Acht jaar geleden ontwikkelde de Oostenrijkse middelbare scholier Julian Rothenbuchner een veelbelovend alternatief voor de peperdure Marswagentjes van Nasa. In Delft werkt hij nu verder aan zijn Tumbleweeds, die door de wind worden voortbewogen.
is wetenschapsjournalist. Hij schrijft voor de Volkskrant over sterrenkunde.
Het is een merkwaardig tafereel. Op het parkeerterrein van Châlet d’n Observant, bij de Enci-groeve ten zuiden van Maastricht, zijn twee studenten in de weer met buigzame staven van koolstofvezel en 3D-geprinte koppelstukjes. Wat er eerst nog uitziet als de baleinen van een overmaatse paraplu verandert langzaam maar zeker in een 2 meter grote, open bol, met een kleinere bol in het centrum. In de laadruimte van een huurbusje schroeft een Delftse techneut ondertussen een kastje met sensoren in elkaar, dat later in het midden van de bol wordt gemonteerd. Passerende wandelaars kijken verbaasd toe.
Cristina Moisuc (21), Kaamesh Saravanan (21) en Luka Pikulić (30) zijn drie van de tientallen vrijwilligers van Team Tumbleweed: een enthousiaste groep technici en wetenschappers die aan een compleet nieuw type Marsvoertuig werken. Geen dure, zware en ingewikkelde ‘rovers’, zoals Nasa ze de afgelopen decennia heeft gebouwd, maar simpele, goedkope constructies die door de wind worden voortbewogen over het oppervlak van de rode planeet. ‘Het idee is om er enkele tientallen naar Mars te sturen’, aldus Pikulić. ‘Die moeten daar dan minstens negentig Marsdagen lang onderzoek doen.’
Op een regenachtige donderdag in april worden in Zuid-Limburg veldtests uitgevoerd met een klein prototype. ‘Op Mars regent het nooit’, zegt Moisuc, die sterrenkunde en datawetenschappen studeert aan de Universiteit van Maastricht, ‘maar het natte weer maakt voor ons niet uit – alle onderdelen zijn waterbestendig.’ Lachend wringt ze zich in allerlei bochten om de koolstofstaven met elkaar te verbinden. Regelmatig valt er een klein schroefje in het grind, vrijwel onvindbaar. Saravanan, student luchtvaarttechnologie aan de Hogeschool Inholland in Delft, zet uiteindelijk na ruim een uur knutselen de laatste ‘balein’ op z’n plaats.
Pikulić bevestigt tot slot het sensorkastje. Door kleine schokbrekers moeten de gevoelige magnetometers, versnellingmeters en cameraatjes straks niet te veel last hebben van de hobbelige bewegingen van de bol. Alle metingen worden via wifi direct doorgestuurd naar Pikulićs telefoon. Samen met Saravanan draagt hij de kolossale bol naar het begin van een breed wandelpad dat naar de bodem van de voormalige kalksteengroeve voert. Vandaag is het vrijwel windstil en moet het gevaarte in beweging gebracht worden door de zwaartekracht. ‘Ready to launch’, klinkt het.
Tumbleweed is het geesteskind van Julian Rothenbuchner (25), een innemende Oostenrijker met een bos donkere krullen en een klein snorretje. In een klein, provisorisch lab, gehuisvest in een voormalige camperstalling aan de rand van de TU Delft-campus, vertelt hij enthousiast hoe het allemaal begon, ruim acht jaar geleden, op de middelbare school in Wenen. ‘Onze natuurkundedocent, Ingrid Krumphals, wees ons op de Odysseus Space Contest van de Europese ruimtevaartorganisastie Esa. Samen met twee vrienden bedacht ik een nieuw type Marsvoertuig.’
Rothenbuchner was als kind al een nerd, vertelt hij. ‘Mijn schermtijd gebruikte ik om Wikipedia te lezen. En alles wat je op afstand kunt bedienen heb ik vroeger wel een keer zelf gebouwd.’ Tijdens ‘een saaie les kunstgeschiedenis’ lazen de drie vrienden over de hoge windsnelheden in de ijle dampkring van Mars. ‘Zo kwamen we op het idee van Tumbleweed, genoemd naar die voortrollende bosjes tuimelgras in western-cartoons.’ Binnen vier weken bouwden ze een prototype van een meter groot. En in juli 2017, tijdens de internationale finale van de Esa-wedstrijd in Toulouse, wonnen ze – uit zo’n tweeduizend inzendingen – de eerste prijs.
Mooi natuurlijk, maar nu wilde Rothenbuchner er ook mee door. In februari 2018 vond de eerste serieuze veldtest plaats, in de woestijn van Oman, gesponsord door de Oostenrijkse staalfabrikant Voestalpine. ‘Met toestemming van mijn school heb ik heel wat lessen gemist dat jaar’, zegt hij.
Na zijn eindexamen begon hij aan een natuurkundestudie in Wenen, maar dat was hem niet toegepast genoeg, en in het voorjaar van 2019 koos hij voor lucht- en ruimtevaarttechniek in Delft. Terwijl zijn bevriende co-uitvinders voor andere carrières kozen, bouwde hij in Delft aan een internationaal team van vrijwilligers. In 2021 werden nieuwe veldtests uitgevoerd, in de Israëlische Negev-woestijn.
Vanuit de wetenschap is er veel belangstelling voor het idee. Tientallen goedkope Tumbleweeds met een diameter van 4 à 5 meter kunnen zich in een paar maanden tijd over een groot deel van de planeet Mars verspreiden, ‘varend’ op de wind door middel van kleine, beweegbare zeilen aan de binnenzijde van de open bol. Handig als je op heel veel verschillende plaatsen meteorologische of seismologische metingen wilt doen. ‘Op Mars leggen ze met gemak 100 tot 200 kilometer per dag af’, zegt Rothenbuchner. ‘En ja, er zal er ook weleens een vast komen te zitten, maar dat is niet erg: een stationair meetstation is ook waardevol.’
In Delft wordt nu gewerkt aan technieken om de bollen in de ruimte ‘open te vouwen’, waarna ze stuiterend op Mars terechtkomen, als een soort kolossale springveren. ‘Onze grootste uitdaging is: hoe houden we het simpel’, aldus Rothenbuchner. ‘Met oneindig veel tijd en geld kan alles, maar wij willen snel en goedkoop. Dan moet je echt keuzes maken.’ Uiteindelijk doel: een bedrijfsstructuur die Tumbleweed-rovers levert aan wetenschappers en ruimtevaartorganisaties. ‘Esa is geïnteresseerd; het zou logisch zijn als ze ook zouden investeren.’
In de Enci-groeve is het kleine prototype klaar voor de eerste ‘proefrit’. Bovenaan de helling geven Luka Pikulić en Kaamesh Saravanan het gevaarte een klein zetje. Daarna rolt, schommelt, waggelt en zwalkt hij naar beneden, als een rank maar log buitenaards wezen. Halverwege botst hij tegen een hek; even later komt hij vast te zitten in een struik. ‘Dat waggelen moet nog opgelost worden’, zegt Pikulić. ‘Wordt aan gewerkt.’ In de druilerige regen tillen ze de Tumbleweed weer omhoog voor een volgende afdaling.
Twee dagen eerder was het team hier ook; volgens Cristina Moisuc was het toen veel mooier weer en waaide het stevig. ‘Hij ging toen zelfs tegen de helling op omhoog’, zegt ze. ‘Het werkt echt.’ Vandaag hangen de zeiltjes binnen in de open bol er werkeloos bij, maar de sensoren doen het uitstekend. Op zijn telefoon toont Pikulić de grafiekjes met meetgegevens, en de gedetailleerde foto’s die van de bodem zijn gemaakt. ‘Delftse planeetwetenschappers zijn enthousiast’, zegt hij, ‘zo kun je over een groot gebied erosieprocessen op Mars bestuderen.’
De ‘Enci-campagne’ vormt maar een kleine stap in een langdurig ontwikkelproces. Later dit jaar gaat Team Tumbleweed naar Australië voor nieuwe tests in de woestijn; hopelijk vinden volgend jaar al de eerste valtesten plaats – eerst vanaf een toren, maar later ook vanuit een vliegtuig. Julian Rothenbuchner heeft alle vertrouwen in een goede afloop. Over de vraag waar Tumbleweed over vijf jaar staat, antwoordt hij zelfverzekerd: ‘Op Mars.’
Een ruimtevaartuig dat een zachte landing uitvoert op een ander hemellichaam is leuk, maar kan slechts op één plek onderzoek doen. Rondrijden (of -vliegen) levert veel meer resultaten op. Een overzicht van maankarretjes, planetaire ‘rovers’ en buitenaardse vliegmachines.
1970 De Sovjet-Unie lanceert Lunochod 1, de eerste van twee vrijwel identieke maanwagentjes.
1971 Tijdens de maanvlucht van Apollo 15 wordt voor het eerst een maanauto meegenomen. Ook Apollo 16 en Apollo 17 hadden zo’n Lunar Roving Vehicle aan boord.
1997 De kleine Sojourner is de eerste succesvolle Marsrover; onderdeel van de Amerikaanse Pathfinder-missie.
2004 Landing van Spirit en Opportunity, twee identieke Amerikaanse Marsrovers die het respectievelijk 6 en 14,5 jaar uithielden op Mars, en in totaal 7,7 en 45,2 kilometer aflegden.
2012 Landing van de Amerikaanse Marsrover Curiosity, die nog steeds actief is (afgelegde afstand: ruim 30 km).
2013 Landing van de Japanse maansonde Chang’e 3, met de kleine Yutu-rover. Later volgden meer kleine maanwagentjes, uit Japan, India, China en de Verenigde Staten.
2021 Nasa’s Perseverance-rover landt op Mars. Hij doet daar nog steeds onderzoek, en heeft inmiddels ruim 30 km afgelegd.
2021 Ingenuity is de naam van de eerste helikopter op Mars. In 72 vluchten legt hij 17 km af.
2021 China zet het kleine Zhurong-karretje op Mars, dat bijna een jaar actief blijft.
2029 De grote Europese Marswagen Rosalind Franklin moet aankomen op Mars.
2034 Geplande aankomst van Nasa’s rotorvliegtuig Dragonfly bij de grote Saturnusmaan Titan.
Luister hieronder naar onze wetenschapspodcast Ondertussen in de kosmos. Kijk voor al onze podcasts op volkskrant.nl/podcasts.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant