Frank De Winne woonde en werkte tien dagen in het internationale ruimtestation. Het transportmiddel tussen de aarde en het ISS is de Sojoez-capsule. Die wordt in een baan om de aarde gebracht door middel van de gelijknamige raket, de Sojoez-raket.

De raket

Die Sojoez-raket is een klassieker in de Russische ruimtevaart. De Sojoez is immers gebaseerd op dezelfde raket die in 1957 de eerste satelliet (Sputnik-1) in een baan om de aarde bracht, dezelfde raket die in 1961 Joeri Gagarin als eerste de ruimte in schoot. De tweede Belg in de ruimte vertrok trouwens vanop datzelfde lanceerplatform.

Alhoewel de raket uiterlijk nog steeds erg gelijkt op die raketten van enkele tientallen jaren geleden, van binnen is ze door de jaren heen geleidelijk aan gemoderniseerd. De Sojoez-raket is een tweetrapsraket, waarbij de eerste trap omringd is door bijkomende boosters. Een blik op de onderkant van de raket, met zijn twintig uitlaten, is meer dan indrukwekkend. De raket heeft een lengte van 50,67 meter, en weegt (met brandstof) 310 000 kg. Ze zorgde ervoor dat de capsule met zijn driekoppige bemanning in een baan om de aarde geraakt, op zo'n 300 km hoogte. Vanaf dat moment konden de kosmonauten de achtervolging inzetten op het ISS.

Russische raketten worden al liggend naar het lanceerplatform gebracht. Het geeft zo een mooi beeld op de onderkant van de raket met zijn 20 uitlaten. [Foto: NASA]

Een zicht op de bovenkant van de raket toont de ontsnappingstoren. Die trekt de capsule met de bemanningsleden weg van de raket mocht er tijdens de lancering iets verkeerd gaan. [Foto: NASA]

De capsule

De Sojoez-capsule heeft net als de raket een hele geschiedenis achter de rug. Ook de capsule is door de jaren heen geÎvolueerd. Frank De Winne maakte als eerste met zijn metgezellen gebruik van een nieuwe versie, de sojoez-TMA.

Een Sojoez-capsule bestaat uit drie gedeeltes. Ten eerste is er een cilindervormig gedeelte, het motorcompartiment. Naast de baancorrectiemotoren zijn hier ook de twee zonnepanelen terug te vinden. Het middelste stuk is het gedeelte waar de drie bemanningsleden zich bevinden tijdens de lancering en tijdens de landing. Het is vrij conisch van vorm. Onderaan bevindt zich het hitteschild dat gebruikt wordt bij de terugkeer in de dampkring. Later zorgen parachutes tesamen met remraketten voor een zachte landing. Het derde gedeelte dient enerzijds als opslagruimte, anderzijds als extra leefruimte voor de bemanning. Bovenaan dat derde compartiment bevindt zich het koppelingsstuk dat gebruikt wordt om de Sojoez te koppelen met het ruimtestation. Om die koppeling mogelijk te maken is de Sojoez uitgerust met het Koers-systeem. Met behulp van rendez-vous-antennes laat het systeem toe om de capsule automatisch te laten koppelen met het ISS. Mocht om ÈÈn of andere reden het automatische systeem het laten afweten, dan kan de bemanning altijd nog overschakelen op manuele controle (het Toru-systeem).

Een schematische voorstelling van de sojoezcapsule laat duidelijk de drie verschillende onderdelen zien.

Een schematisch overzicht van de Russische ruimtevaartbasis Bajkonoer.

Tijdens de lancering

De driekoppige bemanning nam dus plaats in het middelste gedeelte van de Sojoez-capsule. Veel plaats is er niet. In hun ruimtepakken gingen ze liggen in hun op maat gemaakte zetels, waarbij ze hun knieÎn voor een gedeelte moesten optrekken. De Winne lag links. Net als in de Space Shuttle liggen de ruimtevaarders dus op hun rug, wat de beste manier zou zijn om de versnellingskrachten tijdens de lancering op te vangen. Die versnellingskrachten vallen nogal mee, toch zeker voor een getraind iemand. In de Shuttle zou een astronaut tijdens de lancering maximaal 3g moeten doorstaan, in een sojoez zou dat maximaal 4g zijn.

De lancering is - net als de landing - ÈÈn van de meest kritieke fases van een ruimtevlucht. In tegenstelling tot de Amerikaanse Shuttle is de Sojoez uitgerust met een ontsnappingstoren. Het gaat hier om een klein raketje dat bij problemen de capsule met grote snelheid van de ontploffende raket kan wegtrekken. Dat gebeurde bijvoorbeeld tijdens een Sojoez-vlucht in april 1975. Toen kregen de twee kosmonauten gedurende korte tijd tot 20g te verwerken. Ze verloren dan ook voor korte tijd hun bewustzijn, maar ze overleefden de ramp.

Twee ruimtevaarders proberen het zich gemakkelijk te maken in de enge behuizing van een sojoez-capsule. Normaal liggen er hier drie ruimtevaarders naast elkaar. [Foto: NASA]

Een sojoez-raket vertrekt met veel geraas vanop de raketbasis van Bajkonoer. [Foto: RKA Energiya]

Gedurende enkele minuten werd de bemanning tijdens de tocht omhoog door elkaar geschud worden, en voelden ze de trillingen als de boosters en de trappen afgescheiden werden. En dan was het over. Een onwezenlijke stilte en een geweldig raar gevoel: de bemanning is gewichtloos en draait in een baan om de aarde.

De missie

De eerste taak van de bemanning bestond erin de achtervolging in te zetten op het ISS. Dat duurde twee dagen. Eerst vlogen ze in een lagere baan waardoor ze het ruimtestation "snel" naderden. Langzaam werd de baan verhoogd en nam de naderingssnelheid tussen de twee af. Uiteindelijk kwam het ISS in het vizier en zorgde het Koers-systeem dat de Sojoezcapsule met het ruimtestation koppelde.

Toen de koppeling gelukt was, konden de luiken tussen beide ruimtetuigen geopend worden. Frank De Winne zweefde dan als eerste Belg het ruimtestation in terwijl hij en zijn gezellen door de driekoppige stambemanning begroet werd.

De hoofddoelstelling van deze ruimtevlucht was dan gerealiseerd. Met succes werd een "verse" Sojoez afgeleverd. De Sojoezcapsule doet immers dienst als reddingssloep voor de stambemanning, maar om allerlei redenen mag een Sojoezcapsule maar maximaal zes maanden in de ruimte blijven. Elk half jaar moet de capsule vervangen worden. De Sojoez van De Winne bleef dus achter terwijl zij met de oude Sojoez naar de aarde terugkeerden. Maar aangezien hun Sojoezzetels op maat gemaakt werden, moesten deze verhuisd worden van de ene Sojoez naar de andere.

Naast deze verhuisklus voerde de tweede Belgische ruimtevaarder nog een aantal wetenschappelijke experimenten uit. Na een weekje in het ruimtestation verbleven te hebben, was het tijd om weer naar de aarde terug te keren.

Een sojoez staat op het punt met het ISS te koppelen. De sojoez doet dienst als reddingssloep, maar kan slechts een zestal maanden in de ruimte blijven. De capsule moet dus regelmatig vervangen worden.

Een sojoez vliegt weg van het ISS. Duidelijk zijn de drie delen van de capsule te onderscheiden: rechts het motorcompartiment, in het midden het landingsgedeelte waar de kosmonauten ook liggen tijdens de lancering, en links de woonmodule, een beetje extra ruimte waar voorraden en allerlei experimenten opgeslagen liggen. [Foto: NASA]

Weer terug

Nadat ze in de oude Sojoez ingestapt Waren, werden de luiken gesloten. De capsule werd losgekoppeld en voorzichtig weggestuurd van het ruimtestation. Het is immers belangrijk dat de stuurraketjes de zonnepanelen van het ruimtestation niet beschadigen. Toen ze ver genoeg weg waren, werden de grotere motoren ontstoken en maakte de bemanning zich klaar voor de terugkeer.

Dit gebeurde enkele uren na na de ontkoppeling. De Sojoez werd onder de juiste hoek in de dampkring gestuurd, wat gebeurde door de snelheid van de capsule voldoende af te remmen met de hoofdmotoren. De capsule brak dan in drie gedeeltes (met de bemanning in het middelste stuk). Dit landingscompartiment draaide zijn hitteschild in de bewegingsrichting. Bij de Shuttle worden speciale tegeltjes gebruikt, het hitteschild van de Sojoez brandde bij de terugkeer in de dampkring door de wrijving met de lucht voor een gedeelte op. Terwijl de capsule opwarmde en de snelheid afnam, was er tijdelijk een communicatieblackout.

Na enkele minuten was de snelheid genoeg verminderd zodat zonder gevaar de parachutes ontplooid konden worden. Remraketjes zorgden op het laatste moment voor een zachte landing, ergens in de steppe van Kazachstan waar ze opgewacht werden door de helicopters en de wagens van het bergingsteam. De Winne was weer terug op de aarde. Voor hem begon niet alleen een periode van debriefing, hij moest ook opnieuw wennen aan de zwaartekracht. Bij een dergelijk korte ruimtevlucht is dat niet echt een probleem.

Een sojoez-capsule landt in de steppe. [Foto: ESA]

Na de landing worden de ruimtereizigers uit hun zwartgeblakerde sojoez geholpen. [Foto: ESA]