Nederlandse satelliet groot
belang voor onze industrie
EET TEMPO VAN DE TIJD
Negatie I saldo
J 1AG 23 OKTOBER 1971
NLEREN EN DEMONSTREREN VAN MAN EN TECHNOLOGIE
Technische details j
LEIDSCH DAGBLAD
PAGINA 19
een kleine drie jaar- in augustus 1974, zal de eerste
ndse kunstmaan worden gelanceerd: de Astronomische
ndse Satelliet ofwel ANS. Het wordt een betrekkelijk
i maar in sommige opzichten unieke en wetenschappe-
eliet, die echter niet alleen een taak in de ruimte heeft,
ok een op aarde: bewijzen dat er ook voor een klein
iijs het onze plaats is in de ruimte naast de reuzen Ame-
Rusland, dat wij de technische kennis en vaardigheid
en dat wij de management van een dergelijk zeer ge-
eerd project aan kunnen. Dat mag dan wel eens aan-
vvorden, nu het zo langzamerhand veertien jaar ge-
dat de eerste Spoetnik in de ruimte kwam!
een Nederlandse satelliet,
is land toch deel uitmaakt
SRO. de Europese ruimte-
,nisatie die de krachten in
?e Wereld wilde bundelen om
ruimte het op te kunnen
jen de prestaties van veel
nachten als Amerika en
Het gaat in de eerste
de ESRO niet allemaal
rd als men had gehoopt,
j] ionomische moeilijkheden
i ale aspiraties vooral van
hebben aldoor een rem
e gezamenlijke activitei-
el de resultaten toch nog
1 re genoemd kunnen Wor
dPerfect werkende satellie-
grote reeks onderzoekin-
j indeerraketten.
het eigen Nederlandse
de ANS echter van be-
een andere reden. In 1969
litief tot dit project beslo-
geleidelijk aan was ge-
,t. aan Nederlandse indu-
5Ciar verhouding tot de bij-
ESRO en ELDO (organi-
raschap cm
ictie 8 P, Bok
een eigen Europese lan-
te weinig opdrachten
voor de Europese organi-
beardoor een „negatief sal-
onze deelneming ontstond,
itie was niet geheel onbe-
hoewel onjuist: het is de
restie van de kip en het
inig industriële contracten
ervaring zou ontbreken,
gjlersom evenzeer te weinig
najliiist doordat de opdrach-
i.
n. In het LD van zater-
prof, H. C. van der Hulst
j^op in een artikel over de
Ij GO-5.
icieuze cirkel te doorbre-
j'p, eigen .nationaal ruimte-
a onontbeerlijk. Het doel
NS is dan ook niet alleen
enschappelijk onderzoek
nzeer de stimulering van
5che kennis en vooral van
)p het gebied van mana-
onder welke de economi
sten van onze deelneming
ese projecten uit zullen
is voor ons land, met
[derlijk hoog ontwikkeld
potentieel, zeker plaats
groten op het gebied van
aart. Direct na de bevrij-
zich een soortgelijke
lorgedaan omtrent onze
luchtvaartindustrie
ierika, Engeland etc. Die
indubbelzinnig beantwoord
succes bv. van de Fokker
het vermoedelijke succes
Ilowship en ook nog an-
taire) projecten. De ANS
Jat zijn, een even ondub-
antwoord te geven op de
nde vraag omtrent Neder -
ruimte.
Voor een astronomische satelliet
werd gekozen op grond van de be
langrijke plaats van de Nederlandse
astronomie in de wereld en omdat
hier een terrein braak ligt. waarop
zeer veel te doen is in een reeks
van jaren zonder dat het tot duide-,
lijke doublures hoeft te komen.
Goed ontwerp
In Januari 1969 werd aan een daar
toe door Fokker-VFW en Philips
opgericht „Industrieel Consortium
Astronomische Nederlandse Satelliet
iICANS) door de overheid opgedra
gen in samenwerking met Neder
landse astronomen een definitief
ontwerp voor de ANS op te stellen,
waarvan de ontwikkelingskosten
sinds mei jl .gedragen worden door
het Ned. Instituut voor Vliegtuig
ontwikkeling en Ruimtevaart. Dit
NIVR heeft indertijd ook de ont
wikkelingskosten \an de Friendship
en de Fellowship gedragen, voor het
laatste (internationale) project ge
deeltelijk. De kosten van het ANS-
project werden exclusief de weten
schappelijke instrumenten geraamd
op 46 miljoen gulden.
De NASA verklaarde zich bereid,
een*^Scout-raket voor de lancering
beschikbaar te stellen, mits Amerika
één wetenschappelijk experiment in
de ANS mocht inbouwen. De NA-
SA-autoriteiten verklaarden, nog
nimmer een dergelijk goed uitge
werkt project uit het buitenland j
onder ogen te hebben gehad en be- i
schouwden de ANS als technolo- I
gisch minstens gelijkwaardig aan'
eigen ontwerpen voor soortgelijke
satellieten.
De ANS wordt een van de aarde
bestuurd sterrekundig observatorium
dat in de ruimte, ongehinderd door
de invloed van de aardse damp
kring, zeker metingen zal verrichten
van stralingsenergie in de buurt
van de aarde, alsmede zeer zwakke
ultra-violette en röntgenstraling, af
komstig van bepaalde vooraf te kie
zen sterren of andere stralingsbron
nen binnen of buiten ons Melkweg
stelsel.
Men verwacht dat de waarnemin
gen door de ANS zullen bijdragen
tot onze kennis omtrent de struc
tuur van het heelal, het ontstaan
van de sterren en vooral ook de fy
sische processen, welke de geweldige
energie veroorzaken die wordt opge
wekt in de sterren en dus ook onze
zon. Door Jiet mislukken van de
lancering van de Amerikaanse
OAO-III in december 1970, waarmee
de NASA zeer geavanceerde waar
nemingen beoogde te verrichten, is
de betekenis van de ANS voor het
astronomische onderzoek nog geste
gen
De waarnemingen zullen zich uit
strekken over een periode van zes
maanden, misschien zelfs een jaar,
te beginnen na de lancering in au
gustus 1974. De levensduur van de
satelliet zal veel ltnger zijn, maar
de instrumenten zullen zéker na
een jaar snel aan werkzaamheid in
boeten.
Boord-computer
Een van de bijzondere aspecten van
de ANS is. dat deze betrekkelijk J
kleine satelliet 123 cm lang en ge- I
wicht 125 kg) de eerste van deze
soort in de wereld is met een zeer j
compacte lichte digitale computer j
met geheugen aan boord, die alle
interne functies en waarnemings-
functies kan besturen en verwerken.
Van de grond af kunnen elk mo
ment de nodige bevelen aan de
computer worden gegeven om voor
af geprogrammeerde functies en
nieuwe waarnemingen te verrichten.
Een opvallende prestatie van de
computer zal zijn, door middel van
een „star sensor" een vooraf vastge
steld patroon van sterren van de
achtste grootte te herkennen en
vervolgens de instrumenten met
grote nauwgezetheid te richten op
de te meten stralingsbronnen in de
buurt van dit sterpatroon. Geduren
de de twaalf uren, die gemiddeld
verlopen tussen twee achtereenvol
gende passages over het grondsta
tion (Darmstadt) zullen enige tien
tallen vooraf geprogrammeerde ster-
oatroon-herkenningen en bronme
tingen kunnen worden verricht.
Stabilisatie
Een andere interessante en originele
toepassing is de zogenaamde „fine
sun sensor", die in samenhang met
de computer en de standregelings-
apparatuur de zogenaamde Z-as
van de satelliet nauwkeurig op de
zon gericht houdt Daardoor blijven
de zonnepanelen, die de elektrische
energie voor de apparaten moeten
leveren, altijd loodrecht op de zon
nestraling gericht. Het bijzondere
van deze zon-sensor is een geniale
toepassing van foto-elektrische
schuifregisters in combinatie met
een opgevouwen lenzenstelsel Daar
door wordt een zeer compact en
licht geheel verkregen, dat de ver
eiste besturingsgegevens direct in
digitale vorm aan de computer aan
biedt. Voorts is de ANS. voor zover
bekend, de eerste kleine drie-assig
gestabiliseerde satelliet ter wereld.
Voortgang
De werkzaamheden aan de satelliet
verlopen volgens schema. Zij zullen I
geen nadelige invloed ondervinden
van de huidige bezuinigingsvloed- 1
golf.
De ontwerp-specificaties en teke
ningen voor vervaardiging van de
„hardware" zijn gereed. Het pro-
gramma komt geleidelijk in de pe-
riode waarin „hardware" en „soft
ware" (o.a. de computer-program-
matuur) worden vervaardigd ter J
toetsing van de functionele doelma-
tigheid en van de omgevingscondi- j
ties waarin de satelliet tijdens en
na de lancering zal komen te ver- J
De satelliet heeft een hoogte van 123 cm, een diepte van
73 cm en een breedte van 61 cm met ingevouwen en 144 cm
met uitgeklapte zonnepanelen. Het totale gewicht bedraagt
124.9 kg, waarvan 42,3 kg aan wetenschappelijke waarne-
mingsinstrumenten, 10,5 kg voor de energievoorziening, 14,6 f
voor stabilisatoren en stand-regeling, 7.8 voor de boord- f
computer en 3,5 kg voor de communicatie-instrumenten. De f
twee uitklapbare zonnepanelen met 1025 zonnecellen elk, f
beslaan tezamen een oppervlakte van 0.97 vierkante meter. f
De satelliet zal worden gelanceerd met behulp van een f
aangepaste versie van de Scout-raket, beschikbaar gesteld f
door de Nasa, vanaf de Western Test Range in Californië. i
De Nasa zal via eigen stations in de eerste fase de vlucht f
volgen, later wordt deze taak overgenomen door grond- f
stations van de ESRO, waarbij het European Satellite Obser- f
vation Centre in Darmstadt als hoofdcentrum zal fungeren.
Het is de bedoeling, dat de ANS in een bijna cirkelvormige if
baan op 500 km hoogte komt met een inclinatie van 97.3 f
graden, dus vrijwel over de polen. De omloopperiode be- f
draagt in die baan 95,4 minuten. De precessie van de baan if
moet 360 graden in een jaar bedragen, waardoor de satelliet if
steeds in het zonlicht blijft en bij gestabiliseerde stand f
steeds het zonlicht loodrecht op de zonnepanelen incasseert, f
Aan boord bevinden zich instrumenten voor het waar- f
nemen van ultraviolette straling in het spectrum van jonge f
hete sterren tot tiende grootte, waarvoor een Cassegrain- f
telescoop met een spiegel van 23 cm diameter wordt meege- <f
voerd. Dit wetenschappëïijke instrument is ontworpen en f
vervaardigd door en namens de Kapteyn-Sterrenwacht van f
de Groningse Universiteit. t
Het Utrechtse Laboratorium voor Ruimteonderzoek zorgt f
voor een tweede experiment, dat betrekking heeft op het f
waarnemen van zachte röntgenstraling van kosmische oor- f
sprong. i
Als „vergoeding" voor het gebruik van een Amerikaanse f
raket voor de lancering heeft Amerika bedongen, dat het
eveneens een wetenschappelijk instrumentarium in de satel- f
liet mocht meegeven. Dit instrumentarium (gewicht 8 kg f
van de ruim 42 totaal aan wetenschappelijke instrumenten) i
beoogt de registratie van harde röntgenstraling van kosmi-
sche oorsprong. Het wordt verzorgd door het Institute for
Technology te Cambridge, Massaphusets.
Zo is een model vervaardigd dat
geheel representatief is voor de me
chanische constructie. Een reeks
sterkte-beproevingen zal worden
uitgevoerd bij Fokker en in het Na- 1
tionaal Lucht- en Ruimtevaartlabo
ratorium, terwijl bij de NASA het
gedrag van raket en satelliet in
combinatie tijdens de start per
computer wordt gesimuleerd.
Een volgend model, het thermische
model, zal nog voor het eind van
dit jaar in de ruimtekamers van de
Duitse ruimtevaart-organisatie wor
den beproefd op warmtehuishouding
en bestendigheid tegen de extreme
temperatuurverschillen en de lucht
ledigheid in de ruimte
De vervaardiging van de onderdelen
van het elektrische model is in vol
le gang. De beproeving van dit mo
del zal in juni volgend jaar zijn
voltooid, waarna een aanvang wordt
gemaakt met de vervaardiging van
het eindprodukt: het vlucht-exem-
plaar van de ANS. Niets wijst er op
dat de voorgenomen lanceerdatum
in augustus 1974 uitgesteld zou
moeten worden.
Wanneer de ANS dan een succes
blijkt te zijn, staat niets een rela-
tief grote deelneming van Neder-
land aan toekomstige Europese i
ruimteprojecten nog in de weg. En i
de ESRO heeft thans initiatieven
ontplooid die waarschijnlijk spoedig
zullen leiden tot een Europees sa
menwerkingsprogramma voor prak
tisch gebruik van satelliet-systemen.
In overweging zijn een Europees
satellietsysteem voor telefoon, tele
visie en radioverbindingen, een an
der systeem voor luchtverkeerslei
ding over de Atlantische Oceaan en
de Stille Oceaan in samenwerking
met Amerika .Voorts een Europese
bijdrage aan een wereld-omvattend
systeem van meteorologische waar
nemingen en voorts in een later
stadium deelneming aan een we
reld-omvattend satelliet-systeem
voor het opsporen van minerale
rijkdommen, controle van oogsten,
onderzoek van de oceanen en con
trole van de visstand etc.
Wil ook Nederland ten volle profi
teren van de grote economische en
andere voordelen, die de toepassing
van de ruimte-technologie ongetwij
feld oplevert, dan zal het zijn bij
drage moeten leveren in de ontwik
keling en totstandkoming van deze
systemen, niet alleen door een gel
delijke bijdrage, maar ook door
daadwerkelijk technologische deel
neming. Maar dat kan pas. wanneer
het de capaciteit daartoe getoond
heeft. De ANS biedt daartoe een
uitmuntende kans.
Twee Amerikaanse natuurkundigen,
Joseph Hafele en Richard Keating,
hebben een vlucht rond de wereld
gemaakt in een Boeing-747 om een
aspect van Einsteins uit 1905 stam
mende relativiteits-theorie op de
proef te stellen met de nieuwste
verfijnde apparatuur. Krachtens
deze theorie verloopt de tijd niet in
gelijk tempo voor twee systemen,
die eensnelheid ten opzichte van
elkaar hebben. Het verklaren van
deze theorie zou ons hier te ver
voeren, maar over het verschijnsel
zelf willen wij wel iets vertellen
naar aanleiding van deze proef.
Hafele is assistent-hoogleraar in de
natuurkunde aan de Washington
University in St.-Louis. Keating is
medewerker aan het Marine Obser
vatorium in Washington. Zij hebben
twee atoomklokken bij zich, die zeer
nauwkeurig de tijd registreren.
Slechts dank zij zulke uiterst pre
cies werkende klokken, die de tijd
registreren aan de hand van be
paalde trillingen in atomen, kunnen
zij wellicht succes boeken op hun
vlucht: de klok die in het vliegtuig
meegenomen wordt, moest na aan-
jjjELHEID IN 1000 KM SE.C
grafiek toont hoeveel
JJJjJr de tijd verloopt voor
ruimtevaarder dan op
hoogte van de zwarte
tjes geven de tijd aan
uri ilimtevaarder bij de op-
250 275 300
gegeven snelheid terwijl op aarde
een uur verloopt. De tijdwinst
gaat pas goed "aantikken" boven
de 200.000 km per seconde. Tot
dusver heeft mens pas 11 km per
seconde bereikt!
komst ongeveer een hondermiljard -
ste seconde „achter" zijn geraakt
bij een volkomen identieke klok, die
inmiddels de tijd op de grond had
„weggetikt". Het zal nog geruime
tijd duren, alvorens de resultaten
van de metingen bekend zijn, hoe
wel de vlucht zelf maar tweeëneen-
halve dag duurde. De voorlopige re
sultaten bevestigen Einsteins theorie,
maar de details kunnen pas later be
rekend worden.
Uit dit tijdsverschil van een hon-
derdmiljardste seconde kan iedere
leek al opmaken, dat een dergelijke
proef slechts met de meest verfijn
de technieken, die pas nu beschik
baar zijn, genomen kan worden.
Dr moeilijkheid is namelijk, dat het
tijdsverschil progressief groter
wordt naarmate de onderlinge snel
heden hoger worden, (zoiets als de
progressieve inkomstenbelasting)
maar dat de verschillen bij snelhe
den, die de mens tot nu toe heeft
kunnen bereiken, vrijwel onmeet
baar klein zijn.
Toch is de tijds-inkrimping bij
hoge snelheid volgens Einsteins
theorie al 'eerder bevestigd. Op
theoretische en proefondervindelijke
argumenten werd vastgesteld, dat
een van de vele elementaire mate
rie-deeltjes, het mu-meson, niet
langer dan tweemiljoenste seconde
een zelfstandig leven kan lijden.
Soms ontstaan deze mu-mesonen
hoog in de atmosfeer door de in
werking van kosmische stralen. Zij
komen dan met een enorme snel
heid van bijna die van het licht
(circa 300.000 km per seconde) op
aarde terecht. Maar hun maximum
levensduur maakt, dat zij dan al
lang niet meer zouden bestaan:
wanneer zij de aarde bereiken zou
den zij niet hoger dan 600 meter
kunnen zijn ontstaan. Maar zij zijn
ontstaan op veel groter hoogte, min
stens vele tientallen kilometers.
Dit verschijnsel is volgens de huidi
ge opvattingen alleen te verklaren
uit de relativiteitstheorie: de „klok"
loopt voor een zo snel bewegend
deeltje langzamer dan voor ons, zo
dat een levensduur van slechts
tweemiljoenste seconde voldoende is
om de aarde te bereiken.
De mate van tijds-verlenging bij
dergelijke mesonen klopt aardig
met de theoretische voorspellingen
van Einstein. Er zijn nog andere
natuurkundige verschijnselen, die de
theorie van deze grote geleerde be
vestigen. Maar m'eten-met-de-klok
was er tot nog toe niet bij omdat
het allemaal te nauwkeurig moest
geschieden bij te geringe snelheden.
In bijgaand staatje geven wij aan,
hoe het tijds-tempo (een wonderlij
ke maar toch wel duidelijke term)
tussen theoretische ruimteschepen A
en B zou verschillen bij verschillen
de onderlinge snelheden. Daaruit
blijkt, dat de verschillen inderdaad
voor ons praktische leven geen en
kele betekenis hebben.tot dus
ver. Zelfs met een snelheid van
1000 mijl per seconde is dit nog
maar 10 seconden per uur. En de
hoogste bereikte snelheid door een
mens is tot dusver die van een
maanreiziger, die nog geen vijftien
kilometer per seconde aflegt tijdens
de topsnelheid, die maar zeer kort
gehandhaafd blijft.
Er is echter wel een ander intrige
rend aspect aan de tijds-verschijn-
selen bij hoge snelheden. Tot dus
ver heeft de ruimtevaart zich om
technische redenen moeten beper
ken tot het de ruimte in schoppen
met een korte enorme opdonder
door een raket met chemische
brandstoffen. Wordt een raket ont
wikkeld die een eventueel geringere
stuwkracht heel lang kan volhou
den, waardoor de snelheid lange
tijd kan worden opgevoerd (reactor
aan boord, ionen-motor, anti-mate
rie als brandstof?) dan zijn veel
hogere snelheden tc bereiken, die de
lichtsnelheid benaderen en daardoor
de „tijdwinst" aanzienlijk maken.
De moeilijkheid is nu nog. dat een
reis bv. naar de dichtsbijzijnde ster
Alpha-Centauri met de huidige
ruimtevaart-middelen vele vele ge
neraties zou duren. Men zou dus
ruimteschepen moeten ontwikkelen,
waarin een grote bevolkingsgroep
volkomen autonoom generaties lang
zou moeten bivakkeren. Slechts de
achter - achter - a-chter - kleinkind eren
van de oorspronkelijke bemanning
zouden de omgeving van de ster be
reiken.
Zou men echter voortdurend wer
kende motoren kunnen maken, die
een permanente versnelling van 1 g
bewerkstelligen maardoor de be
manning voortdurend het gevoel
zou hebben onder omstandigheden
van de aardse zwaartekracht te le
ven), dan zou de snelheid die van
het licht benaderen en zou de tijd
voor de bemanning „langzamer"
verlopen en redelijk worden. Die
bemanning zou bij aankomst slechts
3.5 Jaar ouder zijn geworden, terwijl
op aarde 10 jaren waren verstreken.
En 3,5 Jaar is niét zo erg lang. Er
worden thans al expedities naar
Mars voorbereid, die meer dan twee
jaar zullen duren. Naar het cen
trum van het Melkwegstelsel zou
(voor de bemanning) een dergëlijk
ruimteschip slechts 21 Jaar onder
weg zijn terwijl op aarde 50.000 ja
ren verstreken. Naar het dichtstbij
zijnde sterrenstelsel, de Androme-
da-nevel, doet de bemanning van
het ruimteschip dan naar eigen tijd
rekening 28 jaren, terwijl op aar
de 2.000.000 Jaren verlopen. Dat
alles door het veranderende tijds-
tempo en hoge onderlinge snelheden.
Want men moet goed begrijpen: al
les verloopt bij hoge snelheid in een
langzamer tempo, niet alleen die
klok maar ook de biologische klok
en de bewustzijnsklokop weg naar
Andromeda leeft een mens slechts
28 Jaar. terwijl op aarde 2.000.000
Jaren verlopen.
Er is echter wel een „kleine" moei
lijkheid: de tijd-paradox. Wanneer
waarnemer A waarnemer B met een
grote snelheid voorbij ziet vliegen,
gaat de tijd voor B langzamer dan
voor A, zodat de klok «ook de bio
logische) voor B langzamer zal lo-
pen. Maar het omgekeerde geldt
ook. Voor B gaat A met een hoge
Hafele (links) en Kea
ting met hun atoomklok in
de Boeing, waarmee zij hun
vlucht om de wereld maak
ten.
snelheid voorbij, waardoor B aan
kan nemen, dat voor A de tijd
langzamer zal gaan
Uit die paradox is men nog niet.
Het waren tot dusver alleen maar
theoretische spelletjes, maar het
ziet er naar uit, dat het praktische
problemen gaan worden Vandaar
ook die Amerikaanse proef. Men wil
er nog wel eens wat meer over we
ten. Niet alleen maar uit weten
schappelijk oogpunt, zoals tot dus
ver, maar uit zeer praktische over
wegingen.
