In dit uitgebreid artikel bespreken we wat de belangrijkste gebeurtenissen zijn op vlak van ruimtevaart die we in 2016 mogen verwachten. Zo zal in 2016 een belangrijke Europese ruimtesonde gelanceerd worden richting Mars, gaat NASA een ruimtetuig lanceren dat een stukje van een planetoïde terug naar de Aarde moet brengen en zal China na enkele jaren opnieuw 'taikonauten' in een baan om de Aarde brengen. Op vlak van verkenning van ons zonnestelsel wordt 2016 ongetwijfeld een heel boeiend jaar aangezien de Amerikaanse ruimtesonde Juno in de zomer moet aankomen bij de reuzenplaneet Jupiter.
Twee Aziatische ruimtetelescopen voor röntgenastronomie
Japan zal begin 2016 de Astro-H ruimtetelescoop lanceren die röntgenstraling zal observeren dat afkomstig is van supernova explosies, superzware zwarte gaten en clusters van sterrenstelsels. Deze 2,4 ton zware telescoop, ook gekend onder de naam 'New X-ray Telescope' (NeXT), zal in de ruimte worden gebracht door een Japanse H-2A draagraket. De ruimtetelescoop heeft een lengte van 14 meter en heeft een minimale levensduur van drie jaar. Eén van de instrumenten aan boord van de Astro-H ruimtetelescoop is de High-Resolution Soft X-Ray Spectrometer (SXS) en werd ontwikkeld door de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA. Daarnaast bevinden zich nog eens zes wetenschappelijke instrumenten aan boord van Astro-H die werden ontwikkeld voor röntgenastronomie. Astro-H moet uiteindelijk het wetenschappelijk onderzoek verderzetten dat werd gestart met de Advanced Satellite for Cosmology and Astrophysics (ASCA) satelliet in de jaren '90. Naast Japan plant ook China in 2016 de lancering van een een ruimtetelescoop voor röntgenastronomie. De Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT) moet China's eerste ruimtetelescoop worden en zal in de ruimte worden gebracht met behulp van een CZ-4B draagraket. Het project is een samenwerking tussen het Ministry of Science and Technology of China, de Chinese Academy of Sciences en de Tsinghua University.
Website Astro-H ruimtetelescoop: http://astro-h.isas.jaxa.jp/en/
Nieuwe onderdelen voor het ISS
Het internationale ruimtestation ISS zal in 2016 ook worden uitgebreid met enkele bijzondere onderdelen. Zo zal men tijdens een bevoorradingsmissie met een Dragon ruimtetuig de Bigelow Expandable Activity Module (BEAM) naar het ruimtestation brengen dat vervolgens met de robotarm van het ISS zal worden vastgemaakt aan de Tranquility koppelingsmodule. Het bijzondere aan BEAM is dat deze zich in de ruimte zal opblazen met lucht tot een volwaardige cylindervormige module waarin ruimtevaarders kunnen werken en leven. Eenmaal opgeblazen zal BEAM een diameter hebben van 3,2 meter en een leefbare ruimte hebben van zestien kubieke meter. BEAM werd ontwikkeld door het Amerikaanse ruimtevaartbedrijf Bigelow Aerospace dat plannen heeft om met dergelijke opblaasbare modules een eigen ruimtestation te bouwen. NASA betaalde Bigelow Aerospace 17,8 miljoen dollar voor de ontwikkeling van BEAM en wil met deze module testen of deze technologie kan gebruikt worden voor toekomstige bemande ruimtevaartprojecten. Naast de opblaasbare BEAM module zal men in 2016 ook een International Docking Adaptor (IDA) aan het ruimtestation bevestigen. Dit door Boeing gebouwde koppelingsmechanisme werd speciaal ontwikkeld zodat in de nabije toekomst ook nieuwe bemande ruimtetuigen zoals de Dragon 2 ruimtecapsule van SpaceX of de Starliner capsule van Boeing zich kunnen vasthechten aan het ISS. Een Dragon bevoorradingstuig zal de International Docking Adaptor (IDA) naar het ISS brengen waarna deze met een robotarm zal worden vastgemaakt aan één van de koppelingsmodules van het ruimtestation.
BEAM website: http://bigelowaerospace.com/beam/
Neutronensterren bestuderen vanaf het ISS
De 55 miljoen dollar dure Neutron star Interior Composition ExploreR (NICER) is een astronomisch röntgeninstrument dat in 2016 aan de buitenkant van het internationale ruimtestation ISS zal worden bevestigd. Het instrument moet vanaf 2017 het binnenste van zogenaamde ‘neutronensterren’ onderzoeken. Neutronensterren zijn compacte, snel rondtollende overblijfselen van geëxplodeerde sterren en zijn de objecten in het heelal met de grootste dichtheid (op uitzondering van zwarte gaten). Deze bijzondere objecten, die vermoedelijk worden gevormd na de ineenstorting van zware sterren die acht tot dertig keer groter zijn dan de Zon, kunnen een massa van 1,4 zonmassa bezitten in een bol die niet groter is dan tien of twintig kilometer doorsnede. Sterrenkundigen maken dan ook graag de vergelijking dat één theelepel neutronenster meer dan één miljard ton weegt. Het NICER-instrument zal bestaan uit 56 compacte röntgentelescopen en zal metingen verrichten op vlak van de snelle variaties in de röntgenintensiteit van neutronensterren. NICER zal zich in het bijzonder ook richten op milliseconden neutronensterren die tot 700 keer per seconde om hun as draaien. Astronomen hopen met het NICER-instrument ondermeer meer te leren over het gedrag van materie onder extreme omstandigheden. Het NICER-instrument zal met behulp van een Amerikaans Dragon bevoorradingstuig naar het ISS gebracht worden waarna een robotarm het instrument aan de buitenzijde van het ruimtestation zal bevestigen.
Website NICER-instrument: https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/nicer/
ExoMars Trace Gas Orbiter
Eén van de belangrijkste lanceringen in 2016 voor Europa wordt ongetwijfeld de start van de ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) missie. De ExoMars Trace Gas Orbiter is een samenwerkingsproject tussen de Europese ruimtevaartorganisatie ESA en zijn Russische tegenhanger Roscosmos. Het doel van deze missie is om een ruimtesonde tot in een baan om de planeet Mars te brengen vanwaar het ruimtetuig de atmosfeer van de 'rode planeet' uitvoerig zal onderzoeken. TGO zal vanuit een baan om de planeet een inventarisatie maken van de gassen in de atmosfeer van de planeet Mars. Daarbij zal in het bijzonder gekeken worden naar het gas methaan. De aanwezigheid van methaan in de atmosfeer duidt erop dat er ook op dit moment nog een bron voor het gas moet aanwezig zijn. De ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) moet helpen achterhalen of het gas op Mars afkomstig is uit een geologische of biologische bron. Samen met de ExoMars Trace Gas Orbiter ruimtesonde zal men tijdens deze missie ook de Schiaparelli EDM lander naar de planeet Mars sturen. De Schiaparelli Marslander is een zogeheten 'Entry, Descent and Landing Demonstrator Module' waarmee ESA technologie wil testen dat ook zal gebruikt worden bij toekomstige missies. De ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) en de Schiaparelli lander zullen op weg naar Mars worden gebracht door middel van een Russische Proton-M draagraket die in maart 2016 zal gelanceerd worden vanop de Bajkonoer lanceerbasis in Kazachstan.
TGO website: http://exploration.esa.int/mars/46475-trace-gas-orbiter/
InSight: onderzoek naar de inwendige structuur van Mars (UITGESTELD!!!)
In maart 2016 zou er naast de ExoMars Trace Gas Orbiter nog een ruimtetuig naar de planeet Mars worden gestuurd. Zo zou NASA met behulp van een Atlas 5 draagraket vanop de Vandenberg lanceerbasis in Californië de InSight Marslander hebben gelanceerd die in september 2016 een zachte landing moest maken op het Marsoppervlak. De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA heeft eind 2015 echter laten weten dat de geplande lancering van de nieuwe Marslander InSight met twee jaar wordt uitgesteld doordat een Frans wetenschappelijk instrument niet tijdig klaar is. Voor het wetenschappelijke onderzoek naar de planeet Mars is dit dan ook een grote tegenslag. InSight staat voor 'Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport' en is een project waarmee wetenschappers meer willen leren over de inwendige structuur van de planeet Mars. Zo hoopt men door deze missie meer te leren over het ontstaan van de binnenste rotsachtige planeten in ons zonnestelsel, met inbegrip van de Aarde. De InSight lander gebruikt dezelfde methoden van de Phoenix Marslander die in 2007 het oppervlakteijs op de noordpool van Mars onderzocht. Het ontwerp van deze lander bleek zeer succesvol te zijn waardoor men koos voor een soortgelijk ontwerp voor de InSight missie. Dankzij zijn instrumenten zal de InSight lander diep onder het Marsoppervlak op zoek gaan naar vingerafdrukken van processen die de vorming van aardachtige planeten tot stand hebben gebracht. Daarnaast zal de lander ook seismologische metingen uitvoeren en zal de warmteoverdracht in het binnenste van de planeet worden onderzocht. De lancering van InSight is nu voorzien voor de zomer van 2018.
Website InSight missie: http://www.nasa.gov/mission_pages/insight/main/index.html
Falcon Heavy: een nieuwe commerciële krachtpatser
SpaceX, het succesvolle Amerikaanse private ruimtevaartbedrijf, wil in 2016 voor het eerst een krachtige Falcon Heavy draagraket lanceren. Deze nieuwe raket, die een lengte heft van 68 meter, werd ontworpen om vrachten tot 53 ton tot in een lage baan om de Aarde (LEO) en 21 ton tot in een geostationaire overdrachtbaan (GTO) te brengen. Daarnaast moet deze raket ook vrachten van meer dan tien ton op weg kunnen brengen naar de planeet Mars. De Falcon Heavy zal bestaan uit een klassieke Falcon 9 raket met daaraan nog eens twee Falcon 9 raketten aan vastgemaakt die dienen als boosterraketten. Bovenop de centrale Falcon 9 zal zich een tweede rakettrap bevinden die de vracht tot in de gewenste baan om de Aarde of verder moet brengen. Hierdoor moet de Falcon Heavy één van de krachtigste draagraketten worden. Door gebruik te maken van bestaande technologie en rakettrappen kan SpaceX deze draagraket verkopen tegen een prijs die varieert van 77 tot 135 miljoen dollar (naar gelang de missie). Zo maakte SpaceX in 2014 al bekend dat het bedrijf een communicatiesatelliet met een gewicht van 6,4 ton met de Falcon Heavy tot in een GTO baan kan brengen tegen een prijs van 85 miljoen dollar. SpaceX wil in de nabije toekomst met deze raket dan ook tal van zware commerciële en gouvernementele satellieten in de ruimte wil brengen waardoor het ongetwijfeld een grote concurrent zal worden voor lanceerbedrijven als Arianespace (Ariane 5) en International Launch Services (Proton). Het bedrijf plant in april 2016 de eerste testvlucht van deze nieuwe draagraket waarbij het Amerikaanse leger na een tweede testvlucht ook zal evalueren en beslissen of deze private raket kan gebruikt worden voor het lanceren van zware militaire satellieten.
Website Falcon Heavy: http://www.spacex.com/falcon-heavy
OSIRIS-REx: een stukje planetoïde terug naar de Aarde brengen
Een Amerikaanse Atlas 5 draagraket moet in september 2016 de OSIRIS-REx ruimtesonde in de ruimte brengen. OSIRIS-REx staat voor 'Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer' en is een ruimtesonde die de planetoïde 101955 Bennu zal bezoeken. Het uiteindelijke doel is dat het 1,5 ton zware ruimtevaartuig een bodemstaal van de planetoïde in 2023 terug naar de Aarde brengt zodat dit uitvoerig kan worden onderzocht. Dit ambitieuze project maakt deel uit van NASA's New Frontiers programma waartoe ook de New Horizons en Juno ruimtemissies toe behoren. De 800 miljoen dollar dure OSIRIS-REx missie moet wetenschappers meer leren over het ontstaan van het zonnestelsel, planeetvorming en de oorsprong van organische verbindingen die tot het ontstaan van leven kunnen leiden. Eenmaal OSIRIS-REx in 2018 zal zijn aangekomen bij de planetoïde 101955 Bennu zal het ruimtetuig gedurende 505 dagen lang het oppervlak van deze planetoïde uitvoerig in kaart brengen en onderzoeken. Door het oppervlak in kaart te brengen, zal men een locatie kunnen kiezen waar het ruimtetuig de bodemstalen kan van nemen. Het doel is uiteindelijk om tussen de 60 gram en 2 kilogram aan bodemstalen van deze planetoïde terug naar de Aarde te brengen in een speciale capsule. Om de bodemstalen te kunnen nemen, zal het ruimtetuig niet landen op de planetoïde maar zal een speciale arm stukjes bodem van de planetoïde nemen en deze in de terugkeercapsule bevestigen.
Website OSIRIS-REx missie: http://www.asteroidmission.org/
Nieuwe Chinese bemande ruimtevlucht
Na een pauze van drie jaar gaat China in mei of juni 2016 opnieuw enkele 'taikonauten' in de ruimte brengen. De laatste bemande missie dateert al van juni 2013 toen drie Chinese ruimtevaarders, waaronder de eerste Chinese vrouwelijke taikonaute, een bezoek brachten aan het Chinese ruimtelabo Tiangong 1. Bouwend op de kennis en ervaring die China de afgelopen jaren heeft vergaart op vlak van bemande ruimtevaart wil het land nu een volgende stap zetten richting de bouw van een eigen modulair ruimtestation. Zo zal de Aziatische grootmacht in 2016 de Shenzhou 11 ruimtecapsule in de ruimte brengen met aan boord opnieuw drie ruimtevaarders. Net zoals bij de vorige Shenzhou missies zal ook de Shenzhou 11 ruimtecapsule gelanceerd worden vanop het Jiuquan Satellite Launching Center met behulp van een CZ-2F draagraket. Het hoofddoel van deze missie wordt een koppeling met het Tiangong 2 ruimtelabo dat eveneens in 2016 zal gelanceerd worden. Dit twintig ton zware ruimtelabo heeft een lengte van veertien meter en zal uitgerust worden met twee koppelingspoorten zodat China kan starten met het bevoorraden van het ruimtelabo met behulp van een eigen bevoorradingstuig. Voor China is de lancering van het Tiangong 2 ruimtelabo en de bijhorende Shenzhou 11 missie van groot belang aangezien het land tegen 2020 wil beschikken over een modulair ruimtestation dat permanent zal bemand worden.
Bijzondere CubeSats
CubeSats zijn zeer kleine satellietjes die de vorm van een kubus hebben en exact 10 x 10 x 10 centimeter groot zijn. Deze 'nanosatellieten' wegen niet meer dan 1,3 kilogram en bestaan vaak uit onderdelen die in de handel vrij te verkrijgen zijn waardoor ze zeer goedkoop zijn. De standaard van 10 x 10 x 10 centimeter wordt bij CubeSats aangeduid als 1 Unit (U). CubeSats kunnen ook bestaan uit meerdere units die aan elkaar bevestigd worden. Tot op heden worden deze nanosatellieten vooral gebouwd en gebruikt door universiteiten of bedrijven voor het testen van nieuwe technologieën en voor aardobservatiedoeleinden. Verwacht wordt dat CubeSats de volgende jaren ook steeds vaker gaan gebruikt worden voor interplanetaire ruimtemissies. NASA selecteerde in juni 2015 twee bijzondere cubesats die elk 6 Units groot zijn (36,6 x 24,3 x 11,8 centimeter) en de naam 'MarCO' kregen wat staat voor 'Mars Cube One'. Beide CubeSats moeten in maart 2016 samen met de Marslander InSight gelanceerd worden vanop de Vandenberg lanceerbasis in Californië. Uiteindelijk moeten de twee CubeSats vlak langs de planeet Mars vliegen wanneer de InSight lander in september 2016 afdaalt naar het Marsoppervlak. Gedurende de afdaling van InSight naar het planeetoppervlak zal de Marslander gegevens doorsturen naar de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) die al sinds 2006 rond Mars cirkelt. De Mars Reconnaissance Orbiter zal deze gegevens vervolgens doorsturen naar de Aarde maar kan tegelijk geen nieuwe gegevens meer ontvangen. Hierdoor weten vluchtleiders niet meteen of de afdaling en landing is gelukt. Om dit probleem op te lossen, zullen de twee CubeSats de gegevens die InSight naar de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) stuurt, in real-time doorsturen naar de Aarde. Dit moet een uur tijdwinst opleveren waardoor de vluchtleiders van de InSight missie veel sneller gaan weten of de afdaling en landing op Mars is geslaagd. Indien de twee kleine CubeSats niet zouden slagen in hun missie, zal dit geen gevolgen hebben voor de InSight Marsmissie aangezien de communicatie dan nog steeds kan verlopen via de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Daarnaast zullen in 2016 nog tientallen andere CubeSats in de ruimte worden gebracht die vooral ontwikkeld werden om nieuwe technologieën te testen en te demonstreren.
Aankomst bij Jupiter
In de zomer van 2016 moet de Amerikaanse ruimtesonde Juno aankomen bij de gasreus Jupiter. Na een reis die begon op 5 augustus 2011 zal Juno op 4 juli 2016 aankomen bij Jupiter en zal het ruimtetuig zich in een polaire baan om deze gigantische planeet bevinden. Vanuit zijn polaire elliptische baan om de grootste planeet uit het zonnestelsel moet Juno uiteindelijk het magnetisch veld, de aurora's, de atmosfeer en het inwendige van Jupiter bestuderen. Om dit te verwezenlijken zal Juno 33 keer rondom Jupiter vliegen. Wetenschappers willen met deze prestigieuze missie meer leren over het ontstaan van Jupiter en zijn rol tijdens de beginjaren van het zonnestelsel. Zo gaan wetenschappers er momenteel van uit dat Jupiter de eerste planeet is die in ons zonnestelsel werd gevormd. De informatie afkomstig van Juno kan zeer handig zijn voor astronomen in de zoektocht naar planeten als de Aarde die zich rondom andere sterren bevinden. Juno werd gebouwd door het Amerikaanse ruimtevaartbedrijf Lockheed Martin Space Systems uit Denver en de missie zelf wordt geleid door NASA's Jet Propulsion Laboratory in Californië. Aan de ruimtesonde werd maar liefst acht jaar gewerkt. De kostprijs van deze ambitieuze missie wordt geraamd op 1,1 miljard dollar. Juno wordt de negende ruimtesonde die een bezoek zal brengen aan Jupiter en is nog maar het tweede ruimtetuig dat zich in een baan om deze reusachtige planeet zal begeven.
Website Juno: https://www.missionjuno.swri.edu/
Bevoorrading voor het ISS
Ook in 2016 zal het internationale ruimtestation ISS verder worden bevoorraad door twee Amerikaanse private ruimtevaartbedrijven. Zo zullen SpaceX en Orbital ATK met hun Dragon en Cygnus bevoorradingstuigen het ISS op regelmatige basis voorzien van nieuwe wetenschappelijke instrumenten, kledij, voedsel, computers en andere onderdelen. Zoals de planning er nu uitziet, zonder bijkomende tegenslagen, zal SpaceX in februari, juni en augustus een Dragon ruimtevaartuig lanceren dat het ISS moet bevoorraden. Orbital ATK zal in maart 2016 een Cygnus bevoorradingstuig in de ruimte laten brengen met behulp van een Atlas V draagraket. Naast de private ruimtevaartbedrijven zullen ook Rusland en Japan het ISS in 2016 blijven voorzien van bevoorrading met hun Progress en HTV bevoorradingstuigen.
