Het koloniseren van Mars is misschien toch geen vergezochte droom

Kan Mars getemd worden?

Uit recent wetenschappelijk nieuws blijkt dat Mars misschien niet permanent een vijandige plek hoeft te blijven voor leven en menselijke nederzettingen.

Hoewel het idee om Mars te koloniseren al meer dan een eeuw de verbeeldingskracht van sciencefictionschrijvers en ruimteliefhebbers heeft aangewakkerd, zal het in de praktijk brengen van een aantal enorme problemen met zich meebrengen:

• Zeer dunne en koude atmosfeer
• Gebrek aan water
• Vreselijke stormen
• Sterke straling aan het oppervlak

Lange tijd waren de enige besproken opties om deze problemen op te lossen óf megaprojecten die ver achter lagen op onze huidige capaciteiten óf eerder slechte langetermijnoplossingen zoals permanent ondergronds blijven.

Gelukkig illustreert recent nieuws dat Mars met minder moeite minder vijandig kan worden gemaakt.

Het verwarmen van de lucht

Tot nu toe geen realistische oplossing

Een groot probleem met Mars is de gemiddelde temperatuur van -65C/-85F. Het is niet alleen koud, maar het kan vaak ook veel kouder worden dan zelfs het ergste op Antarctica. En er is niet echt een lange rij vrijwilligers om Antarctica te koloniseren.

Er zijn verschillende oplossingen overwogen, maar ze hebben allemaal beperkingen op de beschikbare middelen of de levensvatbaarheid van de technologie.

Het bedekken van het oppervlak van Mars (of misschien alleen de polen) met 2-3 cm silica-aerogel zou in theorie bijvoorbeeld kunnen werken, maar dat is heel veel aerogel om te produceren.

Een ander idee is het creëren van een enorm broeikaseffect door het vrijkomen van enorme hoeveelheden CO2 en andere broeikasgassen. Maar ook hier is de hoeveelheid die nodig is om voldoende effect te bereiken onthutsend, of zijn de middelen gewoonweg niet beschikbaar.

Bron: Universiteit van Berkeley

Metalen nanostaafjes

Het wordt duidelijk dat we iets veel krachtigers nodig hebben dan broeikasgassen om Mars te verwarmen, dus de omvang van de vereiste productie is niet zo ontmoedigend.

Wetenschappers van de Northwestern University, de University of Chicago en de University of Central Florida hebben mogelijk een oplossing gepubliceerd in Wetenschap gaat vooruit

Ze stellen voor om geleidende nanostaafjes van 9 micrometer, ter grootte van commerciële glitter, in massa te vervaardigen, gemaakt van aluminium of ijzer. Wanneer ze in de atmosfeer terechtkomen, zouden deze nanostaafjes 5,000 keer efficiënter zijn dan eerder voorgestelde methoden om de atmosfeer te verwarmen door het infraroodlicht van de zon te absorberen. Deze nanostaafjes zouden 10x langer in de atmosfeer blijven dan normaal stof.

Het idee zou zijn dat de nanostaafjes, door de atmosfeer op te warmen, de lucht voldoende zullen verwarmen om bevroren CO2 te laten verdampen, en vervolgens het oppervlaktewater te laten smelten, zodat een op hol geslagen opwarming kan worden veroorzaakt en het oppervlak vloeibaar water kan vasthouden.

Bron: Wetenschap Advances

De hoeveelheid te produceren nanostaafjes zou aanzienlijk zijn, maar niet langer onbeheersbaar. Vooral omdat de korst van Mars notoir rijk is aan ijzer, vandaar de algehele rode kleur.

De onderzoekers schatten dat er jaarlijks 700,000 kubieke meter metaal nodig is, waarschijnlijk gewonnen uit 70 miljoen kubieke meter oppervlaktemateriaal. Dit is zonder twijfel erg groot, maar vertegenwoordigt slechts 0.2% van de metalen die elk jaar op aarde worden gewonnen, dus het kan ook haalbaar zijn.

U kunt meer details over dit plan lezen in ons speciale artikel: “Terraforming Mars is met deze aanpak realistischer geworden. '

Modellering van de Mars-atmosfeer

De atmosfeer van Mars wordt al tientallen jaren bestudeerd, maar de gegevens zijn grotendeels beperkt gebleven tot analyses vanuit een baan om de aarde, of lokale metingen op rovers. Als we serieus zijn over het koloniseren van de rode planeet, zullen we een dieper begrip nodig hebben, vooral van de Marswinden.

Dit is vooral belangrijk omdat bekend is dat de planeet wordt blootgesteld aan enorme stofstormen, waaronder af en toe stofstormen over de hele planeet die weken kunnen duren.

Bron: NASA

Het goed modelleren van de wind en de atmosfeer zal ook cruciaal zijn voor elke poging tot terraforming gericht op verhoogde temperaturen, vooral de eerder besproken metalen nanostaafjes.

Om relevantere onderzoeken te starten, wetenschappers van Tufts University (Massachusetts), NASA Ames Research Center en Vandervalk Neeson Instruments hebben een sonische anemometer ontwikkeld die zou kunnen werken onder omstandigheden op Mars.

Dit vereiste een specifieke inspanning, omdat de lucht op Mars heel andere omstandigheden biedt dan op aarde:

• Temperaturen variërend van –130 °C tot 20 °C (-200F tot 68F).
• Zeer dunne luchtdichtheid, met slechts 4–10 mbar vrijwel zuiver CO2.

Door middel van een aangepast ontwerp en herhaalde tests slaagden de onderzoekers erin verschillende anemometers te maken die slechts een zeer kleine meetfout vertoonden onder omstandigheden op Mars.

De slechtste prestatie was een foutmeting van 1-2%, en de beste prestatie was een fout van 0.07-0.14%.

Daarnaast testten ze hun apparatuur ook in omstandigheden die vergelijkbaar zijn met de atmosfeer van Mars op 30-42 km hoogte, waardoor de weg werd vrijgemaakt voor metingen met een ballon op grote hoogte, een belangrijk hulpmiddel bij het bestuderen van winden op aarde.

Gigantische oceanen van Mars

Onverwachte ontdekking

Zoals gezegd is Mars veel vanuit een baan om de aarde bestudeerd, maar de samenstelling van het interieur is nog steeds grotendeels een mysterie, waarbij de meeste landers en rovers alleen het oppervlak hebben bestudeerd. Dit is plotseling veranderd met NASA's InSight-lander (Interieurverkenning met behulp van seismisch onderzoek, geodesie en warmtetransport).

De InSight-missie werd gelanceerd in 2018, maar wetenschappers bestuderen de gegevens nog steeds. En op 12 augustus^thIn 2024 werd een baanbrekende onthulling gedaan.

De studie van seismische activiteit onthulde een groot ondergronds reservoir met vloeibaar water – genoeg om de oceanen op het aardoppervlak te vullen.

Dit verandert de perceptie van Mars als een dode, woestijnwereld volledig. Tot nu toe dachten de meeste wetenschappers dat het grootste deel van het water door de zonnewind was weggeblazen. Voor elk terraformatieproject zou dus niet alleen het smelten van het water op de bovenste laag van het gesteente en in de polen nodig zijn geweest, maar waarschijnlijk ook het importeren van grote hoeveelheden water door kometen op de planeet te laten neerstorten.

Het lijkt erop dat een groot deel van het water niet in de ruimte is ontsnapt, maar in de korst is gefilterd.

Kan het worden gebruikt?

De aanwezigheid van vloeibaar water op Mars is een goede verrassing. De diepte van 11.5-20 km (7.1-12.4 mijl) maakt het echter geen hulpbron die kan worden aangeboord door vroege exploratie- en kolonisatie-inspanningen.

Het water zit ook opgesloten tussen gebroken gesteente, waardoor het niet lijkt op een gigantische ondergrondse oceaan, maar eerder op een kilometers brede laag nat gesteente. Zo diep graven kan een serieuze uitdaging zijn. Het is ook niet onmogelijk.

Het diepste gat dat ooit op aarde is geboord, bevond zich op het Kola-schiereiland in Rusland, vlakbij Moermansk, ook wel de ‘Kola-bron’ genoemd. Het bereikte een diepte van 7 km na 7 jaar inspanning en zou na 12 jaar inspanning op 19 km diepte worden voltooid.

Bron: De Zon 

Het is duidelijk dat het graven van zo diep op Mars veel infrastructuur vereist. Dus hoogstwaarschijnlijk kan dit alleen worden bereikt met een grote bevolking die al op Mars leeft, met een zelfvoorzienende economie zoals we hebben besproken in “De toekomstige Mars-economie'.

Toch is de belangrijkste beperking voor dieper boren op aarde de temperatuur, aangezien de bodem van de Kola-put 190 graden Celsius (370 graden Celsius) bereikte, waardoor de boorapparatuur smolt.

Mars is een planeet die veel kleiner en kouder is, met weinig geothermische activiteit, dus een put van 10-15 km zou een stuk kouder zijn, ook al zouden sommige gebieden nog resterende vulkanische activiteit kunnen hebben. De 1/3^rd van de zwaartekracht van de aarde zou ook helpen bij het verplaatsen van zwaar materieel en het verwijderen van gesteente van een dergelijke diepte.

Zouden toekomstige Mars-kolonisten deze ondergrondse, gevangen oceanen kunnen aanboren, zoals wij dat doen voor de olievoorraden op aarde? Misschien. Alleen de tijd zal het leren.

Hoe dan ook zou deze potentiële watervoorziening de toekomst van de kolonisatie van Mars radicaal kunnen veranderen en de rode planeet een zichzelf onderhoudend ecosysteem kunnen geven, dat we hebben onderzocht in “Ruimtevoedsel – Hoe zullen we de volgende golf van pioniers van de mensheid voeden?'.

Het is ook vrijwel zeker dat het koloniseren van Mars andere instrumenten en megaprojecten zal vereisen, waarvan we er enkele hebben besproken in “Ruimte-infrastructuur – Trappen bouwen naar de hemel'.

Kans op leven?

Een andere opwindende mogelijkheid is dat deze ondergrondse oceanen leven kunnen bevatten.

We weten dat het leven in stand kan worden gehouden door energie uit mineralen en radioactief verval. Toen de atmosfeer van Mars verdween en de oceanen de grond in sijpelden, is het mogelijk dat het leven ondergronds een toevluchtsoord heeft gevonden.

“Water is noodzakelijk voor het leven zoals wij dat kennen. Ik begrijp niet waarom het geen bewoonbare omgeving is. Op aarde is dat zeker waar: diepe, diepe mijnen herbergen leven, de bodem van de oceaan herbergt leven.

We hebben geen enkel bewijs gevonden voor leven op Mars, maar we hebben in ieder geval een plek geïdentificeerd waar in principe leven zou moeten kunnen bestaan.”

Michael Manga - UC Berkeley hoogleraar aard- en planetaire wetenschappen. 

Ook hier kunnen alleen diepe putten ons vertellen of dit mogelijk is.

Investeren in Mars

We zijn nog te vroeg om te investeren in terraforming-megaprojecten of vastgoed op Mars. Maar een handvol bedrijven werkt hard aan het bouwen van de stapstenen die het mogelijk zullen maken om de eerste man op Mars te laten landen en later de planeet te koloniseren.

Een belangrijk onderdeel zal het moeten herbruikbare raketten zijn, waardoor de kosten voor het lanceren van apparatuur in een baan om de aarde en in de diepe ruimte dramatisch worden verlaagd. Deze inspanning wordt momenteel grotendeels geleid door SpaceX van Elon Musk, een particulier bedrijf, terwijl andere raketbedrijven hun achterstand snel inhalen.

U kunt via vele makelaars in lucht- en ruimtevaartbedrijven investeren, en u kunt deze hier vinden effecten.io, onze aanbevelingen voor de beste makelaars in de Verenigde Staten, Canada, Australië, Brittannië, evenals vele andere landen.

Als u niet geïnteresseerd bent in het kiezen van specifieke luchtvaartbedrijven, kunt u ook kijken naar ETF's zoals ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX), iShares US Aerospace & Defense ETF (ITA), of SPDR S&P Aerospace & Defense ETF, wat een meer gediversifieerde blootstelling zal bieden om te profiteren van de lucht- en ruimtevaartindustrie.

Of u kunt ons artikel lezen over de “Top 10 aandelen in de ruimtevaart- en defensiesector'.

Investeren in ruimtevaartbedrijven

1. Rocket Lab

Rocket Lab is een van de meest serieuze kanshebbers op de markt voor herbruikbare raketten. Het bedrijf heeft zich aanvankelijk geconcentreerd op kleine raketten, met het Electron-lanceersysteem (320 kg laadvermogen), dat geleidelijk wordt omgezet in een gedeeltelijk herbruikbare raket. Tot nu toe heeft Electron 177 satellieten ingezet bij 44 lanceringen.

Later wil Rocket Lab een middelgrote herbruikbare raket maken, de Neutron, vergelijkbaar met Falcon 9 (8,000 kg voor LEO in volledig herbruikbare modus, 1,500 kg voor Mars of Venus). De Neutron zal worden aangedreven door een methaanverbrandende raketmotor (zoals Starship), wat de trend lijkt te worden voor de volgende generatie raketten.

Het bedrijf valt op door zijn volledig verticaal geïntegreerde satellietproductieproces, waardoor het de kosten en ontwerpsnelheid kan optimaliseren.

Dit resulteerde in meerdere contracten met onder meer NASA en de Amerikaanse overheid een militair satellietcontract ter waarde van $ 515 miljoen en een civiel contract van $ 143 miljoen voor Globalstar.

Rocket Lab is ook een belangrijke fabrikant van zonnepanelen voor satellieten na de overname van SolAero Technologies in 2022, met meer dan 1000 satellieten die door deze panelen worden aangedreven, en in totaal 4MW zonnecellen worden geproduceerd.

Bron: Rocket Lab

Voorlopig is het lanceersysteem afhankelijk van externe leveranciers, maar een reeks strategische overnames zou daar verandering in moeten brengen, door in het lanceersysteem de verticale integratie te repliceren die al is bereikt in het ontwerp en de productie van satellieten.

Het bedrijf onderzoekt ook de mogelijkheid van een telecom-LEO-constellatie om terugkerende inkomsten te genereren. Het draagt ​​ook bij aan onderzoek voor productie in de ruimte met Varda Space Industries  en  orbitale puininspectie.

Terwijl SpaceX over het zakelijke talent van Elon Musk beschikte om zijn technologie helemaal opnieuw te ontwikkelen, gebruikte Rocket Lab een mix van R&D en overnames om de vereiste technologie verticaal te integreren. Dit is zeer succesvol gebleken bij de productie van satellieten, en ze willen deze strategie nu repliceren voor herbruikbare raketten.

Gezien de bestaande cashflow uit satellietproductie en de successen van Electron is Rocket Lab een goede kandidaat om SpaceX in te halen.

2.  Virgin Galactic

Het bedrijf is opgericht door Richard Branson en richt zich op ruimtetoerisme.

De tickets liggen tussen de $ 250,000 en 450,000, met een lange wachtlijst. De eerste klanten lijken in de wolken met hun ervaring:

“Ik heb altijd geweten dat dit de meest bijzondere ervaring van mijn leven zou worden. Dat heb ik altijd geweten. En mensen vertelden me dat dit zo zou zijn. Maar als het dan zo is... en het ligt op een ander niveau dan de ervaring die je dacht te zullen hebben... dan is het heel moeilijk uit te leggen."

“Dit was de beste dag van mijn leven, de meest sensationele dag van mijn leven. En beter dan dat kun je niet krijgen. Het overtrof mijn stoutste dromen.”

Zoals we eerder bespraken, ruimtetoerisme zou HET centrum van de toekomstige economie van Mars kunnen zijn.

Dit komt omdat Mars niet alleen een unieke ervaring zal bieden, maar ook enkele van de meest indrukwekkende kenmerken van het hele zonnestelsel zal hebben:

• De grootste kloof in het zonnestelsel (4,000 km lang, 200 km breed en tot 7 km diep).
• Een vulkaan van 21.9 km hoog (72,000 voet) en ongeveer zo groot als Frankrijk of de staat Arizona.

Bron: Wikipedia

Virgin Galactic heeft gewerkt aan het verbeteren van de economie van de eenheid, met een nieuw lanceersysteem, de “Delta”, dat zes passagiers kan vervoeren in plaats van vier, en acht vluchten per maand kan uitvoeren in plaats van slechts één.

Samen zouden deze twee verbeterde statistieken de omzet per eenheid twaalf keer moeten verhogen, met een terugverdientijd van minder dan zes maanden voor elke Delta-shuttle. De Delta-vliegtest wordt medio 2 verwacht.

Bron: Virgin Galactic

Markten waren bezorgd toen werd aangekondigd dat Branson niet verder zou investeren in Virgin Galactic. Vooral na het ontslag van 185 werknemers en een pauze van ruimtevluchten in 2024, om te wachten op de komst van de Delta-shuttle en de cashburn-snelheid te verminderen.

Toch wordt verwacht dat Virgin Galactic over voldoende cash zal beschikken om tot 2025 of 2026 te kunnen opereren. Dus als de ontwikkeling van het Delta-vluchtsysteem soepel verloopt (een riskant voorstel in de lucht- en ruimtevaartindustrie), zou het bedrijf zich moeten kunnen concentreren op het herstarten en vergroten van de cashflow. stroom, met een systeem dat per eenheid winstgevend is. En ervoor zorgen dat het bedrijf in 2026 een positieve cashflow krijgt.

Bron: Virgin Galactic

(Opgemerkt moet worden dat Virgin Galactic anders is dan Virgin Orbit. Virgin Orbit heeft in april 2023 het faillissement aangevraagd en lanceerdiensten geleverd voor kleine satellieten, met Rocket Lab verwerft de Long Beach-faciliteit, productie- en gereedschapsactiva van het bedrijf).

Het recente faillissement van Virgin Orbit en de afstand tot Virgin Galactic door oprichter Richard Branson hebben het imago van het bedrijf bij investeerders geschaad, wat heeft geleid tot een kelderende aandelenkoers in 2023 en 2024.

Bron: Virgin Galactic

Tegelijkertijd laten de tevredenheid van eerdere klanten, een duidelijk plan voor een winstgevend ontwerp (Delta-shuttles) en een lange wachtlijst van potentiële klanten zien dat het bedrijf nog steeds levensvatbaar zou kunnen zijn, zelfs zonder meer fondsen te werven. Veel zal dus afhangen van het succes van de ontwikkeling, productie en exploitatie van de Delta Shuttle en de realisatie ervan vóór eind 2025.

Als dit het geval is, zou de veel lagere waardering beleggers de mogelijkheid bieden om de aandelen van het bedrijf met korting te bemachtigen.