Vandaag is het exact vijftien jaar geleden dat spaceshuttle Atlantis landde, waarmee een einde kwam aan het spaceshuttleprogramma. Een terugblik op de nalatenschap van het meest controversiële ruimtevaartuig ooit gebouwd.
Het was 21 juli 2011, 11:57 uur Nederlandse tijd, toen spaceshuttle Atlantis op Kennedy Space Center in Florida neerstreken. Het betrof missie STS-135, de 135ste en tevens laatste vlucht van het spaceshuttleprogramma. Vijftien jaar later is de landing van Atlantis nog altijd een mijlpaal die in de ruimtevaartgeschiedenis weergalmt. De spaceshuttles van NASA waren méér dan alleen transportmiddelen; ze belichaamden een droom van herhaalbare en betaalbare ruimtevaart. Een droom die nooit helemaal uitkwam…
(video van de landing van NASA’s laatste shuttle op 21 juli 2011 om 05:57 uur lokale tijd –
tekst gaat door onder video’s)
Een compleet ander ruimtevaartuig
De spaceshuttle was in zijn tijd een technologisch wonder. Het voertuig bestond uit een herbruikbaar ruimtevliegtuig; de orbiter, die werd gelanceerd met een wegwerpbare externe brandstoftank en twee herbruikbare vastebrandstoftrappen. Het kon tot acht astronauten en ruim 22.000 kilogram vracht in een lage baan om de aarde brengen. Na afloop van de missie keerde de orbiter terug in de atmosfeer en landde als een zweefvliegtuig. Het was het eerste gevleugelde, bemenste ruimtevaartuig dat meerdere vluchten naar een baan om de aarde maakte. Tussen 1981 en 2011 vlogen de vijf orbiters: Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis en Endeavour samen 135 missies, vervoerden ze 355 astronauten uit zestien landen en legden ze bijna 872 miljoen kilometer af.
Een programma onder spanning
Toch werd de spaceshuttle nooit hetgeen wat ooit beloofd was. De oorspronkelijke gedachte was dat de shuttle tientallen keren per jaar zou vliegen en de ruimtevaart betaalbaar zou maken. De schattingen voor de lanceringskosten in 1972 lagen rond de 1.400 dollar per kilogram. De werkelijkheid bleek weerbarstiger. De totale kosten van het Shuttle-programma tot 2011 waren omgerekend naar de waarde van dat moment bijna 196 miljard dollar. Dat komt neer op zo’n 1,5 miljard dollar per lancering, oftewel ruim 60.000 dollar per kilogram vracht. De hoge onderhoudskosten van de complexe hitteschilden en motoren maakten de beloofde efficiëntie onmogelijk.
Zeker richting het pensioneren van de shuttles werd de kritiek op het gehele programma heviger vanuit experts, die stelden dat het Shuttle-programma er nauwelijks in was geslaagd de beloofde kosten- en bruikbaarheidsdoelen te realiseren en dat er bovendien sprake was van aanhoudende problemen: met het ontwerp, de kosten, het management en de veiligheid. Dat ontwerp was van meet af aan een compromis.
NASA, het Amerikaanse civiele ruimtevaartagentschap dus, had oorspronkelijk een veel kleinere, lichtere shuttle voor ogen met twee korte, stompe vleugels; een eenvoudige ‘personenbus’ voor transport naar een lage baan om de aarde. Maar het Amerikaanse ministerie van Defensie, dat financieel bijsprong en óók afnemer werd van dezelfde shuttle, eiste een groot dwarsbereikvermogen (cross-range) voor militaire missies, wat dwong tot de enorme deltavleugels die de uiteindelijke orbiter zo kenmerken. Die vleugels maakten het voertuig niet alleen zwaarder en trager, ze vereisten ook een gigantisch hitteschild met tienduizenden kwetsbare tegels: een onderhoudsintensieve nachtmerrie die de beloofde efficiëntie onmogelijk maakte. Ook de keuze voor herbruikbare hoofdmotoren, gemonteerd in de orbiter zelf, leek logisch voor hergebruik, maar dreef de onderhoudskosten enorm op en maakte het voertuig complexer en riskanter, onder andere omdat deze op waterstof werkte wat leidt tot waterstofverbrossing. Wat overbleef was een hybride die nóch de eenvoud van NASA’s oorspronkelijke droom, nóch de robuustheid van een militair voertuig bezat: een ontwerp waarin alle partijen water bij de wijn hadden gedaan, maar niemand echt tevreden was.
De militaire invloed beperkte zich overigens niet tot het ontwerp. Ongeveer tien procent van alle shuttlevluchten betrof strikt geheime operaties voor het Pentagon, die ermee vaak spionagesatellieten in een baan om de aarde brachten. De eerste volledig militaire missie was STS-51C in januari 1985; daarna volgden onder meer STS-27, STS-28, STS-33 en STS-36. Ook werd er een compleet lanceercomplex gebouwd op Vandenberg Air Force Base in Californië, speciaal voor geheime lanceringen naar polaire banen; een project dat zo’n 3 miljard dollar kostte maar nooit is gebruikt. Na de Challenger-ramp in 1986 (zie verderop) besloot het Pentagon dat het te riskant was om afhankelijk te zijn van de shuttle voor cruciale nationale veiligheidsmissies en schakelde het weer over op wegwerpbare raketten en de latere Boeing X-37 (OTV) shuttle. De laatste militaire Spaceshuttle-vlucht was STS-53 in december 1992.
De schaduw van twee rampen
Twee van de vijf orbiters gingen verloren bij catastrofale ongelukken. In januari 1986 viel Challenger uiteen, 73 seconden na de lancering, door falende pakkingen in een van de twee vastebrandstoftrappen. In februari 2003 desintegreerde Columbia tijdens de terugkeer in de atmosfeer, nadat een stuk isolatieschuim van de externe tank bij de lancering het hitteschild van de vleugel had beschadigd. Veertien astronauten kwamen bij deze twee rampen om het leven. De ongelukken waren niet alleen technisch van aard. Onderzoeken wezen op een cultuur bij NASA waarin waarschuwingen van ingenieurs niet altijd serieus werden genomen. Het fenomeen ‘normalisering van afwijkingen’, namelijk het steeds accepteren van kleine afwijkingen omdat ze eerder niet tot een ramp leidden, speelde een duistere rol.
Het besef van de kwetsbaarheid van de shuttle was na Columbia volledig doordrongen. Voortaan moest bij elke missie een tweede shuttle paraat staan als reddingsschip, een zogeheten Launch On Need-missie. Als de vliegende orbiter tijdens visuele inspecties onherstelbare schade aan het hitteschild vertoonde, kon de bemanning schuilen in het ISS, waarna de reserve-shuttle zou worden gelanceerd om hen veilig terug te halen. Voor de laatste Hubble-onderhoudsmissie, die het ISS niet kon bereiken, stond shuttle Endeavour zelfs wekenlang op de lanceerplaats klaar voor een shuttle-naar-shuttle-reddingsmissie. Geen van deze reddingsmissies is ooit werkelijk nodig geweest als zodanig, maar ze onderstrepen hoezeer het vertrouwen in de shuttle was aangetast bij NASA zelf, en hoe hoog de prijs was van het ontbreken van een echt veilig ontwerp.
Een onmisbare erfenis
Ondanks de kritieken en de tragedies boekte het Shuttle-programma ongekende successen(!). De shuttles waren onmisbaar voor de bouw en bevoorrading van het internationale ruimtestation (ISS). Zo’n veertig missies waren gewijd aan het samenstellen van het ruimtelaboratorium, waarvoor meer dan honderd ruimtewandelingen nodig waren. De Hubble-ruimtetelescoop, in 1990 gelanceerd en later meerdere malen onderhouden en gerepareerd, is misschien wel het meest zichtbare eerbetoon aan de shuttle. Daarnaast bood de shuttle onderdak aan Spacelab, het door Europa ontwikkelde laboratorium dat in het laadruim werd meegenomen en plaats bood aan tientallen wetenschappelijke experimenten op het gebied van microzwaartekracht, materiaalkunde en levenswetenschappen. De Nederlandse astronaut Wubbo Ockels maakte hiervan gebruik tijdens zijn vlucht met Challenger in 1985, als vrachtspecialist op de Duitse/ESA’ Spacelab D1-missie. De shuttle heeft daarnaast tal van satellieten uitgezet en tot slot een generatie geïnspireerd op de hoogste regionen van kennis en kunnen. Een reeks in foto en in woord, als ode aan het programma:
Leestip: Wubbo Ockels: 40 jaar na de vlucht van de eerste Nederlander in de ruimte
Leestip: Alleen in de ruimte zonder veiligheidslijn: deze astronaut durfde dat in 1984
De drie nog resterende, gevlogen orbiters Discovery, Atlantis en Endeavour plus een zesde gebouwde test-orbiter Enterprise staan nu verspreid tentoongesteld over musea in de Verenigde Staten, als tastbare herinnering aan een complex tijdperk. Hun technologische erfgoed leeft voort: onderdelen van de spaceshuttles, zoals de hoofdmotoren, worden hergebruikt voor NASA’s nieuwe Space Launch System-raket voor het Artemis-programma.
Een hoofdstuk afgesloten, een nieuwe begonnen
Met de landing van Atlantis viel, exact vijftien jaar geleden, niet alleen het doek voor een ruimtevaartuig, maar ook voor een illusie. De shuttle was een hybride van tegenstrijdige eisen: een civiele personenbus die ook nog eens geheime spionagesatellieten moest lanceren, een herbruikbaar wonder dat juist door die herbruikbaarheid onbetaalbaar werd, een technisch meesterwerk dat twee keer explodeerde met veertien doden tot gevolg. Zijn nalatenschap is dan ook weerbarstig. Zonder de shuttle geen ISS, geen Hubble, geen basis voor de commerciële ruimtevaart van nu en wellicht andere samenwerking met de Russen, waar in ieder geval de eerste 25 jaar sinds de val van de Muur veel positiefs uit voortkwam. Maar gelijkertijd: zonder de shuttle hadden we wellicht eerder een veiliger, goedkoper en flexibeler alternatief ontwikkeld, zoals efficiëntere raketten en veiliger capsules zoals we ze nu zien. Het is die spanning; tussen wat de shuttle had moeten zijn en wat hij uiteindelijk werd, die het programma tot op de dag van vandaag zo fascinerend maakt. Vijftien jaar later vliegen SpaceX, Boeing en Lockheed Martin af en aan naar de ruimte, bouwt NASA aan een terugkeer naar de Maan en tonen de orbiters zich in musea. De shuttle is geschiedenis, maar de lessen die hij ons naliet, over ambitie, over compromissen, over de grenzen van technologie en organisatie, zijn dat allerminst.
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcasts met wetenschapsredacteur Diederik Jekel en hoofdredacteur Krijn Soeteman over het Apollo programma (aanrader!).
