Ruimtevaart

Lancering van de Spaceshuttle Columbia in 1981, de eerste spaceshuttle van NASA

Ruimtevaart is de menselijke activiteit in de ruimte, buiten de aardse dampkring. Volgens de Fédération Aéronautique Internationale (FAI) begint de ruimte op een hoogte van 100 kilometer, de Kármánlijn. De Amerikaanse luchtmacht en de Amerikaanse luchtvaartautoriteit FAA hanteren echter een minimale hoogte van 80,5 kilometer (50 mijl).

Ruimtevaart wordt mogelijk gemaakt door middel van verschillende lanceersystemen, vaak via raketlancering vanaf een lanceerbasis. Een raket produceert tijdens een lancering een stuwkracht die groter is dan de aardse zwaartekracht, waardoor de raket opstijgt. Vervolgens wordt vaak de horizontale snelheid vergroot waardoor de raket, althans de payload, in een baan om de aarde wordt gebracht. Sommige ruimtevaartuigen blijven voor onbepaalde tijd in de ruimte, sommige vallen uit elkaar tijdens atmosferische terugkeer en andere bereiken een planetair oppervlak.

De Russische kosmonaut Joeri Gagarin was de eerste mens in de ruimte aan boord van Vostok 1. Voorbeelden van bemande ruimtevluchten zijn de maanlanding van de Apollo en het spaceshuttleprogramma van de Verenigde Staten, het Russische Sojoez-programma, evenals het internationaal ruimtestation (ISS). Voorbeelden van onbemande ruimtevaart zijn ruimtesondes die de baan om de aarde verlaten, of satellieten in een baan rond de aarde, zoals communicatiesatellieten.

Ruimtevaart wordt gebruikt bij ruimteonderzoek, zoals verkenning van het zonnestelsel, en bij commerciële activiteiten zoals ruimtetoerisme en satelliettelecommunicatie. Andere niet-commerciële toepassingen van ruimtevluchten zijn onder meer ruimtetelescopen, spionagesatellieten en andere satellieten die de Aarde of andere hemellichamen observeren.

Literatuur en grondleggers

Tijdlijnen van de ruimtevaart
1895 - 1959 1960 - 1962 1963 - 1969 1970 - 1979 1980 - 1999 2000 - 2009 2010 - 2019 2020 - heden Lijst van... bemande ruimtevluchten rampen ISS expedities draagraketten ruimtevaarders
Portaal    Ruimtevaart

Een voetstap op het maanoppervlak

De Hubble Space Telescope

het Internationaal Ruimte Station ISS

SpaceShipOne

Verhalen en fantasieën waarin de mens de aarde verlaat en de wijze waarop zijn al heel oud. Rond het jaar 160 publiceerde de Griek Lucianus van Samosata (Aletheis Historiai, Waarachtige verhalen) en de dialoog Ἰκαρομένιππος (Ikaromenippos, De Luchtreis) waarin hij beschrijft hoe een schip in een zware storm door de wind de lucht in wordt geblazen en op de maan belandt.

In de literatuur

Zie Sciencefiction voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

In 1865 publiceert Jules Verne zijn boek De la terre à la lune (Van de aarde naar de maan), waarin hij nauwkeurig omschrijft hoe een ruimtevaartuig wordt afgeschoten door een kanon (in Florida, Verenigde Staten) en naar de maan reist. Frappant zijn de vele overeenkomsten tussen zijn boek en de Apollovluchten naar de maan die meer dan honderd jaar later plaatsvonden. Rond 1900 publiceerde de schrijver H.G. Wells onder andere The War of the Worlds en The First Men in the Moon, verhalen waarin reizen door de ruimte een belangrijke rol spelen.

Grondleggers van de moderne ruimtevaart

Zes belangrijke grondleggers voor de moderne ruimtevaarttechniek zijn de wetenschappers Hermann Ganswindt (1856-1934), Konstantin Tsiolkovski (1857-1935), Robert Goddard (1882-1945), Hermann Oberth (1894-1990), Sergej Koroljov (1906-1966) en Wernher von Braun (1912-1977). Zij zouden allen hebben bevestigd geïnspireerd te zijn door de verhalen van schrijvers als Verne en Wells.

Geschiedenis van de ruimtevaart

Eerste bereiken van de ruimte

Het eerste door de mens gemaakte object dat volgens een later opgestelde definitie de ruimte bereikte, was een door Duitsland ontwikkelde ballistische raket genaamd de V-2. Dit gebeurde tijdens een testvlucht in juni 1944. De eerste geslaagde vlucht van de V-2-raket (ook wel A2) vond bijna twee jaar eerder plaats in Peenemünde op 3 oktober 1942. Na de Duitse nederlaag in de Tweede Wereldoorlog kwamen deze raketten in handen van de Amerikanen en de Sovjets die de raketten in grote aantallen in beslag namen. Ook werden de Duitse raketgeleerden na de oorlog ingezet voor de ruimtevaartprogramma's van beide landen.

Eerste kunstmaan: start ruimtewedloop

Zie Ruimtewedloop voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

De eerste kunstmaan, van Sovjet-makelij, was de Spoetnik 1 in 1957. In hetzelfde jaar werd het eerste levende wezen in de ruimte gebracht, het hondje Laika met de Spoetnik 2, gevolgd door lanceringen met andere ruimtehonden. In 1958 volgden de Amerikanen met de Explorer I. De Amerikanen specialiseerden zich in de inzet van aapjes voor het testen van de fysieke reacties op het ruimteleven. Op 31 januari 1961 lanceerden de Amerikanen de eerste aap de ruimte in met hun Mercuryprogramma als voorbereiding op de eerste menselijke vlucht. De Sovjets lanceerden echter als eerste een mens de ruimte in met hun Vostokprogramma. Op 12 april 1961 werd Joeri Gagarin in een baan om de aarde gebracht. De eerste Amerikaan, Alan Shepard zou volgen op 5 mei 1961. Shepard maakte echter alleen een suborbitale ruimtevlucht. Pas op 20 februari 1962 werd de eerste Amerikaan, John Glenn in een baan om de aarde gebracht. Ook de eerste ruimtewandeling werd door een Sovjet kosmonaut, Aleksej Leonov gemaakt op 18 maart 1965.

Race naar de Maan

Lancering van de Gemini 11

Als reactie hierop en om de achterstand in de ruimtewedloop in te halen, beloofde de Amerikaanse president John F. Kennedy in zijn State of the Union in 1961 dat er voor het einde van het decennium een Amerikaan op de maan zou staan. Door de NASA werd toen het voorbereidende Geminiprogramma gestart, waarmee ervaring werd opgedaan met bemande ruimtevluchten en zelfs met ruimtewandelingen. Het Apolloprogramma resulteerde in 1969 uiteindelijk in wat Kennedy had beloofd; op 21 juli 1969 zette Neil Armstrong als eerste mens voet op de maan. Hij sprak de befaamde woorden: That's one small step for a man, one giant leap for mankind (Dit is een kleine stap voor een mens, maar een grote sprong voor de mensheid). Vanaf toen landde er tot 1972 zes keer een Apollo-maanmodule op de maan.

Na de eerste paar maanlandingen in 1969-1971 was de spanning er voor het grote publiek af. Even nog was de reddingsoperatie voor het mislukte derde schot naar de maan, de Apollo 13, (1970) sensationeel, maar bij de Apollo 17 (1972) was de kritiek op de vele miljarden die dit kostte te groot geworden en werd het project gestopt. NASA moest in de jaren daarna meer knokken voor haar bestaan en ging diverse internationale samenwerkingsverbanden aan.

Ruimtestation

Zie Ruimtestation voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

De Sovjet-Unie had de race naar de maan verloren en hun eigen maanprogramma was uitgelopen op een fiasco mede door de dood van hun belangrijkste raketwetenschapper Sergej Koroljov. Maar men had wel een betrouwbaar bemande ruimtevaartprogramma ontwikkeld in de vorm van het Sojoezprogramma. Hoewel de Russische ruimtevaart grotendeels publicitair op de achtergrond lag, en mede door de Koude Oorlog grotendeels geheim was, tekende zich een doel af dat de Sovjets tot hun inzet maakten: ruimtestations. Al vanaf de vroege jaren 1970 werd hieraan gewerkt. De Sovjets bouwden grote wetenschappelijke expertise op over het langdurig verblijf van mensen in de ruimte.

In 1971 werd door de toenmalige Sovjet-Unie het eerste ruimtestation genaamd Saljoet 1 gelanceerd. Dit station was de eerste in een serie van Sovjet ruimtestations wat uiteindelijk uitmondde in het modulaire ruimtestation Mir welke van 1986 tot 1996 rond de aarde draaide. In 1973 lanceerden de Amerikanen hun ruimte station geraamd Skylab welke tot 1979 om de aarde zou draaien. In 1998 werd de eerste module van het Internationaal ruimtestation (ISS) gelanceerd. De belangrijkste bijdragen aan dit station werden geleverd door de Russen, Amerikanen, Europeanen, Japanners en Canadezen. Omdat Amerika niet toestaat dat China deel neemt aan het ISS is China zelf een ruimtestation-programma gestart. Dit programma genaamd Tiangong omvat twee kleine ruimtestations (Tiangong 1 & 2) bedoeld om technologie te testen en moet uitmonden in een groter ruimtestation ter grootte van de MIR. De kernmodule van dit grotere station werd in 2021 gelanceerd.

Onbemande ruimtevaartprogramma

Naast bemande ruimtevaart probeerden de Verenigde Staten en Sovjet-Unie elkaar ook af te troeven met de verkenning van het zonnestelsel en andere planeten. De voorkeur van de Sovjets lag bij Venus, waar de Amerikanen gingen koersen op Mars met hun Pioneer projecten.

Spaceshuttleprogramma

Zie Spaceshuttleprogramma voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Na de maanlandingen begonnen de Amerikanen in het midden van de jaren 70 met de ontwikkeling van Spaceshuttle. De gedachte achter de ontwikkeling van het bouwen van een herbruikbaar ruimteschip was om op goedkope en regelmatige basis ruimtemissies te kunnen uitvoeren. De Sovjet-Unie ontwikkelden ook een eigen Ruimteveer maar dit programma kwam abrupt tot een einde met het uiteenvallen van de Sovjet-Unie.

Internationale samenwerking

In 1975 werden een Amerikaanse Apollo-module en een Sovjet Sojoez-module in de ruimte gekoppeld in het kader van het Apollo-Sojoez Test Project.

Na de val van de Sovjet-Unie en het einde van de koude Oorlog in 1991, kwam de staatsfinanciering van de Russische ruimtevaart op een veel lager niveau te liggen. Ook de Amerikaanse ruimtevaart kreeg ernstige klappen te verwerken: na het verongelukken van de Spaceshuttle Challenger in 1986 lag de bemande ruimtevaart in Amerika bijna drie jaar lang stil.

NASA en Roskosmos, de ruimtevaartorganisaties van de VS en van Rusland, besloten daarom tot een verregaande vorm van samenwerking. De Russen zouden hun langlopende project, het ruimtestation Mir, opgeven en samen met de Amerikanen en de Europese ruimtevaartorganisatie ESA werken aan het International Space Station ISS. Inmiddels is een basisversie van de ISS al enige jaren actief.

Na de Space Shuttle

De ramp met de Spaceshuttle Columbia in 2003 luidde het einde in van het Spaceshuttleprogramma. Ter vervanging creëerde president George W. Bush het Constellationprogramma. Het moest een goedkoper alternatief worden voor de Space Shuttle in de vorm van een wegwerpraket met capsule, in de lijn van het Apolloprogramma van de jaren 1960. De bedoeling was opnieuw een capaciteit te ontwikkelen voor reizen naar de Maan en op termijn, vanaf een maanbasis, naar Mars. Met de Space Shuttle werd nog wel doorgegaan om de bevoorrading en de afbouw van het ISS niet in gevaar te brengen: de laatste lancering van een Shuttle was die van de Atlantis op 8 juli 2011, in totaal de 135ste lancering van een Space Shuttle. Nieuwe modules van de ISS waren namelijk te groot voor de Russische Sojoez en moesten absoluut met de Space Shuttle omhooggebracht worden. Om de bevoorrading niet in gevaar te brengen, besloten de Russen voorlopig geen toeristen meer mee te nemen. Pas in 2005 ging de derde ruimtetoerist naar het station.

Door de focus op Constellation nam de Amerikaanse steun voor het ISS af. Rosaviakosmos koos dan voor een zelfstandige uitbreiding en voor nauwere samenwerking met de ESA, onder meer voor de montage van een robotarm. Het feit dat de Russen ruimtetoeristen meenamen naar het ISS (vier tot in 2006, voor 20 miljoen dollar) leidde tot spanningen met de NASA.

De kosten en leveringstermijnen van het Constellationprogramma waren echter onderschat. Na een doorlichting door ruimtedeskundigen schafte president Barack Obama het programma in 2010 af. Die beslissing lokte protest uit, onder meer vanwege bekende astronauten maar ook in de politieke wereld. De Verenigde Staten hadden geen eigen draagraketten meer en moesten tegen betaling een beroep doen op de Russische Sojoez.

In 2017 richtte president Donald Trump opnieuw de National Space Council op, een adviesorgaan dat al van 1958 tot 1973 en van 1989 tot 1993 had bestaan en dat, geleid door de vicepresident, rechtstreeks aan de president rapporteert over langetermijndoelen van de Amerikaanse ruimtevaart. Dat orgaan gaf als aanbeveling privé-initiatieven te steunen om op competitieve basis tot betaalbare oplossingen te komen om mensen en lading in een baan om de aarde te brengen.

Particuliere initiatieven

In 2004 won Scaled Composites onder leiding van Burt Rutan en Paul Allen de Ansari X Prize voor de eerste private onderneming die tweemaal binnen drie dagen een ruimteschip, SpaceShipOne, boven 100 kilometer hoogte wisten te krijgen en weer veilig terug te laten keren op Aarde. Het ontwerp werd gekocht door de Britse zakenman Richard Branson die met zijn bedrijf Virgin Galactic doorontwikkelde tot SpaceShipTwo deze toestellen zal exploiteren. Ook Blue Origin ontwikkelde een voertuig, in dit geval een raket met capsule genaamd New Shepard, voor korte suborbitale ruimtevluchten. In de zomer van 2021 lanceerden Virgin Galactic en Blue Origin beiden hun eerste passagiers naar de rand van de ruimte.

Bedrijven SpaceX en Blue Origin mikken op de markt voor orbitale of zelfs interplanetaire vluchten en het goedkoper maken van ruimtevaart door herbruikbaarheid en andere innovaties. Beide bedrijven zijn in staat om rakettrappen verticaal te laten landen. Deze bedrijven worden net als Virgin Galactic tot de NewSpace-beweging gerekend. SpaceX lanceert in september 2021 de eerste bemande, particuliere, orbitale ruimtevlucht ooit. Blue Origin werkt nog aan hun eerste orbitale raket.

Ook ontwikkelt Axiom Space een commerciële vleugel van het ISS die uiteindelijk als zelfstandig ruimtestation moet doorgaan om het ISS op te volgen.

China

Het Chinese ruimtevaartprogramma was al in de jaren 1950 begonnen, tegelijkertijd met de voorbereidingen van de Sovjet-Russische Spoetnik, en met dezelfde militaire doelstelling als die van de Amerikanen en de Russen: het ontwikkelen van kernraketten. Het programma eindigde in 1960 toen samenwerking met de Russen om politieke redenen onmogelijk werd. In het midden van de jaren 1960 kwam een nieuw initiatief op gang, maar dat werd in de kiem gesmoord door de Culturele Revolutie. In 1970 lanceerde China haar eerste kunstmaan genaamd Dong Fang Hong I. Na de dood van Mao in 1976 werd bemande ruimtevaart opnieuw mogelijk. Vanaf het midden van de jaren 1980 ontwikkelden zich de voorlopers van het Shenzhouprogramma. Na vier onbemande testvluchten bracht Shenzou 5 in 2003 een taikonaut in de ruimte; daarmee was China het derde land dat met eigen middelen een mens naar de ruimte vervoerde. Het eerste (kleine) Chinese ruimtestation was de Tiangong-1 in 2011. Tiangong-2 was groot genoeg om 3 taikonauten gedurende 33 dagen te huisvesten in het najaar van 2016. Na de testen met Tiangong-1 en 2 werd medio 2022 het modulaire Tiangong ruimtestation opgeleverd.

Zie Tiangongprogramma voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Zie Shenzhouprogramma voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Zie Tiangong ruimtestation voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

China heeft ook een particuliere ruimtevaartsector. De firma Link Space kondigde in 2017 aan dat ze met een kleine, herbruikbare raket commerciële ruimtevaartdiensten wilden gaan aanbieden.

Wat de ruimtevaart tot stand brengt

Door de ruimtevaart zijn we meer te weten gekomen over het heelal. Enerzijds door exploratiesondes die het zonnestelsel ingestuurd werden om de hemellichamen aldaar te bestuderen, anderzijds door ruimtetelescopen die veel verder het heelal inkijken. Tijdens het Apolloprogramma werd materie van de Maan mee teruggenomen naar de Aarde. Ook levert onderzoek door ruimtevaarders in microzwaartekracht wetenschappelijke inzichten op waardoor we meer weten over het leven op Aarde (en in de ruimte) en onder meer medicijnen en behandelingen voor lichamelijke aandoeningen kunnen ontwikkelen.

Communicatiesatellieten maken intercontinentale communicatie mogelijk. Ook maken satellieten het mogelijk om op onherbergzame plaatsen op aarde telecomaansluitingen te bewerkstelligen. Met behulp van observatiesatellieten kunnen weermodellen en geologische modellen worden gemaakt. Daarnaast zijn sommige observatiesatellieten voor spionage bedoeld. Het gebruik van een navigatiesysteem is misschien wel de meest alledaagse toepassing van de ruimtevaart. Ook zijn voor de ruimtevaart de grenzen van de techniek opgerekt waardoor materialen, technieken en mogelijkheden werden ontwikkeld die ook op Aarde nuttig bleken.

Mechanica van de ruimtevaart, verloop van een ruimtemissie

De wijze waarop een ruimtevaartuig zich verplaatst en bestuurd wordt, is anders dan op aarde gebruikelijk.

Volgens Isaac Newton kan een lichaam zich verplaatsen door zich tegen iets anders af te zetten met behoud van impuls. De vergelijking daarbij is:

$massa_{1}\times snelheid_{1}=massa_{2}\times snelheid_{2}$

Een auto komt in beweging door asfalt naar achteren te duwen. De weg zit vast aan de aarde en de aarde heeft een zeer grote massa. Daardoor zal de aarde nauwelijks in beweging komen en de auto des te meer.

Een vliegtuig komt in beweging door lucht naar achteren te blazen. Daarvoor is veel lucht nodig, maar aan lucht is geen gebrek. Om het proces aan de gang te houden is alleen een naar verhouding geringe hoeveelheid brandstof nodig. Heeft het vliegtuig een massa van 1000 kg en blaast het 10 kg lucht weg met een snelheid van 100 m/s, dan krijgt het vliegtuig zelf een snelheid van 1 m/s. Dat is niet veel, maar het vliegtuig kan steeds meer lucht opzuigen en wegblazen om de snelheid te verhogen.

Het grote probleem van de ruimtevaart is dat er in de ruimte geen materie is. Een ruimtevaartuig reist in het luchtledige. Als de snelheid of de koers van een ruimtevaartuig af moet wijken van hoe die verloopt door de zwaartekracht, dan kan dat alleen met een reactiemotor die materie uitstoot die al aan boord van het ruimteschip is. Al deze materie moet dus bij vertrek worden meegenomen. Daardoor is de massa van een ruimteschip bij vertrek extra groot en is het nóg moeilijker het ruimteschip in beweging te brengen, waarvoor dan weer extra brandstof nodig is. Dat verklaart waarom een hedendaags orbitaal ruimteschip gelanceerd moet worden met een raket die 40 m hoog is of meer, terwijl alleen de capsule met de ruimtevaarders, niet veel groter dan een auto, terugkeert. Dit probleem wordt mathematisch vertolkt door de raketvergelijking van Tsiolkovski: de verhouding tussen de totale massa van de raket en de massa van de nuttige lading neemt exponentieel toe met de verhouding tussen de gewenste eindsnelheid van de nuttige lading en de uitstootsnelheid van de verbrandingsgassen.

Vertrek

Om zonder verdere stuwkracht een baan om de aarde te kunnen beschrijven moet een ruimtevaartuig een hoge snelheid hebben. Voor een lage baan om de aarde (maar wel boven de dampkring, een hoogte vanaf ongeveer 200 km is geschikt) kost de meeste energie niet het bereiken van deze hoogte, maar het bereiken van de benodigde snelheid van ongeveer 8 km/s. Voor een reis naar verder weg van de aarde is het het voordeligst zo snel mogelijk na het op weg gaan vanaf de aarde of vanuit een baan om de aarde de snelheid zodanig op te voeren dat zonder verdere stuwkracht het doel bereikt kan worden; naar de maan of verder is de benodigde snelheid dan in de buurt van de ontsnappingssnelheid van ongeveer 11 km/s. Die snelheid is aan het aardoppervlak niet mogelijk door de luchtweerstand. Het is dus ondenkbaar, zoals Jules Verne schreef, dat een ruimteschip met een kanon wordt afgeschoten. De raket heeft in werkelijkheid reeds een hoogte van tientallen kilometers bereikt als hij op snelheid is.

Tijdens de reis

Op het moment dat de raketmotor wordt uitgeschakeld (Brennschluss) begint voor de ruimtevaarders de toestand van gewichtsloosheid / vrije val. Het ruimteschip volgt nu een baan bepaald door de gravitatie. Hiervan afwijken in de vrije ruimte buiten een atmosfeer heet een baanmanoeuvre. Hiervoor (dus ook voor afremmen) moet een reactiemotor worden gebruikt, wat weer reactiemassa of delta v kost. Voordeel van deze maat is dat deze onafhankelijk is van de massa (die in de loop van de missie vermindert door verbruik van reactiemassa), en men (zolang tussendoor geen rakettrap of andere module worden afgestoten) delta-v-waarden voor verschillende baanmanoeuvres kan optellen, en vervolgens uit het resultaat de benodigde reactiemassa in verhouding tot de eindmassa kan berekenen. Ook het tot stand brengen of stoppen van rotatie van een ruimtevaartuig om zijn as kost enige delta v.

Soms wordt tijdens een ruimtereis een koppeling uitgevoerd aan een ander ruimtevaartuig, en/of wordt er geland op een ander hemellichaam, en stijgt er eventueel een ruimtevaartuig (het gelande ruimtevaartuig of een deel daarvan) weer op van dat andere hemellichaam. Voorafgaand aan een koppeling moeten de ruimtevaartuigen uiteraard niet alleen samenkomen maar ook precies dezelfde snelheid (zowel qua grootte als richting) hebben.

Soms wordt tijdens een vlucht een ruimtewandeling gemaakt. Ook zijn er maanwandelingen geweest en bemande en onbemande verplaatsingen in/van een apart voertuig op een ander hemellichaam.

Terugkeer naar de Aarde

Een klein ruimtevaartuig zal zonder voorzorgen bij het verliezen van hoogte (al of niet bewust bewerkstelligd) verbranden in de atmosfeer. Bij een groter (onbemand) ruimtevaartuig bestaat het gevaar dat brokstukken op aarde vallen, en is een gecontroleerde afdaling in een veilig gebied gewenst.

Bij bemande ruimtevaart of het terugbrengen van ruimtemonsters (en in het verleden ook filmcassettes) is een zachte landing nodig, met afremming in de atmosfeer zonder te verbranden of verdampen. Uitsluitend met een reactiemotor afremmen is niet doenlijk, want in deze fase van de vlucht heeft het ruimteschip nauwelijks nog brandstof. Zou met de raketmotor op aarde geland worden, dan moet wegens de daarvoor benodigde brandstof de massa van het ruimteschip in de ruimte vele malen groter zijn dan wat deze nu is, waardoor de massa van de raket bij lancering ook vele malen groter zou moeten zijn. Zie Binnenkomst in de atmosfeer.

Landingscapsules zijn daarom voorzien van een hitteschild - een zeer essentieel onderdeel. Bij terugkeer in de atmosfeer heeft de capsule een hoge snelheid - zo'n 8 km/s of meer. Door de zwaartekracht wordt die snelheid nog groter. Door de compressie van de atmosfeer als gevolg van het met die snelheid binnenkomen van de atmosfeer ontstaat heet plasma waardoor de capsule op zijn beurt zeer heet wordt. Het hitteschild moet daartegen bescherming bieden. De botsing met lucht zorgt er echter ook voor dat de capsule afgeremd wordt. Op een hoogte van enkele kilometers is de snelheid zo ver afgenomen en de luchtdruk zo veel hoger dat er parachutes kunnen worden gebruikt voor het laatste deel van de landing.

De Russen landen op de steppe van Kazachstan. De eerste Amerikaanse ruimtereizen eindigden met een landing op zee, in de capsule. Meestal was dat op de Stille Oceaan. De spaceshuttles landden als een zweefvliegtuig op een landingsbaan. Meestal betrof dat de landingsbaan van het Kennedy Space Center. Crew Dragons landen in de Atlantische Oceaan of de Golf van Mexico, Starliners landen in Amerikaanse woestijngebieden waarbij de Whitesands Missile Range de eerste keus is. Orion-capsules zullen net als eerder Apollo-capsules in de Stille Oceaan landen.

Communicatie

Bij het op afstand besturen van ruimtevaartuigen en instrumenten, en communicatie met ruimtevaarders, speelt mee dat de signalen zich met de lichtsnelheid voortplanten. Dit betekent bijvoorbeeld dat de verzending van een signaal van de Aarde naar Mars of omgekeerd 3 tot 22 minuten duurt. Bij de Maan is dit ruim een seconde. Bij interstellaire ruimtevaart zou het jaren duren.

Tijdens terugkeer in de atmosfeer is er een fase waarin even geen communicatie mogelijk is. Dit kan ook het geval zijn als een ruimtevaartuig zich achter een hemellichaam bevindt, en er geen ruimtevaartuig elders is via welke de communicatie kan lopen.

Verschillende ruimtevaartorganisaties

Europees

ESA Het European Space Agency, letterlijk Europees Ruimtebureau, afgekort tot ESA, wordt in het Nederlands aangeduid als Europese Ruimtevaartorganisatie.

ESTEC, een Europees centrum voor ruimteonderzoek en technologie, in de gemeente Noordwijk (Zuid-Holland) gevestigd. , de grootste vestiging van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Het bezoekerscentrum van ESTEC, Space Expo, is een grote ruimtevaarttentoonstelling.

Nationaal

Nederland

Het Netherlands Space Office (NSO) is de Rijksdienst voor Ruimtevaart van Nederland. De taak van het NSO is het adviseren en realiseren van het nationale ruimtevaartbeleid en het NSO vertegenwoordigt Nederland in de programmaraden van ESA.

SRON is het Nederlandse expertise-instituut voor de ontwikkeling en het gebruik van instrumenten voor astrofysisch en aardgericht onderzoek vanuit de ruimte. De SRON heeft haar hoofdkantoor in Nederland. Verder is Delft Aerospace Rocket Engineering (DARE), een studententeam van de TU Delft, actief in de experimentele raketbouw.

België

België is voornamelijk actief in de ruimtevaart via ESA. België draagt 5,6% van het budget van ESA, wat relatief veel is voor een klein land.

Ruimtevaartorganisaties naar te besteden budget

Organisatie	Land	Begroting 2018 in miljoenen $
NASA	Verenigde Staten	19500
CNSA	China	11000
ESA	22 Europese staten	6300
Roskosmos	Rusland	3300
CNES	Frankrijk	2600
DLR	Duitsland	2500
JAXA	Japan	2000
ASI	Italië	1800
ISRO	India	1500
UKSA	Verenigd Koninkrijk	529

Belangrijke plaatsen in de ruimtevaart

Zie Ruimtevaartcentrum voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

• Kennedy Space Center, Amerikaanse lanceerbasis van NASA, onderdeel van de eastern range
• Cape Canaveral Space Force Station, Amerikaanse lanceerbasis van de US Space Force, onderdeel van de eastern range
• Lyndon B. Johnson Space Center, locatie van vluchtleiding en trainingscentrum van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA
• Vandenberg Space Force Base, Amerikaanse lanceerbasis van de Space Force van de western range
• Kosmodroom Bajkonoer, Sovjet en later Russische lanceerbasis voor bemande en onbemande ruimtevaart in Kazachstan
• Zvjozdny gorodok alias Sterrenstad, trainingscentrum, verkeersleiding van Roskosmos en woonplaats voor kosmonauten.
• Centre Spatial Guyanais, lanceerbasis in Frans-Guyana van de Europese Ruimtevaartorganisatie
• European Space Operations Centre, vluchtleiding centrum van ESA in Darmstadt, Duitsland.
• Jiuquan, Chinese lanceerbasis voor bemande en onbemande ruimtevaart

Interstellaire ruimtevaart

Er zijn twee functionerende ruimtesondes die bezig zijn het zonnestelsel te verlaten: Voyager 2 en New Horizons. Voyager 1 bereikte in 2013 al de rand van de heliosfeer en was het eerste door de mens gemaakte object dat het zonnestelsel verliet. Met behoud van communicatie in de buurt van andere sterren komen is echter vooralsnog niet haalbaar (wel een thema in sciencefiction). Zo heeft de sonde met de grootste restsnelheid (dus de meeste specifieke energie) met betrekking tot de zon, de Voyager 1, met zijn snelheid van 17 km/s, pas over 75000 jaar een afstand afgelegd zoals die naar Proxima Centauri, de dichtstbijzijnde ster na de zon. De energiebronnen van de sondes zijn echter veel eerder uitgeput, en onderweg tussen de zon en een andere ster is er heel weinig energie met zonnepanelen op te vangen. Er is dan dus geen communicatie meer mogelijk, en zo'n sonde is ook met telescopen niet waarneembaar op die afstand.

Wel is er nog een kans dat buitenaardse levensvormen een van de genoemde sondes vindt, of een van de andere door mensen gemaakte voorwerpen die het zonnestelsel verlaten hebben of aan het verlaten zijn. Daarom zijn de Gouden plaat (Pioneerprogramma) en de Voyager Golden Record meegestuurd.

Breakthrough Starshot

Het project Breakthrough Starshot onderzoekt de mogelijkheden om met een vloot zeer kleine ruimtesondes van ca. 1 gram per stuk langs het Alpha Centauri-stelsel te vliegen. Zo'n ruimtesonde zou voorzien zijn van een lichtzeil van ca. 4 bij 4 meter, en vanuit een baan om de aarde in 10 minuten door middel van zeer krachtige en zeer nauwkeurig gerichte laserstralen vanaf de aarde versneld worden tot een snelheid van ca. 60.000 km/s, waardoor het doel in 20 jaar bereikt zou worden. Nog vier jaar later zouden dan de verzonden resultaten op aarde aankomen. De versnelling zou die 10 minuten dus gemiddeld 100 km/s² (10.000 g) bedragen (waarvoor dus bij een massa van een gram een kracht van 100 N nodig is, en daarmee 15 GW aan straling op het zeil), en plaatsvinden over de eerste 20 miljoen kilometer van de reis. Het lichtzeil moet extreem goed reflecteren, omdat het anders door het laserlicht te heet wordt en smelt (of verdampt). Een groot park van lasers op een hoge droge locatie op aarde (om absorptie en afbuiging door de atmosfeer te minimaliseren) zou nodig zijn. Het lichtzeil zou ook gebruikt worden bij lasercommunicatie met de aarde.

Het is de bedoeling eens per dag, of eens in de paar dagen, een sonde vanuit zijn baan om de aarde naar het doel te zenden. Bij 1000 sondes is er dus een spreiding over enkele jaren. Er is zo door de grote onderlinge afstanden geen gevaar voor een onderlinge botsing, en het maakt de energievoorziening voor de lasers meer haalbaar.

Zie ook

Mijlpalen

• 1895 - 1959: Tijdlijn van de ruimtevaart (1895-1959)
• 1960 - 1962: Tijdlijn van de ruimtevaart (1960-1962)
• 1963 - 1969: Tijdlijn van de ruimtevaart (1963-1969)
• 1970 - 1979: Tijdlijn van de ruimtevaart (1970-1979)
• 1980 - 1999: Tijdlijn van de ruimtevaart (1980-1999)
• 2000 - 2009: Tijdlijn van de ruimtevaart (2000-2009)
• 2010 - 2019: Tijdlijn van de ruimtevaart (2010-2019)
• 2020 - heden: Tijdlijn van de ruimtevaart (2020-heden)

Ruimtevluchten en ruimtevaartprogramma's

Zie ook: Lijst van bemande ruimtevluchten vanaf 1961

• Bemande ruimtevaart
• Apolloprogramma
• Astronauten op de Maan
• Cervantes-missie
• Galileo-ruimtesonde
• Geminiprogramma
• ISS
• Juno
• Loenaprogramma
• Marinerprogramma
• MAVEN
• Mercuryprogramma, met chronologie van het Mercury programma
• MESSENGER
• Mir
• New Horizons
• Pioneerprogramma
• Ruimtevaart naar Mars
• Saljoetprogramma
• Skylab
• Veneraprogramma

• Lijst van ruimtevluchten naar Jupiter
• Lijst van ruimtevluchten naar kometen, planetoïden en/of dwergplaneten
• Lijst van ruimtevluchten naar de Maan
• Lijst van ruimtevluchten naar Mars
• Lijst van ruimtevluchten naar Saturnus
• Lijst van ruimtevluchten naar Venus
• Lijst van ruimtevluchten naar de Zon

• Shenzhou, met chronologie van het Shenzhou programma
• SMART-1
• Sojoez
• Spitzer Space Telescope (voorheen Space Infrared Telescope Facility, of SIRTF)
• Spoetnik
• Vostokprogramma, met chronologie van het Vostok programma
• Voyager-programma
• Wilkinson Microwave Anisotropy Probe

Andere artikelen over ruimtevaart

• Ariane V
• Cape Canaveral
• ESA
• ISS
• NASA
• Ruimtestation
• Ruimtetoilet
• Ruimtevaarder
• Ruimtevaartuig
• Ruimteverdrag
• Russische ruimtevaart
• Spaceshuttle
• Ruimtevaart van A tot Z

Literatuur

• (en) Neal, Valerie (2017). Spaceflight in the Shuttle Era and Beyond: Redefining Humanity's Purpose in Space. Yale University Press, New Haven en Londen. ISBN 978-0-300-20651-7.
• (en) Neufeld, Michael J. (2018). Spaceflight: A Concise History. MIT Press, Cambridge (Mass.) en Londen. ISBN 9780262536332.
• (en) Pyle, Rod (2019). Space 2.0: How Private Spaceflight, a Resurgent NASA, and International Partners Are Creating a New Space Age. BenBella Books, Dallas. ISBN 9781944648459.

Bronnen, noten en/of referenties

· ·

Records in de ruimtevaart

Mediabestanden

Zie de categorie Spaceflight van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.