dinsdag 10 februari 2015

Star Wars in Vredestijd

Waar Studium Generale aan de Universiteit Twente een gevestigd instituut in, was een dergelijke activiteit aan de Enschedese hogeschool een schaars verschijnsel. In Deventer, waar geen universiteit is, bestaat al 20 jaar een Studium Generale aan de Saxion Hogeschool en dit jaar probeert men deze activiteit vanuit Deventer ook naar de Saxion-vestiging in Enschede uit te breiden waarbij men vooral aansluiting zoekt bij de technische studierichtingen die juist in Twente zijn gevestigd. En als je het over technologie hebt, dan heb je het kennelijk over “Star Wars” en “Artificial Soldiers”. In ieder geval zijn dat de onderwerpen voor de eerste twee Studium Generale bijeenkomsten aan de Saxion Hogeschool waarvan de eerste vanmiddag plaatsvond en de tweede volgende week donderdagmiddag plaats zal vinden. De eerste in samenwerking met de opleiding Bouwkunde, de tweede met het lectoraat Ethiek & Techniek.


De bijeenkomst “Star Wars in Vredestijd” had als ondertitel “Over Maanmijnbouw & Buitenaards wonen en werken”. En dat sluit al wat meer aan bij Bouwkunde, want, zoals de gespreksleider en lector “Innovatieve technologie in de bouw”, Mieke Oostra, in haar openingswoord zei, levert het vestigen van koloniën op de maan of op mars uitdagingen voor bouwkundigen op, bijvoorbeeld in de keuze voor bouwmaterialen en constructies omdat, vanwege de veel mindere zwaartekracht, bepaalde constructie mogelijk of juist onmogelijk zijn die op aarde als vanzelfsprekend worden ervaren.
De eerste inleider was de maandeskundige en wetenschapsjournalist Carl Koppeschaar. Hij haakte toch aan bij de titel “Star Wars” en memoreerde dat de mogelijkheid van buitenaards leven als bedreiging wordt gezien waartegen we ons moeten wapenen. In veel science fiction films zien buitenaardse wezens er nog verdacht menselijk uit (wijken eigenlijk alleen af door hun puntoren of door een hoorn op hun hoofd), maar het kunnen net zo goed afschuwelijke monsters zijn. Sterrenkundigen hebben in het verleden meerdere schattingen gemaakt hoe groot de kans op buitenaards leven is en komen tot de conclusie dat de kans hierop toch wel vrij groot is.

Een zeker Fermi, volgens Koppeschaar betrokken bij de ontwikkeling van de (Amerikaanse) atoombom, stelde toen als eerste de vraag die sindsdien als de “Fermiparadox” bekend staat: als het bestaan van buitenaards leven zo aannemelijk is, waar zijn ze dan? Dan zouden we toch van een andere beschaving hebben moeten horen, ze langs hebben moeten zien komen en misschien zelfs wel door hen gekoloniseerd moeten zijn? Dat is een zeer reële vraag waar verschillende antwoorden op gegeven worden.

In de eerst plaats de freaky antwoorden: ze zijn hier (UFO’s); we stammen van hen af (“Waren de goden kosmonauten?”) of “ze hebben ons gekoloniseerd en houden ons als het ware in een dierentuin om ons te bestuderen zonder dat wij in de gaten hebben dat we geobserveerd worden”.

Dan zijn er antwoorden met al een iets grotere mate van redelijkheid: in zijn aannames dat we, als er buitenaards leven is, we toch zeker iets van hen gemerkt zouden moeten hebben, heeft Fermi de problemen van communicatie onderschat, of de problemen met interstellair reizen (dat kunnen wij immers ook nog steeds niet) of dat een hoogbeschaafde samenleving zichzelf ook kan vernietigen (zoals wij bijna gedaan hebben met onze atoombommen).

Een laatste set antwoorden legt de problemen nog wat fundamenteler: er zijn toch minder geschikte planeten om leven te ontwikkelen dan we denken en het ontstaan van leven überhaupt is een stuk problematischer dan over het algemeen wordt gedacht. Maar dan is de vraag wat onze aarde en de omstandigheden die hier heersen dan zo uniek maakt / maken?

En het antwoord op die vraag is, volgens Koppeschaar, de maan. Vrijwel alle andere planeten in ons zonnestelsel hebben wel één of meer manen, maar geen van die manen is (relatief) zo groot als onze maan. De maan die rond de aarde cirkelt is een kwart qua afmetingen van de aarde. Alle andere manen in ons zonnestelsel zijn veel en veel kleiner dan de planeet waar zij omheen draaien. Er is dan ooit ook wel gesuggereerd dat de aarde en de maan eigenlijk een dubbelplaneet zijn die gelijktijdig uit dezelfde materie zijn ontstaan. Maar die theorie klopt niet, omdat de aarde een duidelijk ijzerhoudende kern heeft en de maan niet. We zijn dus geen tweeling.

Een andere theorie, die het tot de jaren ’60 wel goed deed, was dat de maan, door welke oorzaak ook, uit de aarde was geslingerd. Dat zou verklaren waarom de aarde een ijzerhoudende kern heeft en de maan niet en ook voor het feit dat de isotopische samenstelling van de aarde en de maan voor de rest vrijwel hetzelfde is. Probleem is dat je de huidige positionering van aarde en maan en de rotatie van de laatste rond de eerst op geen enkele moment uit een dergelijke slinger kunt berekenen.

De derde theorie is dat de maan van elders komt en door de aarde zou zijn ingevangen toen deze toevallig een keer langs kwam. Maar dan hebben we het probleem van de vrijwel gelijke isotopische samenstelling van aarde en maan.

De huidige theorie is een inslagtheorie: een schampende botsing door een langskomende komeet o.i.d. waardoor zich een deel van de aarde van de aarde heeft losgemaakt, eerste een ring om de aarde heeft gevormd en vervolgens tot de maan is samengeklonterd. Volgens de huidige stand van de wetenschap is dit de meest plausibele theorie.

Hoe het ook zij, door een tamelijk unieke gebeurtenis die we in ieder geval in ons zonnestelsel niet bij een andere planeet hebben aangetroffen, hebben we de tamelijk unieke situatie van een grote maan. En die grote maan leidt tot een gigantische getijdenwerking op de verschillende vloeibare substanties in en op de aarde. Bij getijden denken we aan de oceanen, maar de werking geld ook de vloeibare, ijzerhoudende aardkern. Door die getijdenwerking in de kern heeft de aarde een stevig magnetisch veld en deze biedt een belangrijke bescherming tegen schadelijke kosmische straling. Kosmische straling die bedreigend voor het leven kan zijn en dus zou dat magnetisch veld, dat in stand wordt gehouden door onze grote maan, wel eens het kwekerskasje of de couveuze hebben kunnen vormen voor het ontstaan van het leven. Als we kijken waar dat leven op aarde is ontstaan en tot ontwikkeling is gekomen, dan zijn de getijdengebieden van de oceanen van groot belang geweest. De periodieke afwisseling van water en land, ook alweer in stand gehouden door de maan. En tot slot stabiliseert de maan de aardas waardoor de seizoenen op aarde stabiel zijn. En die afwisseling van de seizoenen blijkt ook van groot belang op de ontwikkeling van het leven.

Kortom, het leven op aarde zou wel eens te danken kunnen zijn aan de grote maan die wij hebben en dus zou de ontwikkeling van leven en de levensvatbaarheid van planeten wel eens minder algemeen kunnen zijn dan sterrenkundigen tot dusverre aannemelijk achtten.

Na deze lofzang op de maan, draait Koppeschaar de vraagstelling van het buitenaards leven om. In plaats van te verwachten dat elders in het heelal buitenaards leven is dat ons zou willen koloniseren, zouden we als mensheid ook kunnen kijken of we zelf buitenaards leven zouden kunnen ontwikkelen door ons “gewoon” buiten de aarde te gaan vestigen. En ook dan komt de maan weer als eerste mogelijkheid in het vizier.

In de jaren vijftig en zestig van de afgelopen eeuw zijn diverse maanexpedities uitgerust. Het Rangersprogramma scheerde vooral langs de maan, het Surveillersprogramma zette karretjes op de maan en het Apolloprogramma zette de mens op de maan. Dit zijn de drie Amerikaanse maan-programma’s; de Russen werkten in deze Koude Oorlogwedloop aan een parallel maanprogramma. In 1972 kwamen de maanexpedities vrij plotseling tot een eind. De nieuwsgierigheid was kennelijk gestild en in plaats van het koloniseren van de maan, richtten de Amerikaanse en Russische ruimteprogramma’s zich op bewoonde kunstmatige satellieten. Koppeschaar heeft zich hier altijd over verbaasd, want de maan heeft alles om bewoond te kunnen geraken.

Inmiddels dienen zich nieuwe kandidaten aan. India voerde het afgelopen decennium een maandlanding uit om haar status als technologische grootmacht te onderstrepen en China volgde in 2013 waarbij ze duidelijk maakte dat ze het belang van de maan zag voor het oplossen van de te verwachten energiecrisis die de aarde zal treffen. In 2080/90 heeft de aarde 98 TW (Tera-Watt) aan energie nodig en volgens wetenschappers kan de aarde zelf slechts 90 TW produceren. We hebben de maan dus nodig voor onze toekomstige energieproductie en Koppeschaar spreekt zelf al over de maan als ons stopcontact naar de hemel.

Waar zou je dan aan moeten denken? Aan zonnepanelen op de maan die je, vanwege de mindere zwaartekracht, daar stukken groter kunt maken dan hier op aarde zodat ze veel meer energie opleveren. En het mooie is dat alle benodigde bouwmaterialen voor de zonnecollectoren ruim voorradig zijn op de maan. Je hoeft dus niet met een heel reeks spaceshuttles bouwmaterialen naar de maan te transporteren, maar je kunt daar met dorpje beginnen en vanuit dat dorpje een industrie opzetten om de benodigde bouwmaterialen te vervaardigen. De opgewekte energie kun je met gerichte microgolven naar de aarde zenden.

Een andere energiebron die je van de maan naar de aarde kunt zenden is helium-3: een heliumisotoop dat op de maan in grote hoeveelheid aanwezig is en op aarde uiterst zeldzaam is en dat een belangrijke grondstof voor kernfusie is. Juist vanwege de schaarste aan helium-3 komt kernfusie op aarde niet van de grond, maar als we die helium van de maan naar aarde zouden transporteren kan het wel rendabel worden. Volgens maandeskundigen is er 1 miljoen ton helium-3 op de maan en dat is goed voor 10 maal de alle nog beschikbare energievoorraden op aarde. Met die helium-3 kunnen we zomaar weer 10.000 jaar verder.

Koppeschaar denkt dat de Chinezen gelijk hebben. Was de kolonisering van de maan vroeger nog een vrijblijvende jongensdroom, door de energiecrisis kon het wel eens een levensnoodzaak worden voor het aardse leven. En door de energie-opwekking zou zo’n maankolonie ook kunnen renderen en is het geen hobby van een paar wereldvreemde enthousiastelingen die bij filantropen langs moeten voor de financiering.

Bij het Europese ruimtevaartcentrum ESA in Noordwijk is dan ook al een scenario ontwikkeld. Voorlopig zal het vooral om robotmissies naar de maan gaan, maar vanaf 2020 worden weer bemensde maanlandingen verwacht en vanaf 2030 zouden de eerste permanent bewoonde maanbases moeten ontstaan. In 2040 de eerste maandorpen, in 2050 de eerste maanindustrie, in 2060 de eerste maansteden en in 2069, precies 100 jaar nadat de eerste mens voet op de maan zette, roept de maankolonie de onafhankelijkheid uit!


Een probleem voor menselijke bewoning is de afwezigheid van water en het is te kostbaar om doorlopend flesjes bronwater naar de maan te transporteren. Rond de nooit door de zon beschenen polen van de maan zouden echter enorme ijsvoorraden bestaan en dat betekent dat je de bewoning vooral in de buurt van die polen moet concentreren en met dat ijs een duurzame waterhuishouding op gang moet brengen.

Het scenario is volgens Koppeschaar heel aannemelijk, nu zich op aarde een economische race om de (schaarse) grondstoffen en energievoorraden tussen de verschillende economische machtsblokken aan het ontwikkelen is. Dus toch een soort Star Wars in Vredestijd.

De tweede spreker is Angelo Vermeulen. Qua opleiding bioloog en ecoloog en betrokken bij het ESA Melissa-project naar de ontwikkeling van een artificieel ecologisch systeem voor maan- en andere ruimtekoloniën. Hoe richt je zo’n kolonie zodanig in dat je met elkaar, maar ook met je voedselbronnen en met de beperkte ruimte die je hebt kunt leven? In dat kader was hij onlangs “crew commander” van een NASA Marssimulatie op Hawaï. Met een groep van zes mensen zat hij vier maanden lang opgesloten in een koepelvormige ruimte met een diameter van 11 meter. Hoe houd je het met elkaar vol, maar ook: welke mogelijkheden heb je om bijvoorbeeld je eigen voedsel te verzorgen?

Eén van de belangrijkste lessen die Vermeulen trok was dat diversiteit heel belangrijk is. Het gangbare idee is juist dat mensen met eenzelfde achtergrond het vrij goed met elkaar uit zouden moeten kunnen houden, maar volgens Vermeulen is juist diversiteit van belang omdat je elkaar, met name in crisissituaties, goed kunt aanvullen en ook voor de langere duur interessant voor elkaar blijft. Interessant is ook dat astronauten over het algemeen ofwel een academische achtergrond hebben of een militaire. Dat brengt verschillende ideeën over groepsfunctioneren en leiderschap met zich mee, maar wederom maken juist die tegenstellingen het groepsproces interessant en duurzaam.

Vermeulen houdt zich aan de TU Delft bezig met onderzoek naar ontwerpprincipes voor ruimteschepen. De grootste uitdaging is de voortstuwing die nog altijd veel te langzaam is voor bemenste ruimtereizen. Naar de maan gaat het nog; volgens de huidige stand van de techniek kun je in één dag van de aarde naar de maan op en neer. Maar een ruimtereis naar Mars duurt enkele jaren. En daar zit je dan lange tijd met een groep in een kleine ruimte opgesloten. Vermeulen houdt zich niet bezig met die voortstuwing maar juist met de ontwerpprincipes die aansluiten bij de problemen van een kleine groep voor lange tijd in een kleine ruimte. Hij is tot dusverre tot een drietal principes gekomen die hij op diverse plekken ook al in de praktijk heeft gebracht.

Het eerste principe is “radical integration” en dan heeft hij het over de verstrengeling van biologische en virtuele omgevingen. Door leven-bevattend water in het koelsysteem van computers te gebruiken, stimuleert de processor algengroei die weer andere biologische processen op gang kan brengen. Door sensoren uit die biologische wereld te koppen aan een kunstmatig intelligentie systeem dat vervolgens weer robotsystemen aanstuurt, kan een nog geavanceerdere interactie tussen een eco- en een computersysteem tot stand gebracht worden.

Een tweede principe is Evolvability: het vermogen van de computer- maar ook de bouwsystemen om zichzelf te herprogrammeren onder veranderende omstandigheden.

En het derde principe is Co-Creation, waarbij het ontwerpproces niet zozeer wordt overgelaten aan een architect, maar aan de groep (toekomstige) gebruikers. In dat verband heeft hij afgelopen jaar met een groep studenten een ruimteschip gebouwd dat was samengesteld uit een aantal caravans en dat tijdens het GOGBOT-festival op de Oude Markt in Enschede heeft gestaan. Juist als het om een kleine ruimte gaat waar je als kleine groep voor langere tijd met elkaar moet leven, is het van belang om zelf bij het ontwerp van die ruimte betrokken te zijn.

Na deze twee uiteenlopende presentaties is er nog enige tijd voor vragen waarbij de ecologische invalshoek van de tweede lezing betrokken wordt op de economische invalshoek van (de tweede helft) van de eerste lezing: “Kunnen we de maan zomaar afgraven?”

Koppeschaar is van mening dat er op zich niets mis is met grondstoffen winning, maar dat er inderdaad wel grenzen zijn. Van bepaalde gebieden op de maan moet je afblijven. En waar hij ook grote moeite mee heeft is het gebruik van de maan voor reclame-doeleinden. Hij vertelt dat in kringen van Coca Cola serieus een scenario is uitgewerkt om bij een volgende zonsverduistering, als de maan dus voor de zon langs schuift, het logo van Coca Cola vanaf de donkere maan te laten oplichten zodat iedereen die op dat moment naar de zonsverduistering kijkt het Coca Cola logo ziet. Daar is hij fel op tegen. Daar mag je de maan niet voor gebruiken.

Vermeulen heeft ook wel moeite met het roofdierkapitalisme dat we vanaf aarde de ruimte in lijken te slingeren en neemt waar dat er eigenlijk geen echte ethische discussie is op dit gebied. Dat is op zich al een nieuwe uitdaging omdat de ecologische ethiek vooral gebaseerd is op het behoud van planten en dieren en van hun habitat. Maar op de maan zijn geen planten en dieren en het maanstof heeft geen grote aaibaarheidsfactor. Mieke Oostra suggereert dat dat een uitdaging is voor een nieuwe generatie actievoerders.

Koppeschaar wijst nog op het probleem dat de maan feitelijk van niemand is. De Verenigde Naties hebben in een verklaring vastgelegd dat staten geen aanspraak op (delen van) de maan kunnen maken, maar nu zijn er ondernemende individuen die delen van de maan claimen. Dat de maan in handen van private partijen zou zijn wordt door de VN namelijk niet uitgesloten.

Met betrekking tot ecologische rampen stelt Vermeulen nog dat besmetting van de maan (of van planeten) met aardse organismen en vice versa nog wel een probleem kan zijn. Bacteriën kunnen een ruimtereis overleven en op de maan zijn bacteriën aangetroffen die bij een eerdere maanmissie op de maan terecht zijn gekomen. Behalve overleven, blijken bacteriën in een toestand van gewichtloosheid ook veel virulenter. In het ruimtestation MIR waren geen muizen, maar vraten bacteriën de elektriciteitskabels aan.

En zo zijn we aan het eind van deze dubbele lezing bijna weer aangeland bij de buitenaardse ruimtemonsters van het begin van het verhaal van Koppeschaar.


Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen