Wetenschappers zijn van nature nuchtere, realistisch denkende mensen. Hun plannen zijn eerder voorzichtige stappen dan risicovolle en gewaagde ondernemingen. Ze werken projecten uit die haalbaar zijn met de beschikbare middelen. Maar ook wetenschappers dromen wel eens. Naar aanleiding van een project, dat voor de helft deel uitmaakte van een droom en voor de andere helft van een technisch ontwerp, stelde een groepje wetenschappers een plan op om in de tweede helft van de eenentwintigste eeuw astronauten naar de buitenste rand van ons zonnestelsel te sturen. Het resultaat was een ruimteschip dat lijkt op de Discovery 1 uit de film 2001: A Space Odyssey (1968).

Discovery 1
(Schaalmodel van de Discovery 1) 

Het plan om in de tweede helft van de eenentwintigste eeuw mensen naar de uithoeken van ons zonnestelsel te sturen kreeg zijn vorm in het Applied Physics Laboratory van de Johns Hopkins University. Het Applied Physics Laboratory is de broedplaats van de meeste onbemande ruimtemissies. Ralph McNutt, NASA wetenschapper en projectleider van de studie, is al jaren een prominent heerschap wat betreft de exploratie van planeten met robotica.

In het ontwerp van het ruimteschip zitten toekomstige geavanceerde technologieën zoals een 100MW kernreactor die magnetoplasmadynamische stuwraketten aandrijft, een soort van elektrische aandrijving die gebruik maakt van de lorentzkracht. Elektrische aandrijvingssystemen, die energie afkomstig van zonnepanelen gebruiken om geïoniseerde moleculen te versnellen en zo aandrijving te genereren, zijn al met succes toegepast bij ruimtetuigen als Deep Space 1, Hayabusa en Dawn. Het ontwerp van McNutt en zijn team zal echter kernenergie, in plaats van zonne-energie, aanwenden om plasmastromen als aandrijving te produceren.

De nood aan een extreem snelle aandrijving is te wijten aan het feit dat astronauten tijdens ruimtemissies aan hoge dosissen kosmische straling worden blootgesteld. In het Internationale Ruimtestation bijvoorbeeld - dat binnen het beschermende magnetisch veld van de aarde rondcirkelt - worden astronauten aan twee maal zoveel meer straling blootgesteld dan de stralingslimiet voor Amerikaanse luchtvaartpiloten. De duur van iedere bemande ruimtemissie wordt dus best zo kort als mogelijk gehouden.

In de diepe ruimte is het probleem van blootstelling aan kosmische straling nog groter. Om de blootstelling aan kosmische straling aan boord van een ruimtetuig te beperken tot het niveau van kosmische straling aan de oppervlakte van de aarde moeten stralingswerende schilden aangebracht worden. Wetenschappers berekenden dat voor een ruimteschip met 10 bemanningsleden circa 4.240 ton aan aluminiumschilden nodig is. Omdat dit zelfs met toekomstige technologieën niet haalbaar is opteerden de wetenschappers om de kosmische straling te beperken door de tijdsduur van de missie kort te houden. En dat kan alleen door de snelheid van het ruimtetuig extreem hoog te krijgen.

In het ontwerp van het Applied Physics Laboratory zou om de blootstelling aan kosmische straling te beperken een reis naar Neptunus in totaal 5 jaar mogen duren. Dat betekent dat het bemande ruimtetuig in circa 2 jaar bij de planeet moet aankomen, en dat is heel wat sneller dan gelijk welk ruimtetuig dat ooit gelanceerd werd. New Horizons, de snelste sonde ooit gelanceerd (snelheid tot aan Jupiter circa 57.600 km/uur en daarna circa 75.200 km/uur per uur), deed er bijna 4,5 jaar over om halfweg zijn missie naar Pluto te raken.

Bij het ontwerp van het ruimtetuig hielden de wetenschappers ook rekening met de grootte van de leefruimte waar de astronauten 5 jaar lang zullen samenhokken. Ze bekeken de ruimtewoonstee van de ondertussen ter ziele gegane Skylab en Mir en het huidige Internationaal Ruimtestation en kwamen tot de conclusie dat circa 200 kubieke meter bewoonbaar volume per persoon afdoende is als gezonde leefruimte. Als men de woonruimte bolvormig zou maken zou een 10-koppige bemanning over een sfeer met een diameter van ruim 15 meter beschikken. Dat is twee maal zo groot als de grote bol van de Discovery 1 in de film 2001: A Space Odyssey.

Het kostenplaatje dat aan deze missie hangt is allesbehalve goedkoop te noemen. Gebaseerd op de kosten van vorige grote technologische inspanningen zal een ruimtemissie naar Neptunus ruwweg gerekend zo'n 4 triljoen dollar kosten. Het 18,7 miljard dollar budget van NASA (2010) is dus slechts een druppel op het extreem hete financiële plaatje dat verbonden is aan de missie. McNutt weet dan ook dat enkel een grootschalige internationale samenwerking de droom van zijn team kan realiseren.

RB: Arthur C. Clarke blijkt wel vaker een goed inzicht te hebben gehad. Hier een interessant YouTube filmpje over Iapetus, de Yin Yang maan van Saturnus.


(bericht gewijzigd op 17-11-2010 10:37:57)
'It's lonely in the saddle since the horse died.'
Op 17-11-2010 9:28:43 | Kudos: 0 Bericht positief waarderen
 Directe link naar reactie Meld ongepaste reactie
Pietje Puk: Erm kosmische straling, hadden ze daar dan geen last van toen ze naar de maan gingen?
Op 17-11-2010 15:25:16 | Kudos: 0 Bericht positief waarderen
 Directe link naar reactie Meld ongepaste reactie
artofnemesis:
Pietje Puk:

Erm kosmische straling, hadden ze daar dan geen last van toen ze naar de maan gingen?



.. die reis duurde dan ook geen jaren.
Op 17-11-2010 17:12:34 | Kudos: 0 Bericht positief waarderen
 Directe link naar reactie Meld ongepaste reactie
Ron B.:
RB:

Arthur C. Clarke blijkt wel vaker een goed inzicht te hebben gehad. Hier een interessant YouTube filmpje over Iapetus, de Yin Yang maan van Saturnus.



ter aanvulling:
http://www.enterprisemission.com/moon1.htm
We're Not Retreating; We're Advancing in a Different Direction
Op 17-11-2010 20:55:47 | Kudos: 0 Bericht positief waarderen
 Directe link naar reactie Meld ongepaste reactie
RB: @ Ron B.

Ja, die link ken ik. Intrigerend verhaal rond een intrigerende schrijver.
'It's lonely in the saddle since the horse died.'
Op 17-11-2010 21:27:31 | Kudos: 0 Bericht positief waarderen
 Directe link naar reactie Meld ongepaste reactie
Tunnelforce9:
Bron Artikel:

Het kostenplaatje dat aan deze missie hangt is allesbehalve goedkoop te noemen. Gebaseerd op de kosten van vorige grote technologische inspanningen zal een ruimtemissie naar Neptunus ruwweg gerekend zo'n 4 triljoen dollar kosten. Het 18,7 miljard dollar budget van NASA (2010) is dus slechts een druppel op het extreem hete financiële plaatje


het zal inderdaad een hoop duiten gaan kosten maar het zal ook veel opbrengen denk maar aan ervaring opdoen voor een reis naar de kuipersgordel alwaar gigantische hoeveelheden grondstoffen voorhanden zijn klaar om ontgonnen te worden ..
Op --0 14:00:44 | Kudos: 0 Bericht positief waarderen
 Directe link naar reactie Meld ongepaste reactie
Marsepars: 'Open the pod bay doors, HAL!'
Cannot kill the Battery!!!
Op --0 15:18:56 | Kudos: 0 Bericht positief waarderen
 Directe link naar reactie Meld ongepaste reactie
Ron B.:
RB:

@ Ron B.

Ja, die link ken ik. Intrigerend verhaal rond een intrigerende schrijver.

soms wat vergezocht maar o zo interessant, ik moest m even vermelden voor wie m nog niet kende
We're Not Retreating; We're Advancing in a Different Direction
Op --0 20:18:22 | Kudos: 0 Bericht positief waarderen
 Directe link naar reactie Meld ongepaste reactie
Sitemap - © 2016Grenswetenschap.nl - Reageervoorwaarden