T-koolstof, zoals de nieuwe vorm heet, is bijna zo sterk als diamant, maar erg poreus. Het materiaal kent een aantal opmerkelijke eigenschappen. Zo is het ideaal om waterstof in op te slaan. Betekent dit een doorbraak voor de waterstofauto?
Koolstof: veelzijdig element Koolstof is vermoedelijk het veelzijdigste chemische element. De atoomsoort vormt het skelet van zo ongeveer de hele biochemie (dus alle leven) op aarde en er zijn talloze vormen waarin koolstof voor kan komen. Naast diamant en grafiet zijn ook fullerenen (een moleculaire voetbal) en koolstofnanobuisjes bekend. Het “wondermateriaal” grafeen is in feite een laagje grafiet van een atoom dik, beschikt over een aantal zeer bijzondere eigenschappen (de enorme treksterkte bijvoorbeeld, vijf keer die van staal) en is geschikt om in veel toepassingen staal te vervangen.
T-koolstof kan je het beste zien als poreuze diamant.
Waterstofopslag
Er is nu door Xian-Lei Sheng, Qing-Bo Yan, Fei Ye, Qing-Rong Zheng, and Gang Su van de Graduate University van de Chinese Academie van Wetenschappen in Beijing, een nieuwe loot ontdekt aan de reeds vruchtbare stam van koolstofvarianten. T-koolstof bestaat uit een soort vlechtwerk van koolstofatomen waartussen zich grote poriën bevinden. In feite is het diamant, waarbij elk koolstofatoom is vervangen door een tetraëder (driehoekige piramide) van vier koolstofatomen. Het gevolg daarvan is dat er grote open ruimtes ontstaan tussen de tetraëders waar zich moleculen van andere stoffen, bijvoorbeeld waterstof, tussen kunnen wurmen. Waterstof bevat heel veel energie per gram maar is zelfs als vloeistof zeer licht: een liter waterstof heeft een massa van zeventig gram. Een materiaal als dit zou het mogelijk maken waterstof effectief samen te persen.
Luchtige halfgeleider
T-koolstof heeft nog meer opmerkelijke eigenschappen, zo wijzen berekeningen uit. Het materiaal is stabiel bij kamertemperatuur en is een halfgeleider. De luchtige samenstelling biedt nog extra toepassingsmogelijkheden. Zo zou het materiaal met enige wijzigingen wellicht te gebruiken kunnen zijn als batterij of katalysator voor het splitsen van water in waterstof en zuurstof. Omdat het zowel luchtig als sterk is (tweederde keer zo sterk als diamant) , is het zeer interessant voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaart.
Bestaan stofnevels uit deze vorm van koolstof?
Koolstofrijke nevels absorberen veel meer licht dan theoretisch kan, uitgaande van de hoeveelheid koolstof in de nevels. De onderzoekers veronderstellen dat mogelijk T-koolstof hier verantwoordelijk voor is. Door de holtes in het materiaal worden veel meer lichtgolven ingevangen en uiteindelijk geabsorbeerd. Ook wordt wellicht gezocht naar de verkeerde koolstofvormen, waardoor koolstof lijkt te ontbreken. Ook koolstofrijke exoplaneten als WASP-12B zouden voor een belangrijk deel uit deze nieuwe koolstofallotroop kunnen bestaan.
Volgende stap: synthese
Het viertal wil nu proberen het theoretisch voorspelde materiaal daadwerkelijk in een lab te produceren. Dit belooft een zeer taaie klus te worden, immers hiervoor moet diamant, het hardst bekende materiaal worden geëxpandeerd. Een andere techniek die de onderzoekers voorstellen, koolstofdampdepositie, eventueel met een later te verwijderen stof er tussen, lijkt kansrijker.
NASA en Roscosmos, de Russische ruimtevaartorganisatie, zijn besprekingen begonnen om gezamenlijk een atoomraket te ontwikkelen. Een raket op atoomenergie hoeft veel minder raketbrandstof mee te nemen dan een chemische raket, het huidige type. Kunnen we nu eindelijk naar Mars?
Raketten anno nu zijn chemische bommen
Stel je voor, je zit op honderd ton springstof. Er hoeft maar een klein scheurtje in de romp voor te komen en het loopt akelig af. Via een heel strak gecontroleerd brandschema ontploft de brandstof. Halverwege de raket stoppen zit er niet in, de rakettrap blijft doorbranden tot hij helemaal leeg is. Niet erg aantrekkelijk? Toch is dit de realiteit in de ruimtevaart. Astronaut is dan ook verreweg het gevaarlijkste beroep, wellicht na cocaïnehandelaar. Ongeveer drie procent van de astronauten overleeft het niet.
De reden is dat er voor de lancering van bijvoorbeeld een satelliet of ruimtesonde enorm veel energie nodig is. De ontsnappingssnelheid van de aarde is 11,2 kilometer per seconde. Dat betekent dat er per kilo ruimtesonde ongeveer 62,7 megajoule, dat is de energie in anderhalve liter benzine of 17,4 kilowattuur, energie nodig is. Een raket verbruikt veel meer omdat de brandstof voor de extra voortstuwing ook nog meegesleept moet worden. Zo kon de Saturnus V raket waarmee de Apollo-missies uit werden gevoerd, maar 1,5% nuttige lading meenemen naar de maan. Voor Mars worden de getallen nog afgrijselijker, al zijn moderne raketten iets verbeterd.
Raketten reizen door de absolute leegte van de ruimte en kunnen zich niet zoals een schip, auto of vliegtuig ergens tegen afzetten om vooruit te komen. De enige oplossing is: zich tegen de eigen stuwbrandstof afzetten. Raketten doen dit door die brandstof heel snel uit te stoten. In de praktijk heeft een raketontbranding daarom veel weg van een gecontroleerde explosie. De gasstroom ontsnapt zeer snel uit de raket, waardoor de raket ‘omhoog’ geduwd wordt. Zelfs als je in een raket zou beschikken over oneindig veel energie, heb je dus nog massa nodig om je tegen te kunnen afzetten.
De atoomraket: veel meer lading en minder brandstof
Het kan nog erger. De Orionraket gebruikt atoombommen als aandrijving.
Er bestaan weliswaar enkele vernuftige ontwerpen voor ruimtevaartuigen zonder stuwmassa, denk aan zonnezeilen, elektromagnetische zeilen en ontwerpen die zich afzetten tegen het magnetisch veld van de aarde, maar deze zijn alleen nuttig voor kleine ruimtevaartuigen of diep in de ruimte, buiten de greep van de aarde. Een kernraket kan veel hogere uitstroomsnelheden van reactiemassa bereiken, waardoor de raket veel sneller vooruitkomt (en er minder kilo’s reactiemassa meegesleept hoeven te worden). Nadelen van atoomraketten zijn er ook: als een kernreactor hoog in de atmosfeer ontploft, kan dit veel radioactieve fall-out opleveren. De reden dat bijvoorbeeld NASA huiverig is kernraketten in te voeren.
De Russen durven het nu toch aan. Directeur Anatoly Permirov van Roskosmos heeft een internationaal project voorgesteld om een atoomraket te ontwikkelen. Naast Rusland en de VS beschikken ook China, Frankrijk, Duitsland en Japan over de benodigde kennis en zouden dus logische partners zijn. De bouw zou om en nabij de zeshonderd miljoen dollar (plm. 450 miljoen euro) kosten. Dit bedrag is naar ruimtevaartmaatstaven laag (zelfs een Space Shuttle lancering kost al $450 miljoen) en zou Rusland met gemak zelf op kunnen hoesten, maar er zijn enkele internationale verdragen die de inzet van kernreacties in de ruimte verbieden. Om een ruimteschip aan te drijven is een kernreactor van megawatts nodig. Internationale samenwerking voorkomt problemen. 15 april 2011 vindt een gesprek tussen NASA en Roskosmos plaats. Als beide partijen er uitkomen, zou het ontwerp in 2012 gereed zijn. Het grootste deel van de investering zou komen van het Russische kernenergiebedrijf Rosatom. De eerste kernraket zou 2019 gereed zijn.
Kenners verwachten dat met behulp van nucleaire aandrijving reizen naar bijvoorbeeld Mars niet bijna een jaar, maar slechts enkele weken duren. Deze korte reistijd voorkomt bijvoorbeeld gezondheidsproblemen waar onheilsprofeten voor waarschuwen.
Ruimtevaart wordt steeds gevaarlijker door de enorme hoeveelheid zwevende brokstukken in een baan om de aarde. Het is een kwestie van tijd, denken deskundigen, voordat de eerste satelliet wordt vernietigd door een brok metaal dat kilometers per seconde beweegt. Gelukkig heeft NASA nu een eenvoudige oplossing gevonden om af te rekenen met ruimtepuin: een remlaser op aarde om brokstukken neer te halen.
De Kessler-catastrofe
Lanceringen brengen steeds meer ruimtepuin in een baan om de aarde, variërend van lege rakettrappen en defecte satellieten tot rondzwervende verfsplinters. NASA-wetenschapper Donald Kessler waarschuwde in 1978 al voor een aankomende catastrofe: het Kessler syndroom. Als twee brokstukken elkaar met hoge snelheid raken, spatten ze in een groot aantal kleinere brokstukken uiteen. Hierdoor wordt de kans veel groter dan er ook andere brokstukken worden geraakt. er ontstaat een kettingreactie van botsingen. Het uiteindelijke resultaat is een wolk van minuscule micrometeorieten die elk met vele kilometers per seconde bewegen en in de lege ruimte nooit worden afgeremd (zoals op aarde zou gebeuren). Ruimteschepen en satellieten die zich in deze gordel wagen, worden doorzeefd door een spervuur van minuscule kogels. Zou het zover komen, dan wordt de mens dus voor heel lange tijd op aarde opgesloten. Volgens sommigen is het al zover. Zo moet de Europese satelliet Envisat zestig procent van de tijd uitwijken voor brokstukken van één botsing: die tussen de satellieten Iridium 33 en Cosmos 2251.
Kortom: we kunnen maar beter snel beginnen met de grote schoonmaak, voor de ruimte boven ons één grote kosmische schietbaan wordt.
Remmen met een laser
Dat je met een laser gaten kan boren en dingen smelten is bekend.
Door een brokstuk met een laser af te remmen komt het in een lagere baan.
Minder bekend is dat elektromagnetische straling (waaronder licht uit een laser) een bepaalde druk kan uitoefenen. Lichtdeeltjes hebben namelijk net als alle fysische objecten een impuls (massa maal snelheid, in het geval van licht h/golflengte). Zonnezeil-ruimteschepen maken gebruik van dat effect: de druk van het zonlicht versnelt het ruimtescheepje zeer langzaam, maar gestaag, in principe zelfs tot in de buurt van de lichtsnelheid. Andersom, afremmen dus, werkt ook. Van dit principe maakt de NASA-methode gebruik. Door een aanvliegend brokstuk met een laser te beschieten, wordt dit afgeremd. Hoe lager de snelheid van iets dat in een baan om bijvoorbeeld de aarde draait, hoe lager de omloopbaan. Het gevolg is dat het brokstuk gaat dalen en in de aardse atmosfeer terecht komt waar het opbrandt.
Star Wars
Er is één probleem met dit plan. De Russen en Chinezen zullen niet blij zijn met dit apparaat, dat verdacht veel weg heeft van Ronald Reagan’s Star Wars project: een laser-gebaseerd verdedigingssysteem tegen kernraketten. Daarom stellen de bedenkers van het plan, NASA-onderzoeker James Mason met enkele collega’s, voor om hier een relatief zwakke laser voor te gebruiken van vijf kilowatt. De laser bestookt elk brokstuk voor ongeveer twee uur per dag en kan ongeveer tien brokstukken tegelijkertijd aanpakken.
Vijf kilowatt is ongeveer het vermogen van drie zware stofzuigers; onvoldoende om een vijandelijke satelliet (laat staan een kernraket) uit te schakelen. Zowel de VS als de Russen en de Chinezen beschikken over veel zwaardere lasers om satellieten en vijandelijke kernraketten mee uit de lucht te schieten. Volgens Mason kan dit project voor minder dan een miljoen dollar gerealiseerd worden. De laser zou bekostigd en bemand moeten worden door technici uit diverse ruimtevarende naties. Hoe het ook zij, dit is duidelijk één van de meest veelbelovende ideeën tot nu toe om het netelige ruimteafval-probleem aan te pakken…
Jupiter kent vier grote manen: Io, Callisto, Europa en Ganymedes. Elke maan is een unieke wereld op zich, maar Europa springt er uit. Op de oppervlakte teistert dodelijke radioactieve straling de maan, maar een kilometers dikke ijslaag beschermt een honderden kilometers diepe oceaan schuilgaat. Veel wetenschappers denken daarom dat Europa de meest geschikte plaats is voor leven buiten de aarde. Zouden zich enorme zeemonsters ophouden onder de ijskap?
De ijsmaan Europa is bezaaid met spleten waar geregeld een roodgekleurde vloeistof doorheen lekt. Astronomen willen graag een kijkje nemen in het raadselachtige binnenste van Europa.
Europa factsheet
Grootte: 3138 km doorsnede (iets kleiner dan de maan)
Zwaartekracht: 0,13 maal die van de aarde
Atmosfeer: luchtdruk minder dan 10−12 atmosfeer, voornamelijk moleculaire zuurstof
Temperaturen: oppervlakte -160 graden (equator) tot -220 graden (polen); oceaan onder het ijs +4 graden
Daglengte: vrijwel geheel tidally locked met Jupiter
Lengte jaar: een omloop om Jupiter duurt 3,55 dagen; een jaar op Jupiter duurt 11,86 jaar
Waardevolle grondstoffen: water
Pluspunten: enorme voorraden waterijs, waarschijnlijk vloeibaar water in de diepte, mogelijke aanwezigheid buitenaards leven
Gevaren: dodelijke straling aan de oppervlakte, nauwelijks magnetisch veld, geen atmosfeer, nauwelijks zonnestraling
De omgeving
Kenmerkend voor Europa zijn dubbele lijnen in het ijs, de linae waar ijsplaten tegen elkaar schuren.
De oppervlakte van Europa bestaat uit ijs en is één van de gladste in het zonnestelsel. De reden is vermoedelijk dat het oppervlak voortdurend vernieuwd wordt door ijserupties. Het oppervlak is bezaaid met diepe spleten. De maan bevindt zich in een zeer licht elliptische baan om Jupiter waardoor het hemellichaam voortdurend wordt gekneed door een ingewikkeld interactiesysteem waarbij Io energie aftapt van Jupiters rotatie en die doorgeeft aan Callisto en Europa.Volgens een andere theorie zijn het niet de relatief zwakke getijdekrachten, maar Rossby golven die Europa opwarmen.
Astronomen vermoeden dat zich tien kilometer onder het ijs een vloeibare oceaan of vloeibaar ijs, vergelijkbaar met wat in een sorbet zit (met daaronder een ondiepere oceaan), bevindt. Deze oceaan zou naar schatting honderd kilometer (of slechts enkele tientallen kilometers) diep zijn. Hieronder bevindt zich een rotsachtige kern. Planetologen denken dat Europa een kleine metaalkern heeft.
Het enorme magnetische veld van Jupiter produceert grote hoeveelheden dodelijke straling. Europa krijgt er niet zo sterk van langs als de zich dichter bij Jupiter bevindende manen Io en Callisto, maar een mens zal het zonder bescherming tegen de straling niet langer dan een dag uithouden zonder zware stralingsziekte op te lopen. De dodelijke stralingsdosis wordt in twintig dagen bereikt.
De zon komt op Europa elke vijf dagen, de duur van de omloopbaan om Jupiter, op, omdat Europa net als onze maan altijd hetzelfde halfrond naar de planeet waar ze om heen draait, keert.
Er is vrijwel geen sprake van een atmosfeer. Meteorieten slaan dus ongehinderd in, maar door de vele ijserupties verdwijnen de littekens erg snel.
Transport van en naar Europa
Alle ruimtevaartuigen nu in gebruik maken gebruik van raketvoortstuwing. Wat dan telt is delta v – de totale hoeveelheid versnelling en vertraging die nodig is. Beide kosten evenveel raketbrandstof. Ruimtevaartuigen kunnen remmen in de atmosfeer van Jupiter (wat door de sterke zwaartekracht van Jupiter alsnog veel brandstof kost om vanaf Jupiter naar Europa te reizen) of gebruik maken van magneetremming op het enorme magnetische veld, wat brandstof bespaart. Een reis van de aarde naar het Jupitersysteem kost om en nabij de zes jaar als gebruik wordt gemaakt van passieve voortstuwing (planetary flyby).
Hoe bewoonbaar is Europa?
Het oppervlak van Europa is vrijwel luchtledig en kent temperaturen van honderdvijftig graden onder nul. Een basis op het oppervlakteijs kan beter op veilige afstand van de linae liggen en moet voorzien zijn van een goede bescherming tegen de extreme straling. De zwaartekracht is onvoldoende voor een permanent verblijf van de mens. De lage zwaartekracht betekent dat permanente bewoners in een zwaartekrachtsmolen moeten slapen. Het is het overwegen waard om een basis onder het kilometers dikke ijs aan te leggen. De temperaturen in deze enorm diepe oceaan liggen dichter bij voor aardbewoners aangename temperaturen. De druk is zelfs op een wereld met een zwaartekracht kleiner dan die van de maan echter nog steeds enorm. Ook vermoeden onderzoekers dat er leven zou kunnen bestaan in deze oceaan, wat Europa een eersteklas bestemming voor wetenschappelijk onderzoek zou maken.
Zo mooi zal een onderzeese basis in de Europaanse oceaan er waarschijnlijk niet uit zien...
Voordelen van een kolonie op Europa
Europa kent slechts twee grote voordelen. De maan bestaan voor een groot deel uit water, een eerste levensbehoefte voor alle aardse levensvormen en kent waarschijnlijk diep onder de kilometers dikke ijslaag een zoutrijke oceaan. Volgen sommige schattingen bevat deze oceaan drie keer zoveel water als in alle aardse oceanen samen. Deze oceaan kent vermoedelijk temperaturen die niet al te ver onder nul liggen. Het watwer uit de oceaan kan gesplitst worden in waterstof en zuurstof om in te ademen. Een basis op Europa zal – als er leven aanwezig is – vermoedelijk veel interessante wetenschappelijke kennis opleveren. Ook als bron van ijs voor kolonies boven resp. op de kurkdroge planeten Venus en Mercurius is Europa interessant.
Gevaren op Europa Europa kent geen beschermende atmosfeer en draait om Jupiter, de planeet met het krachtigste en dodelijkste magneetveld in het zonnestelsel. Het oppervlak bestaat uit ijs en is door getijdekrachten voortdurend in beweging. Wel vormt ijs een goede bescherming tegen kosmische straling. Er is minder zonne-energie dan op aarde. Een basis zal dus haar eigen energie op moeten wekken met behulp van kern(fusie)energie. De zwaartekracht is erg laag; kolonisten zullen dus voortdurend zware oefeningen moeten doen of ’s nachts moeten doorbrengen in een zwaartekrachtscentrifuge.
De diepzee kent allerlei bizarre wezens. Dat zal op Europa -als daar leven voorkomt - niet anders zijn.
Hoe zou een kolonie op Europa er uit zien?
Een kolonie met wetenschappelijke of toeristische doelen zal vermoedelijk onder het ijs gevestigd zijn en veel lijken op onderzeebases.
Kolonisten op het oppervlak kunnen gebruik maken van de ijsvoorraden om hun kolonie mee te bevoorraden. Hun kolonie zal vermoedelijk bestaan uit een grote drukkoepel boven het oppervlak. Het zwakke zonlicht betekent dat de kolonisten energie uit kernsplijting of kernfusie zullen moeten opwekken.
Hoe is Europa tot leefbare wereld om te bouwen? Jupiter tot miniatuurzon ombouwen, zoals aliens in Arthur C. Clarke’s Space Odyssey-cyclus deden, is met onze huidige techniek (helaas?) niet haalbaar. Ook zal Europa dan veranderen in een oceaanwereld met een zeer lage zwaartekracht. Het heeft vermoedelijk meer zin om mensen te voorzien van bionische hulpmiddelen om ze te laten overleven in de enorme oceaan die Europa onder het ijs herbergt. Onderzoekers denken dat de sterke radioactieve straling veel water gesplitst heeft in onder meer zuurstof, die door convectie in de diepte terecht is gekomen. Dit zou betekenen dat de diepe oceanen redelijk zuurstofrijk zullen zijn. Eindelijk zeemeerminnen?
Internet heeft zich sinds de komst van het world wide web als een olievlek verspreid. Zelfs zuidpoolonderzoekers kunnen nu de hele dag (en die duurt daar erg lang) de meest zinloze Youtube filmpjes downloaden. Maar… the world is not enough…
Internet vormt de grootste bibliotheek ter wereld, ooit, vierentwintig uur per dag toegankelijk. Met internettoegang heb je overal ter wereld toegang tot deze bibliotheek. De weg zoeken in die bibliotheek is een ander verhaal, maar weet je eenmaal waar de informatie te vinden is dan kan je in principe zelfs de lastigste technische problemen oplossen. Kortom: precies waarover je in de ruimte wilt kunnen beschikken.
Lichtsnelheid
Geen wonder dus dat visionairen over de hele wereld hebben nagedacht over manieren om internet uit te breiden over het zonnestelsel. Het voornaamste technische probleem is de lichtsnelheid. De maan ligt op ‘maar’ 1,3 lichtseconde afstand van de aarde, maar communicatietijden lopen op tot langer dan een uur voor Jupiter en verder.
Tijdens de Deep Impact missie werd er een gat in een komeet geschoten. En interplanetair internet uitgetest.
Het internetmodel waarin informatie vaak meerdere keren heen en weer wordt gestuurd werkt daarom niet in de ruimte. Interplanetair internet is daarom in kleinere subnets verdeeld (bijvoorbeeld alle maanrovers, satellieten en maanbases). Aanvragen binnen deze subnets worden real-time afgehandeld. Een werkgroep van NASA, ESA en andere ruimtevaartorganisaties, de Consultative Committee for Space Data Systems (CCSDS) heeft voor deze kortere afstanden Space Communications Protocol Specifications (SCPS) ontwikkeld dat veel lijkt op het op internet gebruikte IPv4.
Vertragingstolerante netwerken
Voor de enorme afstanden in het zonnestelsel werkt dit niet: zodra het verzoek van de zender is ontvangen moet de ontvanger in één keer de gevraagde informatie sturen in plaats van, zoals op internet, eerst contact te zoeken met een DNS server. Op, zeg, Jupitermaan Ganymedes ben je op die manier al gauw een week bezig om een enkele webpagina met plaatjes te downloaden. Om die reden is een heel ander netwerkmodel nodig dan het zeven-lagen OSI model dat aan de basis ligt van internet. De bovenste lagen zijn vervangen door “bundle service layering”. Hierbij wor4dt gebruik gemaakt voor een door NASA en defensieoonderzoeksbureau DARPA ontwikkelde uiterst fouttolerante communicatiemethode, delay-tolerant networking (DTN). DTN gooit bij zeer lange communicatie-onderbrekingen pakketjes niet weg, zoals TCP/IP van internet, maar bewaart ze en verstuurt ze opnieuw als de satelliet weer binnen bereik is. DTN is al succesvol uitgetest op aarde, waarbij communicatie met Mars is gesimuleerd. DTN is ook getest tijdens de Deep Impact missie naar een komeet op vele miljoenen kilometers afstand. Verbindingen hoeven niet meer met de hand te worden gelegd. Houston kan lekker gaan slapen.
DTN kent een nog interessantere optie. Grote hoeveelheden data kunnen naar een knooppunt worden gestuurd. Als een ruimteschip in de buurt van het knooppunt arriveert, kan het de ‘postbus’ legen en nieuwe data ter verzending klaarzetten. Dus al zijn ruimtereizen lang en eenzaam, af en toe is er een plezierige verrassing…
Van alle aardachtige planeten lijkt Mars het meeste op de aarde, onder meer door de vergelijkbare daglengte. Het klimaat op Mars is te vergelijken met dat op de geografische zuidpool hartje winter, maar dan met veel extremere minimum- en maximumtemperaturen. Miljarden jaren geleden kwam er zelfs veel vloeibaar water voor op de nu kurkdroge planeet en ook nu zijn er nog grote ijsvoorraden aanwezig. Mars wordt van alle planeten het vaakst genoemd als toekomstige vestigingsplaats voor de mens, maar er zijn een aantal zeer lastige hindernissen die overwonnen moeten worden.
Mars is veel kleiner dan de aarde. De atmosfeer is al miljarden jaren geleden verdwenen.
Mars factsheet
Grootte: 6794 km doorsnede (53% van de aarde)
Zwaartekracht: 0,39 maal die van de aarde
Atmosfeer: minder dan 1% van de aardse atmosfeer, 95,32% CO2, 2,7% stikstof, 1,6% argon, 0,13% zuurstof
Mars op een dag zonder stofstormen: een dorre, luchtloze woestijn.
De oppervlakte van Mars heeft veel weg van aardse woestijnen, maar vertoont overal sporen van een waterrijk verleden.
Alle landschapsvormen die in aardse woestijnen voorkomen, komen ook op Mars voor, maar door de lage zwaartekracht met veel grotere afmetingen. Zo kent Mars de met 25 km hoogte grootste vulkaan van het zonnestelsel, Olympus Mons en de gigantische drieduizend kilometer lange kloof Valles Marineris.
De enorme hoeveelheid ijzeroxide (roest) geeft de oppervlakte een roestbruine kleur. De oppervlakte is bezaaid met kraters die veel langer dan op aarde intact blijven.
De daglengte op Mars is vrijwel gelijk aan die van de aarde.
De atmosfeer beschermt nauwelijks tegen de felle uv-straling van de zon. Zeer kleine meteorieten branden op in de dunne atmosfeer, meteorieten vanaf enkele kilo’s reizen ongehinderd door. Bij kortdurende warmere tijdperken, het gevolg van het periodiek kantelen van de planeet, smelten ondergrondse ijsvoorraden, waardoor waterstromen en lawines ontstaan die op sommige plaatsen kraters hebben uitgewist.
Transport van en naar Mars
Alle ruimtevaartuigen nu in gebruik maken gebruik van raketvoortstuwing. Wat dan telt is delta v – de totale hoeveelheid versnelling en vertraging die nodig is. Beide kosten evenveel raketbrandstof. Als Mars en de aarde in optimale positie staan, is de delta v van LEO (een lage parkeerbaan rond de aarde) tot een parkeerbaan rond Mars het laagst: rond de vier kilometer per seconde. Dit kan nog verder verlaagd worden door gebruik te maken van de martiaanse atmosfeer om af te remmen. Volgens Cassandra Club is een reis naar Mars peperduur, maar hierbij gaan ze uit van een retourvlucht. Het is veel goedkoper om alleen een enkele reis uit te voeren. Er hebben zich al tientallen vrijwilligers gemeld voor een dergelijk plan.
Hoe bewoonbaar is Mars?
Door de lage luchtdruk van 0,01 atmosfeer moeten astronauten een lomp, onhandig drukpak dragen. Het volkomen ontbreken van een ozonlaag en andere bescherming tegen zonnestraling betekent dat kolonies een grondige afscherming moeten hebben tegen zonne- en kosmische straling. De zwaartekracht is waarschijnlijk voldoende voor een permanent verblijf van de mens. Ook de daglengte is ideaal voor menselijke bewoning.
Voordelen van een kolonie op Mars
Mars is vooral rijk aan ijzeroxide. IJzer en andere waardevolle delfstoffen zijn op metaalrijke planetoïden met hun zwakke zwaartekrachtsput echter in veel grotere mate aanwezig (en ook makkelijker te winnen) dan in de zwaartekrachtsput van Mars. Er zijn enkele dingen aantrekkelijk aan Mars: de aardachtige daglengte, de bij benadering aardachtige zwaartekracht, de grote hoeveelheid waterijs en de aanwezigheid van een vast oppervlak. Mars bevat ook vrij gemakkelijk toegankelijke materialen die te gebruiken zijn voor een kolonie: water, kooldioxide, ijzerrijke gesteenten. De temperaturen liggen -relatief- dicht bij die van de aarde.
Mars is uit wetenschappelijk oogpunt erg interessant: de planeet is complexer dan alle andere planeten met uitzondering van de aarde en bevat mogelijk leven: er zijn methaanpluimen vastgesteld die in de zomer het actiefst zijn.
Mars is vanaf de aarde relatief makkelijk te bereiken. Door de dunne atmosfeer is atmosferische remming mogelijk. Dit alles maakt Mars -met aantrekkelijker vestigingsplaatsen als Mercurius en Venus– aantrekkelijk als “back-up plan” voor de mensheid.
Gevaren op Mars Mars kent weliswaar nauwelijks een atmosfeer, maar deze is wel in staat voor veel problemen te zorgen. Zo zijn er geregeld enorme stofstormen die soms maandenlang aan kunnen houden en bijna alle zicht wegnemen. Het fijne stof bestaat uit ijzeroxide, dus ook radiotransmissies worden zwaar gestoord. Dit stof is voor apparaten met bewegende onderdelen waarschijnlijk nog vervelender dan het toch al beruchte maanstof. De atmosfeer biedt verder nauwelijks bescherming tegen grotere meteorieten en kosmische straling. Er is minder zonne-energie dan op aarde.
In dit concept van NASA bouwen de eerste kolonisten hun landingsvaartuig om tot kolonie met kassen.
Hoe zou een kolonie op Mars er uit zien?
Een kleine kolonie zal vermoedelijk vlak bij watervoorraden gevestigd zijn en voor een belangrijk deel ondergronds zijn. De metaalrijke bodem van Mars biedt een goede bescherming tegen kosmische straling. De kolonie moet luchtdicht zijn en goed geïsoleerd.
Kolonisten kunnen gebruik maken van de ijsvoorraden om hun kolonie mee te bevoorraden.
Een grotere kolonie kan bestaan uit een drukkoepel over een krater of missschien de Vallis Marineris-kloof. Worden de terraforming-plannen (zie onder) doorgezet, dan zal deze overigens onder water lopen.
Hoe is Mars tot leefbare wereld om te bouwen?
Mars is weliswaar veel kleiner en lichter dan de aarde, maar staat verder van de zon. Van alle planeten is Mars daarom het gemakkelijkst tot een leefbare wereld om te bouwen – althans, leefbaar volgens Tibetanen, Scandinaviërs of Siberiërs. Een eerste fase zou inhouden de poolkappen, die voor een groot deel uit bevroren kooldioxide bestaan, te laten verdampen. Zoals u ongetwijfeld van mijnheer Al Gore hebt opgestoken, is kooldioxide een sterk broeikasgas. Dit zou de luchtdruk op Mars verdertigvoudigen tot 0,3 atmosfeer – en hiermee de temperaturen en luchtdruk binnen aards (althans: de top van de Mount Everest) bereik brengen. Als gevolg hiervan ontdooit de noordelijke oceaan en stijgt de gemiddelde temperatuur op het noordelijk halfrond boven nul. Deze is vermoedelijk weliswaar erg zout, maar aardse planten zullen het in de kooldioxideatmosfeer goed doen en grote wolken zuurstof afscheiden.
Voor mensen is een CO2 atmosfeer onadembaar, dus moet de CO2 als we zonder ademmasker rond willen kunnen lopen, worden vervangen door een ander gas. Mars is zeer arm aan stikstof, de ideale kandidaat voor een inert gas. Er is ook te weinig argon. Zuurstof onder hoge druk leidt tot zuurstofvergiftiging. Op aarde is de zuurstofdruk 0,2 bar, hoger dan plm 0,5 bar is schadelijk. Een volledige zuurstofatmosfeer kan dus tot minder dan een halve atmosfeer. De maximale CO2 druk die een mens langere tijd overleeft ligt rond de huidige druk op Mars: 0,01 atmosfeer. Een dunne zuurstofatmosfeer (0,3 atmosfeer) kan dus in principe, wanneer gecombineerd met minder dan 0,01 atmosfeer kooldioxide en een sterk broeikasgas (een beter alternatief is een ring van spiegels om zonlicht op Mars te concentreren, mogelijk roterend om zo een magnetisch veld op te wekken, zo komt er ook meer energie beschikbaar). Een zuurstofatmosfeer zonder inert buffergas, denk aan stikstof, betekent helaas een zeer hoge kans op branden. Dus zal er extra stikstof van bijvoorbeeld de ijsreuzen of ijsmanen moeten worden aangevoerd, al was het maar voor de planten.
Mars omgebouwd tot leefbare planeet. Een grote oceaan overdekt het noorden.
Volgens recent wetenschappelijk onderzoek groeien embryo’s misvormd op als gevolg van te lage zwaartekracht. Door ruimtevaarthaters wordt dit dan ook dankbaar aangegrepen om ruimtekolonisatie als “onmogelijk” te betitelen. Is die conclusie wel terecht?
Het onderzoek
Ontwikkelingsbiologe Tamara Franz-Odendaal en haar promotiestudente Sara Edsall, beiden werkzaam aan de Mount Saint Vincent University in Halifax, Canada verrichtten experimenten waarin werd onderzocht wat de gevolgen van microzwaartekracht op de ontwikkeling van embryo’s van de zebravis waren. In het experiment werden de embryo’s tussen de 10-14 en 12-96 uur na bevruchting in een draaiende bioreactor blootgesteld aan microzwaartekracht.
Een grote, langzaam ronddraaiende ruimtekolonie lijkt in veel opzichten, ook wat zwaartekracht betreft, op de aarde.
Uit het onderzoek bleek dat de zebravisjes, eenmaal volwassen geworden, schedeldefecten vertoonden. Ze veronderstelt dat de defecten zich elke generatie zullen ophopen – een interessant Lamarckiaans standpunt – en dat daardoor in volgende generaties de defecten zich zullen ontwikkelen tot pathogene grootte.
Ook in andere onderzoeken zijn verstoringen in vruchtbaarheid (degeneratie van de eierstokken bij vrouwelijke muizen) en de embryonale ontwikkeling (ook zebravissen; de vissen stierven twee weken daarna) als gevolg van microzwaartekracht gevonden. Japans onderzoek in de ruimte wees echter uit dat de Japanse medakavis wel degelijk in staat is zich onder gewichtloze omstandigheden voort te planten. De genetische diversiteit bij vissen is enorm (in feite zijn amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren alle vissen) dus de vraag is in hoeverre je dit onderzoek mag generaliseren, maar zeker is wel dat microzwaartekracht gevolgen heeft op de embryonale ontwikkeling en vruchtbaarheid.
Implicaties voor ruimtekolonisatie
Willen we een permanente aanwezigheid van de mens op plaatsen buiten de aarde, dan is het noodzakelijk om kinderen geboren te laten worden in de ruimte. In principe is er ver verwijderd van zwaartekrachtsbronnen (zoals in de interplanetaire ruimte) nauwelijks of geen zwaartekracht. Echter: kunstmatige zwaartekracht is wel op te wekken.
Kunstmatige zwaartekracht
Volgens Einsteins algemene relativiteitstheorie is het onmogelijk door een experiment onderscheid te maken tussen een versnellend inertiaalframe en zwaartekracht. Tot op heden zijn (zelfs na meting met de meest gevoelige meetapparatuur) geen metingen bekend waarvan de uitkomst in strijd is met de speciale of algemene relativiteitstheorie. Met andere woorden: er is geen verschil te merken tussen door versnelling opgewekte g-krachten en door veel massa veroorzaakte g-krachten.
Dat betekent, dat microzwaartekracht niet het probleem is dat het lijkt. Laat een ruimteschip of ruimtekolonie bijvoorbeeld langzaam om zijn as draaien en de bewoners worden door de middelpuntvliedende pseudokracht tegen de wand gedrukt. Voor een ruimtekoloniste (en het embryo in haar buik) zal het voelen alsof zij op de aarde staat. Wel kunnen zwangere vrouwen waarschijnlijk beter niet te lang blootgesteld worden aan lage g-krachten.
Volgens een wetenschappelijke studie die uitgaat van ons vermogen om energie op te wekken, zullen we pas begin drieëntwintigste eeuw voldoende vermogen hebben om een verkenningsschip richting Alfa Centauri, onze dichtsbijzijnde buur, te sturen. De vraag: hebben deze onderzoekers wel gelijk?
Ruimtevaart slurpt energie Ruimtereizen kosten ontstellend veel energie. Om een voorbeeld te geven: de Apollo-11 missie die de eerste mensen naar de maan bracht, kostte alleen aan brandstof al drie miljoen kilo kerosine, vloeibare zuurstof en waterstof. Alhoewel door bijvoorbeeld gebruik te maken van ruimteliften en zonnezeilen het prijskaartje behoorlijk omlaag kan, blijven de enorme negatieve zwaartekrachtspotentialen van de aarde en de zon energievreters. Ter illustratie: het kost 62 megajoule, dat is zeventien kilowattuur, om een kilogram op het aardoppervlak uit de greep van de aarde te krijgen. Zelfs een Amerikaanse familie doet daar een dag mee (een Nederlandse twee dagen).
Dat is nog weinig vergeleken met wat ontsnappen aan de zon kost: 886 megajoule per kilo vanaf de omloopbaan van de aarde. Ongeveer het daggebruik van eco-goeroe Al Gore. Wel kan energie afgesnoept worden door langs andere planeten te vliegen en slimme ruimtevaarttechneuten doen dat ook om zo hun ruimteverkenners gratis naar de verre, ijzige buitenplaneten te kunnen sturen.
Omdat de afstanden tussen sterren enorm zijn: zelfs het licht doet meer dan vier jaar over de reis naar buurster Alfa Centauri, moeten ruimteschepen zeer snel kunnen reizen, denk aan procenten van de lichtsnelheid. Een ander alternatief is een generatieschip: een enorm ruimtedorp waarin de nakomelingen van de vertrekkende astronauten aankomen bij de buurster. Beide alternatieven vreten uiteraard energie, om even een indruk te geven: willen we een ruimtescheepje met een massa van tien ton (stel je voor dat je daar veertig jaar in moet doorbrengen…) met een tiende van de lichtsnelheid naar Alfa Centauri sturen, dan kost dat evenveel energie als de hele wereld in een jaar verbruikt. Een beetje moeilijk uit te voeren dus als we de verheven klimaatdoelstellingen van voornoemde meneer Gore willen halen. En dan komt het volgende probleem. Afremmen. Dat kost net zo veel brandstof en energie als versnellen.
Een generatieschip is eeuwen onderweg. Generaties worden onderweg geboren en sterven.
Een snel schip kent nog als extra nadeel dat bij snelheden in de buurt van de lichtsnelheid minuscule ruimtestofjes veranderen in dodelijke projectielen, dus moeten zware beschermende schilden mee worden gesleept. We kunnen natuurlijk een langzame robotverkenner sturen. Zo zal over tachtigduizend jaar Pioneer 11 vier lichtjaar hebben overbrugd. Tachtigduizend jaar is alleen wel erg lang. Misschien bestaat de mens dan niet eens meer.
Gezocht: mega-energiebron Kortom: alleen als we onze energieproductie kunnen verveelvoudigen, kunnen we (als we ons braaf aan Einsteins relativiteitstheorie houden, althans) ontsnappen aan het zonnestelsel. De groei van de omvang van onze economie staat ruwweg gelijk aan de groei van het energieverbruik: enkele procenten per jaar. In dat tempo bereiken we Kardashev-I (het punt dat we alle aardse energiebronnen kunnen benutten, denk aan zonnepanelen op iedere vierkante centimeter aarde oid) pas rond 2400. Marc Millis, ex-hoofd van de NASA-denktank voor interstellaire ruimtevaart en oprichter van de Tau Zero Foundation met hetzelfde doel, denkt daarom dat pas over tweehonderd jaar de eerste robots Alfa Centauri bereiken. Pas dan is onze energieproductie duizenden malen groter dan nu en wordt het peanuts om een ruimteschip voldoende te versnellen.
Maar… klopt Millis’ verhaal wel? Millis weet duidelijk waar hij over praat. De man heeft de afgelopen twintig jaar niets anders gedaan dan inventieve manieren bedenken en speculatieve ideeën van anderen beoordeeld om te ontsnappen aan het zonnestelsel. Iedereen kan met middelbare-school natuurkundekennis, op een middelbare-school zakjapannertje narekenen dat de getallen die hij geeft kloppen.
De vraag is alleen of zijn aannames wel kloppen.
Om te beginnen: de grootte. We kunnen nu al met atomen slepen. Over niet al te lange tijd kunnen we in een zeer klein ruimtescheepje van misschien honderd kilo atoom voor atoom alle apparatuur proppen die nodig is om de onderzoeken te verrichten. Versnellen doen we hier op aarde voor een groot deel met een laser zodat er minder brandstof meehoeft: überhaupt is een geladen vortex of soliton die de baan rond het ruimtescheepje schoonveegt nuttig. We kunnen met het ruimteschip een Von Neumann-machine sturen die een stuk ruimtepuin rond Alfa Centauri ombouwt tot redelijk goede waarnemingsapparatuur. Misschien zelfs wel uit bevruchte menselijke eicellen een complete nieuwe menselijke kolonie laat groeien.
Ook is het de vraag of afremmen inderdaad wel zoveel energie kost als Millis denkt. De interstellaire ruimte is gevuld met ijl gas en geladen deeltjes. Schakel een groot magnetisch schepveld in, bijvoorbeeld door op een gegeven moment de wrijving te gebruiken om het schip te laten roteren, en remming is een feit. En heeft Einstein wel het laatste woord over sneller-dan-licht reizen? Ook daar denken sommige theoretisch-fysici heel anders over…
Iedere cultuur kent wel een vorm van haast suïcidale waaghalzerij. Het bungee jumpen, vastgebonden aan een touw tientallen meters de afgrond in springen, is in Vanuatu uitgevonden en verspreidde zich als een lopend vuurtje onder durfals over de hele wereld. Op Sardinië zetten masochistische waaghalzen hun tanden in casu marzu, een kaas die krioelt van de levende maden met de nare gewoonte, zich in de ingewanden van de eter te boren. Ook hier in Nederland komt het voor: rellen schoppen, het afsteken van levensgevaarlijke vuurwerkbommen en nieuwjaarsduiken. Wat bezielt die levensmoede maniakken, vaak jonge mannen, vragen veel mensen zich af. Misschien dat we er een nieuwe lichting sociaal pedagogen tegenaan moeten gooien.
Mens heeft ingebakken behoefte aan risico
Psychologisch onderzoek wijst keer op keer uit dat we als het ware een ingebouwde risicometer hebben.
Sommigen hebben alles over voor twintig seconden pure doodsangst. – Wikimedia Commons
Automobilisten met gordel rijden harder dan automobilisten zonder gordel. Dit risicovolle gedrag hangt samen met het testosterongehalte in iemands lichaam, de reden dat jonge mannen, waarbij het testosterongehalte het hoogst is, dit gedrag het meest vertonen. Testosteron verlaagt de bezorgdheid en verhoogt de behoefte aan sociale competitie. Kortom: iemand die dol is op ruige feestjes staat doorgaans stijf van de mannelijke hormonen.
Toch verklaart dit niet alles. Veel adrenalinejunkies hebben domweg behoefte aan een portie rauwe doodsangst om de grauwheid en grijsheid van het dagelijks bestaan van zich af te schudden.
Nederland wordt geteisterd door vertrutting
Het is steeds moeilijker geworden in Nederland gevaar te lopen. Allerlei wijze, goedbedoelende commissies van grijzende dames en heren hebben er miljoenen mensuren vergadertijgeren inzitten om Nederland te veranderen in een brave speeltuin. De vertrutting sloeg al stevig toe met de oprichting van vereniging Veilig Verkeer Nederland (en tot overmaat van ramp het enige competente lid van het koninklijk tehuis tot voorzitter werd benoemd) die driest de aanval inzette op maximumsnelheden, ontbrekende autogordels, Dakar-waardige weggedeelten en gebrek aan bewegwijzering, met als gevolg dat de vaderlandse wegen de grootste bordjesdichtheid van het oostelijk halfrond kennen.
In de cultklassieker Fight Club (1999) slaan gefrustreerde mannen elkaar in het geheim lens. Critici vonden de film onverantwoordelijk. Bron: screenshot
Een politicus die zich een flink stuk in de kraag drinkt en er daarna stevig op los scheurt, kortom in de meeste samenlevingen het gedrag van iedere zich respecterend alfamannetje, wordt neergezet als een gewetenloze misdadiger. Een stevige dreun na een avondje stappen is reden tot aftreden. Incompetentie en kleurloosheid wordt daarentegen vergeven en gekoesterd.
Dat terwijl er nog tot ver in de negentiende eeuw werd geduelleerd op leven en dood, juist in de hoogste kringen, en het gewone volk ook niet vies was van een ontspannende kloppartij op zijn tijd.
Tijd voor het nieuwe avontuur
Nederland gaat ten onder aan een verstikkende consensuscultuur, waarin we elkaar vooral niet mogen kwetsen, we de boel bij elkaar moeten houden. We respect moeten hebben voor ideeën en mensen die volgens elke redelijke maatstaf duidelijk geen respect verdienen, want ‘er is geen absolute waarheid’. De zucht naar avontuur, een gezonde menselijke behoefte, wordt er van jongs af aan uitgeramd door pedagogen, ambtenaren, welzijnswerkers. Het gevolg: gefrustreerde mannetjes zetten hun frustraties om in jaloezie en geniepig pestgedrag, terwijl de vrouwen massaal op zoek gaan naar een man die aan de maatschappijverbeteraars heeft weten te ontkomen.
Verstikkende veiligheidsregels maken ruimtevaart peperduur dat terwijl de meeste astronauten liever de kans lopen om te komen in een explosie dan hun leven vegeterend, tevergeefs hunkerend naar een kansje op de ervaring van hun leven, op deze aardkloot te moeten doorbrengen. Wat is er op tegen om elkaar af en toe stevig de huid vol te schelden, desnoods blauwe ogen te bezorgen en daarna een biertje te drinken? We lopen toch allen met een doodvonnis op zak. Laten we er voor zorgen dat de tijd die we nog op dit ondermaanse mogen doorbrengen, voor iedere goedwillende persoon – en onze nakomelingen – leuk en de moeite waard is.
Je staat vlakbij het grondstation van de tienduizenden kilometers hoge space elevator. De vochtige tropische lucht op het paradijselijke Hawaiiaanse eiland Oahu voert zware bloemengeuren met zich mee. Recht naar boven zie je de absurd dunne liftkabel recht naar boven gaan en verdwijnen in de nevelige avondlucht. Flonkeringen zetten de onzichtbare rechte lijn voort. De kabel is zo lang dat er altijd wel een stukje zonlicht richting jou weerkaatst. Je haast je naar binnen. De veiligheidsmaatregelen zijn streng en je vertrek is over een uur of twee. Dan is het eindelijk zover. Voor het eerst in je leven verlaat je de aarde. Het grondstation verdwijnt in de schaduw van de nacht. Dan, op honderden kilometers hoogte, wordt de zon weer zichtbaar: een adembenemend gezicht. De aarde heeft een duidelijke bolvorm gekregen.
Wat is een ruimtelift?
Het principe van een ruimtelift is simpel. Bouw een kabel, zo hoog dat deze reikt tot een geostationaire omloopbaan: 36.000 kilometer boven het aardoppervlak. Nog langer is nog beter: zo trekt het extra stuk kabel de rest omhoog.
Met de lift naar de ruimte. Als het aan Japan ligt, komt het ooit zover.
Bij iedere hoogte hoort een bepaalde baansnelheid: de baansnelheid waarop de middelpuntvliegende kracht precies de zwaartekracht opheft. De geostationaire omloopbaan is de hoogte waarop bijvoorbeeld satellieten in precies 24 uur rond de aarde draaien. Het gevolg hiervan is dat ze boven het aardoppervlak stil lijken te staan. De reden dat communicatiesatellieten doorgaans in een geostationaire omloopbaan worden geparkeerd. Voor een ruimtelift is een stilstaande kabel uiteraard een absolute noodzaak. De centrifugale pseudokracht trekt de kabel omhoog en houdt op die manier de kabel in evenwicht. Het idee voor een ruimtelift is niet nieuw: de visionaire ruimtevaartpionier Konstantin Tsiolkovski stelde begin twintigste eeuw al voor een 36.000 kilometer hoge toren te bouwen. Het grootste technische probleem is het vinden van een materiaal dat sterk genoeg is om tienduizenden kilometers van zijn eigen gewicht overeind te houden. Tot nu toe werd dit materiaal spottend ‘unobtainium’ genoemd, maar met de ontdekking van koolstof nanobuisjes is er nu een reële kandidaat.
Wat is het voordeel van een ruimtelift?
Een ruimtelift kan ruimtevaart honderden malen goedkoper maken. Het probleem met raketten is dat elke kilo brandstof omhoog moet worden gesleept. Het resultaat is dat maar een paar procent van een raket uit nuttige lading bestaat. Elke kilogram nuttige lading in een raket naar, zeg, de maan, kost zelfs bij de efficiëntste raketten tientallen kilo’s brandstof. Praktijkvoorbeeld: tijdens de Apollo-missies naar de maan moest een enorme Saturnus V raket 3 miljoen kg brandstof verstoken om 45.000 kg lading naar de maan te transporteren (1,5% nuttige lading dus). Bij een ruimtelift komt elke joule energie (in de vorm van elektriciteit, bijvoorbeeld) terecht in de voortstuwing. Een ruimtelift is ook veiliger. Een raket kan je het beste vergelijken met een enorme chemische bom. Eén lek en er ontstaat een enorme explosie. Als een raket eenmaal is begonnen met branden is er niets meer dat de ontbranding kan stoppen tot de raket uitgebrand is.
Waarom is er dan nog geen ruimtelift?
Er is nu inderdaad een materiaal dat in staat is de vereiste trekkracht te leveren. De investeringskosten zijn hoog, maar naar ruimtevaartbegrippen redelijk: vijf tot tien miljard euro. De kosten van een enkele ruimtetelescoop. Geen onoverkomelijk bedrag om de ruimte definitief mee open te leggen, een schijntje vergeleken met wat het kost om een bank te ‘redden’ of een oorlog.
Hoog boven de aarde hangt dit station, de eindbestemming van de lift
Het voornaamste technische probleem is op dit moment het spinnen van een 38.000 km lange liftkabel. De allerlangste koolstofnanovezels ooit gefabriceerd halen 18 cm. In principe kunnen deze in elkaar gevlochten worden tot een liftkabel, maar door de korte lengte betekent dat een aanzienlijk verlies aan trekkracht. Eerst zal dus een procédé moeten worden ontwikkeld om nanovezels van honderden meters lang of meer te ontwikkelen. Een tweede probleem is bescherming tegen de dodelijke straling in de Van Allen-gordels, de gebieden waar het aardse magneetveld botst met dat van de zon. In de Van Allen gordels worden geladen deeltjes sterk versneld. Onbeschermd loopt een persoon al in een paar dagen acute stralingsziekte op. Dit is in principe op te lossen met een elektromagnetisch schild.
Japanse plannen
In Japan vallen visionaire ideeën meer in de smaak dan in meer kortzichtige landen zoals die in Europa of de VS. Toen het door de Amerikanen dr. Brad Edwards en Philip Ragan geschreven boek “Leaving the Planet by Space Elevator” in het Japans werd vertaald, kwam het dan ook direct in de Japanse bestsellerlijst terecht. Er is nu een vereniging actief die zich bezig houdt met het voorbereiden van de bouw van een ruimtelift. De Japanse overheid heeft al een intentieverklaring voor de bouw opgesteld.
