Nostalgie / Wist je nog? Dat er een auto op de maan gereden heeft...

Het is intussen bijna een halve eeuw geleden dat nog eens een mens voet zette op de maan. Maar wist je dat we ook al op de maan gereden hebben? En niet alleen met robotauto’s, zoals de Russische Lunokhod, maar ook met bemande voertuigen: de Apollo-maanwagens. Het ging om elektrische tweezitters die meegenomen werden tijdens de laatste drie Apollomissies (15, 16 en 17), in 1971 en 1972.

De zogenoemde Lunar Roving Vehicle (of LRV) werd opgevouwen vervoerd in de maanlandingscapsule. Hij beschikte over vier elektromotoren en haalde op zijn wel heel bijzondere wielen een snelheid van bijna 20 km/u. Een andere grote innovatie was dat hij voorzien was van een rudimentair navigatiesysteem, een noodzaak opdat de astronauten de weg zouden kunnen terugvinden naar het ruimteschip. Want aangezien de maan (bijna) geen magnetisch veld heeft, ben je er met een klassiek kompas bitter weinig.

Op verkenning

De idee om voertuigen naar de maan te sturen hield eerder al tal van sciencefictionauteurs in de ban, en zelfs onze eigenste Hergé in zijn Kuifje-strips (foto © Hergé-Moulinsart 2020). Wetenschappers en ingenieurs volgden al snel. Aanvankelijk werd de maan verkend door sondes, die eerst in een baan om de maan werden gebracht en na een tijd neerstorten of erop landden. Terwijl de NASA hun Russische rivalen te snel af was door als eerste astronauten naar de maan te sturen, waren het wel de Sovjets die als eersten een voertuig op de maan lieten rondrijden.

Die Lunokhod was een klein, autonoom voertuigje op zonne-energie dat losgelaten werd op 17 november 1970 en bijna een jaar gefunctioneerd heeft, tot 4 oktober 1971. In maart 2010 werd die eerste Lunokhod overigens teruggevonden door de Lunar Reconaissance Orbiter, een vliegende sonde. Sindsdien heeft hij als ijkingspunt gediend om de afstand tussen de aarde en de maan via laserstralen met grote nauwkeurigheid te kunnen meten. Er volgde daarna nog een tweede Lunokhod-voertuig, In januari 1973, op een moment dat de Amerikanen alweer gestopt waren met bemande maanmissies. Die tweede Russische maanwagen legde op enkele maanden tijd 37 kilometer af, een absoluut record.

Amerikaanse droom

In Amerika droomden ze al een hele poos van een bemand maanvoertuig – aanvankelijk eentje met cabinedruk. Er werden plannen gemaakt voor grote voertuigen van bijna 1 ton, met oplaadbare batterijen waarmee je 200 kilometer zou kunnen rijden op de maan. We spreken dan over het prille begin van de space race, in de jaren vijftig. Maar alles veranderde toen president John F. Kennedy in 1961 aankondigde dat hij nog voor 1970 mensen naar de maan en terug wilde brengen.

De NASA boog zich prompt over de raketten en ruimtetuigen die daarvoor nodig waren. Oorspronkelijk was het idee om 2 vluchten te lanceren: één met het materiaal, een tweede met de bemanning, maar uiteindelijk werd gekozen om alles en iedereen met één en dezelfde maanraket te sturen, een oplossing die goedkoper was én mogelijk werd dankzij de grote en krachtige Saturn V-raket.

Uitklapmodel

De idee van een zwaar en hyperuitgerust maanvoertuig was daarmee voorgoed van de baan: een eventuele maanwagen moest licht en compact zijn. Uiteindelijk werd gekozen voor een project van Boeing, dat de steun kreeg van General Motors. Uit die samenwerking groeide een voertuig dat opgevouwen kon worden in een koffer in de daaltrap (het onderste deel van de maanlander), in een ruimte van amper 0,85 kubieke meter. Twee astronauten moesten het voertuig met nylon banden uit het voertuig trekken, waarbij het frame, de stoelen en de wielen automatisch uitklapten. Na nog de laatste onderdelen te hebben gemonteerd (onder meer de antenne) en de nodige afstellingen en controles was de LRV klaar voor vertrek.

Vier keer 0,25 pk

De LRV woog op aarde 210 kilogram (30 kilo meer dan wat de NASA oorspronkelijk vooropgesteld had). Hij was 3,10 meter lang, 1,80 meter breed en had een wielbasis van 2,3 meter. Een cabine had hij niet, maar hij mocht wel 490 kilogram aan belading meenemen (799 newton op de maan), waarvan 172 kilogram voorbehouden voor stalen van de maanbodem. Voor de aandrijving tekenden vier elektromotoren (één in elk wiel) van... 0,25 pk, gevoed door twee zink-zilverbatterijen met een spanning van 36 volt. Paraffineblokken moesten die laatste beschermen tegen de hitte.

De vier wielen waren niet geschoeid met banden. De speciale maanrubbers die Goodyear had ontworpen voor het ‘kruiwagentje’ van de Apollo 14-missie, bleken te veel te springen op het maanoppervlak. De oplossing kwam van het team van de Poolse ingenieur Gregory Bekker en zijn team binnen GM: wielen met een binnenwerk van gevlochten pianosnaren. De wielen waren ontworpen om minstens 180 kilometer mee te gaan op de maan.

Navigatie

Maar dat bleek niet nodig: geen enkel Lunar Roving Vehicle reed ooit verder dan 35 kilometer. Daar is een goede reden voor: op de maan kun je niet verder kijken dan 3 kilometer en het landschap is er volledig vlak. Astronauten moesten daarom binnen een straal van 10 kilometer rond de maanlander blijven, zodat ze niet zouden verdwalen als de LRV in panne viel. In dat geval zouden ze namelijk aangewezen zijn op hun kaart en op hun zicht, in de hoop een glimp op te vangen van de 6 meter hoge maanlander. Op een kompas konden ze niet rekenen, want de maan heeft geen magnetisch noorden, zoals de aarde.

Dat maakte dat de ontwerpers van de LRV een voor die tijd revolutionair navigatiesysteem moesten ontwikkelen, waarbij een computer de gegevens verwerkte van een gyroscoop (die voor het vertrek moest worden geregeld) en afstandsmeters in de wielen. De informatie werd weergegeven op een vrij geavanceerd dashboard. Een stuur ontbrak in de LRV, de astronauten bedienden hem met een T-vormige hendel tussen de stoelen.

Uiteraard was er ook een communicatiemodule, waarmee de astronauten in contact stonden met elkaar, met hun collega in een baan rond de maan en met het controlecentrum op aarde – vandaar dus het belang van de antenne, die verwerkt zat in een module waarin ook een kleurencamera geïntegreerd was. Die camera werd bediend door een technicus vanuit de controlekamer in Houston, in de VS.

Sneller dan mogelijk

De LRV deed het uitzonderlijk goed tijdens zijn drie missies. De maanwagens legden tussen de 26,55 kilometer (Apollo 16) en 35,89 kilometer af (Apollo 17) en reden tussen de 3 uur en 2 minuten (Apollo 15) en 4 uur en 26 minuten (Apollo 17). Dankzij de Lunar Rovers konden de astronauten de maan makkelijker verkennen. Toch doken er onderweg ook enkele problemen op: de remmen verloren veel van hun kracht boven 5 km/u en het autootje had de neiging achteraan uit te breken in bochten. Gemiddeld reden de maanwagens 10 km/u, maar de Apollo 17-LRV haalde tijdens een afdaling 18 km/u... terwijl het theoretisch gezien niet mogelijk was sneller te rijden dan 14 km/u.

Pannes

Datzelfde Apollo 17-team moest onderweg wel een herstelling uitvoeren: met tape en maankaarten moesten ze een stuk van de ‘wielkast’ vervangen – die was broodnodig, om de astronauten te beschermen tegen het erg fijne en schurende maanstof. De maanwagen had overigens ook de neiging wat weg te zakken. Maar op drie kleinere bugs na wist de LRV zijn missie verder met verve te volbrengen, ondanks het uitzonderlijke ruige terrein, met zijn diepe kloven, en ondanks de zware klimatologische omstandigheden, met enorme temperatuurverschillen: overdag loopt de temperatuur er op tot meer dan 100 graden Celsius, ’s nachts daalt hij tot min 150 graden.

De drie LRV’s zijn gewoon achtergebleven op de maan, net zoals alles wat de astronauten er hebben laten rondslingeren. Harrison Schmitt, astronaut tijden de Apollo 17-missie, noemde de maanwagens “betrouwbaar en flexibel”. En blijkbaar was het ook prettig om hem te besturen, zo blijkt toch uit onderstaande video met John Young (Apollo 16). De ervaring met de LRV zal zeker van pas komen wanneer de mens ooit een maanbasis opzet. En wie weet, wanneer we het hele avontuur nog eens overdoen op Mars?

Dank aan Pierre-Emmanuel Paulis en Christian Lardier

Dank aan Moulinsart Studio Hergé, voor het gebruik van een beeld uit de Kuifje-strip ‘Mannen op de Maan’ uit 1954.

Foto's op de maan: NASA (Project Apollo Archive)

Foto's voorbereiding ruimteschip & grondtests: NASA Marshall Spaceflight Center

Foto's Lunokhod: D.R. - Christian Lardier

Foto's replica: Pierre-Emmanuel Paulis

Foto Kuifje: © Hergé-Moulinsart 2020

Andere beelden: NASA