Difference between revisions of "De romantische wetenschapsavonturen van professor Piccard"

‘Daar gaat professor Piccard! De ijle hoogte in, voor het meest gedurfde en romantische wetenschapsavontuur ooit!’ Zo klonk het in het Cinema Pathé journaal op 27 mei 1931. Met ingehouden adem volgden mensen uit de hele wereld de korrelige zwart-witbeelden van de eerste stratosfeervlucht in ballon. Aan boord: de Brusselse hoogleraar Auguste Piccard. Het Belgische NFWO, sponsor van het project, was tevreden. Voor het piepjonge wetenschapsfonds kwamen de excentrieke fysicus en zijn spectaculaire project op het gedroomde moment.

Auguste Piccard was 38 jaar oud toen hij een jobaanbod uit België ontving. Johannes Meiner, via Wikimedia Commons.

Auguste Piccard was net in Zürich tot hoogleraar in de experimentele fysica benoemd, toen de Universiteit van Brussel hem een leerstoel aanbood. De Zwitser aarzelde, maar niet lang. De Belgische aanbieding was zeer aanlokkelijk. Het ging om een nieuwe leerstoel, in de toegepaste fysica, en een vrij te besteden onderzoeksbudget. Kortom, een carte blanche voor persoonlijk initiatief. Het vakgebied paste de dubbele opleiding en persoonlijke passies van Piccard als gegoten: hij was een doctor in de experimentele fysica, maar had ook een ingenieursdiploma op zak en was gek op maken. In 1922 ruilden hij en zijn zwangere echtgenote Marianne Denis Zwitserland in voor België.

Hoewel de budgettaire beloften tegenvielen, was Piccard in Brussel toch de koning te rijk. Hij kreeg een laboratorium dat hij mocht inrichten met het oog op zijn eigen onderzoek naar hoogtestraling. Dat studiedomein was verwikkeld in een race naar de top. Fysici bestegen torens, hoge bergen, en vanaf 1910 ook luchtballonnen om stralingsintensiteit te vergelijken en zo de bron van hoogtestraling te ontdekken.

Negen kilometer hoogte bleek de ultieme grens voor bemande metingen. Daarboven vroor men dood, als men al niet stikte. Onbemande ballonnen met automatische elektrometers bereikten in de jaren 1920 wel al hoogten van dertig kilometer. Maar deze metingen waren niet helemaal betrouwbaar.

In 1929 diende Piccard een projectvoorstel in bij het Belgische wetenschapsfonds NFWO voor de bouw van een bemande ballon die tot in de stratosfeer kon stijgen, 15 kilometer hoog. Hij wilde er onder meer de intensiteit en oriëntatie van de kosmische straling meten. Hij vroeg een krediet van 400.000 frank.

Piccard verstond de kunst om het publiek te bespelen met ensceneringen die de sensatie van zijn onderneming nog vergrootten. Hier met zelfgemaakte rieten valhelmen. Op de achtergrond de cabine van de stratosfeerballon. Bron: Piccard, Au dessus des nuages.

Het NFWO keerde Piccard het volledige krediet uit. Het bestuur van het kersverse wetenschapsfonds was met reden enthousiast over het ambitieuze project. Het NFWO moest zijn waarde nog bewijzen. Bovendien was het afhankelijk van de steun van rijke weldoeners en banken, en altijd op zoek naar giften. Een prestigeproject zou goed uitkomen om de naam van het NFWO te doen weerklinken. Sinds zijn oprichting in 1928 onder vorstelijk patronage verleende het wetenschapsfonds vooral mandaten voor doctoraatsonderzoek. Broodnodig, maar niet opwindend.^[2]

De aanvraag van Piccard kwam dus als geroepen. Een reis naar de stratosfeer: pure sensatie! Het idee paste in het romantisch, Jules Verne-achtig beeld dat het publiek van fundamentele wetenschap had. Het project was, bovenal, tastbaar. Het publiek hoefde immers niet te begrijpen wat de professor daarboven wilde meten. Wat te zien was was al spectaculair genoeg: een unieke uitvinding met beloften voor de industrie, een mijlpaal voor de mens en een hoogterecord voor België.

Zelfs de aanvrager paste in het mediagenieke plaatje van een romantisch wetenschapsavontuur. Met zijn slungelachtige armen, groot voorhoofd, rond brilletje en verwarde haardos was ‘professor Piccard’ de iconische geleerde. ‘Het fysiek voorkomen van Piccard is zeer gelukkig’, schreven zijn biografen, ‘een tekenaar had hem niet beter kunnen verzinnen, [...] hij leek ‘op maat’ gemaakt.’ Piccard was aimabel, schijnbaar verstrooid, en hij verstond de gave om zijn onderzoek in lekentaal en met humor toe te lichten.

Nog voor hij goed en wel vertrokken was, was de professor al de vedette van kranten en weekbladen. Het lezerspubliek smulde van zijn bizarre gewoonten. 'Hij droeg aan elke pols een horloge!' 'Hij kon met twee handen tegelijk schrijven!' Zijn motto, ‘L'exploration est le sport du savant’, werd talloze malen geciteerd. Piccards project werd een project van de natie. En zelfs van de wereld.

Piccard test het ventiel van de FNRS I, luttele uren voor de eerste vlucht. Op de achtergrond kijkt de directeur van het NFWO toe. Bron: Piccard, Au dessus des nuages.

Op 27 mei 1931 aanschouwde die wereld het opstijgen van de professor en zijn stratosfeerballon, de ‘FNRS’. Journalisten waren samengestroomd op de terreinen van de ballonfabriek in Augsburg, Duitsland, waar het spektakel plaatsvond.^[3] De reusachtige, gele ballonenvelop had een spanwijdte van dertig meter. Hij bevatte veertienduizend kubieke meter waterstof. DHet volume en gewicht van de gasvulling was zo gekozen dat een hoogte van minstens zestien kilometer binnen bereik lag, wanneer de ballon zijn ballast – vijfhonderd kilo loden korrels – dropte.

De katoenen ballon was niet helemaal gevuld zodat hij niet zou barsten wanneer het gas in de ijle hoogte uitzette. Bron: Piccard, Au dessus des nuages.

De gondel was geen rieten mand, maar een aluminium bol die luchtdicht kon worden afgesloten, met twee mangaten en ronde venstertjes. De ballon was een zwevend laboratorium, met onder andere geigertellers en elektroscopen, een ionisatiekamer en een elektrostatische sonde die aan een honderd meter lang touw buitenboord bengelde.

Daarnaast was er ook boordapparatuur om de ballon te besturen, waaronder barometers en binnen- en buitenthermometers. In de cabine heerste een constante druk en er waren flessen met vloeibare zuurstof. Om te vermijden dat de bemanning zou roosteren of onderkoeld raken, was de bol aan één zijde reflecterend en aan de andere zijde absorberend zwart gemaakt. De bemanning kon van binnenuit de cabine draaien naar wens. In het geval bliksem de ballonenvelop zou treffen – iets wat niet geheel ondenkbaar was – was aan de bol een parachute vastgemaakt.

Piccard en zijn assistent Paul Kipfer bereikten wat ze hadden vooropgesteld: een recordhoogte van 15.781 meter. Na 23 uur in de lucht, veel langer dan voorzien, landden ze op een gletsjer in Tirol, het was intussen nacht. Er zat niets anders op dan te overnachten in het ijs, ingewikkeld in de stof van de ballon. De volgende dag zochten ze moeizaam hun weg naar de bewoonde wereld, die hen al ten dode had opgeschreven. Hierna ging het per trein terug naar Brussel, waar hen een triomfonthaal wachtte.

Na het succes van 1931 ontstond een heuse merchandising, met populairwetenschappelijke boeken geschreven door Piccard en een postzegel.

‘Het Rogierplein zag zwart van het volk. Slechts met moeite wist de wagen zich een weg te banen door de mensenmenigte’, herinnerde Marianne Denis, Madame Piccard, zich later. Het bestuur van het NFWO stond op de eerste rij om de ballonvaarders te huldigen. Piccards prestatie was ook een prestatie van het jonge wetenschapsfonds en dat zou men geweten hebben. De plechtige séance académique in het Paleis der Academiën kreeg het karakter van een waar overwinningsfeest. De vorst en vorstin waren aanwezig, en met hen allerlei Belgische en buitenlandse prominenten. Minister van kunsten en wetenschappen Petitjean nam het woord om Piccard te bejubelen. Hij vertolkte daarbij perfect de inzet van het wetenschapsfonds: ‘Alleen grandioze gelegenheden, zoals die van vandaag, kunnen de grote massa bewustmaken van de hoge en nobele morele betekenis van de Instelling [het NFWO]. U heeft, mijnheer Piccard, de gelukkige effecten van het koninklijke initiatief tastbaar gemaakt.^[4]

Piccards onderneming was misschien wel groots en spectaculair, maar voor de wetenschap leverde ze niet op wat hij verwacht had. De vlucht was van begin tot einde een calamiteitenparcours geweest, waardoor er van metingen amper iets terechtgekomen was. Het opstijgen ging te snel, na een half uur al was de ballon op bestemmingshoogte. Gedurende die korte tijd hadden de wetenschappers een lek in de cabinewand moeten dichten en de gevaarlijk lage binnendruk op peil moeten brengen.

De opvallende présence van Piccard inspireerde Hergé in 1943 bij de uitwerking van zijn Professor Zonnebloem.

Toen de ballonvaarders ten slotte hun de daling wilden inzetten, bleek het gasventiel geblokkeerd. Er zat niets anders op dan te wachten tot de avondkilte het ballonvolume zou doen krimpen en de daling vanzelf inzette. Het was een angstig wachten, want de ballonvaarders hadden maar een beperkte voorraad zuurstof aan boord. Bovendien loste het met touw en vaseline dichtgestopte lek opnieuw.

Tijdens de trage en moeilijke afdaling bleek het draaimechanisme van de cabine stuk, waardoor de bemanning overging van vriestemperaturen naar een dorstig makende hitte, die niet kon worden bestreden, omdat de wetenschappers niet aan drinkwater hadden gedacht. Metingen konden Piccard en Kipfer in de afdaling niet doen, want gezien de risicovolle nachtelijke landing had men de instrumenten veilig moeten inpakken.

In de daaropvolgende zomer stapte Piccard opnieuw aan boord voor een tweede vlucht. Het publiek was nog uitzinniger dan de eerste keer. Alle scepticisme van de eerste poging was verdwenen, nu iedereen wist dat professor Piccard misschien wel gek was, maar ook geniaal. Een nooit eerder geziene massa van 30 à 40. 000 personen verzamelde in Düssendorf, Zwitserland, de plaats van vertrek. Een tweeduizendtal auto’s had de verplaatsing gemaakt. Ook de Belgische vorst en de vorstin waren aanwezig. Professor Piccard zou zijn hoogterecord gaan verbreken, zo luidde het. Dat gebeurde ook: de Brusselse hoogleraar behaalde, dit keer met de Belgische ingenieur Max Cosyns als assistent, een hoogte van 16.940 meter. Ook dit keer werden de held onthaald met bloemen, telegrammen en telefoontjes, en een plechtige viering door het NFWO.

De FNRS 2 was uitgerust met een drijflichaam en een motor, waardoor het het eerste onafhankelijk bestuurbaar diepzeetuig was. Bron: FRS-FNRS.

Kort daarop verlegde Piccard zijn aandacht naar een omgekeerd exploratieproject: een bemand diepzeetoestel. De fysica om in de diepten van de zee af te dalen kwam in essentie overeen met de techniek van een hoogteluchtballon. Ook hier waren de ingrediënten een luchtdichte bemanningscabine met een leefbare binnendruk, een ‘ballon’ gevuld met een naar verhouding lichte stof, en ballast die men kon afwerpen om te stijgen. Om de extreem grote hydrostatische druk van de diepzee te weerstaan, moest de bolvormige cabine extra sterk zijn en het vulmateriaal voor de dobber mocht niet samendrukbaar zijn. Piccard koos voor kerosine als dobbervloeistof en voor staal en plexiglas voor de wanden en raampjes van de cabine.

Piccard kreeg opnieuw de financiële steun van het NFWO los, zij het minder dan hij had gehoopt. In een naoorlogse patriottische reflex stipuleerde het Fonds bovendien dat hij een Belg moest inschakelen als co-leider. De fondsen lieten Piccard slechts toe een rudimentaire versie van zijn zogenaamde ‘bathyscaaf’ te bouwen. In vergelijking met de luchtballon ging het ook niet meer om een klein project. In de plaats van een aantal sterke dragers was nu een stevige boot en zeer zware takelapparatuur nodig om de duiker op bestemming te krijgen. De kerosine moest apart vervoerd worden in het ruim van de boot, omdat het gemotoriseerde duiktoestel anders zou imploderen onder zijn eigen gewicht. Het was een reusachtige onderneming.

Het nieuwe materiaal plexiglas bood een onverwachte oplossing voor het probleem van de extreme druk. Bron: FRS-FNRS.

Op in oktober 1948 kwam de bathyscaaf, de FNRS II, aan op de Kaapverdische Eilanden waar de twee geplande duiken zouden plaatsvinden. Het publiek, dat sensatie verwachtte, volgde het gebeuren op de voet. De Belgische overheid had een journalist meegestuurd die het experiment moest verslaan. Op 26 oktober stond een testduik op 25 meter diepte op het programma. Dat duiken zelf duurde slechts een kwartier. Het overgrote deel van de tijd, twaalf uur lang, werd gespendeerd aan het vullen en terug leegpompen van de dobber met kerosine. Piccard en zijn assistent Jacques Monod zaten al die tijd vast in de cabine onder de dobber.

Enkele dagen daarop voerde de FNRS II een tweede duik uit, dit keer zonder bemanning. De bathyscaaf daalde naar een diepte van 1380 meter. Na de duik bleek de zee echter te woest om de dobber leeg te pompen. Het team moest de kerosinetank laten leeglopen in zee. Tot overmaat van ramp liep de vlotter onherstelbare schade op door een grote golfslag. De eerste diepzeeduik was voor het toestel daarmee ook meteen de laatste. Deze tegenslag mocht, in de ogen van Piccard, de pret niet drukken: er was nu immers onomstotelijk bewezen dat zijn uitvinding werkte.

Piccard mocht dan wel die mening zijn toegedaan. Maar bij het publiek en de pers, die hem met spanning hadden gadegeslagen op zijn nieuwe avontuur, was de teleurstelling groot. Het diepzeeproject had niets van de sensatie van de luchtballonreis. Het was onmogelijk het gebeuren live te volgen, want professor Piccard bevond zich in Afrika, en bovendien ver van de kust. Er was ook geen spannend beeldmateriaal: het vullen van de dobber duurde uren, de eigenlijke prestatie was kort en aan het zicht onttrokken. En er was geen record gevestigd.

Het publiek besefte wellicht ook niet hoe innovatief Piccards bathyscaaf was. Sinds de jaren 1930 waren er experimenten met bathysferen, een soort diepzeeduikklokken die aan een kabel te water werden gelaten. De rijke avonturier Otis Barton had in 1938 een bioscoopfilm over zijn diepzee-exploraties gemaakt, Titans of the deep. Het grote publiek zag wellicht geen verschil tussen deze bathysferen en Piccards bestuurbare diepzeeduikboot. Dat werd duidelijk in het Duitse filmjournaal dat in het najaar van 1948 in de cinema’s rondging: de bathysfeer werd er een duikklok genoemd, en de commentator vermeldde enkel dat Piccard een diepterecord van 4000 meter wou vestigen. Korte tijd vóór de duiktesten van de FNRS II raakte bekend dat de bathysfeer van Otis Barton in september een afdaling tot op 1360 meter had verwezenlijkt. De onbemande duik van de FNRS II was daarmee vergeleken een flauw afkooksel.

Een mislukking, zo oordeelden pers en publiek. Ettelijke miljoenen waren, letterlijk, in het water gevallen. ‘Zij hadden een meer spectaculair eerste optreden verwacht’, verhaalde Piccards echtegnote Marianne Denis later. Nu de publieke opinie de projecten van Piccard niet langer goedgezind was, leek ook bij het NFWO de kriebel voor verticale wetenschapsexploratie zowat uitgewerkt. Dat was niet geheel onlogisch. Ten eerste was het diepzeeproject zeer kostelijk. Ten tweede had het wetenschapsfonds het project ook gesponsord om de eigen werking beschouwelijk te maken voor de burgers. Nu die burger zich kritisch en negatief uitliet, kan het in de ogen van de NFWO-bestuursraad nuttig hebben geleken om de kosten en baten te herevalueren. Velen binnen en buiten de bestuursraad oordeelden dat een te grote som naar dit project was doorgesluisd. Dit terwijl de fondsen zeer beperkt waren en de naoorlogse wetenschap duidelijk een nieuwe richting uitging.

‘De publieke opinie kan de geleerde niet volgen op de moeilijke en duistere weg van zijn onderzoek.’ De hoogleraar kreeg zijn geschriften niet meer gepubliceerd, en zelfs het NFWO liet hem in de steek, zo verhaalde Marianne Denis. 'Eenzaam wordt het om Piccard.' Ondanks de geslaagde tests werd zijn uitvinding aan de Franse marine verkocht, ‘de cabine die de geleerde zelf heeft uitgevonden, berekend, ontworpen en geconstrueerd’. In het tijdperk van de Big Science was er geen plaats meer voor een eenzame uitvinder en zijn romantische wetenschap.