De gigantische Amerikaanse raket die vier ruimtevaarders binnenkort naar de maan moet brengen, is op zaterdag 17 januari 2026 van de assemblagehal overgebracht naar het lanceercomplex op het Kennedy Space Center in Florida. De Crawler-Transporter-2 deed er 10 uur over om het 100 meter hoge Space Launch System naar het Launch Pad 39B te brengen dat zich 6,4 kilometer van de assemblagehal bevindt. Nu de raket op het lanceercomplex staat, gaat NASA nog eens hele reeks tests en analyses uitvoeren waarna een cruciale 'wet dress rehearsal' zal gehouden worden. Indien alles verloopt zonder bijkomende problemen kan NASA de vier Artemis II astronauten begin februari of begin maart lanceren richting de maan.
Wat is het Space Launch System?
SLS is geen raket die is gebouwd voor frequent commercieel gebruik of voor het bevoorraden van lage aardbanen. Het is een strategisch instrument, ontworpen met één centraal doel: het mogelijk maken van langdurige, bemande missies voorbij de lage aardbaan, met de maan als eerste bestemming en Mars als uiteindelijke horizon. Daarmee vormt SLS het fundament onder het Artemis-programma, NASA’s ambitie om de mensheid opnieuw op de maan te laten landen, ditmaal duurzaam en met het oog op verdere interplanetaire expansie. In termen van schaal en kracht behoort het Space Launch System tot een uiterst selecte categorie. Met een totale hoogte van ongeveer 98 meter in zijn Block 1-configuratie is de raket iets hoger dan de Saturn V, die tijdens het Apollo-programma werd gebruikt. Bij lancering heeft SLS een totale massa van circa 2,6 miljoen kilogram. De maximale stuwkracht bij liftoff bedraagt ongeveer 39 meganewton, waarmee SLS op dit moment de krachtigste operationele raket ter wereld is. Ter vergelijking: de Saturn V leverde ongeveer 35 meganewton, terwijl de Falcon Heavy van SpaceX rond de 22,8 meganewton blijft. De oorsprong van het Space Launch System ligt direct in het politieke en industriële vacuüm dat ontstond na het stopzetten van de Space Shuttle in 2011. De shuttles waren duur in onderhoud, complex in gebruik en voldeden niet aan de eisen voor diepe-ruimtemissies. Tegelijkertijd wilde het Amerikaanse Congres voorkomen dat de gespecialiseerde infrastructuur en werkgelegenheid, verspreid over tientallen staten, verloren zou gaan. In de NASA Authorization Act van 2010 werd daarom vastgelegd dat NASA een nieuw Space Launch System moest ontwikkelen, gebaseerd op “existing assets where practicable”. Dit leidde tot een ontwerpfilosofie waarin bewezen technologieën uit het shuttleprogramma een centrale rol kregen.
RS-25: de kracht achter het Space Launch System
Het Space Launch System bestaat uit meerdere hoofdcomponenten die samen een modulair en schaalbaar lanceersysteem vormen. Het hart van de raket is de kerntrap, of core stage. Deze kerntrap is 65 meter lang en heeft een diameter van 8,4 meter, exact gelijk aan die van de externe brandstoftank van de Space Shuttle. De kerntrap bevat twee enorme cryogene tanks: de waterstoftank heeft een inhoud van ongeveer 537.000 liter vloeibare waterstof, terwijl de zuurstoftank circa 196.000 liter vloeibare zuurstof bevat. Samen voeden deze tanks de vier RS-25-motoren aan de onderzijde. De RS-25-motoren, ontwikkeld door Aerojet Rocketdyne, zijn een van de meest complexe vloeibare-raketmotoren ooit gebouwd. Tijdens het shuttleprogramma werden in totaal 46 van deze motoren geproduceerd, waarvan er meerdere tientallen keren opnieuw zijn gebruikt voor de eerste SLS-vluchten. Elke RS-25 levert ongeveer 1,86 meganewton aan stuwkracht in vacuüm en heeft een specifieke impuls van circa 452 seconden, wat uitzonderlijk hoog is voor een chemische raketmotor. Voor gebruik op SLS zijn de motoren aangepast om met een hogere kamerdruk te werken en langere brandtijden aan te kunnen. Waar een shuttle-missie de motoren gemiddeld zo’n 8,5 minuut gebruikte, branden ze bij SLS tot ongeveer 8 minuten continu op vol vermogen.
Solid Rocket Boosters
Aan weerszijden van de kerntrap bevinden zich de twee vaste brandstofboosters die ontwikkeld en gebouwd zijn door Northrop Grumman. Deze Solid Rocket Boosters zijn elk ongeveer 54 meter lang en hebben een diameter van 3,7 meter. In tegenstelling tot de shuttleboosters, die uit vier segmenten bestonden en na de vlucht werden geborgen, bestaan de SLS-boosters uit vijf segmenten en zijn ze niet herbruikbaar. Elke booster bevat ongeveer 726.000 kilogram vaste brandstof en levert bij lancering meer dan 16 meganewton aan stuwkracht. Samen zijn de boosters verantwoordelijk voor ruim 75 procent van de totale stuwkracht tijdens de eerste fase van de lancering. Na ongeveer 126 seconden worden de boosters afgestoten, op een hoogte van circa 67 kilometer en bij een snelheid van ongeveer 1,5 kilometer per seconde. Vanaf dat moment vervolgt de kerntrap, aangedreven door de RS-25-motoren, de klim richting de ruimte. Na het uitbranden van de kerntrap, ongeveer 8 minuten na liftoff, neemt de bovenste trap het over. Voor de eerste Artemis-missies maakt SLS gebruik van de Interim Cryogenic Propulsion Stage, afgekort ICPS. Deze bovenste trap is gebaseerd op de Delta Cryogenic Second Stage van de Delta IV-raket en wordt aangedreven door een enkele RL10B-2-motor. Deze motor levert ongeveer 110 kilonewton aan stuwkracht en heeft een specifieke impuls van circa 465 seconden. De ICPS is verantwoordelijk voor het plaatsen van de Orion-capsule in een tijdelijke baan rond de aarde en voor de cruciale translunaire injectie, waarbij het ruimtevaartuig op koers richting de maan wordt gebracht. In latere versies van SLS zal de ICPS worden vervangen door de veel krachtigere Exploration Upper Stage. Deze trap zal worden uitgerust met vier RL10C-3-motoren en aanzienlijk meer brandstof kunnen meenemen. Hierdoor stijgt de totale payloadcapaciteit van de raket aanzienlijk. In de Block 1B-configuratie zal SLS ongeveer 105 ton naar een lage aardbaan kunnen brengen en circa 38 tot 40 ton richting de maan. In de uiteindelijke Block 2-configuratie mikt NASA op een LEO-capaciteit van ongeveer 130 ton.
Raket voor deep-space missies
Het centrale doel van het Space Launch System is het ondersteunen van bemande 'deep-space' missies, met name binnen het Artemis-programma. Artemis I, een onbemande testvlucht, bracht Orion in een verre retrograde baan rond de maan, op afstanden tot ongeveer 432.000 kilometer van de aarde. Artemis II zal, als alles volgens plan verloopt, de eerste bemande vlucht zijn en astronauten rond de maan brengen. Artemis III moet vervolgens leiden tot de eerste bemande maanlanding sinds 1972. SLS speelt hierbij een cruciale rol omdat het als enige beschikbare raket in staat is om de Orion-capsule, met een massa van ongeveer 26 ton, rechtstreeks op een maantraject te plaatsen. Bovendien is de raket ontworpen om te voldoen aan de extreem strenge veiligheids- en betrouwbaarheidsnormen die NASA hanteert voor bemande vluchten. Het ontwerp is gebaseerd op uitgebreide analyses van faalmodi, redundantie en structurele marges, wat mede bijdraagt aan de hoge ontwikkelingskosten. Naast Orion en Artemis is SLS ook bedoeld als lanceerplatform voor grote vrachtmissies. Het Lunar Gateway-station, dat in een zogenaamde near-rectilinear halo orbit rond de maan zal worden geplaatst, bestaat uit modules die qua massa en volume zijn afgestemd op SLS-lanceringen. Sommige Gateway-elementen worden weliswaar commercieel gelanceerd, maar SLS blijft essentieel voor de zwaarste componenten en voor bemande rotaties.
Extreem duur
De kostprijs van het Space Launch System en de industriële structuur erachter vormen samen misschien wel het meest controversiële aspect van NASA’s huidige maanprogramma. Het SLS is niet alleen een technisch project, maar ook een financieel en politiek dossier dat sinds zijn ontstaan onderwerp is van debat binnen de Verenigde Staten en daarbuiten. De totale ontwikkelingskosten van het Space Launch System zijn uitzonderlijk hoog. Sinds de formele start van het programma na de NASA Authorization Act van 2010 heeft NASA tot aan de eerste vlucht van Artemis I ruim 23 miljard dollar uitgegeven aan de ontwikkeling van de raket zelf. Dit bedrag omvat het ontwerp, de bouw, het testen en de certificering van de kerntrap, de vaste brandstofboosters, de bovenste trap en de aanpassingen aan motoren en systemen die oorspronkelijk voor de Space Shuttle waren ontwikkeld. Wanneer men alleen naar SLS kijkt, zonder Orion en grondinfrastructuur mee te rekenen, is dit bedrag al hoger dan de totale ontwikkelingskosten van veel historische ruimtevaartprogramma’s. Wanneer echter het bredere plaatje wordt bekeken, lopen de kosten verder op. Het Space Launch System kan namelijk niet los worden gezien van de Orion-ruimtecapsule en de Exploration Ground Systems, de lanceerinfrastructuur in Florida. De ontwikkeling van Orion, gebouwd door Lockheed Martin, heeft inmiddels meer dan 20 miljard dollar gekost. De aanpassingen aan lanceerplatform 39B, de bouw van mobiele lanceerplatforms, software, transportmiddelen en upgrades aan het Vehicle Assembly Building hebben nog eens circa 5 tot 6 miljard dollar gevergd. Alles bij elkaar opgeteld komt het Artemis-programma tot en met de eerste bemande vluchten uit op een totaal van ongeveer 50 miljard dollar aan uitgaven. Naast deze ontwikkelingskosten zijn er de operationele kosten per lancering, en die zijn minstens zo opvallend. De bouw van één enkele SLS-raket kost, afhankelijk van de bron en de exacte configuratie, ongeveer 2 tot 2,5 miljard dollar. Dit bedrag betreft uitsluitend de hardware van de raket: de kerntrap, de boosters, de motoren en de bovenste trap. Omdat SLS volledig expendable is, wordt deze hardware na elke lancering vernietigd. Wanneer ook de Orion-capsule, integratie, grondoperaties, testcampagnes en missievoorbereiding worden meegerekend, lopen de totale kosten per Artemis-missie op tot meer dan 4 miljard dollar per lancering. Daarmee behoort SLS tot de duurste lanceersystemen ooit operationeel ingezet.
