Vlaamse scholieren mochten in gewichtloze toestand experimenten uitvoeren aan boord van een speciale vlucht van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Knack vloog mee.

Je voelt ineens dat je een onderkaak hebt. Die hangt zwaar te zijn. Je armen wegen als lood. Als je probeert te stappen heb je wat van een robot. En je mag vooral je hoofd niet bewegen. Want dan kun je ziek worden.

Twintig seconden lang ben je bijna dubbel zo zwaar als anders: 1,8 G, waarbij G voor gravitatie staat, de normale zwaartekracht die we op aarde ondergaan. Omdat ook de gehoorsteentjes in de oren anders dan normaal reageren onder 1,8 G, dreigen ze achter te blijven als je je hoofd draait, wat voor evenwichtsstoornissen kan zorgen, gekoppeld aan andere fysieke ongemakken, vooral in de maagstreek.

Maar als je rustig blijft, raak je probleemloos door 1,8 G. Dan komt de boodschap injection door de luidsprekers van het vliegtuig, en ben je ineens gewichtloos. Een bevreemdende ervaring. Je haren rijzen letterlijk te berge, je lichaam doet wat het wil. Je hebt de neiging zwembewegingen te maken, maar dat helpt niet, je wilt grabbelen naar steun. Als je je nergens aan kunt vasthouden of je nergens tegen af kunt stoten, ben je volledig hulpeloos.

Een menselijk lichaam heeft geen houvast in de ruimte.

Toch heeft de mens de ambitie de ruimte te veroveren. Sommigen dromen hardop van een leven in de ruimte, van het koloniseren van andere planeten – planeten die niet, zoals de aarde, geschikt zijn om leven zoals wij het kennen te huizen. Anderen zien doemscenario’s waarbij mensen gedwongen zullen worden de aarde te verlaten als onze soort van de ondergang gered wil worden. We kunnen beter klaar zijn, voorbereid op het ergste.

Daarom krijgt de studie van wat er in gewichtloze toestand gebeurt, zoveel aandacht. Aan veel universiteiten wordt er diepgaand onderzoek naar gedaan. Maar omdat de wachtlijsten voor experimenten in de ruimte, in de ruimteshuttles of het ruimtestation, lang zijn, moet er naar noodoplossingen worden gezocht. Noodoplossingen op aarde. Waar ook al lange wachtlijsten zijn. Maar waar de kans op succes groter is.

150.000 EURO PER VLUCHT

In het Franse Bordeaux beheert het bedrijfje Novespace – een paar containers en een tent naast een bijna failliet vliegtuigonderhoudsbedrijf – een grote Airbus A300, die speciaal is aangepast om vluchten in Zero-G (zonder zwaartekracht) uit te voeren. Een hele onderneming, zo’n vlucht, waarbij twee piloten en twee vlucht-ingenieurs constant in de weer zijn om het vliegtuig zo te sturen dat telkens gedurende 20 seconden alle krachten die erop inwerken uitgeschakeld worden, zodat er binnen een bijna-gewichtloosheid heerst.

Het toestel wordt op zes tot acht kilometer boven de aarde opgetrokken in een hoek van 47 graden – ter vergelijking: bij een normaal vertrek van een lijnvlucht is de hoek slechts 18 graden ( zie grafiek). Na een kleine halve minuut wordt de top van een parabool bereikt en worden de motoren uitgeschakeld, waarna de gewichtloosheid optreedt. Een fascinerend uitzicht vanuit de cockpit: eerst bijna loodrecht omhoog het blauw van de hemel in, vervolgens na een rustige zweefbeurt steil naar beneden, met de neus naar het land.

Tot de parabool ten einde is, de piloten het toestel weer in de hand nemen, er nog eens een kleine halve minuut van 1,8 G volgt, en de normale toestand weerkeert, de maag zoekt weer haar normale positie in de buik. Voor eventjes toch. Tijdens een typische excursie met de Airbus, die een uur of vier duurt, wordt dertig keer de toestand van gewichtloosheid bereikt.

Dat is voldoende om niet al te ingewikkelde experimenten uit te voeren. De voornaamste klant van Novespace is de Europese Ruimtevaartorganisatie ESA, die het toestel regelmatig huurt. Maar ook andere klanten kunnen het boeken, voor 150.000 euro per vlucht. België deed dat al twee keer, een eerste keer drie jaar geleden, toen het Brussels Gewest het toestel huurde in het kader van een wedstrijd voor middelbare scholen, en een tweede keer op 5 en 6 september jongstleden. De federale overheidsdienst (FOD) Wetenschapsbeleid boekte toen een heen- en terugreis tussen Bordeaux en onze militaire luchthaven van Melsbroek, waarbij telkens de helft van het toestel vol stond met experimenten van – opnieuw – Belgische scholieren die als besten uit een competitie waren gekomen ( zie kader).

‘We denken dat zo’n investering nuttig is, omdat we er een heleboel scholieren mee kunnen stimuleren om zich een tijdlang in ruimte en wetenschap te verdiepen, in het besef dat zo’n paraboolvlucht voor jongeren een droom moet zijn’, zegt Elke Delvoye die op de FOD Wetenschapsbeleid het project vormgaf. ‘Als ik de reacties van de jongeren zie, denk ik dat we in ons opzet geslaagd zijn. Ze zullen dit nooit vergeten, en zullen meer dan ooit geïnteresseerd zijn in een wetenschappelijke loopbaan.’

Een opzet dat zeker nuttig is, omdat ons land met een chronisch tekort aan ingenieurs kampt. Er is ook het constante lobbywerk van ex-astronaut Dirk Frimout en zijn Euro Space Society, die de aanzet gaf tot dit initiatief. Uniek, in ieder geval, want geen enkel ander Europees land huurde de Airbus ooit om er zelf experimenten in uit te voeren – laat staan experimenten van jongeren. België is hier de voortrekker.

‘Je denkt nooit dat zoiets mogelijk is,’ bevestigen Sander Cools en Sebastian Feyten van het Sint-Romboutscollege van Mechelen, ‘en ineens zit je toch aan boord met je experiment, en je vertrekt, en je ziet rondom je de gesofisticeerde experimenten van universiteiten, en dan denk je: dat wil ik later ook doen. Deze ervaring is echt met niets te vergelijken. Iets om mee te dragen.’

Jan Stals van het Sint-Pieterscollege in Jette bleek geen last te hebben van de zo gevreesde ruimteziekte in gewichtloze toestand, en tolde rond dat het een lieve lust was. ‘We hebben hier veel tijd en energie aan besteed, meer dan een half jaar lang, om het experiment te bedenken en de installatie te bouwen’, vertelt hij. ‘Maar het was meer dan de moeite waard. Deze ervaring neemt niemand ons nog af.’

Bertrand Dujardin van het Vrij Technisch Instituut in Ieper, die nog nooit eerder in een vliegtuig had gezeten, sprak aan boord zelfs met een echte astronaut, de Franse copiloot van het toestel, die in 2002 met de spaceshuttle meevloog naar het ruimtestation. ‘Nu weet ik zeker dat ik er alles aan zal doen om later astronaut te worden’, stelde hij achteraf. ‘En als het niet lukt, is het niet erg. Dan heb ik het tenminste geprobeerd.’

De kans dat het niet lukt, is reëel. Je moet vooral geluk hebben om astronaut te kunnen worden, geluk dat je op het juiste moment op de juiste plaats bent, met de juiste kwalificaties.

SUSKE EN WISKE

Aan boord bevond zich ook Vladimir Pletser, een Belg die samen met Frank Dewinne (onze tweede man in de ruimte) kandidaat-astronaut was, maar die om medische redenen zijn opleiding moest afbreken. Nu coördineert hij voor de ESA de experimenten op de paraboolvluchten. Hij amuseerde zich tijdens de vlucht door gewichtloze scholieren als een bal in een net te keilen, tot groot jolijt van iedereen.

‘Er zit altijd verrassend veel creativiteit in de experimenten van jongeren’, analyseert Pletser. ‘Dat project van de zingende zwaartekracht, dat is niet alleen een geschikte titel voor een album van Suske en Wiske, het is ook briljant in zijn eenvoud. Niemand heeft daar ooit aan gedacht.’

Originaliteit is een vereiste om mee te mogen vliegen. Iemand die voor de zoveelste keer met het geweldige idee aankomt om te testen of het realistisch is wat Kuifjes kapitein Haddock in de strip Raket naar de Maan probeerde (een zwevende bol whisky opdrinken) moet terug naar af. Vloeistoftechnologie is nochtans een hot topic in het moderne ruimteonderzoek – de meeste experimenten op de vlucht van begin september hadden ermee te maken. Zo wordt gekeken naar wat er gebeurt als een brandstoftank halfleeg is in de ruimte, of er uit het ‘geklots’ geen vorm van energie gepuurd kan worden.

Pletser, die tijdens de vlucht zijn 25 uur gewichtloosheid vol maakte, ligt er niet wakker van dat dit soort experimenten op schoolniveau de ruimtewetenschap niet noodzakelijk beduidend vooruithelpt: ‘Het gaat hem om het vormen van de wetenschappers van morgen. Maar het zal altijd goedkoper zijn om dit soort experimenten in een paraboolvlucht uit te voeren dan in de ruimte zelf. Zoals we ook experimenteren in uiterst onherbergzame streken op aarde, om te simuleren wat er eventueel op Mars mis zou kunnen lopen. Alles wat we op voorhand weten, is meegenomen.’

Routine wordt zo’n vlucht nooit: ‘Gewichtloosheid is zo speciaal, bijna onbeschrijfelijk, dat het telkens weer verrast. Je kunt dit niet beu worden.’ En alle experimenten krijgen te kampen met onvoorziene technische problemen: ‘Je weet nooit hoe je opstelling zal reageren, tot je ze bezig ziet in Zero-G.’

Er wordt op een paraboolvlucht uiteraard veel aandacht besteed aan de veiligheid. De eerste vlucht van Novespace dateert van 1989. Nog maar één keer kwam er een noodlanding aan te pas, toen een doodzieke en panikerende journaliste afgevoerd moest worden. De experimenten worden op voorhand gescreend op veiligheid. Rondklotsend water is niet aan de orde, tenzij het hermetisch is ingekapseld, vloeibaar stikstof kan niet, alles moet zeer goed vasthangen om rondzweven en schade aan het toestel te vermijden.

Helaas geldt aan boord een leeftijds-limiet van achttien jaar, wat voor schoolwedstrijden een probleem is. Een aantal jongeren dat deelnam aan de Belgische campagne mocht niet meevliegen, wegens te jong – voor één gast scheelde het amper tien dagen.

EEN KOMEET STOPPEN

De dagen voor de vlucht stijgt zowel spanning als euforie. Zeker na de veiligheidsbriefing, met van cynische grappen barstende piloten, en na het verdelen van de vliegpakken met ruimtelogo’s waarin iedereen zich per definitie held voelt, vooral in de lobby van een hotel. De ochtend zelf wordt het stiller. Op de bus naar de luchthaven werd – al dan niet bewust – een stuk van de film Armageddon gedraaid, waarin een team in de ruimte een naar de aarde stormende komeet moet stoppen. Het medicament scopolamine moet ingenomen worden om ruimteziekte tegen te gaan, en kotszakjes worden uitgedeeld. Als het toestel met anderhalf uur vertraging vertrekt omdat er een technisch falen was, houdt bijna iedereen de adem in.

Tot de eerste sessie gewichtloosheid. Dan is de euforie er weer. Zeker als het lichaam zich goed gedraagt. Strijd tegen overmoed is nadien de voornaamste bekommernis. Want de meesten worden pas ziek na een vijftiental parabolen.

‘Troost je,’ zegt Pletser tot een zieke scholier, ‘de helft van de astronauten heeft last van ruimteziekte. Een derde van de mensen wordt niet ziek tijdens een paraboolvlucht, een derde een beetje, en een derde krijgt het zwaar te verduren. En iedereen wordt moe. Gewichtloosheid is zwaar voor een lichaam.’

Zwaartekracht is een fundamentele wet waarop het leven zich heeft ingesteld. Onze lichamen zijn niet gemaakt om gewichtloos te leven. Astronauten verliezen in de ruimte soms een kwart van hun spiermassa en hun beenweefsel, en een substantieel deel van de witte bloedcellen die een lichaam tegen infecties beschermen. Het zal een heksentoer zijn om de ruimte zo in te richten dat we erin kunnen floreren. De Airbus van Novespace zal zijn nut nog kunnen bewijzen.

De ESA investeert sinds kort sterk in projecten met studenten. Ze promoot onder meer het programma YES: Young Engineers Satellite, waarin 140 studenten uit heel Europa samen een satelliet met de afmetingen van een wasmachine in elkaar steken. Een eerste experiment mislukte, een tweede moet beter.

In het kader van een ander ESA-studentenproject zat in de Airbus ook een Belgisch-Congolees koppel van de Ecole Centrale des Arts et Métiers in Brussel. Steve Ukaba is de technicus van de twee, de man die sleutelt aan de opstelling, en die hoopt op een loopbaan bij de ESA. De drijvende kracht is het meisje, Alexandra Kizizié, die drie jaar geleden al deelnam aan de eerste Belgische paraboolvlucht, en die op haar elan is doorgegaan. Ze wil niet meer of niet minder dan de eerste Afrikaanse astronaut worden.

Het koppel voerde een experiment uit om het gedrag van een nieuwe warmtewisselaar in gewichtloosheid te testen, die gebruikt zal worden om, bijvoorbeeld, ruimtemotoren af te koelen. Tot vlak voor het vertrek zat Ukaba met moersleutels aan de installatie te prutsen.

Wie dacht dat ruimtevaart alleen op hightech steunt, schrok zich een hoedje in Bordeaux. Er werd wat afgesukkeld en afgeplakt en afgezaagd in de Airbus. Flying Plumbers noemde een Belgische universiteitsploeg zich. De weg naar hightech loopt via klassieke loodgieterij. Frank Dewinne had naar verluidt aanvankelijk heel wat moeite om het principe van het sms’en in de vingers te krijgen. Kennis is echt wel iets collectiefs.

De jeugd van tegenwoordig heeft geen probleem met sms’en, iPods en laptops. De jeugd van tegenwoordig lijkt even geëngageerd als de jeugd van vroeger. Ze is alleen veel handiger met techniek. Dat zal in de ruimte goed van pas komen. De ultieme technologische uitdaging van morgen is de mens zo aanpassen dat hij zijn biologie overstijgt, en de planeet kan verlaten waarop hij heeft leren leven.

Geen wonder dat ingenieurs zo gefascineerd zijn door ruimtevaarttechnologie.

zie ook de blog van Dirk Draulans op www.knack.be

DOOR DIRK DRAULANS