Hemelverhalen

VORIGE WEEK had Nature (10 november) een artikel dat in deze krant niet de aandacht kreeg dat het verdiende. Het ging over het verplaatsen van een aanstormende, aardbedreigende asteroïde en dat dat misschien minder moeilijk was dan het altijd had geleken.

Het bescheiden artikel (een brief communication) was van de hand van de ruimtevaarders Edward Lu en Stanley Love en het aantrekkelijke was dat ze niet meer dan middelbareschoolmechanica nodig hadden om hun idee duidelijk te maken. Niet meer dan twee wetten van Newton: zijn gravitatiewet en de zogenoemde tweede wet die de relatie tussen kracht en snelheidsverandering formuleert (F = m.a).

Asteroïden zijn grillig gevormde hemellichamen met afmetingen van honderden tot duizenden meters. Ze bewegen in gesloten banen rond de zon, meestal ergens tussen Mars en Jupiter. Maar sommige snijden de aardbaan. Als de aarde net op een plaats in de aardbaan belandt waar ook een flinke asteroïde arriveert, dreigt een catastrofe die de dinosauriërs niet overleefden. De eerste ontmoeting wordt niet voor een paar decennia voorzien maar lang niet alle asteroïden zijn in kaart gebracht. Op elk moment kan een onbekend `near-earth object' het telescoopbeeld binnenglijden.

Daarom wordt in kleine kring al een paar jaar nagedacht over mogelijkheden om een dreiging van deze soort af te wenden. Het eenvoudigst is er een satelliet heen te sturen met een atoombom aan boord en daar zal het tezijnertijd ook wel op uitdraaien. Een kernbom bevat minder splijtstof dan de kleine kernreactoren die nu al meegaan op ruimtereizen en kernwapens zijn goed tegen mislukte raketlanceringen te beveiligen.

Toch gaat het velen te ver. Scientific American, dat er in november 2003 een leesbaar artikel over had, staat er niet onwelwillend tegenover maar waarschuwt dat de resultaten van zo'n bom `neither predictable nor controllable' zijn. Een andere suggestie is `kinetic impact': een voldoende zwaar ruimtevaartuig met hoge snelheid in de asteroïde te pletter laten slaan. De kans is natuurlijk groot dat-ie er net langs schiet.

Er zijn nog heel veel leuke alternatieven, maar de voorkeur gaat sinds enige tijd duidelijk uit naar het `land and push'-concept. Dat is het meest verfijnd er er valt ook goed aan te rekenen; de Amerikaanse stichting B612 maakt er veel propaganda voor. Het idee is een ruimtevaartuig te koppelen aan de asteroïde en dat jarenlang een kleine kracht op het rotsblok te laten uitoefenen. De kracht versnelt of vertraagt de asteroïde waardoor deze net overgaat in een wat wijdere of nauwere baan om de zon. En veel is helemaal niet nodig, rekent Scientific American voor. De aarde beweegt met een snelheid van 30 kilometer per seconde in haar baan en heeft een diameter van 12.800 kilometer. Als de gevaarlijke asteroïde maar een paar minuten later of vroeger arriveert dan zonder menselijk ingrijpen zou zijn gebeurd is de wereld gered. Vooropgesteld dat er voldoende tijd beschikbaar is, kan het vereiste vertragen of versnellen van een asteroïde met diameter van 200 meter (massa 10 miljard kilo) tot stand worden gebracht door een kracht van nog geen 2,5 newton. Dat is de kracht die een glas melk uitoefent op de tafel. De opwekking van zo'n kleine kracht die lang moet aanhouden is typisch iets voor een plasmamotor, een toestel dat geïoniseerd gas elektrisch versnelt.

Het grote probleem was: hoe maak je een ruimtevaartuig voldoende stevig vast aan een rotsblok en wat doe je aan de typische rotatie van dat blok. De meeste asteroïden zijn in traag tollende beweging en dat verhindert de nuttige werking van de plasmamotor. Het nieuws dat Lu en Love vorige week brachten was dat het helemaal niet nodig is om de landen en te koppelen. Je kunt het ruimtevaartuig op een afstand van 100 meter bij de asteroïde in een vaste positie in de ruimte plaatsen en dezelfde 2,5 newton gebruiken om te verhinderen dat het op de asteroïde valt. Het vaartuigje trekt of duwt dan aan het rotsblok door middel van de gravitatiekracht, alsof het via een onzichtbare kabel of stang gekoppeld was. Op internet is er inmiddels veel over te vinden.

Het aardige van ruimtevaartorganisatie Nasa is dat zij het werk aan dit futuristische plan zo ernstig neemt. Er zijn al diverse conferenties over geweest en de uitkomsten worden ruimhartig verspreid.

Hetzelfde geldt voor een totaal ander maar even intrigerend project, dat van de twee satellieten die door middel van een lange kabel zijn verbonden: het `tethered satellite system'. Onder bepaalde omstandigheden kan in deze configuratie elektriciteit worden opgewekt. Het rekenen aan een dergelijke combinatie kan de amateur nog danig in verwarring brengen. Satellieten in hoge banen vliegen langzamer dan die in lage banen, en als twee satellieten met zo'n kabel verbonden worden zal de laagstvliegende dus door de hoge worden afgeremd. Vervolgens belandt hij toch in een lagere baan. Het is een paradox waar het AW-centrum gisteren niet uitkwam.

De B612 Foundation is genoemd naar de asteroïde die Antoine de Saint Exupéry in 1943 als woonplaats koos voor zijn `kleine prins'. Het was een hemellichaam met twee werkende en een dode vulkaan die de prins met hulp van een zwerm vogels verlaten kon. Ook een ander sprookje wordt gretig door Nasa-medewerkers geciteerd: dat van `Jack and the beanstalk'. Het is een Engels sprookje. Jack ruilt zijn koe in voor een handjevol bonen die bij nader inzien tot in de hemel kunnen groeien. Jack klimt omhoog, vindt een `great big tall woman' en een zak goud en gooit de zak langs de stengels naar beneden.

Dat met die zak kan niet, maar een stengel die tot in de hemel reikt, behoort volgens de Nasa wel tot de mogelijkheden. Nu al zijn er immers satellieten die op een volmaakt vaste plaats boven de evenaar aan de hemel staan: de geostationaire satellieten. Ze staan heel ver weg, wel 35.000 kilometer. Ongeveer zes aardstralen is dat. Er is geen natuurwet die de mensheid verhindert om een kabel tussen de evenaar en zo'n satelliet te spannen.