Voor het eerst sinds 1972 zijn de Verenigde Staten weer op de maan.

Om 18:23 uur Eastern time Donderdag 22 februari landde Intuitive Machines Inc. een robotachtig ruimtevaartuig op de maan en werd daarmee het eerste particuliere bedrijf dat een voertuig intact op het maanoppervlak plaatste.

NASA, die bijna 118 miljoen dollar voor deze missie betaalde, plaatste felicitaties op het sociale mediaplatform X:"Je bestelling is afgeleverd ... op de maan!" Intuitive Machines zal uiteindelijk in samenwerking met NASA twee extra landers naar de maan sturen.

Terwijl de nationale ruimtevaartambities groeien en de activiteiten in de ruimtevaart zich uitbreiden, hebben bedrijven zich ingezet om de titel te claimen van het in één stuk landen van het eerste particuliere ruimtevaartuig op de maan. Geen enkele was tot nu toe succesvol. Een Israëlische non-profitorganisatie, SpaceIL, probeerde het in 2019, maar het toestel kwam te snel binnen en stortte neer op het oppervlak. Vorig jaar verloor het in Tokio gevestigde Ispace Inc. het contact met zijn lander. En in januari kreeg de lander van Astrobotic uit Pittsburgh vlak nadat hij de ruimte had bereikt, een motorstoring.

Waarom is het, sinds de VS een halve eeuw geleden met succes mensen op de maan hebben gezet, zo moeilijk gebleken voor bedrijven (en zelfs landen) om dat opnieuw te doen?

De maan is een barre omgeving. Het is moeilijk om ruimtevaartuigen te ontwerpen die over het oppervlak kunnen navigeren en het is bijna onmogelijk om die situaties op aarde na te bootsen om te testen. En de middelen van particuliere bedrijven verbleken in vergelijking met wat NASA in de jaren zestig had:een oorlogskas die ooit opliep tot ongeveer 4% van de totale Amerikaanse federale begroting.

De grootste hindernis waren misschien wel de 21e-eeuwse ingenieurs en bedrijven met weinig of geen moonshot-ervaring. Het is meer dan 50 jaar geleden dat mensen landers naar de maan hebben ontworpen en gestuurd, dus bedrijven begonnen bijna helemaal opnieuw en werkten met nieuwe technologieën.

"We zeggen dat we er eerder zijn geweest, maar deze bedrijven zijn er nog niet eerder geweest", zei Phillip Metzger, een planeetfysicus aan de University of Central Florida, in een interview. "Het is echt een nieuwe technologie die momenteel wordt geperfectioneerd en volwassen wordt."

Terug naar de maan

NASA had zijn aandacht na de laatste Apollo-missie in 1972 van de maan afgewend om zich te concentreren op de space shuttle, het internationale ruimtestation en andere doelen. Verschillende regeringen stelden voor om terug te keren naar de maan, maar die programma's overleefden de politieke tegenwind niet. Maar in 2017 spoorde president Donald Trump NASA aan om het Artemis-initiatief te lanceren om mensen terug te sturen.

Het doel van de ruimtevaartorganisatie is om een ​​duurzame aanwezigheid op de maan te creëren, waarbij wordt beweerd dat het leren leven en werken daar mensen uiteindelijk in staat zal stellen het zonnestelsel te verkennen.

Dit betekent veel lucratieve overheidscontracten. En in tegenstelling tot het Apollo-tijdperk hebben particuliere bedrijven het potentieel om daar te komen – met een beetje hulp van NASA. Intuitive Machines en Astrobotic werkten beide samen met het CLPS-programma van de ruimtevaartorganisatie, ontworpen om de ontwikkeling van commerciële landers voor Artemis te stimuleren.

Toch blijven er fysieke uitdagingen bestaan ​​voor maanverkenning. Gewoon door het vacuüm van de ruimte reizen om de maan te bereiken is om te beginnen een strijd. Ruimtevaartuigen moeten omgaan met grote temperatuurschommelingen, afhankelijk van welke delen van het voertuig naar de zon gericht zijn, en worden vaak gebombardeerd met kosmische straling:bestraalde deeltjes die vanuit de zon of uit de diepe ruimte stromen en gemakkelijk elektronica kunnen verbranden die niet goed werkt. beschermd.

De maan is ongeveer een kwart van de breedte van onze planeet, en heeft over het geheel genomen veel minder zwaartekracht, waardoor het moeilijk is om in een baan om de aarde te manoeuvreren. Het ruige terrein, de kraters en andere factoren verspreiden de zwaartekracht ongelijkmatig.

"Als je in een baan om de maan draait, bots je uiteindelijk tegen de maan aan, omdat de klonterige zwaartekracht je baan zal verstoren," zei Metzger. "Daarom heb je navigatie nodig die precies begrijpt waar je bent en die je in realtime kunt aanpassen."

In tegenstelling tot de aarde, die een atmosfeer heeft die de val van terugkerende ruimtevaartuigen helpt opvangen, heeft de maan vrijwel geen atmosfeer. Om daar te landen, moeten vrijwel alle ruimtevaartuigen een of andere vorm van raketmotor gebruiken om zichzelf zachtjes naar de grond beneden te laten zakken. Het ruimtevaartuig moet zijn motoren zo nauwkeurig verbranden dat ze net boven het oppervlak relatief tot stilstand komen. Anders lopen ze het risico te crashen.

Dit alles vereist dat je weet waar het ruimtevaartuig op het punt staat te landen. Robotlanders vertrouwen vaak op informatie die wordt verzameld door de sensoren van het voertuig, evenals op beelden van hun landingsdoel die van tevoren zijn verzameld, wat vaak geen erg hoge resolutie heeft. Wat de zaken ingewikkelder maakt, is de afstand van de maan tot de aarde. Er is meestal een vertraging van een paar seconden bij het verzenden van commando's naar deze ruimtevaartuigen.

“Je moet dit allemaal autonoom doen”, zegt Addie Dove, universitair hoofddocent aan de University of Central Florida en bezig met een maanlandingsmissie. "Er is geen manier voor een mens om dingen in realtime te corrigeren, alleen maar vanwege de snelheid waarmee het allemaal gebeurt."

Dit kan leiden tot problemen zoals die waarmee Ispace in 2023 te maken kreeg. Het kwam er uiteindelijk achter dat zijn maanlander een softwareprobleem had en de hoogte van het terrein eronder verkeerd inschatte, waardoor de brandstof opraakte en crashte.

En soms zijn er hardwarefouten. In januari landde de Japan Aerospace Exploration Agency zijn Smart Lander for Investigating maanruimtevaartuig binnen 55 meter (of 180 voet) van het beoogde doel. Een schijnbaar motorprobleem zorgde ervoor dat het voertuig op zijn kop terechtkwam in plaats van op zijn zijkant. Dus hoewel het intact landde, eindigde zijn missie vroegtijdig omdat het de zonnepanelen niet goed kon opladen.

De Zuidpool

Een extra moeilijkheidsgraad voor Intuitive Machines was het toegewezen doelwit. Oorspronkelijk hoopte het bedrijf te landen nabij de relatief vlakke evenaar van de maan, waar alle Apollo-missies landden. Maar NASA vroeg het bedrijf om zijn landingsplaats te verplaatsen naar het zuidpoolgebied van de maan – een plek waar talloze landen naar hebben gekeken en die India afgelopen augustus naderde met de landing van zijn Chandrayaan-3 nadat een Russische poging mislukte.

Gegevens verzameld door robotachtige ruimtevaartuigen die de maan bezoeken, hebben bevestigd dat veel van de kraters op de zuidpool mogelijk waterzakken in de vorm van ijs bevatten. NASA en anderen zijn mogelijk geïnteresseerd in het delven van dit ijs, dat gebruikt zou kunnen worden voor drinkwater of gewassen. Als het water wordt opgesplitst in zijn elementaire componenten – waterstof en zuurstof – zou het ook toekomstige drijfgassen voor raketten kunnen worden. Maar het valt nog te bezien hoeveel ijs er is en in welke staat het zich bevindt.

NASA hoopt uiteindelijk toekomstige Artemis-astronauten in deze regio te laten landen en vertrouwt op het eerste beeld van de Verenigde Staten vanaf de lander van Intuitive Machines. De regio is zwaar bezaaid met kraters en het is nog moeilijker om daar vanuit een baan om de aarde te komen dan om de evenaar te bereiken. Het veranderen van de landingslocatie vereiste extra analyse en engineering, bijna alsof je een geheel nieuwe missie plant.

"We gaan naar compleet andere plekken op de maan waar we nog nooit zijn geweest", zei Dove. "Het is net zoiets als zeggen dat we heel Antarctica of heel Afrika hebben verkend terwijl we alleen maar aan de kust zijn geweest."

Terwijl maanruimtevaartuigen jarenlang op aarde worden getest, is de enige manier om te weten of ze zullen slagen, ze in de ruimte te testen. Maar zelfs dat heeft zijn grenzen.

"Als je te vaak crasht, zorgen de politici ervoor dat je stopt met proberen", zei Metzger. "Als het een commerciële poging is, trekken de investeerders zich terug. Je hebt dus niet een oneindig aantal pogingen."

Voor intuïtieve machines lijkt de eerste poging te hebben gewerkt. En in de woorden van NASA-beheerder Bill Nelson:deze prestatie "toont de kracht en belofte van NASA's commerciële partnerschappen."

2024 Bloomberg LP Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.