Een groep wetenschappers van de Universiteit van Rochester heeft het idee van het creëren van een ruimtehabitat heroverwogen.
De sleutel zit in de asteroïden
Asteroïden zijn relatief kleine hemellichamenlichamen van het zonnestelsel die in een baan rond een ster bewegen. Ze zijn veel kleiner dan planeten en vaak onregelmatig van vorm. Ze hebben geen atmosfeer, hoewel ze soms wel natuurlijke satellieten hebben.
Net als meteorieten bestaan ze uit ijzer,nikkel en diverse stenen. Qua samenstelling staan ze dicht bij de aardse planeten. Asteroïden hebben hun naam te danken aan hun gelijkenis met sterren wanneer ze door een telescoop worden waargenomen. Omdat ze klein zijn, verschijnen asteroïden, net als sterren, als punten.
De auteurs van de nieuwe studie overwegenze lijken op enorme stapels materialen. “Deze vliegende bergen die in een baan om de zon draaien, zouden ons een sneller, goedkoper en efficiënter pad kunnen bieden om ruimtesteden te creëren”, legt Adam Frank, co-auteur van de studie en hoogleraar natuurkunde en astronomie, uit.
Wat is het probleem?
Het leek een goed idee om gewoon te settelen.op asteroïden. Maar het probleem is dat ze lang niet groot genoeg zijn om voldoende bruikbare zwaartekracht te bieden. En dit is belangrijk, want talrijke onderzoeken hebben aangetoond dat lange perioden in gewichtloosheid of omstandigheden met een lage zwaartekracht gezondheidsproblemen bij astronauten veroorzaken. De minimaal mogelijke waarde is volgens wetenschappers 0,3 g.
Artist's impression van de uitgeworpen asteroïde 2004 EW95. Credits: ESO, Wikimedia Commons
Om tenminste enige zwaartekracht te creëren,In theorie zou je mogelijk een enorme asteroïde kunnen 'nemen' en deze kunnen 'draaien' als een ringstation, waarbij je middelpuntvliedende kracht gebruikt om die 0,3 g te creëren. Bouw vervolgens een stad volledig binnen het roterende object. Volgens wetenschappers zal de steen mensen beschermen tegen schadelijke kosmische straling. Dit zou kunnen werken als de asteroïde was gemaakt van harder gesteente met een hoge treksterkte.
Maar een ander probleem is datDe meeste asteroïden zijn gemaakt van rotsen die niet hard genoeg zijn, althans in het zonnestelsel. Uit het onderzoek bleek dat de meeste ervan ‘gigantische puinhopen’ zijn: clusters van rotsen van verschillende grootte die zwak bij elkaar worden gehouden door de onderlinge zwaartekracht. Als je zo'n voorwerp ronddraait, zal het in stukken breken.
Er is een oplossing
Als gevolg hiervan gingen wetenschappers hier anders naar kijkeneen stapel ruimteschroot. Hun reactie is om het in een ‘gigantische tas’ te stoppen. Wetenschappers hadden een cilindrische zak voor ogen die iets groter was dan de asteroïde zelf, gemaakt van een flexibel, ultralicht en ultrasterk gaas van koolstofnanovezels. Dit zou volgens hoofdauteur en promovendus Peter Miklavcic geschikt zijn voor het creëren van buitenaardse habitats.
Cilindrische roterende habitat,afgedekt met zonnepanelen. Binnenin bevindt zich een dikke laag asteroïde-puin en regoliet die beschermt tegen straling. Direct onder de zonnepanelen bevindt zich een sterke, stijve container die voorkomt dat er vuil rondvliegt. Het leefgebied draait rond zijn lengteas, waardoor zwaartekracht op het binnenoppervlak ontstaat.
Bron: Grenzen
Wetenschappers hebben het proces bijvoorbeeld gesimuleerdrond een kleine asteroïde vergelijkbaar met Bennu, met een straal van 300 m. Het plan is om een nanovezelzak te gebruiken met een initiële straal die voldoende is om de asteroïde te omhullen, maar ontworpen om uit te breiden tot een straal van ongeveer 3 km, en met ingebouwde energie-absorberende compensatoren.
Vervolgens stellen wetenschappers voor om de asteroïde in te brekenstukjes en keer het binnenstebuiten. De onderzoekers besloten dat dit mogelijk zou kunnen zijn door wapens te gebruiken die op zonne-energie werken. Ze moeten aan de buitenkant van het beschermnet worden bevestigd. Ze zullen stukken asteroïde-puin vangen met behulp van transportbanden of Archimedes-schroeven. En dan - gooi ze tangentieel de ruimte in, waardoor een koppel ontstaat.
Naarmate de asteroïde steeds sneller draait, zal het puin naar buiten worden geslingerd, waardoor de zak met nanovezels wordt gevuld en uitgezet. Krediet: Universiteit van Rochester
Naarmate de asteroïde steeds sneller draait, zal het puin worden weggegooid, waardoor de zak met nanovezels wordt gevuld en uitgebreid.
Hoe zal het eruit zien?
Afhankelijk van verschillende parameters (hoeveelheidzonne-energie, wapens en stukken puin), creëerde het team een formule. Het laat zien hoe lang het zal duren om het asteroïdemateriaal in de gewenste staat te brengen en met welke snelheid een bruikbare kunstmatige zwaartekracht wordt bereikt. De formule ziet er als volgt uit:
Bron: Grenzen
Een object ter grootte van Bennu kan bijvoorbeeld binnen een paar maanden worden versneld.
Gebaseerd op berekeningen van wetenschappers, de asteroïdemet een diameter van 300 meter kan zo worden “uitgebreid” tot een cilindrische ruimtehabitat met een woonoppervlakte van ongeveer 56,9 km². Het is ongeveer zo groot als Manhattan. In dit geval zal de spanning die op het koolstofnanovezelgaas inwerkt binnen het bereik liggen van veel bestaande bouwmaterialen van vandaag.
Hierdoor ontstaat een cilindrisch roterend mediumleefgebied bedekt met zonnepanelen. Binnenin bevindt zich een dikke laag asteroïde-puin en regoliet die beschermt tegen straling. Direct onder de zonnepanelen bevindt zich een sterke, stijve container die voorkomt dat er vuil rondvliegt. Het leefgebied draait rond zijn lengteas, waardoor zwaartekracht op het binnenoppervlak ontstaat.
Waar komt het op neer?
Na berekeningen kwamen wetenschappers tot de conclusie datHet binnenstebuiten keren van asteroïden in gaaszakken van nanovezels is inderdaad een haalbare manier om de basis te leggen voor een ruimtestad. Het blijkt dat dit veel goedkoper en gemakkelijker is dan het lanceren van bouwmaterialen vanaf de aarde.
Lees verder:
De 17-jarige ingenieur bedacht een magneetloze motor: hij kan worden gebruikt in elektrische voertuigen
Niet ver van de aarde zijn twee planeten gevonden. Misschien zijn ze bewoond
Een unieke meteoor herschreef de geschiedenis van het zonnestelsel: waar kwam het vandaan
Omslagfoto met dank aan de Universiteit van Rochester