. “Maanstof. Op aarde zijn stofkorrels afgerond door erosie. Maar op de maan is geen wind of water en hebben de stofkorreltjes nog allerlei uitsteeksels. Dendrieten die als kleine, scherpe dolken het longweefsel kunnen beschadigen. Op de maan zelf hadden ze er in hun pakken geen last van, maar eenmaal terug in de Eagle zetten ze hun helmen af en verspreidden ze zodoende het stof. Gelukkig hebben ze alleen tijdelijk ademhalingsproblemen gehad.”

De astronauten zijn aan een tweede gevaar ontsnapt, vult John Tylko, ruimtevaarthistoricus van het MIT, aan. “Een uitbarsting van de zon. Daarbij worden vaak geladen deeltjes weggeslingerd. Het magneetveld van de aarde beschermt ons ertegen. Het enige dat je er doorgaans van merkt, is het noorderlicht. Maar op de maan ontbreekt dat magnetische schild. In augustus 1972 was er een reeks uitbarstingen, precies tussen Apollo 16 en 17 in. Als er toen mannen op de maan waren geweest, hadden ze het vermoedelijk niet overleefd. Of was de elektronica van hun maanlander zo beschadigd, dat ze niet meer hadden kunnen opstijgen.”

Op dat moment had president Richard Nixon al besloten om het Apollo-programma voortijdig te beëindigen. De geplande nummers 18, 19 en 20 werden geannuleerd. “Vaak wordt gezegd dat het een geldkwestie was”, zegt Young. “De oorlog in Vietnam slokte te veel van het staatsbudget op. Bovendien verloor het Amerikaanse publiek zijn belangstelling. De missie was met Apollo 11 immers volbracht.”

Maar Young denkt dat Nixon besefte dat die laatste missies alleen maar negatief konden uitpakken. “Nixon zag het Apollo-project als een race. En de Verenigde Staten hadden gewonnen. Hij besefte ook dat elke missie opnieuw een riskante onderneming was. Met Apollo 13, die van ‘Houston, we have a problem’, ging het al bijna mis. Stel dat de Apollo 18 of 19 was verongelukt. Of we hadden de astronauten op de maan moeten achterlaten. Dan was zo’n ramp in het collectieve geheugen blijven hangen. Dan was het Apollo-project niet die grootse prestatie geweest, dan hadden we het ons herinnerd als een roekeloos plan dat mensenlevens had gekost.”

Meer lezen over de eerste man op de maan? Kijk op trouw.nl/maanlanding.

Lees ook:

Koelbloedige geluksvogel

Onverschrokken zette Neil Armstrong als eerste een voet op de maan. Maar zonder een flinke dosis geluk zou hij nooit zover gekomen zijn.

Waarom Trumps ruimteprogramma eigenlijk heel goed is

Op de grond gebeuren er tussen Amerika en Rusland dingen die doen denken aan de Koude Oorlog. Hoe vergaat het die twee in de ruimte?

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.
© 2019 de Persgroep Nederland B.V. - alle rechten voorbehouden