George Bush en de Batllestar Galactica
Leven van het land
December 2009 - de bagage reist vooruit
Juni 2010 - aankomst op Mars
Januari 2011 - verkenning van de omgeving
Februari 2012 - eindelijk op weg
Augustus 2012 - opnieuw een grote stap
Januari 2014 - terug naar huis
Juli 2014 - thuiskomst en een nieuw begin

Op 25 mei 1961 hield de Amerikaanse president John F. Kennedy zijn beroemde toespraak, waarin hij het doel stelde mensen op de maan te laten landen voor het einde van het decennium. Op dat moment hadden de eerste astronauten net enkele rondjes in een lage baan om de Aarde gedraaid. De Maan was erg ver weg en alle techniek waarmee Kennedy's doelstelling acht jaar later gehaald werd moest nog ontwikkeld worden. In acht jaar tijd leerden mensen te leven en te werken in de ruimte en te landen op een vreemd hemellichaam.

Ondertussen zijn we dertig jaar verder. De tijd heeft niet stil gestaan: de computers waar Neil Armstrong en zijn tijdgenoten het mee moesten doen zitten nu in ieder zakrekenmachientje. Vreemd genoeg echter lijkt Mars verder weg dan ooit. Na het verdwijnen van de Polar Lander, eind 1999, merkte een woordvoerder zelfs op dat NASA eerst moest leren op Mars te landen zonder neer te storten.

George Bush en de Battlestar Galactica

Bij veel mensen, en zelfs op de wetenschapsredacties van doorgaans goed geinformeerde kranten en tijdschriften, heersen hardnekkige misverstanden over een bemande reis naar Mars. Een bemande Mars-vlucht is verschrikkelijk duur, er moet allerlei futuristische technologie voor ontwikkeld worden en voorlopig zijn we er daarom nog lang niet aan toe.

Voor een deel is dat beeld een gevolg van de plannen die in het verleden zijn gemaakt voor reizen naar Mars.

Werner von Braun ging in zijn essay "Das Marsprojekt" (1952) uit van de bouw van een groot wielvormig ruimtestation in een baan om de Aarde. Daar zou een complete Armada opgezet worden: tien ruimtevaartuigen met in totaal zeventig ruimtevaarders zouden uiteindelijk op weg gaan naar Mars.

Het 90-dagen plan (zolang duurde het om het plan te maken) dat NASA in 1989 maakte op verzoek van de toenmalige president George Bush  (de eerste) was eigenlijk al een stuk bescheidener van opzet. Volgens dat plan was slechts een enkel schip nodig, echter wel een soort Battlestar Galactica, met een bouwtijd van dertig jaar. De kosten waren er dan ook naar: 450 miljard dollar zou het hele project gaan kosten. Het is geen wonder dat dat plan meteen door de achterdeur afgevoerd is.

Leven van het land

Robert Zubrin, werkzaam bij het Amerikaanse bedrijf Martin Marietta, een onderaannemer van de NASA, was niet overtuigd van de noodzaak eerst dertig jaar lang te bouwen aan een replica van het Starship Enterprise. Zubrin maakte een plan voor een bemande Mars-missie met relatief kleine ruimtescheepjes, waardoor de kosten met maar liefst een factor tien werden teruggebracht. Dat plan, dat hij Mars Direct noemde, gebruikt geen nieuwe, riskante en onbewezen technologie. Alles wat er voor nodig is hebben we in huis. En mocht George Bush de Tweede net als zijn vader de ambitie hebben een tweede Kennedy te worden, dan kunnen er binnen tien jaar mensen op Mars zijn.

Het geheim van Mars Direct is het gebruik van grondstoffen die op Mars aanwezig zijn.

Een groot deel van de kosten van ruimtevaart zit namelijk in het omhoog brengen van de benodigde brandstof. Maar de brandstof voor de terugreis kan uit de Mars-atmosfeer gewonnen worden en dat scheelt meer dan een slok op een borrel. Reizen met lichte bepakking en leven van het land, zo zou je het populair kunnen zeggen. Of: als je op Mars bent, doe dan zoals de Marsianen zullen doen.

Het scenario ziet er als volgt uit:

December 2009 - de bagage reist vooruit

Vanaf Cape Canaveral vertrekt een raket vergelijkbaar met de Saturnus 5 uit het Apollo-tijdperk. De raket plaatst een onbemand ruimtevaartuig in een baan naar Mars. Voor de herkenbaarheid zullen we het Ares 1 noemen, naar de Griekse naam voor de god Mars. Ares 1 is de retour-module, bedoeld om astronauten van Mars terug naar de Aarde te brengen. Omdat er nu nog niemand aan boord is, biedt de module plaats aan een miniatuur chemisch fabriekje en andere apparatuur die straks op Mars zijn diensten zal bewijzen. Verder is er een kleine hoeveelheid waterstof aan boord.

Juni 2010 - aankomst op Mars

Na een reis van acht maanden komt Ares 1 aan bij Mars, waar het vaartuig begint met "aerobraking", in goed Nederlands: luchtremmen. De wrijving tussen het hitteschild en de ijle Mars-atmosfeer brengt het schip uiteindelijk in een baan om de planeet. Met gebruik van een parachute en raketten landt Ares 1 op een vooraf uitgekozen landingsplek.

Als eerste wordt nu de energievoorziening in werking gezet. Zubrin is een voorstander van het gebruik van kernenergie: met behulp van een rover (een karretje vergelijkbaar met Sojourner van de Pathfindermissie), wordt een kleine 100-kilowatt kernreactor op een veilige afstand geplaatst. Maar met meer dan 600 dagen zon per jaar kan zonne-energie natuurlijk ook niet uitgesloten worden.

Vervolgens gaat de scheikundedoos aan het werk. De meegebrachte waterstof reageert met de kooldioxide uit de atmosfeer en produceert methaan en water. Methaan is de raketbrandstof waar het allemaal om te doen is. Het water wordt gesplitst in zuurstof, die bewaard wordt voor later, en waterstof ,die hergebruikt wordt om nog meer methaan en water te vormen. Het zijn simpele chemische reacties die iedere middelbare scholier met scheikunde in zijn pakket kan dromen:

H2 + CO2 --> CH4 + H2O en H2O --> H2 + O2

Januari 2011 - verkenning van de omgeving

Als de tanks van Ares 1 gevuld zijn met zuurstof en methaan, verschuift het accent van de missie naar een volgende taak: het onderzoeken van de omgeving. Kleine rovers zoeken een geschikte plek uit om de eerste mensen te laten landen. Ze zetten er een radiobaken neer om de landing te vergemakkelijken. Ook worden alvast gebieden uitgezocht die de moeite waard zijn om straks door de astronauten bezocht te worden.

Februari 2012 - eindelijk op weg

Vanaf Cape Canaveral vertrekken ditmaal twee ruimteschepen. Het eerste, de Ares 2, heeft vier mannen en vrouwen aan boord. Dit schip zal twee jaar lang het "huis" van de ruimtevaarders zijn. Het heeft de vorm van een conservenblikje: een cilinder met een doorsnede van ruim acht meter. Er zijn twee verdiepingen; op de bovenste etage is plek voor een woonkamer, vier slaapkamers, een badkamer, een fitnessruimte en een laboratorium. Op de onderste verdieping is een werkplaats, een berging en een garage . In die garage bevindt zich een tweepersoons rover, een terreinwagen met drukcabine waarmee de astronauten grote afstanden op de planeet kunnen afleggen.

De reis duurt zes maanden; omdat zo'n lange tijd in gewichtloze toestand de conditie van een mens geen goed doet, wordt er kunstmatige zwaartekracht opgewekt volgens het centrifuge-principe. Met een 1500 meter lange kabel van het ultralichte en supersterke materiaal kevlar wordt het bemanningsverblijf verbonden met de bovenste trap van de raket; het geheel krijgt een draaiing mee om het denkbeeldig middelpunt. Een omwenteling per minuut is voldoende om een zwaartekracht op te wekken gelijk aan wat de bemanning op Mars zal ervaren.

Tijdens de reis staat het team bloot aan twee soorten stralingsgevaar. In de eerste plaats is er de kosmische achtergrondstraling, waarvan de risico's relatief gering zijn. Een reis naar Mars veroorzaakt statistisch 1 procent extra kans op kanker, ongeveer evenveel als roken tijdens de hele periode. Voor rokende astronauten die moeten stoppen om mee te kunnen, is het gezondheidsrisico dus per saldo nihil….

Veel gevaarlijker is de straling veroorzaakt door uitbarstingen op de zon, die echter vrij zeldzaam zijn en waarvoor tijdig gewaarschuwd kan worden. Tijdens de reis van de Ares 2 zal de bemanning waarschijnlijk een of twee keer de schuilkelder in moeten: een centraal in het schip gelegen ruimte, omgeven door een schil van minstens 12 centimeter dikte. Die twaalf centimeter worden nuttig gebruikt door daarin water, levensmiddelen en andere nuttige massa op te slaan.

Het tweede schip dat in 2012 gelanceerd wordt, de Ares 3, is identiek aan de Ares 1, die twee jaar eerder vertrok: een onbemande retour-module, volgestouwd met apparatuur.

Augustus 2012 - opnieuw een grote stap

Na een vlucht van zes maanden komt de Ares 2 aan bij Mars. Na de gebruikelijke aerobraking-manouvres begint het schip aan de afdaling naar de plek waar de Ares 1 al twee jaar staat. Er zijn drie rampenplannen voor het geval de piloot er niet in slaagt het vaartuig op de juiste plaats te laten landen. Als de fout niet meer dan een paar honderd kilometer bedraagt kan de bemanning heen en weer pendelen tussen Ares 1 en 2 met behulp van hun rover. Als de afstand te groot is kan de Ares 3, die een langzamere route naar Mars genomen heeft en iets later aankomt, naar de landingsplaats van de pechvogels gedirigeerd worden, waarna de missie verder volgens plan uitgevoerd wordt. En als ook dat plan mislukt heeft de bemanning genoeg voorraden om te wachten op een reddingsmissie die bij het volgende lanceervenster in 2014 gestuurd kan worden.

Maar met de radiobakens van de Ares 1 als geleide moet het wel erg raar lopen wil de piloot er ver naast zitten.

Na de historische momenten: de eerste voetstap, het citaat voor de geschiedenisboeken en het planten van de vlag, kunnen de Marstronauten beginnen met hun werkelijke taak: het onderzoek van de planeet in al zijn facetten. Zijn er sporen van leven te vinden uit de periode dat er water stroomde aan het opppervlak en is er misschien nog wat over van dat leven? Wat is er precies gebeurt met dat oppervlaktewater: hoeveel zit er precies in de vorm van ijs of permafrost opgeslagen of zijn er misschien zelfs bronnen met vloeibaar water? Is dat water makkelijk toegankelijk en kan het misschien dienen als toekomstige bron van brandstof en zuurstof? Wat zit er precies in de bodem, en vooral: zit er iets in de bodem waar toekomstige kolonisten wat aan kunnen hebben? Is de Marsgrond geschikt als moestuin? Voor het antwoord op de laatste vraag maakt een experimentele opblaasbare kas deel uit van de uitrusting.

Het chemische fabriekje heeft genoeg brandstof geproduceerd voor 24000 kilometer met de grote rover; in theorie zouden twee bemanningsleden daarmee de hele planeet rond kunnen rijden. In de praktijk zal de rover binnen een paar honderd kilometer van de basis blijven, want er is dicht bij huis al genoeg te onderzoeken.

Januari 2014 - terug naar huis

Vijfhonderd dagen na de eerste stappen op de planeet maakt de bemanning zich klaar voor vertrek. De Aarde heeft intussen anderhalf rondje om de zon gemaakt en gaat Mars weer in de binnenbocht voorbij; dit is het moment waarop met een minimum aan energie de terugreis gemaakt kan worden. Met de Ares 1, de retourmodule waarmee het allemaal vier jaar geleden begon, verlaten de vier eerste Marsbewoners de planeet die ze zo goed zijn gaan kennen. Ares 2, het bemanningsverblijf, en alle rovers en andere apparatuur blijven achter; in de ruimte en op Aarde heeft niemand er iets aan; ze nemen alleen maar ruimte in en kosten brandstof. Op Mars kunnen ze door toekomstige expedities opnieuw gebruikt worden.

Juli 2014  - thuiskomst en een nieuw begin

Na tweeenhalf jaar van huis te zijn geweest komen de marsvaarders weer bij hun thuisplaneet aan. Voorlopig kunnen ze zich bezighouden met tickertape-parade's, TV-optredens en het schrijven van hun memoires, en natuurlijk zijn er het hernieuwde contact met vrienden en familie en alle Aardse geneugten die in dit primitieve tijdperk toch een beetje schaars zijn tijdens een interplanetaire ruimtevlucht.

Ondertussen is Ares 4 met een nieuwe bemanning op weg naar de plaats op Mars waar de retourmodule Ares 3 klaarstaat met volgeladen tanks; en de onbemande Ares 5 komt er achteraan om de weg te bereiden voor de derde bemanning. Zo gaat het iedere zesentwintig maanden: een even Ares met en een oneven Ares zonder bemanning. Reizen naar Mars wordt al bijna routine.