Wat voor bijzondere dingen heeft de aarde een buitenaardse levensvorm te bieden, om lichtjaren ver te reizen? Deze video gaat verder op deze vraag in.
De atomen waaruit de aarde bestaat, zijn niet uniek. Letterlijk elk element dat op aarde gevonden wordt, is ook elders in het heelal te vinden. Alleen zware atomen, zoals goud, uranium en dergelijke, zijn vrij schaars omdat het de botsing van twee neutronensterren vergt om deze te vormen. Alleen planetenstelsels zoals het onze, die gedeeltelijk gevormd zijn na een dergelijke botsing, zijn hier relatief rijk aan. Toch kan ook goud gevormd worden in een kernreactor voor een kostprijs die vele ordes van grootte lager ligt dan die van een interstellaire expeditie.
Het waarschijnlijkst waardevolste wat aliens van de aarde kunnen halen is daarom informatie. Ons ecosysteem is uniek in het heelal. Dat geldt ook voor onze culturele artefacten. Daarom is denk ik de aarde nog niet verwoest. Intact is de aarde meer waard dan omgezet in een plasmawolk.
Vraag: wat als we een asteroïde uithollen en om zijn as laten draaien? Antwoord: dan ontstaat een soort holle aarde, waarin de bewoners in de binnenkant wonen. Wel moet er dan een lichtbron geregeld worden.
Als een asteroïde om zijn as draait, wordt de inhoud tegen de wand aangedrukt. Bij een kilometers grote asteroïde zoals in onderstaand filmpje, ontstaan er dan wolken en regen. In de nacht zal de lichtbron uitgeschakeld worden. Daardoor zal het midden afkoelen, waardoor het vooral ’s nachts zal regenen.
Hier een videoanimatie van een bezoek aan een dergelijke asteroïde, een soort mini-holle aarde. De spectaculairste beelden zijn aan te treffen vanaf 2:00.
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
Het zonnestelsel telt honderdduizenden asteroïden of juister: planetoïden, met een doorsnede van een kilometer of meer. Als deze uitgehold worden en langzaam om hun as gaan draaien, vormen ze een ruimte-eiland met kunstmatige zwaartekracht. dat goed beschermd is tegen kosmische straling. Wel moet je dan voor water, adembare lucht en een lichtbron zorgen, maar in principe zijn we hier al nu toe in staat.
Het idee om asteroïden uit te hollen is al bijna honderd jaar oud. Een goede kandidaat zou de planetoïde 433 Eros zijn. Deze ‘ruimte-aardappel’ is ongeveer 30 km lang en 10 km in doorsnede. Door Eros uit te hollen, ontstaat een woonoppervlakte van om en nabij de 3000 vierkante kilometer. Dat is ongeveer de oppervlakte van een klein land als Luxemburg. En dan is er natuurlijk nog de inhoud van de planetoïde, waar nog veel meer ruimtekolonies van zijn te bouwen.
Een andere populaire vorm voor hypothetische ruimtekolonies is de torus (donut). Bron: NASA
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.
Er zijn asteroïden, meer dan honderd kilometers in doorsnede, die bijna geheel uit massief ijzer en nikkel bestaan. Nu mijnen op aarde steeds meer uitgeput raken, wordt de lokroep van de verre schatten in de ruimte steeds groter. Fraser Cain van Universe Today verkent de mogelijkheden.
In de ijzige leegten tussen de barre werelden Mars en Jupiter, maar ook dichter bij de aarde, zweven brokstukken. Voor een groot deel bestaan deze uit metaal en andere grondstoffen die nuttig zijn voor ruimtekolonisten.
Wanneer gaan we deze ontginnen?
Planetoïden bevatten enorme voorraden grondstoffen. De eerste mijnbouwinstallaties zullen vermoedelijk robotisch zijn, omdat robots makkelijker in ‘leven’ te houden zijn dan mensen.
Het oppervlak van onze tweelingplaneet Venus is vermoedelijk de meest helse omgeving in het zonnestelsel. Op ongeveer vijftig kilometer hoogte heersen echter aangename aardse temperaturen en gasdruk. Als klap op de vuurpijl is de zwaartekracht op Venus bijna net zo hoog als op aarde, waardoor een verblijf in de Venusiaanse wolken erg gerieflijk is. De reden dat NASA plannen maakt voor het bouwen van een zwevende ruimtebasis in de atmosfeer van de altijd bewolkte planeet.
Ademen op deze hoogte kan niet: de atmosfeer bestaat ook hier uit 96% kooldioxide, 3% stikstof en het nodige zwavelzuur. Prettige kant hieraan is echter dat ons geliefde gasmengsel van zuurstof en stikstof tweederde maal zo zwaar is als dit, en dus dat een ballon gevuld met aardse lucht blijft zweven. NASA gebruikt in de plannen het op aarde zeer schaarse helium als liftgas, vermoedelijk omdat dit de minst storingsgevoelige oplossing is. Ook biedt de dichte atmosfeer een goede bescherming tegen kosmische straling. Op Mars is dat wel anders. Het plaatje hieronder is van een ander concept: de ideeën van NASA zijn niet nieuw. Vijftig kilometer boven het dodelijke oppervlak van Venus is het een stuk leefbaarder.
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.
Het begin was veelbelovend; minder dan twintig jaar na de lancering van Spoetnik, de eerste satelliet in de ruimte, landden de eerste mensen op de maan. Helaas besloot NASA om de space race te beperken tot een ruimtestationnetje vlak boven de aardoppervlakte. Al meer dan veertig jaar zijn we gekluisterd aan onze planeet. Niettemin zijn de diehard ruimteliefhebbers blijven dromen van de uitbreiding van onze biotoop tot voorbij de aarde. Hoe zou het leven in de ruimte zijn? Kan zich bijvoorbeeld een gezonde baby ontwikkelen in een micro-zwaartekrachtsomgeving? Meer in deze 13 minuten durende video.
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…
