Welkom terug bij onze serie over het koloniseren van het zonnestelsel! Vandaag bekijken we de grootste van de manen van Saturnus: Titan, Rhea, Iapetus, Dione, Tethys, Enceladus en Mimas.
Vanaf de 17e eeuw deden astronomen enkele diepgaande ontdekkingen rond de planeet Saturnus, waarvan zij dachten dat het destijds de verste planeet van het zonnestelsel was. Christiaan Huygens en Giovanni Domenico Cassini waren de eersten die de grootste manen van Saturnus zagen - Titan, Tethys, Dione, Rhea en Iapetus. Meer ontdekkingen volgden; en vandaag omvatten wat we herkenden als het Saturnus-systeem 62 bevestigde satellieten.
Wat we van dit systeem weten, is de afgelopen decennia aanzienlijk gegroeid dankzij missies als Voyager en Cassini. En met deze kennis zijn er meerdere voorstellen gekomen die beweren hoe de manen van Saturnus ooit gekoloniseerd zouden moeten worden. Naast het enige andere lichaam dan de aarde met een dichte, stikstofrijke atmosfeer, zijn er ook overvloedige bronnen in dit systeem die kunnen worden gebruikt.
Net zoals het idee om de maan, Mars, de manen van Jupiter en andere lichamen in het zonnestelsel te koloniseren, is het idee om kolonies te stichten op de manen van Saturnus uitgebreid onderzocht in science fiction. Tegelijkertijd zijn er wetenschappelijke voorstellen gedaan die benadrukken hoe kolonies de mensheid ten goede zouden komen, waardoor we missies dieper de ruimte in kunnen zetten en een tijdperk van overvloed inluiden!
Voorbeelden in fictie:
De kolonisatie van Saturnus is de afgelopen decennia een terugkerend thema geweest in science fiction. Bijvoorbeeld in de roman van Arthur C. Clarke uit 1976 Imperial Earth, Titan is de thuisbasis van een menselijke kolonie van 250.000 mensen. De kolonie speelt een cruciale rol in de handel, waar waterstof uit de atmosfeer van Saturnus wordt gehaald en wordt gebruikt als brandstof voor interplanetair reizen.
In Piers Anthony's Bio van een ruimtetiran serie (1983-2001), de manen van Saturnus zijn gekoloniseerd door verschillende landen in een post-diaspora-tijdperk. In dit verhaal is Titan gekoloniseerd door de Japanners, terwijl Saturnus is gekoloniseerd door de Russen, Chinezen en andere voormalige Aziatische landen.
In de roman Titan (1997) van Stephen Baxter, de plot draait om een NASA-missie naar Titan die moet worstelen om te overleven na een noodlanding op het oppervlak. In de eerste paar hoofdstukken van Stanislaw Lem's Fiasco (1986) eindigt een personage bevroren op het oppervlak van Titan, waar ze honderden jaren vastzitten.
In Kim Stanley Robinson's Mars Trilogy (1996) wordt stikstof uit Titan gebruikt bij de terravorming van Mars. In zijn roman 2312 (2012), heeft de mensheid verschillende manen van Saturnus gekoloniseerd, waaronder Titan en Iapetus. Er worden ook verschillende verwijzingen gemaakt naar de "Enceladian biota" in het verhaal, die microscopische buitenaardse organismen zijn die sommige mensen binnenkrijgen vanwege hun veronderstelde medicinale waarde.
Als onderdeel van zijn Grand Tour Series, de romans van Ben Bova Saturnus (2003) en Titan (2006) gaan over de kolonisatie van het Cronian-systeem. In deze verhalen wordt Titan verkend door een kunstmatig intelligente rover die op mysterieuze wijze een storing begint te vertonen, terwijl een mobiele menselijke ruimtekolonie de ringen en andere manen verkent.
Voorgestelde methoden:
In zijn boek De ruimte binnengaan: een ruimtevarende beschaving creëren (1999), pleitte Robert Zubrin voor de kolonisatie van het buitenste zonnestelsel, een plan dat onder meer de atmosfeer van de buitenplaneten ontgint en kolonies op hun manen vestigt. Naast Uranus en Neptunus werd Saturnus aangewezen als een van de grootste bronnen van deuterium en helium-3, die de aanstaande fusie-economie zou kunnen stimuleren.
Hij identificeerde Saturnus verder als de belangrijkste en meest waardevolle van de drie, vanwege de relatieve nabijheid, lage straling en het uitstekende manenstelsel. Zubrin beweerde dat Titan een uitstekende kandidaat is voor kolonisatie omdat het de enige maan in het zonnestelsel is met een dichte atmosfeer en rijk is aan koolstofhoudende verbindingen.
Op 9 maart 2006 vond NASA's Cassini-ruimtesonde mogelijk bewijs van vloeibaar water op Enceladus, wat in 2014 door NASA werd bevestigd. Volgens gegevens afkomstig van de sonde komt dit water uit stralen rond de zuidpool van Enceladus en is het niet meer dan tientallen meters onder het oppervlak op bepaalde locaties. Dit zou het verzamelen van water aanzienlijk gemakkelijker maken dan op een maan als Europa, waar de ijskap enkele kilometers dik is.
Gegevens verkregen door Cassini wezen ook op de aanwezigheid van vluchtige en organische moleculen. En Enceladus heeft ook een hogere dichtheid dan veel van de manen van Saturnus, wat aangeeft dat het een grotere gemiddelde silicaatkern heeft. Al deze middelen zouden zeer nuttig zijn om een kolonie te bouwen en voor basisoperaties te zorgen.
In oktober 2012 onthulde Elon Musk zijn concept voor een Mars Colonial Transporter (MCT), die centraal stond in zijn langetermijndoel om Mars te koloniseren. Musk verklaarde destijds dat de eerste onbemande vlucht van het Mars-transportruimtevaartuig in 2022 zou plaatsvinden, gevolgd door de eerste bemande MCT-missie die in 2024 zou vertrekken.
In september 2016, tijdens het International Astronautical Congress 2016, onthulde Musk verdere details van zijn plan, waaronder het ontwerp voor een interplanetair transportsysteem (ITS) en geschatte kosten. Dit systeem, dat oorspronkelijk bedoeld was om kolonisten naar Mars te vervoeren, was geëvolueerd in zijn rol om mensen te vervoeren naar verder weg gelegen locaties in het zonnestelsel - waaronder de manen van Jupiter en Cronius.
Potentiële voordelen:
Vergeleken met andere locaties in het zonnestelsel - zoals het Joviaanse systeem - worden de grootste manen van Saturnus blootgesteld aan aanzienlijk minder straling. Zo zijn de manen van Io, Ganymede en Europa van Jupiter allemaal onderhevig aan intense straling van het magnetische veld van Jupiter - variërend van 3600 tot 8 seconden per dag. Deze hoeveelheid blootstelling zou dodelijk (of in ieder geval zeer gevaarlijk) zijn voor de mens, waarvoor aanzienlijke tegenmaatregelen nodig zijn.
De stralingsgordels van Saturnus daarentegen zijn aanzienlijk zwakker dan die van Jupiter - met een equatoriale veldsterkte van 0,2 gauss (20 microtesla) vergeleken met Jupiter's 4,28 gauss (428 microtesla). Dit veld strekt zich uit van ongeveer 139.000 km van het centrum van Saturnus tot een afstand van ongeveer 362.000 km - vergeleken met dat van Jupiter, dat zich uitstrekt tot een afstand van ongeveer 3 miljoen km.
Van de grootste manen van Saturnus vallen Mimas en Enceladus binnen deze gordel, terwijl Dione, Rhea, Titan en Iapetus allemaal banen hebben die ze van net buiten de stralingsgordels van Saturnus tot ver daarbuiten plaatsen. Titan draait bijvoorbeeld om Saturnus op een gemiddelde afstand (halve grote as) van 1,221,870 km, waardoor het veilig buiten het bereik van de energetische deeltjes van de gasreus komt. En de dikke atmosfeer is misschien voldoende om bewoners te beschermen tegen kosmische straling.
Bovendien kunnen bevroren vluchtige stoffen en methaan, geoogst uit de manen van Saturnus, worden gebruikt om andere locaties in het zonnestelsel te terraformen. In het geval van Mars zijn stikstof, ammoniak en methaan voorgesteld als middel om de atmosfeer te verdikken en een broeikaseffect teweeg te brengen om de planeet te verwarmen. Dit zou ertoe leiden dat waterijs en bevroren CO² aan de polen sublimeren, waardoor een zelfvoorzienend proces van ecologische verandering ontstaat.
Kolonies op de manen van Saturnus kunnen ook dienen als basis voor het oogsten van deuterium en helium-3 uit de atmosfeer van Saturnus. De overvloedige bronnen van waterijs op deze manen kunnen ook worden gebruikt om raketbrandstof te maken, en dienen dus als tussenstop en tankpunten. Op deze manier zou een kolonisatie van het Saturnus-systeem de economie van de aarde kunnen voeden en de verkenning dieper in het buitenste zonnestelsel vergemakkelijken.
Uitdagingen:
Natuurlijk zijn er talloze uitdagingen bij het koloniseren van de manen van Saturnus. Deze omvatten de afstand, de benodigde middelen en infrastructuur, en de natuurlijke gevaren die kolonies op deze manen zouden moeten aanpakken. Om te beginnen, hoewel Saturnus overvloedig is in hulpbronnen en dichter bij de aarde dan Uranus of Neptunus, is het nog steeds erg ver.
Saturnus is gemiddeld ongeveer 1.429 miljard km van de aarde verwijderd; of ~ 8,5 AU, het equivalent van acht en een half keer de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon. Om dat in perspectief te plaatsen, was er de Voyager 1 onderzoeken ongeveer achtendertig maanden om het Saturnus-systeem vanaf de aarde te bereiken. Voor bemande ruimtevaartuigen, die kolonisten vervoeren en alle apparatuur die nodig is om het oppervlak te koloniseren, zou het aanzienlijk langer duren om daar te komen.
Deze schepen zouden, om te voorkomen dat ze te groot en te duur zijn, moeten vertrouwen op cryogene of winterslaaptechnologie om ruimte te besparen op opslag en accommodatie. Hoewel dit soort technologie wordt onderzocht voor bemande missies naar Mars, bevindt het zich nog steeds erg in de onderzoeks- en ontwikkelingsfase.
Alle schepen die betrokken zijn bij de kolonisatie-inspanningen of die worden gebruikt om middelen van en naar het Cronian-systeem te vervoeren, zouden ook over geavanceerde voortstuwingssystemen moeten beschikken om ervoor te zorgen dat ze de reizen in een realistische hoeveelheid tijd kunnen maken. Gezien de betrokken afstanden zou dit waarschijnlijk raketten vereisen die nucleaire thermische voortstuwing gebruikten, of iets dat nog geavanceerder was (zoals antimaterieraketten).
En hoewel de eerste technisch haalbaar is, zijn dergelijke voortstuwingssystemen nog niet gebouwd. Alles wat geavanceerder is, vereist nog veel meer onderzoek en ontwikkeling en een grote inzet van middelen. Dit alles roept op zijn beurt het cruciale vraagstuk van de infrastructuur op.
Kortom, elke vloot die tussen de aarde en Saturnus vaart, zou een netwerk van bases tussen hier en daar nodig hebben om ze bevoorraad en gevoed te houden. Dus eigenlijk zouden alle plannen om de manen van Saturnus te koloniseren moeten wachten op de oprichting van permanente bases op de maan, Mars, de asteroïdengordel en hoogstwaarschijnlijk de joviaanse manen. Dit proces zou naar huidige maatstaven duur zijn en (opnieuw) een vloot van schepen met geavanceerde aandrijfsystemen vereisen.
En hoewel straling geen grote bedreiging vormt in het Cronian-systeem (in tegenstelling tot rond Jupiter), hebben de manen in de loop van hun geschiedenis veel impact gehad. Dientengevolge zouden alle nederzettingen die op het oppervlak zijn gebouwd waarschijnlijk extra bescherming in een baan om de aarde nodig hebben, zoals een reeks verdedigingssatellieten die kometen en asteroïden zouden kunnen omleiden voordat ze de baan bereikten.
Gezien de overvloedige hulpbronnen en de mogelijkheden die het zou bieden om dieper in het zonnestelsel (en misschien zelfs daarbuiten) te verkennen, is Saturnus en zijn systeem van manen niets minder dan een grote prijs. Bovendien is het vooruitzicht om daar te koloniseren veel aantrekkelijker dan andere locaties met grotere gevaren (zoals de manen van Jupiter).
Een dergelijke inspanning zou echter ontmoedigend zijn en een enorme inzet van meerdere generaties vereisen. En zo'n inspanning zou hoogstwaarschijnlijk moeten wachten op de bouw van kolonies en / of bases op locaties die dichter bij de aarde zijn, zoals op de maan, Mars, de asteroïdengordel en rond Jupiter. Maar we kunnen de hoop op lange termijn zeker volhouden, nietwaar?
We hebben bij Space Magazine veel interessante artikelen over kolonisatie geschreven. Dit is waarom eerst de maan koloniseren?, Hoe koloniseren we kwik?, Hoe koloniseren we Venus?
Astronomy Cast heeft ook veel interessante afleveringen over dit onderwerp. Bekijk aflevering 59: Saturnus, aflevering 61: Saturnusmanen, aflevering 95: mensen naar Mars, deel 2 - kolonisten, aflevering 115: de maan, deel 3 - terugkeer naar de maan en aflevering 381: holle asteroïden in sciencefiction.
Bronnen:
- NASA: Exploratie van het zonnestelsel - de manen van Saturnus
- NASA - Cassini: Mission to Saturn - Moons
- Wikipedia - Manen van Saturnus
- Wikipedia - Kolonisatie van het buitenste zonnestelsel
