Op dit moment is de oppervlaktetemperatuur van de grootste planeet van ons zonnestelsel zeer laag: meer dan honderd graden onder het vriespunt. Daar gaat verandering in komen, voorspellen astrofysici. Krijgen we een tweede zon aan het firmament?
Over enkele miljarden jaren zal Jupiter veel weghebben van deze kokend hete gasreus.
Rond de vijf miljard jaar na nu is de voorraad waterstof van de zon zo klein geworden, dat de zon over gaat schakelen naar heliumfusie. Als gevolg hiervan stijgt de temperatuur van de kern van de zon snel en verandert de zon in een dof rood gloeiende enorme vuurbal. In dit rode-reus stadium zal de zon de binnenplaneten opslokken en de aarde ernstig verschroeien. Ook Jupiter is dan geen aangename plek meer, zo blijkt uit nieuw onderzoek. De grootste planeet van ons zonnestelsel, nu nog veel kouder dan Antarctica hartje winter, zal ook op gaan gloeien en veel weg hebben van de bekende hete Jupiters, roodgloeiende gasreuzen die dicht bij hun ster staan. Hete Jupiters zijn de eerste exoplaneten die ontdekt werden, omdat ze door hun grootte en korte afstand tot de ster, deze flink laten schommelen en zo makkelijk te ontdekken zijn door astronomen.
Niet dat we op aarde van dit uitzicht kunnen genieten tegen die tijd. De aarde zal over enkele miljarden jaren totaal drooggekookt zijn. Op aarde zal de zon bijna de helft van de hemel in beslag nemen en het aardoppervlak zal uit gloeiende lava bestaan. Bewoonbare werelden zullen zich dan ter hoogte van Saturnus moeten bevinden. Titan zal dan zijn ontdooid.
De naam is niet erg poëtisch: HIP 56948. Desondanks wekt deze ster heel veel interesse, omdat hij als twee druppels water lijkt op onze zon. Zou hier ook een exo-aarde omheen draaien?
Dubbelganger van de zon
Voor het eerst is een ster gevonden die sterk op de zon lijkt. De grootte is vrijwel gelijk aan die van de zon, de temperatuur ook en wat uniek is: ook de chemische samenstelling lijkt als twee druppels water op die van de zon. Dat wil zeggen dat de ster extreem zuurstofrijk is en arm aan zware elementen.
De ster HIP 56948 is de meest zonchtige ster ooit waargenomen. Zou hier ook een exo-aarde omheen draaien?
Bewoonbare Zone
In de zoektocht naaar exo-aardes is het voornaamste doel, een planeet met ongeveer dezelfde grootte als de aarde te vinden die zich in de Bewoonbare Zone bevindt. Dat is de zone rond een ster waarin de temperaturen op de oppervlakte van de planeet niet te hoog of te laag zijn voor vloeibaar water. Vrijwel alle sterren – de koude Y-klasse op kamertemperatuur uitgezonderd – hebben een dergelijke zone. Bij de Y-klasse bruine dwergen is de atmosfeer van de dwerg zelf een dergelijke zone. Bij een blauwe, hete ster ligt deze zone verder van de ster, bij een koele rode ster dichter bij de ster dan de aarde van de zon. Een speciaal geval vormen witte dwergen, die weliswaar zeer fel zijn maar door hun kleine afmeting maar weinig licht uitzenden. Hier ligt de zone ondanks de witte kleur toch zeer dicht bij de ster. Uiteraard heeft de verschillende kleur licht een grote invloed op het leven. Planten op een planeet met een roodachtige zon zullen vermoedelijk donkere bladeren hebben die vooral rood absorberen (dus blauw zijn), terwijl plantengroei op een planeet met een blauwe zon juist roodachtig getint zal zijn. Zie hier.
Teerballen
Maar daarmee zijn we er nog niet. Want als de chemische samenstelling van de nevel, waaruit het planetenstelsel wordt gevormd, sterk afwijkt van die van ons zonnestelsel, zal het planetenstelsel er heel anders uitzien. Zo zijn veel sterren erg rijk aan koolstof. Berekeningen wijzen uit dat in dergelijke planetenstelsels zogeheten teerballen, planeten die extreem rijk zijn aan koolstof, voorkomen. Deze planeten hebben meer weg van een totaal uit de hand gelopen olieramp dan van een lieflijke exo-aarde. Als hier al leven voorkomt, zal dat extreem verschillen van het aardse leven. Sterren met een lage metalliciteit (astronomen bedoelen hiermee: sterren met weinig andere elementen dan de gassen waterstof en helium) brengen ook een planetenstelsel voort dat alleen gasreuzen zoals Jupiter en Saturnus kent. Kortom: de beste plek om voor een aardachtige planeet te zoeken is bij een ster die net als de zon erg zuurstofrijk is. Alleen bij een dergelijke ster zal zich veel water en silicaatgesteente vormen, essentiële onderdelen van de aarde.
Tweelingzusje
Enter HIP 56948 (uitgebreider Engelstalig artikel). Deze ster staat op ongeveer 217 lichtjaren afstand in het sterrenbeeld Draco en nam de titel over van de vorige kandidaat-dubbelganger, 18 Scorpii. Uit nieuwe waarnemingen[1] blijkt dat HIP 56948 nog meer op de zon lijkt dan eerder al werd vermoed, wat de kansen sterk vergroot dat de ster aardachtige planeten bij zich draagt. De laatste precieze waarnemingen wijzen uit dat HIP 56948 niet te onderscheiden is van de zon qua grootte, massa en helderheid en slechts 17 graden warmer is dan de zon. Ter vergelijking: 18 Scorpii is 54 graden warmer. Ook heeft 18 Scorpii aanmerkelijk meer ijzer in de fotosfeer, waar HIP 56948 chemisch gezien vrijwel geheel op de zon lijkt, dus arm is aan ijzer en andere zware elementen. Dit is zeer veelbelovend. De zon is namelijk vergeleken met sterren van dezelfde grootte, ook opvallend arm aan zware elementen. Eén van de verklaringen voor dit verschijnsel is dat de zware elementen opgesloten zitten in rotsplaneten zoals de aarde in plaats van bijgemengd in de ster.
‘Ook zonachtig planetenstelsel’
Als deze hypothese klopt, moet volgens de auteurs het planetenstelsel van HIP 56948 dezelfde hoeveelheid metalen en rotsen bevatten als ons zonnestelsel. Materiaal dat een zonnestelselachtig planetenstelsel zou kunnen vormen, aldus teamleider Jorge Melendez van de Universiteit van São Paulo in Brazilië, waarbinnen de planeten ook met de aarde en Mercurius, Venus en Mars te vergelijken gesteenten en mineralen bevatten. Ook stelde het team vast dat er geen zogeheten hete Jupiters in het stelsel voorkomen. Dat zijn gloeiend hete gasreuzen dicht bij de centrale ster die de onhebbelijke gewoonte hebben als koekoeksjongen kleinere rotsplaneten ver weg de wereldruimte (of richting ster) te schieten. Of op te slokken.
Een miljard jaar jonger
Dus, als HIP 56948 opkomt boven de horizon van een bijbehorende rotsachtige planeet, geeft de ster een opmerkelijk zonachtig licht – een licht dat valt op blauwe zeeën, groene bladeren en bergen van graniet. Al zullen er mogelijk geen intelligente levensvormen voorkomen die daarvan bewust kunnen genieten. HIP 56948 is namelijk ongeveer een miljard jaar jonger dan de zon. Een miljard jaar geleden was de hoogste levensvorm op aarde een amoebe en was het land bedekt met bacterieel slijm. Tenzij, natuurlijk, aards leven door een meteorietinslag op deze planeet terecht is gekomen of het leven op deze planeet zich veel sneller ontwikkelde.
Ruimtevaartvisionairen overal ter wereld verbijten zich al tientallen jaren over het feit, dat het tijdperk van de bemande ruimtevaart veertig jaar geleden om zeep geholpen is (vergeet even dat zielige ISS-koekblik op 150 km hoogte), met dank aan de babyboomers.
Eén van hen is de veertiger miljardair Elon Musk, de oprichter van Paypal. Musk’s levenslange passie is de mens naar Mars brengen. In tegenstelling tot bij NASA kunnen overheidsbureaucraten zijn plannen niet tegenhouden, omdat hij alles van zijn eigen geld bekostigt.
In deze video van CBS, door een gewaardeerde Youtube gebruiker ook beschikbaar gesteld voor niet-Amerikanen, maken we kennis met de visionaire plannen van Musk.
Hopelijk maakt hij zijn plannen waar en zet de mensheid snel die al veel te late volgende grote stap.
De meeste exobiologen geloven dat de aarde niet de enige planeet is met leven. Kosmoloog John Gribbin schreef het boek ‘Alone in the Universe: Why our planet is unique’, waarin hij goede argumenten geeft dat alleen de aarde leven kan herbergen. Zijn we werkelijk alleen?
Zijn we alleen in het heelal?
Naar schatting zijn er alleen al in de Melkweg tientallen miljoenen aardachtige exoplaneten. De Melkweg is slecht één van de biljoenen sterrenstelsels in het heelal. Hoe groot is de kans dat zich, behalve dan op de aarde zelf, op geen enkele andere exoplaneet leven heeft ontwikkeld? Niet erg groot,denken de meeste exobiologen. Vandaar dat de hoop op buitenaards leven steeds groter wordt met de ontdekking van elke nieuwe exoplaneet. Zouden er vele lichtjaren ver weg buitenaardse intelligenties de aarde in het vizier hebben?
Zijn we alleen in het heelal?
De aarde: een opmerkelijk kosmisch toeval
In zijn boek Alone in the Universe laat John Gribbin weinig heel van dit geloof. In elk hoofdstuk laat hij zien dat de aarde in veel opzichten een unieke planeet is,die om een uitzonderlijke ster draait in een verre van standaard sterrenstelsel. Ons zonnestelsel, bijvoorbeeld, vormde zich precies op de goede plaats en op de goede tijd. Er waren genoeg zware elementen, zoals zuurstof, ijzer en stikstof, om leven mogelijk te maken en de materialen,zoals metalen, te vormen voor een technisch geavanceerde beschaving. Deze worden gevormd tijdens zware sterexplosies (supernova’s). Tegelijkertijd werken deze supernova’s vernietigend op leven tot op vele lichtjaren afstand. Bij supernova’s komt namelijk vernietigende straling vrij. Ook het zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel is een voortdurende bron van gevaarlijke straling.
Zonnestelsel opmerkelijk geordend
Het zonnestelsel bestaat uit planeten met opmerkelijk stabiele omloopbanen. De aarde heeft een vrijwel cirkelvormige omloopbaan, wat weinig voorkomt, en bevindt zich precies op de juiste plaats van de zon om vloeibaar water mogelijk te maken. Dit terwijl vernietigende asteroïden opgesloten zitten in de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter of in de verre Kuipergordel. De gasreus Jupiter slingerde gevaarlijke projectielen uit het zonnestelsel. Gribbin noemt ook de zeldzame grote maan van de aarde, maar reeds is aangetoond dat ook een planeet zonder maan in principe een stabiele rotatie kan vertonen,zij het minder stabiel dan de aarde.
Van buitenaardse planetenstelsels weten we dat dit doorgaans heel anders ligt: denk aan hete Jupiters vlak bij de centrale ster die omloopbanen destabiliseren, omloopbanen die niet in één vlak liggen en dubbelsterren. Ook moeten er tegelijkertijd voldoende botsingen zijn om de aarde te voorzien van water en stikstof.
‘Laten we zuinig zijn op deze planeet’
De conclusie van Gribbin is onverbiddelijk. Waarschijnlijk zijn we alleen tussen de sterren. Weliswaar kunnen we met onze telescopen aardachtige planeten ontdekken waarvan een doodenkele keer eentje precies in de bewoonbare zone van een ster ligt, maar deze planeten zullen onvermijdelijk in niets op de aarde lijken. Laten we daarom zeer zuinig zijn op deze planeet, aldus Gribbin. De kans dat we een tweede aarde vinden is namelijk ongeveer nul.
Boekbespreking van
John Gribbin, Alone in the Universe, ISBN 978-1-118-14797-9, Wiley (2011) (Engels)
Ook planeten zonder grote maan zijn stabiel genoeg om in evenwicht te blijven, zo blijkt uit nieuwe berekeningen. Dit maakt de kans op buitenaards leven een stuk groter.
Zonder een maan hadden we nooit dit plaatje kunnen zien, maar had zich wel een mensachtige soort kunnen ontwikkelen.
‘Maan beschermt tegen Jupiter’
In 1993 toonde Jacques Laskar van de sterrenwacht van Parijs aan dat de maan hielp de hellingshoek van de aardse rotatieas te stabiliseren tegen verstoringen door de zwaartekrachtsveld van de gasreus Jupiter, verreweg de grootste planeet in het zonnestelsel. Volgens Laskar en zijn medeauteurs zou de draaiingsas van de aarde zonder de stabiliserende invloed van de maan, wild gaan schommelen tussen 0 en 85 graden[1].
Om een indruk te geven: in dat laatste geval staat de aarde op zijn kant en staat hartje zomer de zon loodrecht boven de noordpool. Dit zou zo enorm sterke klimaatschommelingen opleveren (zeg maar gerust: tropische zomers en Antarctische winters), dat levensvormen hoger dan bacteriën, vooral grote landbewonende organismen als wij, ernstig in de problemen zouden komen.
Veel astronomen concludeerden hieruit dat complex leven zeldzaam is in het universum. Immers, de aarde is de enige planeet met een in verhouding zo grote maan. De botsing tussen een protoplaneet zo groot als Mars en de aarde leverde uiteindelijk de maan op (de maantjes van Mars, in ieder geval zeker Deimos, zijn ingevangen planetoïden). Minder dan tien procent van alle aardachtige planeten zal een dergelijke ingrijpende gebeurtenis meemaken en een grote maan opleveren.
Wat is precessie?
De aarde maakt drie bewegingen: het draaien om de as dat het dag-nacht ritme veroorzaakt, de omloop om de zon en nog een derde, minder bekende beweging: de precessie. Als een enorme tol waggelt de aarde heen en weer in een ritme van 26 000 jaar, zie het filmpje. Daarom is voor ons Polaris de poolster, terwijl voor de oude Egyptenaren van 3000 vC de ster Thuban in het sterrenbeeld Draco de poolster was. Zonder maan, aldus het artikel in 1993, zou het wiebelen langzamer gaan, waardoor Jupiters zwaartekrachtseffect zou resoneren met de wiebel en versterkt zou worden. De aarde zou hierdoor totaal uit het lood schieten.
Ook zonder maan vier miljard jaar evenwicht
Laskar berekende echter niet hoe lang het zou duren voor dit effect zou optreden. Astronoom Lissauer deed dat wel met zijn team. Nu is dat ook makkelijker, de computers nu zijn stukken beter en sneller dan in 1993. Hij simuleerde met zijn collega’s een maanloze aarde gedurende meer dan vier miljard jaar. Met opvallend resultaat. De hellingshoek van de planeet schommelde ‘slechts’ tussen tien en vijftig graden. Er waren zelfs langere perioden, tot een half miljard jaar, waarin de hellingshoek stabiel bleef tussen 17 en 32 graden[2] (nu is deze 23 graden; hoe sterker de hellingshoek, hoe heftiger de seizoenen). De veranderingen kunnen natuurlijk veel groter zijn in periodes groter dan vier miljard jaar. Dit is echter niet zo relevant voor levensvormen op de planeet, want erg veel langer dan vijf tot zes miljard jaar blijft een planeet die rond een zonachtige ster draait niet bewoonbaar. Ook is het de vraag of grote manen altijd gunstig werken. Het kan namelijk ook zo zijn dat een grote maan juist zorgt dat een planeet in resonantie komt met de gasreus. De groep is nu bezig met het bestuderen van afwijkende zonnestelsels.
Volgens diverse populair-wetenschappelijke websites is het dé oplossing voor het wereldenergietekort: zonnepanelen in de ruimte. Wat zijn de voor- en nadelen van het toepassen van satellieten die zonne-energie in de ruimte verzamelen? Een analyse.
Het voorstel van de Franse ruimtevaartgigant Astrium voor zonne-energiecentrales in de ruimte.
Hoe zullen de zonnecentrales er in de praktijk uit zien?
Een zonnecentrale zweeft boven de aarde om het zonlicht in de ruimte op te vangen. Omdat er helaas nog geen ruimtelift bestaat, moet de opgevangen zonne-energie draadloos naar de aarde worden gezonden en daar worden omgezet in elektriciteit. In diverse plannen worden hiervoor microgolven (bekend van de magnetron), een soort radiogolven, voorgesteld.
In de voorgestelde configuratie worden de zonnepanelen in een geostationaire baan (GEO) om de aarde gebracht. Deze hoogte, op rond de 35 786 km boven zeeniveau, heeft als voordeel dat de satelliet altijd boven dezelfde plek blijft zweven. GEO is uiteraard een gewilde plek voor bijvoorbeeld communicatiesatellieten; op dit moment zweven al veel satellieten in GEO.
Wat zijn de voordelen van een zonnecentrale in de ruimte?
De satelliet ontvangt bijna 24 uur per dag zonlicht, waardoor de zonnecentrale vrijwel continu vermogen kan leveren, ook als zonnepanelen op het aardoppervlak in de nachtzone terecht komen. De satelliet kan zo manoeuvreren, dat het zonnepaneel altijd loodrecht op de zon staat en zo maximaal rendement haalt. Door dit effect alleen al levert een zonnepaneel in de ruimte meer dan twee keer zoveel vermogen als een zonnepaneel op de evenaar, de gunstigste locatie, geografisch gezien.
Atmosferische gassen absorberen geen zonnestraling. Naar schatting levert dit zo’n 44% vermogenswinst op. Dit voordeel wordt nog groter vergeleken met niet-woestijnachtige gebieden waar het vaak bewolkt is.
Door het ontbreken van een atmosfeer zijn er geen problemen door slechte weersomstandigheden.
Er is geen land nodig om de zonnepanelen op te plaatsen.
Door de draadloze transmissie kan de zonnecentrale energie sturen naar de punten waar er tekort aan elektriciteit is, bijvoorbeeld in delen van de wereld waar het avond of winter is.
Ieder land kan zijn eigen zonnecentrale in een baan om de aarde plaatsen. Hierdoor is het land niet meer afhankelijk van het buitenland. Voor bijvoorbeeld Japan is dat een groot voordeel.
.. en de nadelen?
De ruimte is een uitermate slopende omgeving. Kosmische deeltjes bewegen met procenten van de lichtsnelheid door de ruimte en laten weinig heel van zonnepanelen. Dit halveert in de praktijk hun levensduur.
Ontelbare micrometeorieten bewegen met tientallen kilometers per seconde door het heelal. Ook deze beschadigen een zonnepaneel.
Een zware zonnevlam kan onvoldoende beschermde satellieten roosteren.
Er gaat het nodige vermogen (vijftien tot vijftig procent) verloren als de zonne-energie in de vorm van microgolven naar de aarde wordt gestuurd.
De lanceerkosten zijn hoog. Om aan het aardse zwaartekrachtsveld te ontsnappen is minimaal 17,4 kWh aan energie per kg massa nodig. Daarbij komt nog de gepeperde prijs voor de raket en het feit dat een raket verre van efficiënt werkt.
Reparaties vereisen een dure bemande vlucht, al zou je dit in principe op kunnen lossen door van op afstand bedienbare robots in te zetten.
Er moet een ontvangststation voor de straling worden ingericht. Dit moet voldoende ver van de bewoonde wereld worden ingericht en een enorme diameter hebben: rond de 10 km doorsnede. Ter vergelijking: een dergelijke oppervlakte, wanneer bedekt met zonnepanelen in de Sahara, is al groot genoeg om een derde van Nederland van energie te kunnen voorzien. We weten overigens ook niet of deze microgolfstraling niet schadelijke biologische gevolgen heeft. Uit experimenten in Wageningen blijkt dat in ieder geval de hoogfrequente straling van WiFi-router mogelijk nare gevolgen op planten heeft.
Wordt gekozen voor een geconcentreerde bundel op bijvoorbeeld een gebied van enkele hectares, dan ontstaan veiligheidsrisico’s. Als een hacker besluit voor de gein de bundel op het hoofdkantoor van Goldman Sachs te richten, of nog erger, ergens anders op, dan zijn de gevolgen vergelijkbaar met het gebakken worden in een magnetron.
Het Franse ruimtevaartbedijf Astrium ontwikkelde dit concept.
Doen of niet doen?
De huidige voorgestelde vorm is in ieder geval onzinnig. Er zal of een veilige, maar enorm grote constructie voor veilig vermogenstransport moeten komen, of een onveilige, geconcentreerde richtantenne. Het is verstandiger om zonnecentrales drijvend op zee of in de woestijn (plus op daken van huizen en bedrijven) neer te zetten. Dit is veel goedkoper.
Als met de komst van een ruimtelift het transmissieprobleem is opgelost, wordt het wel interessant. Aan de ruimtelift zouden dan enorme hoeveelheden zonnepanelen kunnen worden gekoppeld – koolstofnanovezels geleiden redelijk goed stroom.
Zinniger is het idee om delfstoffen te gaan winnen op de maan of planetoïden, aangedreven door zonne-energie. De gesmolten ertsen kunnen met een maglev-rail worden gelanceerd richting aarde of, nog slimmer, op de maan worden gebruikt voor het fabriceren van ruimtevaartuigen waarmee de rest van het zonnestelsel kan worden gekoloniseerd. Ook kunnen zeer energievretende fabricageprocessen – denk aan het fabriceren van koolstofnanovezels en kunstdiamant – in de ruimte uitgevoerd worden, waarbij dan zonne-energie gebruikt wordt.
Astronomen ontdekten dat zich rond de jonge ster TW Hydrae duizenden oceanen aan waterijs bevinden. Het scenario dat kometen de aardse oceanen hebben gevuld, wordt zo steeds waarschijnlijker.
Blik op het jonge zonnestelsel
De ster TW Hydrae, een oranje K-dwergster die iets kleiner is dan de zon, is naar kosmische maatstaven extreem jong, rond de 10 miljoen jaar. Het materiaal rond deze T Tauri-ster (een ster in de planeetvormingsfase) klontert op dit moment samen tot een zonnestelsel. Een gelukkig toeval is dat TW Hydrae vrij dicht bij de aarde staat – 150 lichtjaar – en de pool vrijwel op de aarde gericht is, zodat met een telescoop de planetaire schijf goed waar te nemen is. We kunnen dus als het ware een kijkje nemen in het zonnestelsel zoals dat er miljarden jaren geleden uitzag.
De jonge ster TW Hydrae geeft een kijkje in hoe het zonnestelsel er vlak na het ontstaan uitgezien heeft. Bron van deze artist impression:NASA/JPL Caltech
Waar komen de aardse oceanen vandaan?
Een bekend vraagstuk in de astronomie is, waar de oceanen van de aarde vandaan komen. Immers: de aarde bevindt zich binnen de ‘ijsgrens’, de grens waarbinnen ijs niet kan blijven bestaan zonder beschermend zwaartekrachtsveld. Dat zwaartekrachtsveld was er uiteraard nog niet toen de aarde nog niet bestond. Op dit moment is de meest gezaghebbende theorie dat kometen uit het buitenste deel van het zonnestelsel onze oceanen hebben gevuld. Vandaar dat astronomen het buitenste deel van de protoplanetaire schijf rond TW Hydrae met meer dan normale belangstelling hebben waargenomen.
Duizenden oceanen
Een groep astronomen benutte de Herschel ruimtetelescoop om sporen van water rond TW Hydrae waar te nemen. Met succes. Het team rapporteert dat er een groot reservoir aan waterijs in de stellaire schijf te vinden is met een totaal van enkele duizenden malen de hoeveelheid water in de aardse oceanen.
Dit ontdekten ze door de hoeveelheid waterdamp te meten en deze via astrofysische berekeningen te herleiden tot de hoeveelheid ijs die aanwezig moet zijn om deze waterdamp te produceren. De hoeveelheid ijs is zelfs genoeg om een geheel uit water bestaande oceaanplaneet zo groot als de aarde te produceren.
Uit details van de vorm waarin het ijs aanwezig was, leidden ze af dat het ijs afkomstig is van een mengsel dat verspreid is over de hele protoplanetaire schijf. Kortom: een duidelijke aanwijzing dat de komeethypothese klopt.
Vier en een half miljard jaar geleden was de aarde een levenloze, gloeiend hete bol. Toen raakte een planeet ter grootte van Mars de proto-aarde. Wat er ontstond was de aarde zoals we die kennen, een waterrijke planeet met een bizar grote maan. Hoewel deze theorie, zoals ook voor concurrerende theorieën geldt, niet onomstotelijk vaststaat, is dit de populairste verklaring voor de vorming van het aarde-maan stelsel. Zou het zo gelopen zijn als in deze video?
Jaloers op Mars met zijn twee minimaantjes? Chinese onderzoekers hebben DE oplossing. Ze hebben een kleine asteroïde ontdekt die, hebben ze berekend, met een klein zetje in een baan om de aarde kunnen brengen.
De meeste mensen breken hun hoofd de kans dat asteroïden op aarde neerstorten en over mogelijkheden om deze dodelijke projectielen af te weren. Hexi Baoyin en zijn collega’s van de Tsinghua Universiteit in Beijing hebben een verschillend plan bedacht. Ze vragen zich af hoe ze een asteroïde in een baan om de aarde kunnen brengen. Hun verrassende conclusie: het is makkelijker dan het lijkt. Ze hebben zelfs een aantal ruimtekeien ontdekt die met vrij weinig moeite in een baan om de aarde zijn te brengen.
Ze haalden hun inspiratie van een vreemd fenomeen dat ze bij Jupiter hebben ontdekt. Om de zoveel tijd vangt de gasreus een object in, dat gedurende enkele jaren om de gasreus blijft draaien tot het weer ontsnapt naar de ruimte. Dit is gebeurd met de komeet Oterma, die in 1936 een kort bezoek bracht aan Jupiter tot het hemellichaam weer het zonnestelsel indook. Na de banen van de zesduizend near-Earth objects, asteroïden die bij de aarde in de buurt komen, te hebben bestudeerd, komen ze tot de conclusie dat de kans hierop nul is. Geen tijdelijke maan voor de aarde dus binnen de afzienbare toekomst.
Tenzij we een handje helpen. Enkele van deze objecten komen zo dichtbij, dat ze met een kleine verandering in hun baan in een tweede maantje kunnen veranderen. “Als een dergelijke NEO de aarde nadert, is het mogelijk zijn baanenergie te veranderen, zodat de NEO een kleine satelliet van de aarde wordt.” Een interessante kandidaat is een tien meter groot object van 1200 ton, genaamd 2008EA9, dat in 2049 op ongeveer een miljoen kilometer afstand langs de aarde zal scheren. Volgens Baoyin kan dit rotsblok zo groot als een huis in een omloopbaan rond de aarde gebracht worden door zijn snelheid te veranderen met 410 meter per seconde, de snelheid van een straalvliegtuig. Naar ruimtevaartmaatstaven is dat erg weinig. Het doel: de asteroïde in een baan op ongeveer twee keer de afstand aarde-maan te brengen. Daar kan het ruimterotsje uit elkaar worden gesloopt. Volgens hun berekeningen zal het rotsblok na een paar jaar de aarde weer verlaten. En dan maar hopen dat hun berekeningen kloppen en het rotsblok niet toevallig op een dichtbevolkte stad neerkomt…
Apophis, genoemd naar de Egyptische god van het duister en de chaos, is een 46 miljoen ton zware asteroïde op ramkoers met de aarde. In 2029 ontspringen we de dans, op een haar na. Helaas beweegt Apophis door een zogeheten sleutelgat, waardoor de asteroïde weer een bezoekje aan de aarde brengt. In 2036 deze keer. Niemand weet of het die keer ook goed afloopt. Een groepje Chinese onderzoekers wil het zekere voor het onzekere nemen.
De baan van Apophis mist de aarde zeer waarschijnlijk (onzekerheid weergegeven met witte balk). Toch is het geen gek idee deze gevaarlijke ruimterots op tijd uit de weg te meppen.
Apophis is met 350 m doorsnede te klein om het leven op aarde uit te roeien. Wel zal in 2029 een gebied van duizenden vierkante kilometers op het oostelijk halfrond verwoest worden als een hoeveelheid energie van tienduizenden atoombommen vrijkomt. De schade is vergelijkbaar met vier Krakatau-uitbarstingen tegelijkertijd. De Chinezen vinden dit vooruitzicht begrijpelijkerwijs niet erg aantrekkelijk. Geen wonder dat ze net als de Russen druk bezig zijn met het bedenken van strategieën om de ruimterots uit de buurt te krijgen.
Shengping Gong en zijn collega’s van Tsinghua University in Beijing hebben een plan bedacht om voor eens en voor altijd af te rekenen met Apophis. Hierbij maken ze gebruik van het feit dat de “sleutelgaten” heel klein zijn. In dit geval zeshonderd meter doorsnede. Passeert Apophis dit gebied, dan laat de dodelijke ruimtekei de aarde voortaan met rust.
Zeshonderd meter is naar kosmische maatstaven niet veel. Gong en zijn team kiezen voor een zonnezeil om een klein ruimtescheepje in een retrograde baan (een baan die tegen de richting van de planeten ingaat) te brengen. Het scheepje komt zo op een ramkoers met Apophis. De retrograde baan geeft het ruimtevaartuigje een snelheid van 90 km/s, wat volgens de berekening van Gong, Apophis een voldoend grote dreun moet geven om het projectiel het sleutelgat te laten missen. Het is alleen niet eenvoudig om zonder veel brandstof een retrograde baan te bereiken. Toch hebben de Chinezen een manier uitgedokterd om met een satellietje van slechts tien kilo het doel te bereiken. Deze lanceren is niet erg duur.
Tot zover de theorie. In de praktijk is het minder eenvoudig. Zo zijn er veel variaties in de zonnewind (denk aan zonnestormen), die het zonnezeil hopeloos uit de koers kunnen brengen. Ook zal er een enorm zeil nodig zijn waarvan het maar de vraag is of het makkelijk uit kan worden gevouwen. Tijdens de jarenlange reis kan het zeil uiteraard ook gemakkelijk worden beschadigd. Verder is een probleem dat we niet erg veel weten van Apophis. Uit wat voor materiaal de aardscheerder bestaat bepaalt voor een heel groot deel wat de effecten van een inslag zullen zijn. Is Apophis bijvoorbeeld een “rubble pile”, een losse berg door de zwakke zwaartekracht bij elkaar gehouden stenen, dan zouden de effecten wel eens averechts kunnen zijn. Kortom: deze missie vereist nog wat meer planning en uitwerking. De resultaten van de Europese missie Don Quichote kunnen hierbij van groot belang zijn.
