Maandag 19 april om 07.18 uur Moskoutijd (05.18 uur in Nederland) vertrekt de Nederlandse astronaut André Kuipers naar het internationale ruimtestation ISS.
Voor twee TU-studenten en één promovenda extra spannend: hun onderzoek gaat met de missie mee.
Eerstejaars L&R-student Sebastiaan de Vet vertrekt op donderdag 15 april naar de Russische lanceerbasis Baikonour in Kazachstan. Daar zal hij de lancering bijwonen van de Sojoez-capsule. Nederlands tweede astronaut André Kuipers zit in die capsule, evenals het experiment dat De Vet samen met Renske Rutgers, economiestudente uit Utrecht, bedacht. De studenten zijn bij de lancering aanwezig doordat ze met hun experiment de ESA-studentenprijsvraag wonnen.
Hun experiment, ‘BugNRG’ (bug-energy) genaamd, test de effecten van gewichtloosheid op een bacteriële brandstofcel, een soort biologische batterij. Bacteriën zetten bij hun stofwisseling suiker om in producten die ze nodig hebben om te overleven. Daarbij komen elektronen vrij, zodat een miniatuurbatterijtje ontstaat. “Van bepaalde soorten bacteriën is bekend dat ze zich in de ruimte sneller voortplanten dan op aarde, of dat hun productie verhoogt. Wij willen weten of dit ook zo is voor bacteriën in de brandstofcel”, zegt De Vet.
De bacteriën die de eerstejaars voor hun experiment gebruiken, is de rhodoferax ferrireducens-bacterie. Die zet in de natuur elektronen af aan ijzerdeeltjes in de modder. De Vet en Rutgers vervingen de ijzerdeeltjes door een elektrode, waaraan de bacteriën hun elektronen afgeven. “We verwachten dat de bacteriën in de ruimte meer elektronen afgeven aan de elektrode. Als dat zo is ontstaan er een groter potentiaalverschil en een elektrische stroom.” In dat geval zou de bacteriënbrandstof in de toekomst wel eens in de ISS gebruikt kunnen worden. Maar of de biologische batterij ooit ‘het gigantische arsenaal aan zonnepanelen in de ISS’ zal vervangen, is de vraag. “Ons systeem staat nog in de kinderschoenen”, zegt De Vet.
Een Russische delegatie heeft de brandstofcellen gecheckt en gedubbelcheckt. “Elk schroefje is gerapporteerd. Ik geloof dat elke kilo experiment tien kilo papier oplevert”, verzucht De Vet. De brandstofcellen met bacteriën zitten als Russische Matroshka – poppetjes in drie verschillende lagen gewikkeld. “Het is biologisch materiaal. We waren verplicht om een extra beveiliging in te bouwen.”
Misselijk
“Of André Kuipers last van ruimteziekte zal krijgen, daar doen we liever pas uitspraken over als hij terug is”, zegt Suzanne Nooij, de tweedejaarspromovendus L&R die bij TNO technische menskunde onderzoek doet naar ruimteziekte. Nooij stopte Kuipers een uur lang in een centrifuge die gewoonlijk voor de training van F-16-piloten wordt gebruikt. Kuipers kreeg drie keer de zwaartekracht te verduren. Het blijkt dat astronauten, wanneer ze weer uit de centrifuge komen, dezelfde, op zeeziekte lijkende, symptomen kunnenervaren als wanneer ze net in de ruimte zijn.
Acht voorgangers van Kuipers, onder wie Wubbo Ockels, draaiden eerder een uur in de centrifuge – een soort geavanceerde zweefmolen. Hadden deze astronauten last van ruimteziekte na centrifugeren, dan hadden ze dat ook in de ruimte. Werden ze niet ziek, dan werden ze dat ook niet in de ruimte.
Astronauten die net in de ruimte zijn hebben vaak last van misselijkheid en vreemde bewegingsillusies die voortkomen uit het ontbreken van zwaartekracht. Volgens Nooij is het evenwichtsorgaan de schuldige. Door ruimteziekte kunstmatig op te wekken, probeert ze te achterhalen hoe het evenwichtsorgaan zich aanpast aan veranderingen in zwaartekracht. “De hypothese is dat het lichaam zich steeds makkelijker aanpast naarmate het vaker langdurig aan verschillende zwaartekrachten wordt blootgesteld. Ik zoek uit hoe lang en bij welk G-krachten astronauten in de centrifuge moeten zitten om dit te kunnen trainen”, aldus de promovendus. “Zo wil ik een test ontwikkelen om ruimteziekte te meten en hoe de aanpassing aan gewichtsloosheid verloopt.”
In de ISS, op zo’n 440 kilometer hoogte, doet Kuipers elke dag vijf minuten oefeningen: drie keer ja knikken, drie keer nee schudden en drie keer met zijn oor naar zijn schouder bewegen. “Sommige astronauten ervaren dat als ze hun hoofd bewegen, de omgeving ook beweegt. Of dat als ze hun hoofd bewegen hun voeten ook bewegen, terwijl dat niet zo is”, zegt Nooij.
Trilvest
Joost Elstak, student luchtvaart- en ruimtevaarttechniek, ontwikkelde tijdens zijn stage bij Dutch Space in Leiden een trilvest. Astronauten en kosmonauten raken in de ruimte gedesoriënteerd en misselijk vanwege de gewichtsloze toestand. Ook is er in de ruimte geen boven en onder, zoals op aarde. Elstaks vest geeft met een trilling aan waar beneden is.
In het vest zitten drie gyroscopen (die bepalen de positie), enkele batterijen en tactoren (trilapparaten zoals uit de mobiele telefoon). Met een gyroscoop wordt de verdraaiing om een as gemeten. Een zit op de schouder, een in de rechterzijkant van het vest en de laatste voorop de buik van de astronaut. Ze bepalen de plaatst van de astronaut in de ruimte. De signalen van de gyroscopen gaan via een zendertje naar een computertje op de pols, waar vervolgens allerlei berekeningen worden gedaan. Hangt de astronaut op zijn kop, dan trilt een apparaatje om zijn nek, zodat de astronaut weet dat daar de onderkant is.
Elstak bedacht onder andere welke wiskundig modellen nodig zijn voor het polskastje. Het moeilijkste daarbij was het programmeren van de software. “De ISS draait elke anderhalf uur om zijn as, en een astronaut oriënteert zich ten opzichte van het ruimtestation. Dat was lastig in de software te krijgen.”
Kuipers heeft het vest op aarde al eens aan gehad. In de ISS zal de astronaut het vest elke dag een uur aantrekken en oefeningen doen. Zo zal een collega hem een duw geven, waardoor Kuipers (met zijn ogen dicht) niet meer weet wat onder en boven is. Kuipers moet dan maar zien terug te komen op de ‘goede’ plek.
Veel minder werk heeft Kuipers aan het experiment van De Vet. De brandstofcellen moet Kuipers ‘alleen maar’ met zo min mogelijkschokken met klittenband zien op te hangen aan een muur van de ISS. Vlak voor zijn terugreis moet hij de hardware weer mee terugnemen, zodat de twee eerstejaars de data kunnen verwerken.
Intussen maakt De Vet zich op voor vertrek naar Rusland. Bang dat er straks bij de lancering wat misgaat terwijl hij op duizend meter van het lanceerplatform staat, is hij niet. “De Russische techniek is al veertig jaar oud en heeft zich bewezen. Er gaat nooit wat mis. Anders zouden ze ons niet zo dichtbij het lanceringplatform laten.”
www.phys.uu.nl/~bugnrg . .
www.desc.med.vu.nl/DELTA.htm . .
‘Ik ben er klaar voor’
André Kuipers heeft net zijn ‘crew rust’ erop zitten. Drie dagen verplichte rust, zonder oefeningen, experimenten of pers. Alleen zijn vriendin is over gekomen naar Sterrenstad, het trainingskamp voor kosmonauten bij Moskou. Kuipers is klaar voor de lancering, hoewel hij de hele tijd bang is dat hij iets vergeet. “Alsof je op vakantie gaat.”
Meer dan tweehonderd interviews gingen aan uw ruimtevlucht vooraf. Wordt u niet moe van al die aandacht?
“Hier in Sterrenstad merk ik er helemaal niets van.”
Welk van de minstens twintig experimenten ligt u het meest na aan het hart?
“Als arts vind ik de medische en fysiologische experimenten het interessantst, zoals het onderzoek naar botontkalking, naar pijn in de onderrug en ruimteziekte.”
U bent maar kort in de ruimte.
“Natuurlijk was ik liever een halfjaar gegaan. Nederland en Europa betalen relatief niet veel mee aan de ISS, dus een langer verblijf zit er voorlopig niet in. Maar in tien dagen kun je veel onderzoek doen. Mijn schema zit helemaal vol, elk uur wordt gebruikt. Daarom ben ik blij met de extra dag. Dat betekent toch iets meer tijd voor experimenten en om de experimenten rustig in te pakken. Wie weet komt er opnieuw een kans om naar de ruimte te gaan. Die zal ik dan zeker niet afslaan.”
Wat was het moeilijkste moment in de voorbereidingen?
“Er zijn verschillende moeilijke momenten in de training. De verhuizing naar Sterrenstad om met de Russen te trainen, de Russische taal te leren en alle Russische boorddocumentatie uit te pluizen. De examens over wat je hebt geleerd en getraind worden in de simulators blijven spannende momenten, net als de vele medische keuringen die ik moest ondergaan. Gelukkig ben ik overal goed doorheen gekomen.
En wat het leukst?
“De momenten die je deelt met familie, vrienden en collega-astronauten. Bijvoorbeeld in Shep’s Bar, een café onderin een van de Amerikaanse cottages hier in Sterrenstad. En de momenten waarop ik voelde dat ik tijdens de trainingen alles onder controle had. Als de simulator allerlei rampscenario’s afspeelde en ik die stuk voor stuk de baas was. Dan dacht ik: ja, ik ben er klaar voor, ik kan naar de ruimte.”
Waar kijkt u het meest naar uit?
“Ik verheug me erg op het moment dat ik met mijn eigen muziek, bijvoorbeeld van Vangelis, even voor het raam kan zitten en de aarde onder mij door kan zien draaien.”
Minister Maria van der Hoeven van onderwijs ‘gebruikt’ u om de schooljeugd te inspireren voor bèta en wetenschap.
“Ik vind dat prima! Ik was vroeger ook een jongetje dat door verschillende mensen geïnteresseerd raakte voor wetenschap en ruimtevaart. Je moet toch vaak door anderen op ideeën komen. Als ik kinderen kan laten zien hoe leuk, spannend en nuttig ruimteonderzoek is, dan doe ik dat graag. Zo’n experiment als ‘Seeds in Space’ of ‘Video-3’ doen we voor kinderen en jongeren die nu nog op school zitten. Zij zijn de wetenschappers en astronauten van de toekomst!”
Maandag 19 april om 07.18 uur Moskoutijd (05.18 uur in Nederland) vertrekt de Nederlandse astronaut André Kuipers naar het internationale ruimtestation ISS. Voor twee TU-studenten en één promovenda extra spannend: hun onderzoek gaat met de missie mee.
Eerstejaars L&R-student Sebastiaan de Vet vertrekt op donderdag 15 april naar de Russische lanceerbasis Baikonour in Kazachstan. Daar zal hij de lancering bijwonen van de Sojoez-capsule. Nederlands tweede astronaut André Kuipers zit in die capsule, evenals het experiment dat De Vet samen met Renske Rutgers, economiestudente uit Utrecht, bedacht. De studenten zijn bij de lancering aanwezig doordat ze met hun experiment de ESA-studentenprijsvraag wonnen.
Hun experiment, ‘BugNRG’ (bug-energy) genaamd, test de effecten van gewichtloosheid op een bacteriële brandstofcel, een soort biologische batterij. Bacteriën zetten bij hun stofwisseling suiker om in producten die ze nodig hebben om te overleven. Daarbij komen elektronen vrij, zodat een miniatuurbatterijtje ontstaat. “Van bepaalde soorten bacteriën is bekend dat ze zich in de ruimte sneller voortplanten dan op aarde, of dat hun productie verhoogt. Wij willen weten of dit ook zo is voor bacteriën in de brandstofcel”, zegt De Vet.
De bacteriën die de eerstejaars voor hun experiment gebruiken, is de rhodoferax ferrireducens-bacterie. Die zet in de natuur elektronen af aan ijzerdeeltjes in de modder. De Vet en Rutgers vervingen de ijzerdeeltjes door een elektrode, waaraan de bacteriën hun elektronen afgeven. “We verwachten dat de bacteriën in de ruimte meer elektronen afgeven aan de elektrode. Als dat zo is ontstaan er een groter potentiaalverschil en een elektrische stroom.” In dat geval zou de bacteriënbrandstof in de toekomst wel eens in de ISS gebruikt kunnen worden. Maar of de biologische batterij ooit ‘het gigantische arsenaal aan zonnepanelen in de ISS’ zal vervangen, is de vraag. “Ons systeem staat nog in de kinderschoenen”, zegt De Vet.
Een Russische delegatie heeft de brandstofcellen gecheckt en gedubbelcheckt. “Elk schroefje is gerapporteerd. Ik geloof dat elke kilo experiment tien kilo papier oplevert”, verzucht De Vet. De brandstofcellen met bacteriën zitten als Russische Matroshka – poppetjes in drie verschillende lagen gewikkeld. “Het is biologisch materiaal. We waren verplicht om een extra beveiliging in te bouwen.”
Misselijk
“Of André Kuipers last van ruimteziekte zal krijgen, daar doen we liever pas uitspraken over als hij terug is”, zegt Suzanne Nooij, de tweedejaarspromovendus L&R die bij TNO technische menskunde onderzoek doet naar ruimteziekte. Nooij stopte Kuipers een uur lang in een centrifuge die gewoonlijk voor de training van F-16-piloten wordt gebruikt. Kuipers kreeg drie keer de zwaartekracht te verduren. Het blijkt dat astronauten, wanneer ze weer uit de centrifuge komen, dezelfde, op zeeziekte lijkende, symptomen kunnenervaren als wanneer ze net in de ruimte zijn.
Acht voorgangers van Kuipers, onder wie Wubbo Ockels, draaiden eerder een uur in de centrifuge – een soort geavanceerde zweefmolen. Hadden deze astronauten last van ruimteziekte na centrifugeren, dan hadden ze dat ook in de ruimte. Werden ze niet ziek, dan werden ze dat ook niet in de ruimte.
Astronauten die net in de ruimte zijn hebben vaak last van misselijkheid en vreemde bewegingsillusies die voortkomen uit het ontbreken van zwaartekracht. Volgens Nooij is het evenwichtsorgaan de schuldige. Door ruimteziekte kunstmatig op te wekken, probeert ze te achterhalen hoe het evenwichtsorgaan zich aanpast aan veranderingen in zwaartekracht. “De hypothese is dat het lichaam zich steeds makkelijker aanpast naarmate het vaker langdurig aan verschillende zwaartekrachten wordt blootgesteld. Ik zoek uit hoe lang en bij welk G-krachten astronauten in de centrifuge moeten zitten om dit te kunnen trainen”, aldus de promovendus. “Zo wil ik een test ontwikkelen om ruimteziekte te meten en hoe de aanpassing aan gewichtsloosheid verloopt.”
In de ISS, op zo’n 440 kilometer hoogte, doet Kuipers elke dag vijf minuten oefeningen: drie keer ja knikken, drie keer nee schudden en drie keer met zijn oor naar zijn schouder bewegen. “Sommige astronauten ervaren dat als ze hun hoofd bewegen, de omgeving ook beweegt. Of dat als ze hun hoofd bewegen hun voeten ook bewegen, terwijl dat niet zo is”, zegt Nooij.
Trilvest
Joost Elstak, student luchtvaart- en ruimtevaarttechniek, ontwikkelde tijdens zijn stage bij Dutch Space in Leiden een trilvest. Astronauten en kosmonauten raken in de ruimte gedesoriënteerd en misselijk vanwege de gewichtsloze toestand. Ook is er in de ruimte geen boven en onder, zoals op aarde. Elstaks vest geeft met een trilling aan waar beneden is.
In het vest zitten drie gyroscopen (die bepalen de positie), enkele batterijen en tactoren (trilapparaten zoals uit de mobiele telefoon). Met een gyroscoop wordt de verdraaiing om een as gemeten. Een zit op de schouder, een in de rechterzijkant van het vest en de laatste voorop de buik van de astronaut. Ze bepalen de plaatst van de astronaut in de ruimte. De signalen van de gyroscopen gaan via een zendertje naar een computertje op de pols, waar vervolgens allerlei berekeningen worden gedaan. Hangt de astronaut op zijn kop, dan trilt een apparaatje om zijn nek, zodat de astronaut weet dat daar de onderkant is.
Elstak bedacht onder andere welke wiskundig modellen nodig zijn voor het polskastje. Het moeilijkste daarbij was het programmeren van de software. “De ISS draait elke anderhalf uur om zijn as, en een astronaut oriënteert zich ten opzichte van het ruimtestation. Dat was lastig in de software te krijgen.”
Kuipers heeft het vest op aarde al eens aan gehad. In de ISS zal de astronaut het vest elke dag een uur aantrekken en oefeningen doen. Zo zal een collega hem een duw geven, waardoor Kuipers (met zijn ogen dicht) niet meer weet wat onder en boven is. Kuipers moet dan maar zien terug te komen op de ‘goede’ plek.
Veel minder werk heeft Kuipers aan het experiment van De Vet. De brandstofcellen moet Kuipers ‘alleen maar’ met zo min mogelijkschokken met klittenband zien op te hangen aan een muur van de ISS. Vlak voor zijn terugreis moet hij de hardware weer mee terugnemen, zodat de twee eerstejaars de data kunnen verwerken.
Intussen maakt De Vet zich op voor vertrek naar Rusland. Bang dat er straks bij de lancering wat misgaat terwijl hij op duizend meter van het lanceerplatform staat, is hij niet. “De Russische techniek is al veertig jaar oud en heeft zich bewezen. Er gaat nooit wat mis. Anders zouden ze ons niet zo dichtbij het lanceringplatform laten.”
www.phys.uu.nl/~bugnrg . .
www.desc.med.vu.nl/DELTA.htm . .
‘Ik ben er klaar voor’
André Kuipers heeft net zijn ‘crew rust’ erop zitten. Drie dagen verplichte rust, zonder oefeningen, experimenten of pers. Alleen zijn vriendin is over gekomen naar Sterrenstad, het trainingskamp voor kosmonauten bij Moskou. Kuipers is klaar voor de lancering, hoewel hij de hele tijd bang is dat hij iets vergeet. “Alsof je op vakantie gaat.”
Meer dan tweehonderd interviews gingen aan uw ruimtevlucht vooraf. Wordt u niet moe van al die aandacht?
“Hier in Sterrenstad merk ik er helemaal niets van.”
Welk van de minstens twintig experimenten ligt u het meest na aan het hart?
“Als arts vind ik de medische en fysiologische experimenten het interessantst, zoals het onderzoek naar botontkalking, naar pijn in de onderrug en ruimteziekte.”
U bent maar kort in de ruimte.
“Natuurlijk was ik liever een halfjaar gegaan. Nederland en Europa betalen relatief niet veel mee aan de ISS, dus een langer verblijf zit er voorlopig niet in. Maar in tien dagen kun je veel onderzoek doen. Mijn schema zit helemaal vol, elk uur wordt gebruikt. Daarom ben ik blij met de extra dag. Dat betekent toch iets meer tijd voor experimenten en om de experimenten rustig in te pakken. Wie weet komt er opnieuw een kans om naar de ruimte te gaan. Die zal ik dan zeker niet afslaan.”
Wat was het moeilijkste moment in de voorbereidingen?
“Er zijn verschillende moeilijke momenten in de training. De verhuizing naar Sterrenstad om met de Russen te trainen, de Russische taal te leren en alle Russische boorddocumentatie uit te pluizen. De examens over wat je hebt geleerd en getraind worden in de simulators blijven spannende momenten, net als de vele medische keuringen die ik moest ondergaan. Gelukkig ben ik overal goed doorheen gekomen.
En wat het leukst?
“De momenten die je deelt met familie, vrienden en collega-astronauten. Bijvoorbeeld in Shep’s Bar, een café onderin een van de Amerikaanse cottages hier in Sterrenstad. En de momenten waarop ik voelde dat ik tijdens de trainingen alles onder controle had. Als de simulator allerlei rampscenario’s afspeelde en ik die stuk voor stuk de baas was. Dan dacht ik: ja, ik ben er klaar voor, ik kan naar de ruimte.”
Waar kijkt u het meest naar uit?
“Ik verheug me erg op het moment dat ik met mijn eigen muziek, bijvoorbeeld van Vangelis, even voor het raam kan zitten en de aarde onder mij door kan zien draaien.”
Minister Maria van der Hoeven van onderwijs ‘gebruikt’ u om de schooljeugd te inspireren voor bèta en wetenschap.
“Ik vind dat prima! Ik was vroeger ook een jongetje dat door verschillende mensen geïnteresseerd raakte voor wetenschap en ruimtevaart. Je moet toch vaak door anderen op ideeën komen. Als ik kinderen kan laten zien hoe leuk, spannend en nuttig ruimteonderzoek is, dan doe ik dat graag. Zo’n experiment als ‘Seeds in Space’ of ‘Video-3’ doen we voor kinderen en jongeren die nu nog op school zitten. Zij zijn de wetenschappers en astronauten van de toekomst!”
Comments are closed.