In de ruimtevaart kan het op schijnbaar onbenullige wijze misgaan – zoals met de Russische maanlander

Op 19 augustus crashte de Russische maanlander Loena 25, de eerste in 47 jaar, op de maan. Iets te veel gas gegeven bij het overstappen naar een baan om de maan, zeggen anonieme bronnen (een officiële oorzaak is nog niet bekendgemaakt). De voorgaande jaren alleen al gingen een Japanse, een Israëlische en een Indiase maanlander Loena voor in dit roemloos einde.

Ondanks alle imponerende lanceringen, precieze navigatieprestaties en adembenemende beelden van andere planeten, kunnen de problemen waar ruimtesondes tegenaan lopen soms onthutsend alledaags lijken.

Alessandro Atzei is payload system engineer van RIME, een radarantenne aan boord van de Europese Jupitermissie Juice die dit voorjaar weigerde uit te klappen. Hij zegt: „Het is moeilijk om de omstandigheden die heel anders zijn na te bootsen. Vooral het gebrek aan zwaartekracht, maar ook het vacuüm van de ruimte. Raketmotoren werken in vacuüm bijvoorbeeld heel anders dan in de atmosfeer.”

„Alles moet worden voorgeprogrammeerd”, zegt astrobioloog Inge Loes ten Kate, „dus je hebt op het moment zelf geen controle meer over wat er gebeurt en je kunt er niet naartoe om even iets te repareren.” Zij werkt bij de Universiteit Utrecht en was betrokken bij meetinstrumenten aan boord van NASA’s Curiosity Rover, een Mars-karretje dat in 2012 landde en nog altijd rondrijdt.

Bekijk een grafische productie over Robotkarretjes op Mars

Ruimtemissies zijn complexe operaties, met raketmotoren, stuwstoftanks, zonnepanelen, stuur- en communicatie-elektronica, antennes en soms wel tien meetinstrumenten met onderling verschillende vereisten. Ten Kate: „Er kunnen altijd dingen zijn die je niet wist en dus niet voorzien had, gewoon omdat ze hier op aarde niet voorkomen. Het moet bij de eerste poging meteen goed.”

Met al die soms onbenullig klinkende rampen in moeilijk te voorspellen hoekjes is het des te indrukwekkender als het goed gaat. Op 23 augustus landde de Indiase maanlander Chandrayaan-3 zonder problemen op de maan.

Zhurong Overvallen door zand

Dat was een daverend succes voor de opkomende ruimtemacht China. Op 14 mei 2021 landde de Mars-kar Zhurong op de rode planeet. Het succes was des te spectaculairder omdat het China al was gelukt bij de eerste poging, die bovendien een satelliet én een lander afleverde.

Het bericht van de Chinese, partijgetrouwe krant Global Times begon dan ook met ronkende gelukwensen van Xi Jinping, die het belang van deze interplanetaire sprong voorwaarts onderstreepte.

En een succes bleef het, want Zhurong overtrof zijn conservatief geplande missieduur van 93 dagen door bijna een jaar lang rond te rijden en beelden en meetgegevens naar huis te sturen.

In mei 2022, met het naderen van de donkere Mars-winter met zijn zandstormen, ging het karretje in winterslaap, een ruststand, met het plan om daar in de lente in december weer uit te komen.

Maar toen het zo ver was, bleef nader bericht uit. Op beelden van NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter, in een baan om Mars, is te zien hoe het karretje tussen september en februari niet meer van zijn plaats gekomen is. Zhurong leek vast te zitten. Afgelopen april dit jaar kondigde hoofdontwerper Zhang Zongqao aan dat zich op Zhurongs zonnepanelen Marsstof had opgehoopt, te veel om energie bij te kunnen tanken. Zhurong zal nooit meer wakker worden.

Juice Antenne klapt niet uit

Het was een ruw ontwaken voor Alessandro Atzei, een van de verantwoordelijken voor de radarantenne aan boord van de Europese Jupitermissie Juice (Jupiter Icy Moons Explorer). Juice werd op 14 april gelanceerd aan boord van de op een na laatste vlucht van de Ariane 5-raket.

De lancering verliep vlekkeloos, maar het ging mis tijdens de commissioning: het uitvouwen, aanzetten, testen en inregelen van de onderdelen. Zoals de radarantenne RIME (Radar for Icy Moon Exploration), die metingen moet doen onder de oppervlakte van de Jupiter-manen Europa, Callisto en Ganymedes.

„Het zijn twee antennes van acht meter, van elk vier segmenten, die eerst opgevouwen zitten”, zegt Atzei. Ze moeten uitklappen door de segmenten uit te vouwen. Voor elk segment wordt een beetje materiaal weggesmolten. „Daardoor kan een veer opengaan, die zou een pin weg moeten duwen, en dan klapt het scharnier uit”, legt Atzei uit.

Maar bij scharnier twee van de eerste antenne gebeurde dat niet. RIME zat vast. Onduidelijk was waarom. Atzei en collega’s gingen koortsachtig aan het werk en lieten Juice een camera op de weigerachtige antenne richten. Alles afwegend kwamen ze tot twee mogelijke oorzaken. Ofwel de pin was vastgelopen, ofwel de wrijving in een houder die de antenne ingeklapt hield was te hoog geworden door de lage temperatuur van -80 graden Celsius.

Om die laatste hypothese te testen werd het hele ruimteschip gedraaid, zodat de zon het mechanisme opwarmde. Dat hielp niet. Ook de schok van het uitklappen van een segment van de andere antenne bracht niet de nodige verlossing, zomin als het vuren van de raketmotoren. Atzei: „Maar we zagen op de camerabeelden wel dat de bewegingen klopten met de pin-theorie.”

Na drie weken theoretiseren, modelleren en testen, onder andere op een dubbelexemplaar op aarde, besloten Atzei en collega’s op 12 mei het laatste segment van de andere radar uit te klappen. Dat zou een schok door het ruimteschip doen gaan, die hopelijk het laatste zetje zou geven. Atzei: „We wisten dat we nog één kans hadden.”

De beelden druppelden langzaam binnen. „Op het eerste beeld leek alles nog hetzelfde. De opgevouwen antenne was nog steeds in beeld. Ik dacht: het heeft niet gewerkt. Maar toen kwam het tweede beeld. En daar was niets meer te zien.” RIME was uitgeklapt. Atzei: „Dat gaf wel een enorme ontlading, bij mij en mijn collega’s.”

Voyager Contact hersteld

Het was een bedrijfsongelukje. Op 21 juli werd per ongeluk een commando naar de Voyager 2-ruimtesonde gestuurd, waardoor die zijn antenne 2 graden draaide en de thuisbasis niet meer kon ontvangen.

Voyager 2 werd door NASA, net als Voyager 1, in 1977 naar de buitenste regionen van het zonnestelsel gelanceerd, wat gigabytes aan beelden opleverde van Jupiter, Saturnus, de Saturnusmaan Titan en van Uranus en Neptunus. Inmiddels zijn de twee het zonnestelsel uitgevlogen en bevinden ze zich op 24 miljard, respectievelijk 19 miljard kilometer van de aarde. Radiosignalen doen meer dan 18 uur over een enkele reis. Op 1 augustus lukte het om met een krachtig signaal de verkeerd gerichte antenne toch te bereiken, waarna Voyager 2 zijn antenne terugwendde, voor zijn laatste dienstjaren.

Spirit en Opportunity Vastgelopen in zand

De Mars-karretjes Spirit en Opportunity waren een succes. Geland in 2003 reden ze 7,73 respectievelijk 45,1 kilometer in de vlakte Meridiani Planum. Ze bevestigden dat er ooit oceanen van vloeibaar water op onze buurplaneet waren.

Maar Mars-problemen bleven de karretjes niet bespaard. In 2005 kwam Opportunity vast te zitten in een heuveltje mul Marszand, een decimeter diep, waarin zijn wielen vergeefs ronddraaiden.

Vijf weken waren de bestuurders op miljoenen kilometers afstand bezig met plannen, testen en voorzichtig wrikken om los te komen. Toen dat eenmaal was gelukt, keek Opportunity nog een keer terug om een foto te maken.

Met broertje Spirit liep het slechter af. In 2009 reed hij in een vergelijkbare zandval. „Het is alsof je in een mijnenveld rijdt”, zei projectmanager John Callas. Terwijl hij en collega’s werkten aan een oplossing viel de Mars-winter in, met zijn zonnepanelen bedekkende stofstormen.

In maart 2010 ging Spirit in hibernatie, waaruit hij nooit meer wakker werd. Hetzelfde lot overkwam Opportunity in juni 2018, ruim 15 jaar na zijn landing.

Fobos 1 Per ongeluk uitgezet

Met Mars heeft de Sovjet-Unie, later Rusland, nooit veel geluk gehad. Maar een echt sneu einde was pas weggelegd voor de missie Fobos 1, in 1988 gelanceerd vanuit lanceercentrum Baikonoer. De sonde had Mars moeten onderzoeken en moeten landen op de maan Phobos.

Op 28 augustus dat jaar verstuurde een technicus in het grondstation Jevpatoria op de Krim in het huidige Oekraïne een computerinstructie waarin een verbindingsstreepje ontbrak. Daardoor werden de stuurraketten van de sonde uitgeschakeld. Die kon zijn zonnepanelen toen niet meer richten, de batterijen raakten op, en het contact ging verloren. Alle computercommando’s hadden volgens het protocol gecontroleerd moeten worden door een computer. Maar die werkte niet goed, dus die stap was overgeslagen.

Directeur Roald Zagdejev liet onderzoek doen, maar stelde strafmaatregelen uit om het team van de vervolgmissie Fobos 2 niet onder druk te zetten. „Laat ze nu maar werken, we kunnen ze later nog doodschieten”, citeerde hij Lavrenti Beria, de beruchte veiligheidschef van Stalin. Ook de Fobos 2-missie mislukte.