Enkele markante feiten uit een halve eeuw sterrenkunde en ruimtevaart: de jaren 1960-1979


Een halve eeuw MIRA staat ook voor heel wat markante feiten in de loop van ruim een halve eeuw sterrenkunde en ruimtevaart.

Hier deel 1 over de jaren 1960 en 1970.

De jaren 1960

De "golden sixties"…

Het was in die jaren dat twee Belgische natuurkundigen, François Englert en Robert Brout, voor het eerst wezen op het mogelijk bestaan van een speciaal veld dat ons zou kunnen verklaren hoe in het heelal massa kan ontstaan uit energie. Iets later zou ook de Engelse fysicus Peter Higgs met een gelijkaardige hypothese voor de dag komen. De bevestiging van het bestaan van dit mysterieus veld en het erbij horend deeltje zou pas in 2012 door het CERN in Genève bevestigd worden. Het nieuwe deeltje kreeg ondertussen de naam van Higgsboson en het veld werd het Higgsveld genoemd, al zou het ongetwijfeld correcter zijn om over een HEB-veld te spreken, naar de eerste letter van de naam van de eerste drie wetenschappers die ernaar verwezen.

Op gebied van de fundamentele natuurkunde viel er tijdens die jaren nog ander belangrijk nieuws te rapen. Steven Weinberg kwam voor de dag met een belangrijke ontdekking: hij stelde een model op waarbij hij kon aantonen hoe twee van de vier fundamentele krachten in de natuur, de elektromagnetische kracht en de zwakke kernkracht, bij hogere temperaturen samen in één en dezelfde kracht overgingen, de elektrozwakke kracht. Weinberg zette toen een eerste stap in de nog steeds onvoltooide zoektocht naar de grote unificatie van de vier fundamentele krachten, met name de elektromagnetische kracht, de zwakke- en de sterke kernkracht en de zwaartekracht. Weinberg ontving voor zijn ontdekking in 1979 de Nobelprijs voor natuurkunde.

In 1967 ontdekte Jocelyn Bell bij radiowaarnemingen die zij verrichte een vreemde anomalie. Dit was zo vreemd dat op een bepaald ogenblik zelfs gedacht werd dat men te doen had met signalen van buitenaardse beschavingen, die men prompt LGM's noemde (voor ‘Little Green Man’). Uiteindelijk bleken deze verschijnselen afkomstig te zijn van regelmatig en zeer snel draaiende sterren die men nu pulsars noemt. Ondanks het feit dat Bell als eerste een pulsar had ontdekt, kreeg ze niet de eer die haar toekwam, want in 1974 werd de Nobelprijs voor die ontdekking toegekend aan haar mannelijke promotoren Antony Hewish en Martin Ryle.

Maar in de jaren zestig gebeurde er nog iets waarvan voordien alleen maar kon gedroomd worden: voor het eerst zette een mens voet op de Maan! Wie had durven dromen dat de voorspelling van Jules Verne ooit zou uitkomen? Visionair als Verne was, had hij reeds een honderdtal jaren vroeger mensen een reis laten maken in een baan rond de Maan. En hij was niet alleen. Ook Kuifje was al in 1954 naar de Maan geweest. Maar met het Apollo-project van de NASA werd die droom realiteit. Dit programma had zich als ambitieus doel gesteld een mens op de Maan te brengen. Het Apollo-programma ging reeds in 1961 van start, maar het hoogtepunt was ongetwijfeld de ruimtemissie van Apollo 11. Men had eerder wel reeds de Apollo 7- capsule gedurende 11 dagen in een baan rond de Aarde gebracht. Daarna was het de beurt geweest aan Apollo 8, die voor het eerst mensen naar de Maan had gebracht zonder er evenwel te landen. Dit ruimtetuig had gedurende 20 uur rond de Maan gevlogen en ons zo voor het eerst onze natuurlijke satelliet en haar verborgen achterkant van dichtbij geopenbaard. Maar het jaar 1969 overtrof alle verwachtingen. Toen vertrokken drie astronauten, Neil Armstrong, Buzz Aldrin en Michael Collins, aan boord van de Apollo11 naar de Maan met de bedoeling er ook effectief te landen. Armstrong was de eerste om de Eagle maanlander te verlaten. Hij zette er op 20 juli 1969 als eerste mens ooit een historische stap. Velen zullen zich nog zijn woorden herinneren: "Het is een kleine stap voor de mens, een reuzensprong voor de mensheid".

Maar de ruimtevaart kende ook serieuze tegenslagen. In 1967 waren drie Amerikaanse astronauten, Grissom, White en Chaffee, omgekomen in de Apollo 1 raket toen er bij het oefenen van de startprocedure een fatale kortsluiting ontstond. En het onheil bleef niet beperkt tot de Amerikaanse ruimtevaart. Op 23 april 1967 werd door de Russen, als eerste in een lange reeks, de Sojoez-1 gelanceerd. Deze Sojoez-raketten waren speciaal bedoeld om mensen in een baan om de Aarde te brengen. Bij de terugkeer van de capsule naar de Aarde gingen de parachutes niet open en het toestel sloeg met een snelheid van 40m/s te pletter op het aardoppervlak. Kosmonaut Vladimir Komarov kwam hierbij om het leven. Het noodlot zou in 1971 nog eens toeslaan bij de terugkeer naar de Aarde van Soyoez 11. Hierbij kwamen de drie kosmonauten aan boord allen om.

Orbiting Astronomical ObservatoryOrbiting Astronomical Observatory

Reeds van bij het ontstaan van de moderne ruimtevaart hadden astronomen ingezien dat ruimtevaart een onmisbaar hulpmiddel zou worden voor het sterrenkundig onderzoek. Observaties vanuit een baan boven de aardatmosfeer zouden ons hoge kwaliteitsbeelden kunnen bezorgen van allerlei soorten hemelobjecten. In de jaren vijftig werd dan ook het plan opgevat om een reeks van vier ruimteobservatoria te lanceren. Dit plan kreeg de naam 'Orbiting Astronomical Observatory' (OAO). De eerste lancering vond plaats in 1966 en de laatste in 1972. Het werd helaas geen onverdeeld succes. Enkel twee van de vier lanceringen, de OAO-2 en de OAO-3, kenden een goede afloop. Zij bezorgden ons de eerste hoge resolutie observaties van hemellichamen. De kwaliteit van de doorgezonden beelden was zo indrukwekkend dat de OAO-missie een eerste aanzet zou worden voor de latere zo succesvolle ruimtetelescopen zoals de Hubble. De OAO-2 werd in 1968 gelanceerd en was tot 1973 actief. We ontvingen prachtige beelden van de halo's van kometen en van UV-waarnemingen van nova-sterren. Vervolgens werd in augustus 1972 de OAO-3 gelanceerd. Deze OAO-3 is beter gekend als de Copernicus-missie. In 1972 werd immers de 500ste verjaardag herdacht van Copernicus' geboorte. De Copernicus zou tot in 1981 actief blijven en was een heel succesvol project. Hij bracht ons zeer gedetailleerde spectra van honderden sterren en ontdekte verschillende lang periodieke pulsars.

De jaren 1970

De zwaartekracht is voor fysici steeds een buitenbeentje geweest, ook vandaag nog. Op basis van zijn algemene relativiteitstheorie had Albert Einstein reeds in 1915 een revolutionair nieuw inzicht verschaft over het begrip zwaartekracht, en zijn visie had ons de mogelijkheid gegeven het heelal op grote schaal beter te begrijpen. Op grond van zijn theorie had Einstein ook het bestaan voorspeld van een soort zwaartekrachtsgolven, maar hij had er wel zijn twijfels over of het ooit mogelijk zou zijn om deze zwakke golven waar te nemen. Ondanks alle geboekte successen bleef er over Einsteins theorie dus nog een soort onzekerheid hangen.

Maar in 1974 kwam er op dit vlak een belangrijke doorbraak. Twee astronomen, Russell Hulse en Joseph Taylor, zetten toen een belangrijke stap in de ontdekking van Einsteins geheimzinnige zwaartekrachtgolven. Zij ontdekten bij hun onderzoek van een roterend dubbelstersysteem, bestaand uit een pulsar en een neutronenster, dat er massa verloren ging met als gevolg dat de banen van de twee hemellichamen krompen. Zij gaven als uitleg voor dit fenomeen dat deze verloren massa werd omgezet in de door Einstein voorspelde zwaartekrachtgolven. Het was een eerste onrechtstreekse bewijs voor het bestaan van zwaartekrachtgolven. Voor de rechtstreekse waarneming van zwaartekrachtgolven zou men nog moeten wachten tot februari 2016. Hulse en Taylor ontvingen voor hun ontdekking de Nobelprijs in 1993.

In 1979 stond de algemene relativiteitstheorie andermaal in de belangstelling. Toen werd in het sterrenbeeld Grote Beer voor het eerst een dubbele quasar ontdekt die veroorzaakt werd door de lenswerking van het tussenliggend melkwegstelsel YGKOW G1. Dit tussenliggend melkwegstelsel vervormt de eromheen liggende ruimte waardoor men op Aarde twee verschillende beelden opvangt van dezelfde quasar.

Zwarte gaten waren in de zeventiger jaren - en ook nu nog trouwens - geheimzinnige, onbereikbare en onzichtbare hemelobjecten. Ook voor astronomen riepen ze veel vragen op. Maar in 1971 droeg Stephen Hawking zijn steentje bij aan de demystificatie ervan. Volgens zijn theorie zijn zwarte gaten niet zo zwart als men zich soms voorstelt. Zwarte gaten zenden immers voortdurend straling uit, de zogenaamde Hawking straling. Het gevolg hiervan is dat zwarte gaten voortdurend massa verliezen en op lange termijn dus zullen ‘verdampen’. Het is toevallig in dezelfde periode dat kort nadien, in 1974, het bestaan werd ontdekt van een reusachtig zwart gat in het centrum van ons eigen melkwegstelsel.

Ontvingen wij in dit decennium vanuit de ruimte een eerste teken van intelligent leven? Sommigen onder ons zullen zich misschien nog het WOW-signaal herinneren, een radiosignaal dat door Jerry Ehman op 15 augustus 1977 in het kader van het SETI-project (Search for ExtraTerrestrial Intelligence) met de Big Ear radiotelescoop van de Ohio-universiteit werd gedetecteerd. Het signaal duurde 72 seconden en kwam vanuit de richting van het sterrenbeeld Boogschutter. Al bleef Ehman nadien nog hardnekkig speuren naar een herhaling ervan, het signaal heeft zich nooit meer herhaald, en een sluitende verklaring ervoor werd nooit gevonden. Was het een bewijs van leven in de ruimte? Of was het misschien afkomstig van een waterstofwolk rond een komeet? Is er een andere verklaring? Ehman was zo verrast door dit signaal dat hij op de outprint ervan "WOW" neerschreef. Als gevolg van dit commentaar spreekt men nu over het WOW signaal. Recente nieuwe informatie hierover in onze nieuwsrubriek.

Ook in ons eigen zonnestelsel viel er nieuws te rapen. James Christie ontdekte in 1978 dat de dwergplaneet Pluto (toen nog de negende planeet) vergezeld wordt door een natuurlijke satelliet. Die maan kreeg de naam ‘Charon’. Charon is amper 20.000 km van Pluto verwijderd en heeft een diameter van 1.200 km. Pluto en Charon vormen een soort dubbelsysteem dat om de 6.387 dagen om elkaar heen draait. Velen denken dat Charon ontstaan is uit een botsing van Pluto met een ander object uit de Kuipergordel, waardoor een deel van Pluto zou weggeslagen zijn. Sinds de ontdekking van Charon werden rond Pluto in 2005 nog twee andere maantjes ontdekt, Nix en Hydra.

In de jaren 1970 leerden we ook over de planeet Uranus iets bij. In 1977 ontdekten James Elliot, Edward Dunham and Jessica Mink dat Uranus, net als Saturnus, ringen heeft. Veel vroeger, reeds in 1789, had ook William Herschel dit reeds beweerd, maar astronomen hadden daar toen hun twijfels over. De beschikbare middelen waren in de18de eeuw immers verre van wat ze vandaag zijn. Later zouden met de Voyager 2 in 1986 en met de Hubble telescoop in 2003 nog meer ringen rond Uranus ontdekt worden.

Ophefmakend nieuws was er in de jaren zeventig ook in de ruimtevaart. In de loop van dit decennium ontstond er een ware competitie tussen Amerikanen en Russen. Amerikanen legden zich meer en meer toe op het onderzoek van Mars, terwijl de Russen zich meer toelegden op het onderzoek van Venus. In 1975 werd de Europese ruimtevaartorganisatie ESA opgericht met als doelstelling ook Europa op de kaart te zetten in de ontwikkeling van de ruimtevaart. De ESA telt momenteel 22 leden, waaronder België.

Eerste beelden van het VenusoppervlakEerste beelden van het Venusoppervlak

In november 1970 viel er spectaculair nieuws te rapen van het ruimtevaartfront: de Russische Lunokhod 1 maakte toen een zachte landing op de Maan. Het werd de eerste rijdende Maan-auto die van op de Aarde werd bestuurd. In december van hetzelfde jaar was het dan de beurt aan Venus om Aards bezoek te ontvangen. De Russische ruimtesonde Venera 7 maakte er een zachte landing en stuurde ons voor het eerst wetenschappelijke gegevens door vanaf het oppervlak van een andere planeet. Voor de eerste detailfoto's van Venus zouden we nog moeten wachten op de onbemande ruimtemissie Venera 9 in 1975.

In het begin van de jaren zeventig kwamen de Russen nog met het Saljoet-project voor de dag. Het was een groots opgevat ruimtevaartprogramma dat vooral bedoeld was om de achterstand in te lopen op de Amerikanen. Die waren ondertussen al op de Maan geland en waren hun Skylab-programma aan het uitwerken. Tussen 1971 en 1982 zouden niet minder dan 7 Saljoet-ruimtestations in een baan om de Aarde geplaatst worden. Drie ervan hadden een militair doel voor ogen, maar de Saljoets 1, 4, 6 en 7 hadden een civiel doel. In de race om de beste te zijn werd de Saljoet 1 reeds op 19 april 1971 gelanceerd. Het toestel bleef tot 11 oktober 1971 in de ruimte en werd zo het eerste ruimtestation ooit in een baan om de Aarde. Amper vier dagen na de lancering werd met de Soyoez 10 een eerste bemanning naar de Saljoet 1 gestuurd, maar deze konden door een technisch probleem niet in het ruimtestation binnendringen. Ze waren verplicht om onverrichter zake naar de Aarde terug te keren. Op 11 juni 1971 werd een nieuwe poging ondernomen. Toen vertrokken Vladislav Volkov, Viktor Patsajev en Georgi Dobrovolski aan boord van de Soyoez 11 naar het ruimtestation. Ook zij werden geconfronteerd met tal van moeilijkheden en na 23 dagen baantjes rond de Aarde te hebben beschreven, moesten ze op 29 juni 1971 noodgedwongen vervroegd terugkeren. Helaas, bij hun terugkeer naar de Aarde sloeg het noodlot pas goed toe. De landing van de Soyoez 11 liep verkeerd af en de drie bemanningsleden kwamen om. Het jaar 1971, dat zo succesvol was begonnen, werd voor de Russische ruimtevaart een echt rampjaar.

Als laatste van de Saljoet-reeks werd elf jaar later de Saljoet 7 in een baan om de Aarde gebracht. Deze laatste Saljoet verbleef van 19 april 1982 tot 7 februari 1991 in de ruimte. Hij cirkelde dus 3216 dagen rond de Aarde, waarvan er 816 bemand werden. De rijke ervaringen die de Russen met het Saljoet-programma hadden opgedaan zou erg nuttig blijken te zijn bij de uitwerking van het latere Mir-project.

Fallen Astronaut op de MaanFallen Astronaut op de Maan

Maar de Amerikanen bleven niet achter. Na de geboekte successen in hun Maanexpedities in de jaren zestig werden twee andere belangrijke Apollo vluchten op punt gesteld. De Apollo 15 zette, na een geslaagde lancering op 26 juli 1971, op zijn beurt koers naar de Maan. Deze Apollo had nu voor het eerst, naast de bemanning, ook een maanwagentje aan boord, de Falcon. David Scott legde met de Falcon in drie dagen 27 km af op het Maanoppervlak. De astronauten namen aan het eind van hun verblijf op de Maan 76,7 kg Maanstenen terug mee naar de Aarde. Als eerbetoon aan alle Amerikaanse en Russische ruimtevaarders die tijdens hun opdrachten waren omgekomen, lieten ze op de Maan ook een klein gedenkbeeldje na. Dit gedenkbeeldje, de ‘Fallen Astronaut’, is het eerste en tot nu toe enige kunstwerk dat op de Maan werd achtergelaten. Het is gemaakt door de Belgisch kunstenaar Paul Van Hoeydonck.

Na de Apollo 15 vertrok op 16 april 1972 Apollo 16 naar de Maan voor een verblijf van elf dagen. Ook nu werd een wagentje meegestuurd. Tijdens deze missie verbleven John Young en Charles Duke 71 uren op de Maan en werd bijna 96 kg Maanmonsters meegenomen naar de Aarde. In 1972 zou ten slotte nog de laatste in de reeks, de Apollo 17, gelanceerd worden. In totaal hebben dus twaalf mensen op de Maan gelopen.

Vervolgens was het de beurt aan de Pioneers om op verkenning te trekken in het zonnestelsel. Het zijn vooral de Pioneers 10 en 11 die de geschiedenis van de ruimtevaart ingaan. Op 3 maart 1972 werd de Pioneer 10 gelanceerd met bestemming Jupiter. Hij bereikte de planeet na een reis van 21 maanden en bleef er dan gedurende twee maanden rondtoeren. Enkele nieuwe Jupitermaantjes werden ontdekt. Na zijn opdracht rond Jupiter vertrok Pioneer 10 vervolgens richting Aldebaran, die hij normaal binnen twee miljoen jaar zou moeten bereiken. In 2003, na meer dan 30 jaren dienst, verloor de NASA alle contact met Pioneer 10.

Ongeveer een jaar later, op 6 april 1973, werd de Pioneer 11 gelanceerd. Deze Pioneer kwam langs Jupiter voorbij en zette vervolgens koers naar Saturnus die hij op 1 september 1979 tot op 21.000 km benaderde. Pioneer 11 stuurde ons detailfoto’s van Saturnus en ontdekte er ook twee nieuwe maantjes. Speciale aandacht werd ook besteed aan de grote maan Titan omdat door de aanwezigheid van o.a. stikstof, methaan en andere organische moleculen de atmosfeer van deze maan gelijkenissen vertoont met onze eigen aardse atmosfeer. Ondertussen is ook Pionner 11 zijn verre en eenzame reis begonnen in de richting van het sterrenbeeld Arend. Sinds 1995 is ook met dit toestel alle contact verbroken.

Beide Pioneers 11 en 12 hebben elk een vergulde plaat aan boord met een grafische boodschap bestemd voor buitenlandse beschavingen. Een man, een vrouw en nog andere informatie over de herkomst van de boodschap staan erop afgebeeld. Meer info hierover in onze rubriek Ken je klassiekers.

In 1975 volgden de lanceringen van de Viking 1 en 2 met als specifieke opdracht mogelijke sporen van leven op te sporen op onze buurplaneet Mars. Terwijl de orbiters na een reis van ongeveer tien maanden in een baan rond de planeet bleven draaien, maakten beide sondes een zachte landing op de planeet en stuurden ons foto's van de Rode Planeet. Het radiocontact zowel met de lander als met de orbiter van de Viking 1 viel uit in 1982.

Toen was het de beurt aan twee Voyagers om de diepe ruimte te verkennen. In maart 1977 werd Voyager 1 vanop Cape Canaveral gelanceerd. Zijn eerste doelwit was de planeet Jupiter. De Voyager stuurde ons foto's van de planeet en van haar Galileïsche manen Io, Ganymedes, Europa en Callisto. Daarna zette hij zijn tocht verder naar Saturnus en zijn maan Titan. Na deze planetentocht vatte Voyager 1 zijn lange, eenzame reis aan naar de interstellaire ruimte. In 2013 heeft de NASA laten weten dat Voyager 1 officieel de interstellaire ruimte bereikt heeft. De sonde zet intussen dapper zijn reis verder met een snelheid van 520 miljoen km per jaar. In mei 2016 was hij ongeveer 135 AE (1 Astronomische Eenheid = 150.000.000 km) verwijderd van de Zon.

Voyager met gouden plaatVoyager met gouden plaat

Na Voyager 1 volgde enkele maanden later de lancering van de Voyager 2, wiens opdracht er vooral in bestond het onderzoek van de Voyager 1 te vervolledigen. Voyager 2 passeerde ook langs de planeten Jupiter en Saturnus, maar deed daarna ook nog Uranus en Neptunus aan. De snelheid van de Voyager 2 bedraagt om en bij de 500 miljoen km per jaar.

Al lijken deze snelheden naar mensenmaat enorm, toch zal het nog ongeveer 40.000 jaar duren voordat de Voyagers een afstand afleggen die gelijk is aan de dichtstbij gelegen ster, Proxima Centauri.

Aan boord van beide Voyagers bevindt zich een gouden grammofoonplaat, die bedoeld is als boodschap aan buitenlandse beschavingen. Op de plaat staan verschillende afbeeldingen en diverse melodieën en geluiden die wij hier op Aarde kennen. Je kan deze plaat beter leren kennen via deze website.

Belangrijk in de jaren zeventig was ook het Skylab-programma. In 1973 werd de eerste onbemande Skylab in een baan om de Aarde geplaatst. Dit eerste Amerikaanse ruimtestation had als opzet onderzoek te verrichten naar de geschiktheid van mensen om gedurende een langere tijd in de ruimte te verblijven. Daarna volgden nog drie andere bemande Skylab-missies. Naast zijn normale opdrachten heeft de laatste Skylab ook de kans gehad om de komeet Kohoutek uitgebreid te observeren. Ondertussen groeide in de Verenigde Staten de kritiek op het geldverslindende karakter van de ruimtevaart. De Skylab-missie werd daarom in 1977 vroegtijdig stopgezet.

SkylabSkylab

Het was de bedoeling om de laatste Skylab, na het beëindigen van zijn opdracht, in een stabiele baan om de Aarde te brengen maar daar is weinig van terecht gekomen. De laatste Skylab was onbestuurbaar geworden en daalde langzaam naar een steeds lagere baan om de Aarde. Op 11 juli 1979 verbrandde het station grotendeels in de atmosfeer. Deze terugkeer zorgde in bepaalde landen voor paniek want de NASA kon niet inschatten waar de brokstukken juist zouden terechtkomen. Zo werden er bijvoorbeeld in India bidstonden gehouden om het onheil af te wenden en in Libanon begonnen mensen voedsel te hamsteren. In de VS kon men zelfs een speciale Skylab-verzekering afsluiten voor in het geval er schade of lichamelijk letsel zou zijn ten gevolge van neerstortende brokstukken van Skylab.

Tekst: Emiel Beyens, 10 februari 2017