Een aarde-achtige planeet bij Proxima Centauri is als sciencefiction die werkelijkheid wordt. De verleiding om erheen te reizen is onweerstaanbaar. Er worden zelfs al plannen gesmeed. Maar het pad naar Proxima is bezaaid met obstakels.
Proxima Centauri mag dan wel de dichtsbijzijnde ster (na de zon) zijn, ze is nog steeds immens ver weg. Ze staat op 4,2 lichtjaar van ons, dat is veertigduizend miljard kilometer – bijna tienduizend keer verder dan Pluto, het verst afgelegen hemellichaam dat ooit al door een ruimtetuig is bezocht. Interstellaire ruimtevaart (d.w.z. naar andere sterren en hun planeten) is een opgave van een heel andere categorie dan de interplanetaire ruimtevaart waar we aan gewend zijn. Maar natuurlijk, wie ook maar een druppel ruimte-avonturiersbloed in de aderen heeft, laat zich daar niet door afschrikken. Interstellaire ruimtevaart is het echte werk, ruimtevaart zoals in de SF. Nu astronomen ontdekt hebben dat er rond Proxima Centauri een aarde-achtige, potentieel leefbare planeet draait, Proxima Centauri b of Proxima b gedoopt, moeten we erheen.
Maar hoe reis je veertigduizend miljard kilometer? En liefst zonder duizenden jaren onderweg te zijn, want Homo sapiens is een ongeduldige diersoort. Dat betekent er een snelheid moet worden gehaald die een respectabele fractie van de lichtsnelheid is, bijvoorbeeld tien of twintig procent – het soort snelheid dat we tot nu toe nog maar zelden aan iets groters dan een geïoniseerd atoom hebben gegeven. Een klassiek ruimteschip genre Star Trek is helaas uitgesloten met de huidige stand van de technologie. Dat vergt zo veel energie en reactiemassa om het op snelheid te brengen (en om het bij aankomst af te remmen, en om bij het vertrek al de brandstof mee te versnellen die bij aankomst zal moeten dienen voor het afremmen), dat het reusachtig groot en zwaar en onbetaalbaar zou worden. Er zal dus het een en ander moeten geschrapt worden van het verlanglijstje. Ten eerste de bemanning. De reusachtige Spaceship Enterprise met zijn heldhaftige bemanning vervangen door een miniatuur-robotje van enkele grammen, maakt het probleem al iets overzichtelijker. Ten tweede het idee om ter plaatse af te remmen en te landen – met hoge snelheid langs het doelwit scheren en foto’s maken is voorlopig al ambitieus genoeg. En ten derde de motor en de brandstof. Die maken het ruimtetuig namelijk veel te zwaar (en leiden ertoe dat de motor en de brandstof voornamelijk dienen om de motor en de brandstof te versnellen). Hoe lanceer je een ruimtetuig zonder een motor? Jules Verne wist daar al een oplossing voor in zijn ‘De reis naar de maan’: schiet het af met een groot kanon. Je zou het ook met een elektromagnetische katapult kunnen proberen, of, in de modernste versie, met een krachtige laser.
Dat is het plan dat het Breakthrough Starshot Project hoopt te realiseren. Het project heeft van de Russische miljardair Yuri Milner een startkapitaal van honderd miljoen dollar ter beschikking gekregen – genoeg voor de eerste voorstudies (maar lang niet genoeg om het ook echt uit te voeren). Het project was al van start gegaan vóór de ontdekking van Proxima b, en had daarom een ander voorlopig reisdoel, de sterren Alfa Centauri A en B (die overigens vlakbij Proxima staan) – wellicht wordt het reisdoel eerstdaags aangepast. Milner wil een zwerm ‘wafersats’ lanceren, ruimtetuigjes van maar enkele centimeter groot, niet veel zwaarder dan een gram en per stuk niet veel duurder dan een smartphone. Ze heten ‘wafersat’ omdat ze niet veel meer zijn dan een plak silicium (een ‘wafer’ in de terminologie van de computerchips) met elektronische schakelingen erin geëtst.
Het idee is dat het niet erg is als de meeste wafersats onderweg stuk gaan, zolang er maar enkele het volhouden. Elke wafersat zou in de ruimte een flinterdun ‘zeil’ uitrollen, van enkele vierkante meter, om het licht op te vangen van een groep krachtige lasers met telescoopspiegels op aarde. Licht oefent een beetje druk uit, en de intense door de telescoopspiegels gefocusseerde straal van de lasers zou moeten volstaan om het zeil en de wafersat in korte tijd tot twintig procent van de lichtsnelheid te versnellen (zo’n tweehonderd miljoen kilometer per uur). Daarmee moet Alfa Centauri (of Proxima) in niet veel meer dan twintig jaar te bereiken zijn. De wafersats beschikken niet over een middel om nabij hun doel beduidend af te remmen. Ze razen met hoge snelheid langs de planeet, maken foto’s en doen metingen. Hun zeil als schotelantenne gebruikend, seinen ze de foto’s naar de aarde. Wanneer de signalen vier jaar later onze planeet bereiken, zijn ze extreem zwak geworden, maar dezelfde groep spiegels waarmee twintig jaar eerder de laserbundels zijn uitgestuurd, zou nu moeten volstaan om het signaal op te vangen. Het duurste onderdeel van het project zou de bouw zijn van de reeks ongekend krachtige lasers; dat zou vele miljarden kosten.
Veel is nog onzeker aan het project en er zullen tal van technische obstakels overwonnen moeten worden – de voorstanders van het project zijn de eersten om dat toe te geven. Maar met het startkapitaal van Milner zijn ze alvast begonnen om al die bezwaren een voor een te onderzoeken. Een eerste studie is al verschenen. Avi Loeb van de Harvard-universiteit heeft in opdracht van het project onderzocht hoe ernstig het gevaar is van de impact van kleine stofkorreltjes en atomen gas onderweg. Zeer ernstig, blijkt uit de studie. Bij een snelheid van twintig procent van de lichtsnelheid is zelfs een botsing met een stofdeeltje van één honderdste millimeter groot al rampzalig. Gelukkig is de ruimte tussen onze zon en Alfa Centauri behoorlijk leeg, en de stofdeeltjes die er zweven zijn overwegend veel kleiner dan een honderdste millimeter. Het gevaar zijn in de praktijk voornamelijk microscopische stofjes en zware atomen, die het oppervlak van het ruimtetuig geleidelijk zullen weg-eroderen, volgens Loeb. Hij denkt dat het nodig zal zijn de wafersats te voorzien van een enkele millimeter dik beschermingsschild van grafiet, dat ongeveer dertig procent van het volume zal innemen. Het dunne zeil kan niet op die manier beschermd worden, dat moet na de aanvankelijke vernellingsfase worden opgevouwen. Die beschermingsmaatregelen maken de ruimtetuigjes zwaarder en daardoor het project moeilijker, maar niet onmogelijk, volgens de analyse van Loeb.
Bronnen: