Ruimtetuig (veilig?) geland - deel 5 Maan

De jaren zestig van vorige eeuw werden wat ruimtevaart betreft gekenmerkt door de strijd tussen de Sovjet-Unie en de Verenigde Staten om als eerste een man op de Maan te zetten.

We kunnen het tijdperk van ruimtevaart naar de Maan opdelen in twee periodes.

De eerste periode bedroeg 17 jaar en begon op 2 januari 1959 met Luna 1 en eindigde met Luna 24 op 9 augustus 1976.

Meer dan zeventien jaar later begon de tweede periode: op 22 december 1983.

Tweede periode

Met een scheervlucht langs de Maan van NASA's International Sun-Earth Explorer-3 begon op 22 december 1983 de tweede periode van de vluchten naar de Maan. Tot op heden zijn er  in deze tweede periode 32 sondes richting Maan gelanceerd. Een aantal hebben een scheervlucht gemaakt of bevinden zich in een omloopbaan rond de Maan. Daarnaast hebben er van die 32 sondes 22 het oppervlak van de Maan bereikt. Van de 22 zijn er 3 bij aankomst onmiddellijk ongecontroleerd neergestort en hebben uiteraard geen informatie opgeleverd. 10 zijn nadat hun taak in een omloopbaan rond de Maan erop zat gecontroleerd neergestort op het oppervlak van de Maan. 9 sondes zijn veilig geland op de Maan en hebben onderzoek gedaan op het oppervlak van de Maan. Opvallend is dat van deze 9 sondes er 7 gelanceerd zijn door Aziatische landen (4 door China, 2 door India en 1 door Japan) en slechts 2 vanuit Amerika. Hierna volgt een beschrijving van de resultaten die bereikt werden door deze 9 veilig gelande sondes.

Chandrayaan-1

Chandrayaan-1 was de eerste van een Indische reeks sondes richting Maan. De Chandrayaan-1 werd gelanceerd op 22 oktober 2008 en bereikte op 8 november 2008 een baan rond de Maan. De ‘Moon Impact Probe’ (MIP) kwam op 14 november 2008 los van de Chandrayaan en landde op de zuidpool van de  Maan. Op 25 september 2009 liet de Indische ruimtevaartorganisatie ISRO weten dat de MIP net voor de landing water op de maan had ontdekt. Dit was een bevestiging van een sterk vermoeden dat men had na analyses van maanstenen die zowel door Apollo’s als door Loena’s naar de Aarde waren gebracht. Ook van analyses met sondes vanuit een omloopbaan rond de Maan vermoedde men dat er daar water aanwezig was. 

Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS)

LCROSS werd samen met de Lunar Reconnaissance Orbiter gelanceerd op 18 juni 2009. Op 23 juni 2009 kwamen beide tuigen samen in een baan om de Maan. LCROSS zelf bestond uit twee componenten: ‘Shepherding Spacecraft’ (S-S/C) en de ‘Earth Departure Upper Stage’ (EDUS), die pas van elkaar gescheiden werden toen LCROSS in de buurt was van de zuidpool van de Maan. EDUS sloeg met een snelheid van 2,5 km/s als eerste in op de Maan in de krater Cabeus. De inslag wierp een grote stofwolk op, die door de S-S/C werd geanalyseerd vier minuten voor die eveneens op het maanoppervlak insloeg. Aan de hand van absorptielijnen in de elektromagnetische spectra van de stofwolken werd vastgesteld dat er bij de inslag waterdamp vrij kwam.

Copyright afbeelding: NASA LCROSS

Chang’e 3

Chang’e 3 was de eerste Chinese ruimtesonde die op 14 december 2013 landde op de Maan. Voordien bracht China Chang’e 1 en Chang’e 2 in een omloopbaan rond de Maan om de landing van Chang’e 3 voor te bereiden. De lander beschikte over een grondboor om bodemmonsters te nemen. Aan boord van Chang’e 3 was de Yutu rover. De bedoeling was dat Yutu gedurende 3 maanden een maximum afstand van 3 km zou afleggen. Yuto had een panoramische camera, een grondradar en twee spectrometers aan boord. Op 26 januari 2014 ontstonden er net voor het ingaan van de tweede maannacht technische problemen, vermoedelijk een botsing met een rotsblok. Yuto kon zich niet meer verplaatsen maar bleef functioneren van op dezelfde plaats. De rover heeft uiteindelijk slechts 100 meter afgelegd. Op 3 augustus 2016 viel het contact met Yuto uit. 

Chang’e 4

Chang’e 4 landde op 3 januari 2019 op de achterzijde van de Maan met aan boord het maanwagentje Yutu-2. Omdat van de achterzijde van de Maan geen rechtstreeks contact met de Aarde mogelijk is, was voordien de satelliet ‘Queqiao’ in een baan rond de Maan gebracht. Queqiao stond zowel in verbinding met Yutu-2 en met een grondstation op Aarde en diende als een soort relais of verbinding. Chang’e 4 had eveneens een cubesat ‘Longjihang-2’ aan boord die op het einde van haar missie gecontroleerd neerstortte op het maanoppervlak. Chang’e 4 en Yutu-2 hadden samen 9 waarnemingsinstrumenten aan boord. Op 3 augustus 2016 werd de communicatie met Yutu-2 stopgezet. Daarmee heeft Yutu-2 het record gebroken van de langst actieve rover op de Maan dat tot dan op naam stond van de Lunokhod-1 van de Sovjet-Unie. 

Chang’e 5

Chang’e 5 werd gelanceerd op 23 november 2020 en landde op de Maan op 1 december 2020. De landing vond plaats in Oceanus Procellarum. De retourmodule bracht ongeveer 2 kg aan maanstenen op 16 december 2020 naar de Aarde. De monsters werden genomen tot op een diepte van 2 km. Het was sedert Luna 24 op 22 augustus 1976, 44 jaar eerder, dat er maanstenen terug naar de Aarde werden gebracht. 

Chandrayaan-3

Chandrayaan-2, de tweede Indische maanmissie, had een lander en rover aan boord. Helaas ging tijdens de landing op ongeveer 2 km afstand van het oppervlak het contact verloren en crashte Chandrayaan-2 met de lander en de rover aan boord. 

De succesvolle Chandrayaan-3 kwam op 5 augustus 2023 in een baan om de Maan en op 23 augustus 2023 landde twee modules nabij de zuidpool: de Vikram lander en de Pragyan rover. Daarmee was India na de Sovjet-Unie, de Verenigde Staten en China, het vierde land dat veilig op de Maan landde. De Vikram lander maakte met succes een experimentele hoppervlucht en de hoppervlucht kwam 40 cm verder op de maanbodem. Vikram deed onder meer onderzoek naar de seismische activiteit in de buurt van de zuidpool van de Maan. De Pragyan rover legde tot aan de eerste maannacht op 4 september 2023 ongeveer 100 meter af. Pragyan ontdekte sporen van zwavel, aluminium, ijzer, titanium en zuurstof vlakbij de zuidpool. Na de veertiendaagse maannacht kon het contact met de Pragyan en de Vikram niet meer hersteld worden. Mogelijke oorzaak is dat de accu’s de koude maannacht niet overleefd hebben.

Smart Lander for Investigating Moon (SLIM)

SLIM was een Japanse maanlander die landde op de Maan op 19 januari 2014. Japan is daarmee de vijfde natie die een veilige landing op de Maan tot een goed einde bracht. De doelstelling was een zo precies mogelijke landing uit te voeren. Tot dan waren alle landingen op de Maan kilometers afgeweken van hun gepland landingsdoel. SLIM landde slechts op 55 meter van het vooropgestelde doel. Een succes zonder meer. 

Copyright afbeelding: Japan Aerospace Exploration Agency JAXA 

Helaas kwam SLIM op zijn zij terecht waardoor de zonnepanelen niet genoeg zonlicht kregen om elektriciteit op te wekken. SLIM werkte nog een tijdje op zijn batterij. Maar toen het energieniveau tot 12% was gedaald werd SLIM uitgeschakeld. Een tiental dagen later bereikte – zoals verhoopt – het zonlicht  de zonnepanelen en kon SLIM een tijdje functioneren en konden er gedurende 14 aardse dagen foto’s naar de Aarde doorgestuurd worden, tot op het ogenblik dat de maannacht inviel. De maannacht is niet één nacht, maar een periode van veertien dagen waarin het naar de Aarde gekeerde gedeelte van de Maan niet verlicht wordt door de Zon en de temperaturen stevig zakken. Wanneer na 14 dagen de SLIM opnieuw zonlicht kreeg bleek buiten alle verwachtingen dat het toestel nog werkte. Ook na de tweede en de derde maannacht bleek de SLIM sonde nog functioneel te zijn. Maar bij het einde van de vierde maannacht bleek alle contact verloren. Dat was meteen ook het einde van de werking van SLIM. Het was echter een onverhoopt succes dat SLIM in de gegeven omstandigheden drie maannachten kon overleven. SLIM had twee rovers aan boord (Lev-1 en Lev-2) die net voor de landing afgestoten werden en zij bereikten heelhuids het maanoppervlak. Lev-1 maakte o.a foto’s van SLIM na de ongelukkige landing. Doordat Lev-1 een antenne aan boord had konden die foto’s zonder tussenkomst van SLIM  naar de Aarde doorgestuurd worden. 

IM-1 Odysseus

Odysseus was de eerste landing op de Maan van een privaat bedrijf, het Amerikaanse Intuitive Machines. Odysseus had zes NASA-instrumenten aan boord, waaronder een laser reflector en een stereo camera. Op 22 februari 2024 landde Odysseus op de Maan. Helaas waren er problemen tijdens de landing met als gevolg dat Odysseus gekanteld op het maanoppervlak terecht kwam. Hierdoor waren de antennes niet goed naar de Aarde gericht en ontving men op Aarde enkel zwakke signalen. De lander zou een week actief blijven tot de maannacht op 26 februari 2024. Odysseus was niet ontworpen om de maannacht te overleven en inderdaad na de maannacht (14 aardse dagen) kon er geen contact meer gemaakt worden. 

Chang’e 6

Chang’e 6 werd gelanceerd op 3 mei 2024 en kwam in een baan rond de Maan op 8 mei. Bedoeling was op de achterzijde van de Maan te landen en monsters mee te brengen naar de Aarde. Hiervoor werd eerder de Queqiao-2, een communicatiesatelliet, gelanceerd en in een baan rond de Maan gebracht. Met Queqiao-2 als tussenstation kon Chang’e 6 communiceren vanaf de achterzijde van de Maan met de Aarde. Chang’e 6 had de primeur om als eerste bodemmonsters van de achterkant van de Maan naar de Aarde te brengen.

Copyright afbeelding: Space.com on YouTube

Op 2 juni 2024 landde de Chang’e 6 maanlander in de krater Apollo (diameter 550 km) op de achterzijde van de Maan. Apollo ligt zelf binnen het 2.400 kilometer grote South Pole-Aitken-bassin. Chang’e 6 verzamelde  het maanmateriaal met een robotarm en een boor die twee meter diep in de maanbodem kon doordringen. De stijgtrap vertrok na 49 uur vanaf de Maan voor een koppeling met de orbiter. Na de koppeling werd de maangrond overgeheveld naar de terugkeercapsule en werd de stijgtrap afgestoten. De orbiter en de terugkeercapsule begonnen aan de terugreis naar de Aarde. 

Vanaf dan kwamen de wetenschappers aan zet om de teruggebrachte monsters te analyseren. Het onderzoek van de bodemmonsters zou licht kunnen werpen op de geologische evolutie van de Maan. Eveneens belangrijk is dat Chang’e-6 geland is in een gebied met veel basalt als gevolg van een vulkaanuitbarsting ruim drie miljard jaar geleden. Op de naar de Aarde toegekeerde zijde van de Maan is er veel meer vulkanische activiteit geweest. Het vergelijken van de vulkanische activiteit op de twee halfronden kan interessante inzichten opleveren

Tekst: Guido Hemeleers, september 2024