OASE OP DE MAAN ONTDEKT

door Carl Koppeschaar

Europese, Amerikaanse en Japanse ruimtevaartdeskundigen hebben het heel druk met plannen voor reizen naar de maan. De maan, daar waren we toch al eens geweest? Jawel, maar toen wisten we nog niet dat er water te vinden was. En water op de maan is kostbaarder dan goud.

"Over enkele ogenblikken komen we in de buurt van Darkcrater-basis, meldde de piloot van de moonhopper. Dr. Eileen Peterson, ruimtepsychologe verbonden aan de Harvard-universiteit, leunde naar voren om uit het raam van de maansloep te kijken. De eerste aanblik van de basis was weinig indrukwekkend. Behalve de op- en afritten naar de toegangssluizen ging alles schuil onder een dikke laag grond. Dat was nodig als isolatie tegen de extreme kou en ter bescherming tegen kosmische straling. De enige uitsteeksel waren antennes. Door de extreem lage zonnestand wierpen die inktzwarte schaduwen van kilometers lengte.

Hier, op de zuidpool van de maan, waar de zon opkwam noch onderging, lag een krater waarvan de bodem altijd schuilging in de schaduw. Lang voordat het leven op aarde ontstond, had zich hier waterijs afgezet. Dat lag er na nu nog, omdat de extreme kou verhinderde dat het verdampte in het vacuŁm. En nu waren er hier mensen om dat ijs uit te hakken. Want de maan bevatte weliswaar delfstoffen om bases en ruimteschepen mee te bouwen, maar was hopeloos uitgedroogd. Uit de meeste gesteenten kon zuurstof worden gewonnen. Maar zuurstof alleen vormde nog geen water en ook geen raketbrandstof. In beide gevallen had je ook waterstof nodig. De waterstof, die in het poolijs was opgesloten, was dan ook buitengewoon kostbaar.

Daar zweefde de maansloep over de rand van de krater! Nu kon Eileen de mass-driver zien liggen die emmers met maanijs richting Chaffee-basis lanceerde. Van daar, aan de maanevenaar, werden ze omhooggestuurd naar diverse ruimte-industrieŽn. Naarmate de krater in zicht kwam, doemde ook het gigantische zonnepaneel op dat stond opgesteld op een hoge bergpiek bij de kraterrand. Het paneel reed langzaam rond over een cirkelvormige rails, en volgde zo de zon tijdens zijn maandelijkse loop langs de horizon. Inmiddels daalde de sloep af naar het uit maanbeton geconstrueerde platform in een kratertje naast de basis. De randen van de holle start- en landingskrater waren eveneens met betonplaten bedekt. Zo werden uitlaatgassen naar boven afgebogen en wervelde geen maanstof op. De hopper landde op zijn verende onderstel en kwam tot stilstand."

Zo begint The Next Best Thing To Being There: een spannend verhaal van de Amerikaanse computerdeskundige Mike Combs, dat in zijn geheel is te lezen op het wereldwijde computernetwerk Internet. Mike bestempelt zijn verhaal als zogenaamde 'harde' SF: science fiction die is gebaseerd op wetenschappelijke feiten en dus niet stoelt op (nog lang) niet te realiseren zaken als tijdreizen, teletransportatie en reizen sneller dan het licht. "Ik ben een skepticus," zegt Mike. "Star Trek en Star Wars zijn weliswaar reuze spannend. Maar ik vind ze niet meer dan ruimtefantasieŽn. Ik ga liever uit van reČele wetenschappelijke ontdekkingen en kijk wat je daarvan in de toekomst kunt verwachten. Dat is namelijk pas echt waar het in dit genre om draait. Het heet toch niet voor niets science fiction?"

Hoe dicht zit Mike Combs bij de waarheid? Toen hij zijn verhaal over de basis in 'Darkcrater' schreef, was het 1995 en had Clementine juist schaduw op de zuidpool van de maan ontdekt. Clementine was een klein, licht ruimtevaartuigje, dat van half februari tot begin mei 1994 gedurende 71 dagen om de maan cirkelde. Clementine - een militaire missie waarop sterrenkundigen een paar instrumenten mochten meesturen - bracht het gehele maanoppervlak in kaart, bestudeerde in elf verschillende golflengten de straling van de maandbodem en mat een gevoelige lidar (met laserlicht bedreven radar) ook het bodemreliŽf.

Op de achterzijde van de maan ontdekte Clementine het zogenaamde Aitken-bekken. Dat bleek het grootste en diepste inslagbekken in ons hele zonnestelsel! Zo'n vier miljard jaar geleden, niet lang na het ontstaan van de maan, sloeg daar een enorme komeet of planetoÔde in. De diameter van het Aitken-bekken bedraagt maar liefst 2500 km (meer dan de diameter van de planeet Pluto) en heeft een diepte (van bodem tot rand) van 12 kilometer.

Het Aitken-bekken is vanaf de aarde niet te zien. Alleen zijn rand steekt uit aan de zuidpool en werd vroeger het Leibnitz-gebergte genoemd. Eťn piek van deze 'bergrug' ligt zo dichtbij de pool en reikt tot zo'n grote hoogte dat de Franse astronoom Camille Flammarion (1842-1925) opperde dat een van zijn flanken altijd door de laagstaande zon zou worden verlicht. Hij noemde deze piek 'de berg van het eeuwige licht'. Maar de prijs voor het 'eeuwige licht' aan de top werd betaald door de dalen aan de voet: er waren er bij die waarschijnlijk nooit zonlicht zagen, zodat in de poolstreken ook eeuwig-donkere valleien zouden bestaan. "Daar," schreef Flammarion: "zullen we de laagste temperaturen op de maan aantreffen."

Flammarion had een vooruitziende blik. Want toen Clementine het zuidpoolgebied van de maan in kaart bracht, bleek een gebied met een oppervlak van dertigduizend vierkante kilometer zich permanent in het duister te bevinden. Door de extreem lage zonnestand lagen de bodems van zeer diepe kraters inderdaad in de schaduw van hun eigen rand. Doordat de temperatuur van die kraterbodems niet hoger kon oplopen dan tot -230į Celsius, vormde dit gebied de ideale opslag voor ijs!

"Dit is de plaats waar je op de maan naartoe moet om een ijsklontje voor je cocktail te halen," grapte de Amerikaanse geoloog Eugene M. Shoemaker toen de spectaculaire opname van Clementine werd geopenbaard. Shoemaker, die ook betrokken was bij de verwerking van de door Clementine verzamelde gegevens, wees erop dat zo'n zelfde situatie zich ook voordeed aan de noord- en zuidpool van de planeet Mercurius. Radaronderzoek vanaf de aarde had in 1991 aangetoond dat daar - in kraters van eeuwige duisternis - grote ijsvelden lagen. En dat ondanks het feit dat de temperatuur aan Mercurius' evenaar kan oplopen tot 430į Celsius.

Zou er in de permanente schaduw aan de zuidpool van de maan ook ijs kunnen liggen? Dankzij een slimme truc kon dat ook worden onderzocht. Toen Clementine zich in een rechte lijn bevond tussen de beschaduwde maankraters op de zuidpool en het ontvangststation op aarde werden de communicatiesignalen van de satelliet op de maan gericht. Het ontvangststation ontving de reflectie, waardoor het communicatiesignaal als radar kon worden gebruikt. Op de bodem van sommige kraters bevonden zich plekken die veel sterker reflecteerden. Na een jarenlang en zeer gedegen onderzoek werd in december 1996 bekendgemaakt dat het reflecties van waterijs waren!

Die bekendmaking sloeg natuurlijk in als een bom. Waterijs op de maan is immers kostbaarder dan goud! Weliswaar gaat het naar schatting om 'slechts' 120 miljoen liter water. Maar bij een verbruik van twee liter water per persoon per dag kan daarvan een kolonie van duizend mensen meer dan vijftien jaar lang op de maan wonen en werken. Zou al dat water vanaf de aarde naar de maam moeten worden gebracht, dan zou de rekening daarvoor bij de huidige lanceerkosten van tien miljoen dollar per ton uitkomen op het lieve sommetje van 1.200 miljard dollar!

Om te weten te komen hoe groot de ijsvoorraad is, lanceerde de NASA in januari 1998 de Lunar Prospector. Die moet een jaar lang om de maan draaien en met behulp van speciale apparatuur gaan zoeken naar permafrost (ondergrondse lagen ijs). Lunar Prospector vond niet aleen op de zuidpool, maar ook op de noordpool van de maan grote hoeveelheden ijskristallen in de bodem!. Met die bevestiging van Clementine's voorlopige waarneming en de ontdekking van nog meer waterijs op de noordpool staat niets meer de toekomstige exploratie van de maan in de weg.

Lunar Prospector gaat ook nog op zoek naar gassen die mogelijk uit scheuren in de maanbodem ontsnappen. Al jarenlang observeren maanwaarnemers zogenaamde lunar transient events. Dat zijn raadselachtige, vaak oranjerode lichtschijnsels in bepaalde gebieden op de maan. Zij lijken te wijzen op seismische of wellicht vulkanische activiteit.

"In ieder geval wordt het een fijne missie," zegt Alan Binder, die bij Lockheed Martin aan Lunar Prospector werkt. "Stel je voor dat we inderdaad vulkanische activiteit ontdekken. Dat zou betekenen dat de maan geen dood hemellichaam is. En als we die gebieden kennen, kunnen we ook op de maan gaan boren naar bruikbare gassen als kooldioxide en stikstof, net zoals we op aarde boren naar olie en gas."

Maar misschien is het grootste spectakel nog wel eerder te verwachten, als de Japanse ruimtevaartorganisatie ISAS in het najaar van 1998 de Lunar-A op pad stuurt. Lunar-A gaat het eerste onderzoek op de maan verrichten sinds Apollo-17 astronauten Eugene Cernan en Harrison Schmitt in december 1972 het laatst op dat hemellichaam rondwandelden. Het in een baan om de maan gebrachte voertuig beschikt over drie speervormige "penetrators". Die moeten worden afgevuurd en zich met een snelheid van 1000 km/s in de maanbodem boren. Elke penetrator is uitgerust met een seismometer en een apparatuur waarmee de temperatuur van de maanbodem wordt vastgelegd. Zij vormen een netwerk, dat vootdurend gegevens gaat doorseinen van zowel de voor- als achterzijde van de maan.

Nu er op de maan echt iets te halen is, zal het vermoedelijk geen moeite kosten geld bijeen te krijgen voor nog meer missies. Zo wil Japan in 2003 twee orbiters en een lander naar de maan sturen (Selene: Selenological and Engineering Explorer). Diverse Amerikaanse bedrijven broeden op missies naar de maan, terwijl de hotelketen Hilton in april 1998 de plannen voor een Lunar Hilton ontvouwde.

Stel dat we echt zo snel naar de maan gaan: wat mogen we dan verwachten? De eerste maanbasis zal zich - net als in het science-fictionverhaal - moeten beschermen tegen de extreme kou en het voortdurende bombardement van kosmische straling. De energie moet worden betrokken van zonnepanelen en die kunnen aan de polen inderdaad permanent op de zon worden gericht. Een basis aan een van beide polen heeft daarmee een belangrijk voordeel, omdat overal elders de maannacht een twee weken lang duurt. Daar zou - totdat daar zonne-energie naartoe kan worden geleid - atoomenergie moeten worden ingezet.

Misschien wordt het maanjs ooit ook voor recreatieve doeleinden gebruikt? Toen het resultaat van het door Clementine ontdekte 'ijsmeer' bekend werd, stortten vele onderzoekers zich in speculaties over de bouw van maanbases, Eťn optimist vroeg zich af we op dat ijsmeer ook konden schaatsen of ijshockey spelen. Vooral enkele ijshockeyende maanonderzoekers sprak dat aan. Zij stelden voor hun toekomstige team de Luna Ticks te noemen: de 'maantikkers', wat in het Engels echter ook klinkt als lunatics (waanzinnigen).

Literatuur:

S. Nozette et al.: The Clementine Bistatic Radar Experiment; Science, 29 november 1996.
Graig Convault: U.S., Japanese Moon missions to seek water, lunar core; Aviation Week & Space Technology, 9 december 1996.

Noot:

De Luna Ticks bestaan inmiddels echt! Op 18 april 1998, ter gelegenheid van de 100ste verjaardag van de Koninklijke Nederlandse Hockey Bond (KNHB), speelden de Luna Ticks hun eerste vier hockeysixes op de velden van hockeyclub Bloemendaal. Het team, dat werd aangevoerd door ASTRONET's webmaster, bestond verder uit Loek, Ben, Marleen en Lennart Timerman, Carla Timmerman-Bloemberg en Ralf Koppeschaar.


Terug naar ASTRONET's home page