De Apollomissies en de vanallengordels

De vanallengordels, ook wel stralingsgordels of deeltjesgordels genoemd, zijn twee gordels rondom de aarde die bestaan uit geladen deeltjes. Ze zijn vernoemd naar hun ontdekker, James Van Allen. De gordels zijn radioactief en daardoor een veel gebruikt (lees: misbruikt) argument tegen de ruimtevaart; er doorheen vliegen zou immers zelfmoord zijn. Hoewel deze regio’s zeker voor een extra uitdaging en een aanwezig gevaar zorgen, zijn ze niet onoverwinnelijk.

Er bestaan twee vanallengordels:

  • De binnenste gordel. Deze bevindt zich dichter bij de aarde en is ook kleiner; maar er is extremere radioactieve straling.
  • De buitenste gordel. Deze is groter en bevindt zich verder van de aarde, maar kent een zwakke straling.

Tijdens een verhoogde zonneactiviteit vormt zich soms een derde en tijdelijke gordel.

De Apollo-missies omzeilden de gevaarlijkere binnenste gordel om vanzelfsprekende redenen. Wel werd de bemanning blootgesteld aan de zwakkere straling in de buitenste gordel. Ze haastten ze zich door het zwakste deel ervan in slechts enkele minuten.

Elk van de astronauten droeg een persoonlijke dosismeter om de hoeveelheid straling die ze ontvingen vast te leggen. Het resultaat? Elke astronaut ontving gedurende de hele missie dezelfde hoeveelheid straling als één enkele CT-scan.

Credit

Afbeelding: ‘Apollo trajectory’ door AnnieMouse60 (Youtube).

Referenties

Waarom we geen satellieten zien op foto’s vanuit het ISS

“Waarom zien we geen satellieten op foto’s genomen vanuit het ISS, of vanuit de ruimte in het algemeen?”

Dit is een terugkerende vraag binnen de Platte Aarde-gemeenschap, meestal gesteld zonder een antwoord te verwachten. Ze gaan ervan uit dat een antwoord onmogelijk is aangezien volgens hen satellieten of het volledige concept ‘ruimte’ een leugen is.

Maar wees gerust, de foto’s zijn echt. Satellieten zijn simpelweg niet zichtbaar op deze foto’s omdat ze te ver van elkaar en van de camera verwijderd zijn.

Laten we een aantal feiten op een rijtje zetten.

  1. In de lage baan-regio (LEO – Low Earth Orbit) is er één satelliet per 175.000.000 km³ ruimtevolume. De gemiddelde afstand tot de dichtstbijzijnde satelliet is ongeveer 700 km. 700 km is meer dan de afstand tussen Parijs en Groningen.
  2. Volgens simulaties is de gemiddelde afstand van het ISS tot de dichtstbijzijnde satelliet 304 km. Het is ongeveer dezelfde afstand als van Brussel naar Groningen.
  3. Het ISS ligt ongeveer 400 km boven het aardoppervlak. Auto’s, bussen en zelfs voetbalvelden zijn niet zichtbaar op algemene foto’s genomen vanuit het ISS.
  4. Algemene fotografie op het ISS gebeurt meestal met groothoeklenzen. 24 mm lenzen en GoPro’s zijn populair. Groothoek betekent dat het moeilijker is om een ​​ver verwijderd object te herkennen aangezien het gezichtsveld groter is.
  5. Satellieten zijn er in verschillende maten. Van kleine blokjes die in onze handpalmen passen, tot de grootte van een voetbalveld. Maar we kunnen gerust zeggen dat er niet veel satellieten zijn die groter zijn dan een schoolbus. Alle berekeningen die hier zijn gedaan, omvatten alle types satellieten. Ook Cubesats en ruimtepuin dat praktisch niet te zien is vanuit het ISS zijn inbegrepen.
  6. De kans dat een satelliet zich op een willekeurig moment binnen 5 km van het ISS bevindt, is ongeveer 0,017%. Om nog maar te zwijgen van het feit dat ze het ISS actief sturen om botsingen te voorkomen en waardoor de kans dus nog veel kleiner wordt dat een ruimte-object zich in de buurt bevindt.
  7. We kunnen niet uitsluiten dat satellieten verschijnen op foto’s die vanuit het ISS zijn genomen. Maar het zal een buitengewone gebeurtenis zijn. En meestal verschijnt de satelliet als een enkele pixel, niet te onderscheiden van sterren op de achtergrond.
  8. Om te bepalen of een stip op een foto die vanuit het ISS is genomen, echt een satelliet is, moet men bekend zijn met de positie van de sterren. Het uitzoeken hiervan zou een vervelende en zinloze oefening zijn.

Eindconclusie: het is te verwachten dat satellieten niet zichtbaar zullen zijn in algemene foto’s genomen vanuit het ISS. Als een satelliet dan toch zichtbaar is, zal dit een uitzonderlijke waarneming zijn.

Fotografische berekening

De gemeenschappelijke brandpuntsafstand van de lens die door de bemanning van het ISS wordt gebruikt, blijkt 24 mm te zijn. Een brandpuntsafstand van 24 mm in een full-frame body betekent een horizontale beeldhoek van ongeveer 74°.

Laten we aannemen dat ze in het beste geval een camera gebruiken met een zeer hoog aantal megapixels, laten we zeggen 50 megapixels, of ongeveer 8712 pixels horizontaal.

Met behulp van deze getallen kunnen we berekenen dat een enkele pixel ongeveer 0,0085° hoekgrootte vertegenwoordigt. (74° / 8712 pixels = 0,0085° / pixel)

Laten we aannemen dat de grootte van een satelliet 10m is; een zeer genereuze afmeting, aangezien er maar weinig satellieten groter zijn dan deze omvang. Wat is de maximale afstand waarop een satelliet kan weergegeven worden door een enkele pixel in de camera? Ongeveer 67 km. (10 m / tan(0,0085°) = 67,4 km).

Als we willen dat de satelliet wordt weergegeven door 10 pixels, dan kunnen we eenvoudig delen door 10. Een satelliet mag dan maximaal 6,7 km verwijderd zijn van het ISS voordat deze kan worden weergegeven door (slechts) 10 pixels op de camera.

Dit is allemaal theoretisch; in praktijk zal een satelliet nog dichterbij moeten zijn vooraleer deze herkend zal worden als een satelliet. Anders zal deze enkel verschijnen als een heldere stip, niet te onderscheiden van de sterren op de achtergrond.

Hoe raketmotoren werken in het luchtledige

Vogels vliegen door met hun vleugels door de lucht te slaan, vissen zwemmen door hun vinnen en staart tegen het water te duwen en de mens zet zich af tegen de grond om vooruit te komen. Maar hoe komen raketten dan vooruit in het luchtledige?

Raketten kunnen in een vacuüm versnellen, vertragen en manoeuvreren door gebruik te maken van de natuurwet die wordt beschreven in de bewegingswetten van Newton alsook in de wet van behoud van impuls.

Een raketmotor werkt door iets met massa ‘uit te spuwen’ met een zeer hoge snelheid. Deze massa wordt ‘propellant’ genoemd. Het ruimtevaartuig beweegt in de tegenovergestelde richting waaruit het verbrande propellant vrijkomt. Dit is te vergelijken met de terugslag van een wapen als gevolg van een snel wegvliegende kogel.

Raketten bestaan grotendeels uit brandstof. Hier schuilt een ander probleem dat vaak door Platte Aarders naar voren wordt geschoven. In een vacuüm is er geen lucht en dus ook geen zuurstof. Er wordt gesteld dat het onmogelijk is om in het luchtledige verbranding te krijgen vanwege deze afwezigheid. Om dit probleem op te lossen, moeten raketten naast brandstof ook een eigen oxidator (zuurstof) meenemen.

Raketten kunnen ook elektrisch worden aangedreven door ionenmotoren. In ionenmotoren kunnen raketten via zonnepanelen energie van de zon gebruiken en hiermee de motor aandrijven. Het ‘stuwgas’ moet echter nog steeds vervoerd worden. Een populair stuwgas is xenongas. Het vermogen dat wordt opgewekt door ionenmotoren is relatief klein en lanceringen vanaf het aardoppervlak zijn dus onmogelijk met dit soort motor. Maar ze kunnen ingezet worden nadat het ruimtevaartuig zich in een baan om de aarde bevindt, waar slechts een relatief kleine hoeveelheid kracht nodig is om het ruimtevaartuig in de gewenste baan of positie te brengen. Indien een ionenmotor langdurig wordt ingezet kan een enorme snelheid bekomen worden met weinig ‘brandstof’. De snelheid van bijvoorbeeld de satelliet Deep Space 1 nam toe met 4,4 km per seconde door slechts 81,5 kg af te vuren!

Referencies

Credit

  • Gebruikte afbeelding: WALL-E, © Disney & Pixar.

Gebogen rakettraject

Raketten vliegen niet loodrecht omhoog tot ze de dampkring verlaten maar volgen een gebogen traject wanneer ze zichzelf de ruimte in lanceren. Dit omdat hun doel niet alleen is om daar te geraken, maar ook om in een baan om de aarde terecht te komen en te blijven. In een baan om de aarde hebben raketten voldoende snelheid om de zwaartekracht van de aarde tegen te gaan en hebben ze niet veel energie nodig om in die baan te blijven zonder neer te storten. Maar om een baan om de aarde te bereiken, moet een raket een voldoende hoge horizontale snelheid bekomen.

Platte Aarders beweren dat het gebogen traject van een raketlancering ons vertelt dat geen enkele raket ooit de ruimte heeft bereikt. Ze hebben het mis. Het gebogen traject is een manier voor raketten om in een baan om de aarde terecht te komen.

Zo ver is de ruimte trouwens niet. Hoger dan 80 à 100 km boven het aardoppervlak wordt reeds als de ruimte beschouwd. Het bereiken van de ruimte is het gemakkelijkste deel. Een voldoende hoge horizontale snelheid bereiken om niet neer te storten echter is een ander paar mouwen.

Door rond de aarde te draaien, kan een ruimtevaartuig zijn stuwraketten stopzetten en daar heel lang blijven. Op basis van een simulatie zal een object van 100 kg met een doorsnede van 1 m², indien geplaatst in een baan ter hoogte van 300 km, pas na 46 dagen op de aarde neerstorten. En dit zonder extra brandstof te gebruiken.

De meest efficiënte manier om een stabiele baan te bereiken, is door aanvankelijk recht omhoog te vliegen om de luchtweerstand te verminderen, vervolgens langzaam te kantelen en steeds minder steil te vliegen totdat de raket evenwijdig vliegt aan het aardoppervlak.

Als de raket recht omhoog zou (blijven) schieten, zou hij sneller de ruimte bereiken met minder energie. Maar op deze manier is er niet genoeg horizontale snelheid om in een baan terecht te komen. De raket zou continu energie moeten verbruiken om daar te blijven. En zodra de brandstof op is, zal de raket maar al te snel weer bij zijn vertrekpunt zijn.

Dit is geen ‘rocket science’.

Kruishoogte op een bolle aarde

Er was eens een Platte Aarder en die nam tijdens een vlucht een waterpas mee.

Zijn bedoeling was om te bepalen of het vliegtuig om de zoveel tijd zijn vlieghoek aanpaste om het terug waterpas te laten vliegen ten opzichte van het aardoppervlak. Als de aarde echt bolvormig is, zo dacht hij, dan zou het vliegtuig regelmatig zulke aanpassingen moeten maken; anders zouden ze met z’n allen rechtstreeks de ruimte in vliegen!

Zijn video ging viraal. En het is ons duidelijk dat het vliegtuig deze periodieke aanpassingen niet heeft gemaakt. De conclusie is zeker niet dat de aarde plat is. Hieronder volgen enkele verklaringen waarom het vliegtuig die periodieke aanpassingen niet hoeft te maken en toch zijn bestemming kan bereiken zonder een tripje langs de ruimte.

  1. De luchtdichtheid neemt af met de hoogte; en dus neemt de door de vleugels opgewekte liftkracht ook met de hoogte af. Op een gegeven moment is de hoeveelheid lift niet meer voldoende om het gewicht van het vliegtuig tegen te gaan en ontstaat er een evenwicht. Dit is de kruishoogte van het vliegtuig.
  2. Commerciële vliegtuigen zijn ontworpen om statische langsstabiliteit te hebben. Dat is de stabiliteit ten opzichte van draaiingen om de dwarsas. Het zal zijn oriëntatie ten opzichte van het zwaartepunt herstellen, zelfs wanneer er geen input is van de piloot.
  3. Hoe steiler de vlieghoek, hoe kleiner de liftkracht die de zwaartekracht tegenwerkt.
  4. Met constante vluchtparameters vliegt een vliegtuig op een constante dichtheidshoogte.
  5. In de meeste vliegtuigen is de door de motoren gegenereerde stuwkracht lager dan het gewicht van het vliegtuig. De stuwkracht alleen is niet voldoende om het vliegtuig de ruimte in te sturen.
  6. Motoren werken door verbranding en hebben zuurstof nodig, en zuurstof zelf wordt schaarser naarmate de hoogte toeneemt. Op een gegeven moment zullen de motoren uitvallen en dus ook geen stuwkracht meer genereren.

Om bovenstaande redenen zal een vliegtuig een constante kruishoogte aanhouden en de kromming van de aarde volgen. De ruimte in vliegen is niet iets wat je eenvoudigweg doet en zal dus ook niet ‘per ongeluk’ gebeuren. Het kost veel meer energie en is veel duurder dan welke commerciële vlucht dan ook.

Ruimtevaart en de temperatuur in de thermosfeer

De thermosfeer is een laag van onze atmosfeer en bevindt zich tussen een hoogte van ongeveer 95 km en 600 km. Deze laag wordt ‘thermosfeer’ genoemd omdat de temperatuur toeneemt met de hoogte en deze kan wel 2500°C bereiken. De luchtdichtheid is er echter erg laag; tot het punt dat warmtegeleiding praktisch niet optreedt. Voorwerpen in de thermosfeer voelen dan ook koud aan.

Platte Aarders ontdekten dat de temperatuur in de thermosfeer 2500°C kan bereiken en voegden dit toe aan hun lijstje van redenen waarom satellieten niet bestaan. Ze zouden immers smelten! De andere informatie die minstens even belangrijk is, negeren ze echter met plezier: dat de luchtdichtheid er ook veel lager is.

De massa van de atmosfeer van de aarde is geconcentreerd in de onderste lagen, het dichtst bij de aarde zelf. 90% van alle massa bevindt zich onder de 16 km. 99,9999% zit onder de 100 km. De thermosfeer zelf begint vanaf 95 km en eindigt op ongeveer 600 km. Slechts 0,002% van de massa van de atmosfeer van de aarde bevindt zich in de thermosfeer.

Warmteoverdracht is recht evenredig met het verschil in temperatuur en massa. Luchtmoleculen in de thermosfeer hebben soms een 10 keer hogere temperatuur dan aan het aardoppervlak. Maar tegelijkertijd is de dichtheid 10.000.000.000.000 keer lager. Hierdoor heeft het minder energie per volume-eenheid in vergelijking met ons lichaam, waardoor de thermosfeer koud aanvoelt en een gewone thermometer zal onder 0°C aangeven.

Deze situatie kunnen we vergelijken met het moment wanneer we getroffen worden door hete frituurolie. Meestal is dit geen groot probleem. De opspattende olie heeft dezelfde temperatuur als de kokende olie in de ketel en kan tot 200°C bereiken! Maar tegelijkertijd heeft het weinig massa, in tegenstelling tot de olie in de pan. Steek dus nooit je hand in de frietketel, maar panikeer niet bij een paar spatjes.

De stoom in sommige sauna’s kan 100°C bereiken, net als kokend water. Maar we voelen veel minder warmte van een heerlijke sauna dan van niet zo heerlijk kokend water. De reden is dat de dichtheid van stoom veel lager is dan die van water in vloeibare vorm. Alweer een wijze raad: ga nooit ontspannen in een bad kokend water. Kies voor de sauna.

Nog eentje om het af te leren? Vonken die worden geproduceerd door vuurstenen, slijpschijven of feeststerretjes kunnen temperaturen tot 1600°C bereiken! Maar voor ons vormen ze meestal geen groot probleem omdat hun massa minuscuul is in vergeleken met die van ons lichaam.

Missies naar de maan na Apollo

‘Na Apollo was er nooit meer een missie naar de maan. Dit betekent dat de Apollo-missies nep zijn en dat we nooit naar de maan zijn gegaan. ‘

Dat is althans hoe de Platte Aarde-aanhangers denken over de Amerikaanse Apollo-missies (en missies naar de maan in het algemeen). Omdat ze denken dat er na de Apollo-missies nooit meer ruimtevluchten naar de maan zijn geweest, concluderen ze dat het Apollo-programma in scène is gezet en nooit is gebeurd.

Is dat zo? Blijkbaar niet. Hoewel op het moment dat dit artikel werd geschreven Apollo nog steeds de enige missie is die mensen naar de maan heeft gebracht, betekent dit niet dat er daarna geen missies meer zijn geweest.

Het Apollo-programma was niet alleen een wetenschappelijke missie, maar ook een politieke. De Verenigde Staten waren verwikkeld in een koude oorlog met de Sovjet-Unie. Beide landen waren op alle mogelijke manieren in hevige concurrentie om de meeste invloed op andere landen te krijgen. De Space Race was aan de gang en de USSR had de VS reeds tweemaal verslagen door zowel de eerste satelliet te lanceren als de eerste mens de ruimte in te sturen. Als reactie op deze tegenslagen is het Apollo-programma ontstaan.

In de eerste plaats brachten politieke redenen dus de eerste mensen naar de maan. Dit was een massaal bekend evenement en werd live wereldwijd op televisie uitgezonden. Maar als het alleen om wetenschappelijke redenen was, zijn er veel dingen die kunnen worden gedaan zonder mensen daadwerkelijk naar de maan te sturen. Het zou ook veel goedkoper zijn en veel minder risico’s met zich meebrengen.

Na Apollo zijn er talloze missies naar de maan geweest; echter zonder mensen daarheen te sturen en zeker zonder de massale publiciteit. En niet alleen de VS / Rusland, maar ook andere landen deden mee. Europa, Japan, India en China hadden elk hun missies naar de maan.