De Jupiter optie

Share Button

Jupiter biedt het grootste oppervlak van het zonnestelsel en bestaat voor een groot deel uit het op aarde schaarse helium. Gastvrij is de grootste planeet van het zonnestelsel niet. Denk aan de verpletterende zwaartekracht, wervelstormen groter dan de aarde, het dodelijkste magnetische veld van het zonnestelsel. Voor onverschrokken kolonisten zijn er ook op Jupiter toch de nodige mogelijkheden voor een bestaan…

De gasreus Jupiter is zo groot dat de aarde er meer dan duizend keer in past.

De gasreus Jupiter is zo groot dat de aarde er meer dan duizend keer in past.

Jupiter factsheet

Grootte: gemiddeld 69 911 km doorsnede (11 maal aarde)

Zwaartekracht: 2,53 maal die van de aarde

Atmosfeer: gasreus; plm. 90% waterstof, plm. 10% helium, fracties methaan, ammoniak, ethaan en water

Daglengte: 9 uur

Lengte jaar: 11,86 aardejaar

Waardevolle grondstoffen: deuterium, helium-3, helium-4

Pluspunten: zwaartekracht, op grotere diepten bescherming tegen dodelijke kosmische straling en kleinere meteorieten, rijkste grondstoffenvoorraad van het zonnestelsel, vooral wat betreft fusiegrondstoffen, bewegingsvrijheid in drie dimensies, op grotere diepten aardnormale temperaturen.

Gevaren: geen vast oppervlak, zwaartekracht vereist intensieve training vooraf, omringd door dodelijk magneetveld, zeer hoge gasdruk op grotere diepten, zware stormen, hoge kans op inslag van grote kometen en asteroïden

De omgeving
Jupiter kent geen vast oppervlak, maar verdicht zich op zeer grote diepte uiteindelijk tot een bol metallisch waterstof (wat het enorm sterke magnetische veld opwekt). Astronomen veronderstellen dat de kern van Jupiter mogelijk rotsachtig is.

Artist impression van de afdaling van Galileo in Jupiters atmosfeer.

Artist impression van de afdaling van Galileo in Jupiters atmosfeer.

Naarmate je dieper in de atmosfeer (of planeet) afdaalt, vormen zich wolken van achtereenvolgens ammonia, ammoniumwaterstofsulfide en water. Niet verrassend is de diepte waar waterwolken voorkomen (drie tot zeven bar), ook de diepte waar de temperaturen voor mensen leefbaar zijn. Het uitzicht op deze plaats is vermoedelijk één van de spectaculairste van het zonnestelsel, met voortdurend veranderende bewolking van verschillende kleur. Het zonlicht op Jupiter is meer dan twintig keer zwakker dan op aarde. De planeet produceert 1,7 maal meer warmte in haar inwendige dan de zon levert. Het gevolg: ingewikkelde en spectaculaire weerpatronen.

Jupiter wordt geteisterd door voortdurende stormen met windsnelheden tot vierhonderd kilometer per uur. De grootste storm, de Grote Rode Vlek, is enkele malen zo groot als de aarde en bestaat al zeker sinds 1830. We weten sinds de afdaling van de meetsonde Galileo veel meer van de samenstelling van de atmosfeer, maar de meeste verschijnselen worden nog niet goed begrepen.

Hoe reis je naar Jupiter?
Jupiter is al door diverse ruimtesondes bezocht. De planeet bevindt zich op meer dan vijf maal zo grote afstand van de zon dan de aarde. De afstand tot de aarde varieert van zeshonderd tot negenhonderd miljoen kilometer. De reistijd naar Jupiter ligt door deze enorme afstand met chemische raketten rond enkele jaren. Wanneer atoomraketten worden ingevoerd of gebruik kan worden gemaakt van zonnezeilen en magnetische remming op het magneetveld van Jupiter, kan de reistijd terug worden gebracht naar enkele maanden of minder.

Hoe bewoonbaar is Jupiter?
Jupiter is één van de, zoals een leidinggevende zou zeggen, uitdagender omgevingen in het zonnestelsel. De straling vlak bij het oppervlak van Jupiter is zo dodelijk, dat je de LD50, de voor mensen dodelijke dosis van 5 sievert, al binnenkrijgt in drie uur. De dikke gaslaag van Jupiter biedt echter een redelijke bescherming op grote diepte. Een groter technisch probleem is de combinatie van temperatuur en gasdichtheid. De temperatuur van de omgeving mag maximaal twintig graden zijn om oververhitting te voorkomen.

Jupiter bestaat bijna helemaal uit het lichtst denkbare gas (waterstof; lucht is veertien keer zo dicht). Daarom zijn er maar twee strategieën die kunnen werken: een aerostaat (in lucht drijvend object) met onderdruk (dus sterke en zware wanden, dus deze moet extreem groot zijn om het gewicht van die wanden weer goed te maken) of actieve opstuwing, bijvoorbeeld een voor altijd rondvliegend vliegtuig of straalstuwing. Dit laatste zou je uiteraard kunnen combineren met gasmijnbouw.

Een permanente basis op Venus zal moeten drijven in de atmosfeer. Het oppervlak is te heet.

Een permanente basis op Jupiter zal moeten drijven of vliegen in de atmosfeer.

Voordelen van een kolonie op Jupiter
Er is maar één echt zinnige reden om een nederzetting, drijvend in Jupiter te willen bouwen: de enorme helium-3 voorraden. Helium-3 is op aarde extreem schaars en zeer gewild bij koude-experimenten. Een gram helium-3 levert  bij kernfusie netto waarschijnlijk rond de zestigduizend kilowattuur, zonder dat er neutronen (die andere atoomkernen radioactief maken) vrijkomen. Om deze reden geloven veel mensen heilig in helium-3 als oplossing voor onze energieproblemen. Met plm. 350 ton helium-3 kan je het totale elektriciteitsverbruik per jaar dekken. De belangrijkste bouwstoffen, koolstof, waterstof, zuurstof, stikstof en fosfor zijn aanwezig in de atmosfeer en kunnen gewonnen worden.

Verder is de atmosfeer van Jupiter uit wetenschappelijk oogpunt zeer interessant. Er zullen ons vermoedelijk nog de nodige verrassingen te wachten staan. Vroeger werd geloofd dat er op Jupiter zwevende levensvormen zouden kunnen bestaan. Het is nog steeds niet uit te sluiten (maar wel onwaarschijnlijk) dat dat inderdaad het geval is (zo zijn er ook op aarde bacteriën bekend die in de wolken leven). Ook op Jupiter komen waterwolken voor. Bacteriën zijn extreem taai en veelzijdig. Onze ervaring op aarde heeft ons geleerd het leven niet te onderschatten.

Gevaren op Jupiter
De atmosfeer bevat geen vrije zuurstof. Hoger in de atmosfeer zijn er giftige wolken ammonia en waterstofsulfide-ammonia verbindingen. De zeer sterke winden en sterke bliksemontladingen (tien keer zo sterk als op aarde) betekenen een voortdurend risico. Als je omlaag valt op Jupiter, is er geen redden meer aan. Je belandt dan in de extreem hete en dichte gaslagen in de kern.
De zwaartekracht is zeer hoog, maar vermoedelijk kan het menselijk lichaam zich hieraan geleidelijk aanpassen, bijvoorbeeld door de botmassa, spierdiktes en capaciteit van het hart toe te laten nemen.

Jupiter wordt ook wel de stofzuiger van het zonnestelsel genoemd, omdat het merendeel van de rondzwervende brokken ruimtepuin uiteindelijk door Jupiter wordt opgeslokt. Dit heeft heel veel catastrofale inslagen  op aarde voorkomen. Het komt daarom geregeld voor dat asteroïden of kometen op Jupiter inslaan, denk bijvoorbeeld aan de spectaculaire inslag van Shoemaker-Levy 9. Zit je ruimtekolonie toevallig op die plek, dan heeft dat uiterst akelige gevolgen.

Stormen op Jupiter zijn vele malen groter en heviger dan op aarde.

Stormen op Jupiter zijn vele malen groter en heviger dan op aarde.

Hoe zou een kolonie op Jupiter er uit zien?
Een ruimtestation in een baan om Jupiter is alleen interessant voor mensen die hun laatste uren op spectaculair akelige wijze willen doorbrengen (zo zie je voortdurend flitsjes omdat er radioactieve deeltjes door je oogbol razen). Er zijn dus twee mogelijkheden: een enorme zwevende stad of een enorm zwaarder-dan-lucht vliegtuig dat voortdurend blijft vliegen, beide op veilige diepte.

Een drijvende kolonie in de atmosfeer van Jupiter zal erg groot moeten zijn: denk aan vele honderden meters tot enkele kilometers in doorsnede om voldoende drijfvermogen te krijgen. Die beperking is er uiteraard niet voor een vliegtuig-stad. Vermoedelijk zal het leven in een kolonie op Jupiter veel weg hebben van dat op een booreiland of Antarctisch onderzoeksstation, maar dan wel een uur moeten wachten op antwoord vanaf de aarde. In het gunstigste geval. Niet aan te bevelen voor mensen met heimwee dus.

Hoe is Jupiter tot leefbare wereld om te bouwen?
Jupiter bevat meer dan twee keer zoveel massa als alle andere planeten samen. Dit, met de enorme afstand tot de zon en het ontbreken van een vast oppervlak maken het vrijwel onmogelijk om Jupiter tot aardachtige planeet om te bouwen. Daarvoor zou je bijvoorbeeld Jupiter moeten inkapselen in een vaste schil, die overdekken met water en gesteente en enorme hoeveelheden zonlicht naar de planeet moeten kaatsen. Mogelijk zou je op een of andere manier de vaste kern van Jupiter er uit kunnen halen.

Het is uiteraard slimmer om gebruik te maken van de unieke eigenschappen van de planeet. Met enige biologische aanpassingen zouden mensen kunnen leven op drijvende platforms diep in de stormachtige atmosfeer van Jupiter. Je kan ook door bio-engineering mensen kunnen ombouwen tot enorme gaszakachtige wezens, die leven van bijvoorbeeld de elektrische ontladingen. Niet dringen.

De waterstof kan waarschijnlijk in de verre toekomst zelf worden gefuseerd tot andere, bruikbaarder  elementen (en hierbij ook nog veel energie opleveren).

In zijn SF-serie 2001: A Space Odyssey beschreef SF-schrijver Arthur C. Clarke aliens die Jupiter veranderden in een miniatuurzon om zo de wezens op de Jupitermaan Europa een kans op evolutie te geven. De massa van Jupiter is weliswaar te laag om kernfusie mogelijk te maken – de kleinste rode dwergster is tachtig keer zo zwaar – maar mogelijk bestaan er katalysatoren om fusie bij lagere drukken en temperaturen toch mogelijk te maken. De vraag is echter of dat wel zo slim is. Je kan beter de fusie-energie rechtstreeks gebruiken.

Het helium op Jupiter zou kunnen worden gebruikt om een enorme supercomputer, zo groot als een planeet, te koelen tot vlak bij het absolute nulpunt. Hiermee zou je een enorme virtuele wereld kunnen simuleren. Wat er uiteindelijk écht met Jupiter zal gebeuren? Waarschijnlijk zullen onze verre nazaten heel andere plannen hebben dan we ons voor kunnen stellen, maar dat ze de grootste grondstoffenvoorraad in het zonnestelsel links laten liggen is niet erg waarschijnlijk…

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

5 reacties

  1. hannes schreef:

    Met ‘assemblers’ (zichzelf vermenigvuldigende minirobotjes) zou je planeetmassa’s in de orde van Jupiter binnen een paar decennia kunnen ontmantelen en hergebruiken in ‘nuttigere’ constructies als ruimtekolonies. Men zou kunnen beginnen om een aan de jupiteromgeving aangepaste zaad assembler naar Jupiter te sturen die zich vervolgens exponentieel gaat vermenigvuldigen waarbij de atmosfeer (en aanvankelijk ook de Jupiter manen) als grondstof dient voor deze ‘geboortegolf’. Na een korte tijd zal dan een enorme hoeveelheid assemblers in de atmosfeer aanwezig zijn die dan gezamenlijk aan de slag kan gaan als mijnbouwers. De benodigde energie kunnen de assemblers uit waterstof fusie halen en uit de ontstane thermische energie die snel genoeg het snel slinkende restant van Jupiter uitstraalt. Benodigde andere atomen dan waterstof kan eveneens via fusie van waterstof worden gemaakt. Het klinkt wellicht overdreven dat Jupiter binnen enkele tientallen jaren ontmanteld kan worden maar exponentiële processen gaan op den duur ook enorm snel…

  2. hannes schreef:

    Ik heb overigens ook al eens gelezen dat op den duur zelfs sterren met deze techniek volledig ontmanteld kunnen worden en ook in verbazend korte tijd.

  1. 18 mei 2011

    […] is echter een zeer geschikt bouwmateriaal voor de ijsmanen die om Jupiter draaien. Bij de zeer lage temperaturen op bijvoorbeeld Ganymedes, Europa en Callisto is ijs zo hard […]

  2. 23 mei 2011

    […] Bij een planeet ter grootte van Jupiter zou de effectieve temperatuur nauwelijks dalen – Jupiter zendt nu al bijna 2,5 maal zoveel warmte uit als de planeet ontvangt van de zon. Ook een superaarde […]

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger