De LRV – een auto voor de Maan

Young Young in de LRV
Astronaut John Young rijdt de LRV tijdens de Apollo 16-missie. Credit: NASA

Een dikke tien jaar voordat in 1961 president Kennedy de NASA opriep om mensen naar de Maan te brengen ontvouwden twee mannen hun ideeën over hoe het oppervlak van de Maan moest worden verkend. Hun denkbeeldige maanwandelaars reden in tankachtige autootjes met rupsbanden over het ruwe terrein van de Maan. Deze maanauto’s reden op een combinatie van waterstofperoxide en conventionele brandstof en konden in vlak gebied een snelheid van 40 kilometer bereiken en behaalden een maximale afstand van ongeveer 400 kilometer.

Deze visionairs waren Fred Whipple, de voorzitter van het departement voor astronomie van de universiteit van Harvard en Wernher von Braun, technisch directeur van de Army Ordnance Guided Missiles Development Group. Von Braun wordt vaak gezien als de vader van de moderne rakettechnologie. Samen presenteerden ze nieuwe ideeën over hoe we op de Maan zouden kunnen landen en hoe we de maan zouden kunnen verkennen. Ze beschreven hun ideeën in een artikel dat in 1952 verscheen in Collier’s Weekly. In hun ideeën gebruikten ze voertuigen om mensen en materialen op de Maan te transporteren.

Whipple en von Braun dachten aan een grote, wekenlange missies naar de Maan die door verschillende ruimtevaartuigen werden uitgevoerd en waarbij tientallen mensen betrokken waren. Tijdens de Apollo-missies betraden echter slechts 2 mensen de Maan en draaide een derde astronaut in die tijd rondjes om de Maan. Maar het idee van een maanrover was aantrekkelijk en de Lunar Roving Vehicle, de LRV, die later werd gebruikt zorgde er voor dat de astronauten een veel groter oppervlak konden bestrijken en veel meer onderzoek konden doen.

Specificaties van de rover

De rovers werden in opdracht van de NASA door Boeing en General Motors gebouwd. Ze moesten zo licht mogelijk zijn en toch efficiënt ingezet kunnen worden tijdens hun missie. Ze moesten 22 tot 75 uur gebruikt kunnen worden. De ontwikkeling begon in 1969 en in maart 1971 werd de eerste LRV afgeleverd. Het oorspronkelijke contract had een waarde van 19 miljoen dollar maar zoals gebruikelijk, explodeerden de kosten en moest NASA voor de drie LRV’s uiteindelijk 38 miljoen dollar betalen.

De LRRV was in totaal 3 meter lang en 1,8 meter breed. Het leeggewicht van de LRV bedroeg 219 kilogram en er kon in totaal 490 kilogram mee worden vervoerd. Onder die 490 kilogram de bemanning van twee personen inclusief ruimtepakken, gereedschap en de stenen die ze mee terug wilden nemen naar de maanlander.

De LRV werd door 2 36 volts zilver-zink-kaliumhydroxide batterijen aangedreven. Deze dreven vier motoren van 0,25 pk elk aan. De LRV kon met een snelheid van ongeveer 14 kilometer per uur vooruit en achteruit rijden. Spleten tot 60 centimeter en stenen tot 30 centimeter waren geen probleem voor de rovers.

De LRV had geen stuur maar een T-vormige controller die tussen de twee stoelen was geplaatst. Met deze controller konden de wielen, de motoren en de remmen worden bediend. Door de controller naar voren te duwen bewoog de rover naar voren en naar links of rechts bewegen zorgde er voor dat men bochten kon maken. De LRV was uitgerust met eigen camera’s, antennes en gereedschapskoffers.

Inpakken

Maar als je dan eenmaal een Maanrover hebt hoe krijg je dat ding dan op de Maan?

De LRV werd ontworpen als een opvouwbaar voertuig dat werd opgevouwen in de afdalingstrap van de Lunar Module (LM) met alle vier de wielen erop en naar binnen gericht, terwijl de vlakke bodem van de rover naar buiten was gericht. Eenmaal op de Maan kon de LRV door twee astronauten worden uitgepakt. Er hoefden maar een aantal spanbanden en een hendel worden overgehaald om de LRV los te maken van de LM. Grote delen van de LRV ontvouwen zichzelf automatisch. Zo werden de wielen automatisch in de juiste positie geplaatst op het moment dat de rover op de maanbodem werd geplaatst. Eenmaal op zijn wielen klapten de twee stoeltje sop en werden de voetsteunen op hun plaats bevestigd en was d erover klaar voor gebruik. Tijdens de Apollo-15 missie hadden de astronauten James Irwin en David Scott ongeveer 40 minuten nodig om de rover gebruiksklaar te maken.

John Young in de LRV
Astronaut John Young werpt stof op tijdens zijn rit met de LRV tijdens de Apollo 16-missie. Credit: NASA

Fijn stof, groot probleem

Net zoals alle andere apparatuur dat naar de Maan werd meegenomen moest de LRV in een goot temperatuurbereik kunnen functioneren. De LRV had te maken met temperaturen van -128 tot +121 °C. Om oververhitting te voorkomen werd de elektronica van de LRV op verschillende manieren gekoeld. Zo werden er bijvoorbeeld speciale verf en coatings gebruikt Ook werden er dozen gevuld met een speciale gel ingezet. Deze gel geleidde de hitte van de elektronica weg. Daarnaast weren er radiatorpanelen ingezet die tussen de excursies in de hitte konden laten ontsnappen. De rover kon tussen de ritten door in de schaduw van de LM worden geparkeerd maar de rover kon hier ook weer niet te lang blijven staan want na twee uur in de schaduw was er kans op beschadiging van de elektronica vanwege de lage temperaturen.

Een heel belangrijk onderdeel om de hitte te controleren waren de spatborden van de LRV. Ze waren niet alleen toegevoegd om de LRV meer op een auto te laten lijken maar ze hadden een belangrijke taak om te voorkomen dat de wielen van de LRV, die waren gemaakt uit een gaas en titanium platen voor de grip, teveel stof deden opwaaien tijdens de ritten over de Maan.

Alhoewel het plakken van stof op zich al een probleem was zou donker gekleurd stof ook warmte van de Zin absorberen waardoor delen van de auto zouden opwarmen en er mogelijk schade zou kunnen ontstaan door de hogere temperatuur. Stof dat bleef plakken aan de radiatorpanelen zou leiden tot een lagere efficiency waardoor de maanauto ook veel minder goed zou kunnen afkoelen. Astronauten gebruikten relatief veel tijd om de auto steeds van stof te ontdoen waardoor de panelen hun warmte kwijt konden. Tot de volgende rit uiteraard weer tot plakkend stof zou leiden.

De LRV in actie

Video’s van de LRV in actie geven een uniek beeld van de omstandigheden op de Maan. Tijdens het rijden werpt de rover stof op, de astronauten noemden dit een hanenstaart. Dit effect wordt veroorzaakt door de lagere zwaartekracht op de Maan, deze is slechts 1/6de van de zwaartekracht op Aarde. Omdat er ook geen atmosfeer op de Maan is vliegen voorwerpen ook nog eens veel verder dan op Aarde. Met andere woorden, het maakt niet uit wat je op de Maan doet, er is overal stof. Het leidde er zelfs toe dat de astronaut Harrison Schmitt hooikoortsverschijnselen en een zere keel opliep op de Maan.

Dat stof is scherper en het schuurt beter dan het stof op Aarde. Zand of stof op onze planeet zijn door verwering gladder geworden. Tijdens de maanmissies kwamen de astronauten bedekt onder het stof terug in de Lunar Module. Als ze het van hun helm zouden vegen dan zou dit tot krassen kunnen leiden waardoor hun zicht zou verminderen. Het stof kroop ook in iedere vouw en holte van hun pakken en het kroop ook in het gereedschap en de instrumenten.

Daar gaat een spatbord

De spatborden van de LRV zouden alleen goed werken als ze op hun plek bleven zitten. Tijdens de eerste rit van de LRV tijdens de Apollo 17-missie raakte een hamer aan de gordel van astronaut Gene Cernan een spatbord waardoor dit van de LRV werd gerukt.

Gelukkig hadden de astronauten duct tape aan boord. Met behulp van deze tape slaagden Cernan en Schmitt erin om het spatbord weer provisorisch te bevestigen en kon de missie verder gaan. Uiteindelijk zorgde het maanstof er toch voor dat de duct tape niet meer bleef plakken. Het spatbord viel weer van de LRV af en de twee astronauten werden bedekt met een dikke laag stof.

Tegen de tijd dat ze weer terugkwamen bij de Lunar Module was alles bedekt onder een dikke laag stof. Er moest een andere oplossing worden verzonnen.

NASA

De missieleiding verzon, op basis van de schade en de beschikbare materialen een oplossing. Cernan en Schmitt moesten van vier vellen gelamineerde maankaarten en veel duct tape een nieuw spatbord maakten. Dit provisorische spatbord werd in de geleiderail geschoven van het oude spatbord.

gerepareerd spatbord van de LRV
Het met maankaarten gerepareerde spatbord van de LRV tijdens de Apollo 17-missie. Credit: NASA

De oplossing werkte en het stofprobleem werd behandelbaar. De twee astronauten gebruikten hierna de rover nog gedurende 15 uur. Voor ze de Maan verlieten verwijderden ze de drie resterende en de provisorische spatborden en namen die mee terug naar de Aarde.

Sporen achterlaten

Volgens Schmitt is maanstof een van de grootste problemen waarmee tijdens nieuwe bemande missies naar de Maan rekening gehouden moet worden.

Dankzij de LRV’s konden de astronauten veel verder over de Maan reizen dan te voet mogelijk zou zijn geweest. Tijdens Apollo 11 legden de astronauten 1 kilometer af op de Maan maar tijdens Apollo 17 maakte de maanrover al een bereik van 31 kilometer mogelijk. Aan maanstenen nam Apollo 11 21,5 kilogram mee terug naar de Aarde en tijdens Apollo 17 was dit al toegenomen tot maar liefst 111 kilogram.

In totaal heeft NASA drie Lunar Roving Vehicles op de Maan achtergelaten. Alle drie staan ze in de buurt van hun Lunar Module geparkeerd. Deze Lunar Modules fungeerden als lanceerplatform om de Maan weer te kunnen verlaten. De camera’s op de LRV’s werden gebruikt om de latere lanceringen te filmen. De camera’s bleven de lancering filmen totdat de batterij van de rover leeg was en de uitzendingen vanaf het oppervlak van de Maan op zwart gingen.

Eerste publicatie: 8 november 2019




%d bloggers liken dit: