19 oktober 2018

Over Terravorming van Mars, Psyche Station en Elon Musk

Het idee van wonen op Mars door middel van de creatie van een aardse atmosfeer zou voor een ‘geschikt/ongeschikt’ label zoals bij de wervingscampagne van defensie uitgereikt wordt toch vooral voor ‘ongeschikt’ in aanmerking komen. Hoe graag aanhangers van het idee, waaronder ook Elon Musk, dit ook gerealiseerd zouden zien worden in de niet al te verre toekomst is het voorlopig onbegonnen werk toont recente studie aan.

‘Terravorming’ is het hypothetisch proces van planetair engineering waarmee het oppervlak en het klimaat van Mars opzettelijk zouden worden veranderd om grote delen van de omgeving gastvrij(er) te maken voor de mens, waardoor de kolonisatie van Mars veiliger en duurzamer wordt. Met de huidige state-of-the-art technologie behoort terravorming op Mars voorlopig niet tot een van de opties om Mars enigszins bewoonbaar te maken voor de mens zonder continu gebruik te hoeven maken van zogeheten life-support systemen. De aanhangers van de terravorming methode stellen het vrij laten komen van broeikasgassen (gassen in een atmosfeer die binnen het thermische infraroodbereik stralingsenergie absorbeert en uitzendt. Dit proces is de fundamentele oorzaak van het broeikaseffect. De primaire broeikasgassen in de atmosfeer van de aarde zijn waterdamp, koolstofdioxide, methaan, stikstofoxide en ozon) voor om zo de atmosfeer dikker te laten worden en de temperatuur te laten stijgen opdat vloeibaar water zich aan de oppervlakte in een stabiele toestand houdt, noch verdampt noch bevriest. Maar de meest recente studie over dit onderwerp ‘Inventory of CO2 available for terraforming Mars‘* doet deze hoop in figuurlijke zin compleet verdampen.

Het is een van de veel besproken manieren de afgelopen twintig jaar om wonen op Mars mogelijk te maken. Hoe het bewerkstelligd  zou kunnen worden door een atmosfeer te produceren die is samengesteld uit warmte vasthoudende broeikasgassen om temperatuur en druk op Mars te verhogen. Deze broeikasgasssen op Mars zijn opgesloten in het ijs van de planeet aan de poolkappen en in de grond. Als het systeem zichzelf in stand kan houden is het beter zoals andere aangedragen ideeën als permanent onder de grond in ingegraven habitats te wonen of continu met een zwaar ruimtepak aan naar ‘buiten’ te gaan. Elon  Musk heeft in het verleden al geopperd dat je thermonucleaire bommen op het ijs aan de polen zou kunnen laten vallen om het op te warmen om zo de koolstofdioxide vrij te laten komen. Dat riep destijds, in 2015, vele, vaak negatieve reacties op maar er waren ook wetenschappers die het idee nog niet zo slecht vonden. Zie ook hier enkele quotes uit o.a. de Britse Ibtimes  Dr. Malcolm McDonald, satelliet expert van de Schotse Strathclyde University, en Matthew Genge, planetair wetenschapper van het Imperial College Londen, Musks idee in ieder geval serieuze consideratie gaven; ‘Although this concept sounds very odd, Macdonald stresses that we should not be too hasty to dismiss Musk as he has probably thought his idea through, and it might make sense if he took the time to explain it.’ Het zou alleen waarschijnlijk wel eeuwenlang duren voor het zover is, Genge voegt er namelijk aan toe; ‘He (Elon Musk) has a point. If we wanted to terraform Mars quickly, the way to do it would be to evaporate those ice packs, but I don’t think we can turn enough ice into gas using nuclear weapons. It would take 10 centuries,’ aldus Dr Genge. Het zou alleen de zoektocht naar sporen van leven op of onder de Mars grond aanzienlijk frustreren daar er alles aan gedaan wordt om het daar zo schoon mogelijk te houden. Het hield in ieder geval de gemoederen drie jaar geleden flink bezig getuige de talloze berichten hierover.

Terraforming Mars credits; Sci News

Dr. Genge die in het artikel over Musk verder gaat met dit onderwerp had inderdaad wat de terraforming op Mars betreft wel een vooruitziend oog. De nieuwe hierboven genoemde wetenschappelijke studie van de beide doctors Bruce Jakosky en Christopher Edwards resp. van de Geologische afdeling van de Universiteit van Colorado te Boulder en van de Northern Arizona University analyseerden de hoeveelheid koolstof houdende mineralen en het voorkomen van CO2 in het poolijs  Bij hun analyse lag de focus op het CO2 en waterdamp, eigenlijk de enige bronnen die in voldoende mate aanwezig zijn om broeikaseffecten te kunnen veroorzaken. Jakosky en Edwards kwamen tot de conclusie dat Mars inmiddels zoveel van zijn potentiële broeikasgassen in de ruimte verloren heeft  gedurende miljarden jaren dat er nu geen mogelijkheid is om de resterende atmosfeer om te zetten in een meer ‘aardse’ atmosfeer met de beschikbare technologie. De studie heeft hierbij  niet alleen naar de poolkappen gekeken maar naar de bewerking van alle beschikbare natuurlijke hulpbronnen en grondstoffen op Mars om daarmee kunstmatig een atmosfeer te creëren. De atmosferische druk, die nu rond de 0.6 procent van die van de aarde schommelt, zou slechts stijgen met enkele procenten. zo rond de 7 % komen ze op uit maar meer zit er niet in. De studie is gebaseerd op metingen  in de afgelopen 15 jaar door de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), Odyssey en MAVEN Deze hebben gemeten hoeveel effectieve broeikasgassen, koolstofdioxide en water er op Mars beschikbaar zijn. De metingen, in combinatie met kennis van de inventarissen van kooldioxide en water op Mars van deze combinatie van oudere alsook de meest recente ruimtemissies, laten zien dat broeikasgassen die opgesloten zijn in de ijskappen en de Mars grond niet voldoende zijn om de nodige opwarming te bieden. Om de temperatuur te doen stijgen opdat het water kan verdampen zijn eerder ook Chemische stoffen voorgesteld als op fluorine gebaseerde componenten, maar daar deze een korte levensduur hebben komen ze vooralsnog niet in aanmerking. Mocht het lukken om toch m.b.v. explosieven of chemische stoffen die grotere hoeveelheden zonnestraling kunnen absorberen om de pool ijskappen te doen verdampen dan nog zal het CO2 gehalte slechts 1.2 procent van die van de aarde bevatten. Verhitting van Mars grond alsook mineralogische bronnen is ook als optie voorgesteld, zou slechts nog enkele procenten toevoegen maar dan zou men grote hoeveelheden over een diepte van tientallen meters moeten ontginnen.

16 Psyche

Een flink aantal reacties op het artikel ging in op het feit dat leven en wonen op Mars sowieso een onhaalbare kaart is, ook met terravorming, daar op Mars er geen magnetisch veld aanwezig is om te beschermen tegen zonnewind en kosmische straling. Een projectvoorstel uit 2009, later verder uitgewerkt in een publicatie uit 2016 door een Japans bedrijf om een kunstmatig magnetisch veld te creëren is een bijzonder plan. De bedenkers hiervan zouden banen vol magneten rond de planeet willen plaatsen.*** Vooralsnog slechts op papier is er nog de andere optie die veelvuldig terugkeert. Het gebruik van asteroiden door bewoning hiervan of gebruik van delen ervan voor extra massa vorming op planeten. Een m.i. interessante reactie gegeven door ‘Kahuna’, ik citeer; Terra forming Mars would take centuries,and is very doable, but likely, not worth the effort. Building habitats from scratch or from existing large asteroids like Ceres would likely be a much more ‘cost effective’ approach. People haven’t realized yet how little we actually need planets once we learn to live in space. The high gravity of planets makes getting on and off of them energy intensive. This is why the Moon and then Ceres and 16 Psyche are the most valuable properties aside from earth in our solar system.’

Psyche Station credits; 3Develop Beeldblog

Het voorstel om asteroïden te bewonen en het nadeel van wonen op een planeet, het ontstijgen van de zwaartekracht is zeer energie intensief, is vorig jaar in een uitgebreid artikel verschenen in Ruimtevaart 2017/2 van de hand van Frans Blok. In het artikel getiteld ‘Psyche Station: wonen in een asteroïde’ wordt dit als een alternatief aangedragen voor wonen op een planeet. De asteroïde 16 Psyche, ontdekt in 1852, is grillig van vorm, meet als grootste lengte 253 km, is gelegen in de asteroïdengordel tussen de banen van Mars en Jupiter. In vijf jaar draait het zijn ronde om de zon, en i.p.v. uit steen en ijs bestaat het vooral uit nikkel en ijzer. Deze metalen asteroïde zal rond 2030 bezocht worden door de Psyche ruimtesonde die door NASA gelanceerd zal worden in 2023. Blok maakte aan de hand van het concept-idee van Shaun Moss wiens voorstel een enorme ruimtekolonie in 16 Psyche te kunnen huisvesten, met opwekking van kunstmatige zwaartekracht en verlichting  en d.m.v. spiegels om het zonlicht binnen te leiden, enkele artistieke impressies. Bloks impressie ging uit van een kleiner Psyche Station dan Moss, Moss gaat uit van een cilinder van 180 bij 53 km, met 28.000  km2 bijna zo groot als Nederland, Bloks concept beslaat een buisvormige cilinder van 10 km in diameter, constructies met pittoreske, deels ‘groene’ landschappen. Het artikel stipt verder ook een reeks boeken aan die gebaseerd zijn op dit thema. Gerards O’Neills, The High Frontier; Human colonies in Space’,  ‘Rendez-Vous with Rama’ van Arthur C. Clarke, ‘Eon’ van Greg Bear uit 1987, de Mars-trilogie (1993-93) van Kim Stanley Robinson en van dezelfde auteur,  ‘2312’ uit 2012. Bronnen; Sci News / Ruimtevaart 2017 nr. 2 / Wikipedia / MarsDaily

 

 

* B.M. Jakovsky en C.S. Edwards, ‘Inventory of CO2 available for terraforming Mars’, Nature Astronomy 2, 30 july 2018

**https://www.ibtimes.co.uk/elon-musk-wants-nuke-mars-scientists-say-its-not-crazy-it-sounds-1519430

***Motojima, Osamu; Yanagi, Nagato (May 2008). “Feasibility of Artificial Geomagnetic Field Generation by a Superconducting Ring Network” (PDF). National Institute for Fusion Science (Japan). Retrieved 2016-06-07.

Reacties

  1. Tja, geen magnetisch veld en te weinig zwaartekracht om een atmosfeer vast te houden; onbegonnen werk.
    De samenstelling is nu:
    Koolstofdioxide (CO2) 95.32 %
    Koolstofmonoxide (CO) 0.07 %
    Stikstof (N2) 2.7 %
    Zuurstof (O2) 0.13 %
    Argon (Ar) 1.6 %
    Water (H2O) 0.03 %
    Maar er zijn trucs… perfluorocarbon, al vaak aangehaald in films, en het werkt!
    https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_breathing

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.