WEG NAAR DE RUIMTE LANG EN MOEILIJK Natuur kundigen zoeken zwaarte kracht- golven Astronauten in de schoolbanken perspectief Verbeterde Marsfoto's doen aan maan denken r DAGBLAD DE STEM ZOEKEN EFFECT Cursussen Geologie Gewichtloosheid 9 Met dtt toestel, dot bewtgln- gen em tet essen mogelijk maakt, oefenen astronauten xich voor kun werk onder gewicht loosheid in de ruim te. Sir Isaac Newton is ongetwijfeld een van de mannen geweest, die door hun werk enorme nieuwe mogelijkhe den in de natuurkunde hebben ge opend. Maar hoe klassiek zijn geschrif ten over de grondbeginselen van de mechanica en de zwaartekracht ook zijn, latere ontdekkingen hebben fun damentele veranderingen in de denk beelden over massa-traagheid en de zwaartekracht nodig gemaakt. De mo derne natuurkundigen proberen de zwaartekracht als een golfverschijnsel te zien. Zij houden het in elk geval voor mogelijk, dat de zwaartekracht- werking zich onder bepaalde omstan digheden in de vorm van zogenaam de zwaartekrachtgolven in de ruimte uitbreidt. Dit zou dan een nieuwe, be langrijke analogie zijn met de elek tromagnetische velden en radio- en lichtgolven. Deze revolutionaire hypothese is pas ontstaan, vele jaren nadat Ein stein in zijn algemene relativiteitstheo rie voor de eerste keer had. gepro beerd een verband tussen do traagheid van lichamen en de erop werkende zwaartekracht te formuleren. Met be hulp van een buitengewoon ingewik kelde en tijdrovende wiskundige me thode, de tensorrekening, kwam hij tot het geniale denkbeeld, dat de ruimte rond elke massa gekromd fe en dat op een tweede massa die zich door de ruimte beweegt middelpuntvlieden de krachten werken, zoals bij een steen die aan een touw wordt rondgeslin gerd. Door deze theorie werd het wonder lijk genoeg mogelijk veel tot dat mo ment onbekende verschijnselen te voorspellen. Onder meer werd ont dekt, dat het licht bij het doorlopen van een zwaartekrachtveld van ener gie en dus van kleur, verandert, en dat de lichtstralen door groto massa*s, zoals de zon, worden afgebogen. Ten slotte werd aan de hand van Ein- steins veldvergelijkingen vastgesteld dat de zwaartekracht een golfver schijnsel moet zijn, De natuurkundigen hebben tot nu toe nog geen zwaartekrachtgolven kunnen ontdekken, maar ze weten nu wel on geveer waar en hoe ze moeten zoe ken. Zulke zwaartekrachtgolven moe ten overal ontstaan, waar twee mas sa's zich ten opzichte van elkaar be wegen- Omdat dit overal in het heel al het geval is, moeten de zwaarte krachtgolven in principe ook overal te vinden zijn. In Amerika is inmiddels een appa raat ontwikkeld, dat het bewijs voor het bestaan van zwaartekrachtgolven moet leveren. Het bestaat uit een uiterst gevoelig kwartkristal, dat heel zwakke elektrische signalen afgeeft als het door sterk zwaartekrachtgolven wordt .getroffen. Dit is blijkbaar niet al te vaak het geval, want de appa ratuur heeft tot dusver slechts twee van zulke gebeurtenissen geregistreerd waarbij het nog niet eens zeker is dat ze inderdaad iets met zwaarte krachtgolven te maken hadden. Een andere methode om zwaarte krachtgolven te ontdekken is voorge steld door de in Amerika werkende Duitse professor Winterberg. In alle sterrenstelsels, aldus Winterberg, ko men talrijke zgn. dubbelsterren voor. Dat zijn systemen van twee sterren die op korte afstand om elkaar heen draaien. Zulke systemen moeten als krach tige zenders van zwaartekrachtgolven werken en een onregelmatig golfveld opbouwen, dat op lichtstralen hetzelf de effect heeft als veranderingen in de dichtheid van de aardatmosfeer. Het licht dat van verre sterren naar ons toekomt, wordt op zijn weg door de zwaardekrachtgolven gebroken waardoor er bepaalde schommelingen in de lichtsterkte optreden. Deze klei ne veranderingen wil professor win terberg nu ontdekken. Daarvoor is echter een waarnemingsstation in de ruimte nodig, want het sterrenlicht dat op aarde komt, is al ernstig ge stoord door de onrustige dampkring. Er zitten vreemde gevolgtrekkingen vast aan het denkbeeld van zwaarte krachtgolven. Als men b.v. aanneemt dat sterrenstelsels gestadig zwaarte krachtgolven uitstralen, dan volgt daaruit dat zij voortdurend zwaarte krachtenergie verliezen. Hekent men dit proces wat nauwkeurige door, dan blijkt dat elk sterrenstelsel een half- waardetijd van 100 miljard jaar heeft. Dit betekent dat in deze tijd de helft van de oorspronkelijke zwaartekracht energie in de vorm van golven wordt uitgestraald. Astronaut David Scott oefent zich hier op een klein luchtkussen voertuig in manoeuvres met een „ruimtepistool", waarmee de men sen zich door de ruimte kunnen voortbewegen. Het voertuig zweeft op een kussen van lucht over de spiegelgladde vloer en regageert onmiddellijk op iedere straal uit het ruimtepistool. Astronaut Walter Schirra, een van Amerika's eerste zeven ruim tevaarders, laat zich uit de driemans Apollo-cabine in een rub- bervlot glijden waar de twee andere bemanningsleden al wach ten. Deze oefening werd gehouden in de Golf van Mexico. De Apollo is het ruimtevoertuig waarmee omstreeks 1970 drie Ame rikaanse astronauten naar de maan moeten reizen. Schirra, Eisele en Cunningham zullen volgend voorjaar als eersten met een Apoilovaartuig de ruimte in gaan. Ze kwamen binnen via een glazen deur, alleen of met zijn tweeën, gekleed in uniform van de Amerikaanse luchtmacht, de marine en de mariniers of in burger. De mannen verzamel den zich in een conferentiezaal van de school voor luchtvaartgenees- kunde op de luchtmachtbasis Brooks in Texas. Zij waren van het schrale, tanige type, dat kenmerkend is voor straaljagerpiloten. Al deze mannen waren kandidaat-astronauten, die gesolliciteerd hadden naar een plaatsje in de ruimteprogramma's van de NASA, de Ame rikaanse dienst voor lucht- en ruimtevaart. Elke kandidaat werd toegewezen aan een arts, die hem tot in alle de tails ondervroeg naar zijn medische verleden. Er werd een strak keurings schema opgesteld. Het minutieuze on derzoek naar de kleinste verborgen lichamelijke gebreken dat volgde was bijna onverdraaglijk door zijn gron digheid. Dr. James Culver, luitenant-kolonel van de Amerikaanse luchtmacht en hoofd van de afdeling oogonderzoek, zei: „We zijn geïnteresseerd in tests, die ons niet alleen helpen voorspellen hoe goed een astronaut het zal doen maar ook hoe lang ons land van elke kandidaat topprestaties kan verwach ten. Er staat veel op het spel. In hun opleiding gaat veel tijd en geld zitten". Alleen al in dr. Culvers afdeling werden bij elke kandidaat 60 precisie- metingen verricht op tien verschillen de plaatsen va>r het oog. Maar er wa ren ook psychiatrische en psycholo gische onderzoeken. De mannen war den in donkere kamers met behulp van ingewikkelde apparaten gekanteld en ondersteboven gezet en in een cen trifuge rondgeslingerd, waarbij de artsen de reacties van hun hart be studeerden. Bij een andere test wer den de elektrische prikkels van de hartslag geregistreerd. Ze werden on dergedompeld in waterbassins, waar bij heel precies de waterverplaatsing werd gemeten om de lichaamsdicht heid vast te stellen. De röntgen foto's bloedmonsters en naaldpunties waren niet te tellen. Dit ging zo ze ven dagen lang door. Het resultaat was een stapel rapporten over tien soorten medisch onderzoek. Degenen die de eindselectie halen Jijn rijpe mannen, de meesten heb ben minstens 1800 uur in militaire straalvliegtuigen gevlogen. Toch lijken zij als ze aan hun astronautenoplei- aing beginnen, voor hun instructeurs „een beetje op eerstejaars studenten, niet zeker van zichzelf maar zij leren vlug." Het leerprogramma zit systematisch m elkaar. Het grootste deel van de training gebeurt in het centrum voor bemande ruimtevaart van de NASA in Houston, Texas. Het programma staat onder supervisie van „Deke" Slayton, een van de nu al weer bij na legendarisch geworden eerste ze- yen Amerikaanse astronauten. Slayton is nooit in de ruimte geweest, omdat hij werd afgekeurd op een onregel matigheid] e in zijn hartslag, maar hij is de vertrouwensman van alle ruim tevaarders. De algemene training duurt onge veer 18 maanden. De eerste vier maan den gaan de kandidaten drie dagen in de week naar school in het ruimte vaartcentrum. De eerste les begint om acht uur en is om ongeveer tien uur afgelopen. Daarna volgt een andere les tot de lunchpauze en 's middags is er een laatste les van twee tot vier. Tijdens de twee uur durende middag pauze wordt van de kandidaten ver wacht dat ze zich lichamelijk fit hou den in de gymnastiekzaal voor astro nauten. Er zijn tien cursussen. Sommige ge ven achtergrondinformatie over het to tale ruimtevaartprogramma, andere zijn bedoeld om de kandidaten ver trouwd te maken met de verschillen de NAS A-projecten en ruimtevluchtope- raties. De belangrijkste cursussen zijn astronomie, fysica van de hogere dampkring, ruimtevluchtmechanica, meteorologie, raketvoortstuwing, de medische aspecten van ruimtevaart en voor hen die zijn voorbestemd voor toekomstige maanreizen, de meest uit gebreide cursus, geologie. Twee dagen per week worden be steed aan veldwerk als aanvulling op het theoretisch onderwijs. De enige onderbrekingen in deze routine zijn tijdens de eers»,e vier maanden de da gen dat de leerlingen in een straalja ger klimmen om hun vliegvaardigheid op peil te houden. De helft van de instructeurs behoort bij de staf van het ruimtevaartcen trum, de andere helft wordt gevormd door iocenten van hogescholen en uni versiteiten uit het hele land, die on derwijs geven in speciale vakken. De leerlingen moeten enorm veel lezen. Er worden tijdens de cursussen geen examens afgekomen, maar van elke leerling worden de prestaties wel doorlopend scherp geobserveerd. Geologie is de enige cursus die lan ger dan vier maanden duurt. Zij om vat in totaal 112 uur theoretisch onder wijs over een periode van ongeveer acht maanden. Dr. Ted. H. Foss, hoofd van de afdeling geologie en geoche- mie van het ruimtevaartcentrum, zegt ,,Er zijn twee redenen waarom wij zoveel tijd aan geologie besteden voor de astronauten die voor reizen naar de maan zullen worden aangewezen. D. eerste is dat de meesten er voor het eerst in hun leven mee te maken krijgen in tegenstelling tot astronomie of vluchtmechanica, waar van de meesten als ervaren vliegers al heel wat weten. De tweede reden is dat wij deze mannen een voldoen de achtergrond willen geven, zodat zij op het maanoppervlak als veldgeolo- gen te werk kunnen gaan. Wij willen dat ze weten waarnaar ze op de maan moeten zoeken en kunnen beoordelen wat de belangrijkste bodemmonsters zijn om mee terug naar de aarde te nemen en wat ze kunnen achterla ten. In aanvulling op de theoretische les sen in geologie gaan de astronauten voor toekomstige maanlandingsmissies op gezette tijden enkele dagen naar afgelegen gebieden op aarde om zich daar ook praktisch op hun maanon- derzoek voor te bereiden. De NASA heeft hiervoor tien gebieden uitge zocht, die de meeste vereenkomsten tonen met het maanoppervlak. Het zijn de Grand Canyon in Arizona, Big Bend National Park in Texas, de New^ berry vulkaan in Oregon, de vallei van 10.000 hete bronnen in Alaska, Valles Caldera in Nieuw-Mexico, de Pinacate vulkaan in Mexico, het ei land Hawaii en IJsland. „De eerste dingen waarnaar de as tronauten op de maan waarschijnlijk zullen zoeken", aldus Foss, „zijn rots blokken die ze op aarde hebben ge zien. Als zij rotsen vinden die van vulkanische oorsprong zijn, zal dit een antwoord kunnen geven op de meest fundamentele vragen over de historie van de maan waar dit hemelli chaam vandaan is gekomen en hoe het is ontstaan. Vervolgens zullen zij systematisch allerlei bodemmonsters gaan verzamelen. Ze zullen maar 27 kilo van dit materiaal mee teru/ kun nen nemen. Daarom willen we graag dat ze zoveel mogelijk verschillende dingen in de verzameling doen. Na de eerste vier maanden is het afgelopen met de lessen in de klas. De astronauten moeten duizenden ki lometers reizen om kennis te maken met alle facetten van het werk in de ruimtevaartcentra. Dit eist bijna al hun tijd op en laat nog maar wei nig ruimte voor huiselijk leven in hun gezinnen. Ze gaan naar de reusachtige constructiehallen en testinstallaties voor Saturnus-maanraketten van de NASA in Michoud, Louisiana en het Marshall-ruimtevaartcentrum in Hunts ville, Alabama, waar dr. Wernher von Braun de scepter zwaait. Ze bestude ren de werkmethoden van het ruim- tevluchtcontrolecentrum in Houston en alle details van de berging van ge lande ruimtevaartuigen. Ze worden vertrouwd gemaakt met de cabine van het Apollo-vaartuig en de maan landingscapsule en zij reizen naar het Kennedy-ruimtevaartcentrum in Flori da om te zien wat er allemaal moet gebeuren om ruimteraketten te lance ren. Elke leerling-astronaut gaat ook naar de luchtmachtbasis Wright Pat terson in Dayton, Ohio, waar hij een of meer keren in een speciaal straal vliegtuig de sensatie van gewichtloos heid ervaart. Voor deze nul-zwaarte- krachtvluchten worden omgebouwde viermotorige Boeing-135 toestellen ge bruikt, die na een duikvlucht steil op trekken en een kogelbaan door het luchtruim beschrijven. Aan het eind van de academische opleiding krijgt elke astronaut een spe ciaal terrein toegewezen, waarop hij zich verder moet bekwamen. Daar toe maakt hij verschillende reizen naar fabrieken, waar ruimtevaartui gen en onderdelen daarvan worden ont wikkeld. Een astronaut die zich b.v. op raketvoortstuwing moet toeleggen, wordt een frequent bezoeker van de Hocketdyne-fabrieken van North Ame rican, waar de reusachtige F-l en J-2 raketmotoren voor de eerste en twee de trap van de Saturnus-raket worden gebouwd. Tegen het eind van de opleiding gaat de astronaut het grootste deel van zijn tijd doorbrengen in ruimte- vluchtnabootsers en hij zal dat in fei te blijven doen ro lang hij astronaut is, zelfs al heeft hij meerdere ruimte reizen achter de rug. De astronaut krijgt een voorproefje van het driedimensionale besturings systeem van een ruimtevaartuig in een zgn. deeltakentrainer. Vergeleken met wat er op volgt is het een een voudig apparaat, als men dat tenmin ste kan zeggen van een ingewikkeld systeem dat een namaak-ruimtecabi- ne een controlepaneel voor de instruc teurs, computers en geprojecteerde beelden van de aarde en de ruimte omvat. Hierin oefent de astronaut zich in opeenvolgende stappen in allerlei manoeuvres, zoals de lancering, het ontsteken van de remraketten, de te rugkeer in de dampkring en een ren dezvous met een ander ruimtevaar tuig. De deeltakentrainer is enorm po pulair bij de astronauten, zo zelfs dat ze er menig "rij uurtje in doorbren gen, hoewel er in de opleiding geen minimum-aantal uren is voorgeschre- ve tuigen. Ernest Dement, hoofd van de afdeling, zegt: „Ons werk is alle mo gelijke technische hulp te geven aan de astronauten. Er wordt zoveel be slag op hun tijd gelet, d-1 zij niet alle technische instructiebijeenkomsten kunnen bijwonen. Daar gaan wij voor hen naar toe. We staan in voortdu rend contact met de astronauten. We helpen hen zoveel we kunnen. Astronaut Eugene Cerman zweeft gewichtloos in de cabine van een. militair straalvliegtuig, dat in een kogelbaan vliegt. De gewichtloos heid kan op die manier ongeveer een halve minuut tot een hele minuut worden nagebootst. De Koppelingstrainer is een verdere stap. Het is een holle, spaarzaam ver lichte zaal, waarin een ruimtecap sule heen en weer en op en neer kan bewegen ten opzichte van een te en teren doel in de ruimte. Beide voer tuigen lijken vrij in de zaal te zwe ven. De astronaut neemt plaats in de cabine en manoeuvreert net zo lang tot hij de neus van zijn capsule in de koppelingskraag van het doel heeft geprikt. Daarna keert hij, op suggestie van zijn instrumenten en een geraf fineerde belicnting van het doel terug naar een afstand van vijf kilometer en dan begint het spelletje opnieuw. Het koppelen in de nabootser blijkt veel moeilijker te zijn dan echte en termanoeuvres in de ruimte, zoals die verschillende keren door Gemini-ruim- tevaartuigen zijn uitgevoerd. Als een astronaut eenmaal is aan gewezen voor een bepaalde ruimte- vlucht, begint hij een intensieve trai ning op de vluchtnabootsers. Voor een Gemini-vlucht duurde deze training vier maanden. Voor de Apollovluch- ten, die volgend jaar beginnen, zijn zes maanden nodig. De ruimtevluchtnabootsers in Hous ton vervangen de lanceerraket, het ruimtevaartuig, de radar-volgstations en soms ook doelen, die in de ruim te moeten worden geënterd. Deze nabootsers zijn de laatste jaren geweldig verbeterd door er „ruimte decors" omheen te bouwen, waarop de sterrenhemel, de maan en de aarde worden geprojecteerd. Astronauten, die door een raampje van de nabootser naar buiten kijken zien de aarde voorbijtrekken en krijgen de indruk dat zij zich in de ruimte bevinden. Het beeld is zo realistisch dat men bij het kijken naar de langsdrijvende continenten gemakkelijk zeeziek kan worden. Eén geweldig technisch probleem is nog niet opgelost. Tot nu toe is het onmogelijk geweest in de apparatuur in Houston gewichtloosheid na te boot sen. Daarvoor moeten de astronau ten naar de luchtmachtbasis Wright- Patterson om zich tijdens nul-zwaar- tekrachtvluchten verder te oefenen voor het werk dat in de rivnte wacht. Er is nog een andere groep in Hous ton die een belangrijke rol speelt bij de opleiding van astronauten. Dat is de afdeling systemen vóór ruimtêvaar- Na twee jaar zorgvuldige bestudering van 21 foto's, die op 15 juli 1965 door de Amerikaanse ruimteverkenner Mariner 4 van de planeet Mars zijn gemaakt, hebben deskundigen vastgesteld, dat het oppervlak van de rode planeet minstens drie keer zoveel kraters telt als eerst werd gedacht. Er zijn ook lijnen in het landschap ontdekt, maar volgens de Amerikaanse spe cialisten hebben die niets te maken met de legendarische „kanalen", die door intelligente wezens op Mars zouden zijn gegraven. Met behulp van computers hebben de Amerikanen de 21 foto's steeds weer opnieuw verbeterd om er zoveel mo gelijk details uit te halen. Dr. Robert B. Leighton, van de technische hogeschool van Californië, heeft de resultaten van het onderzoek bekendgemaakt op de conferentie van de Internationale Astro nomische Unie, die onlangs in Praag is gehouden. Dr. Leighton zei dat het Marslandschap op de foto's na verschil lende bewerkingen door computers nog veel meer op dat van de maan was gaan lijken. Er verschenen steeds meer kraters en min of meer rechtlijnige ril len en geulen, die gemiddeld ongeveer 16 kilometer breed moeten zijn. Volgens dr. Leighton heeft een erosie proces er voor gezorgd dat het Mars landschap er wat „zachter" uitziet dan dat van de maan. Op Mars is er tussen dag en nacht een temperatuurverschil van ongeveer 50 graden en in de ijle atmosfeer komen waarschijnlijk vaak reusachtige stofstormen voor. Op dezelfde conferentie in Praag rap porteerde een Frans onderastronomen- echtpaar, Pierre en Janine Connes, een aantal waarnemingen, die er op kunnen wijzen dat het dikke witte wolkendek van de planeet Venus geen druppeltje water bevat. De Franse onderzoekers hebben hiervoor een waarnemings techniek gebruikt, die tien keer nauw keuriger is dan de algemeen gebruikte methoden om lichtspectra van hemel lichamen te analyseren. Pierre Connes deed zijn waarnemin gen in het observatorium van Haute Provence in Zuid-Frankrijk, terwijl zijn vrouw in het observatorium van Meu- don, aan de rand van Parijs, achter een computer zat. De registraties in Haute Provence werden rechtstreeks via een telefoonlijn doorgegeven aan de com puter. Een andere manier om te wer ken was er niet, zo verzekerde Con nes, want pas nadat de computer de gegevens had verwerkt, konden de on derzoekers zien of de apparatuur in Haute Provence goed had gewerkt en wat deze had geregistreerd.

Krantenbank Zeeland

de Stem | 1967 | | pagina 21