Aardondergang vanuit Orion: Het perspectief dat de Artemis II-bemanning wacht

Op de zesde dag van de historische Artemis I-missie bereikte NASA’s Orion-ruimtecapsule een visuele en technische mijlpaal die de brug sloeg tussen de erfenis van het Apollo-tijdperk en de toekomst van verre ruimteverkenning. Op 21 november 2022 legde een externe camera op de vleugel van een zonnepaneel van het ruimtevaartuig een high-definition "aarde-ondergang" vast: het gezicht van de gehele wereldbevolking, ongeveer acht miljard mensen, die verdween achter de kale, bekraterde rand van de maan. Dit moment, dat plaatsvond terwijl Orion zich slechts 130 kilometer boven het maanoppervlak bevond, bood een diepgaand perspectief op de isolatie en technische ambitie van de missie, en diende als een cruciale validatie voor de systemen die bedoeld zijn om mensen terug te brengen naar de diepe ruimte.

De mechanica van een maan-aarde-ondergang

De "aarde-ondergang" was niet louter een symbolische gebeurtenis, maar een bijproduct van een uiterst nauwkeurige baanmanoeuvre. Om over te schakelen van zijn uitgaande traject naar een stabiele baan om de maan, voerde Orion een "aangedreven flyby" uit. Deze manoeuvre vereiste dat het ruimtevaartuig binnen 130 kilometer van het maanoppervlak vloog, waarbij de zwaartekracht van de maan werd benut om de noodzakelijke snelheid te verkrijgen voor de volgende fase. Terwijl het ruimtevaartuig om de achterkant van de maan zwaaide, zorgde de geometrie van zijn pad ervoor dat de aarde vanuit het perspectief van Orion onder de horizon zakte.

De visuele overgang die door de externe camera werd vastgelegd, toonde het scherpe contrast tussen de heldere, door de zon verlichte rand van de maan en de diepe zwartheid van de leegte waar de aarde was geweest. Voor de missieleiders in NASA’s Johnson Space Center betekende deze occultatie een kortstondig verlies van directe communicatie — een periode van stilte die de autonome systemen van het ruimteschip op de proef stelde. Het succesvol vastleggen van deze beelden in hoge definitie dient als een voorproefje van de adembenemende uitzichten die uiteindelijk met eigen ogen zullen worden waargenomen tijdens de Artemis II-missie.

De Distant Retrograde Orbit begrijpen

Na de nabije flyby stuwde de gewonnen snelheid Orion in wat missieplanners een Distant Retrograde Orbit (DRO) noemen. Dit specifieke baanpad wordt gekenmerkt door twee hoofdfactoren: de afstand tot de maan en de reisrichting. De baan wordt als "distant" (ver) beschouwd omdat Orion nog eens 92.000 kilometer voorbij de maan reisde, ver buiten de banen die werden gebruikt tijdens de Apollo-missies van de jaren 60 en 70. Deze enorme afstand stelde NASA in staat om de communicatie- en navigatiesystemen van het ruimtevaartuig te testen aan de rand van de gravitationele invloed van het aarde-maansysteem.

De term "retrograde" verwijst naar de richting waarin Orion om de maan cirkelde — tegengesteld aan de richting waarin de maan om de aarde draait. Deze baan werd gekozen voor Artemis I omdat deze een hoge mate van stabiliteit biedt. In een DRO wordt het ruimtevaartuig in evenwicht gehouden door de concurrerende zwaartekracht van de aarde en de maan, waardoor minimaal brandstofverbruik nodig is om zijn positie gedurende lange perioden te handhaven. Deze stabiliteit maakt het een ideale omgeving voor het testen van de langdurige prestaties van voor mensen geschikte hardware in de barre omgeving van de diepe ruimte.

Records van Apollo 13 verbroken

Terwijl Orion zijn reis door de DRO voortzette, bereikte het op 28 november 2022 zijn maximale afstand tot de aarde. Gepositioneerd op meer dan 400.000 kilometer van onze thuisplaneet, verbrak het ruimtevaartuig officieel het record voor de verste afstand afgelegd door een ruimtevaartuig dat ontworpen is voor bemande ruimtevaart. Dit record was voorheen in handen van de Apollo 13-missie, die in 1970 een afstand van 400.171 kilometer bereikte nadat een hardwarefout de bemanning dwong om rond de maan te zwaaien voor een terugkeertraject.

Hoewel Artemis I een onbemande vlucht was, kan het belang van het verbreken van dit record niet worden overschat. Orion is een volledig onder druk staand, voor mensen gecertificeerd voertuig, uitgerust met stralingsafscherming en sensorpakketten voor levensondersteuning. Door Orion naar deze extreme afstanden te duwen, was NASA in staat een rigoureuze "stresstest" uit te voeren op de weerbaarheid van het ruimtevaartuig tegen straling in de diepe ruimte en temperatuurschommelingen, om ervoor te zorgen dat toekomstige bemanningen kunnen overleven en gedijen tijdens missies die weken of zelfs maanden duren.

Van Artemis I naar Artemis II: Het menselijk perspectief

Het succes van de Artemis I-vlucht en de verbluffende beelden van de aarde-ondergang hebben de weg vrijgemaakt voor de volgende fase van het programma: Artemis II. Waar de eerste missie gebruikmaakte van "Commander Moonikin Campos" — een met sensoren uitgeruste pop — om gegevens over G-krachten en straling te verzamelen, zal Artemis II vier astronauten rond de maan brengen. Deze missie markeert de eerste keer sinds 1972 dat mensen de lage aardbaan hebben verlaten, en de aarde-ondergang die in 2022 werd vastgelegd, zal een centraal hoogtepunt van hun ervaring zijn.

De vierkoppige bemanning van Artemis II zal een traject volgen dat vergelijkbaar is met het traject dat door Orion tijdens zijn eerste uitstapje werd getest. Ze zullen dezelfde nabije flyby langs de maan ervaren en dezelfde momenten van communicatieve stilte beleven wanneer ze achter de maan passeren. De gegevens die tijdens de flyby van 21 november zijn verzameld, hebben ingenieurs in staat gesteld de vluchtsoftware en hittebeschermingsprotocollen te verfijnen, zodat de menselijke bemanning veilig blijft tijdens de hogesnelheidsmanoeuvres die nodig zijn om terug te keren naar de aarde.

Toekomstige richtingen en tijdlijn van de missie

NASA ligt momenteel op koers om Artemis II op zijn vroegst in februari te lanceren. Deze missie zal dienen als de laatste proeftuin voordat Artemis III probeert mensen op de zuidpool van de maan te laten landen. Het doel van het Artemis-programma reikt verder dan eenvoudige verkenning; het beoogt een duurzame aanwezigheid op en rond de maan te vestigen, inclusief de bouw van het Lunar Gateway-station. Deze langdurige aanwezigheid wordt gezien als een noodzakelijke tussenstap voor de uiteindelijke menselijke verkenning van Mars.

Terwijl de lancering van Artemis II nadert, blijven de beelden van de aarde die achter de maanrand verdwijnt een aangrijpende herinnering aan de schaal van de missie. De komende bemande vlucht zal deze technische manoeuvres niet alleen repliceren, maar zal ook de subjectieve, menselijke context bieden die geautomatiseerde camera's niet kunnen geven. Wanneer de volgende aarde-ondergang plaatsvindt, zal deze door de ramen van Orion worden bekeken door astronauten die meer dan alleen gegevens mee terugbrengen — ze zullen een hernieuwd besef van onze plaats in de kosmos meebrengen.