Naar de Maan en Mars – De Nieuwe Ruimtewedloop in Kaart Brengen

Ruimtewedloop 2.0

De eerste verkenning van de ruimte door de mensheid vond plaats tijdens de Koude Oorlog en de grootmachtstrijd tussen de VS en de Sovjet‑Unie. Hoe ongelukkig het ook is, het lijkt erop dat een van de grootste prestaties van onze soort conflicten en de dreiging van oorlog nodig had om vooruit te komen.

Na de landing van Apollo 11 op de Maan en de ineenstorting van de Sovjet‑Unie, vervaagde de drang om de ruimte in te gaan een beetje. Decennium na decennium stapelden zich jaren op zonder dat een enkele mens op de Maan had gelopen.

Maar een nieuwe ruimtewedloop komt in opkomst, en net als de eerste wordt deze aangewakkerd door de groeiende rivaliteit tussen de VS en de opkomende supermacht China. Rusland, erfgenaam van de Sovjet‑Unie, staat klaar om zich met China te verbinden.

Wanneer we de recente vooruitgang in ruimteverkenning bespreken, richten we ons vaak op de korte termijn, zoals de indrukwekkende landing van SpaceX een paar dagen geleden.

Of de zeer lange termijn, zoals hoe we een wereldwijde ruimtegebaseerde economie of de infrastructuur die nodig is om daar te komen, inclusief het leveren van onbeperkte groene energie aan de aarde.

Minder vaak besproken in de komende 1-2 decennia, evenals de plannen van niet‑westerse publieke agentschappen en particuliere bedrijven.

Ruimtestations

ISS

Na het einde van het Russische ruimtestation Mir in 2001 was alleen het ISS (International Space Station) nog in een baan met astronauten.

Bron: NASA

Dit verouderende stuk apparatuur, gestart in 1998, wordt steeds moeilijker te onderhouden en is vatbaar voor storingen. Als gevolg hiervan wordt verwacht dat het uiterlijk in 2030 buiten gebruik wordt gesteld.

In de zomer van 2024 kondigde NASA aan dat SpaceX was geselecteerd om het Amerikaanse Deorbit‑voertuig te ontwikkelen en te leveren.

China’s Tiandong

Het ISS werd recentelijk aangevuld met het Chinese Tiandong (betekenis Hemelse Paleis) ruimtestation, waarvan de bouw in 2021 begon.

Bron: Wikipedia

China besloot zijn eigen station te bouwen na de Wolf Amendment, een Amerikaanse wet uit 2011 die China verbood samen te werken met de VS, Europa of Japan in ruimteverkenning, met name het ISS.

Het wordt nu algemeen beschouwd als een slecht idee, en het heeft China ertoe aangezet zijn eigen capaciteit in ruimtevaart en ruimtestationbouw te ontwikkelen. Tiandong staat nu open voor niet‑Chinese astronauten, waarschijnlijk eerst voor zijn Russische partners, die cruciaal zijn geweest bij het versnellen van China’s vooruitgang in de ruimte.

China plant het station in de komende jaren uit te breiden van 3 naar 6 modules. Dit zou de massa brengen tot 180 metrische ton, of slechts 40 % van de 450 ton van het ISS.

Bron: Wikipedia

Online discussies hebben zich ook gericht op hoe gestroomlijnder het interieurontwerp van Tiandong is vergeleken met het ISS, maar dit is waarschijnlijk een beetje oneerlijk, aangezien Tiandong profiteerde van veel recentere IT‑technologie en de ervaring van Mir en de ISS‑constructie.

Bron: Reddit

Tiandong zal ervaring bieden aan China’s taikonaut, het Chinese woord voor astronaut, net zoals de Russen cosmonaut gebruikten, en zal worden ingezet voor wetenschappelijke missies.

Het zal ook een Hubble‑achtige ruimtetelescoop genaamd Xuntian (“onderzoek van de hemelen.”) bedienen, die dezelfde baan als het ruimtestation zal delen en zal worden ondersteund door reparaties, onderhoud en toekomstige upgrades van Tiandong.

“De Xuntian‑telescoop is het belangrijkste wetenschappelijke project sinds de lancering van ons land’s ruimtestationprogramma. Het is een wetenschappelijke faciliteit die de Chinese astronomische gemeenschap reikhalzend heeft verwacht, en een faciliteit die de staatsniveau hightech in de astronomie vertegenwoordigt.

Hubble ziet misschien een schaap, maar de CSST ziet duizenden, allemaal met dezelfde resolutie,”

Zhou Jianping – Hoofdontwerper van het Chinese bemande ruimteprogramma

Russisch Station

Sinds het einde van Mir is Rusland een belangrijke partner in het ISS‑programma, wat een nieuw tijdperk weerspiegelt met een beperkter budget na de Sovjet‑Unie en betere internationale betrekkingen.

De oorlog in Oekraïne heeft hier zwaar op gewogen, en in 2024 kondigde het plannen aan om zich terug te trekken uit het ISS‑programma en een eigen ruimtestation met vier modules te bouwen. De eerste module zal in 2025 worden gelanceerd, met de vier hoofdmodules tegen 2030 en twee extra modules tegen 2033.

Bron: Payload

Dit ambitieuze plan toont Moskou’s intentie om een onafhankelijke partner van China te blijven en niet volledig op China te vertrouwen voor ruimteverkenning. Het kan echter lijden onder budgetbeperkingen als de oorlog in Oekraïne voortduurt of als de Russische economie vertraagt. Het zal ook sterk afhankelijk zijn van het succes van de recent geteste zware lanceerinstallatie Angara A5.

Vlieg Ons Naar de Maan

Naast ruimtestations is de Maan de belangrijkste focus van de nieuwe ruimtewedloop, waarbij NASA en haar internationale partners, evenals Rusland en China, plannen hebben om permanent bewoonde bemande bases te bouwen.

Dit komt door een aantal belangrijke punten die de Maan zeer aantrekkelijk maken als eerste stap in interplanetaire kolonisatie.

Nabijheid

Het eerste argument om onze eerste ruimtestation op de Maan te ontwikkelen is dat deze relatief dicht bij de aarde ligt. In tegenstelling tot wat men zou verwachten, vermindert dit niet significant het totale aantal raketlanceringen of de benodigde energie om er te komen. Eenmaal in een baan is alles in het zonnestelsel ‘dichtbij’ wat betreft de benodigde energie.

Echter, het is een veel kortere reis. Dit heeft meerdere voordelen:

• Minder reistijd betekent minder stralingsblootstelling en minder behoefte aan zware afscherming van het transitschip.
• Het brengen van extra voorraden in een noodsituatie of het evacueren van een zieke of gewonde astronaut gaat sneller.
• Er is bijna geen communicatielag (1,25 seconden), wat bijna onmiddellijke communicatie, realtime gesprekken en assistentie bij telegeïntegreerde systemen mogelijk maakt.

Zwaartekracht

De zwaartekracht van de Maan is 1/6 van die van de aarde. Dit is niet veel, maar het kan helpen de negatieve gezondheidseffecten van microzwaartekracht, zoals die op ruimtestations, te verminderen. Het kan eigenlijk een goudmijn aan informatie zijn om te begrijpen wat lage, maar niet‑nul zwaartekracht op het menselijk lichaam op de lange termijn doet, iets dat nog niet volledig begrepen is. En uiteraard is dit zeer belangrijke data om te begrijpen of we op een dag Mars zouden kunnen koloniseren.

Het maakt ook alles van productie tot onderhoud en dagelijks leven makkelijker. Voorwerpen vallen, vloeistoffen en voedsel zweven niet rond, enz.

Metallisch Regoliet

Velen stellen zich het oppervlak van de Maan voor als een stoffige witte rots. In werkelijkheid bestaat het oppervlak van de Maan, vooral de bovenste 15 meter (16 yard), uit fijn schurend stof van meteorietbombardement, genaamd regoliet.

Dit regoliet bestaat voornamelijk uit zuurstof (43 %) en silicium (20,1 %), maar ook uit veel metalen: 12,5 % ijzer, 7,4 % aluminium, 6,1 % magnesium en 1,8 % titanium. Dit betekent dat het direct aan het oppervlak alle metalen kan leveren die we nodig hebben om grote habitats en zonnepanelen voor een maanbasis te bouwen.

Het zou zelfs meer metalen kunnen leveren dan nodig is om zonnepanelen te bouwen om de aarde van stroom te voorzien of grote ruimteschepen voor massatransporten naar Mars.

Het is ook relatief eenvoudig om het te smelten en te zuiveren met behulp van lokale hulpbronnen. Voor meer informatie kun je de uitstekende (en lange) video van het kanaal Astrum over dit onderwerp bekijken:

https://www.space.com/china-space-telescope-xuntian

Luchtloosheid

Omdat de Maan luchtloos is, zal ze waarschijnlijk nooit miljarden bewoners hebben. Dit heeft echter enkele belangrijke voordelen.

Het eerste is dat het smelten van regolietmetaal in een harde vacuüm kan worden gedaan door ze in gassen om te zetten. Dit kan bij temperaturen onder de 1.000 °C, gemakkelijk te bereiken met zonneconcentratoren.

Een ander voordeel van het ontbreken van lucht in combinatie met lage zwaartekracht is dat het verlaten van het maanoppervlak veel gemakkelijker is dan dat van de aarde. Terwijl massadrivers, een soort hogesnelheidskatapult voor ruimteschepen in een baan, op aarde nog sciencefiction zijn, zouden we er morgen een op de Maan kunnen bouwen met het juiste budget.

Gecombineerd met de overvloed aan lokale materialen suggereert dit dat het zinvoller kan zijn om het grootste deel van het materiaal dat nodig is voor ruimteverkenning op de Maan te delven en te vervaardigen.

NASA Maanplannen

NASA’s plan voor de Maan wordt behandeld in de Artemis‑missies, beginnend met Artemis I tot en met Artemis IV, met de bouw van een permanente maanbasis, evenals een ruimtestation in de baan van de Maan, de Lunar Gateway.

Bron: NASA

Het plan is één missie per jaar, met telkens 4 astronauten, 2 in een baan en 2 op de Maan zelf.

Bron: The Planetary Society

Vertragingen Stapelen Zich Op

Een terugkerend probleem met het Artemis‑programma zijn vertragingen in het geplande schema. In 2020 werden Artemis II en III al verwacht voor 2024.

Een belangrijk probleem is de SLS (Space Launch System), een nieuwe raket gebouwd door de grote defensie‑ en lucht‑en‑ruimtevaartcontractanten Boeing, Aerojet Rocketdyne (onderdeel van L3Harris), Lockheed Martin (LMT ) en Northrop Grumman (NOC ). De totale ontwikkelingskosten van de SLS zijn opgeblazen tot $100 miljard, of $12 miljoen per dag, en hebben verschillende mislukkingen ondergaan tijdens tests. Als een niet‑herbruikbare raket verhoogt hij ook aanzienlijk het budget van de maanmissies.

De maanlander, of Human Landing System (HLS), wordt ook vertraagd, en er werd een kans van 70 % ingeschat dat hij tegen 2028 klaar zou zijn. Ondertussen wordt het Artemis‑roverteam van Lockheed Martin vervangen door Leidos‑medewerkers.

De dichtstbijzijnde deadline voor de terugkeer van mensen naar de Maan is nu 2026, met maanhabitats (Foundation Habitat en Mobile Habitat) gelanceerd tegen 2032.

Over het geheel genomen hebben de herhaalde vertragingen en enorme kostenoverschrijdingen de reputatie van NASA aangetast en veel ruimte‑enthousiastelingen doen wanhopen over wanneer Artemis daadwerkelijk zal plaatsvinden.

Russische en Chinese Maanplannen

In 2021 kondigde China een plan aan om gezamenlijk met Rusland een maanbasis te bouwen, evenals samen te werken met een reeks andere landen, voornamelijk in Azië en Afrika.

Bron: Wikipedia

Dit volgt op het recente grote succes van de Chinese ruimtevaartorganisatie met de Chang’e 6‑sonde, die de eerste ooit genomen monster van maangesteente van de verre kant van de Maan bracht.

De Chang’e‑7‑missie, gepland voor 2026, zal de zuidpool verkennen, die is geselecteerd als locatie voor de toekomstige maanbasis.

Chang’e‑8 zal in 2028 worden gelanceerd om te experimenteren met het gebruik van maanbronnen voor in‑situ productie.

Het openbare plan is veel minder gedetailleerd dan het Artemis‑programma. We weten echter een paar dingen:

• Het zal worden verdeeld in 3 fasen en vereist 5 missies van superzware lanceerders die nog in ontwikkeling zijn.
  • De eerste fase zal gewijd zijn aan wetenschappelijke metingen en lokale hulpbronnen.
  • De tweede fase zal de basisondersteunende elementen bouwen en de eerste bemande landing op afstand uitvoeren.
  • De derde fase, waarschijnlijk rond 2045, zal de daadwerkelijke basis bouwen die klaar is om meer astronauten te ontvangen en de faciliteit uit te breiden.
• Het idee is om elke Chang’e‑missie te gebruiken om stap voor stap de modules van de benodigde technologie te ontwikkelen, zoals landen op de zuidpool en die verkennen, hoe lokale hulpbronnen te gebruiken, enz.
• Het is duidelijk dat China rekent op vooruitgang in zijn lanceertechnologie, inclusief herbruikbaarheid, om in de tussentijd het station te bouwen.

Bron: Techeblog

Je kunt ook de eerste weergaven van de geplande maanbasis zien in deze video van de Chinese staatsmedia (in het Chinees):

https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2020/12/artemis_plan-20200921.pdf

Nucleaire Energie

Een belangrijke bijdrage van Rusland aan het programma zou zijn expertise in nucleaire energie zijn, met name miniaturiserende reactoren. Er wordt verwacht dat deze tot 1 MW (1.000 kW) kan bereiken.

Dit zou ook kunnen worden gedaan in samenwerking met India, een nieuwe ambitieuze maanland die dit sinds zijn robotische missie in 2023 met Chandrayaan‑3 heeft bereikt, waardoor het de vijfde natie is die dit heeft gedaan.

Nachten op de Maan duren 14 dagen, wat cruciaal kan zijn voor elke grootschalige bewoning die moeite zal hebben om uitsluitend op zonne‑energie te vertrouwen.

Opgemerkt moet worden dat NASA ook van plan is nucleaire energie te gebruiken, maar op een veel kleinere schaal, met micro‑reactoren van 50‑100 kW van Rolls Royce.

Maan Economische Zone

China heeft een zeer ambitieus plan voor ruimteverkenning en maancolonisatie, met een visie die sterk Chinees is en gericht op economische ontwikkeling in plaats van “wetenschappelijk zuivere” ruimteverkenning.

Het stelde onder meer voor om een ruimte‑economische zone tussen de aarde en de maan op te richten en heeft er een routekaart voor opgesteld met een jaarlijkse “totale outputwaarde van meer dan 10 triljoen USD” rond 2050.

Maan Massadriver

Als dit plan extreem ver vooruitziet, komt dat doordat het dat ook is.

De multi‑biljoen‑dollar aarde‑maan economie die door Chinese planners en onderzoekers wordt voorgesteld, zou mogelijk helium‑3 omvatten. Dit ultra‑zeldzame element zou kernfusie gemakkelijker kunnen maken (zonder neutronemissies).

“Slechts 20 ton helium‑3 zou aan de jaarlijkse elektriciteitsvraag van China kunnen voldoen. Terwijl de aarde slechts ongeveer 0,5 ton helium‑3 heeft, wordt geschat dat het maangrond 1 miljoen ton bevat — genoeg om de energiebehoefte van de wereld voor meer dan duizend jaar te voorzien.

Maangrond heeft genoeg helium‑3 om de wereld voor meer dan duizend jaar van energie te voorzien”

Bron: SCMP

Om deze hulpbronnen terug te halen, plant China een massadriver te gebruiken die in wezen werkt als een zeer grote roterende hamer. Dit is zeer vergelijkbaar met de op aarde geplande lancering die door het bedrijf SpinLaunch wordt voorgesteld.

Maar terwijl de noodzaak om een vacuüm te creëren en dit vervolgens veilig te doorbreken een groot probleem is voor SpinLaunch, is dit geen probleem op de luchtloze Maan. Het is gemakkelijker, aangezien de zwaartekracht slechts 1/6 van die van de aarde is.

Bron: SpinLaunch

Ze verwachten dat de massadriver het lanceermateriaal van de Maan met een factor 10 kan verminderen.

Dezelfde technologie zou kunnen worden gebruikt voor zonne‑energiesatellieten of bulkmateriaal om grote vrachtschepen naar Mars te bouwen en te vullen.

In het algemeen lijkt het erop dat China een visie heeft waarbij de verkenning van de maan en de bases zichzelf uiteindelijk terugbetalen.

Mars

Alle partijen zien de meeste maanbases als opstapjes naar de verkenning van Mars. Voor zowel NASA als China/Rusland is dit echter een nogal verre doel.

Ondertussen is Elon Musk’s SpaceX van plan om volgend jaar in‑baan bijtanken uit te voeren, na het succes van het vangen van een tussenlanding van de nieuw geteste Starship. Dit zal een noodzakelijke stap zijn voor elke reis buiten de directe baan van de aarde, vooral richting de Maan of Mars.

Bron: Elon Musk

Hij verwachtte dat mensen op Mars al in 2028 bereikt zouden kunnen worden, waardoor het sterk in strijd is met de maanplannen van alle publieke ruimteagentschappen.

Dit is waarschijnlijk een voorbeeld van de beroemde “Elon‑tijd”, met deadlines die iets te kort zijn om in de praktijk te gebeuren.

Tegelijkertijd, als Starship presteert zoals verwacht, is er geen reden, behalve budgettaire beperkingen, om Mars als onbereikbaar te zien. Het probleem kan veel meer gaan over het bouwen van een overleefbare habitat voor Mars zodat astronauten hun verblijf kunnen overleven dan over de reis zelf.

Zal SpaceX het op zich nemen om ruimteverkenning naar nieuwe mijlpalen te brengen zonder NASA?

Raketvoertuigen

SpaceX

SpaceX’s opmerkelijke prestatie in herbruikbare lanceertechnologie, nu bekroond door het recente succes van Starship, heeft de VS duidelijk voorop geplaatst ten opzichte van haar concurrenten.

In het bijzonder heeft het geleid tot een volledige ineenstorting van lanceerkosten, waarbij vrijwel alle andere raketten plotseling onrendabel en commercieel niet levensvatbaar werden. Vandaar de groeiende kritiek op NASA’s koppige afhankelijkheid van de SLS.

Als Spaceship zijn voorsprong kan behouden, zou het de overgrote meerderheid van de ruimte‑lanceermarkt kunnen veroveren en ook de primaire optie kunnen worden om de Maan en Mars te bereiken in een vernieuwd Artemis‑programma, waarbij men afstand doet van de SLS.

Chinese Lanceervoertuigen

Long March Lanceervoertuigen

Het Chinese staatsruimteprogramma vertrouwt op de Long March‑rakettenfamilie. De toekomstige superzware Long March 9, die in ontwikkeling is, zal naar verwachting payloads van 140 ton naar LEO (in de definitieve versie) en 44 ton naar Mars kunnen vervoeren.

De eerste testlancering is gepland voor 2030. Er wordt verwacht dat hij een herbruikbare eerste trap heeft, met volledige herbruikbaarheid bereikt in 2040.

Bron: Orbital Today

Private Chinese Bedrijven

Geïnspireerd door SpaceX proberen ondernemers in China het succes van Musk na te bootsen door private raketbedrijven op te richten die de bureaucratie en openbare aanbestedingen omzeilen, wat de kosten enorm lijkt op te drijven. Dit is inmiddels een groot ecosysteem:

Bron: Andrew Jones/SpaceNews

We kunnen enkele van deze bedrijven in meer detail noemen:

• LandSpace: het bedrijf heeft in september 2024 een verticale start en landing (VTVL) van 10 kilometer uitgevoerd.
  • – Zijn raketten worden aangedreven met methaan en gebruiken roestvrij staal, precies zoals SpaceX (destijds een zeer innovatieve ontwerpkeuze), en ontwikkelt de ZQ‑3 herbruikbare raket, met een eerste vlucht gepland voor 2025.
  • – Het zou een LEO‑payload van 21,3 ton hebben, vergelijkbaar met de 15,8 ton van SpaceX Falcon 9.
• Galactic Energy (Pallas‑1), een zeelaunched raketbedrijf dat al commerciële satellieten in een baan brengt.
• Orienspace (Gravity‑1), die in januari 2024 het record van payloadcapaciteit voor Chinese commerciële raketten brak, met 6,5 ton payload naar LEO.
  • – Het bedrijf werd pas in 2020 opgericht, en het snelle technische succes doet sterk denken aan het vroege SpaceX.
• Space Pioneer: Zijn Tianlong‑3‑raket zal gericht zijn op het kunnen vervoeren van 17 ton payload naar LEO.
  • – Het bedrijf kwam in juli 2024 in het nieuws om de verkeerde redenen toen een raket in vlammen uitbarstte nadat hij tijdens een statische vuistest (waar de raket op de grond moet blijven) opstond.

Investeren in Ruimteverkenning

Ruimte is een zeer gevestigde industrie die een wedergeboorte en explosieve groei doormaakt dankzij herbruikbare raketten. We bespraken hoe dit volledige kansen zal creëren in ons artikel “Reusable Rockets To Create Multiple New Markets By Lowering Costs Drastically”.

De huidige ruimte‑markt bedraagt $443 miljard. Meer speculatieve (maar potentieel zeer lucratieve) ideeën zoals asteroïd‑mijnbouw, ruimtetoerisme en hypersonische vluchten kunnen nog eens $350 miljard aan inkomsten toevoegen, plus een prognose van satelliet‑gebaseerd internet ter waarde van $17 miljard, evenals militaire toepassingen en gesubsidieerde maanbases, wetenschappelijke projecten, enz.

Je kunt investeren in ruimtegerelateerde bedrijven via vele brokers, en je kunt op deze website onze aanbevelingen vinden voor de beste brokers in de VS, Canada, Australië, het VK, evenals vele andere landen.

Als je niet geïnteresseerd bent in het selecteren van specifieke ruimtegerelateerde bedrijven, kun je ook kijken naar ETF’s zoals ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX) of VanEck Space Innovators UCITS ETF (JEDI) om te profiteren van de groei van de ruimte‑sector als geheel.

SpaceX

Ondanks de vooruitgang van bedrijven zoals Rocket Lab en het kleine leger van Chinese private bedrijven, blijft SpaceX de onbetwiste leider in de herbruikbare raketsector. Andere bedrijven zoals Jeff Bezos’ Blue Origin of de defensie‑/lucht‑en‑ruimtevaartgiganten zijn tot nu toe er niet in geslaagd het tempo van SpaceX bij te houden, ondanks grotere budgetten.

Herbruikbare raketten zullen vanaf nu waarschijnlijk het enige commercieel levensvatbare ontwerp zijn. Niet‑herbruikbare raketprogramma’s kunnen in de VS, China of Rusland met belastinggeld in stand worden gehouden, maar SpaceX is nu de norm voor de hele industrie.

Bron: Ark Invest

Dit betekent ook dat zelfs als Starship de lanceerkosten verlaagt, SpaceX Starship niet volledig tegen die kosten hoeft te prijzen, zolang de concurrenten ver achterblijven.

Dit zou SpaceX in staat kunnen stellen een groter deel van de gecreëerde waarde te veroveren en dit bedrag te herinvesteren in verdere groei en nieuwe projecten, bijvoorbeeld door betere alternatieven te bieden voor bestaande aanbiedingen voor maanbases, interplanetaire ruimteschepen, energiesatellieten, enz.

Starlink

Naast een steeds groter wordende dominantie op de lanceermarkt via Starship, is Starlink de andere grote verandering bij SpaceX.

De ruimte‑gebaseerde internetdienst heeft in september 2024 4 miljoen gebruikers bereikt, met een groei van 1 miljoen in slechts 4 maanden. Het heeft ook de toetredingsdrempel verlaagd door de prijs van de Starlink‑terminal te verlagen van $499 naar $299 (in de VS).

Slecht verbonden maar snel ontwikkelende gebieden zoals Zuid‑ en Zuidoost‑Azië zullen waarschijnlijk ook grote markten worden. Het werd al in mei 2024 nieuw goedgekeurd in Indonesië, na de Filipijnen en Maleisië.

Starlink kan binnenkort in nieuwe landen worden uitgerold, zoals Zuid‑Korea in 2025. Het zou ook relatief snel India kunnen bereiken, hoewel er nog geen datum is aangekondigd.

Starlink