We kennen het waterige zonnetje op Mars van opnamen van marsrovers. Van Apollo-missies de felle, niet door een atmosfeer tegengehouden zon op de maan, die pas na twee weken ondergaat. En natuurlijk onze eigen zon, als hij opkomt, als hij ondergaat of als hij wordt bedekt door de maan in een totale of gedeeltelijke zonsverduistering. Hoe zou een zonsopkomst op Venus er uit zien, gesteld dat je het overleeft? Of op Jupiter? Waarom heeft de zonsopgang op Mars een heel andere kleur dan die op aarde? Deze korte film neemt je mee op een grand tour door het zonnestelsel met elke keer een onverwachte blik op onze altijd weer bijzondere dichtstbijzijnde ster.
What Will the Sun Look Like From Venus And Other Planets?
Een uiterst tijdelijke landkaart van de oppervlakte van de zon. Uiteraard verandert de gasvormige oppervlakte van de zon voortdurend. Bron: NASA
Op het eerste gezicht lijkt alleen al de gedachte krankzinnig. De zon is een geelgloeiende gasbol met alleen al zonnevlekken groter dan de aarde. Ter geruststelling voor onze lezers: voorlopig is dit technisch ook niet mogelijk. Toch maakte een aantal natuurkundigen een verontrustende berekening. Het blijkt volgens hen in theorie namelijk wel degelijk mogelijk, met een in verhouding met de afmeting van de zon zelf, relatief kleine waterstofbom de zon op te blazen…
De zon: een langzaam ontploffende waterstofbom
In de kern van de zon vindt kernfusie plaats. Erg snel gaat dit niet: per kilogram massa wordt slechts enkele milliwatt vermogen geproduceerd. Het menselijk lichaam, bijvoorbeeld, produceert per kilogram bijna duizend maal meer.
De proton-proton kernfusiereactie in de zon.
Dit komt omdat – gelukkig voor ons – in de zon een evenwicht heerst tussen zwaartekracht, dichtheid en energieproductie. De zon produceert helium uit waterstof via drie belangrijke wegen en een vierde, marginale weg. De bottleneck bij deze reacties is de proton-protonreactie. Omdat protonen, gestripte waterstofkernen, positief geladen zijn stoten ze elkaar sterk af. Protonen moeten met precies de juiste energie met elkaar botsen – is deze energie te hoog, dan kaatsen de protonen van elkaar weg voor ze samen hebben kunnen smelten tot deuterium en een positron (elektron van antimaterie) uit hebben kunnen stoten. En zonder deuterium kunnen de volgende fusiestappen tot helium niet plaatsvinden.
De temperatuur in de zon is aan de lage kant voor kernfusie – rond de 14 miljoen graden. Dit komt, omdat bij hogere temperaturen de kernfusiereactie snel uit de hand zou lopen (waardoor het plasma uitzet, de dichtheid daalt, er veel minder deuterium wordt gevormd en de kernfusie weer stilvalt). Dit houdt de zon in evenwicht. Zou dat evenwicht om welke reden dan ook duurzaam verbroken worden, dan zou de zon exploderen als supernova.
httpv://www.youtube.com/watch?v=embed/6_cO6RStm68
Di is ook de reden waarom kernfusie wel lukt in waterstofbommen. De schil van uranium of plutonium explodeert naar buiten en naar binnen. De fusiebrandstof (deuterium, tritium ed.) wordt door de kernexplosie samengedrukt, waardoor zeer hoge temperatuur en hiermee fusie ontstaat en de neutronflux (er komen veel neutronen vrij bij de fusie) een veel groter percentage van het uranium en plutonium laat ontploffen.
De zon aansteken met een lont
De zon blijft vrij constant miljarden jaren kernfusie ondersteunen door het hiervoor beschreven evenwichtsmechanisme. Uit de berekeningen van Alexander Bolonkin en Joseph Friedlander, twee natuurkundigen, blijkt echter, dat door op een vrij kleine, lokale plaats een extreem hete kernfusiereactie plaats te laten vinden, er geen tijd meer is om het evenwicht zich door voorgaand proces te laten herstellen. De verstoring is dan domweg te snel en te groot – denk aan vrijwel de lichtsnelheid. Er ontstaat dan een detonatie, waarbij op de plek van de schokgolf het waterstof massaal gaat fuseren tot helium. Je praat dan niet over milliwatts per kg, maar megawatts. Kortom: de zon verandert in een enorme waterstofbom. Met een yield waar Ulam en Teller erg jaloers op zouden zijn.
De gevolgen – als de berekeningen kloppen
De hoeveelheid energie die vrijkomt – te vergelijken met een waterstofbom zo groot als de zon – is zo overweldigend groot, dat de zon en de rest van het zonnestelsel weg zal worden gevaagd door een explosie die in lichtkracht overeen komt met een supernova. Deze zou zo krachtig zijn dat zelfs aliens die zich in planetenstelsels op enkele lichtjaren bevinden, er ernstig onder te lijden zouden hebben.
Het gaat hier om een wetenschappelijk journaal, SCIRP, dat in wetenschappelijke kringen de status heeft van een tabloid. Artikelen zijn peer reviewed, ook bevinden zich er enkele goede artikelen tussen, maar de meeste zijn volgens critici van erbarmelijke kwaliteit. De hoofdauteur, Alexander Bolonkin, is een vooraanstaande Russische emeritus hoogleraar en een van de drijvende krachten achter het Sovjet-ruimtevaartprogramma. Hij zal niet snel zijn goede reputatie te grabbel gooien met een uit de lucht gegrepen artikel.
Niettemin is het punt van beide natuurkundigen duidelijk. Het materiaal in de kern van de zon bevindt zich in de buurt van het detonatiepunt. Het is niet uit te sluiten dat een kernwapen uit de verdere toekomst dat de reis door de fotosfeer van de zon overleeft en de kern induikt, dit aan kan richten en een kettingreactie in gang gaat zetten, zoals een lucifer in een droog bos. Op dit moment bestaat deze techniek gelukkig niet, maar in theorie is het mogelijk met behulp van bijvoorbeeld een extreem sterk magnetisch veld en lasers, door het hete plasma van de fotosfeer heen te boren, zodat dit niet in aanraking komt met het ruimtewapen. Het goede nieuws: dit ligt ver buiten het bereik van de techniek nu of in de eerstkomende tientallen jaren.
Toch is dit natrekken geen overbodige luxe, want dit zou een einde betekenen aan het voortbestaan van de mensheid en de andere levensvormen op onze planeet en de rest van het zonnestelsel. Een kunstmatige intelligentie die die van de mens overtreft zou voornoemde technische moeilijkheden op kunnen lossen, met uitermate nare gevolgen. Eventueel in opdracht van een gewetenloze dictator, denk aan het geval-Hitler, met de rug tegen de muur, of om voor eens en voor altijd van de lastige aardbewoners af te komen. Ook zou een geavanceerde buitenaardse “beschaving” deze genocide kunnen uitvoeren.
De 1,85 miljoen inwoners van de Gazastrook, een strookje land van acht bij veertig kilometer, zijn niet te benijden. Ze zij in feite opgesloten in een soort openluchtgevangenis, met de aanhangers van de streng-islamitische Hamas-beweging als gevangenbewaarders.
Toch zijn er Palestijnen die het niet opgeven. Fayez al-Hindi bijvoorbeeld. Hij realiseerde zich dat de Gazanen weliswaar niet veel hebben, maar wél overvloedig veel zonlicht. Hij ontwikkelde een low-tech waterzuiveringsssyteem, waardoor het ondrinkbare grondwater in Gaza nu geschikt is geworden voor menselijke consumptie.
In Gaza, One Man Wields Solar Power To Purify Water
Steeds meer Gazanen zoeken hun toevlucht tot de zon. Dit mede door de brandstoftekorten in de verarmde kuststrook. Halid al-Bashar ontwierp deze zonne-oven uit wegwerpmaterialen, die nu al enkele tientallen Gazaanse gezinnen van gratis warme maaltijden voorzien.
Ook steeds meer huishoudens en bedrijven schakelen nu steeds meer over op zonne-energie. De zon is betrouwbaarder dan het dure Gazaanse elektriciteitsnetwerk, dat geregeld hapert als er dieselgeneratoren stil komen te liggen.
Ook Gazaanse taxichauffeurs hebben nu de zon ontdekt.
Taxi driver engineers first electric vehicle in Gaza to combat fuel shortage
Geregeld lokken raketbeschietingen harde Israëlische vergeldingsmaatregelen uit. De jonge vrouwen worden uitgehuwelijkt aan oude, rijke sjeiks, want Hamas moedigt polygamie aan. Alleen de smokkelaars en leiders van Hamas verdienen genoeg geld om veel vrouwen te kunnen ’trouwen’. Zij hebben er alle belang bij om de vijandschap met Israël en zo de status quo in stand te houden. De bevolkingsgroei is met 4,24 kinderen per vrouw een van de hoogste ter wereld. Steeds meer mensen dus waarvoor geen banen zijn. Geen wonder dat veel jonge mannen ten einde raad maar naar de drugs grijpen.
Israel and the Palestinians: What the media won't report
Kortom: Gaza is een triest verhaal. Triest, wat betreft de wreedheid en de laagheid waartoe mensen in staat zijn. Maar ook met enkele lichtpuntjes. Over hoe enkelingen zelfs in de meest afschuwelijke omstandigheden, onder één van de meest repressieve regimes in de wereld, nog licht kunnen verspreiden in de duisternis.
Zonne-ovens maken het mogelijk te koken op gratis zonne-energie.
Als de zon uit fossiele brandstof had bestaan, en de omringende ruimte uit een aardachtige atmosfeer, was de zon al na enkele millennia uitgebrand. De zon schijnt echter al meer dan 5.000.000.000 jaar.
How the Sun works: Fusion and Quantum Tunneling
Het geheim: kernfusie. Deze verloopt bij de zon in enkele stappen: protonen fuseren tot deuterium, dat weer fuseert tot helium-4. Hierbij komt veel energie vrij, maar de reactie wordt geremd door de zeer trage snelheid waarmee protonen tot deuterium fuseren.
Door een delicaat evenwicht tussen de snelheid waarmee deuterium wordt gevormd en de zwaartekracht, blijft de zon ongeveer zijn grootte behouden. Toch zal op een dag, gelukkig miljoenen generaties na nu, de zon door zijn waterstof heenraken. De zon verandert dan in een rode reus, die Mercurius, Venus en waarschijnlijk ook de aarde op zal slokken. Dit zal nog miljarden jaren duren, dus we hebben dus ruim de tijd om een oplossing voor dit probleem te bedenken. Welk proces levert de enorme energie van de zon? – Wikimedia COmmons
Een team Eindhovense studenten slaagde er in een gezinsauto te ontwikkelen, die zich voortbeweegt op zonne-energie: de Stella. Dat betekent: nooit meer tanken. Hoe praktisch is een zonne-auto?
Stella Solar Powered Car
De zonneauto Stella.Bron: TUE
Als je de Stella goed bekijkt, valt ten eerste op dat de auto een erg grote oppervlakte heeft. Een platte, ondiepe structuur maakt de auto aerodynamisch gunstig en vooral: laat hem veel zon vangen. Ten tweede: erg hard gaat de Stella niet, zoals uit het filmpje blijkt. Dit komt door het vrij geringe vermogen van de zon. Aan de bovenkantvan de atmosfeer komt er 1100 watt per vierkante meter binnen. Ongeveer de helft van de zonnestraling overleeft de tocht door de atmosfeer, waardoor er rond de 550 watt per vierkante meter op het autodak valt. Op een zonnige dag.
First ride Stella presentation world first solar powered family car from Holland TU/e
Als we aannemen dat de studenten de beste verkrijgbare zonnecellen hebben gebruikt met een rendementvan rond de 30%, levert dat rond de 150 watt per vierkante meter, of 1500 watt voor de gehele Stella, op. Erg hard kan je daarmee niet. Een goede accu is dus bepaald geen overbodige luxe. En die zit er ook in: de Stella kan 600 km rijden als de zon niet schijnt. Dus met een zonnetje nog veel meer.
Hiermee is aangetoond dat als we genoegen nemen met lagere snelheden, auto’s op zonne-energie heel goed haalbaar zijn. Hopelijk komt dit voertuigje snel op de markt. Al te moeilijk moet het niet zijn: het is in principe een erg lichte carosserie met een goed, groot zonnepaneel op het dak geplakt. Om eerlijk te zijn jeuken de handen van schrijver dezes.
Wordt dit de definitieve doorbraak van zonne-energie? Een Australisch consortium van onder meer de universiteit van Melbourne is er in geslaagd om zonnecellen te ontwikkelen, die met een standaard drukpers kunnen worden geprint.
Stel je voor, vluchtelingenkampen midden in de woestijn waarbij de tenten heerlijk koel blijven door solar-powered airconditioning, die tegelijkertijd ook water wint uit de hete woestijnlucht. Water stills leveren genoeg water op voor groentekassen waarin het water geconserveerd wordt. Overal in de tentenstad zoemen machines, die aangedreven worden door zonne-energie. Daarmee voorzien de vluchtelingen in een groot deel van hun eigen behoeften en maken winstgevende producten. Hierdoor hebben de vluchtelingen een welvarend leven en willen ze niet meer terug naar het onderdrukkende land waar ze vandaan gevlucht zijn. Wat ooit een plaats van wanhoop was, wordt nu een stad van hoop met een welvaartspeil waar een groot deel van de wereld jaloers op zou zijn.
VISIONS — CTRL+P Australia's Largest Solar Cells
Een utopische waandroom? Niet meer. Dankzij doorbraken van een Australisch consortium kunnen nu zonnecellen voor een habbekrats geproduceerd worden. Zonnepanelen zijn enorm in prijs gedaald, maar nog steeds niet echt goedkoop: de allergoedkoopste kosten september 2015 iets onder de 65 eurocent per watt piekvermogen. Een watt piekvermogen levert voor een optimaal geplaatst zonnepaneel in Nederland en België rond de 0,8 kilowattuur (€ 0,20) op. In theorie heeft u een zonnepaneel in de Lage Landen er dus in vier jaar uit, in zonniger landen zelfs korter. Helaas wordt deze roodkleurige berekening verpest door de kostbare randapparatuur die nodig is om de zonnestroom te converteren naar netstroom, en de hoge installatiekosten van zonnepanelen, maar nu al is zonnestroom ongeveer even duur als fossiele stroom, voor consumenten zelfs goedkoper.
Binnenkort op elk oppervlak? Bron: University of Melbourne
Maar wat als de kosten per watt piekvermogen zouden dalen tot onder de twintig, of zelfs tien cent? In dat geval zou je kunnen overdimensioneren: domweg zoveel zonnepanelen installeren, dat er ook in de winter voldoende energie is om zelfvoorzienend te zijn. Dan heb je ook geen dure converters of opslag meer nodig, behalve uiteraard voor de nacht, en kan je de meter afkoppelen.
En precies deze extreme daling lijkt nu in te zetten. Het nieuwe Australische productieproces maakt gebruik van een al bestaande offsetprinter van A$200.000, waar inkt voor zonnepanelen in wordt toegevoerd. Hiermee wordt een laagje organische zonnepanelen op een buigzaam oppervlak, zoals plastic, geprint. Oorspronkelijk waren deze zonnecellen zo groot als een munt, maar de onderzoekers hebben de grootte nu op kunnen schalen naar A3-formaat. De zonnecellen kunnen geprint worden met een snelheid van één cel per twee seconden (tien strekkende meter per minuut).
De zonnecellen produceren 10-50 watt per vierkante meter, dus 1,25-6,25 watt per zonnecel. De onderzoekers verwachten dat de proefprintinstallatie in staat is zonnecellen voor minder dan 1 Australische dollar per watt piekvermogen (rond de 60 eurocent per september 2015) te produceren, als de productie grootschaliger wordt. De kostprijs wordt hier voornamelijk uitgemaakt door de chemicaliën. De prijs zou dus wel eens nog veel drastischer kunnen dalen als deze op grote schaal gemaakt kunnen worden. Dit zou uitermate goed nieuws betekenen voor zowel de planeet aarde als haar menselijke bewoners.
Na de BitCoin: Betaal in zonne-energie met de SolarCoin
Een nieuwe virtuele munteenheid is opgestaan: met de SolarCoin kan zonne-energie worden verhandeld. Het doel is om de kosten van zonne-energie omlaag te brengen.
Vorige maand is de SolarCoin in het leven geroepen, een decentrale en virtuele munteenheid die vergelijkbaar is met de bitcoin. Bedenker Nick Gogerty, oprichter van adviesbedrijf Thoughtful Capital Group, heeft de munt in het leven roepen om mensen te belonen als ze zonne-energie opwekken.
De solarcoin koppelt bankvrij betalen aan hernieuwbare energiebronnen.
Groen label
SolarCoins zijn gekoppeld aan de kilowattuur, de eenheid van (zonne-)energie. Een SolarCoin staat gelijk aan de geverifieerde productie van 1 megawattuur aan zonne-energie. Producenten ontvangen Renewable Energy Certificates (REC’s, ook wel ‘groene labels’ genoemd) in ruil voor de geproduceerde energie. Volgsystemen registreren REC’s met een uniek nummer waardoor automatisch kan worden bijgehouden hoeveel energie is geproduceerd. De Thoughtful Capital Group zet daarna de REC’s om in SolarCoins.
Een klein deel van de SolarCoins wordt, net zoals bitcoins, gegenereerd door ‘mining’ via een netwerk van aaneengesloten computers.
In de woestijn is een boel energie aanwezig in de vorm van zonnestraling en is er ook een boel grondstof aanwezig in de vorm van zand. Markus Kayser telde de twee bij elkaar op en trok met een 3D printer die op zonne-energie werkt en zand als grondstof gebruikt de woestijn in om daar van zand en zon mooie dingen te maken met zijn Solar Sinter.
In a world increasingly concerned with questions of energy production and raw material shortages, this project explores the potential of desert manufacturing, where energy and material occur in abundance.
In this experiment sunlight and sand are used as raw energy and material to produce glass objects using a 3D printing process, that combines natural energy and material with high-tech production technology.
Markus Kayser - Solar Sinter Project
Solar-sintering aims to raise questions about the future of manufacturing and trigger dreams of the full utilisation of the production potential of the world`s most efficient energy resource – the sun. Whilst not providing definitive answers this experiment aims to provide a point of departure for fresh thinking.
Een inspirerende en opbeurende documentaire over zonne-energie en vrouwen emancipatie. Vrouwen in derde wereld gebieden leren in het Barefoot College hoe ze verschillende vormen van zonne-energie kunnen benutten en worden zo solar-engineers. In deze documentaire het verhaal van Rafea.
An inspiring film about one woman’s attempt to light up her world. Rafea is an uneducated Bedouin mother from the Jordanian desert.
She gets the chance to go to the Barefoot College, where middle-aged women from poor communities train to become solar engineers, and bring power to their communities.
The college brings together women from all over the world. But learning about electrical components without being able to read, write or understand English is the easy part. Rafea is forced to risk everything, including losing her children, if she wants to complete the course.
Women make up half the world’s population and yet represent a staggering 70% of the world’s poor. Of the world’s 875 million illiterate adults, two-thirds are women.
Women work two-thirds of the world’s working hours, produce half of the world’s food, but earn only 10% of the world’s income and own 1% of the world’s property. On average, women earn half of what men earn.
Stel je voor: een tornado zo groot als een continent. Of groter dan de aarde. Waanzin? Nee, althans niet elders in het zonnestelsel. Hebben we een zonnetornado waargenomen?
Een “zonnetornado”. Ondertussen weten we dat ze niet echt draaien, en dus geen tornado’s zijn. Bron: NASA
Deze zonnetornado’s transporteren energie van het inwendige van de zon naar de zonnecorona, de zeer ijle, maar extreem hete atmosfeer van de zon. Al langer is het een raadsel waarom de corona zo heet is. Zonnetornado’s en (vooral) de extreem sterke magnetische velden die er mee samenhangen, waren mogelijk de lang gezochte verklaring[1]. Aldus NASA. Mogelijk verklaren elektromagnetische velden ook de raadselachtige neutrinoflux bij zonnevlammen: de extreme versnellingen door de velden smakken atoomkernen zo hard op elkaar, dat kernreacties plaatsvinden die anders vele miljoenen graden vereisen.
Tornadoes on the Sun?
Hoe zou het zijn om een reis te maken tot de diepste ingewanden van dit natuurverschijnsel? Een experiment met dodelijke afloop, dat gelukkig met een computer in grote lijnen te simuleren is. In deze video de kans, deze ervaring mee te maken.
“Zonnetornado’s” bleken gezichtsbedrog
Ondertussen is in 2018 door de collega’s van ESA ontdekt dat “zonnetornado’s” niet ronddraaien[2], en als zodanig dus niet tornado’s zijn maar iets anders. Er bestaan wel heftige horizontale gasstromen in de structuur, maar deze verlopen in een rechte lijn. Niet rondtollend, zoals in een tornado. De zon is een geheel ander hemellichaam dan de aarde en er is niet echt een aardse equivalent voor dit natuurverschijnsel. Magnetische veldlijnen spelen een centrale rol.
Seeing Inside the Sun
Toch is er goed nieuws voor tornado-liefhebbers. Op Mars komen zwakke tornado’s voor in de zeer ijle atmosfeer. Venus telt vier grote draaikolken, twee boven de noordpool en twee boven de zuidpool. De grootste draaikolk van het zonnestelsel is natuurlijk de Grote Rode Vlek op Jupiter. Deze is groot genoeg om de aarde op te slokken.
