Terug in de ruimte

Geoloog en oud-Apollo-astronaut Jack Schmitt was vorige week in Delft. Dertig jaar nadat hij op de maan rondwandelde, zint hij op een terugkeer. Niet als maanman ditmaal % maar als mijnman.

Men neme een stuk grond zo groot als de binnenstad van Delft. Graaf het af tot een diepte van drie meter en verhit de opgegraven grond tot een graad of zevenhonderd. Vang de gassen die vrijkomen op, scheid ze van elkaar, en stop ze in flessen. Ziedaar het recept voor één metrische ton van een superschone, superzuinige brandstof % eentje die een ware revolutie teweeg kan brengen in de energievoorziening. Er is eigenlijk maar een nadeel. Je zult naar de maan moeten om de wonderbrandstof te winnen.

Mijnbouw op de maan. Geoloog en oud-maanvaarder prof.dr. Harrison (Jack) Schmitt kan erover praten zonder maar één keer met zijn ogen te knipperen. ,,Ik ben er absoluut van overtuigd dat het reëel is. Al eeuwenlang hebben we ervaring met mijnbouw en met het benutten van grote hoeveelheden grond. De techniek is er. Goed, we moeten nog werken aan de toepassing van robots in de mijnbouw. Op de maan is het wenselijk om arbeid zo veel mogelijk uit te schakelen. Maar er is geen reden waarom dat ons zou tegenhouden. Een kleine, permanente maanbasis bemand door technici en robots: het is een enorme uitdaging.”

Tjokvol

Hoewel hij tegen de zeventig loopt, heeft Schmitt nog altijd de jongensachtige glamour van een wonderboy: gevat, humoristisch en vol galmende ruimtevaartretoriek uit de dagen van Kennedy en Captain Kirk. ,,We hebben de evolutie van de mensheid veranderd”, zegt hij. ,,Door op de maan te landen, hebben we bewezen dat de mens onafhankelijk van de aarde kan bestaan. En dat is belangrijke informatie voor onze soort.” Precies dertig jaar nadat hij met de Apollo 17 neerstreek op de maan staat Schmitt aan het hoofd van het bedrijfje Interlune-Intermars Initiative. Het doel: delfstoffen van de maan halen.

Nieuw is dat idee niet. Al in de jaren tachtig begreep John Satarius, een natuurkundige aan de Universiteit van Wisconsin, dat de maan tjokvol zit met iets dat op aarde uiterst zeldzaam is: de lichte heliumisotoop helium-3. Terwijl op aarde nagenoeg uitsluitend helium-4 voorkomt, ligt helium-3 op de maan haast letterlijk voor het oprapen. Het afbraakproduct van de zon klettert al miljarden jaren lang op het maanoppervlak, en de bovenste meter maanbodem zit er dan ook tjokvol mee.

Kernfusie, dat is waar het om draait. Kernfusie vindt plaats als atoomkernen met elkaar versmelten % een proces, waarbij ontzaglijke hoeveelheden energie vrijkomt. Vandaar dat natuurkundigen al decennia lang proberen een energiecentrale te ontwerpen die draait op fusie. Tevergeefs tot dusver: de aardse technologie lijkt wat krap bemeten om de energiebron waarop ook de sterren draaien in bedwang te houden. Een kloddertje fusieplasma dient te worden omgeven door een enorme fabriek, ontzagwekkende magneetvelden en metersdikke muren, die ook nog eens om de paar jaar moeten worden vervangen en als hoogradioactief afval bij de sloop dienen te worden gezet. Maar daarbij gaat men wél uit van de waterstof-isotopen deuterium en tritium als brandstof.

Nee, dan helium-3. ,,Ik ben ervan overtuigd dat helium-3, als we het hier voorradig hadden, de belangrijkste energiebron op aarde zou zijn. Kernfusie met helium-3 produceert nauwelijks radioactiviteit en is dus buitengewoon schoon,” weet Schmitt. ,,Bovendien kun je helium-3 direct omzetten in elektriciteit. Bij deuterium- en tritium-reacties komen neutronen vrij. Die moet je opvangen, en de hitte vervolgens omzetten in elektriciteit. Bij helium-3-reacties daarentegen worden vooral protonen geproduceerd. Die kun je met een twee tot drie keer hogere efficiëntie omzetten in elektriciteit. Heel Amerika zou al genoeg hebben aan veertig ton helium-3 per jaar.”

Shutteltje

Dat wordt dus spitten op de maan. Lang niet zo idioot als het lijkt, benadrukt Schmitt. ,,Het aardige is dat de bijproducten extreem interessant zijn. Zoals water, zuurstof, ijzer en titanium. Voor elke ton helium die je produceert kun je ongeveer tweederde ton water overhouden.” En dan is er de opbrengst. ,,Eén metrische ton helium-3 zou tien elektriciteitscentrales van tienduizend megawatt een jaar lang van brandstof kunnen voorzien. Omgerekend naar de huidige marktwaarde is de waarde zo’n vier miljard dollar per ton. Daarom denken we dathet wel degelijk reëel is.” Anders gerekend: vijf keer vliegen met een space shuttle en Amerika kan weer een heel jaar voort. En dat is dan nog een behoudende schatting. Sommige heliumfanaten denken dat de hele planeet in theorie genoeg heeft aan een half space shutteltje helium-3 per jaar.

Schmitt is een van de weinige aardlingen die eens een weekje op de maan doorbracht. In december 1972 kachelde hij in zijn maanbuggy door de vallei Taurus-Sittrow, in wat bekend staat als de laatste, maar ook de meest fotogenieke maanmissie ooit. ,,Boven je zie je die absoluut zwarte hemel, met daarin een verblindend felle zon. Die combinatie is voor een aardbewoner heel moeilijk voor te stellen. Net als overigens de lagere zwaartekracht. Het is er net of je op een enorme trampoline loopt. Eenzesde zwaartekracht is fantastisch!”

Voorlopig heeft Schmitt zijn handen vol aan aardse zaken. Hoewel hij kan rekenen op flinke bijval vanuit de wetenschap % zo werkt China aan een eigen heliummissie % laten de geldschieters het vooralsnog afweten. Nasa heeft zijn handen vol aan het internationale ruimtestation, het Amerikaanse ministerie van Energie durft na de Enron-affaire geen politiek risico meer te nemen en particuliere investeerders steken niet graag geld in een project dat pas na decennia geld oplevert. Want voor de goede orde: behalve een maanbasis bestaat ook een kernfusiecentrale alleen nog op papier.

En dan is er de ophef rond Mars. Nu Nasa over zeer sterke aanwijzingen beschikt dat er water is op Mars, lijkt de rode planeet alom te zijn uitgeroepen tot de volgende halte van de diersoort mens. Voor Schmitt hoeft dat niet zo nodig. ,,Het zal onmogelijk zijn om onze hoge levensstandaard te handhaven zonder over te schakelen op een nieuwe vorm van energie. Zonne-energie is niet competitief genoeg. En windenergie is geen wereldwijde oplossing. Er zijn niet veel plaatsen waar genoeg wind is. Wat dat betreft denk ik dat het op dit moment veel belangrijker is om terug te keren naar de maan dan een missie naar Mars te ondernemen.”

De BV Maan

Schmitt is niet de enige maanondernemer. Een greep uit het aanbod.

TransOrbital (La Jolla, Californië)

Product: verkoop van maanfoto’s, bezorging van een ’tijdcapsule’ met persoonlijke zaken van klanten op de maan.

Maar: meedoen kost _ 2600 per gram. Een boodschap van driehonderd letters achterlaten op de maan kost _ 17,72.

Celestis (Houston, Texas)

Product: bezorging van ‘een symbolisch deel’ van de as van gecremeerden op de maan.

Maar: het bedrijf heeft geen eigen raket en moet ‘meeliften’ met anderen.

LunaCorp (Fairfax, Virginia)

Product: verkoop van maanfoto’s en %films, kennis, reclamecontracten % en verhuur van een maanrover die vanaf de aarde is te besturen.

Maar: plannen zijn nog in ontwikkeling.

Dennis Hope (Rio Vista, Californië)

Product: verkoopt hectaren maanlandschap à zestien euro.

Maar: het is de vraag of dat rechtsgeldig is.

Vergeet de zonnecel en de windmolen. De oplossing voor de energiecrisis die de mensheid besluipt ligt zo’n vierhonderdduizend kilometer verderop: op de maan. Geoloog en oud-Apollo-astronaut Jack Schmitt was vorige week in Delft. Dertig jaar nadat hij op de maan rondwandelde, zint hij op een terugkeer. Niet als maanman ditmaal % maar als mijnman.

Men neme een stuk grond zo groot als de binnenstad van Delft. Graaf het af tot een diepte van drie meter en verhit de opgegraven grond tot een graad of zevenhonderd. Vang de gassen die vrijkomen op, scheid ze van elkaar, en stop ze in flessen. Ziedaar het recept voor één metrische ton van een superschone, superzuinige brandstof % eentje die een ware revolutie teweeg kan brengen in de energievoorziening. Er is eigenlijk maar een nadeel. Je zult naar de maan moeten om de wonderbrandstof te winnen.

Mijnbouw op de maan. Geoloog en oud-maanvaarder prof.dr. Harrison (Jack) Schmitt kan erover praten zonder maar één keer met zijn ogen te knipperen. ,,Ik ben er absoluut van overtuigd dat het reëel is. Al eeuwenlang hebben we ervaring met mijnbouw en met het benutten van grote hoeveelheden grond. De techniek is er. Goed, we moeten nog werken aan de toepassing van robots in de mijnbouw. Op de maan is het wenselijk om arbeid zo veel mogelijk uit te schakelen. Maar er is geen reden waarom dat ons zou tegenhouden. Een kleine, permanente maanbasis bemand door technici en robots: het is een enorme uitdaging.”

Tjokvol

Hoewel hij tegen de zeventig loopt, heeft Schmitt nog altijd de jongensachtige glamour van een wonderboy: gevat, humoristisch en vol galmende ruimtevaartretoriek uit de dagen van Kennedy en Captain Kirk. ,,We hebben de evolutie van de mensheid veranderd”, zegt hij. ,,Door op de maan te landen, hebben we bewezen dat de mens onafhankelijk van de aarde kan bestaan. En dat is belangrijke informatie voor onze soort.” Precies dertig jaar nadat hij met de Apollo 17 neerstreek op de maan staat Schmitt aan het hoofd van het bedrijfje Interlune-Intermars Initiative. Het doel: delfstoffen van de maan halen.

Nieuw is dat idee niet. Al in de jaren tachtig begreep John Satarius, een natuurkundige aan de Universiteit van Wisconsin, dat de maan tjokvol zit met iets dat op aarde uiterst zeldzaam is: de lichte heliumisotoop helium-3. Terwijl op aarde nagenoeg uitsluitend helium-4 voorkomt, ligt helium-3 op de maan haast letterlijk voor het oprapen. Het afbraakproduct van de zon klettert al miljarden jaren lang op het maanoppervlak, en de bovenste meter maanbodem zit er dan ook tjokvol mee.

Kernfusie, dat is waar het om draait. Kernfusie vindt plaats als atoomkernen met elkaar versmelten % een proces, waarbij ontzaglijke hoeveelheden energie vrijkomt. Vandaar dat natuurkundigen al decennia lang proberen een energiecentrale te ontwerpen die draait op fusie. Tevergeefs tot dusver: de aardse technologie lijkt wat krap bemeten om de energiebron waarop ook de sterren draaien in bedwang te houden. Een kloddertje fusieplasma dient te worden omgeven door een enorme fabriek, ontzagwekkende magneetvelden en metersdikke muren, die ook nog eens om de paar jaar moeten worden vervangen en als hoogradioactief afval bij de sloop dienen te worden gezet. Maar daarbij gaat men wél uit van de waterstof-isotopen deuterium en tritium als brandstof.

Nee, dan helium-3. ,,Ik ben ervan overtuigd dat helium-3, als we het hier voorradig hadden, de belangrijkste energiebron op aarde zou zijn. Kernfusie met helium-3 produceert nauwelijks radioactiviteit en is dus buitengewoon schoon,” weet Schmitt. ,,Bovendien kun je helium-3 direct omzetten in elektriciteit. Bij deuterium- en tritium-reacties komen neutronen vrij. Die moet je opvangen, en de hitte vervolgens omzetten in elektriciteit. Bij helium-3-reacties daarentegen worden vooral protonen geproduceerd. Die kun je met een twee tot drie keer hogere efficiëntie omzetten in elektriciteit. Heel Amerika zou al genoeg hebben aan veertig ton helium-3 per jaar.”

Shutteltje

Dat wordt dus spitten op de maan. Lang niet zo idioot als het lijkt, benadrukt Schmitt. ,,Het aardige is dat de bijproducten extreem interessant zijn. Zoals water, zuurstof, ijzer en titanium. Voor elke ton helium die je produceert kun je ongeveer tweederde ton water overhouden.” En dan is er de opbrengst. ,,Eén metrische ton helium-3 zou tien elektriciteitscentrales van tienduizend megawatt een jaar lang van brandstof kunnen voorzien. Omgerekend naar de huidige marktwaarde is de waarde zo’n vier miljard dollar per ton. Daarom denken we dathet wel degelijk reëel is.” Anders gerekend: vijf keer vliegen met een space shuttle en Amerika kan weer een heel jaar voort. En dat is dan nog een behoudende schatting. Sommige heliumfanaten denken dat de hele planeet in theorie genoeg heeft aan een half space shutteltje helium-3 per jaar.

Schmitt is een van de weinige aardlingen die eens een weekje op de maan doorbracht. In december 1972 kachelde hij in zijn maanbuggy door de vallei Taurus-Sittrow, in wat bekend staat als de laatste, maar ook de meest fotogenieke maanmissie ooit. ,,Boven je zie je die absoluut zwarte hemel, met daarin een verblindend felle zon. Die combinatie is voor een aardbewoner heel moeilijk voor te stellen. Net als overigens de lagere zwaartekracht. Het is er net of je op een enorme trampoline loopt. Eenzesde zwaartekracht is fantastisch!”

Voorlopig heeft Schmitt zijn handen vol aan aardse zaken. Hoewel hij kan rekenen op flinke bijval vanuit de wetenschap % zo werkt China aan een eigen heliummissie % laten de geldschieters het vooralsnog afweten. Nasa heeft zijn handen vol aan het internationale ruimtestation, het Amerikaanse ministerie van Energie durft na de Enron-affaire geen politiek risico meer te nemen en particuliere investeerders steken niet graag geld in een project dat pas na decennia geld oplevert. Want voor de goede orde: behalve een maanbasis bestaat ook een kernfusiecentrale alleen nog op papier.

En dan is er de ophef rond Mars. Nu Nasa over zeer sterke aanwijzingen beschikt dat er water is op Mars, lijkt de rode planeet alom te zijn uitgeroepen tot de volgende halte van de diersoort mens. Voor Schmitt hoeft dat niet zo nodig. ,,Het zal onmogelijk zijn om onze hoge levensstandaard te handhaven zonder over te schakelen op een nieuwe vorm van energie. Zonne-energie is niet competitief genoeg. En windenergie is geen wereldwijde oplossing. Er zijn niet veel plaatsen waar genoeg wind is. Wat dat betreft denk ik dat het op dit moment veel belangrijker is om terug te keren naar de maan dan een missie naar Mars te ondernemen.”

De BV Maan

Schmitt is niet de enige maanondernemer. Een greep uit het aanbod.

TransOrbital (La Jolla, Californië)

Product: verkoop van maanfoto’s, bezorging van een ’tijdcapsule’ met persoonlijke zaken van klanten op de maan.

Maar: meedoen kost _ 2600 per gram. Een boodschap van driehonderd letters achterlaten op de maan kost _ 17,72.

Celestis (Houston, Texas)

Product: bezorging van ‘een symbolisch deel’ van de as van gecremeerden op de maan.

Maar: het bedrijf heeft geen eigen raket en moet ‘meeliften’ met anderen.

LunaCorp (Fairfax, Virginia)

Product: verkoop van maanfoto’s en %films, kennis, reclamecontracten % en verhuur van een maanrover die vanaf de aarde is te besturen.

Maar: plannen zijn nog in ontwikkeling.

Dennis Hope (Rio Vista, Californië)

Product: verkoopt hectaren maanlandschap à zestien euro.

Maar: het is de vraag of dat rechtsgeldig is.