Elisabeth van Zutphen

Eind 2012 kregen een drietal ontwikkelingen in de Europese ruimtevaartindustrie in Franse media de aandacht omdat het land er een belangrijke rol in speelde.

• Ten eerste landde in augustus 2012 de verkenningsrobot Curiosity op de planeet Mars met aan bord twee in Frankrijk ontwikkelde instrumenten.
• Ten tweede vond in november de Frans-Italiaanse partnership van ExoMars (de Europese verkenning van Mars) in Rusland een nieuwe bondgenoot nadat de Amerikanen in februari 2012 waren afgehaakt.
• Tot slot bereikten Frankrijk en Duitsland een compromis over de doorontwikkeling van de Ariane 5 én die van de Ariane 6. Hieronder een kort overzicht van deze drie nieuwsfeiten.

1. Curiosity: Franse ChemCam en SAM

In augustus 2012 landde de Curiosity, de verkenningsrobot van de NASA, op Mars na een reis door de ruimte van negen maanden. Sindsdien onderzoekt hij of er ooit leven op Mars heeft kunnen ontstaan. De Curiosity als geheel weegt 899 kilogram, is drie meter lang, 2,7 meter breed en 2,2 meter hoog. Zijn topsnelheid is 30 meter per uur. Om de planeet te verkennen heeft hij twee tot vijf jaar de tijd en tien verschillende instrumenten aan boord. Aan twee daarvan, de Chemcam en SAM, hebben Franse onderzoekers van het CNRS en CNES een belangrijke bijdrage geleverd.
De ChemCam is gebaseerd op een bestaande techniek, namelijk Laser-induced breakdown spectroscopy (Libs), waarbij op een afstand grondmonsters worden onderzocht met een krachtige laser. Maar voor deze missie moest de Libstechnologie op enkele punten worden aangepast. In 2001 begon men bij de CNES hieraan te werken. Toen in 2004 de NASA een call uitschreef voor instrumenten voor de Curiosity was het prototype al klaar.

Na selectie van de ChemCam door de NASA investeerde CNES een verdere 20 miljoen euro in de ontwikkeling ervan die werd geleid door ingenieur Muriel Saccoccio. Haar team paste de Libstechnologie aan aan de werkomstandigheden in de ruimte, de ruimtereis, landing op Mars en de strenge NASA eisen: een maximaal gewicht van 600 gram en diameter van 20 centimeter. ChemCam kan de samenstelling van rotsen analyseren op een afstand van maximaal negen meter door deze tijdens een miljardste seconde te verwarmen tot 10.000 graden Celsius.

De ChemCam verschilt op belangrijke punten van gewone Libs: de Libs lasers bevatten een kristal dat alleen werkt bij een precieze, vaste temperatuur; voor de Chemcam werd een exotisch kristal gebruikt dat werkt bij iedere temperatuur tussen de -40 graden Celsius en +40 graden. Verder werken lasers in de ruimte vaak niet door gebrek aan zuurstof; de ChemCam is daarom luchtdicht afgesloten en voorzien van een eigen voorraad zuurstof, opgeslagen onder druk. ChemCam’s laser, telescoop, en camera zijn van Franse makelij, terwijl de overige onderdelen, de spectrometers, electronica en software in de Verenigde Staten bij Los Alamos National Laboratory werden gemaakt.
Al sinds 2008 tonen andere ruimtevaartorganisaties en ondernemingen gespecialiseerd in opsporing van delfstoffen voor de mijnbouw hun interesse in de ChemCam voor gebruik ervan op aarde. De robustheid van de ChemCam maakt toepassing in extreme aardse omstandigheden mogelijk, daar waar andere instrumenten falen.

Met zijn lange arm kan de Curiosity ook grondmonsters nemen. Deze worden ter plekke in de SAM (Sample Analysis on Mars) geanalyseerd. De SAM is een mobiel laboratorium, ingericht om de grond op Mars te bestuderen, zowel de top- als onderliggende lagen. De SAM kan 74 analyses uitvoeren tijdens zijn verblijf op Mars. Hij bevat drie onderdelen:

• een massaspectrometer, gebruikt voor identificatie van isotopen en moleculen in kleine hoeveelheden van chemische en biologische mengsels (gemaakt door NASA/GSFC centers)
• een spectrometer absorptielaser voor analyse van samenstelling van gassen (door NASA/Jet Propulsion Laboratory)
• een gaschromatograaf (gemaakt door CNES/Latmos/Lisa), superfilters, speciaal toegesneden op analyse van hele kleine monsters en het opsporen van moleculen die op leven duiden. De gaschromatograaf zou ook de herkomst kunnen opsporen van recent gevonden methaan op Mars.

De ChemCam en de SAM worden tijdens de Marsmissie vanuit het CNES in Toulouse bestuurd door een team van Amerikaanse en Franse onderzoekers. In 2016 plant de NASA een nieuwe missie naar Mars, genaamd InSight. Ook aan die missie werken CNES en CNRS laboratoria mee, dit keer aan de ontwikkeling van een seismometer.

2. ExoMars: Europa vindt nieuwe partner in Roskosmos
Al in 2007 planden de Europeanen een missie naar Mars met steun van de Amerikanen, die in 2011 van start had moeten gaan. Maar de plannen liepen vertraging op en in februari 2012 trok de NASA zich zelfs helemaal uit de missie terug, waardoor deze op losse schroeven leek te staan. Eind 2012 sloten de Italianen en Fransen een accoord met de Russen om ExoMars te redden. Oorspronkelijk gebudgetteerd op 650 miljoen euro, bedraagt de begroting nu 1,2 miljard. ExoMars is een missie in twee fases: een eerste lancering in 2016 dient ter verkenning van de omstandigheden, de atmosfeer, landings- en communicatie omstandigheden. Het tweede deel van de missie is voorzien voor 2018 met de lancering van de verkenningsrobot. Waarom is deze missie zo belangrijk? Daarvoor zijn twee redenen aan te wijzen:

1. De Graal: Volgens Joël Chenet, strategisch directeur bij TAS (Thales Alenia Space), is onderzoek op Mars de graal voor elke chemicus. ‘Europa kan niet niet gaan’, volgens hem.
2. Klein maar fijn: ExoMars zal vier keer kleiner zijn dan de Curiosity en ‘maar’ acht instrumenten bevatten, maar één van die instrumenten is een graafarm die grondmonsters op twee meter diepte kan nemen. Deze monsters hebben niet bloot gestaan aan ruimtestraling en bevatten hopelijk extra informatie over mogelijk leven op Mars. In geval van succes een prestigieuze ontdekking voor de Europese initiatiefnemers.

3. Ariane 5 en 6: Frankrijk en Duitsland op één lijn
De Ariane 5 is de Europese lanceringsraket die onder andere wordt gebruikt om (communicatie)satelieten in een baan om de aarde te brengen. Hoewel het Ariane programma succesvol is en goede slagingspercentages kent, is het tien jaar oude systeem kostbaar. Bij de ontwikkeling ervan  stond winstgevendheid niet centraal en was geen rekening gehouden met de concurrentie van vandaag de dag. Men kan niet meer dan zeven lanceringen per jaar doen en hoewel de kosten dalen, moet er voor 2013 toch nog ongeveer 100 miljoen euro worden bijgelegd. Reden voor de Fransen om te willen investeren in een opvolger: de Ariane 6 die flexibeler moet zijn en wél kostendekkend kan opereren.

Probleem hierbij was dat de Duitse regering, EADS en Safran pleitten voor een upgrade van de Ariane 5 tot Ariane 5 ME omdat de ontwikkeling van de Ariane 6  te lang zou duren. Net voor de kerst bereikten de Europese ministers in Napels een compromis: De Ariane 5 ME komt er in 2017 om Duitsland en de industriële partijen tegemoet te komen en ondertussen wordt geinvesteerd in de Ariane 6 die in 2022 het licht moet zien en die dezelfde motor als de Ariane 5 ME krijgt.

Bron: L’évolution vers Ariane 6 acté, Les Echos, 21 november 2012; Un robot européen pour explorer Mars, Le Figaro 31 december 2012; Ariane 6: le développement industriel décolle, Le Figaro, 21 december 2012; Elle a invité le laser tout terrain, Industries et Technologies, december 2012. Voor live updates van de Curiosity: klik hier