211service.com
Interstellaire reizen niet mogelijk vóór 2200AD, stelt studie voor
Hoe snel zou de mensheid een missie naar de sterren kunnen lanceren? Dat is de vraag die vandaag wordt beantwoord door Marc Millis, voormalig hoofd van NASA's Breakthrough Propulsion Physics Project en oprichter van de Tau Zero Foundation, die de wetenschap van interstellaire reizen ondersteunt.
Dit is een kwestie van toenemend belang gezien de snelheid waarmee astronomen nieuwe planeten rond andere sterren vinden. Velen geloven dat het slechts een kwestie van tijd is voordat we een aardanaloog vinden. En als we een plek vinden met het potentieel om een leven zoals het onze te huisvesten, zal er waarschijnlijk een aanzienlijke discussie ontstaan over de mogelijkheid van een bezoek.
Het grote probleem is natuurlijk de afstand. In het verleden hebben wetenschappers verschillende factoren bestudeerd die ons vermogen om de vereiste lichtjaren te doorkruisen, beperken. Een daarvan is de snelheid die nodig is om zo ver te reizen, een andere zijn de kosten van zo'n reis.
Door te kijken naar de snelheid waarmee onze topsnelheid en financiële slagkracht toenemen, en vervolgens te extrapoleren naar de toekomst, is het mogelijk te voorspellen wanneer dergelijke missies mogelijk zijn. Het deprimerende antwoord in elk onderzoek tot nu toe is dat interstellaire reizen eeuwen verwijderd zijn.
Tegenwoordig pakt Millis het anders aan. Hij kijkt naar het energiebudget van interstellaire missies. Door te kijken naar de snelheid waarmee de mensheid de beschikbare energie verhoogt en te extrapoleren naar de toekomst, kan Millis inschatten wanneer we genoeg zullen hebben om bij de sterren te komen.
Om zijn extrapolatie te maken, keek Millis naar de hoeveelheid energie die de VS de afgelopen dertig jaar hebben gebruikt om de shuttle te lanceren, als een fractie van de totale energie die voor het land beschikbaar is. Hij gaat ervan uit dat in de toekomst een vergelijkbare fractie beschikbaar zal zijn voor interstellaire vluchten. Vervolgens berekent hij hoeveel energie twee verschillende soorten missies zullen verbruiken.
De eerste missie is een menselijke kolonie van 500 mensen op een enkele reis naar de leegte. Hij gaat ervan uit dat voor zo'n missie 50 ton per menselijke bewoner nodig is en dat elke persoon ongeveer 1000W zal gebruiken, gelijk aan de gemiddelde hoeveelheid die mensen in de VS in 2007 gebruikten.
Hieruit schat hij dat het schip zo'n 10^18 joule nodig zou hebben voor raketvoortstuwing. Dat is te vergelijken met een lanceringsenergie van een shuttle van ongeveer 10^13 Joule
De tweede missie is een onbemande sonde die is ontworpen om Alpha Centauri, op iets meer dan 4 lichtjaar afstand, in 71 jaar te bereiken. Zo'n schip zou zo'n drie orden van grootte minder zwaar zijn dan een kolonieschip, dus het is gemakkelijk voor te stellen dat het minder energie nodig heeft.
Maar Millis legt een andere beperking op deze missie. Het moet niet alleen versnellen naar zijn bestemming, het moet ook vertragen wanneer het daar aankomt (hoewel het niet duidelijk is waarom dit geen vereiste is voor een kolonieschip).
Dat verandert de cijfers aanzienlijk. Millis schat dat de sonde ongeveer 10^19 joule nodig zou hebben.
De laatste stap is om te bepalen wanneer de mensheid dit soort energie beschikbaar zal hebben voor dit soort missies. Door extrapolatie berekent Millis dat de benodigde energie pas in ieder geval in het jaar 2196 beschikbaar zal zijn. Uit dit onderzoek bleek dat de eerste interstellaire missie pas over twee eeuwen mogelijk lijkt, zegt hij.
Dat is noodzakelijkerwijs een ruwe berekening, maar toch een ontnuchterende. Het houdt in dat, hoewel we binnenkort met verwondering naar andere aardes kunnen kijken, het niet mogelijk zal zijn om ze te bezoeken tijdens het leven van iemand die vandaag leeft.
Met andere woorden, voor de nabije toekomst zitten we vast.
Referentie: arxiv.org/abs/1101.1066 : Energie, onophoudelijke veroudering en de eerste interstellaire missies