De aarde is gastvrij voor leven: vocht, aangename temperaturen en zuurstof. Precies dezelfde redenen die de planeet voor machines een risicovolle omgeving maken. Buiten de aarde zijn de omstandigheden voor mensen onleefbaar, maar voor machines in veel opzichten ideaal: luchtledig dus geen chemisch agressieve zuurstof, geen water (die al even funest werkt) de overvloedige zonne-energie. Gaan de wegen van mens en machine zich scheiden?
Aarde is erg vijandig voor machines (en andersom)
Patman van Zaplog wees me op het uitstekende en visionaire boek Cradle to Cradle. Lezen hiervan was (en is) bepaald geen zonde van uw tijd. Eén van de inzichten hiervan is dat er in feite twee ecosystemen bestaan: de ecosfeer, bestaande uit planten, dieren en mensen en de technosfeer, de grondstoffenkringloop in de industrie.
Machines houden het vaak niet erg lang uit in het oerwoud...
Ecosfeer en technosfeer houden er een ongemakkelijke en weerbarstige relatie op na. Het wordt steeds duidelijker dat materialen uit de technosfeer, zoals plastics, mijnafval en bergen met kolenslakken en bepaalde elektromagnetische straling, funeste gevolgen hebben op de ecosfeer. Omgekeerd (vraag de slachtoffers van zeepokken of iemand met schimmel in huis maar) probeert de ecosfeer materialen uit de technosfeer op te slokken en deel uit te laten maken van zichzelf. Apparaten op plaatsen waar de ecosfeer het sterkst aanwezig is, moerassen en oerwouden bijvoorbeeld, hebben het sterkst te lijden van slijtage en zijn hulpeloos zonder menselijke technici die ze voortdurend onderhouden.
De ruimte: ongastvrij voor mensen, een paradijs voor machines
Buiten de atmosfeer verandert de situatie volkomen. Hier zijn machines sterk in het voordeel. De lage of zelfs afwezige zwaartekracht betekent dat machines doorgaans veel beter en efficiënter werken.
maar mensen nog minder lang in het luchtledig van de ruimte.
De omgeving is veel voorspelbaarder: het is makkelijker om een robot op weg te sturen naar Titan dan een robot in een oerwoud te laten lopen. In de ruimte is er niemand die last heeft van de enorme afvalhopen die industriële processen, bijvoorbeeld het winnen van erts, achterlaten. Sterker nog: dit afval kan vaak heel goed voor een ander industrieel proces gebruikt worden.
Daarentegen is de ruimte voor mensen een vijandige omgeving. Er is veel meer kosmische straling dan op aarde. Er is geen zuurstof, voedsel en water. Temperatuursverschillen zijn zeer groot (Mercurius is de recordhouder). Mensen kunnen in de ruimte alleen in leven blijven omdat er een compleet ecosysteem van machines voor zorgt dat een adembaar mengsel vast wordt gehouden en wordt ververst.
De ruimte als industriegebied, de aarde als woongebied
Met uitzondering van vijftig kilometer boven Venus (en zelfs daar is bescherming tegen kooldioxide en geconcentreerd zwavelzuur nodig) is de rest van het zonnestelsel alleen na uitgebreide technische aanpassingen, denk aan het uithollen van asteroïden of drukkoepels, voor mensen bewoonbaar.
Er zullen veel mensen zich in de ruimte vestigen – de hoeveelheid grondstoffen is enorm en met enige aanpassingen zijn de mogelijkheden echt onbegrensd – maar de meeste mensen zullen voorlopig op de aarde blijven wonen. Wel kan de industrie voor een groot deel naar de ruimte worden verplaatst. Dingen die op aarde heel veel energie kosten om te bereiken, denk aan vacuüm, microzwaartekracht en temperaturen vlak bij het absolute nulpunt, zijn in de ruimte een gegeven. Mensen kunnen in hun gerieflijke woonomgevingen op aarde of drijvende kolonies op Venus de ontwerpen maken, die door machines in ruimtestations worden verwerkt tot producten. De machines snorren en werken ongestoord door vocht, agressieve zuurstof of zwaartekracht aan delicate nanoschakelingen.
Mensen op reis naar een andere ster sturen is lastig. De afstanden zijn werkelijk enorm, ter vergelijking: de dichtstbijzijnde ster, Alfa Centauri, staat ongeveer 266 000 maal zo ver van ons af als de zon. Dus laten we bacteriën op pad sturen om het leven een handje te helpen, stellen sommigen. Geniaal of een stommiteit van werkelijk kosmische omvang?
De wieg van het leven is in gevaar
De aarde, daar zijn we zo langzamerhand wel achter, is een gevaarlijke plaats. Nog niet zo heel lang geleden in kosmische termen, ongeveer 66 miljoen jaar geleden, vaagde een asteroïde vrijwel alle dinosauriërs weg. Zelfs al slaagt de aarde er in dergelijke kosmische rampen te voorkomen, zelfs dan heeft de aarde niet het eeuwige leven.
De zon ziet er in de verre toekomst ongeveer zo uit. Voor die tijd kunnen we maar beter maken dat we wegkomen.
Over een tot twee miljard jaar wordt deze planeet drooggekookt en verandert ze in een tweede Venus. Zelfs de taaiste organismen, zoals rotsbacteriën, zullen dan weg worden gevaagd. Als de zon na nog eens vijf miljard jaar opzwelt tot rode reus, zal ze de geblakerde aarde opslokken. Kortom: willen we dat de mensheid, of iets minder chauvinistisch, het aardse leven overleeft, dan moeten we op tijd vertrekken uit het zonnestelsel. In ieder geval tussen nu en vijf miljard jaar in de toekomst.
Eencellige astronauten
Bacteriën zijn weinig veeleisend. Ze zijn uiterst licht – een uitgesproken voordeel als hoge snelheden bereikt moeten worden -, kunnen als spore in schijndood gaan, zijn bestand tegen hoge doses straling en zijn vaak veel minder kieskeurig dan mensen als het om voedingsbronnen gaat.
Over tweehonderd miljoen jaar ontwikkelt zich op een supercontinent een enorme woestijn, denken sommigen.
Een ruimteschip voor een bacterie, fervente SF-griezelfilm kijkers weten het, hoeft niet groter te zijn dan een paardenbloemzaadje. Je versnelt ze met een laser en in enkele tienduizenden tot honderdduizenden jaren bereiken ze een naburig zonnestelsel of gaswolk.
De filosofie van de bedenkers van dit plan, Michael Mautner en anderen van de Panspermia Society, is dat als maar enorme aantallen van deze micro-ruimteschepjes worden gelanceerd – je praat dan over vele miljarden – er enkele terecht zullen komen op het oppervlak van een exoplaneet of -wanneer ze op een protoplanetaire stofwolk worden gericht – in een leefbare omgeving op een toekomstige planeet. Hopelijk zullen ze zich dan ontwikkelen tot wezens die net zo slim zijn als de bedenker van dit plan. Pers slot van rekening is dat op aarde ook gebeurd: onze verre voorouders waren eencelligen. Carl Sagan suggereerde in 1966 dat mogelijk een buitenaards ras de aarde miljarden jaren geleden heeft ingezaaid. Dit zou verklaren waarop er zo kort na het ontstaan van de aarde leven ontstond.
Invasie uit outer space
Uiteraard zullen we op tijd weg moeten zijn van onze knusse, doch onveilige aardkloot. En beter dat de aardse biosfeer als bacterie voortleeft, dan dat de kosmos levenloos achter blijft als een welgemikte gammaflits, uit de hand gelopen kernoorlog of rampzalige wetenschappelijke proef onze planeet verandert in Ground Zero. De vraag is alleen of het zo slim is dat door middel van eencelligen te doen. Het heeft per slot van rekening meer dan vier miljard jaar geduurd voor zich uit eencelligen een denkend wezen ontwikkelde (tenzij één van de natuurrampen uit het verleden het gevolg was van een dino-kernoorlog). Kortom: we doen dan heel veel mopeite om iets te verspreiden wat hoogstwaarschijnlijk niet verder zal komen dan een plasje slijm.
Omgekeerd: als het leven minder zeldzaam is dan Mautner denkt, dan zullen intelligente aliens ongeveer net zo blij zijn met ons genereuze bacteriebombardement als de indianen met het pokkenvirus. Misschien komen ze dan op de gedachte deze biospammers een leuke zichzelf vermenigvuldigende nanobot op het lijf te sturen om ons naar steentijdniveau terug te brengen. Bij wijze van verzekeringspolis, zeg maar, om zo van toekomstige kadootjes verschoond te blijven. Ook zullen deze bacteriën muteren tot vormen die wellicht gevaarlijk zijn voor toekomstige menselijke kolonisten. Dan liever maar even wachten tot we een echt goed vervoermiddel hebben naar verre sterren voor mensen of andere denkende wezens. Het goede nieuws: we hebben een paar miljard jaar de tijd om dat te verzinnen.
Met temperaturen overdag van 427 graden Celsius en nachttemperaturen die dalen tot bijna tweehonderd graden onder nul kent de kleine planeet Mercurius de grootste temperatuursverschillen van het zonnestelsel. Desondanks kent Mercurius enkele interessante voordelen. Bijna de helft van de aardse zwaartekracht, mogelijk waterijs in kraters op de polen, een zwak beschermend magnetisch veld, overvloedige zonne-energie en waarschijnlijk veel metalen.
Mercurius is iets groter dan de maan maar veel zwaarder.
Mercurius factsheet
Grootte: 4900 km doorsnede (38% van de aarde)
Zwaartekracht: 0,38 maal die van de aarde
Atmosfeer: sporen
Temperaturen: +437 graden tot -190 graden
Daglengte: 176 dagen: 2 Mercuriusjaren
Lengte jaar: 88 aardse dagen
Waardevolle grondstoffen: metalen (mogelijk)
Pluspunten: redelijke nabijheid aarde, de helft van de aardse zwaartekracht, op de polen waarschijnlijk enig waterijs, zwak beschermend magnetisch veld, zonne-energie
Gevaren: afremmen is zeer lastig, enorme temperatuursverschillen maken alleen de poolstreken bewoonbaar, magnetisch veld vaak lek
De omgeving
Een oppervlakte waarop overdag lood smelt en ’s nachts zelfs kooldioxide vastvriest. Het goede nieuws is dat Mercurius een zuurstofatmosfeer heeft met maar liefst 40% zuurstof. Het slechte nieuws: deze atmosfeer is extreem dun: 10-14 bar en verdwijnt continu.
Er is geen atmosfeer die meteorieten tegenhoudt. Mercurius heeft daarom net als de maan een pokdalig oppervlak.
Kortom: Mercurius is een weinig gastvrije plaats voor organische levensvormen zoals mensen.
Vrijwel de gehele oppervlakte is bezaaid met inslagkraters, af en toe afgewisseld door lavavlaktes, de gevolgen van vulkanische uitbarstingen miljarden jaren geleden. Omdat Mercurius geen atmosfeer heeft was en is de planeet een schietschijf voor meteorieten.
Radarverkenningen van de oppervlakte van Mercurius wezen uit dat de poolstreken extreem veel radarstraling weerkaatsen, vermoedelijk omdat er waterijs op de polen van de planeet aanwezig is, naar schatting honderd miljard ton, de inhoud van een groot meer.
Hoe reis je naar Mercurius?
Reizen naar Mercurius is extreem lastig. De planeet bevindt zich diep in de zwaartekrachtsput van de zon en omdat de planeet zo klein is, is de zwaartekracht ook zwak. Een ruimteschip vanaf de aarde moet daarom heel veel snelheid dumpen. Dat kan alleen door veel reactiemassa (brandstof) mee te nemen. Mogelijk kan magneetveldremming worden gebruikt.
Hoe bewoonbaar is Mercurius?
Alleen de poolstreken, in de eeuwige schaduw van de kraters, komen voor kolonisatie in aanmerking. De rest van de planeet is te heet. Worden de radarreflecties in de poolkraters inderdaad veroorzaakt door waterijs, dan wordt Mercurius hiermee meteen een van de gastvrijer plekken in het zonnestelsel.
Een zonsopkomst op Mercurius wil je liever niet meemaken.
Voordelen van een kolonie op Mercurius
Mercurius is extreem rijk aan metalen en zonne-energie. Met andere woorden: het is niet erg moeilijk om brokken metaal door middel van zonne-energie richting aarde te schieten. Een voor de hand liggende methode is hiervoor een railgun, een elektrostatische versneller op zonne-energie te gebruiken.
Per vierkante meter komt er op Mercurius meer dan zes keer zoveel zonne-energie binnen als op aarde – en dan is de absorptie door de aardse atmosfeer nog niet eens meegeteld.
Reizen vanaf Mercurius is, gesteld dat je over voldoende energie beschikt, niet erg moeilijk. De enorme zwaartekracht van de zon zorgt voor voldoende afremming om alle andere bestemmingen in het zonnestelsel zonder problemen te kunnen bereiken.
Gevaren op Mercurius
Mercurius kent geen atmosfeer en enorme temperatuursverschillen. Het oppervlak is alleen tijdens de nacht begaanbaar. De rest van de tijd moeten kolonisten zich terugtrekken in de kraters op de polen. Het magnetische veld biedt weliswaar een (zwakke) bescherming, maar geregeld breken magnetische tornado’s door het veld heen. De zonnewind kan dan het oppervlak van de planeet bereiken. Dit effect zal vermoedelijk in de poolstreken minder een rol spreken, omdat hier minder of zelfs geen zonnestraling is.
Hoe zou een kolonie op Mercurius er uit zien?
Een kleine kolonie zal vermoedelijk in de noord- of zuidpoolregio gevestigd zijn en voor een belangrijk deel ondergronds zijn. De metaalrijke bodem van Mercurius 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 koepel over een krater of een nog groter gebied. Hiervoor kan carbonia van Venus worden geïmporteerd of een doorzichtig materiaal worden gefabriceerd van lokale grondstoffen. Energie hiervoor is op Mercurius overvloedig aanwezig.
Een krater kan overdekt worden met een drukkoepel.
Hoe is Mercurius tot leefbare wereld om te bouwen?
Mercurius is veel te klein en staat veel te dicht bij de zon om een leefbare atmosfeer vast te houden.
In theorie zou je het planeetje kunnen voorzien van een stevig zonnescherm (of overdekken met een planeetbreed schild).
Meer vandalistische plannen houden in het hele planeetje uit elkaar te slopen: immers minstens 42% van de planeet bestaat uit massief metaal. Met de grondstoffen op Mercurius zijn letterlijk miljarden ruimtekolonies te bouwen die als een zwerm om de zon draaien en de rijke zonne-energievloed kunnen oogsten.
Venus, vaak het helse zusje van de aarde genoemd, lijkt op het eerste gezicht de meest ongastvrije plek in het zonnestelsel. Schijn bedriegt echter. Zonne-energie volop en een beschermende atmosfeer. De aarde is maar enkele zendminuten weg. Sterker nog: buiten de aarde biedt Venus in het zonnestelsel waarschijnlijk de gerieflijkste omgeving voor de mens. Wel zullen we dan moeten wennen aan een zwevend bestaan…
Een dik wolkendek maakt het oppervlak van Venus onzichtbaar voor ons.
Venus factsheet
Grootte: 12100 km doorsnede (95% van de aarde)
Zwaartekracht: 0,90 maal die van de aarde
Atmosfeer: aan de oppervlakte 93 atmosfeer, bestaat uit 96,5% kooldioxide, 3,5% stikstof en gassen als argon en zwaveldioxide
Temperaturen: 460 graden (oppervlak); 20 graden (50 km hoogte)
Daglengte: 243 dagen (atmosfeer roteert in plm. 100 uur)
Lengte jaar: 243 dagen
Waardevolle grondstoffen: kooldioxide, stikstof, mogelijk telluur
Pluspunten: redelijke nabijheid aarde, aardachtige zwaartekracht, op grotere hoogte aangename temperaturen en luchtdruk, beschermende atmosfeer, zonne-energie
Gevaren: oppervlakte is met 95 bar en 460 graden Celsius vrijwel de dodelijkste plek in het zonnestelsel, waterstof is zeer schaars
De omgeving
Een oppervlakte zo heet dat lood smelt. Een verstikkende atmosfeer, zo dicht dat je haast moet zwemmen om je voort te bewegen.
Venus kent twee kleine `continenten`: Ishtar Terra (boven) en Afrodite Terra (iets onder de evenaar).
Kortom: Venus lijkt, met uitzondering van Jupitermaan Io, meer op de hel dan alle andere plaatsen in het zonnestelsel. Ongeveer tachtig procent van de oppervlakte bestaat uit lavavlaktes, bezaaid met grote, vlakke vulkanen en stervormige structuren. De resterende twintig procent bestaat uit hooglanden. Het hoogste gebergte op Venus, Maxwell Montes, steekt elf kilometer boven het oppervlak uit. Op de hoogste toppen ligt een wittig goedje, vermoedelijk telluur of lood-zink sulfaten.
Ongeveer zestig kilometer boven het oppervlak zijn er zwaveldioxide en zwavelzuurwolken, maar temperatuur en luchtdruk lijken op die van de aarde.
Hoe reis je naar Venus?
Venus is al door diverse ruimtesondes bezocht. De planeet ligt dieper in de zwaartekrachtsput van de zon dan de aarde. De afstand tot de aarde varieert van veertig tot tweehonderdvijftig miljoen kilometer. Het kost minder raketbrandstof om Venus te bereiken dan welke andere planeet in het zonnestelsel ook. Dit dankzij de dichte atmosfeer, die als rem gebruikt kan worden. De reistijd ligt rond een jaar.
Hoe bewoonbaar is Venus?
De dodelijke oppervlakte van Venus is met de huidige technologie voor ongeveer twee uur bewoonbaar. Op vijftig kilometer hoogte zijn zowel luchtdruk, zwaartekracht als temperatuur echter aangenaam aards. Dit inspireerde NASA-wetenschapper Landis om kolonisatieplannen te ontwikkelen.
Een permanente basis op Venus zal moeten drijven in de atmosfeer. Het oppervlak is te heet.
Kooldioxide is bij dezelfde luchtdruk en temperatuur anderhalf keer zo zwaar als lucht, wat betekent dat een bel met aardse atmosfeer al een behoorlijk groot drijfvermogen geeft: per kubieke meter zeshonderd gram.
Een kolonie van, zeg, tweehonderd meter lang en vijftig breed zou door de structuur te vullen met een “aards” zuurstof-stikstof mengsel (de atmosfeer van Venus bevat 3,5% stikstof en zuurstof is uit CO2 te halen) blijven zweven. De bovenkant kan met zwavelzuur-resistente zonnepanelen worden bekleed om energie te leveren. Nog meer goed nieuws: mensen kunnen met een gasdicht pak en zuurstoftoevoer ook buiten de basis rondlopen.
Het grote gebrek aan waterstof (en dus water) is een veel groter probleem, maar dit kan met heel veel energie uit zwavelzuur gehaald worden. Op Venus is er ongeveer twee keer zoveel zonne-energie als op aarde. Ook zal de ballonwand van een zwavelzuur-resistent materiaal moeten worden gemaakt.
Voordelen van een kolonie boven Venus
De dikke atmosfeer is ideaal om grote brokken asteroïde mee af te remmen, op aarde ondenkbaar wegens de risico’s. Ook de overvloedige zonnestraling en de rijke koolstofbron – de atmosfeer – maakt Venus voor industriële productie erg interessant.
De oppervlakte van Venus is met 460 graden C en 93 atmosfeer dodelijk.
De planetoïdengordel is vanuit Venus makkelijker te bereiken dan vanaf de aarde.
Het is niet nodig kunstmatige zwaartekracht op te wekken voor fabrieksarbeiders. Venus bevat heel veel stikstof, waar op de maan, Mars en in de planetoïdengordel een groot tekort aan is. Kortom: er zal zich een levendige stikstofhandel kunnen ontwikkelen. De atmosfeer van Venus bevat bepaalde verbindingen die samen niet voor kunnen komen. Mogelijk is het leven op Venus naar de atmosfeer ontsnapt. Dit zou Venus ook wetenschappelijk gezien een interessante bestemming maken.
Gevaren op Venus
Iedereen die op het oppervlak terecht komt, is ten dode opgeschreven. De atmosfeer is onadembaar en giftig. Hoger in de atmosfeer zijn er wolken geconcentreerd zwavelzuur dat korte metten maakt met de meeste materialen. Venus kent weliswaar nauwelijks een magnetisch veld, maar wel een zeer dichte atmosfeer die redelijke bescherming biedt tegen kosmische straling, de zonnewind en meteorieten.
Hoe zou een kolonie op Venus er uit zien?
Er zijn twee mogelijkheden: een zwevende kolonie in de atmosfeer van Venus of een ruimtestation in een baan om Venus. Ruimtestations zijn uiteraard aangepast aan de omstandigheden van het interplanetaire vacuüm en zien er ongeveer zo uit als in de Lagrangepunten rond de aarde.
Een kolonie in de atmosfeer van Venus zal erg groot moeten zijn: vele honderden meters in doorsnede of groter om voldoende drijfvermogen te krijgen. Boven de zwavelzuurwolken is er heel veel zonlicht beschikbaar. In de ballon (gesteld dat een zwavelzuurresistent, voldoende sterk doorzichtig materiaal wordt toegepast als dakbekleding) kunnen dus enorme landbouw- en leefgebieden aan worden gelegd. Wel zal in de tijd dat de kolonie aan de nachtzijde van Venus zit (gemiddeld twee etmalen) kunstmatige verlichting moeten worden gegeven.
Hoe is Venus tot leefbare wereld om te bouwen?
Venus kent twee grote pluspunten: de zwaartekracht lijkt op die van de aarde en er is voldoende stikstof om een stikstofatmosfeer mee te creëren. Daarentegen zijn er meerdere, zoals een manager het zou noemen, stevige uitdagingen. De dikke kooldioxide-atmosfeer moet weg worden gewerkt. Om een indruk te geven: als alle kooldioxide vast zou vriezen op het oppervlak, ontstaat een laag van meer dan een kilometer dik. Verder is de daglengte veel te groot.
De minst ambitieuze oplossing is de planeet stil te zetten, zodat altijd hetzelfde halfrond naar de zon is gekeerd en vervolgens afschermen van de zon. De kooldioxide zou hierdoor uiteindelijk vastvriezen op de nachtzijde. Eventueel kan de kooldioxide worden omgezet in carbonia, een materiaal dat ongeveer zo hard is als diamant en dus ideaal voor ruimtestations en megalomane ruimteprojecten. Met een zonneschild en het laten inslaan van een kleine ijsmaan (of een wat subtielere aanpak) is het dagdeel in te richten tot een knus zonnig kuuroord.
Venus omgebouwd tot tweede aarde. De pannekoekvulkanen en kleine continenten onderbreken de enorme oceaan.
Een ambitieuzere oplossing is de rotatie versnellen tot een aardachtige daglengte. De hoeveelheid energie die daarvoor nodig is is afgrijselijk veel: 2.14×1029 Joule, voldoende energie om de wereldbevolking vierhonderd miljoen jaar mee van energie te voorzien (of anders bekeken: minder dan tien minuten zonneschijn dus ach, waar praten we over).
Nadat we hebben afgerekend met de kooldioxide moeten we aan genoeg waterstof zien te komen voor een mooie oceaan. Naar keuze kunnen we een ijsmaantje of planetoïdes slopen, wellicht is de grootste planetoïde Ceres een interessante kandidaat, of een ijsreus zoals Uranus of Neptunus strippen (Jupiter en Saturnus bevatten nog veel meer waterstof, maar hun zwaartekracht is veel sterker).
Een energiezuiniger, maar langdurig alternatief is de Kuipergordel en Oortwolk uitkammen naar kometen.
Een stevige verbouwing, maar dan heb je ook wat: een gastvrije zusterplaneet van de aarde, zoals Venus er miljarden jaren geleden waarschijnlijk uitzag. Uiteraard moet er nog wel een goed zonneschild geconstrueerd worden om te voorkomen dat het weer mis ging zoals miljarden jaren geleden.
De planetoïdengordel is een ring van brokstukken rots en ijs tussen de planeten Mars en Jupiter. Door de sterke zwaartekracht van Jupiter heeft zich hier nooit een grote planeet kunnen vormen. Pas in 1802 werd het eerste object in de planetoïdengordel, de ongeregelde ijsbal 1 Ceres, ontdekt.
De planetoïdengordel is vermoedelijk zeer rijk aan metalen en andere interessante materialen voor mijnbouw. Alhoewel de totale massa gering is, is het totale oppervlak enorm en is er geen atmosfeer, zodat mijnbouw veel makkelijker is dan op aardachtige planeten. Eindelijk een einde aan de burgeroorlog in Kongo en rampzalige dagmijnbouw?
Planetoïdengordel factsheet
Grootte: miljoenen fragmenten ijs, gesteente en metaal variërend van meer dan 900 km doorsnede (Ceres) tot enkele meters en kleiner
Zwaartekracht: 2,8% van de aarde (Ceres) tot vrijwel nul
Atmosfeer: vrijwel geen; zonnewind
Temperaturen: -108 graden tot -173 graden C (gemiddeld; grote temperatuurvariaties dag en nacht)
Pluspunten: rijkdom aan grondstoffen, lage zwaartekracht, vacuüm, geologisch stabiel
Gevaren: kosmische straling, meteorieten, weinig zonne-energie, botontkalking door lage zwaartekracht
De omgeving
Ingeklemd tussen Mars en Jupiter is de planetoïdengordel een brede puinring bestaande uit haast ontelbaar veel brokken.
Foto van ruimtetelescoop Hubble van de dwergplaneet Ceres, het grootste object in de planetoïdengordel. Waar komt die merkwaardige witte vlek vandaan?
De grootste asteroïde, 1 Ceres, heeft een bolvorm en wordt daarom nu beschouwd als een dwergplaneet. De overige asteroïden, waarvan de grootste 2 Pallas, 4 Vesta en 10 Hygeia zijn, zijn te klein om tot een volmaakte bolvorm samen te trekken en hebben een onregelmatige vorm. Omdat de planetoïdengordel enorm groot is, bestaat deze voornamelijk uit eindeloos veel leegte waar de ruimterotsen doorheen zweven.
Hoe kom je er?
Het grootste probleem is het overwinnen van de zwaartekrachtspotentiaal van de aarde. In feite zijn de planetoïden met minder energie te bereiken vanaf de maan of Mars dan het kost om van de aarde naar de maan te gaan. De afstand is groot, waardoor robotverkenners jaren onderweg zijn. Als minder zuinig wordt omgesprongen met brandstof zijn binnen een tot twee jaar reizen de meeste locaties in de asteroïdengordel te bereiken.
Hoe bewoonbaar is de planetoïdengordel?
Een ruimtepak onder druk, bescherming tegen de felle zonnewind en kosmische straling zijn absoluut vereist. Zonder ruimtepak houdt een mens het ongeveer een minuut uit. Vermoed wordt dat op enkele van de grootste asteroïden grote hoeveelheden water en ijs voorkomen – volgens sommige optimisten is de hoeveelheid water op Ceres zelfs groter dan de zoetwatervoorraad op aarde. Helaas is de zwaartekracht op Ceres veel te laag.
De metaalasteroïde Kleopatra lijkt nog het meest op een hondenkluif. Ook dit kleinere zusje van Psyche is zeer rijk aan schaarse metalen.
Wat zijn de voordelen ?
De planetoïdengordel bevat naar we denken een grote hoeveelheid grondstoffen die met relatief weinig moeite zijn te winnen. De grootste metaalrijke asteroïde, de 200 km grote rots 16 Psyche, bestaat voor een groot deel uit puur ijzer en nikkel, klaar om te verwerken, in totaal 1.7×10^19 kg nikkelijzer. Dat is genoeg nikkel en ijzer om elke aardbewoner aan 2,4 miljoen ton metaal te helpen. Ter illustratie: Dat is meer metaal dan in twintig Nimitzklasse (de grootste ooit gebouwd) vliegdekschepen zit. En dan hebben we het nog niet eens over de grote hoeveelheden goud, rhodium en andere schaarse metalen waar nu ploeterende stakkers in het regenwoud riviertjes (en zichzelf) voor vergiftigen met dodelijk kwik. Kortom: één enkele winstgevende mining operation op Psyche en het is eindelijk afgelopen met de afschuwelijke burgeroorlog in Kongo, verwoestende dagmijnbouw in de VS en vergiftigde modderlawines in Hongarije.
De grote afstand tot de zon en de aarde maken het een minder geschikte plaats voor ruimtestations of ruimtekolonies – tenzij die worden aangedreven met kernenergie. Vermoedelijk is er ook zeer veel uranium en ander splijtbaar materiaal aanwezig op Psyche en soortgelijke planetoïden, dus dat is goed uitvoerbaar.
Gevaren in de planetoïdengordel
De planetoïdengordel is dicht bezaaid met ruimtepuin en kent geen beschermend magnetisch veld of atmosfeer. Gelukkig roteren vrijwel alle planetoïden in dezelfde richting om de zon waardoor het gevaar van micrometeorieten iets kleiner is dan anders. Micrometeorieten hebben een grotere bewegingsenergie dan kogels. Kent je ruimtepak of ruimtestation een lek en kan je dat niet dichten, dan ben je ten dode opgeschreven. Kortom: mijnstations kunnen maar beter beschikken over een stevige beschermlaag.
Hoe zou een kolonie op een asteroïde er uit zien?
Een asteroïde-mijnstation, volgens NASA
Door het vrijwel volledig ontbreken van een atmosfeer moeten kolonies op asteroïden luchtdicht afgesloten zijn en een dikke beschermlaag kennen tegen kosmische straling en micriometeorieten.
Het menselijk lichaam reageert slecht op lange periodes in een lage-zwaartekrachtsomgeving.
De goedkoopste oplossing is de tactiek van onze verre voorouders in de IJstijd te volgen: grotten bewonen. Het recept: hol een asteroïde helemaal uit (bijvoorbeeld ten behoeve van mijnbouw), stoffeer het ding knus met aarde, rivieren en meren, pomp er een zuurstofrijke atmosfeer in en laat het ding snel genoeg om zijn as tollen om kunstmatige zwaartekracht op te wekken. En oh ja, zorg voor voldoende verlichting. Een kunstzon in het nulzwaartekrachtsgebied in het midden, bijvoorbeeld, want van het magere zonnetje voorbij Mars word je niet bruin.
Tot we er in geslaagd zijn een planetoïde uit te hollen, zullen we genoegen moeten nemen met een krappe behuizing zo groot als een bouwkeet. Of de asteroïdengordel door robots laten ontginnen.
Een uitgeholde asteroïde. Met een dergelijk enorm ruimteschip zou je duizenden, zo niet tienduizenden jaren onderweg kunnen zijn naar een naburige ster. Over de energiekosten gaan we het niet hebben…
Hoe zijn planetoïden tot leefbare wereld om te bouwen?
Niet. De zwaartekracht zelfs van de grootste planetoïde Ceres is veel te laag en het zonlicht te zwak. De enige optie die enigszins in de buurt komt, is een planetoïde uithollen en rond laten tollen, zie voor.
De plannen zijn, dat kan je wel stellen, opmerkelijk. Kunstmatige zwaartekracht wordt in de plannen bijvoorbeeld opgewekt door de kolonisten ’s nachts te huisvesten in een enorm wiel dat in de dwergplaneet is ingegraven. Overdag kunnen de kolonisten hun ding doen in een enorme overdekte koepel – bijvoorbeeld schaduwminnende planten kweken bij een tiende van de aardse hoeveelheid zonlicht. De operatie moet worden bekostigd door stukken asteroïdeoppervlak bij opbod te verkopen. Het hele dwergplaneetje heeft een oppervlakte zo groot als Argentinië.
De toekomst is dichterbij dat veel mensen zich realiseren. Bijvoorbeeld de techniek om met robots gebouwen te construeren op gevaarlijke plaatsen, zoals een brug over een ravijn.
In samenwerking bouwen de robotjes complexe structuren. We hoeven dus geen bouwvakkers meer naar de maan te sturen.
Daniel Mellinger en zijn team van het GRASP-lab van de universiteit van Pennsylvania hebben een systeem ontwikkeld waarmee robots de bouw overnamen nadat mensen het ontwerp hebben aangeleverd.
Een algoritme bepaalt via welk systeem de robots hun ontwerp uitvoeren. De robots ‘overleggen’ met elkaar en kiezen het volgende onderdeel uit een lijst om te plaatsen.
Het team ontwikkelde ook een grijper om onderdelen op te kunnen pakken van de grond een een kliksysteem met magneten om ze op hun plaats te houden.
Het team wil in de toekomst de robots samen laten werken met grondrobots.
De robots kunnen doorgaan met bouwen tot hun batterijen uitgeput zijn of het bouwmateriaal op is. De insektachtige robots lijken een soort ‘emergent behaviour’ te tonen en lijken wat dat betreft wel wat op termieten of wespen die zeer grote structuren kunnen bouwen.
Moet FNV Bondgenoten zich zorgen maken? Een spectaculair gezicht is het in ieder geval wel en hernia’s behoren tot het verleden.
Hiermee komt het bouwen van ruimtestations op voor mensen onherbergzame plaatsen als bijvoorbeeld de maan of Mars wel een heel stuk dichterbij.
Stel je voor: bakstenen worden uit maanstof gebakken en vervolgens gestapeld door nijvere robotische werkmieren…
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.
Er zijn al meerdere ruimtestations gebouwd: Skylab, Mir en nu het internationale ruimtestation ISS. Al deze ruimtestations werden bevoorraad vanaf en bevonden zich in een omloopbaan om de aarde. Er zijn interessantere plekken voor ruimtestations: de Lagrangepunten. En de ruimte is letterlijk onbegrensd. Een overzicht van voor- en nadelen van het koloniseren van outer space.
De Lagrangepunten rond bijvoorbeeld de aarde. Het L1 punt ligt tussen de aarde en de zon. OP het L2 punt is de aantrekkingskracht van aarde en zon even groot. L4 en L5 zijn plekken waar ruimtepuin zich ophoopt.
In plaats van een bestaand hemellichaam te kiezen kunnen ruimtekolonisten hun eigen kolonie zwevend in de ruimte bouwen. Dat heeft verschillende voordelen.
De plaats is vrij te kiezen.
Ook is de kolonie makkelijk te verplaatsen als daar reden voor is.
Het kost (afgezien van de omloopbaan van het ruimtestation bereiken) weinig brandstof om van of naar een ruimtestation te reizen, omdat dit nauwelijks zwaartekracht bezit.
De zwaartekracht is vrijwel nul, wat ideaal is om bepaalde gevoelige kristallisatieprocessen en andere microzwaartekrachtstechnieken uit te kunnen voeren. Gevaarlijke experimenten en productieprocessen zijn in de lege ruimte aanmerkelijk veiliger uit te voeren dan op aarde.
Vooral de Lagrangepunten zijn interessant. Dit zijn punten waar de zwaartekracht objecten in evenwicht houdt.
Nadeel is zoals overal in de interplanetaire ruimte dat er geen bescherming is tegen meteorieten, zonnewind, zonnestormen, kosmische straling en dat grondstoffen van miljoenen kilometers afstand moeten worden gehaald.
Voor een langer verblijf moeten ruimtestations dan ook goed worden afgeschermd tegen kosmische straling en (micro) meteorieten.
Lagrangepunten factsheet
Grootte: wiskundig punt (in de praktijk duizenden kilometers)
Zwaartekracht: 0
Atmosfeer: geen; zonnewind
Temperatuur: duizenden graden (vlakbij zon) tot enkele graden boven het absolute nulpunt (Oortwolk en Kuipergordel)
Pluspunten: nabijhejd aarde, lage zwaartekracht, vacuüm, constructievrijheid, asteroïden
Gevaren: kosmische straling, meteorieten, grote temperatuursverschillen
De omgeving
Elk hemellichaam dat rond een ander hemellichaam draait kent vijf Lagrangepunten: punten waar de zwaartekracht van bijvoorbeeld aarde en zon elkaar opheffen. Punt L1 is het punt tussen aarde en zon waar de aantrekkkingskracht van aarde en zon elkaar in evenwicht houden. L2 is het punt achter de aarde waar de zwaartekracht van zon en aarde even sterk is. Hier zal de NASA-ruimtetelescoop James Webb komen te hangen. L3 ligt precies tegenover de aarde, de plek dus waar de aarde zich een half jaar geleden bevond.
Als de aardscheerder Eros (34 x 11 x 11 km) op aarde terecht komt, is het einde oefening. We kunnen deze lastige ruimteaardappel beter uithollen en ombouwen tot knusse ruimtekolonie.
L4 en L5 liggen eveneens op de omloopbaan van de aarde rond de zon (op een zesde omloopbaan voor en na de aarde). Dit zijn punten waar zich ruimtepuin ophoopt: in het geval van de aarde ruimtestof. Jupiter en Neptunus, bijvoorbeeld, houden er indrukwekkende asteroïdenverzamelingen in hun L4 en L5 punten op na. Alleen de L4 en L5 punten zijn stabiel: materie in de omloopbaan van de aarde wordt er naar toe getrokken. Een ruimtestation hier blijft in principe tot het einde van het zonnestelsel hangen. De andere Lagrangepunten zijn instabiel en vereisen wel voortdurende, minieme bijsturing, alhoewel een quasiperiodieke, sikkelvormige halo omloopbaan in de buurt van een Lagrangepunt mogelijk is.
Een ruimtestation kan ook in een baan om een hemellichaam draaien of zelfstandig rond de zon draaien. Alle drie ruimtestations die ooit gebouwd zijn draaiden (ISS draait nog steeds) in een omloopbaan om de aarde op enkele honderden kilometers hoogte. Hier beschermt het aardmagnetisch veld de astronauten nog.
Hoe kom je er?
De Lagrangepunten rond de aarde liggen binnen het bereik van bestaande raketten. De punten voor en achter de aarde zijn binnen enkele dagen te bereiken, de punten op een zesde omloopbaan afstand van de aarde in enkele maanden. Het L3 punt vergt een langere reis. De L3, L4 en L5 punten vragen vanaf de aarde weinig brandstof om te bereiken omdat ze zich in de omloopbaan van de aarde bevinden.
Hoe bewoonbaar zijn de Lagrangepunten?
Een ruimtekolonie volgens NASA. De enorme ramen zorgen voor zonlicht.
Een ruimtepak onder druk, bescherming tegen de felle zonnewind en kosmische straling zijn absoluut vereiste. Zonder ruimtepak houdt een mens het ongeveer een minuut uit in de ruimte. Een ruimtebasis zal voorzien moeten zijn van een stevige beschermlaag om kosmische straling en micrometeorieten af te weren. Grotere meteorietfragmenten moeten door bijvoorbeeld een laserafweersysteem op tijd worden afgeweerd. Een betrouwbaarder, maar duurder alternatief is een metersdikke beschermlaag van waterijs. Om kunstmatige zwaartekracht op te wekken zal het ruimtestation moeten roteren. Dit voorkomt dat de bewoners zullen gaan lijden aan botontkalking en spierdystrofie.
Wat zijn de voordelen ?
Voor industriële productie zijn de Lagrangepunten ideaal: lage zwaartekracht, vacuüm en geen klagende omwonenden. Ook voor mensenschuwen, onwettige activiteiten en sektes is deze locatie ideaal. Met grote zonnepanelen is in principe bijna oneindig veel energie op te wekken. Bij sommige ontwerpen wordt energie opgewekt uit elektrisch geladen deeltjes uit de zonnewind.
Gevaren op de Lagrangepunten
De ruimte kent geen beschermend magnetisch veld of atmosfeer. Zelfs het L2-punt achter de aarde is te ver om de zon helemaal af te dekken, dus zonnewind en zonnestormen zijn een probleem. Ruimtestations op enkele honderden kilometers hoogte boven de aarde worden nog beschermd door het aardmagnetisch veld. Micrometeorieten hebben een grotere bewegingsenergie dan kogels. Kent je ruimtepak of ruimtestation een lek en kan je dat niet dichten, dan ben je ten dode opgeschreven.
Hoe zou een kolonie in de buurt van de Lagrangepunten er uit zien?
De lanceerkosten vanaf de aarde zijn zeer hoog. Het goedkoopste is daarom om zoveel mogelijk gebruik te maken van materiaal van naburige asteroïden, zoals de gevaarlijke aardscheerders: asteroiden met een onregelmatige baan die de aarde kunnen treffen. Sommige astronomen hebben voorgesteld om een complete asteroïde (de aardscheerder Eros zou erg geschikt zijn) uit te hollen, vol te pompen met lucht en tot ruimtestation om te bouwen. Om voldoende kosmische straling tegen te houden moeten de wanden van de ruimtebasis enkele meters dik zijn (of de basis ondergronds worden aangelegd). De ruimtebasis moet langzaam rondwentelen zodat de bewoners door de middelpuntvliedende kracht tegen de buitenwand worden gedrukt.
Hoe zijn de Lagrangepunten tot leefbare wereld om te bouwen?
De enige praktische oplossing is een ruimtestation te bouwen en dat volpompen met een adembare atmosfeer. Er is geen lichaam met voldoende zwaartekracht om ook maar enige atmosfeer vast te houden.
De zeer fantasierijke SF-schrijver Larry Niven schreef zijn beroemde Ringwereldromans over een enorme ring, op de omloopbaan van de aarde bijvoorbeeld, gebouwd door een ras van aliens, die ronddraaide, een kunstmatige zwaartekracht opwekte en zo de lucht tegen hoge opstaande muren drukte. We kennen op dit moment geen materiaal dat sterk genoeg is om de krachten die daar voor nodig zijn te weerstaan. Ook is er in het hele zonnestelsel onvoldoende materiaal, of we moeten Jupiter en een deel van de zon uit elkaar slopen. Sorry, Larry.
Jammer. De bewoonbare oppervlakte zou wel enorm zijn, bij een breedte van 20.000 km gelijk aan tien biljard keer Nederland (dat is een één met zestien nullen er achter).
Zo zou Ringwereld er uit zien: een ring die de hele omloopbaan van de aarde omspant, miljarden keer de oppervlakte van de aarde.
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…
In de ruimte krijg je niets cadeau. Niemand ruimt je afval of rommel op. Letterlijk voor elke gram zuurstof, water, voedsel en energie moet hard gewerkt worden. Samenwerken is letterlijk van levensbelang, want door de ingewikkelde technische systemen en de dodelijke omgeving kan je alleen niet overleven. En betekent een conflict al gauw de dood voor iedereen. Cradle to cradle is geen morele keuze, maar bittere noodzaak.
De dodelijke ruimte
Er is in het zonnestelsel buiten de aarde geen plaats te vinden waar de mens het zonder ruimtepak langer dan een paar minuten volhoudt. De plek die misschien nog het meest in de buurt komt van een comfortabele leefomgeving is vijftig kilometer boven het oppervlak van Venus. Aardse temperaturen, zwaartekracht en luchtdruk en een dikke beschermende atmosferische deken bieden veel comfort. Helaas is er op die hoogte geen vast oppervlak en bestaat de atmosfeer uit de onadembare kooldioxide en zwavelzuur. Alle afval die je in het gesloten systeem van een ruimtestation weggooit kom je eerder vroeg dan laat weer tegen.
Mars, een goede nummer twee, kent weliswaar een vaste bodem en een voor kosmische begrippen gastvrij Antarctisch klimaat, maar met tien millibar nauwelijks atmosfeer (die overigens ook onadembaar is) en een slechte bescherming tegen dodelijke straling. En deze twee plaatsen zijn nog de vakantieparadijzen van het zonnestelsel: op het oppervlak van Venus smelt lood, op Jupitermaan Io overlijd je binnen een uur aan stralingsziekte en op Neptunusmaan Triton komen fonteinen van vloeibaar stikstof voor.
De ruimtebasis: gedwongen extreem ecofascisme
Kortom: de enige manier om buiten de aarde te overleven is dus in een beschermde, afgesloten structuur met een aarde-achtige atmosfeer.
Zwevend boven Venus is een vrij dunne wand genoeg, maar op Mars en onaangenamere plaatsen is een drukkoepel absoluut essentieel. Er groeit niets, water is schaars en elke gram zuurstof moet kunstmatig geproduceerd worden. Grondstoffen kunnen alleen tegen extreem hoge kosten van de aarde ingevlogen worden (denk aan tienduizenden euro’s per kilo) en de lokaal beschikbare grondstoffen (Venus: kooldioxide en zwavelzuur, Mars kent zeer zout water, kooldioxide, heel veel ijzer en wat andere metalen) zijn niet makkelijk te verwerken. Kortom: recyclen, consuminderen en cradle-to-cradle op een manier waar zelfs de meest fanatieke eco-activist voor terug zou schrikken, zijn geen principiële keuze, maar domweg bittere noodzaak.
Sociaal gevoel en broederschap in de ruimte Flower power: vrede is in de vijandige ruimte letterlijk van levensbelang.Op aarde kan je als je jezelf onmogelijk hebt gemaakt in de groep verhuizen naar een andere stad of zelfs land.
In een kleine ruimtekolonie kan je dat vergeten. De dichtstbijzijnde mensen bevinden zich op miljoenen kilometers afstand verwijderd. Wachten op een antwoord van de aarde kost vanaf Venus, Mars of verder enkele minuten tot vele uren. Het eerstkomende bezoek is over vijf jaar als je geluk hebt.
Kortom: je kan maar beter leren heel goede vrienden te worden en te blijven met de mensen in je omgeving, want als je iemand beledigt of op zijn of haar ziel trapt, zit je morgen en waarschijnlijk de rest van je leven met de gevolgen als je het niet goedmaakt.
Vrede of de dood
Het is ook een heel slecht idee ruzie te zoeken met andere ruimtekolonies. Ten eerste zijn ze de enige hulp in de buurt als er een systeem uitvalt. Hulp vanuit de aarde is maanden of zelfs jaren onderweg. Eén welgemikt brokstuk dat met kilometers per seconde inslaat in je ruimtekolonie, een sabotageactie in het leefsysteem of in omloop brengen van een dodelijke microbe heeft akelige gevolgen. Kortom: vrede zal de norm zijn en agressieve of gewelddadige groepen zullen snel uitgeschakeld worden door andere ruimtekolonies omdat het risico van hun voortbestaan veel te groot is.
Kortom: er is geen betere manier om zelfs de ergste ruziezoekende slons in een sociale, milieubewuste wereldburger te veranderen dan een paar jaar in de onherbergzame ruimte te wonen.
