Visionaire projecten – Pagina 2

Narikel Janjira, buiten Bangladesh beter bekend als Saint Martin's Island, wordt een steeds geliefdere toeristische bestemming.

Bangladesh bereidt zich voor op een toekomst op het water

Laat een reactie achter / Economie, Ideeën, Visionaire projecten / Door Germen Roding / 2 mei 2018 14 februari 2021

Stel, je woont in een dichtbevolkt land waarvan geregeld de helft onderstroomt. Tot overmaat van ramp stijgt de zeespiegel. Komt het bekend voor? Bangladesh zit met hetzelfde probleem als Nederland. Wat kan Nederland leren van de Blauwe Economie van Bangladesh?

Bangladesh: van armste land ter wereld tot maritiem powerhouse
Toen de Bangladeshi zich met de hulp van India bevrijdden van Pakistaanse onderdrukking in 1971, leek de situatie hopeloos. Bangladesh is drie keer zo dicht bevolkt als Nederland en België: de 160 miljoen overwegend islamitische Bangladeshi bewonen een laag liggende rivierdelta van 3,5 maal Nederland. Bij zware moessons loopt vaak meer dan de helft onder water. Het Pakistaanse leger hield wreed huis, waarbij naar schattingen van de Bengaalse overheid drie tot tien miljoen Bengalen zijn vermoord. Vooral intellectuelen moesten het ontgelden. Ook werd er veel infrastructuur vernield. Kortom: Bangladesh was na de onafhankelijkheid een ruïne. Van het ooit gouden Bengalen (shonara Bangla) was weinig over. De Bangladeshi moesten letterlijk hun land uit een moeras opbouwen.

En dat deden ze. Het uitermate wrede optreden van het Pakistaanse leger, opgehitst door extremistische Deobandi mullahs die de Bangladeshi tot koeffaar (ongelovigen) verklaarden, genas de Bangladeshi grondig van utopische idealen over een islamitische samenleving. Ze wisten dat de toekomst alleen maar beter kon worden dan het heden. De Bengaalse diaspora en buitenlandse hulp stonden de bevolking bij. Bangladesh schuilde onder de militaire paraplu van machtig buurland India, waardoor de Bangladeshi zich konden toeleggen op het opbouwen van hun land, en niet, zoals de bezetter Pakistan, miljarden hoefden te verspillen aan tanks, raketten en vliegtuigen. Bangladesh slaagt er zelfs in meer dan een miljoen Rohingya vluchtelingen op te vangen. Dat aantal is evenveel als het honderd maal zo rijke Duitsland opgevangen heeft.

Belastingen zijn laag en ondanks de hardnekkige corruptie, werd het geld dat binnenkwam grotendeels verstandig besteed. Het gevolg hiervan is dat de economie van Bangladesh groeit als kool, gemiddeld zo’n zes procent per jaar. Toch dreigen er donkere wolken aan de horizon. Het voornaamste probleem is de stijgende zeespiegel, die het landoppervlak van Bangladesh drastisch zal doen afnemen..Bangladesh besloot daarom voor de vlucht naar voren te kiezen. Succesvolle onderhandelingen met buren India en Myanmar legden de maritieme grenzen vast, waardoor het bruikbare oppervlak voor Bangladesh bijna verdubbelde. Een steeds groter deel van de economische groei komt nu uit het ontwikkelen van de zogeheten blauwe economie.

De blauwe economie: wonen en verbouwen op het water
Drijvende tuinen: Als landdieren zijn wij mensen van nature huiverig voor water. We zijn geneigd water te zien als verloren land. Dit is onterecht. Met enige aanpassingen is water prima om te toveren tot productief landbouwgebied. Zo worden drijvende tuinen in Bangladesh steeds populairder[1]. In het zuiden van het land groeit veel waterhyacint, in de subtropen een hardnekkig wateronkruid dat natuurlijk drijfvermogen levert. Dit wordt als ondergrond voor drijvende tuinen gebruikt. De laag met waterhyacint wordt bedekt met teelaarde. In het noorden groeit weinig waterhyacint, waardoor gebruik wordt gemaakt van plastic drijvers, zoals lege plastic vaten. Varianten die nu ook worden uitgerold zijn drijvende eendenhokken, drijvende scholen en visvijvers. De kosten voor deze drijvende tuinen zijn relatief laag: alleen arbeidsloon voor drijvende tuinen op basis van waterhyacinth, $260 (rond de tweehonderd euro) voor een drijvende tuin van honderd vierkante meter met plastic drijvers. Geen wonder dat de overheid van Bangladesh veel ziet in dit systeem en het uit wil breiden tot 20 000 vierkante kilometer oppervlak. [2] Ook in het buitenland is deze uitvinding uit Bangladesh een doorslaand succes. Onder andere Cambodja en de Filippijnen passen het concept nu toe.

Nederland en in beperkte mate België kan dit ook. Zo kunnen we zeewier kweken, enkele proefboerderijen zijn al actief. Wanneer visteelt, intensieve varkenshouderij en sommige tuinbouw naar de zee wordt verplaatst, vermindert dit de milieubelasting enorm. Ook wordt de ziektedruk veel minder.

Het continentaal plat van Bangladesh verdubbelt de oppervlakte van het land. Bron: 3.

Zeebodem exploiteren: een overeenkomst tussen India en Bangladesh maakte de weg vrij om de zeebodem die grenst aan Bangladesh in gebruik te nemen. [3] Deze deal verdubbelt de oppervlakte van Bangladesh en maakt het mogelijk naar olie en gas te boren, voorzover nog relevant, en zeemineralen te winnen.

Toerisme: de eilanden in de Zee van Bengalen zijn omringd door koraal en kleurrijke vissen. Onder andere het eiland Saint Martin (Narikel Jinjira) wordt hierdoor steeds populairder bij toeristen. Sommige planners overwegen het creëren van nieuwe eilanden. Dit zou Nederland ook kunnen doen.

Bronnen
1. The floating gardens of Bangladesh, New York Times (2014)
2. Floating Garden Agricultural Practices in Bangladesh: A Proposal for Globally Important Agricultural Heritage Systems (GIAHS), ministerie van landbouw van Bangladesh
3. BD gets 19,467 sq km disputed area in the Bay; Exclusive economic zone and continental shelf up to 667 km in the sea, Bangladesh Chronicle, 2014

De binnenkant van een O'Neill cilinder. Bron: NASA/Don Davis via Wikimedia Commons

Terrabuilding in plaats van terraforming: de voordelen van O Neill cilinders

3 reacties / natuurkunde, Visionaire projecten, Wetenschap, Zonnestelsel / Door Germen Roding / 22 april 2018 22 april 2018

Overbevolking? Onzin, tenminste als we ruimtevaart voortvarend aanpakken. In het zonnestelsel is er voldoende materiaal voor het aanmaken van biljoenen malen de aardoppervlakte. Hoe? Door langzaam roterende O’Neill cilinders te maken.

Op aarde gebruiken we in het dagelijkse leven alleen maar de eerste meters van de aardkorst. De rest heeft voor ons maar één functie: zwaartekracht opwekken. Wat, als we die zwaartekracht op een andere manier kunnen opwekken? Dat kan: namelijk door de middelpuntvliedende pseudokracht, zoals aan de binnenkant van een ronddraaiende cilinder. Een cilinder met twee kilometer doorsnede moet bijvoorbeeld één maal per minuut roteren om een aardachtige “zwaartekracht” op te wekken.

Professor Gerard O’Neill werkte het idee van roterende ruimtekolonies verder uit en berekende, dat een cilinder van staal maximaal vier kilometer in diameter en dertig kilometer in lengte kan zijn. (Hier een artikel voor leken) Er ontstaat zo een “ruimte-eiland” met vierhonderd vierkante kilometer leefruimte, ongeveer de oppervlakte van Malta, Singapore, Texel of Andorra. Met koolstofnanovezels kunnen zelfs veel grotere ruimtekolonies met de grootte van een klein continent worden gebouwd. In deze video een grondige behandeling van het fenomeen O’Neill cilinders, zoals we die van Isaac Arthur gewend zijn.

De meest geschikte locaties voor O’Neill cilinders zijn de twee Lagrangepunten die tussen de aarde en de maan liggen: L4 en L5. Het kost daar geen energie om op dezelfde plek te blijven hangen. Deze vormen ook een ideale opstapplek voor vrachtverkeer richting de asteroïdengordel. Worden deze Lagrangepunten straks de overslagkades van het zonnestelsel?

Lees ook
Hoe is het leven in een ruimtekolonie?
Uitgeholde asteroïde

Sport onder gewichtsloze omstandigheden kan groot worden. Hier een bal die aan boord was van de verongelukte Space Shuttle Challenger. Bron: NASA

Hoe zullen ruimtehavens er uit zien?

9 reacties / Ideeën, Ideeën en techniek, Visionaire projecten, Visionaire vragen, Zonnestelsel / Door Germen Roding / 17 april 2018 17 april 2018

De aarde vormt een diepe zwaartekrachtsput en is daarmee niet erg geschikt als haven voor ruimtevoertuigen. Waar kunnen we het beste het overslagpunt voor ruimtereizen inrichten? De maan, een van de Lagrangepunten van het aarde-maanstelsel of toch maar LEO, low earth orbit?

"Metrokaart" van het zonnestelsel met delta-v per node. Klik voor een vergroting. Bron: User: CuriousMetaphor op reddit.com — “Metrokaart” van het zonnestelsel met delta-v per node. Klik voor een vergroting. Let op: zeer groot, doe dit niet op je databundel. Bron: User: CuriousMetaphor op reddit.com

Wat is delta v en waarom is delta v zo belangrijk in de ruimtevaart?
Delta v is de totale verandering (delta in natuurkundige vergelijkingen) in snelheid (v). Delta v wordt uitgedrukt in kilometers per seconde. Als de intercity waarin je zit versnelt van 0 naar 240 km/uur en vervolgens weer stopt bij het volgende station, is de delta v (240 + 240 = 480) km/uur (oftewel: 0,133 km per seconde). Op aarde is dat niet zo belangrijk. Een trein kan afremmen op de rails en de elektromotor. In het luchtledig van de ruimte kan dat niet, je zou misschien de zonnewind of het magneetveld van de zon of de aarde kunnen gebruiken, of je snelheid verkleinen of vergroten door een “gravity slingshot” langs een planeet, maar dat is het dan wel. Dat betekent: zowel versnellen als afremmen kost evenveel raketbrandstof. Raketbrandstof die je aan het begin van je reis moet meenemen, want er zijn nog geen tankstations onderweg. En waarbij het ook weer veel brandstof kost om deze extra brandstof mee te nemen. Voor de gemiddelde interplanetaire missie bestaat maar enkele procenten van het laadgewicht uit nuttige lading. De rest, meer dan 90 tot 98 procent, is stuwstof. Kortom: de delta v van je reis wil je zo laag mogelijk hebben.

Zwaartekrachtsput
Van alle delta v die nodig is om van de aarde naar bijvoorbeeld Mars te reizen, ongeveer 20 km/s, is er maar liefst 11,1 km/s nodig om volledig aan de aarde te ontsnappen. Voor de eigenlijke reis van de aarde naar Mars zelf veel minder, ongeveer 1 km/s. De rest is nodig om op Mars tot stilstand te komen, tenzij je wilt eindigen als de zoveelste krater op het al behoorlijk geteisterde oppervlak van Mars. Dat maakt de aarde een slechte keuze als overslagstation voor interplanetaire ruimtevaart. Een retourtje aarde vanaf een Lagrangepunt komt je op meer brandstof te gaan dan een enkele reis Mars: 22 km/s. Laat staan, als die enkele reis Mars via twee strategisch geplaatste ruimtehavens op de Lagrangepunten van de aarde en Mars verloopt: rond de 1 km/s. Kortom: een snuggere ruimteveerdienst blijft ver uit de buurt van de aarde en maakt gebruik van de Lagrangepunten. Hier een video met meer details.

Leven in een ruimtehaven
In het begin zal een ruimtehaven spartaans ingericht zijn, maar dat zal niet zo blijven. Als ruimtemijnbouw en het koloniseren van de rest van het zonnestelsel echt op gang komt, zal het een komen en gaan zijn van passagiers. Ook is een ruimtestation een toeristische attractie op zich. Denk aan de vele mogelijkheden van gewichtloosheid. Of het spectaculaire uitzicht op de aarde. Fabrieken waar hoog-vacuüm of microzwaartekracht benut kunnen worden? Casino’s? Zero gravity sportzaal? De mogelijkheden zijn zo eindeloos als de ruimte zelf.

Het NASA Kilopower experiment is bedoeld voor astronauten om zelf 1-10 kilowatt stroom op te wekken. De 93% uranium-235 in de brandstofkern maakt het iets minder aantrekkelijk voor thuisgebruik. Bron: Wikimedia Commons/NASA

Hoe wek je zelf je stroom op?

1 reactie / Analyses, Ideeën, Techniek, Visionair leven, Visionaire projecten / Door Germen Roding / 13 april 2018 13 april 2018

De Nederlandse overheid ontdekt gas en stroom steeds meer als lucratieve melkkoe. Off grid gaan, wat is daar voor nodig? Dit stappenplan kan helpen om jezelf los te koppelen van het stroomnet..

Raak vertrouwd met je stroomverbruik en identificeer de grootste stroomslurpers. Zoek hiervoor stroomzuiniger alternatieven.
Elke dag gebruikt de gemiddelde Nederlander of Vlaming zo’n vijf kilowattuur aan stroom. Ontdek hoe hoog jouw stroomverbruik is en hoe dat over de dag verdeeld is. Zonnestroom, bijvoorbeeld, is overvloedig aanwezig overdag en in de zomer, maar niet meer zodra de zon onder is en in de winter. Uit onderzoek blijkt dat drie op zich vrij nutteloze apparaten verantwoordelijk zijn voor het leeuwendeel van het stroomverbruik. Dat zijn waterbedden, elektrische boilers en tropische aquaria. Ook apparaten als vrieskisten, koelkasten en plasmaschermen zijn bericht om hun hoge stroomverbruik. Identificeer met een stroommeter de grootste stroomvreters. Wil je onafhankelijk worden, dan kan je deze het beste uit je leven bannen. Hoe minder stroom je gebruikt, hoe makkelijker het is om zelf in je stroom te voorzien. Slaag je er bijvoorbeeld in om je stroomgebruik terug te brengen tot bijvoorbeeld één kilowattuur per persoon per dag, dan heb je vijf maal zo weinig stroomleveranciers en opslagcapaciteit nodig.

Bekijk, welke mogelijkheden er zijn voor alternatieve energie.
De meest bekende vorm van alternatieve energie is de zon. Zonne-energie kan in twee vormen benut worden: via een zonneboiler op het dak of via zonnepanelen. De zon kan enorm veel vermogen leveren – op jaarbasis levert een zonnepaneel in de Lage Landen per kilowatt geïnstalleerd vermogen (1000 Wp) dat optimaal geplaatst is (45 graden, zuiden) zo’n 950 kilowattuur op. In theorie zou dat betekenen, dat het gemiddelde huishouden met vierduizend Wp volledig zelfvoorzienend zou zijn. Het nadeel van zonne-energie is de variabiliteit, vooral tussen winter en zomer. In de winter leveren zonnepanelen ongeveer een kwart op van de energie die ze in de zomer opleveren. Wil je energie-onafhankelijk worden, dan is het -zeker met de lage prijzen voor zonnepanelen nu – te overwegen om te overdimensioneren voor de winterzon en de zonnepanelen onder een hoek van minimaal 40 graden te plaatsen, zodat de opbrengst in de winter maximaal is.

Helaas stierf de Hyperion nucleaire batterij een vroege dood. Dit kleine apparaat kan een eiland zo groot als Texel voor twintig jaar van stroom voorzien. — Helaas stierf de Hyperion nucleaire batterij een vroege dood. Dit kleine apparaat kan een eiland zo groot als Texel voor tien jaar van stroom voorzien.

Het kan zijn dat lokale omstandigheden bijzondere vormen van energiewinning mogelijk maken. Zo maken veel boeren in de polders gebruik van brongas. Beschik je over een groter stuk land, dan worden biogas, houtgas en houtkachel interessant om in de winter voor aanvullende energie te zorgen.
Zorg in het geval van biogas wel voor goede isolatie of bijverwarming om de temperatuur van de gistingstank boven de 25 graden te houden. Een kilogram GFT-afval levert genoeg biogas om een uur op te koken.

Ook kan je papier inzamelen bij vrienden en bekenden; de verbrandingswaarde van papier per kilogram is ongeveer een derde van die van benzine. Door papieren briketten op te stoken, gemaakt van eigen papier met een brikettenpers, is in ongeveer de helft van de jaarlijkse warmtebehoefte te voorzien. Houtkachels zijn mooi te combineren met een Stirlinggenerator of Seebeck effect generator. Het rendement van Stirlinggeneratoren is niet verbijsterend hoog, te vergelijken met die van een benzinegenerator, maar ze hebben alleen een warmteverschil nodig om elektriciteit te genereren. Dat maakt Stirlinggeneratoren een droom voor creatieve knutselaars. Waar je dit warmteverschil vandaan haalt, maakt namelijk niet uit. Helaas zijn er alleen speelgoedmodellen of industriële modellen te koop. Prijzen voor particulieren liggen rond de tien- tot vijftienduizend euro. Beschrijvingen van kleinschalige zelfbouwmodellen van Stirlingmotoren en Seebeck effect generatoren zijn hier te vinden.

Een minder milieuvriendelijk, maar wel betaalbaar alternatief is het kopen van een generator op fossiele brandstof. Een dieselgenerator van vijfduizend watt kan voor onder de tweeduizend euro aangeschaft worden. Dieselgeneratoren kunnen met plantaardige oliesoorten zoals zonnebloemolie, afgewerkte frituurolie of slaolie gestookt worden. 8 uur stroom kost 13,5 liter diesel. Rond de vijftien euro per dag dus, of rond de dertig cent per kilowattuur. Dit is erg veel; hierbij zijn de kosten van de generator nog niet meegerekend. Wel is dit slechts een beperkt aantal malen nodig bij een forse overdimensionering van zonnepanelen.

Energieopslag
De variabiliteit van duurzame energiebronnen maakt het noodzakelijk om te investeren in een goede elektriciteitsopslag. Bekend is bijvoorbeeld de -dure- PowerWall van autofabrikant Tesla. Deze levert 13,5 kWh opslagcapaciteit voor rond de tienduizend euro. De Velkess vliegwiel kickstarter, waarover we eerder schreven, is helaas mislukt. Als gebruik wordt gemaakt van loodaccu’s, is deze 13,5 kWh opslagcapaciteit te realiseren voor omgerekend drie- tot vierduizend euro, zij het met grote verliezen aan stroom. Waar mogelijk moet je energie-intensieve taken, zoals de wasmachine gebruiken, plannen als er een overvloed aan energie is.

Een aardig alternatief qua verwarming, voor wie beschikt over veel land, is de zonnevijver. Water is door de zeer hoge warmtecapaciteit één van de beste warmteopslagmedia die er bestaan. Wel moet deze vijver dan goed geïsoleerd worden of overdekt worden door een kas. Per slot van rekening moet de vijver meerdere maanden de hoge temperatuur behouden.

Technicus bij een prototype. Bron: Lockheed Martin

Patent aangevraagd op kernfusiereactor

4 reacties / natuurkunde, Techniek, Visionaire projecten / Door Germen Roding / 6 april 2018 6 april 2018

De Amerikaanse wapenfabrikant Lockheed Martin, hier in de lage landen vooral bekend wegens de gelijknamige affaire, heeft patent aangevraagd op een kernfusiecentrale. Is dit een manier om investeerders te lokken, of staat er echt wat groots op stapel?

Kernfusie, het samenvoegen van twee kleine atoomkernen tot een grotere atoomkern, heeft veel in zich om de belangrijkste energiebron te worden. De energiedichtheid is iets hoger dan die van kernsplijting, er komt nauwelijks radioactief afval bij vrij en de uitgangsstoffen, de waterstofisotopen deuterium en tritium, komen op aarde veel voor. Ongeveer één op de tienduizend waterstofatomen is een deuteriumatoom. Anders dan bijvoorbeeld zonne-energie werkt kernfusie dag en nacht, ongeacht de weersomstandigheden. Er is alleen één probleem. Het is weliswaar gelukt om kernfusie te bereiken, maar nog nooit om meer energie uit kernfusie te halen dan er in wordt gestoken: het break-even punt (uitgezonderd, uiteraard, waterstofbommen). Het wereldrecord staat op dit moment op naam van de Z-pinch van de National Ignition Facility in de VS, die er in slaagde om meer energie uit de fusieatomen te produceren, dan er door de lasers in werd gepompt. Dit klinkt indrukwekkender dan het is: lasers zetten maar enkele procenten van de toegevoerde energie om in laserstraling. Voor echte ‘ignition’ moet de efficiëntie zeker factor tien omhoog.

De kernfusiegroep van Lockheed Martin zegt, met hun ontwerp een levensvatbare kernfusiereactor te kunnen bouwen. Bijzonder aan hun ontwerp is dat het erg compact is voor de hoeveelheid vermogen die de centrale wil gaan opwekken. In sterren zoals de zon vindt kernfusie plaats door de zeer hoge temperaturen, boven de tien miljoen graden, in de kern. Ook in traditionele ontwerpen zoals de tokamak is de temperatuur van het plasma tientallen miljoenen graden. Dit is tienduizenden malen hoger dan zelfs de meest geavanceerde materialen aankunnen, dus technici maken gebruik van zeer sterke magneetvelden om het plasma opgesloten te houden. Bij kleine volumes lekt er veel energie weg. De reden dat experimentele reactoren zoals ITER meer dan tien meter in omvang zijn. Lockheed kiest voor een ontwerp dat in principe op een vrachtwagen past. Naar opgave van de fabrikant moet het uiteindelijke model een stad van 100.000 mensen van energie kunnen voorzien.

Lockheed heeft nu een patent ingediend[2]. Drie andere patenten staan op de rol.

Overigens bestaat er behoorlijk wat scepsis over de claims van Lockheed. Ook lijkt de nieuwste incarnatie van hun reactor nu een factor 100 groter volume te hebben, en hiermee aardig in de buurt te komen van low-beta concurrenten zoals ITER. To be continued.

Bronnen
Lockheed Compact Fusion Research Group
Lockheed Martin Corporation, Encapsulating magnetic fields for plasma confinement, patent

64 microscopisch kleine computers (links). Rechts: de grootte van Ã©Ã©n computer vergeleken met zoutkorrels. Bron: IBM

IBM ontwikkelt smart dust-computer zo groot als een zoutkorrel

1 reactie / Ideeën, Techniek, Visionaire projecten / Door Germen Roding / 1 april 2018 1 april 2018

Wie van de fossiele generaties kent ze niet: de x86-processors waarmee de eerste massa-geproduceerde pc’s begin jaren negentig werden gebouwd? IBM is er nu in geslaagd om deze rekenkracht in een vierkante millimeter te proppen, met een verwachte productiekost van tien cent per stuk. Vinden we straks overal dit smart dust?

64 microscopisch kleine computers (links). Rechts: de grootte van één computer vergeleken met zoutkorrels. Bron: IBM

Smart dust: ouderwetse pc op een speldenknop
IBM Research is er in geslaagd, volledig zelfstandige computertjes te ontwikkelen met de rekenkracht van een 386-computer uit het begin van de jaren negentig. Deze computers waren toendertijd al krachtig genoeg om spreadsheets, tekstverwerkers en eenvoudig internet op te draaien. Schrijver dezes heeft er als student zijn werkstukken en doctoraalonderzoeken op geschreven. Nu is deze indrukwekkende rekenkracht samengebald in een vierkante millimeter. En dat voor een productieprijs van rond de tien cent per stuk.

Blockchain gebaseerd authentificatiesysteem
IBM heeft rondom deze extreem kleine computers een blockchain-gebaseerd ecosysteem ontwikkeld. Dat wil zeggen, dat dit smart dust in staat is om de identiteit van elk individueel computertje met zekerheid vast te stellen. Ook heeft IBM markeringen ontwikkeld die samenwerken met deze computertjes en apps op smartphones om vast te kunnen stellen of een product werkelijk afkomstig is van betrouwbare bron. Denk dan aan “vingerafdrukken”, zoals patronen, of zelfs markermoleculen in bijvoorbeeld wijn.

Smart dust voor supply chain management en tegen diefstal en fraude
Meerdere bedrijfstakken zitten dringend op dit smart dust te wachten. Zo wordt de diefstal en vervalsing van merkartikelen een steeds groter probleem. Naar schatting van IBM is de jaarlijkse wereldwijde schade door deze fraude 600 miljard dollar, het jaarlijkse inkomen van een middelgroot land als België. De aanwezigheid van smart dust kan zo garanderen dat de afnemer ook écht het origineel in handen heeft, en niet een gestolen exemplaar, of een bootleg uit een land of statenloos gebied waar het niet zo nauw genomen wordt met merkenrecht. Schrijver dezes heeft geen enkel medelijden met de fabrikanten van overprijsde luxe merkartikelen, maar in bijvoorbeeld de gezondheidszorg, en niet alleen daar, staan er levens op het spel als een onderdeel niet gegarandeerd werkt zoals de afnemer verwacht. Denk aan een pil met een giftige of juist helemaal geen werkende stof, of een onderdeel van een wolkenkrabber dat het begeeft bij een aardbeving. In theorie zal gehackt smart dust niet in kunnen loggen op de blockchain, dus wordt hiermee voorkomen dat een afnemer een vervalst artikel krijgt. Kortom: dit is een goede oplossing voor een erg vervelend probleem.

Doorbraak voor Internet of Things (IoT)
Tot nu toe zijn veel gebruikte computers voor internet of things-toepassingen, zoals Raspberries Pi en Arduino nog relatief gezien enorme stroomvreters. Deze zeer kleine computertjes kunnen op fracties van milliwatts opereren, waardoor het veel eenvoudiger is om ze van energie te voorzien. Hun microscopische afmetingen maken ze geschikt om zo ongeveer elk product slim te maken. Een pak vlees dat waarschuwt als een agressieve salmonella-kolonie je voor is geweest? Een vloer die je inseint dat je meer moet bewegen, of je fiets, dat de roestvorming de spuigaten uitloopt? Het is mogelijk, zodra IBM deze computertjes in massaproductie neemt. Anders dan bijvoorbeeld Microsoft staat IBM niet bekend om vaporware-tactieken, dus we kunnen aannemen dat vanaf 2023 deze techniek steeds verder op zal rukken.

Het door IBM ontwikkelde smart dust heeft ongeveer een rekenkracht, vergelijkbaar met die van een 386-gebaseerde Intel PC rond 1990.Bron: ourworldindata.org

Bron
IBM

De analoge klok die elke minuut de tijd uitschrijft. Het kostte Kango Suzuki een half jaar.

Analoge schrijfklok laat zien waarom een computer best wel handig is

8 reacties / Analyses, Ideeën, Social Engineering, Techniek, Visionaire projecten, Visionaire vragen / Door Germen Roding / 5 juli 2017 5 juli 2017

Een Japanse student bouwde in een half jaar een monsterlijk ingewikkelde mechanische klok. Omzetten van zelfs digitale technologie in analoge vorm blijkt hels moeilijk…

Veel van jullie kennen ongetwijfeld de schrijvende klok. Deze klok, waarvan de bouwbeschrijving op Instructables en Thingiverse te vinden is, schrijft met behulp van een eenvoudige robotarm de tijd. Hieronder de ‘Plotclock’ in actie.

Deze is voor een amateur-electronicus in enkele uren in elkaar te zetten, tenminste, als je toegang tot een 3D-printer hebt voor de onderdelen en drie servomotortjes en een Arduino op de plank hebt liggen. Een Arduino is een chip met ombouw, die (grof gezegd) in feite kan wat met een Commodore 64, MSX of ZX Spectrum kon.

Dit bracht waarschijnlijk Kango Suzuki, een toen 22 jaar oude universiteitsstudent aan de Tohoku University of Art and Design op een idee. Zou deze functionaliteit ook in analoge vorm kunnen worden verwezenlijkt? Hij wijdde een half jaar aan het project. Wat resulteerde was een met gewichten aangedreven klok die puur met behulp van tandwielen en hefbomen elke minuut de tijd schrijft. Zoals uit onderstaand filmpje wel blijkt, is het apparaat monsterlijk ingewikkeld.

Digitale technologie heeft als voordeel, dat deze gemakkelijk is te herprogrammeren. Zo kan de Arduino-klok in principe ook Romeinse, Maya of Hindi-cijfers schrijven, of de tijd in woorden schrijven. Een kwestie van de robotarmen andere bewegingsvectorwaarden meegeven. Dit is programmeertechnisch vrij eenvoudig als je eenmaal een goed wiskundig model hebt van de robotarmen. Voor Suzuki zou dit betekenen dat de klok voor een groot deel herontworpen moet worden, met andere woorden: weken werk. Analoge computers zijn soms te programmeren met dingen als ponskaarten (zoals weefgetouwen en pianola’s).

Soms denk ik er over na hoe de wereld er uit zou hebben gezien zonder digitale technologie. Waarschijnlijk heel anders dan nu…

Conceptversie van Breakthrough Starshot. De vier rode bundels worden gebruikt voor communicatie met de aarde. Bron: Universiteit van Puerto Rico/Arecibo Observatory

Breakthrough Starshot: Sonde naar Alfa Centauri remt nu

1 reactie / Ideeën en techniek, Techniek, Universum, Visionaire projecten, Zonnestelsel / Door Germen Roding / 9 februari 2017 25 januari 2021

Breakthrough Starshot, het project van Stephen Hawking en de steenrijke Rus Yuri Milner om onze naaste buren Alfa Centauri A,B en Proxima te bezoeken, is weer een stap dichterbij gekomen. Er is nu namelijk een methode ontwikkeld om af te remmen.

Breakthrough Starshot

Anders dan standaard ruimteschepen, die tonnen wegen, kan je de ruimtesonde van Breakthrough Starshot met gemak in een brief verzenden. Het concept-ruimteschip weegt namelijk niet meer dan zo’n tien gram. Dat is zonder het enorme vangzeil van zo’n 100.000 vierkante meter (een tiende km²). Dat weegt natuurlijk iets meer. De verhouding massa ten opzichte van voortstuwing is het voornaamste technische probleem in de ruimtevaart. Dat geldt vooral voor zeer snel bewegende ruimteschepen. Volgens Einstein wordt de massa van een ruimteschip groter als dit de lichtsnelheid nadert.

Dit betekent: enorm veel energie. De energie-equivalent van 1 gram massa is 100 miljoen MJ, of 2500 kuub benzine of diesel. Dat is de reden dat het geplande ruimteschip naar Alfa Centauri zo klein is. Het energie-equivalent van 100 miljoen megajoule is nog wel op te wekken voor enkele tientallen miljoenen. Een ruimteschip van 100 ton lanceren met relativistische snelheden, vereist de hulpbronnen van minimaal een Kardashev-I beschaving die een complete planeet kan aftappen. Of een echte death ray. Kortom: zelfs Elon Musk, Jack Bezos en Jack Ma samen kunnen dat niet betalen.

Zeer sterke laser

Breakthrough Starshot wordt door middel van een geconcentreerde laserbundel versneld tot enkele procenten van de lichtsnelheid. Dit scheelt brandstof en een motor. Nadeel is dat als de afstand groter wordt, steeds meer laserlicht niet meer op het vangzeil van het ruimtescheepje terecht komt. Daardoor neemt het rendement sterk af. Een veel groter probleem is het afremmen. Dit is zonder brandstof bijna niet te doen. Weliswaar zal de zonnewind van Alfa Centauri A en B tegendruk leveren, maar deze is onvoldoende om het ruimtescheepje af te remmen.

Afremmen met zon en zeil

René Heller van het Max Planck Institute for Solar System Research in het Duitse GÃ¶ttingen en zijn collega Michael Hippke hebben een oplossing ontwikkeld. Het komt er in het kort op neer om het enorme zeil te gebruiken om af te remmen. In de oorspronkelijke plannen bleef dit ingeklapt. Door gebruik te maken van de zwaartekracht van het stersysteem is het volgens hun berekeningen zelfs mogelijk om het ruimteschip te manoeuvreren.

Beide creatieve geesten bedachten ook een slimme oplossing om de energie slurpende laser te vervangen. Namelijk de stralingsdruk van de Zon zelf. Op die manier wordt de lancering qua energie vrijwel gratis, want de zon doet het werk. Uiteraard blijft het technische probleem van het bouwen van een zeer licht, enorm zonnezeil overeind. Maar hiervoor hebben we ondertussen een oplossing: grafeen. Een km² grafeen van één atoomlaag dik heeft een massa van minder dan 20 gram. Dit grafeen kan ook als zonnepaneel dienen. Wel moeten we dan routinematig grafeen kunnen produceren, zoals we nu bijvoorbeeld aluminiumfolie produceren. Dit lukt steeds beter, maar nog steeds is grafeen schaars en duur.

Kortom: project Breakthrough Starshot begint steeds meer science en steeds minder fiction te worden. Alfa Centauri, here we come!

Bron
Heller, R., & Hippke, M. (2017) “Deceleration of high-velocity interstellar sails into bound orbits at Alpha Centauri”, The Astrophysical Journal Letters, Volume 835, L32, DOI: 10.3847/2041-8213/835/2/L32

Netten zijn handig bij asteroÃ¯demijnbouw. De zwaartekracht is zo zwak, dat een duw je al lanceert. Bron: NASA

De rots van 20 biljoen

28 reacties / Economie, Ideeën, Visionaire projecten, Visionaire vragen, Wetenschap, Zonnestelsel / Door Germen Roding / 12 januari 2017 10 mei 2021

Een rots waarmee de complete Amerikaanse staatsschuld in één keer is af te lossen,met die van Europa er bij. Ontmoet Amun 3554. Planetary Resources heeft het metalen brokstuk van een kubieke kilometer in het vizier. Onder andere. Zal het lukken om deze schat uit de planetoïdengordel richting aarde te krijgen?

Planetary Resources is een startup met als doel, ruimtemijnbouw nu serieus aan te gaan pakken. Weliswaar bevat de planetoïdengordel maar weinig massa – 3% van die van de maan – maar deze massa is wel in hapklare brokstukken verdeeld. Een brokstuk als Amun 3554 bevat de complete inhoud van alle metaalmijnen op aarde, maar dan als puur metaal. Niet als erts. Kortom: de natte droom van iedere mijnwerker. Enig probleem: hoe krijg je die rots heelhuids naar de aarde….

Een exoplaneet die als maan rond een Jupiterachtige gasreus heendraait, zou een nieuw thuis voor de mensheid kunnen zijn.

Video: de eerste kolonies rond een andere ster

7 reacties / Analyses, Ideeën, Mensheid, Universum, Visionaire projecten, Zonnestelsel / Door Germen Roding / 21 december 2016 21 december 2016

Op dit moment is het al grensverleggend om kolonies op Mars te stichten. Deze video gaat over een nog veel gedurfder plan: de mensheid en ander aards leven verspreiden tot ver buiten het Zonnestelsel. Het plan begint met een kolonieschip van 2 kilometer lang dat met tien procent van de lichtsnelheid beweegt.

Een waanzinnig plan? Inderdaad, een dergelijk schip zou op dit moment meer kosten dan het wereld-GDP. Dat is echter nu. De situatie over een eeuw is waarschijnlijk geheel anders – zo kunnen we dan als we verstandig te werk gaan de complete energieproductie van de zon aftappen – waardoor ook dit soort megalomane projecten binnen bereik komen.