Er is niks mis met dromen van technologieën die ons snel naar andere sterren kunnen vervoeren, maar hoe kunnen we het beste remmen als we er eenmaal zijn?
Rene Heller van het Max Planck Institute voor zonnestelselonderzoek bedacht samen met de onafhankelijke ruimteonderzoeker Michael Hippke een nieuw antwoord. We kunnen een schip met zonnezeil ook afremmen met behulp van sterrenkracht.
Ons buurstersysteem, Alpha Centauri, is meer dan vier lichtjaar bij ons vandaan. Technologieën op basis van chemische voortstuwing wegen teveel om dit soort enorme afstanden te overbruggen. Ze zouden er ongeveer 100.000 jaar over doen om Alpha Centauri te bereiken.
Grafeen
Een andere optie is daarom handiger. Wanneer je met een laser vanaf de aarde op een ultralicht zonnezeil gemaakt van grafeen schiet, kun je dat schip binnen een paar minuten al versnellen tot twintig procent van de lichtsnelheid. Dat betekent dat een interstellaire sonde het Alpha-Centauri-systeem, en de daarin aanwezige aarde-achtige exoplaneet Proxima b, al 20 jaar na de lancering kan bereiken.
Vorig jaar maakte miljardair Yuri Millner nog 100 miljoen dollar vrij om een project van de grond te krijgen dat kleine satellietjes naar het systeem te sturen en de eventuele bewoners van dichtbij te bekijken.
Genieten van het uitzicht
Helaas zal een ruimteschip op een dergelijke snelheid binnen een paar uur voorbij het stersysteem schieten. ‘Dat is nauwelijks voldoende om van het uitzicht te genieten, laat staan om serieuze wetenschap over de bewoonbaarheid van een planeet te doen’, zegt Heller.
Om af te remmen, zou het ruimteschip brandstof en een remraket kunnen meenemen. En je zou het zonnezeil ook nog met lasertechnologie in z’n achteruit kunnen zetten. Maar dergelijke opties wegen wel veel, en zouden ook nog eens onderweg stuk kunnen gaan.
Daarom stellen Hippke en Heller nu een andere optie voor, waarbij ze de zwaartekracht van de sterren waar ze langs vliegen combineren met de stralingsdruk van de fotonen die ze uitzenden. Op die manier kunnen zij het ruimteschip in een stabiele baan rond een van de sterren krijgen. Stralingsdruk kan vervolgens gebruikt worden om het schip naar een baan rond Proxima b te tillen, die draait in de leefbare zone om de ster Proxima Centauri.
Gewicht beperken
Dat idee is volgens Avi Loeb van Harvard University ‘wetenschappelijk mogelijk en heel interessant’. Zijn grootste zorg is praktisch. ‘Je moet onthouden dat een zonnezeil wel elektronica nodig heeft, en die elektronica weegt ook wat’, zegt hij.
Om het gewicht tot een minimum te beperken, mag het zeil maar een paar atomen dik zijn. Dat betekent dat het verschillende ordegroottes dunner is dan de golflengtes van het licht dat het wil weerkaatsen. Daardoor zou het zonnezeil niet heel weerspiegelend zijn – een probleem, omdat het zeilschip zijn vaart juist krijgt vanwege het weerkaatsen van de fotonen die erop vallen. ‘Het lijkt niet mogelijk om het gewicht te beperken en toch een stevig en weerspiegelend zeil te maken’, zegt Loeb.
Hippke geeft toe dat dat een probleem is, maar hij ziet wel oplossingen. Een laagje siliconen van een atoom dik zou de spiegelkracht van het zonnezeil volgens hem enorm vergroten, en juist dat soort typen materialen worden op dit moment door ingenieurs ontwikkeld.
Lees verder: