Een interstellaire sonde versnellen, lukt nog wel. Maar hoe gaan we remmen?

De afgelopen jaren hebben onderzoekers de ene na de andere exoplaneet ontdekt. Maar een bezoekje brengen aan één van deze exoplaneten lijkt nog ondenkbaar. De dichtstbijzijnde exoplaneet – Proxima b – is namelijk nog altijd vier lichtjaar, oftewel een slordige 40 biljoen kilometer, van ons verwijderd. En toch zijn er plannen voor een missie naar dit dichtstbijzijnde stersysteem. De beroemde natuurkundige Stephen Hawking en filantroop Yuri Milner kwamen vorig jaar met ‘Breakthrough Starshot‘ op de proppen. Het wetenschappelijke project heeft een duidelijk doel: een onbemand ruimtevaartuig in twintig jaar tijd naar het stersysteem waar ook Proxima Centauri deel van uitmaakt, sturen. Dat betekent dat dit ruimtevaartuig gaandeweg een snelheid van zo’n 60.000 kilometer per seconde moet zien te verkrijgen. Dat lijkt onmogelijk. Maar Hawking had er natuurlijk goed over nagedacht. Hij stelt voor een lichtgewicht ruimtesonde te maken en deze aan een groot lichtzeil te hangen dat vervolgens met een gigantische laserstraal vanaf de aarde wordt voortgestuwd.

Remmen
Een fascinerend plan. Maar er is één probleem. Want hoe gaan we die ruimtesonde zodra deze eenmaal bij Alpha Centauri is gearriveerd weer laten afremmen? Dat wordt nog een lastige kwestie, want het is onmogelijk om de ruimtesonde van een remsysteem te voorzien, omdat deze dan te zwaar wordt om middels lichtzeilen voldoende snelheid mee te kunnen geven.

Magnetisch zeil
Maar in het blad Journal of Physics Communications komt een Duitse onderzoeker nu met een interessante oplossing voor dit probleem. Hij stelt voor gebruik te maken van een magnetisch zeil. Dit zeil zou bestaan uit een supergeleidende lus met een diameter van zo’n 50 kilometer. Door een stroompje door deze lus te jagen, ontstaat een krachtig magnetisch veld. Geïoniseerd waterstof in het interstellaire medium – de materie tussen de sterren – wordt door dit magnetisch veld gereflecteerd en daarbij wordt het momentum van de ruimtesonde gaandeweg overgedragen op het interstellaire medium. In andere woorden: het ruimtevaartuig vertraagt.

“Traag betekent in dit geval een reissnelheid van zo’n 1000 kilometer per seconde, wat slechts 0,3 procent van de snelheid van het licht is, maar nog altijd vijftig keer sneller is dan de Voyager-ruimtesondes,” aldus onderzoeker Claudius Gros.

Iets meer geduld
Berekeningen wijzen uit dat het idee echt werkt, ook al is de dichtheid van deeltjes in de interstellaire ruimte laag. Zo toont de onderzoeker aan dat magnetische zeilen een ‘trage’ ruimtesonde (zie kader) die ongeveer 1500 kilogram weegt met magnetische zeilen te vertragen. Er is echter één nadeel: de ruimtemissie duurt dan wel langer. Flink langer. Zo zou het ongeveer 58 jaar duren om Proxima Centauri te bereiken.

Misschien dat magnetische zeilen dan ook niet zo interessant zijn voor verkennende missies als Breakthrough Starshot, waarvan onderzoekers toch op korte termijn de vruchten willen plukken. Gros realiseert dat zich ook, zo blijkt uit zijn onderzoekspaper. Hij stelt dan ook voor om deze aanpak te overwegen voor missies die niet op korte termijn tot resultaten moeten leiden. Als voorbeeld haalt hij de Genesis-missies aan. Deze missies bedacht Gros vorig jaar. Tijdens dergelijke missies zouden eencellige organismen de ruimte in worden geschoten en koers zetten richting potentieel leefbare planeten. Daar zou de evolutie van leven met de aankomst van deze eencelligen een flinke voorsprong – van enkele miljarden jaren – krijgen. Tijdens dergelijke missies is het belangrijker dat zo’n sonde uiteindelijk in een baan rond een planeet belandt dan het moment waarop deze dat doet.

Wist je dat onderzoekers eerder dit jaar voorstelden om de straling van de Alpha Centauri-sterren te gebruiken om de ruimtesonde van Hawking en Milner af te remmen? Maar ook dat resulteerde in een langere reisduur. Lees er hier alles over.