Onze maan staat op een afstand van ongeveer 400.000 km van de aarde. Voldoende ruimte om zelfs de gasreus Jupiter op de plaats van de maan te plaatsen. We weten uit waarnemingen van exoplaneten dat er gasreuzen in de bewoonbare zones van andere sterren dan de zon zwerven. Wat als de aarde een maan was geweest van een gasreus?
Door de enorme zwaartekracht van bijvoorbeeld Jupiter zou de aarde altijd dezelfde kant richting Jupiter richten. ‘Dagen’ op aarde zouden dus gelijk zijn aan de omlooptijd rond Jupiter, rond de 4 tot 5 dagen. Ook zou de aarde door het gebrek aan rotatie nauwelijks een magnetisch veld kennen en dus ingebed zijn in het magnetische veld van Jupiter. Alleen de atmosfeer zou dan de aarde beschermen tegen de dodelijke straling van Jupiters magnetosfeer.
Als een gasreus de plaats van de maan zou innemen, was de aarde zelf een maan geworden. Bron: https://pixabay.com/nl/users/chadonihi-634818/
Het is al een halve eeuw stil op de maan. Dat gaat in de jaren ’20 veranderen. Diverse ruimtegrootmachten hebben plannen aangekondigd voor een terugkeer naar de maan.
Zo hebben Rusland en China al aangekondigd samen een maanbasis te bouwen. Anderen, zoals de VS, Europa, India en Japan, zitten ook niet stil.
Astronaut Eugene A. Cernan van de Apollo-17 missie is één van de laatste drie mensen die op de maan rond hebben gelopen en -gereden. Na een halve eeuw is er nu eindelijk een terugkeer naar de maan. Bron: NASA
Terugkeer naar de maan in dit decennium
De maan is het dichtstbijzijnde hemellichaam en ook het enige hemellichaam, waarop mensen rond hebben gelopen. Het lijkt ongelofelijk, maar met de primitieve techniek van een halve eeuw geleden, met boordcomputers die minder konden dan die in een bankpasje nu, landden en wandelden er mensen op de maan. Dit had vooral te maken met de toen veel grotere risicobereidheid. Een bemanning, van de Apollo 13 missie, heeft het niet overleefd. Bij enkele andere missies was het kantje boord. Mede hierom, en de enorme kosten, is het sinds de laatste Apollo-astronaut opsteeg bijna een halve eeuw stil geweest op onze dorre satelliet.
Dat gaat in de jaren ’20 veranderen. Diverse machten hebben plannen aangekondigd voor een terugkeer naar de maan. Isaac Arthur deelt hier de plannen van de Amerikanen.
De maan is vooral interessant als overstappunt, en voor mijnbouw. De zwaartekracht van de maan is laag, waardoor ruimteschepen met in verhouding weinig brandstof kunnen vertrekken en landen. Ook prettig is dat de maan dicht bij de aarde ligt. Met een reis van hooguit enkele dagen is de maan te bereiken. Alle andere bestemmingen, denk dan bijvoorbeeld aan Mars, Mercurius of de buitenplaneten, vereisen maanden of zelfs jaren met de techniek van nu. Hoewel er op de maan minder te halen valt dan op verder weg gelegen bestemmingen, en de daglengte en zwaartekracht voor de mens ongunstig zijn, wegen deze voordelen toch op tegen de nadelen van een terugkeer naar de maan.
Naast onze bekende maan, en honderden kunstmanen, blijkt de aarde nog een tweede natuurlijke satelliet te hebben, maakte de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA juni 2016 bekend. Het rotsblok, met de poëtische naam 2016 HO3, is tussen de 36 en 91 meter in doorsnede en bevindt zich honderd maal verder van de de aarde dan de maan. Dat is ook de reden dat er zo weinig bekend is van onder meer de doorsnede.
De NASA-astronomen ontdekten â€2016 HO3†op 27 april met de Pan-STARRS 1 telescoop op Haleakala, Hawaii.
Technisch gesproken is het rotsblok geen echte maan, maar een quasimaan. Het deelt de omloopbaan van de aarde met het aarde-maan systeem, maar beschrijft net als de vergelijkbare planetoïde Cruithne een grillige baan. Al is de baan van de nieuwe maan cirkelvormig. Uit berekeningen blijkt dat het maantje de aarde reeds meer dan een eeuw vergezelt en dat de komende eeuwen ook zal blijven doen. Tenzij ruimtemijnbouwers het bizarre object gaan ontginnen dan, want met zijn stabiele ligging is het een interessant doel voor zowel mijnbouwers als kolonisten. Het ligt buiten de zwaartekrachtsput van het aarde-maanstelsel, waardoor het erg geschikt is als overlaadstation.
De ontdekte asteroïde blijft op veilige afstand. Bron: ESA
De maan is de dichtstbijzijnde buitenaardse wereld. Erg gastvrij is de maan niet: dagen van 29 aarddagen, dodelijke straling en van 110 graden overdag tot in sommige kraters op de zuidpool -238 graden, dat is maar 36 kelvin boven het absolute nulpunt. Toch zijn er serieuze plannen om de maan te gaan koloniseren. Hoe zou het zijn om te leven op de maan?
Leven op de maan betekent buiten de ruimtebasis voortdurend een ruimtepak dragen. Omdat wij niet zijn aangepast voor het dag-nachtritme van de maan, moet kunstlicht en beschaduwing de oplossing bieden. Er is een groot tekort aan water en stikstof: de voorraden in kraters als Shackleton zijn maar beperkt. Ook de zwaartekracht is te laag om botontkalking en andere low-gravity ziekten te voorkomen. Kolonisten op de maan zullen dus de nacht in een kunstmatige-zwaartekrachtslinger door moeten brengen.
Een van de vele ontwerpen voor een maanbasis. Bron NASA
In 1969 beslisten de Verenigde Staten de ruimterace met de Sovjet-Unie definitief door als eerste land op aarde een mens op de maan te laten landen. Hierna zakte het ruimtevaartprogramma van de Amerikanen in elkaar en werden er bijna 200 miljard dollar weggegooid aan de Space Shuttle. Maar wat als de Sovjets als eerste op de maan waren geland?
Er zijn goede redenen om aan te nemen dat, getuige de winnaarsmentaliteit van de Amerikanen, de ruimterace nog enkele jaren in volle hevigheid was doorgegaan en de eerste mensen op Mars rond hadden gelopen. Wat denken jullie?
Wat als de Sovjets als eerste op de maan waren geland? – alternatehistory.com
Het gesteente van de maan lijkt chemisch sterk op dat van de aardmantel. Klaarblijkelijk zijn de aarde en de maan tegelijk ontstaan. De theorie met de beste papieren stelt dat een protoplaneet ter grootte van Mars op de proto-aarde is gebotst en dat uit het weggeslingerde puin de maan is ontstaan.
In deze documentaire een verdere uitwerking van deze hypothese. En: hoe had het leven op aarde zich ontwikkeld als deze botsing nooit plaats had gevonden?
Een boeiende vraag. Zou de zeldzame gebeurtenis die leidde tot het ontstaan van de maan, verklaren waarom we alleen lijken te zijn in de wijde omtrek? Zorgde de maan er voor dat het leven kon ontsnappen uit de oceaan?
De proto-aarde en Theia, in de allesverwoestende inslag die leidde tot het ontstaan van de aarde en maan die we nu kennen. Bron: Wikimedia Commons
In een nieuwe wet, aangenomen door het Amerikaanse Congres en ondertekend door president Obama, hebben Amerikaanse burgers het recht gekregen om hulpbronnen van asteroïden en andere hemellichamen in bezit te nemen. Wat zijn de gevolgen?
Ruimteverdrag
Het Ruimteverdrag, ondertekend door alle ruimtevarende landen waaronder de Verenigde Staten, verbiedt aan staten om bijvoorbeeld de Martiaanse vulkaan Olympus Mons en omstreken uit te roepen tot het Département Extraterrestre Mont Olympique. Evenzo verboden is het vestigen van militaire ruimtebases, het bouwen van Death Stars en soortgelijk massavernietigend wapentuig en het hinderen van vreedzame activiteiten van anderen. Het is ook verboden om buitenaardse hemellichamen te besmetten met aardse ziektekiemen. Staten dragen de verantwoordelijkheid voor hun onderdanen.
U.S. Commercial Space Launch Competitiveness Act
Er is, stellen de Amerikanen, echter een ontsnappingsroute. Nergens in het verdrag wordt gerept over de plichten van personen en rechtspersonen, zoals multinationals. En wat niet verboden is, is toegestaan. Dus, in de ogen van de Amerikanen, is space de ‘final frontier’. De nieuwe wet U.S. Commercial Space Launch Competitiveness Act, die nu door het Congres is aangenomen, legaliseert dat. Deze verschaft onderdanen van de Verengde Staten het recht, om asteroïden (in het Nederlands planetoïden genaamd) te exploiteren voor waardevolle materialen, zoals water, zeldzame metalen en organische verbindingen. Ook verbiedt de wet de Amerikaanse overheid, Amerikaanse ruimtepioniers in de weg te lopen.
Weliswaar erkent de wettekst het Ruimteverdrag, maar de Amerikaanse jurisdictie (rechtsgebied) wordt uitgebreid naar de ruimte. Een gevaarlijke ontwikkeling; zie later.
Much ado about nothing?
Niet bepaald; dit is van enorm belang. De rest van het zonnestelsel bevat duizenden malen meer massa dan de aarde. Vooral interessant zijn de planetoïden. Op zich hebben deze weliswaar een minuscule massa, alle planetoïden samen bevatten maar 4% van de massa van de maan. Wat planetoïden enorm interessant maakt, is dat hun oppervlak erg groot is en sommige planetoïden, zoals 16 Psyche met rond de 160 km doorsnede, uit 90% puur metaal (voornamelijk ijzer-nikkel, met andere metalen, zoals goud en platina bijgemengd) bestaan. Dit komt overeen met een waarde (bij huidige marktprijzen) van triljoenen dollars. IJzer en nikkel vormen een goed bouwmateriaal in de ruimte; de zeldzame metalen als iridium, goud en rhenium zijn per kilo zo waardevol dat ze interessant zijn om naar de aarde te transporteren. We kennen de samenstelling van asteroïden in grote lijnen, omdat er talloze meteorieten op aarde inslaan. Metaalmeteorieten geven een goede indruk van de samenstelling van metaalplanetoïden, als de eerder genoemde Psyche.
Economisch nut
Misschien nog wel aantrekkelijker zijn ruimterotsen die voor een deel uit water bestaan. Water en organische verbindingen geven namelijk de mogelijkheid om er een ruimtebasis mee te onderhouden en zo menselijke bewoning.
Met deze bouwmaterialen kunnen zonnepanelen worden gebouwd. Zonnepanelen worden continu beschenen. Ook is er geen atmosfeer, die zonlicht absorbeert. Het resultaat is, dat zonnepanelen in de ruimte rond de aarde zo’n zes keer meer opbrengen dan een vergelijkbaar zonnepaneel in een tropische woestijn op aarde. Deze energie kan naar de aarde worden gestraald, maar het is veel slimmer om energieslurpende processen naar de ruimte te verplaatsen. Bij het maken van een moderne chip, bijvoorbeeld, worden tientallen megajoules aan energie (vele kilowatturen) verbruikt. Omdat chips licht zijn en per kilogram erg waardevol, is het erg interessant om ze in een baan om de aarde te fabriceren en dan daarna terug te sturen.
Politieke gevolgen
Als er waardevolle bezittingen de ruimte in worden gestuurd, is het een kwestie van tijd voor criminelen en bendes volgen. Erg lang zal het daarom niet duren, voor de eerste Amerikaanse mariniers of gevechtsrobots worden gelanceerd. Andere landen zoals Rusland en China, die zich niet de kaas van het brood willen laten eten, zullen dan volgen. Er dreigt dus een nieuwe wapenwedloop, deze keer boven ons hoofd. Dat heeft uitermate vervelende gevolgen. We zitten hier op aarde namelijk in een diepe zwaartekrachtsput. Als een oorlogvoerende partij bijvoorbeeld besluit om een welgemikte planetoïde van, zeg, een kilometer doorsnede op de hoofdstad van de gehate vijand te laten neerstorten, is het einde oefening voor die stad. Of wat dat betreft: voor een land als Duitsland. En, door de enorme stofwolken, voor de rest van de wereld.
De VN de ruimte buiten de aarde laten besturen, zou veel vervelende problemen oplossen.
Hoe lossen we dit op?
Om escalatie te voorkomen zal er een internationaal instituut moeten komen, bijvoorbeeld een bureau van de VN, dat ruimteactiviteiten beheert. Hierbij zal de gehele mensheid mee moeten kunnen delen. Als één machtige staat, laat staan multinational, de ruimte voor zich alleen opeist, is het zaad van tirannie gezaaid.
Door het Ruimteverdrag is het voor landen niet mogelijk om een stuk “real estate” in de ruimte, bijvoorbeeld op de maan, in te pikken. Maar mogelijk is er een loophole, althans: vinden de Amerikanen. Privépersonen en -bedrijven vallen volgens hen niet onder het Ruimteverdrag. Wie heeft er gelijk?
Het Ruimteverdrag is achterhaald en belemmert op dit moment de ontwikkeling van de mensheid. Er zal m.i. een vorm van eigendomsrechten moeten worden geregeld, of een VN-bureau moet zich hierom bekommeren. Anders dreigt anarchie. Een ruimteoorlog tussen bijvoorbeeld Virgin Galactic en Spaceship One is iets waar denk ik niemand op zit te wachten.
Na veertig jaar afwezigheid lokt onze metgezel weer. Deze keer zijn er vergevorderde plannen voor een maanbasis. Ook ruimtevaartorganisatie ESA laat zich niet onbetuigd. Zal 3D printen onze langgekoesterde droom van menselijke bewoning op een ander hemellichaam eindelijk in vervulling laten gaan?
Een basis op de maan bouwen lijkt op het eerste gezicht een krankzinnig plan. Voor beton heb je bijvoorbeeld water nodig, een verbinding die uitermate schaars is op de maan, om maar te zwijgen over kalksteen, dat afkomstig is van versteende overblijfselen van waterorganismen. Een bouwploeg is wekenlang aan het bouwen en moet voorzien worden van water en voedsel. Schijn bedriegt echter, door een technische doorbraak die ongeveer een decennium geleden bereikt is.
Zo zien ESA-denkers een 3D-geprinte maanbasis voor zich van bewerkt regoliet. Bron: ESA
Naar blijkt, kan het overvloedig aanwezige maanregoliet of maanstof, een poederlaag die enkele meters dik is, met een magnetron in maanbeton, lunarcrete veranderd worden [1]. Hierbij kitten de losse deeltjes aan elkaar en vormen een massief materiaal. Ongeveer wat er in een SLS 3D printer gebeurt.
ESA gebruikt een meer traditioneel systeem. Een industrieel consortium onder leiding van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA, met als bekendste deelnemer de visionaire 3D-huizenontwikkelaar Enrico Dini, is er in geslaagd een 3D printer te ontwikkelen die maanstof kan verwerken tot min of meer bewoonbare onderkomens. Wel werkt deze printer met enkele materialen die niet voor het grijpen liggen op de maan, zoals magnesiumoxide en een niet nader gespecificeerde zoutoplossing, waarin vermoedelijk het schaarse water het oplosmiddel is. ESA denkt het waterprobleempje op te lossen door de maanbasis in de Shackleton krater op de zuidpool van de maan te bouwen. Daar moeten zich in het eeuwige duister van de Shackleton kraterbodem kleine voorraden waterijs bevinden. Een andere aantrekkelijke kant van de Shackletonkrater is dat zich hier een “piek met eeuwig licht” bevindt. Geen overbodige luxe op de maan, waar rond de twee weken duisternis, twee weken zon afwisselen en zo enorme hoeveelheden batterijen zou vereisen. Het door ESA voorgestelde stulpje zou in ongeveer een week gebouwd kunnen worden.
Een elegantere methode is uiteraard om structuren zonder water te maken, door alleen met bundels zonlicht regoliet te smelten. De Duitse kunstenaar Markus Kayser deed precies dat, alleen dan met Saharazand. Volgens ESA zal hun volgende project inderdaad gebruik maken van een bundel geconcentreerd zonlicht[3]. Dit zou inderdaad de hoeveelheid materiaal die van Aarde meegesleept moet worden, drastisch verminderen. De langgekoesterde droom om alleen met maanmateriaal te werken, komt zo binnen bereik.
De veertig jaar stilte op het maanoppervlak wordt eindelijk doorbroken. Steeds meer landen onderzoeken de mogelijkheden voor een maanbasis. De maan is 1,3 lichtseconde weg van de aarde, wat communicatie gemakkelijk maakt. Groot nadeel van de maan is de lage zwaartekracht van een zesde van die van de aardse, wat betekent dat menselijke bewoners moeten slapen in een zwaartekrachtscentrifuge. Ook zijn voor het leven onmisbare water en stikstof zeer schaars op de maan. Toch kent de maan een aantal nuttige hulpbronnen. Zo ligt er verscholen in het maanstof, water…
