Wonen in de Ruimte

Wonen op groene eilanden in de Ruimte

Door Henry Kluytmans.

Voorwoord.

Toen ik nog maar net op de middelbare school zat stuitte ik per toeval op het boek "The High Frontier" van Gerard K.O' Neill (Nederlandse titel : Wonen in de ruimte). Dit boek heeft destijds een ontzettende indruk op mij gemaakt. Ik droomde sindsdien steeds van de ruimtewoonoorden die in dit boek beschreven werden. Ik moest iedereen vertellen wat voor onvoorstelbare dingen er, op dat moment al, mogelijk waren. Ik was er van overtuigd dat de toekomstige verplaatsing van de mensheid naar de ruimte een feit was, en hoopte dat dit zo spoedig mogelijk zou gebeuren.

De voorspelling werd gemaakt dat deze ruimtewoonoorden waarschijnlijk gebouwd zouden worden tussen 1995 en 2025. Dit tijdinterval blijkt achteraf veel te voorspoedig te zijn gekozen. Waarschijnlijk een belangrijke oorzaak voor deze te vroege voorspelling is het feit dat het boek werd geschreven ten tijde van de energie crisis in de jaren zeventig, en ten tijde van de pessimistische toekomstverwachtingen van de Club van Rome (Limits to growth). Een van de drijfveren voor verplaatsing naar de ruimte zou energie opwekking in de ruimte zijn (met behulp van zonne-energie satellieten). De industrie zou daarna vanzelf volgen, en met de industrie ook de mensen. Met de pessimistische verwachtingen van die tijd (t.o.v. de aardse energie reserves) werd aangenomen dat energieopwekking in de ruimte op korte termijn concurrerend zou worden. Echter later bleek dat het met de natuurlijke energie reserves op de aarde wel meeviel. Daardoor is zonne-energie uit de ruimte op dit moment nog steeds geen economisch alternatief, maar op den duur . . .

Ik geloof nog steeds dat de mensheid uiteindelijk toch naar de ruimte zal verhuizen. Met een doorgaande exponentiële groei zit er niets anders op. Echter we zullen nog wat langer moeten wachten. Op dit moment is wonen in de ruimte economisch nog niet realistisch. Met de voortschrijding van de techniek zal de prijs voor verplaatsing naar de ruimte dalen, terwijl de economische en ook maatschappelijke stimulansen steeds zullen toenemen. Echter, misschien is een totaal ander aanpak van ruimtevaart nodig om het transport echt goedkoop te kunnen maken. Hierbij moet gedacht worden aan een commerciële massa-exploitatie van de ruimtevaart.

Zicht binnen in een ruimtewoonoord, een opmerkelijk Aards landschap ! De bevolkingsdichtheid is hier echter duidelijk niet maximaal.

Een woning in de ruimte.

De meeste mensen denken dat wonen in de ruimte betekent dat men in een grijze metalen dozen zal moeten verblijven. Echter het wonen in de ruimte zal minimaal even aantrekkelijk zijn als op Aarde, zo niet aantrekkelijker, anders zullen maar weinig mensen daadwerkelijk naar de ruimte willen verhuizen. Een woning in de ruimte zal er dus niet veel anders uitzien dan op aarde. Als men naar buiten loopt zal men een tuin hebben, met eventueel een vijver, met planten en dieren. En als men omhoog kijkt zal men de zon zien schijnen tussen de wolken door !

Hoe zal men dit alles technisch verwezenlijken?

Buitenaanzicht van een ruimtewoonoord (O'Neill Eiland 3). De schuine vlakken zijn spiegels om het zonlicht naar binnen te reflecteren. De spiegels draaien mee met de cilinder zodat ondanks de rotatie het zonlicht altijd vanuit de zelfde hoek naar binnen schijnt.

Een enorme fles!

Het idee van O'Neill is een luchtdichte fles van 30 kilometer lang en middellijn van 6 kilometer. Deze fles zal er uitzien als een cilinder met twee halve bollen als uiteinden. De wand van de fles bestaat afwisselend uit drie stroken wanddelen en drie stroken van doorschijnende wanddelen. Deze laatste zullen het zonlicht laten doorschijnen naar het tegenoverliggende wanddeel. De fles zal een keer in de twee minuten ronddraaien om zijn lengteas. Door deze draaiing zal een centrifugale versnelling worden opgewekt gelijkwaardig aan de zwaartekracht op Aarde (net zoals in een centrifuge). Er zal lucht worden ingebracht zodat aan de binnenzijde ter hoogte van de wand een luchtdruk ontstaat van 1 atmosfeer (in het midden ter hoogte van de lengteas zal de luchtdruk lager zijn). Ter hoogte van ongeveer 500 meter (gemeten van de buitenwand naar het midden toe) zullen zich uit de waterdamp die zich in de lucht bevind automatisch wolken vormen. In gebouwen van zeer grote afmetingen op Aarde (zoals de assemblage hal voor de Apollo raket) ontstaan onder de juiste omstandigheden ook wel eens wolken! De dragende (niet-doorschijnende) wanddelen zullen bedekt worden met een laag aarde. Hierin zullen planten worden aangebracht. En tenslotte zullen er gewone Aards uitziende woningen worden geplaatst boven op deze laag aarde.

Dwarsdoorsnede van een ruimtewoonoord (in schematische verhoudingen)

De bewoonbare oppervlakte binnen zo'n ruimte woonoord bedraagt ongeveer 270 km^2 (alleen de gebieden met 1G versnelling). Er is uitgerekend dat deze oppervlakte ruim voldoende is om 6 miljoen mensen te huisvesten. Let op, de genoemde oppervlakte is exclusief de oppervlakte ingenomen door landbouwproduktie, industrie en transport. De produktie van voedsel (landbouw) zal geschieden in aparte kleinere cilinders. De industrie zal zich eveneens buiten de wooncilinder bevinden. De opgewekte zwaartekracht in het woonoord kan bijvoorbeeld een groot nadeel zijn voor industriële processen. Verder zijn vestigingskosten goedkoper buiten een woonoord. Ook de transportkosten, mogelijke vervuiling etc. zijn redenen voor de industrie om zich niet binnen in een woonoord te vestigen. De dienstverlenende bedrijven en instellingen (winkels, ambtelijke instellingen) kunnen onder de grond worden geplaatst. Ook onder de grond parallel met de lengte van de woonstrook zullen zich een soort metrolijnen bevinden. Omdat de kortste afstand tot een metrostationshalte binnen loopafstand zal blijven (circa 500 meter) behoeven er voor normaal personentransport slechts voet of fietspaden beschikbaar te zijn.

Stel in een woonhuis wonen gemiddeld drie personen. (In het woonoord wonen ook families met kinderen.) Stel een gemiddeld huis heeft twee verdiepingen en een vloerafmeting van 5 bij 10 meter en een groenstrook er omheen van diezelfde afmeting. Dan blijft er meer dan 25% van de totale oppervlakte over voor voetpaden en publieke parken. Als er ook nog een gedeelte van de woningen in de vorm van flats worden gebouwd (voor mensen die minder vaak thuis verblijven) blijft er zelfs nog meer over.

Ook is er nog bewoonbare oppervlakte in de bolvormige uiteinden van de cilinder die niet is meegeteld. Hier loopt de effectieve zwaartekrachts versnelling echter af van de standaard Aardse zwaartekracht (1G) naar 50% (0.5G) op een positie van 60 graden in het uiteinde. Verminderde zwaartekracht kan echter zeer aantrekkelijk blijken te zijn voor ouderen en gehandicapten en sommige zieken. Waarschijnlijk een ideale plaats voor ouderen woningen, tehuizen en ziekenhuizen. En ook leuk voor sommige sporten 0.1G zwemmen, of 0.2G ballet . . .

De produktie van voedsel (landbouw) in aparte kleinere cilinders heeft meerdere voordelen:

Plantenleven is beter resistent tegen mutaties door schadelijke straling dan mensen. De landbouw cilinders hebben daarom minder afscherming nodig van de schadelijke straling die in de ruimte aanwezig is. Dus kunnen ze lichter worden van constructie en daarmee goedkoper.
De zwaartekracht behoeft niet 1G te bedragen. Dit resulteert ook in een lichtere constructie.
De vorm en positie van de zonneschijf is voor plantenleven niet van belang. Daarom kunnen de spiegels voor de reflectie van zonlicht een eenvoudigere constructie krijgen.
Atmosferische samenstelling (verhouding van de verschillende gassen, zuurstof, kooldioxide en stikstof) kunnen optimaal aan de planten worden aangepast. Hetzelfde geldt voor de temperatuur, hoeveelheid zonlicht, lengte van een etmaal, etc.
Door de totale afscheiding van de leefcilinder is besmetting van gewassen door de menselijke populatie uitgesloten. Denk hierbij aan meegebrachte insecten, bacteriën of virussen. Bij een eventuele besmetting kan de totale landbouw cilinder eenvoudig compleet worden gedesinfecteerd door de temperatuur gedurende langere tijd te verhogen (naar bijvoorbeeld 200 graden Celsius).

Door het exact te regelen klimaat in de landbouw cilinders is de opbrengst van het voedsel veel betrouwbaarder en ook veel groter dan die van een zelfde oppervlakte op Aarde.

Is dit technisch wel mogelijk?

Met de materialen die met de huidige technieken kunnen worden gefabriceerd, kan een ruimtewoonoord in de vorm van een fles met een doorsnede van 6 kilometer gemakkelijk worden gerealiseerd (van staal of aluminium bijvoorbeeld). Dat dit mogelijk is kan eenvoudig worden uitgerekend op dezelfde manier als nu wordt toegepast in de scheepsbouw en de bouw van bruggen.

In de toekomst wanneer nieuwe materialen beschikbaar komen met eigenschappen gelijkwaardig aan diamant (of beter) kunnen in principe zelfs woonoorden in de vorm van een fles met een doorsnede van wel duizend kilometer worden gemaakt ! Bij cilinders van deze afmeting zijn grote ramen waarschijnlijk constructief niet praktisch en moet het zonlicht op een andere manier naar binnen worden geleid. Zonder ramen en met een lengte van bijvoorbeeld 10.000 kilometer bedraagt de bewoonbare oppervlakte in zo'n woonoord 62.800.000 km^2, wanneer de bevolkingsdichtheid gelijk is aan die in de cilinder van 30 km, is dit voldoende voor 1000 miljard mensen !!!

Hoe krijgen we de bouwmaterialen naar de ruimte?

Niet !

De bouwmaterialen voor deze enorme constructies kunnen we beter uit de ruimte zelf betrekken. In de ruimte drijven ruim voldoende bouwmaterialen rond in de vorm van bijvoorbeeld planetoïden (rotsbrokken in de ruimte). Een rotsblok van bijvoorbeeld een halve kilometer middellijn bevat meer dan voldoende grondstoffen voor het bouwen van een ruimtewoonoord in de vorm van een fles van 30 km.

Het rotsblok kan naar een baan om de Aarde worden verplaatst door een raketmotor gebaseerd op een elektromagnetische versneller eraan te bevestigen. Als stuwstof kan een gedeelte van het materiaal van de asteroïde zelf worden gebruikt.

Er is berekend dat alleen al de asteroïden gordel tussen Mars en Jupiter voldoende materiaal bevat voor het bouwen van ruimtewoonoorden met een totale bewoonbare oppervlakte van wel 3000 keer die van de Aarde.

Een andere mogelijkheid is de bouwmaterialen op de Maan te delven een daarna met behulp van een elektromagnetische versneller in de vorm van pakketjes naar de ruimte te schieten. Dit is mogelijk omdat de maan geen atmosfeer heeft die de projectielen zal afremmen.

Waarom naar de ruimte.

Als de mensheid doorgaat met exponentiële groei dan zullen we wel moeten. Daarbij komen nog de voordelen van menselijke kolonies in de ruimte :

Groepen mensen met een maatschappelijk en cultureel afwijkende instelling kunnen zich makkelijker afzonderen van de rest van de mensheid. In principe zouden ruimtewoonoorden geheel op zichzelf moeten kunnen bestaan. Een volledig afgescheiden biosfeer die totaal onafhankelijk van de Aarde is.
Het voortbestaan van de mensheid is veel beter verzekerd tegen rampen door een spreiding van de populatie over meerdere gescheiden biosferen. In het begin een verspreiding over het zonnestelsel en later zelfs verder. Rampen als gevolg van een asteroïde inslag, een kernoorlog of biologische oorzaak kunnen dan onmogelijk de gehele mensheid vernietigen.
Het klimaat in een ruimte woonoord wordt bestuurd. Stel je voor, geen weervoorspelling meer, maar een weerprogramma!
Veel efficiënter en sneller vervoer is mogelijk. In plaats van over een oppervlakte worden de woonoorden over een compacte driedimensionale ruimte verdeeld. De gemiddelde reisafstanden, voor een bepaalde bevolkingsafmeting, binnen een ruimte kunnen veel kleiner zijn dan voor een gelijkwaardige oppervlakte op Aarde. Verder is de ruimte natuurlijk luchtledig waardoor transport sneller en economischer plaats kan vinden (geen luchtweerstand).

A Solar Power Sattelite in aanbouw in een baan om de Aarde.

Nawoord

De vraag is hoeveel waarde er op dit moment nog gehecht kan worden aan deze beschrijvingen van ruimtewoonoorden. Het lijkt waarschijnlijk dat ook deze vorm van leven in de ruimte binnen korte tijd achterhaald zal zijn door de komst van nieuwe technologieën zoals moleculaire nanotechnologie en kunstmatige intelligenties.

Verdient het niet de voorkeur om zich in een virtuele wereld te vertoeven wanneer men deze toch niet van de werkelijkheid kan onderscheiden. Een virtuele wereld kan zeer eenvoudig worden aangepast aan de wensen van de bewoner, en bevat een flexibiliteit die slechts begrenst wordt door de fantasie. Is het dan nog gewenst om een kunstmatige echte wereld te creëeren, en dat terwijl voor het scheppen van een virtuele wereld aanzienlijk minder grondstoffen nodig zijn.

Al met al, vanuit mijn huidige oogpunt zijn deze beschrijvingen van wonen in de ruimte op dit moment al achterhaald. Maar toch blijft het interessant om te bedenken wat er met ouderwetse conventionele technologieën in principe al niet mogelijk is. Misschien dat in de toekomst dit soort constructies enkel nog zullen worden gebruikt door een klein aantal extreem conservatieve mensen, of voor het behoud van een bepaalde bedreigde flora en fauna?

Copyright (c) 1997 by Henri Kluytmans

Enkele links voor meer informatie :

Island One Society Organisatie genoemd naar het kleinste model O'Neill woonoord.
Space Settlement Plannen van de Nasa voor ruimte-woonoorden.
Space Studies Institute Instituut opgericht met Gerard K. O'Neill zelf.
The First Millennial Foundation Organisatie voor kolonisatie van de ruimte gedurende het volgende millennium met vestiging op de Aards oceanen als tussenstap.
Molecular Manufacturing Shortcut Group Een (snellere) manier om ruimtekolonisatie op te zetten met behulp van moleculaire nanotechnologie.
The Artemis Project Kolonisatie van de maan.
Space Settlement De site van een andere ruimte kolonisatie enthousiast (met enkele goede verhalen en veel plaatjes).

Terug naar INDEX Last updated 01-05-97