Ruimtecowboys: De pioniers van galactische reizen

Kenmerken | Ruimte

Ruimtecowboys: De eigenzinnige pioniers van galactische reizen

Elon Musk’s SpaceX domineert momenteel het nieuws, maar een aantal excentrieke figuren die betrokken waren bij ruimteverkenning ging hem vooraf.

In mei 2004 werd het White Knight-vliegtuig, dat Rocket Ship One onder zijn buik droeg, uit de hangar op Mojave Airport gerold voor een testvlucht. White Knight droeg Space Ship One, ontworpen door Burt Rutan, naar de bovenste atmosfeer, waar het werd losgelaten en naar een hoogte van ongeveer 64.300 meter (211.000 voet) werd geschoten.

De opdracht van de Duitse regering in 1987 was duidelijk: sluit uw activiteiten in Libië af. Voor Lutz Kayser betekende dit het hartverscheurende einde van zijn particuliere raketonderneming, OTRAG, en zijn droom om “toegang tot de ruimte betaalbaar te maken voor iedereen”.

OTRAG, opgericht in Duitsland en met een reeks bizarre wendingen eerst in Zaire (nu de Democratische Republiek Congo) en daarna diep in de Libische woestijn, had een IKEA-achtig concept voor raketontwerp ontwikkeld, waarbij massaal geproduceerde modulaire componenten konden worden samengevoegd tot ruimtevaartuigen van verschillende vormen en maten.

Beide Afrikaanse landen boden potentieel ideale omstandigheden voor raketlanceringen: uitgestrekte, ongereguleerde ruimtes ver weg van nieuwsgierige blikken. Maar toen de inlichtingendiensten van de Verenigde Staten en Israël begonnen te vermoeden dat Libië het programma voor eigen militaire doeleinden coöpteerde, betekende dit het einde van de lijn voor OTRAG, aangezien Kayser en zijn collega’s in hun thuisland strafrechtelijke aanklachten konden verwachten als ze zouden doorgaan. In een laatste, verwoestende wending werd al het materiaal van OTRAG in beslag genomen door de Libische leider Muammar Gaddafi, maar de modulaire benadering van rakettechnologie zou latere generaties van ruimtevaartspelers blijven beïnvloeden.

Terwijl overheidsinstanties Sputnik in een baan om de aarde stuurden en mannen op de maan zetten, vertegenwoordigde Kayser een opeenvolging van individuele pioniers – toevallig allemaal wit en allemaal mannelijk – die geprobeerd hebben de lucht te veroveren, ondanks regelmatig als absurd of misleidend door hun tijdgenoten te worden afgedaan.

Hoewel de tweede explosie dit jaar van een SpaceX-raket een nieuwe tegenslag vormt voor CEO Elon Musk in zijn ultieme missie om Mars te koloniseren, is het waarschijnlijk slechts een hick-up in de voortdurende privatisering van de ruimtevaart, waarvan de wortels teruggaan tot de late 19e eeuw.

De Russische grootvader van het ruimte-tijdperk

Geboren in 1857, wordt de Russische wetenschapper Konstantin Tsiolkovsky gecrediteerd met het leggen van de wiskundige en theoretische fundamenten voor rakettechnologie. Als de teruggetrokken thuisonderwezen zoon van een minderheidsambtenaar, woonde hij in een blokhut ongeveer 200 km (125 mijl) ten zuidoosten van Moskou. Tsiolkovsky ontwikkelde een interesse in wiskunde en natuurkunde en raakte, door het lezen van de sciencefiction van Jules Verne, gefascineerd door de mogelijkheid van ruimtevaart.

Hoewel hij nooit formeel onderwijs heeft genoten, ging Tsiolkovsky naar Moskou en voerde daar zijn eigen onderzoek uit onder invloed van Nikolai Fyodorov, een voorstander van “cosmism”, een filosofische beweging die wetenschap, religie en metafysica integreerde met de overtuiging in de potentiële onsterfelijkheid van de mensheid en het benutten van wetenschap voor ruimteverkenning.

In tegenstelling tot het huidige archetype van de “kapitalist die ruimtekruisvaarders wordt”, verdiende Tsiolkovsky zijn brood als leraar in een ander afgelegen deel van het zuidwesten van Rusland. Geplaagd door persoonlijke tragedies – waaronder de zelfmoord van zijn zoon, het verlies van veel van zijn onderzoeksnotities en manuscripten bij een overstroming, en de arrestatie van zijn dochter voor revolutionaire activiteiten – tartte Tsiolkovsky het ongeluk door bijna 100 werken over ruimtevaart en gerelateerde onderwerpen te publiceren, waaronder ontwerpen voor raketten met stuurthrusters, multistage boosters, ruimtestations, luchtsluizen voor het verlaten van een ruimtevaartuig en gesloten biologische systemen om voedsel en zuurstof voor ruimtekolonies te voorzien.

In 1895, geïnspireerd door de nieuw gebouwde Eiffeltoren, conceptee Tsiolkovsky de “ruimte-lift”, een kabel die theoretisch ergens langs de evenaar aan de aarde is bevestigd en ver voorbij de atmosfeer reikt, gebruikmakend van centrifugale kracht van de rotatie van de aarde om de neerwaartse zwaartekracht te weerstaan, waardoor de kabel rechtop en strak blijft. De immens lange kabel zou voertuigen die aan de kabel zijn bevestigd in staat stellen om mensen en vracht helemaal omhoog naar een stationaire ruimtehaven te vervoeren en weer terug.

Hoewel dat en veel van zijn andere ideeën zelfs vandaag de dag misschien vergezocht lijken, wordt Tsiolkovsky beschouwd als de theoretische grootvader van de ruimtevaart. “Tsiolkovsky was de profeet van het Ruimte Tijdperk,” schreef Sergei Korolev, hoofdontwerper van het Sovjet ruimteprogramma uit het Sputnik-tijdperk, in zijn boek uit 1934, Rocket Flight in the Stratosphere. “Zijn ideeën en berekeningen vormden de basis van de moderne astronautiek.”

Inspiratie op de top van een kersenboom

Tsiolkovsky stierf in 1935, en hoewel hij nooit de middelen verwierf om zijn ideeën in de praktijk te brengen, ontwikkelden andere ruimtepioniers uit die tijd soortgelijke theorieën en probeerden ze uit te voeren. Een van die figuren was Robert H. Goddard, de Amerikaanse ingenieur die ’s werelds eerste raket op vloeibare brandstof bouwde en lanceerde.

Goddard, geboren in Worcester, Massachusetts, in 1882, had van jongs af aan ook een diepgaande fascinatie voor wetenschap en mechanica. Net als Tsiolkovsky werd hij ook geïnspireerd door sciencefiction en schreef in zijn dagboek als tiener over de roman van H.G. Wells, De Oorlog der Werelden, die het idee van ruimtevaart in zijn verbeelding aanwakkerde.

Goddard groeide op in een comfortabel huis als de zoon van een zakenman en voerde experimenten uit met vliegers, ballonnen en zelfgemaakte vuurwerk. Toen hij op 17-jarige leeftijd in een kersenboom klom, had hij een soort openbaring, waarbij hij zich een raket voorstelde die in staat was Mars te bereiken. Deze visie bleef Goddard zijn hele carrière bij en was de motivatie achter zijn wetenschappelijke nieuwsgierigheid en zijn concept van ruimtevaart. Later schreef hij in een onuitgegeven autobiografie: “Ik was een andere jongen toen ik uit de boom kwam, want het bestaan leek eindelijk heel doelgericht.”

Tijdens zijn doctoraat in de natuurkunde aan de Clark University in Massachusetts begon Goddard te experimenteren met vaste en vloeibare brandstofpropulsie, in de overtuiging dat raketten konden worden gebruikt voor hoogtestudies, atmosferisch onderzoek en uiteindelijk ruimteverkenning.

Hij verkreeg in 1914 patenten voor een multistage raket en een raketmotor op vloeibare brandstof en vijf jaar later publiceerde hij A Method of Reaching Extreme Altitudes, een baanbrekend boek dat zijn theorieën over ruimtevaart uiteenzette, bijvoorbeeld dat een raket zou kunnen functioneren in de vacuüm van de ruimte.

Goddard kreeg aanzienlijke scepsis van zowel zijn collega’s als de media. “Hij begrijpt de relatie tussen actie en reactie niet,” bespotte een redacteur van de New York Times in 1920, “en de noodzaak om iets beters te hebben dan een vacuüm om tegen te reageren – dat zou absurd zijn. Natuurlijk lijkt hij alleen de kennis te missen die dagelijks op middelbare scholen wordt aangeboden.”

Onverstoord door de kritiek, antwoordde Goddard op een reporter: “Elke visie is een grap totdat de eerste man het realiseert. Eenmaal gerealiseerd, wordt het vanzelfsprekend.”

Op 16 maart 1926 slaagde Goddard erin ’s werelds eerste raket op vloeibare brandstof te lanceren in Auburn, Massachusetts. Bijgenaamd “Nell”, vloog de raket ongeveer 2,5 seconden en bereikte een hoogte van 12,5 meter (41 voet) – op het eerste gezicht onopmerkelijk, maar het werd erkend als een belangrijk moment in de evolutie van rakettechnologie.

Goddard ging verder met het werken met het Amerikaanse leger aan raketondersteunde startsystemen voor vliegtuigen. Hij stierf in 1945, niet lang genoeg levend om te leren dat Duitse wetenschappers die tijdens de Tweede Wereldoorlog waren gevangen genomen, hadden onthuld dat het Nazi V-2 raketprogramma sterk beïnvloed was door het werk van Goddard. Na hun vrijlating werden enkele van die wetenschappers uitgenodigd om zich bij NASA aan te sluiten, wat betekende dat Goddard’s theorieën uiteindelijk werden toegepast in de Amerikaanse missie om een man op de maan te zetten.

En Goddard zou ongetwijfeld geamuseerd zijn geweest om de intrekking te lezen van de New York Times van zijn spottende editorial uit 1920, gepubliceerd net voor de Apollo 11 maanlanding van 1969. “Het is nu definitief vastgesteld,” schreven de redacteurs van de Times, “dat een raket kan functioneren in een vacuüm net zo goed als in een atmosfeer.” “De Times betreurt de fout.”

Een van Goddard’s studenten in de rakettechnologie was een man met de naam Edwin Aldrin, wiens zoon Buzz Aldrin een astronaut was en de tweede persoon die na Neil Armstrong op de maan liep. Vandaag de dag wordt Goddard erkend als een visionair van het ruimte-tijdperk, en NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, is ter ere van hem vernoemd.

Democratiseren van ruimtevaart

Toen het leven van Goddard ten einde liep, was er een andere belangrijke figuur in particuliere ruimteverkenning nog maar een kind. Geboren in Stuttgart, Duitsland, in 1939, was Lutz Theodor Kayser vanaf zijn vroege kindertijd gefascineerd door rakettechnologie. Hij idoliseerde Wernher von Braun, de leider van het Duitse V-2 geleide raketprogramma tijdens de Tweede Wereldoorlog, die later beroemd werd om zijn rol in NASA. Toen hij Rusland’s lancering van Sputnik I in 1957, ’s werelds eerste kunstmatige satelliet, zag, raakte Kayser gefascineerd door de opkomende Koude Oorlog ruimtewedloop tussen de VS en de USSR.

Aan de Universiteit van Stuttgart, waar hij raketpropulsie studeerde, concludeerde Kayser dat bestaande ruimteprogramma’s te veel afhankelijk waren van zeer complexe en dure systemen en dat er een mogelijkheid bestond voor veel eenvoudigere, kostenefficiënte modulaire raketontwerpen – een soort flat-pack benadering van rakettechnologie die ruimtevaart mogelijk toegankelijker zou maken voor mensen over de hele wereld.

Kayser sloot zich aan bij de Werkgroep voor Rakettechnologie en Ruimtevaart, een studentenorganisatie die kleine raketten ontwierp en testlanceringen uitvoerde. Hij kwam ook in contact met vooraanstaande Duitse ruimtevaartfiguren zoals Kurt Debus, een voormalige Nazi-wetenschapper die later een belangrijke rol in NASA zou spelen.

Kayser’s visie was om een goedkoop transportsysteem voor de ruimte te ontwikkelen dat onafhankelijk was van overheidscontrole, waarmee hij de veronderstelling uitdaagde dat ruimteverkenning alleen door staatsagentschappen zoals NASA en het Sovjet ruimteprogramma kon worden beheerd.

In 1975, gesteund door particuliere investeerders, richtte Kayser OTRAG (Orbital Transport und Raketen AG – Orbital Transport en Rakettechnologie Ltd) op met een uniek concept: in plaats van één groot, duur ruimtevaartuig te bouwen, was het idee om modulaire raketsegmenten te vervaardigen die in verschillende configuraties massaal konden worden samengesteld, waardoor ruimte- expedities goedkoper en frequenter konden worden.

Echter, OTRAG stond voor een uitdaging, omdat het lanceren van raketten toegang vereiste tot uitgestrekte en ongereguleerde landgebieden – niet gemakkelijk beschikbaar in Duitsland of ergens in West-Europa – wat Kayser ertoe bracht een nogal bizarre en controversiële strategie te volgen. Geïntroduceerd bij president Mobutu Sese Seko van Zaire door een mede-Duitse zakenman, onderhandelde Kayser over de leasing van een lanceerlocatie van 100.000 vierkante kilometer (38.600 vierkante mijl) in een afgelegen en onderbevolkt gebied van dat land, waardoor OTRAG zijn tests kon uitvoeren zonder enige regelgeving en ver weg van ongewenste controle. Die schijnbare oplossing bleek uiteindelijk zijn ondergang te zijn.

De eerste testlanceringen van OTRAG waren blijkbaar succesvol, maar zowel westerse als Sovjet inlichtingendiensten begonnen te speculeren dat de operatie in het geheim militaire raketten ontwikkelde – Duitse wapenontwikkeling was een bijzonder gevoelig onderwerp na de Tweede Wereldoorlog. Mobutu werd onder druk gezet door zowel de NAVO als het Oostblok om het hele programma stil te leggen, en in 1979 had OTRAG geen andere keuze dan Zaire te verlaten.

Onverstoord zocht Kayser naar een alternatieve locatie en vond een warme ontvangst in Libië, wiens fel onafhankelijke president Gaddafi maar al te bereid was om de westerse machten uit te dagen en zo’n groots ruimteproject te huisvesten. De Libische woestijn bood opnieuw een optimaal testgebied, ook zonder veel regelgevende controle.

OTRAG voerde verschillende testlanceringen uit vanuit de Sebha-regio van de Sahara, waarbij meerdere kleine motoren werden gebruikt, waardoor een “schaalbaar” raketsysteem voor verschillende commerciële of militaire toepassingen mogelijk werd. Maar geopolitiek bemoeide zich opnieuw. De VS en hun NAVO-bondgenoten concludeerden al snel dat OTRAG’s technologie kon worden toegepast op langeafstand ballistische raketten, en de CIA en de Israëlische Mossad beschuldigden Libië ervan OTRAG te coöpten voor zijn eigen raketcapaciteiten, mogelijk in samenwerking met Noord-Korea en Pakistan.

Halverwege de jaren ’80 maakte de resulterende diplomatieke en militaire druk het voor OTRAG onmogelijk om in Libië te blijven opereren – vandaar het Duitse regeringsbesluit in 1987 om alle activiteiten stop te zetten. Het bedrijf sloot zijn basis daar in 1987, waarna zijn activa in beslag werden genomen door het regime van Gaddafi, blijkbaar om, zoals vermoed, zijn eigen raketontwikkeling te bevorderen – een mislukte poging in de afwezigheid van Kayser’s blauwdrukken en persoonlijke expertise.

Dit beëindigde Kayser’s visie op toegankelijke ruimtevaart, maar verrassend genoeg bleef hij nog een decennium in Libië, waar hij raketwetenschap aan een universiteit in Tripoli doceerde. Het is onduidelijk waarom hij ervoor koos te blijven, maar gezien de financiële kracht van Libië op dat moment, zou het eenvoudigweg de verleiding van een groot, belastingvrij salaris na zijn zakelijke verliezen kunnen zijn.

Kayser trok zich terug uit de publieke belangstelling en stierf in 2017, op 78-jarige leeftijd, tijdens een reis naar India, maar zijn werk blijft een opmerkelijk hoofdstuk in de geschiedenis van particuliere rakettechnologie. OTRAG wordt nu erkend als een fundament van de hedendaagse ruimtevaart, waarvan de impact bijvoorbeeld zichtbaar is in de “modulariteit” van SpaceX’s Falcon 9 raket, die negen identieke motoren in zijn eerste fase gebruikt, en in de nu gebruikelijke ruimtevaartstrategie van relatief goedkope, vrij verkrijgbare apparatuur in plaats van duurdere, eigen componenten.

De commerciële ruimtevaartindustrie is geboren

De commercialisering van de ruimtevaartindustrie werd serieus op gang gebracht door een Amerikaanse man genaamd Elbert Leander “Burt” Rutan. Geboren in 1943 in Estacada, Oregon, erfde de jonge Rutan de passie voor luchtvaart van zijn tandarts vader, schetste futuristische vliegtuigontwerpen, testte modelzweefvliegtuigen en experimenteerde met windtunnels.

Met een diploma in lucht- en ruimtevaarttechniek van de California Polytechnic State University, werkte Rutan als testpiloot bij Edwards Air Force Base in Californië, waar hij ervaring opdeed met experimentele vliegtuigen en aerodynamica. Hij verliet de Amerikaanse luchtmacht in 1972 om de Rutan Aircraft Factory in Mojave, Californië, op te richten, met de bedoeling gemakkelijk te bouwen, hoogpresterende vliegtuigen te produceren. Na het succesvol bouwen van twee vliegtuigen – de lichte en brandstofefficiënte VariEze, en de ultra-lichte Voyager – richtte Rutan zijn aandacht op ruimtevaart.

Met financiering van Microsoft mede-oprichter Paul Allen – deze verbinding tussen technologiegeld en ruimtevaart is de toekomst – begon Rutan aan Space Ship One, een “suborbitaal” ruimtevaartuig dat is ontworpen om de atmosfeer te overstijgen maar geen volledige omloop om de aarde te maken.

Op 21 juni 2004 werd SpaceShipOne het eerste particuliere ruimtevaartuig dat de ruimte bereikte – dat wil zeggen, de atmosfeer van de aarde overstak – en keerde veilig terug met een “feathering” herintredingssysteem, waarmee het veilig kon dalen zonder complexe hittebeschermers.

Dit succes, gevolgd door de even succesvolle Space Ship Two – die vervolgens werd gebruikt en ontwikkeld door de Britse ondernemer Richard Branson in zijn Virgin Galactic ruimtevaartbedrijf – luidde de huidige “corporatisering” van ruimtevaart in, gefinancierd door de financiële meesters van het universum.

“Welkom bij de dageraad van een nieuw ruimte tijdperk,” verklaarde Branson bij de succesvolle landing van zijn toeristische ruimtevaartuig Galactic 01 op 29 juni 2023 – mits je natuurlijk $600.000 hebt voor de suborbitalen rit. De 72 minuten durende reis brengt passagiers ongeveer 85 km (53 mijl) hoog, waar ze gewichtloosheid kunnen ervaren en de kromming van de aarde kunnen zien.

De corporatieve ruimtewedloop is nu in volle gang, en het is misschien slechts een kwestie van tijd voordat Musk en zijn aartsvijand, Jeff Bezos, hun respectieve ambities vervullen om miljoenen menselijke arbeiders naar de maan en verder te sturen, wat de vraag oproept: Is een interplanetaire woon-werkverkeer meer wenselijk dan het soort dat we hier op aarde meemaken?

En net zoals de moderne luchtvaart een schuld heeft aan de dappere vernieuwers die hun leven en leden riskeerden in de vroegste pogingen om te vliegen, zo zijn ook de huidige lucht- en ruimtevaartbedrijven verplicht aan de kosmische pioniers die aantoonden dat sciencefiction werkelijkheid kan worden, dat jongensdromen kunnen leiden tot baanbrekende innovaties en dat de ideeën van excentrieke buitenstaanders op een dag als oprechte wetenschappelijke vooruitgang kunnen worden geaccepteerd.