Je leest:

Rijk worden op de maan

Rijk worden op de maan

Auteur: | 30 september 2004

Op de maan zijn allerlei dingen te vinden waar hier op aarde gebrek aan is. Voor miljarden dollars aan helium bijvoorbeeld: genoeg om de hele wereld van energie te voorzien. En zonnepanelen zullen er een enorme opbrengst hebben.

“Op aarde hoef je niet te zoeken naar een oplossing voor het energieprobleem. Fossiele brandstoffen raken op en wind- en zonne-energie dekken hooguit een fractie van de energiebehoefte. Energiecentrales buiten de aarde zouden wel een oplossing kunnen zijn. In ruimtevaartkringen denkt men al jaren aan enorme zonnepanelen die ongehinderd door het aardse wolkendek zonnestraling zouden kunnen opvangen. Maar waarom zou je energiecentrales in een baan om de aarde brengen als je ze veel goedkoper op de maan kunt bouwen? Op de maan heb je alle grondstoffen voor de productie van zonnecellen. Omdat de zwaartekracht er geringer is, kun je er ook veel grotere panelen dan op aarde plaatsen. De elektrische energie die je op de maan uit zonnestraling wint, stuur je met microgolf-lasers naar de aarde. Hier vang je de straling met grote antennes op en zet hem ter plekke om in elektriciteit.”

Volgens het internationale maangenootschap LUNEX is er in de niet al te verre toekomst industrie op de maan. Grote zonnepanelen zetten zonlicht om in elektrische energie en uit de bodem worden waardevolle delfstoffen gewonnen. De technicus op de voorgrond is goed beschermd door een stijf pak met meebewegende delen rond de gewrichten.

Bron: Pat Rawlings/SAIC/NASA JSC, Mark Dowman en Mike Stovall/Eagle Engineering, Inc./NASA JSC, Clementine/BMDO/NSSDC, LunaCorp/Robotics Institute

Aan het woord is David Criswell, directeur van het Institute for Space Systems Operations aan de universiteit van Houston en, zoals hij zichzelf noemt, pleitbezorger voor het gebruik van de maan als stopcontact. “Echt waar,” benadrukt Criswell, “over vijftig jaar kan een lunar solar power-systeem (LSP) zoveel zonne-energie winnen dat de hele wereldbevolking ervan profiteert.”

Voor Criswells ‘maan-energie’ is geen nieuwe technologie nodig. De truc, zegt Criswell, zit ’m in de chemische samenstelling van de maanbodem. Maanrots bevat siliciumoxyde voor de vervaardiging van zonnecellen. Ook zit er genoeg ijzer en aluminium in voor de dragende constructie van de zonnepanelen. En dan is er nog het maanstof. Dat bevat naast de eerder genoemde materialen ook glasbolletjes. Daaruit kunnen glasvezels en keramische materialen worden gemaakt.

Twee ‘maanwerkers’ van het toekomstige bedrijf LUNOX (Lunar Oxygen) in overleg op een van de plaatsen waar naast zuurstof ook ijzer, aluminium, magnesium en titanium worden gewonnen. Bron: Pat Rawlings/SAIC/NASA JSC, Mark Dowman en Mike Stovall/Eagle Engineering, Inc./NASA JSC, Clementine/BMDO/NSSDC, LunaCorp/Robotics Institute

Terug naar de maan!

De prijs voor zo’n maanenergiesysteem? “Ongeveer 150 miljard dollar om terug te keren naar de maan en daar centrales op te zetten voor een totaal vermogen van 20 biljoen watt,” schat Criswell. “Dat is weliswaar tweemaal het bedrag dat werd uitgegeven aan het Apollo-project, maar als de zonne-energiecentrales eenmaal op volle toeren draaien, brengen ze hun geld dubbel en dwars op. De elektriciteit hoeft de aarde maar één dollarcent per kilowattuur te kosten. Vergeleken met de elektriciteitsprijs van conventionele energiecentrales besparen we daarmee duizend miljard dollar per jaar. Er is alleen maar lef voor nodig om die stap nu al te zetten.”

Die nuchtere, economische berekening klinkt het internationale maangenootschap LUNEX (afkorting van Lunar Explorers Society) als muziek in de oren. LUNEX, dat in juli 2000 werd opgericht en dat een jaar later in het Parijse wetenschapsmuseum Palais de la Découverte zijn eerste internationale vergadering hield, wil ook niets liever dan terug naar de maan om er dit soort toekomstplannen te verwezenlijken.

Het is maar twee dagen reizen naar de maan. Omdat er iets te halen valt zullen er weer allerlei vluchten en landingen gaan plaatsvinden.

Bron: Pat Rawlings/SAIC/NASA JSC, Mark Dowman en Mike Stovall/Eagle Engineering, Inc./NASA JSC, Clementine/BMDO/NSSDC, LunaCorp/Robotics Institute

“Toen we bij ESTEC in Noordwijk ons genootschap oprichtten, vergeleken we de Europese plannen voor maanverkenning met de Amerikaanse, Japanse, Chinese en zelfs Indiase missies die op stapel stonden,” vertelt Bernard Foing. Hij is wetenschappelijk projectleider van de Europese maansatelliet SMART-1 en eerste voorzitter van LUNEX. “We kwamen toen tot de conclusie dat we niet alleen wetenschappelijk onderzoek moesten doen, maar de maan ook voor de hele mensheid nuttig moesten maken. Om op Criswells plannen terug te komen: in grote delen van India en Afrika zit de plattelandsbevolking zonder elektriciteit. Er zouden miljarden moeten worden uitgegeven om de opwekking en distributie ervan daar mogelijk te maken. De mensen daar zijn dus echt geholpen als we er opvangstations voor goedkope maanenergie kunnen plaatsen.” Dat LUNEX niet alleen staat in zijn plannen om de maan te bestormen blijkt ook uit de vele plannen die de laatste jaren worden gemaakt. Sinds de Amerikaanse robotverkenners Clementine (1996) en Lunar Prospector (1998) aanwijzingen vonden voor de aanwezigheid van waterijs in eeuwig donkere kraters aan de maanpolen, denken velen het voor menselijke consumptie te kunnen ontginnen. Als er water op de maan kan worden gewonnen, hoeven we dat er niet meer voor veel geld (40.000 gulden per liter) heen te brengen.

Eind vorige eeuw vonden de Amerikanen aanwijzingen voor ijsafzettingen in eeuwig beschaduwde kraters aan de maanpolen. In de buurt van dat waterijs treffen we dus de eerste maanbasis aan. Met behulp van zonne-energie smelt het ijs onder de koepel en vormt zo een prachtig meertje. Bron: Pat Rawlings/SAIC/NASA JSC, Mark Dowman en Mike Stovall/Eagle Engineering, Inc./NASA JSC, Clementine/BMDO/NSSDC, LunaCorp/Robotics Institute

Heliumkoorts

Behalve voor menselijke consumptie is maanwater ook bruikbaar als raketbrandstof. Water kan worden gesplitst in waterstof en zuurstof, die (net als in de motoren van de space shuttle) met een knalgasreactie in stoom worden omgezet. De maan kan zelfs als springplank dienen voor reizen naar Mars en nog verder. Maar dat is natuurlijk toekomstmuziek. Ondanks de prachtige ontdekkingen die ongetwijfeld op de rode planeet kunnen worden gedaan, duurt een een retourtje Mars nog altijd minstens een jaar (een zogenaamde ‘sprintmissie’ van zeven maanden heen, een verblijf van een maand en een terugreis van vier maanden). Mocht er iets misgaan op de maan, dan ben je in nog geen twee dagen veilig terug op aarde.

Omdat op de maanpolen water aanwezig is, zullen daar de meeste bases gebouwd worden. De aarde staat er altijd laag boven de horizon. Bron: Pat Rawlings/SAIC/NASA JSC, Mark Dowman en Mike Stovall/Eagle Engineering, Inc./NASA JSC, Clementine/BMDO/NSSDC, LunaCorp/Robotics Institute

“Juist die nabijheid van de maan maakt dat hij van onschatbare waarde is,” zegt Gerald Kulcinski van het Fusion Technology Institute aan de universiteit van Wisconsin-Madison. “Daardoor kun je gemakkelijk op en neer om helium-3 te halen. Helium-3 vormt de perfecte brandstof voor de derde generatie kernfusiereactors. Die kunnen daarmee werken zonder enige radioactieve straling te produceren. Op aarde is helium-3 ontzettend duur. In totaal hebben we er hier niet meer dan tweehonderd kilo van. Maar op de maan, waar geen atmosfeer is, regent het voortdurend neer uit de zonnewind van geladen deeltjes. Uit bodemmonsters die door de Apollo-astronauten zijn meegenomen weten we dat het bovenste laagje van de maanbodem minstens een miljoen ton helium-3 bevat. Eén ton helium-3 levert tienduizend megawatt-jaar aan energie op. Dezelfde hoeveelheid energie krijg je als je 130 miljoen vaten olie verstookt. Bij de huidige olieprijs vertegenwoordigt die ene ton helium-3 dus een waarde van 3 miljard dollar. Met honderd ton helium-3 heb je een jaar lang energie voor de hele wereld. Daarvoor hoef je maar vijf vrachtvaartuigen ter grootte van de space shuttle naar de maan te sturen. Met de huidige rakettechniek kost dat transport vijf miljard dollar. Maar je haalt er voor 300 miljard dollar energie mee op. Natuurlijk: eerst zal er een hoop geld moeten worden geïnvesteerd in afgravingen op de maan. Maar met een economische waarde van 3 miljoen dollar per kilogram is helium-3 duurder dan goud, diamant of zelfs verrijkt uranium. Ik voorspel een helium-rush naar de maan!”

Een maantank, uitgerust met boorarmen en boorapparatuur, biedt maanbewoners bij hun werkzaamheden bescherming tegen inslagen van micrometeorieten en plotseling opstekende zonnestormen. Bron: Pat Rawlings/SAIC/NASA JSC, Mark Dowman en Mike Stovall/Eagle Engineering, Inc./NASA JSC, Clementine/BMDO/NSSDC, LunaCorp/Robotics Institute

Milieugroeperingen die van Kulcinski’s plannen hoorden, reageerden verontrust op het vooruitzicht van aantasting en ongetwijfeld ook vervuiling van de maan. Maar volgens Kulcinski hoeft er geen ‘Moonpeace’ te worden opgericht omdat het afgegraven deel weer zodanig kan worden geëffend dat er vanaf de aarde niets van te zien zal zijn. Voordat de afgegraven bodem wordt teruggestort, worden er trouwens eerst nog andere bruikbare producten uitgehaald. Tot de bijproducten van de afgravingen behoren bijvoorbeeld zuurstof, stikstof, methaan en waterstof. Allemaal waardevolle stoffen voor de toekomstige maankolonies.

2020: de eerste maanbasis

Wanneer we op de maan zullen wonen? Sneller dan je misschien denkt," rekent Bernard Foing. “Ik ga ervan uit dat we vanaf 2010 robotverkenningen op het maanoppervlak zullen uitvoeren. In 2015 landen dan weer mensen op de maan en tegen 2020 hebben we een permanent bemande maanbasis met zes personen. Daarna gaat het sneller. Zes van die bases in 2030. Maandorpen met tweehonderd inwoners vanaf 2040 en een complete stad met tweeduizend inwoners in 2060. In 2069, honderd jaar na de eerste maanlanding, vormen de maanbewoners zo’n bloeiende gemeenschap dat ze zelfs de onafhankelijkheid uit zouden kunnen uitroepen.”

Waar gewerkt wordt, gebeuren ongelukken. Een van een klif gevallen maanwerker heeft zijn been gebroken en krijgt een opblaasbare spalk. Het ambulancepersoneel bekijkt via een draagbare CAT-scan en holografische displays in hun helmen de ernst van de verwonding en brengt de basis op de hoogte. Bron: Pat Rawlings/SAIC/NASA JSC, Mark Dowman en Mike Stovall/Eagle Engineering, Inc./NASA JSC, Clementine/BMDO/NSSDC, LunaCorp/Robotics Institute

Foings plan klinkt fantastisch. Maar er moet natuurlijk wel brede steun voor zijn. “Maak het eerst maar eens waar, hoor ik mensen vaak zeggen,” beaamt David Gump, directeur van het Amerikaanse bedrijf LunaCorp dat zich sinds 1989 bezighoudt met het van de grond krijgen van het maantoerisme. “Maar zodra het bedrijfsleven de eerste astronaut rond heeft laten cirkelen zal iedereen beseffen dat de ruimte niet het exclusieve domein van de NASA of andere ruimtevaartorganisaties is.” Gump denkt dat het maantoerisme dezelfde ontwikkeling zal doormaken als het reizen op aarde: “Eerst had je alleen filmsterren die zich in een DC-3 verplaatsten. Nu neemt iedereen het vliegtuig.”

Gump werkt zelf in samenwerking met het Robotics Institute van de Carnegie Mellon-universiteit in Pittsburgh aan de LunaCorp Icebreaker. Dit robotwagentje moet eind 2003 op de zuidpool van de maan moet landen om na te gaan hoe het ijs dat Clementine en de Lunar Prospector ontdekten er in werkelijkheid uitziet.

Het Amerikaanse bedrijf LunaCorp en het Robotics Institute willen in 2003 het robotwagentje Icebreaker op de maan laten landen. Hij moet op zoek naar ijs. Er zijn ook plannen voor maanwagentjesdie vanuit wetenschapsmuseums en pretparken op aarde door ruimtevaartliefhebbers bestuurd kunnen worden. Bron: Pat Rawlings/SAIC/NASA JSC, Mark Dowman en Mike Stovall/Eagle Engineering, Inc./NASA JSC, Clementine/BMDO/NSSDC, LunaCorp/Robotics Institute

De Icebreaker wordt net als de Mars Pathfinder vanaf de aarde bestuurd. Als hij het goed doet, willen we nog meer met videocamera’s uitgeruste robotwagentjes op interessante plaatsen op de maan zetten. Die kunnen dan door ruimtevaartliefhebbers vanaf de aarde bestuurd worden. De ontdekkingsritten van de wagentjes zijn in planetaria, musea of in showrooms van autodealers te volgen. Op die manier probeer ik het aan het grote publiek te verkopen. Of de terugkeer naar de maan ooit geld op zal brengen? Omdat het nu alleen nog maar om investeringen gaat, valt er voorlopig geen droog brood aan de maan te verdienen. Als ik lezingen houd, maak ik weleens de grap dat je met de maanvaart alleen miljonair wordt wanneer je er als miljardair mee begint. Maar dat is de situatie op dit moment en er moet er natuurlijk ooit een keerpunt komen. Jullie Nederlanders deden vroeger toch ook eerst ontdekkingsreizen voordat jullie handel gingen drijven?"

De maan beschermt de aarde

Wat zou de aarde zijn zonder maan? De Amerikaanse SF-schrijver Isaac Asimov speculeerde daar al over in zijn ‘Foundation’- en ‘Robot’-series. In die romans heeft de mensheid zich over de Melkweg verspreid. Er wordt gezocht naar de planeet van herkomst, die volgens de overlevering vergezeld wordt door een abnormaal grote maan.

Asimovs redenering was zo gek nog niet. Steeds meer onderzoekers denken dat de maan verantwoordelijk was voor de ontwikkeling van het leven op aarde. De maan is veel groter dan welke andere satelliet ten opzichte van zijn eigen planeet in ons zonnestelsel.

De aarde en de maan. Bron: NASA

De oceanische getijden worden voornamelijk veroorzaakt door de maan; de invloed van de zon is slechts half zo groot. De getijden oefenden een doorslaggevende invloed uit op de evolutie van schelpdieren en ander amfibisch leven. Door het bestaan van getijdenzones (oevers en kustgebieden die bij eb aan de lucht zijn blootgesteld en bij vloed onder water liggen) moesten planten en dieren zich zo ontwikkelen dat ze ook op het land konden overleven.

De getijden die we nu kennen zijn nog geen fractie van wat ze oorspronkelijk waren. Ongeveer 4,5 miljard jaar geleden botste een object dat groter was dan Mars op de aarde. De maan ontstond uit de ring van puin die als gevolg van die botsing om de aarde cirkelde. Een miljard jaar later draaide de maan nog steeds dicht rond de aarde. Die nabijheid veroorzaakte reusachtige getijden. Door de getijdekrachten werden de kernen van beide hemellichamen verhit. De verhitting nam pas af naarmate de wrijving die door de getijden werd veroorzaakt de aarde langzamer liet ronddraaien en de maan tegelijkertijd verder van de aarde wegduwde.

Sommige eigenschappen van de aarde zijn hoogst ongewoon en vermoedelijk het gevolg van de langdurige verhitting van de kern. In tegenstelling tot andere rotsachtige planeten, zoals Venus of Mars, heeft de aarde nog steeds een gesmolten kern. Door de hitte van de kern zijn er vulkanen en verschuiven de continenten. Bovendien ontstonden door die continentverschuiving geïsoleerde gebieden waar zich heel andere planten- en dierensoorten ontwikkelden.

De stromingen in de kern maken van onze planeet een heel krachtige magneet. Het magnetisch veld strekt zich tot op grote afstand rondom de aarde uit en beschermt het leven tegen dodelijke uitbarstingen van de zon en schadelijke kosmische straling. Sterrenkundigen toonden aan dat de maan de aarde ook in toom houdt. Als de stand van de aardas net als bijvoorbeeld die van de planeet Mars sterk zou schommelen, dan was ons klimaat al snel onleefbaar.

Zonder de maan had het leven op aarde zich misschien nooit in zo’n grote verscheidenheid ontwikkeld. Als de maan dus ook nog eens het aardse energieprobleem oplost, hebben we wel héél veel aan dit hemellichaam te danken.

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van Astronet.
© Astronet, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 30 september 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.