Ruimtevaart in Delft, hoe kwam dat zo?

Welnee, zeggen emeritus hoogleraren Karel Wakker en Boudewijn Ambrosius. De gevestigde orde van invloedrijke Nederlandse astronomen vond bemande ruimtevaart maar een verkwistende en zinloze bezigheid. Nederland moest zich daar niet mee bezighouden, was toen de consensus.

Grondleggers
Wakker en Ambrosius behoren tot de grondleggers van de ruimtevaartactiviteiten binnen de huidige faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. Toen Apollo 11 op 20 juli 1969 op de maan landde, was Wakker net twee jaar afgestudeerd aan de toenmalige afdeling Vliegtuigbouwkunde, en Ambrosius was er tweedejaars student. Een student die maar matig gemotiveerd was omdat constructies van vliegtuigen en luchtstromingen hem niet bijzonder interesseerden. Hij was naar Delft gekomen voor de ruimtevaart, maar dat onderwerp kwam pas verderop in de studie aan bod bij het vak ‘prestatieleer’ van professor Wittenberg.

Jongens als Wakker en Ambrosius knipten in de jaren ‘60 artikelen uit over ruimtevaart en schreven met Nasa en de Russische ruimtevaartorganisatie (de BVD belde bij de familie Wakker aan vanwege opvallend veel post uit Rusland). Ze verdiepten zich in de sterrenhemel en hadden een telescoop om zelf waarnemingen te doen. Allebei vertellen ze dat ze tussen de bekende sterren opeens een onbekende ster zagen bewegen. Dat moest een satelliet zijn. Toen begon het hart sneller te kloppen. Kon je ook bepalen hoe snel, en dus hoe hoog die satelliet beweegt? Kun je dan ook berekenen wanneer hij terugkeert? Dat soort vragen was de eigenlijke drijfveer van het clubje dat zich rond professor Wittenberg in Delft had verzameld.

Pionier Wittenberg
De naam Wittenberg wordt door Wakker en Ambrosius met een aan eerbied grenzend respect uitgesproken. Wittenberg is voor hen een onderschatte pionier, iemand die goede contacten had binnen het Nederlandse ruimteonderzoek en Estec (tot 1969 in Delft gevestigd), en die liever anderen de mogelijkheid bood zich verder te ontwikkelen dan zelf voor het voetlicht te treden.

Baanmechanica is een Delfts specialisme waarin onderzoekers meedraaien op wereldniveau

“Hij had geen geldingsdrang”, zegt Wakker. Zo gaf hij Wakker, toen die na zijn afstuderen bij Wittenberg in dienst kwam als ingenieur-assistent, de mogelijkheid om een dag per week bij Estec in Noordwijk te werken. Wittenberg liet zijn medewerkers al hun tijd besteden aan wat ze het liefste deden: rekenen aan voortstuwing en baanmechanica. Zo kwam in 1979 het boek Rocket Propulsion & Space Flight Dynamics tot stand, geschreven door Karel Wakker, Koos Cornelisse en Herman Schöyer. 

Baanmechanica, of hoe precies een satelliet of een ruimteschip door de ruimte beweegt, is een Delfts specialisme geworden waarin onderzoekers meedraaien op wereldniveau. Astrodynamica vormt het fundament onder het bepalen van aardkorstbewegingen en het mondiale zeeniveau, het meten van afsmeltend landijs of van bodemdaling door gaswinning. Hoe is het zover gekomen?

Baanberekeningen
Al een jaar voor de maanlanding ontvangt Wakker een bijzondere dienstopdracht. Wittenberg heeft contacten met de groep die de eerste Astronomische Nederlandse Satelliet ANS wil bouwen en lanceren. De ruimtetelescoop is bedoeld voor waarnemingen van röntgen- en ultraviolette straling. Fokker verzorgt de satellietbouw en Philips levert de elektronica. Wittenberg steekt zijn hand op voor de baanberekeningen. Wakker herinnert zich de dialoog nog. “Wakker, jij gaat de baanberekeningen voor de ANS verzorgen.” Waarop het enig mogelijke antwoord was: “Jawel, Professor.”

Die berekeningen werden uitgevoerd in het rekencentrum van de TH Delft, eerst met ponsbanden en daarna met stapels ponskaarten die Wakker inleverde bij de balie. Beleefd informeerde hij dan wanneer de berekening gedaan zou zijn. “Dat was meestal de volgende ochtend.” ANS werd op 29 augustus 1974 gelanceerd en draaide in een elliptische baan tussen 266 en 1.176 kilometer hoogte om de aarde. De missie duurde 20 maanden en gold als een succes, onder meer door de ontdekking van X-ray bursts – een waarneming die vanaf de grond onmogelijk was doordat de atmosfeer röntgenstraling absorbeert.

Satellieten schieten
Voor een tweede grote opdracht was een veel hogere nauwkeurigheid van de baanberekening vereist. Prof.dr.ir. Leen Aardoom van de toenmalige afdeling Geodesie wilde met een laser vanaf Kootwijk op de Veluwe afstandsmetingen doen op geodetische satellieten. Die satellieten zaten volgeplakt met spiegels waarvan er altijd wel een licht terugkaatste. Alleen moest je heel precies weten waar je de laser op moest richten. Voor Wakker en Ambrosius was het “een heerlijk nieuw probleem”. Wakker vertelt: “We combineerden de waarnemingen van verschillende stations om het traject van de satelliet tijdens passages over het station te Kootwijk gedurende een periode van enige weken te voorspellen.” Ambrosius specialiseerde zich in de computerberekeningen.

‘Ruimtevaart is geen doel, het is een middel om dingen mogelijk te maken’

De baanberekeningen uit Delft werden als maatgevend gezien binnen ESA en Nasa. “Wij speelden mee met de top”, herinnert Wakker zich. “Nasa betaalde niks, maar gaf wel alle steun en data van het internationale netwerk van laserstations. Je was verplicht tot rapportage. Het was ook bikkelhard. Als je niet leverde, dan lag je er snel uit.” Ambrosius zegt daarover: “Op het moment dat je een baan nauwkeuriger dan een decimeter kunt berekenen, dan kun je ook de lokale zeehoogte nauwkeurig bepalen. Dan wordt het interessant om het zeeoppervlak verspreid over de wereld te meten. Ruimtevaart is geen doel, het is een middel om dingen mogelijk te maken.”

Terug naar de maan?
Vijftig jaar na de eerste maanlanding hoor je steeds vaker over een terugkeer naar de maan. Vinden we dat in Nederland nog steeds onzinnig? Wakker: “De aarde is de wieg van de mensheid, maar ook op de maan en op Mars zullen nederzettingen komen. Met water op de polen en met maanstof is beton te maken. Verschillende partijen werken daar aan.”

Ambrosius ziet de maan als een ideale springplank voor verdere bestemmingen. Met zonnepanelen kan uit het poolijs stuwstof gemaakt worden voor ruimtereizen naar Mars of verder.

Een andere reden om terug te keren is de radiostilte aan de achterkant van de maan. Voor Nederlandse radioastronomen, bekend van het antennenetwerk Lofar en het eerste ‘beeld’ ooit van een zwart gat (afgelopen april), zou een radiotelescoop op de achterkant van de maan zeer waardevol zijn. Afgeschermd van de luidruchtige aarde kunnen ze van daaruit luisteren naar de zwakste signalen uit het verste verleden van het heelal.

Dit artikel verscheen deze maand in Delft Integraal in het thema ‘Naar de maan’.