Van pijl en boog tot Sputnik Dertig jaar geleden begon het tijdperk van de ruimtevaart ZATERDAG 3 OKTOBER 1987 EXTRA PAGINA 21 Het is morgen precies dertig jaar geleden dat voor het eerst in de geschiedenis een voorwerp in een baan om de aarde werd gebracht. Een schok ging door de wereld. Geheel onverwacht waren de Russen er als eersten in geslaagd een door mensen gemaakt kunstmatig maantje, de Sputnik ('metgezel') aan de aantrekkingskracht van onze planeet te ontworstelen. Maar wat gebeurde er eigenlijk allemaal voordat het zover was? Duizend jaar vallen en opstaan rond de stelling: actie is reactie. Vier oktober 1957 werd voor het eerst een voorwerp de aarde rond gestuurd. Wat aan de lancering van de Russische Sputnik vooraf ging, maken we nog steeds rond de jaar wisseling mee. Klokslag twaalf na het klinken der glazen en het uitwis selen van de beste wensen, luiden velen van or\s buiten op luidruchti ge wijze het nieuwe jaar in: miljoe nen vuurpijlen schieten gierend het luchtruim in, terwijl gillende keu kenmeiden en voetzoekers het op de begane grond onveilig maken. door Ben Apeldoorn Vuurwerk werkt volgens precies het zelfde principe als de hedendaagse to renhoge meertrapsraketten die met hun machtige stuwkracht loodzware satellie ten kunnen losmaken van de aardse aan trekkingskracht: actie is reactie. Simpel gesteld: een vuurpijl of een ra ket is een hoeveelheid brandstof die in een bijna geheel gesloten ruimte tot ont branding komt. De hete gassen trachten zich te verspreiden over een veel grotere inhoud dan die ruimte heeft. Is die ruim te aan één zijde geopend, dan gaan de gassen daar met alle kracht naar buiten en als het een beetje meezit, beweegt de vuurpijl zich in tegenovergestelde rich ting: de actie heeft een reactie tot gevolg. De beweging ontstaat dus niet omdat de gassen zich tegen de lucht afzetten, zoals heel lang is gedacht. Brandbommen De stelling actie is reactie manifesteert zich ook bij iemand die op rolschaatsen rijdt en uit alle macht een steen weg gooit. Als de werper zijn evenwicht weet te bewaren, zal hij een klein stukje ach teruit rijden. Een deel van de energie die nodig was om de steen over een zekere afstand weg te gooien, heeft een bewe ging in tegenovergestelde richting tot ge volg. Wie voor het eerst in de gaten kreeg dat met de verbranding van een bepaalde stof een beweging (een reactie) in gang kon worden gezet weten we niet precies. Misschien gebeurde dat wel duizenden jaren geleden. Vast staat in elk geval dat de vuurpijl erg oud is en al ver voor het jaar dat in Nederland voor het eerst buskruit werd toegepast letterlijk en figuurlijk gemeen goed was. Misschien is het woord vuurpijl wel een vingerwijzing dat het na de uitvin ding van de pijl en boog niet lang heeft geduurd voordat aan de pijl een zakje met brandbaar materiaal werd vastge bonden. Zo kon van een afstandje brand worden gesticht bij de vijand. Bij het be leg van merendeels uit hout opgetrok ken dorpen en steden zouden dergelijke brandbommen heel 'goede' diensten hebben kunnen bewijzen bij het vergro ten van de ellende. Men neemt tegenwoordig aan dat de oude Grieken de eersten waren die zich van deze vurige techniek bedienden. Zij voegden aan de brandbom bovendien zout toe om de hitte te vergroten. De vurige pijl moet via zuid-oost-Euro- pa zijn weg hebben gevonden naar het verre China waar de ontwikkelingen op technologisch gebied heel wat verder waren dan in Europa. De Chinezen ver vingen het zout door salpeter (kaliumni traat) en gebruikten later zwavel en ver- poederde houtskool als handstof. Dit mengsel bestond dus uit dezelfde stoffen als buskruit. Ongetwijfeld zullen de Chi nezen - in die tijd al dol op allerlei soor ten vuurwerk - wel net zo lang geëxperi menteerd hebben tot ze de ideale ver houding van het mengsel hadden gevon den: een mengsel dat in een oogwenk verbrandde en daarbij zoveel mogelijk hitte produceerde. De brandstof werd voorzichtig samen gedrukt in een aan één zijde geopende holle cylinder, gemaakt van hout, sterk samengeperste rijstebladeren of van la gen papier gedrenkt in hars. Stuwkracht De vurige pijl was daarmee een echte vuurpijl geworden. Er was geen boog no dig om hem weg te schieten; het snel ver brandende buskruit leverde in de holle cylinder zoveel stuwkracht dat de vuur pijl uit zichzelf wegschoot en, afhanke lijk van de hoeveelheid brandstof (eigen lijk dus het kaliber), een bepaalde af stand aflegde. Wanneer en door wie de eerste echte vuurpijl omhoog werd geschoten, is ook niet bekend. Het moet in elk geval min stens 755 jaar geleden zijn gebeurd. Oude Chinese kronieken vermelden namelijk dat de Mongolen tijdens het beleg van de stad Kai-feng in het jaar 1232 na Christus 'vurige pijlen gebruikten die sissend over grote afstanden vlogen en hun vuur over een afstand van tien schreden ver spreidden, tot grote schrik van de stads bewoners, van wie de meesten have en goed aan het vuur ten prooi zagen val len'. In die vorm moet de vuurpijl zijn weg weer terug naar Europa hebben gevon den en in de Middeleeuwen werd hij veelvuldig bij belegeringen gebruikt. Erg zuiver kon er niet mee worden ge richt en al spoedig werd de vuurpijl dan ook verdrongen door het veel trefzeker der kanon. Aan het eind van de 18de eeuw haalden de Engelsen de vuurpijl weer van stal nadat ze in de binnenlanden van India tegen het leger van de sultan van Mysore waren aangelopen. De sultan was zijn hele leven al verrukt geweest van alles wat knalde en plofte en had me de daarom zijn leger uitgerust met maar liefst 1.200 'raketwerpers'. De Engelsen werden bedolven onder een pakket sier vuurwerk dat onder vreedzamer omstan digheden aan de toeschouwers zeker de nodige oooh's had ontlokt; de Engelse le gioenen raakten echter volledig de kluts kwijt en honderden mensen lieten het le- Overste William Congreve kreeg daar op de leiding van de militaire afdeling vuurwerk-technologie en slaagde er al spoedig in vuurpijlen (eigenlijk raketten) te ontwikkelen die drie kilometer ver konden vliegen. De vuurpijl was en bleef echter ongeschikt voor kleine doelen en werd dan ook alleen ingezet tegen om vangrijke doelen, zoals steden. Bij de be legering door de Engelsen van Boulogne en Vlissingen in 1805 werd veelvuldig van vuurpijlen gebruik gemaakt en in 1807 werd Kopenhagen door 45.000 ra ketten (vanaf de Engelse vloot gelan ceerd) in brand geschoten. Ook tijdens de slag om Leipzig in 1813 was de lucht vol sissende raketten waar van sommige, met een kaliber van twaalf centimeter, afstanden tot zeven kilome ter overbrugden. Raket Al spoedig legde de vuurpijl het defini tief af tegen de voortschrijdende ontwik kelingen in de wapenindustrie en werd hij alleen nog voor vreedzame doelein Getekende weergave van het beleg van de stad Kai-feng die met vuur pijlen werd bestookt. Robert Goddard poseert bij een testopstelling. terrein van Von Braun en de zijnen be vond zich sedert november 1936 op het eiland Usedom in de Oostzee nabij Peèn- emunde. Na een paar mislukte pogingen vond precies 45 jaar geleden, op 3 okto ber 1942, de eerste succesvolle lancering plaats. Toen was de interesse van Hitier en zijn trawanten in de verrichtingen van Von Braun nogal zwakjes, terwijl Von Braun zelf het gebruik van zijn raketten voor de oorlogvoering ook niet schijnt te hebben toegejuicht. Hij heeft dat een keer ook duidelijk laten blijken en is toen prompt gevangen gezet. V-2 De oorlog nam echter een andere wen ding en op verzoek van Hitier liet Von Braun op 7 juli 1943 een film zien van alle (geslaagde) raketlanceringen. Hij werd meteen tot professor gebombardeerd en Hitier droeg hem op binnen korte tijd ze ventig 'Vergeltungswaffen' per dag in de richting van Engeland te schieten. Hitiers vergeldingswapen was gebo ren en werd al spoedig bekend als de ge vreesde V-2. De raketinstallaties werden mobiel gemaakt en Von Braun ging er mee akkoord of moest er mee akkoord gaan dat in de kop van de raket ruimte werd vrijgemaakt voor één ton TNT, een zware springstof. De ontwikkelde V-2 was meer dan veertien meter lang, bijna twee meter breed en bereikte een topsnelheid van 6120 kilometer per uur. De brandstof be stond uit vloeibare zuurstof en een mengsel van ethylalcohol en water. De eerste V-2 viel in september 1944 op Lon den en was vanaf een lanceerinstallatie in Wassenaar opgestegen. De trefkans van de V-2 was echter niet groot. Van de in totaal 4.000 raketten die in de richting van Londen werden afgevuurd, vielen er nog geen duizend daadwerkelijk op de stad. De aangerichte verwoestingen wa ren enorm, maar er was toch geen sprake van totale vernietiging van Londen, zo als Hitier zich had voorgesteld. Daarvoor was de stad te groot. Ondanks hun bedenkelijke werkzaam heden werden Von Braun en een aantal van zijn collega's van vervolging vrijge steld op voorwaarde dat ze hun onder zoekingen in dienst van 'de Verenigde Staten zouden voortzetten. De V-2 be wees de Amerikaanse ruimtevaart goede diensten. Von Braun bracht op 24 februari 1949 het meertrapsprincipe in de praktijk met de lancering van een V-2 waarop een veel kleinere raket als tweede trap was ge plaatst. Gebruik makend van de snel heid van de V-2 bereikte die uiteindelijk een hoogte van 402 kilometer. Uiteindelijk zou Von Braun de con structeur worden van een nog veel grote re raket, de allergrootste raket die ooit vanaf de aarde werd gelanceerd: de meer dan 110 meter hoge Saturnus-5, een meertrapsraket met een kolossale stuw kracht die de mens op de maan zou bren gen. Vlak voor de laatste maanexpeditie van de Apollo-17 in december 1972 nam Von Braun ontslag bij de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA. Hij over leed in 1977 op 65-jarige leeftijd. Russen Het zou de Russen onrecht doen om de voorgeschiedenis van het satellieten tijdperk met Von Braun af te sluiten en slechts de naam van Tsiolkovsky te noe men als Russische bijdrage aan al het on derzoek. Net als de geallieerden hebben de Russen aan het eind van de Tweede- Wereldoorlog een aantal V-2's in handen gekregen. De Russische 'Von Braun' heette Serg ei Koroljow die slechts één wens had: hij wilde raketten en ruimteschepen bou wen. Vele jaren lang werkte hij met een ploeg medewerkers in de Siberische stil te aan 'de droom'. Zo naderde dan die vroege ochtend van 4 oktober 1957. Toen bijna iedereen in West-Europa nog op één oor lag, keek hoofdconstructeur Sergei Koroljow op de nieuwe lanceerbasis Bay Konoer in het verlaten Kazachstan gespannen naar een in het zonlicht glinsterende raket. Om zes uur (Moskou-tijd) roept hij in de microfoon: 'Zazjigani-je' (ontsteking), w&arna 32 straalpijpen de raketten optil len van de trillende steppebodem. Even later komt van onder de beschermende neuskegel een bijna 60 centimeter grote bol met vier meterslange uitsteeksels te voorschijn. Overal op aarde wordt het 'biep-biep' opgevangen. Op 24 februari 1949 vond de eerste geslaagde lancering plaats van een tweetrapsraket met een V-2 als eerste trap. (archieffoto's) den gebruikt, zoals het overschieten van reddingslijnen naar in nood verkerende schepen. Toch zou een echte raket niet lang meer op zich laten wachten. Honderd dertig jaar geleden, op 17 september 1857 - toen Jules Verne nog maar net als schrijver was begonnen - werd in de Sovjetunie de man geboren die later door iedereen de 'vader van de ruimte vaart' zou worden genoemd: Konstantin E. Tsiolkovsky. Hij zag al spoedig in dat buskruit niet de ideale brandstof voor ra ketten was. Daarvoor brandde het te on regelmatig en te snel. Vanaf 1882, toen hij leraar wiskunde in het dorp Kaloega was geworden, ging Tsiolkovsky zich in zijn vrije tijd derma te intensief bezighouden met de ontwik keling van raketten dat hij soms dagen at noch dronk. Zijn dorpsgenoten zagen hem al gauw voor een zonderling aan en dat kwam niet in de laatste plaats omdat hij ook doof en daardoor nóg ontoegan kelijker was. Tsiolkovsky verkondigde dat de raket het enige middel was om in de ruimte te kunnen doordringen, dat vloeistoffen veel betrouwbaarder brandstoffen wa ren en introduceerde het begrip meer trapsraket om de noodzakelijke zeer ho ge snelheden te kunnen bereiken. Voor bemande ruimtereizen achtte hij een hermetisch gesloten cabine noodza kelijk. "Iin tegenstelling tot de algemeen heersende mening dat de dampkring zich eindeloos ver uitstrekt, houd ik het op hoogstens 60 tot 70 kilometer. Daar buiten heerst het luchtledige zodat we onze eigen dampkring moeten meene- Over deze materie schreef Tsiolkovsky menig artikel en boek, maar hij kwam nooit toe aan de concrete uitvoering van zijn plannen; de tsarenregering heeft hem nooit daadwerkelijk gesteund. Bo vendien was Tsiolkovsky veel meer een denker dan een doener. Maar uit zijn tal loze geschriften blijkt dat hij met zijn voorspellingen over ruimtewandelin gen, landingen op de maan, ruimtesta tions en planetenonderzoek op het juiste spoor zat. Niet voor niets staat op zijn grafsteen in Kaloega geschreven: 'De aarde is de wieg van de mensheid, maar de mens kan niet eeuwig in zijn wieg blij- Intussen was in Amerika ook iemand in de ban geraakt van de raketten en de ongelofelijke mogelijkheden die ermee binnen handbereik kwamen: Robert Hutchins Goddard. Deze had in 1912 een raket in handen gekregen die bij het red den van schipbreukelingen werd ge bruikt en kwam na een grondige analyse tot de slotsom dat zowel de brandstof (buskruit) als de vorm van de raket voor veel verbeteringen vatbaar waren. Een paar jaar later bezat hij al een hele reeks patenten op het gebied van ver- het stuwsysteem. Hij wist de het uitstro men van de gloeiende gassen in belang rijke mate te versnellen en dat kwam de snelheid van de raket weer ten goede; ac tie is immers reactie. In 1934 en 1935 lan ceerde hij vijf meter grote raketten die hoogten bereikten van twee-en-een-hal- ve kilometer. Waarschijnlijk omdat zijn proefnemin gen geheim bleven, kwam het niet tot grootschalige erkenning van het belang van Goddard's werk. Verder dan wat op drachten voor een aantal kleine stuwra- ketjes om zware vliegtuigen van de grond te helpen, ging de interesse van de overheid zich niet. Meertrapsraket Zoals Goddard en Tsiolkovsky onkun dig waren van eikaars werk, zo was de in 1894 in het Duitse Hermannstadt gebo ren Hermann Oberth weer onkundig van het werk van Goddard en Tsiolkovsky. Oberth was een geniaal theoreticus èn een echte praktijkman die zichzelf aan allerlei proefnemingen onderwierp om na te gaan hoeveel versnellingskracht het menselijke lichaam kon hebben. Voor hem stond het vast dat de mens eens de aarde zou verlaten en waarin zou dat beter kunnen dan juist in een raket? Er stond voor Oberth nog meer vast: een enkele vloeistofraket zou nooit in staat zijn om aan de aantrekkingskracht van onze planeet te ontsnappen. Dat pro bleem kon alleen met meertrapsraketten worden opgelost, dus twee of meer brandstoftanks op elkaar 'gestapeld'. Een lege trap moest kunnen worden af geworpen waarop de volgende trap weer op de bereikte snelheid kon voortbordu ren en bevrijd was van de afgeworpen last. Hoewel Oberth geweldig veel rekende, tekende en experimenteerde heeft hij nooit een eigen raket gelanceerd. Zijn soms wilde proefnemingen kostten hem in 1929 bijna het leven toen hij doodge moedereerd een vlammetje hield bij een laagje benzine dat over een paar liter vloeibare zuurstof was gegoten. De proef overtrof elke verwachting. Er volgde een gigantische ontploffing waarvan de klap tot op 50 kilometer afstand was te horen. Met een deel van zijn meubilair werd Oberth door een muur gedrukt, maar hij overleefde de explosie. In het ziekenhuis constateerde men dat brandend schuim zijn ogen had aangetast en dat zijn beide trommelvliezen waren gescheurd. Ook daarvan herstelde Oberth volledig. Tij dens een manifestatie in 1930 trok zijn werk ook de aandacht van de achttienja rige gymnasiast Wernher von Braun. Von Braun ontwikkelde zich al spoe dig tot dé rakettenspecialist van nazi- Duitsland, maar hij vond aanvankelijk weinig gehoor bij de leiding. Het proef- Konstatin Tsiolkovski, de 'vader van de ruimtevaart'. brandingskamers, brandstofsystemen, straalpijpen en meertrapsraketten. Van hem was ook het idee om een raket naar de maan te sturen en daar te pletter te la ten slaan. Daarbij zou dan een lading magnesium tot ontbranding komen. Vanaf de aarde zou de lichtflits met tele scopen kunnen worden waargenomen als signaal dat de raket op de maan was aangekomen. Dat plan sloeg in als een bom. Goddard schrok zo dat hij zijn verdere proefne mingen in het diepste geheim voortzette. Na driejaar van noeste arbeid kwam dan het zo belangrijke moment waarop de eerste vloeistofraket het luchtruim zou moeten kiezen. Als brandstof had God dard gekozen voor benzine en vloeibare zuurstof. Dat bevond zich gescheiden van elkaar in twee afzonderlijke tanks. Een pompsysteem bracht de twee stof fen bij elkaar in de verbrandingsruimte. De proef op die bewuste koude lente ochtend van 16 maart 1926 slaagde vol komen, al kwam de raket onder oorver dovend gebrul slechts dertien meter hoog en smakte hij op 56 meter afstand van de lanceerplaats tegen de grond. Goddard wierp zich met verdubbelde energie op zijn werk vooral toen hij, dank zij de bemoeienis van luchtvaartpionier Charles Lindbergh, een bedrag van vijf tigduizend dollar kreeg toegwezen als ondersteuning. Nu was Goddard in staat veel grotere raketten te bouwen en, wat nog belang rijker was, verfijningen aan te brengen in

Historische Kranten, Erfgoed Leiden en Omstreken

Leidsch Dagblad | 1987 | | pagina 21