Dit is de Universiteit van Vlaanderen. Wereldwijd staan we voor grote klimaat- en milieu-uitdagingen. De slogan die vaak opduikt is: Is er een planeet B? We weten veel over de planeten en manen in ons zonnestelsel. De laatste jaren zijn er duizenden exoplaneten ontdekt, planeten in de buurt van andere sterren. Maar om een planeet een planeet B te noemen, moet het een realistisch alternatief voor onze aarde zijn. Wat zijn de criteria? Er zijn twee grote criteria. Kunnen we er in een realistische tijd naartoe gaan? En is de planeet leefbaar voor de mens? Het is altijd al een droom geweest van de mens om naar andere planeten te reizen. Zo kreeg Einstein in 1952 een brief van de kleine John Jurgensen. Hij schreef dat hij met zijn papa een raket ging bouwen. Een raket om naar Mars of Venus te vliegen. Ze nodigden Einstein uit. Einstein was een goede wetenschapper en ze hadden iemand nodig om de raket te besturen. De afspraak was wel dat iedereen zijn eigen eten moest betalen, want anders zou hij failliet gaan. Ook reizen naar de maan spreekt tot de verbeelding. We kennen de strips van Kuifje, 'Mannen op de maan'. We kennen ook de bekende avonturenverhalen van Jules Verne. Een belangrijk punt was 1962. In volle Koude Oorlog hield de Amerikaanse president John F. Kennedy zijn moonshot-speech. Dit was in het stadion van Rice University. Het was een publieke speech. Hij had ook al gespeecht in het Congres. Daar sprak hij de ambitie uit om voor het einde van het decennium een man of mens naar de maan te brengen. Gigantisch ambitieus. En in 1969 was het zover. Neil Armstrong was de eerste man op de maan. Zo is hij ook de geschiedenisboeken in gegaan. Neil Armstrong staat ook op het voorplan. Maar deze fantastische prestatie was eigenlijk het resultaat van het werk van duizenden mensen achter de schermen. <font color = #FFFFFF>Op het hoogtepunt van het programma</font> werkten 400.000 mensen <font color = #FFFFFF>en 20.000 bedrijven</font> aan dit programma. Wat voor ons nog inspirerend kan zijn, is zo'n moonshotinitiatief. Het laat zien dat de mensheid in staat is om grootse prestaties te realiseren, als we samenwerken aan een gemeenschappelijke droom. Sinds Neil Armstrong zijn er zes bemande maanvluchten geweest. In totaal hebben maar twaalf mensen op de maan gestaan. Het is nu wat stil geweest rond maanonderzoek. Momenteel wordt er heel hard gewerkt aan plannen voor 'moon villages'. Het zullen niet echt dorpen of steden zijn op de maan, maar eerder maanbasissen voor ruimtevaarders. Zo werd ook gedacht aan een basis op de planeet Mars. Waarom Mars? Mars is onze naaste buur. Een grote voorstander hiervan is onder anderen Elon Musk, de grote baas van SpaceX en Tesla. Hij droomt er al jaren hardop van om Mars te koloniseren. Wat ik jullie in dit college zeker wil meegeven.... Naar de ruimte reizen klinkt fantastisch, romantisch en idyllisch. Maar ruimtereizen zijn echt geen 'walk in the park'. De ruimte is echt een heel extreme plaats. Op aarde worden we beschermd door het magneetveld. We worden gebombardeerd door kosmische deeltjes, hoogenergetische deeltjes die uit de ruimte komen. Hier zijn we beschermd. In de ruimte leidt dat bombardement tot een beschadiging van onze cellen. In de ruimte is er ook geen luchtdruk zoals hier op aarde. Als we zonder bescherming de ruimte in gaan, spat ons lichaam uit elkaar. De temperaturen zijn ook extreem. Als we kijken binnen ons eigen zonnestelsel, dan hangt de temperatuur af van de afstand ten opzichte van de zon. De planeet die het dichtst bij de zon staat, is Mercurius. Daar is de gemiddelde temperatuur 175 graden Celsius. Dat is de temperatuur in de friteuse als we frieten bakken. Op Venus, onze buurplaneet, kan de temperatuur nog hoger oplopen, tot boven de 400 graden. Dat komt omdat de atmosfeer van Venus werkt als een broeikas. Onze andere buur, de planeet Mars, waar Elon Musk naartoe wil... Hij zou een jas moeten meenemen, want de gemiddelde temperatuur is daar -47 graden Celsius. Die kan zelfs zakken tot -128 graden Celsius. Nog verder in het zonnestelsel, op Neptunus, is het -222 graden Celsius. Ontzettend lage temperaturen. Als we nu kijken naar de afstand waar de temperatuur mild is en mensvriendelijk... Dat is juist de positie waar de aarde zich bevindt. Dat maakt dat de aarde mensvriendelijk is. De afstand tot de zon is niet enkel belangrijk voor de temperatuur, maar ook voor energieopwekking in de ruimte met zonnepanelen. Waarom? Op ruimtereizen hebben we energie nodig. Een voor de hand liggende energiebron is de zon. Nu is het zo dat de afstand tot een lichtbron heel sterk bepaalt wat de intensiteit zal zijn. Hoe groter de afstand, hoe lager de intensiteit. Die neemt kwadratisch af. Als je verder van de lichtbron bent, moeten de zonnepanelen kwadratisch groter zijn. Het eerste ruimtetuig dat de ruimte in is gestuurd met zonnepanelen, is de Vanguard 1, dat in 1958 gelanceerd is. Speciaal voor de Universiteit van Vlaanderen hebben de tovenaars van onze centrale werkplaats deze replica gebouwd van de Vanguard 1, op ware grootte. De Vanguard 1 woog anderhalve kilo, had een diameter van 16,5 centimeter. Dat is klein. Daarom deden de Russen, die in concurrentie zaten met de VS, hier smalend over. Ze noemden het de pompelmoessatelliet. Dit had zes kleine zonnepaneeltjes van vijf op vijf centimeter. Als we nu verder van de zon gaan, bijvoorbeeld richting Jupiter, zoals in 2016 het ruimtetuig Juno gedaan heeft... Jupiter ligt vijf keer verder van de zon dan de aarde. De lichtintensiteit bij Jupiter is dus vijfentwintig keer kleiner en dat de zonnepanelen er vijfentwintig keer groter moeten zijn. Daarom hebben de zonnepanelen van het Juno-tuig een diameter van twintig meter. Dat is dus vrij groot en niet handig om de ruimte in te sturen. Als we nadenken over ruimtereizen en maanbasissen in de toekomst, is het belangrijk dat we aangepaste energie kunnen genereren. Een van de manieren om dat te doen is door bijvoorbeeld dit type zonnecellen te gebruiken. Dit zijn oprolbare zonnecellen. Zo kunnen we veel zonnecellen meenemen in weinig volume. Dit is een van de onderwerpen die we bestuderen in onze onderzoeksgroepen aan de Universiteit Hasselt. Ook het internationaal ruimtestation, ISS, gebruikt zonnepanelen. 2500 vierkante meter. Het internationaal ruimtestation is echt een mijlpaal in de geschiedenis van de ruimtevaart. Maar op vlak van de ruimtekolonisatie staan we nog niet echt ver. Dit ruimtestation biedt maar plaats aan een bemanning van zes personen. Niet voor de hele mensheid. De afstand ten opzichte van de aarde bedraagt amper 400 kilometer. Dat is de afstand van Hasselt tot Londen in vogelvlucht. We staan dus nog ver qua ruimtereizen. Zeker als we kijken naar sciencefictionfilms. In 'Star trek' bijvoorbeeld kunnen ze met de Starship Enterprise op heel korte tijd naar andere galaxieën of planeten reizen. Wat is het verste waar we ooit geraakt zijn met onze menselijke technologie? Dat record hoort toe aan het ruimtetuig Voyager 1. Voyager 1 is gelanceerd in 1977 en heeft er 36 jaar over gedaan om aan het uiteinde te komen van ons zonnestelsel. Op valentijn 1990 heeft Voyager 1 nog één foto gemaakt van de aarde. Dit is misschien de verste selfie van ons. Op de iconische foto was ons huis één klein punt in een immens universum. Dat zijn wij. Voyager 1 is ook het snelste tuig dat de mens ooit gemaakt heeft. Het reist met een snelheid van 17 kilometer per seconde. Dat is 170 keer sneller dan een formule 1-wagen. Als het met deze snelheid verder reist in de richting van de dichtstbijzijnde ster en exoplaneet, dan zal het 40.000 jaar nodig hebben. Zoveel tijd hebben we niet. In sciencefictionfilms zoals 'Star wars' vliegen ze in enkele minuten tegen de lichtsnelheid. Dan zijn ze snel in een andere galaxie of op een andere planeet. U weet: geloof niet altijd wat in sciencefictionfilms gebeurt. Als we op enkele minuten van stilstand naar lichtsnelheid gaan, dan maken we een gigantische versnelling. Volgens de wetten van Newton worden we dan platgedrukt. Een andere fysieke grens is de lichtsnelheid zelf. 300.000 kilometer per seconde. Dat is de maximale snelheid die een object ooit kan bereiken. Als het mogelijk zou zijn te reizen tegen de lichtsnelheid, dan zouden we de afstand die de Voyager aflegde, tot aan de rand van ons zonnestelsel, in achttien uur afleggen in plaats van zesendertig jaar. Mochten we naar de dichtstbijzijnde ster gaan, dan zouden we 4,3 jaar nodig hebben. Als we een bezoekje zouden brengen aan de andere kant van de Melkweg, dan hebben we, zelfs met de lichtsnelheid, 520.000 jaar nodig. Ook bijzonder aan de relativiteitstheorie is dat enkel objecten die geen massa hebben, zoals een foton, een lichtdeeltje, kunnen vliegen tegen de lichtsnelheid. Alles wat een massa heeft, zoals een ruimtetuig of de mens zelf... Als we daar... Hoe dichter we bij de lichtsnelheid komen, hoe groter de energie moet zijn. Als we naar de lichtsnelheid gaan, hebben we oneindig veel energie nodig. Dus gebaseerd op deze wetten van de relativiteitstheorie, en ook geïnspireerd door wat er met de moonshot gebeurd is, is er een paar jaar geleden een nieuw initiatief gekomen, het zogenoemde starshot. De ambitie is om een ruimtetuig in de buurt van onze dichtstbijzijnde ster te brengen, Proxima Centauri. En dat op twintig jaar tijd. Het principe dat men daarvoor wil gebruiken, is het volgende. Ik neem hier een laser. Ik heb hier een object. Ik ga nu met die laser op dat object schijnen. Kijk goed wat er gebeurt. Dat object begint rond te draaien. Ziet u dat? In dat starshotinitiatief wil men iets gelijkaardigs doen. Men wil aan de ruimtetuigen een groot lichtzeil aanbrengen. Men beschijnt het met heel krachtige lasers, zodanig dat het op korte tijd op een snelheid van 20% van de lichtsnelheid komt. Als men goed genoeg mikt, zou dat ruimteschip in de richting vliegen van Proxima Centauri, en dat op twintig jaar tijd. Kleine kanttekening: dit ruimteschip is eigenlijk een ruimtechip. Het gaat over een piepklein elektronisch circuit, niet veel groter dan een postzegel, met een massa van een gram. De energie die men nodig heeft om dat lichtzeil te beschijnen is honderd gigawatt. Dat is het gezamenlijke vermogen van honderd kerncentrales die tegelijkertijd werken. Dus ook dat starshotinitiatief zal de mensheid niet snel brengen tot een exoplaneet. Ook op een recente ESA-conferentie was de conclusie dat we met de huidige kennis van de fysica en de technologie, met bemande ruimtevluchten niet verder zouden geraken dan ons eigen zonnestelsel. Dat betekent in de praktijk dat er geen ander alternatief zal zijn voor onze planeet aarde. Er zal dus geen planeet B zijn. Dat betekent niet dat we niet verder moeten doen met de ruimte te onderzoeken. We moeten dit blijven doen om onszelf en het universum beter te begrijpen. Maar wat misschien nog belangrijker is, is dat we na de moonshot, na de starshot, misschien samen werken aan kleine en grote earthshots om van onze prachtige blauwe planeet een betere planeet te maken.