23 augustus 2019

Tijdlijn SpaceX Mars kolonisatie 2019-2050

Elon Musk’s doel is helder, hij wil naar Mars en snel. Musk heeft in het recente verleden regelmatig aangegeven dat hij het vestigen van een stad op Mars als uiteindelijk doel voor ogen heeft en dat dit rond 2050 gerealiseerd kan worden. Met een stad bedoelt hij ook een echte, volwaardige zelfvoorzienende stad en niet slechts een nederzetting. Recent hebben andere leidinggevenden van SpaceX, onder wie de directeur commercial sales Jonathan Hofeller en directeur Mars planetary engineering Paul Wooster van SpaceX hun licht over de Mars kolonisatie plannen geworpen. Voor de reizen naar Mars heeft SpaceX, zoals ieder wel bekend is die SpaceX’ reilen en zeilen volgt,  de ontwikkeling van de enorme Starship raket (voorheen Mars Colonial Transporter, nu BFR) op zich genomen. Deze enorme raket, ontworpen met het oog op de verre Mars reizen, is een herbruikbare raket uitgerust met 31 Raptormotoren die als brandstof LOX (vloeibaar zuurstof) en methaan gebruikt, dit i.t.t. de Falcon 9 en de Falcon Heayy (RP/Merlin motoren) en een laadvermogen van 100 ton en ong. 100 passagiers bezit. Het is de bedoeling dat er door astronauten en robots tankstations op Mars en elders in het zonnestelsel gebouwd gaan worden opdat het ‘hoppen’ van de aarde, naar maan, naar Mars en viceversa mogelijk wordt. In 2021 wordt de eerste commerciële vlucht van de Starship verwacht.

SpaceX’ Starship artistieke impressie credits; Inverse

Er zijn de afgelopen decennia vele Mars kolonisatie plannen verschenen. Van NASA was er ooit het plan van voormalig vice-president uit de jaren ’70, Spiro Agnew om na  het tijdperk Apollo begin jaren ’80 met de Saturnus/Nerva naar Mars te gaan, en meer recent werd bijvoorbeeld het plan van de Verenigde Arabische Emiraten bekend gemaakt, het doel van dit land is om een Mars stad in 2117 met een inwonertal van 600.000 te realiseren (zie video*). Echter een bekend wetenschapper, de astrobioloog en architect van futuristische habitats, Lewis Darnell van de Universiteit van Westminster, VK,  zei vorig jaar in een interview met Inverse dat hij verwacht dat de eerste astronauten wel binnen twee decennia op Mars zullen aankomen maar dat het nog wel een kleine eeuw zal duren voordat een substantieel aantal bewoners zich er permanent kan vestigen in zelf-voorzienende stadjes. Maar SpaceX laat zich niet uit het veld slaan, het bedrijf doelt de komende jaren op een minimum van 10 Starship lanceringen met het oog op vestiging van een heuse stad rond 2050.

SpaceX Mars plan 2019; testfase
Het jaar is al even onderweg en SpaceX is druk bezig met het organiseren van de eerste zogeheten ‘hop tests’, voor de raket om te zien of het ruimteschip enkele honderden kilometers ver kan reizen. SpaceX heeft voor dit alles een testfaciliteit in Boca Chica, Texas, opgezet waar maar liefst bijna 300.000 kubieke meter lokale grond ter versteviging heen gesleept is. In juli 2018 bouwde SpaceX er een 3.5 miljoen liter LOX opslagtank. Verder completeerde het een 600 kW solar array en twee antenne grondstations die ook dienst doen voor de Crew Dragon missies. In oktober lag men er een enorm tank installatie systeem aan. Elon Musk omschreef de initiële testen als “fly out, turn around, accelerate back real hard and come in hot to test the heat shield because we want to have a highly reusable heat shield that’s capable of absorbing the heat from interplanetary entry velocities.”  Vrij vertaald, lanceren, terug keren, en een forse, harde reentry opdat het hitteschild grondig getest kan worden en er vanuit kan worden gegaan dat de entry naar o.a. Mars geen probleem zal vormen. Deze testen werden gepland voor begin dit jaar maar een storm gooide roet in het eten, de eerste ‘hop’ test met de voor de gelegenheid gedoopte Starhopper mislukte. SpaceX completeerde zijn eerste hop test firing in april, waarbij het gevaarte enkele centimeters van de grond kwam. Meer testen volgen later dit jaar. De volgende stap is de bouw van het orbitale Starship, met de bouw van deze werd in maart 2019 begonnen. Maar dit is niet het enige Starship, er wordt er nog een gebouwd en wel in Florida, in de plaats Cocoa. Op 14 mei 2019 werd via het internetforum van NasaSpaceFlight bekend dat er aldaar met de bouw van een tweede Starship was begonnen. Dit werd op Twitter bevestigd door Elon Musk, Musk gaf aan de bouw op twee locaties als een competitie tussen twee teams te zien. Beide teams zijn verplicht informatie met elkaar te delen maar de teams zijn niet verplicht elkaars aanbevelingen op te volgen. Zo hoopt Musk erachter te komen wat de beste bouwlocatie en de beste bouwmethode is. Dit alles zou, zo was de redenering, het testschema iets kunnen versnellen opdat het vluchtschema ook iets naar voren kan worden geschoven.

Starships on Mars artistieke impressie credits; Inverse

SpaceX Mars plan 2020; onbemande testvlucht
Terwijl de Verenigde Staten in dit jaar de volgende presidentsverkiezingen houden, zal SpaceX de volgende testfase van het Starship afwerken. De testen van dit jaar betreffen in het bijzonder de booster raket (ook wel Super Heavy genoemd), evenals high-altitude en high-velocity vluchten. Deze onbemande testvluchten zijn uiteraard noodzakelijk voordat er daadwerkelijk bemanning aan boord gaat, en als het testschema geen al te grote tegenslag ondervindt hoopt SpaceX een orbitale vlucht van het Starship uit te voeren in dit jaar.

SpaceX Mars plan 2021; commerciële vlucht
Voor dit jaar wordt de eerste commerciële vlucht van het StarShip gepland. Jonathan Hofeller, SpaceX vice president commercial sales, onthulde dit recent op een conferentie in Indonesië. De eerste reis van het Starship zou een vlucht zijn waarbij een commerciële satelliet voor een telecombedrijf in de ruimte wordt afgeleverd. Dit lijkt meer op een klus voor de Falcon 9 of Heavy echter is dit een uitgelezen kans om de vliegwaardigheid van het Starship goed uit te testen en tevens spelen de inkomsten uit deze vlucht een rol bij het verder financieren van de Mars missies. Het schip, dat over een soort ‘cargobay’ bezit net als de Space shuttle, zou ook een uitgerangeerde satelliet weer mee terug kunnen nemen en ook dat zou commercieel interessant zijn.

SpaceX Mars plan 2022; op naar Mars
Dit zou het eerste jaar kunnen zijn dat SpaceX Mars bereikt. Tijdens het International Astronautical Congress in 2017 te Adelaïde, Australië, stelde Musk dit jaar voor als het jaar waarop tenminste twee onbemande sterrenschepen hun weg naar Mars zouden kunnen vinden. De twee planeten bevinden zich op een ideaal punt om een raket te sturen in 2022, ze staan dan in ‘oppositie’, een fenomeen dat ongeveer elke twee jaar voorkomt (Mars en Aarde staan in oppositie,  dit gebeurt met Mars vanuit het perspectief van de aarde elke 778 dagen, of 2 jaar, 1 maand en 18 dagen.). Musk zei over het Starship waarvan hierboven het meest recente roestvast stalen prototype is getoond; “Ik heb redelijk vertrouwen dat we het schip kunnen voltooien en het schip in ongeveer vijf jaar gereed kunnen maken voor lancering.” De schepen zouden stroom, mijnbouw installaties en levensondersteunende infrastructuur kunnen plaatsen voor toekomstige vluchten. Ze zouden ook waterbronnen kunnen aanleggen en potentiële gevaren kunnen identificeren. Elk schip zou ongeveer 100 ton aan voorraden bevatten. In februari stelde Musk echter voor dat SpaceX dringender missies heeft:

 SpaceX Mars plan 2023; bemand naar de maan
De focus zal nu liggen op de bemande maan flyby van SpaceX. Aan boord de Japanse miljardair Yakazu Maezawa en zes tot 8 door hem geselecteerde artiesten die met hem meereizen in het Starship. De testvluchten, de orbitale en commerciële vlucht worden dus nu gevolgd door een bemande maanreis die a.h.w. een basis moet leggen voor bemande toekomstige missies. In het licht van het twitter berichtje van 11 februari zou dit zo mogelijk de eerste grote missie voor het Starship kunnen worden. De vlucht is gepland voor 2023, maar Musk wijst erop dat het ook later kan worden. In 2017 had Maezawa een reis om de maan met de Falcon Heavy en Dragon 2-capsule voor twee personen geboekt die eind 2018 zou moeten plaatsvinden. Deze missie werd geüpgrade naar deze BFR-vlucht zodat SpaceX de Falcon Heavy en Crew Dragon niet hoefde aan te passen voor deep Space en vol op de ontwikkeling van de BFR kan inzetten. En zoals gezegd zal er vóór deze eerste bemande vlucht om de maan door SpaceX eerst een aantal testvluchten uitgevoerd worden: een onbemande vluchten om de maan, en bemande om de aarde. De vluchten om de Maan zullen 4 tot 5 dagen duren.

SpaceX Mars plan 2024; (weer) op naar Mars
En weer zijn er presidentsverkiezingen in de VS. Het is ook weer het moment dat de Aarde en Mars in oppositie staan en dus een geschikt moment om een raket te sturen naar de Rode Planeet. Mocht de missie van de twee onbemande cargo schepen zoals nu gepland staat voor 2022 niet doorgaan, dan is dit het volgend geschikt moment voor een dergelijke missie. Nogmaals deze schepen moeten het fundament gaan leggen voor toekomstige bewoning van Mars. Mocht de missie wel eerder doorgang gevonden hebben dan zal er een bemande Mars missie volgen. De bedoeling hiervan is dat er zowel twee cargo als twee bemande Starships naar Mars gestuurd worden. Aldaar is het bedoeling dat ze een brandstof productie installatie opzetten, het combineren van water, ijs, en CO2 om methaan en vloeibaar zuurstof te creëren, dit zal door de schepen gebruikt worden voor hun retourvluchten naar aarde. Van de Mars astronauten wordt verwacht dat ze 1 ton ijs per dag delven om de installatie van energie te voorzien.  De eerste mensen zullen waarschijnlijk ook hydrocultuur moeten gebruiken om de planten te voeden e  voedsel te verbouwen. Musk zei in een interview in februari dat de technologie, die planten toestaat om te groeien zonder aarde, al in gebruik is op aarde en dezelfde technieken kunnen onmiddellijk van toepassing zijn op de Marskolonie. Maar duidelijk is dat een Mars bezoek ‘no picnic’ is.  Musk verklaarde in maart van dit jaar op het South by Southwest Festival in Austin**, Texas, dat Mars en de maan ‘vaak worden beschouwd als een ontsnappingsroute voor rijke mensen, maar dat dat niet het geval zal zijn.’ (credits; MakeIt / twitter) 

SpaceX Mars plan 2025; de stad krijgt vorm
Dit jaar zou het eerste jaar zijn waarin SpaceX zou kunnen stellen dat zijn Mars kolonie vorm begint te krijgen. Musk heeft een tijdsbestek van 7 tot 10 jaar die nodig zijn om dit punt te bereiken. Men borduurt voort op datgene wat door de eerste Mars astronauten opgebouwd is. Paul Wooster, principal Mars development engineer for SpaceX, stelt het als volgt; “The idea would be to expand out, start off not just with an outpost, but grow into a larger base, not just like there are in Antarctica, but really a village, a town, growing into a city and then multiple cities on Mars.” The larger cities would offer habitats, greenhouses, life support, and enable new experiments that help to answer some of the big questions about life on Mars.” Kortom het is duidelijk dat de bedoeling is dat SpaceX serieus werk maakt een heuse stedelijke nederzetting te bouwen en niet een eenvoudige ‘settlement of nederzetting’. Het is duidelijk dat SpaceX een grondige aanpak voor ogen staat.

SpaceX Mars plan 2026/27; nog een lancering
Dit jaar zou het eerste jaar zijn waarin SpaceX besluit om meer schepen naar Mars te sturen. Musk stelt in een twitter bericht van 25 maart j.l. ‘It’s possible to make a self-sustaining city on Mars by 2050, if we start in 5 years & take 10 orbital synchronizations to complete a city by the year 2050.’ In een tijdsbestek dus waarin zich tien maal een Aarde-Mars oppositie voordoet. Met de aarde en Mars die in februari 2027 weer in oppositie staan zou dit ongeveer de juiste tijd zijn om een volgende lancering te doen.

SpaceX Mars plan 2030-2050

Tegen het einde van het volgend decennium verwacht SpaceX een permanente kolonie op Mars te hebben. Voor wat hemzelf betreft, Musk geeft zich zo een 70 procent kans dat hij gedurende de rest van zijn leven de Rode planeet nog bezoekt(video***). Musk ziet het Starship of BFR als een ruimteschip dat “really intended as an interplanetary transport system that’s capable of getting from Earth to anywhere in the solar system as you establish propellant depots along the way.” Hij ziet de Starship en de tankstations dus als voorwaarde om een volwaardige stad te bouwen op een andere planeet opdat men kan zeggen dat de ‘mens’ getransformeerd is tot een echte interplanetaire bewoner van het zonnestelsel. Gwynne Shotwell, SpaceX’ president stelt het nog iets fermer, zij denkt dat het zelfs nodig is om de mensheid te behoeden voor uitsterven. “Beyond transforming humanity into a space-faring civilization, it could also preserve the species.” En ze vervolgt “if something were to happen on Earth, you need humans living somewhere else…I think you need multiple paths to survival, and this is one of them.” Het is misschien niet de enige oplossing maar wel een van de oplossingen. Credits; Inverse / Twitter Elon Musk / SpaceX / CNBC / MakeIt

*UAE Mars; video, zie hieronder

**Musk, Austin, Texas;

https://www.cnbc.com/2019/02/11/elon-musk-how-much-it-will-cost-to-move-to-mars.html

Reacties

  1. Ik denk dat Musk beter het gas nog wat verder kan indrukken, hij heeft hooguit nog 4 jaar dat er een regering in de VS zit die meewerkt aan zijn plannen…mits Trump herkozen gaat worden natuurlijk maar dat is appeltje eitje als ik kijk naar de tegenstanders..
    Daarna weet je maar nooit, het kan zomaar zijn dat de volgende president wéér niets ziet in de bemande ruimtevaart, dat blijft de achilleshiel van het Amerikaanse ruimtevaartprogramma…

    • Angele van Oosterom zegt

      Dat is treffend gezegd. Toch m.i. als er één iemand is die zich niet uit het veld laat slaan is het Musk wel. En ik verwacht dat de groeiende competitie van met name China ook nog voor wat extra vaart in deze plannen kan zorgen:
      https://www.cnbc.com/2019/02/15/spacex-blue-origin-china-global-space-race-jeff-bezos-elon-musk-nasa.html

      • Dat is mijn verwachting ook, sterker nog, ik verwacht dat China uiteindelijk de VS en ons zal inhalen als het gaat om de macht in de ruimte…die hebben geen regeringswissels en een duidelijke visie welke kant ze op willen. Buiten dat hebben ze nog een machtig wapen…tijd…want ze denken tot ver in de toekomst…

        • Angele van Oosterom zegt

          Die stabiliteit en het lange termijn plannen vormen zeker een pré voor China. De VS heeft echter voor dat ze een schat aan kennis en ervaring opgebouwd hebben met bemande rv waar China nog alleen een semi-permanent bewoond ruimte station heeft. Ook de LM 9 raket voor o.a. Mars reizen is nog lang niet af (testen pas in 2028). Maar op het terrein van mijnen van bv de maan zou China best eens eerder kunnen zijn.

    • Enceladus Enceladus zegt

      Sinds wanneer is SpaceX afhankelijk van wat de Amerikaanse regering wil? Het is de NASA niet, die moeten inderdaad elke vier jaar hopen op een president die pro ruimtevaart is. SpaceX is niet afhankelijk van de overheid.

      Groet,
      Gert (Enceladus)

      • Helaas werkt het zo niet, Space X is mede afhankelijk van de contracten van de Amerikaanse overheid om de toekomst van hun eigen ruimtevaartbedrijf te garanderen…en als die dus een ander besluit nemen dan hebben ze een probleem…

        • Angele van Oosterom zegt

          Ja, dat klopt, zie ook bv hoofdstuk 2 van het boek van SpaceX van Eric Seedhouse (2013 Springer) waarin precies de verhouding wordt omschreven tussen de regering, NASA en SpaceX (en ook andere rv bedrijven als Sierra Nevada Corporation) Ik citeer; ‘Mike Griffin, (NASA hoofd tijdens Bush regering), funded the COTS, components off the shelf) federal seed money program that got the Dragon off the ground. Obama increased commercial funding from US 500 million uSD total to 500 million USD a year and, as this book is being written, the Senate funding level for commercial spaceflight in fiscal year 2013 stands at US 525 million USD (which was less that the 836 m USD NASA had requested).

          en een citaat van Musk luidt; “I would like to start off by saying what a tremendous honor it has been to work with NASA . And to acknowledge the fact that we could not have started SpaceX, nor could we have reached this point without the help of NASA.” (perso bij de Dragons eerste ISS vlucht). Verder in het hoofdstuk gaat het over de Space Act Agreements waarin de relatie tussen SpaceX en NASA handelt. NASA maakt gebruik van deze SAAs om uiteindelijk de gehele ruimte tot en met LEO te vercommercialiseren zodat zij zich op andere projecten kunnen focussen. (grofweg komt deze SAA erop neer dat ze steun krijgen als ze het nodig hebben, ook in diensten etc. en niet zomaar bv elk jaar een bedrag uitgekeerd, dit blijkt efficienter) ‘Thanks to SAAs Space X in particular has been able to leapfrog ahead of where it would have been if it had tries to fly the Dragon to the |ISS in a purely commercial environment.’blz. 17-19

          • Ik zou het ook liever anders zien, maar helaas…zonder de NASA/US goverment, geen Space X…althans in de komende tijd. Ik zie, al alles volgens plan gaat verlopen, een gouden toekomst voor Space X waarbij ze echt de US goverment niet meer nodig hebben en zelf wel beslissen hoe en waar ze heen gaan…

  2. Theo Prinse zegt

    Mooi artikel. Het is hoog tijd voor een permanente basis op de Maan Mars, Titan, Pluto enz.
    Musk ving reeds de dure fairings op en de Starship zal sowieso ook de tweede trap herbruikbaar af landen.
    Dat betekent dat (ook) bemande ruimtevaart extreem goedkoper zal worden.
    Lanceer prijzen fors lager dan 100 USD is mogelijk.
    Zo komt de terraforming van Venus en mogelijk het verplaatsen ervan naar een koelere baan in beeld.
    Paul Birch beschreef voor het laatste in zijn artikel How to move a Planet de Dynamic Compression Member.
    Met vele enorme Stellasers bij de Zon kan een laser zeilschip met veel meer dan 1 miljoen km/uur in weken Saturnus, Neptunus enz. bereiken.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: