De Vikram-lander moet de rover naar het maanoppervlak brengen. ISRO, Verstrekte auteur
Op woensdag 23 augustus zal de Indiase Space Research Organisation (ISRO) missie Chandrayaan-3 zijn lander en rover naar het maanoppervlak brengen.
Zoals de naam al doet vermoeden, is dit de derde missie in een programma van Indiase maanverkenning. De vorige twee Chandrayaan-satellieten hadden te kampen met verschillende problemen, dus de functionarissen van het Indiase ruimteagentschap hopen deze keer op een volledig succesvolle missie.
Wat gaat Chandrayaan-3 doen? We hebben al een paar mooie beelden van het maanoppervlak, gemaakt door de camera van de landermodule, die de succesvolle scheiding van de voortstuwingsmodule laat zien – het deel dat in een baan om de maan blijft. Maar de belangrijkste taak voor de lander en rover is om te laten zien dat de ISRO met succes een zachte landing op de maan kan uitvoeren.
De lander bevat vier wetenschappelijke instrumenten, waaronder thermische en atmosferische instrumenten, en een laserretroreflector array. Deze reflectoren worden gebruikt om de afstand tot de Maan vanaf de Aarde zeer nauwkeurig te meten.
De Pragyan rover zal de chamische samenstelling van het oppervlak onderzoeken.
ISRO
In wezen wordt een krachtige laser op de maan afgevuurd en wordt de tijd gemeten die de lichtpuls nodig heeft om de maan te bereiken en naar de aarde te worden teruggekaatst. Aangezien we de lichtsnelheid kennen, geeft de tijd die nodig is (ruwweg 2,5 seconden heen en terug) ons een afstand. De lander zal ook maanbevingen kunnen meten, zwakke seismische activiteit die maandelijks voorkomt.
De snelheid waarmee de golven over de maan reizen kan worden gebruikt om de dichtheid van de maan uit te rekenen en er wordt gehoopt dat nauwkeurigere waarden voor de diepte van de maankorst (de buitenste laag) kunnen worden berekend.
De rover bevat ook wetenschappelijke instrumentpakketten. Hij richt zich vooral op het identificeren van de samenstelling van het maanoppervlak door middel van röntgenspectrometrie.
Vorige vluchten
De eerste missie in het programma, Chandrayaan-1, werd gelanceerd in 2008. Beide latere missies delen een technologische erfenis met dit oorspronkelijke ruimtevaartuig. Het bestond uit een satelliet en een sonde die ontworpen waren om met hoge snelheid het oppervlak te raken. In het eerste jaar van de geplande operatie leverde de satelliet enkele baanbrekende resultaten op, waaronder het in kaart brengen van de maan in een reeks golflengten. Het doel was om de samenstelling van het maanoppervlak te bepalen, waarbij de nadruk lag op elementen zoals calcium, magnesium en ijzer.
Het meest succesvolle resultaat werd echter behaald in combinatie met de maansonde aan boord. Dit was een planetaire penetrator, een klein aantal instrumenten verpakt in aluminium ter bescherming en vervolgens afgevuurd op het oppervlak. Het plan was om een latere maanrover voor te bereiden, maar de sonde stelde de orbiter ook in staat om vloeibaar water op het maanoppervlak te detecteren. Lang werd gedacht dat water bestond als ijs, verborgen in schaduwkraters aan de polen van de maan.
De snelle inslag van de penetrator wierp grote aantallen deeltjes van het maanoppervlak in de atmosfeer. Door te analyseren hoe zonlicht door deze deeltjes wordt verstrooid, kan hun chemische samenstelling worden bepaald.
De Chandrayaan-1 missie werd als een succes beschouwd, ondanks het feit dat de communicatie halverwege de geplande missietijd verloren ging.
De bedoeling van de tweede Chandrayaan-missie was om een lander en rover naar het maanoppervlak te brengen. De orbiter bereikte de maan in 2019 en dropte de gecombineerde Vikram lander en Pragyan rover twee en een halve week later op het oppervlak.
Helaas, in een soortgelijk incident als bij Chandrayaan-1, viel de communicatie weg en stortte de gecombineerde massa van bijna 1,5 ton – ruwweg het gewicht van een personenauto – neer op het oppervlak.
De camera’s aan boord van Chandrayaan-3 hebben al beelden van de maan teruggestuurd.
ISRO
Derde keer geluk
Zal deze derde missie ontsnappen aan de vloek die de vorige twee missies heeft geteisterd? Tot nu toe ziet het er erg hoopvol uit. De missie werd gelanceerd op 14 juli 2023 en communiceert na vijf weken nog steeds met de aarde.
De inzet van de lander en rover zal echter de echte test zijn. Als de missie slaagt, is India na de Sovjet-Unie, de VS en China pas het vierde land met een werkende rover op het maanoppervlak. Dit zal de reputatie van India op het gebied van wetenschappelijke ruimtelanceringen enorm verbeteren en geeft het agentschap mogelijk ook meer invloed op de financiering van toekomstige missieplanning.
Een belangrijk onderdeel van deze missie zijn ook de kosten van US€75 miljoen (£59 miljoen) – een uitzonderlijk laag budget voor een onderzoeksmissie die de aarde verlaat. Het is vergelijkbaar met de kosten van een SpaceX Falcon 9 lancering. Het is de moeite waard om deze kosten te vergelijken met de recente Nasa Artemis missie die toekomstige geplande kosten per lancering heeft van US€800 miljoen (£629 miljoen) – om nog maar te zwijgen van de $13,1 miljard (£10,3 miljard) ontwikkelingskosten in de afgelopen 20 jaar.
De Chandrayaan-2 orbiter werkt nog steeds, in een baan rond de Maan. Dit betekent dat er opties zijn voor Chandrayaan-3 mocht er iets misgaan, omdat de andere satelliet kan fungeren als een back-up communicatieplatform, wat de kans op een missiefout verkleint.
Als de missie slaagt, zullen de resultaten van zowel de lander als de rover wetenschappers helpen om toekomstige maanlandingsplaatsen en potentiële maanbasislocaties te verkennen. Kennis van de landingsplaats is essentieel voor grotere constructies, omdat er veel minder ruimte is voor fouten vanwege de hogere kosten. Constructies kunnen bouwen van lokale grondstoffen zoals maanbeton – waarbij maanaarde wordt gebruikt als cementachtig bouwmateriaal – is een geweldige manier om de massa te verminderen die vanaf de aarde moet worden gelanceerd. Maar het vereist ook dat het juiste materiaal zich in de buurt bevindt.
Persoonlijk hoop ik op het succes van Chandrayaan-3, want het lijkt er steeds meer op dat particuliere bedrijven concurreren om ruimtemissies en verkenningen uit te voeren. Als het primaire einddoel commercieel is – toerisme of het verzamelen van grondstoffen – is het waarschijnlijk dat wetenschappelijke ontdekkingen worden weggelaten, tot bijzaak worden gereduceerd of zelfs worden belemmerd. Dus elk succes van een ruimtevaartorganisatie betekent meer vrij te gebruiken gegevens voor zowel de wetenschappelijke gemeenschap als het publiek.
Ian Whittaker werkt niet voor, heeft geen adviesfuncties, bezit geen aandelen in en ontvangt geen financiering van bedrijven of organisaties die baat hebben bij dit artikel en heeft geen relevante banden buiten zijn academische aanstelling bekendgemaakt.
