Interstellaire ruimtevaart, of het bezoeken van een planeet die rond een andere ster dan onze zon draait, bestaat tot op heden alleen in onze fantasie en in sciencefictionboeken of -films. Is interstellair reizen mogelijk?

Onze raketten en ruimtesondes worden steeds geavanceerder, privébedrijven lanceren astronauten naar het internationale ruimtestation ISS en het Amerikaanse ruimtevaartagentschap NASA wil de maan en Mars koloniseren. Daarmee rijst ook de vraag of we naar een ander sterrenstelsel kunnen reizen. 

De dichtstbijzijnde ster, Proxima Centauri bevindt zich op 4,2 lichtjaar hiervandaan en is dus net dicht genoeg om onze aandacht te trekken. Maar een bekend probleem blijft zich opdringen: die afstand is nog steeds astronomisch. Onze chemische raketten kunnen eenvoudigweg niet genoeg energie opwekken om dergelijke afstanden in realistiche tijd te overbruggen. 

Interstellaire ruimtesondes

Geen elk ruimtevaarttuig is al zo ver van huis dan de Voyager 1, die in 1977 werd gelanceerd om de buitenste planeten van ons zonnestelsel te verkennen. De NASA-sonde verliet in 2013 het zonnestelsel en vliegt aan zo’n 17 km per seconde door de interstellaire ruimte. Bij die snelheid zou het, als de Voyager de juiste richting zou uitgaan, meer dan 75.000 jaar duren om Alpha Centauri (het stelsel waarin de Proxima Centauri zich bevindt) te bereiken.

Een recenter voorbeeld van het beperkte bereik van onze huidige technologieën is de ruimtesonde New Horizons, die in 2006 gelanceerd werd. De sonde nam in 2015 de eerste kleurenfoto van Pluto en bereikte in 2019 de rand van het zonnestelsel. Hoewel het toen 6,6 miljard kilometer van de aarde verwijderd was, duurde het bijna 14 jaar om de relatief kleine afstand af te leggen in vergelijking met een interstellaire reis. De twee centrale sterren van Alpha Centauri liggen meer dan 5.700 keer verder dan dat. 

Nucleaire raketten

Om de mogelijkheid van interstellaire ruimtevaart nog maar te overwegen, moet een sonde dus veel sneller kunnen gaan. Dat kan niet met de huidige propulsiesystemen. Om een ander zonnestelsel in de tijdspanne van een mensenleven te bereiken, moet een ruimteschip ontwikkeld worden die met een aanzienlijk percentage van de lichtsnelheid kan bewegen. 

In de jaren 70 ontwikkelde een groep wetenschappers en ingenieurs van de British Interplanetary Society (BIS) daarom een onbemand ruimteschip, de Daedalus, dat met een fusieraket 12 procent van de lichtsnelheid zou halen, waardoor het in 50 jaar de Ster van Barnard, zo’n 6 lichtjaren verderop, zou kunnen bereiken. Het probleem met zulke nucleaire raketten is echter dat ze groot zijn. 

De Daedalus zou 54.000 ton wegen, onder meer omdat hij al zijn brandstof zou moeten meenemen. Die brandstof brengt op zijn beurt weer heel wat gewicht met zich mee waardoor er nog meer brandstof nodig is. Het is een vicieuze cirkel. En de brandstof in kwestie, een isotoop van helium genaamd 3He, is niet gemakkelijk te krijgen. Omdat de Daedalus te ambitieus en te duur was, ging het project nooit van de grond. 

Een vloot mini-ruimtescheepjes

Tot op heden is het enige realistische initiatief het Breakthrough Starshot-project, dat in 2015 aangekondigd werd door onder andere Stephen Hawking. Het zou de eerste interstellaire missie van de mensheid kunnen worden, onbemand weliswaar. De idee is om een vloot mini-ruimtescheepjes naar onze buurster Proxima Centauri te schieten; dit aan 20 procent van de lichtsnelheid.

Omdat de schepen geen brandstof nodig hebben, kunnen ze klein genoeg gemaakt worden, waardoor ze ook gemakkelijker versnellen. Zo zouden een boordcomputer, camera, sensors, navigatiesysteem en zendlaser verkleind worden tot postzegelformaat en gekoppeld worden aan een flinterdun zeil. Dat kan vervolgens worden aangedreven met de druk van een laserstraal vanop aarde. De geplande reistijd? Twintig jaar.

Ze zouden zelfs op hun bestemming kunnen stoppen door de zonnewind van de doelster te gebruiken om zichzelf te vertragen, met behulp van een tweede, zogenaamd magnetisch zeil. Bovendien bestaat de basis van deze technologie al in laboratoria, al is het nog lang niet zeker of het project met de huidige middelen ook effectief zal werken. Experts stellen ook dat het bijzonder moeilijk zal worden voor de kleine sonde om aan hoge snelheid bruikbare foto’s te maken van de planeten rond Proxima Centauri. 

Bemande sterrenschepen? Toch maar niet

En wat met een bemand ruimteschip dat naar een naburige ster reist? In principe is er geen technische reden waarom zo’n schip niet kan worden gebouwd, alleen is het niet plausibel. Een vloot mini-ruimtescheepjes naar onze buurster lanceren is een gigantische opgave, laat staan een groot interstellair ruimteschip bouwen met een voltallige bemanning aan boord. Naast de torenhoge kosten van zo’n potentieel project (verschillende biljoenen dollars), levert de bemanning zelf bovendien een heleboel extra problemen op. 

Astronauten zouden op een dergelijke ruimtemissie blootgeteld worden aan een aanzienlijke dosis kosmische stralen. Wetenschappers die muizenhersenen bestraalden met soortgelijke stralen merkten dat de muizen langzamer en verward werden. Zelfs als je een ruimteschip bekleedt met voldoende beschermend materiaal om onze hersenen te beschermen, blijft het een bijzonder moeilijke opdracht om die schadelijke kosmische stralen op afstand te houden zonder de beschermende magnetosfeer van de aarde. 

Onlangs heeft de NASA ook aangetoond dat niet alleen onze hersenen kwetsbaar zijn in de ruimte, maar ook onze darmen. Onderzoek waarbij muizen bestraald werden met kosmische straling kregen tumoren in hun dunne darm. Bemande ruimteschepen die decennialang door de ruimte vliegen buiten het bereik van onze beschermende magnetosfeer, lijken dus hoe langer hoe minder plausibel. Merk op: wetenschappers proberen nog steeds meer te weten te komen over de potentiële kankerrisico’s voor astronauten van toekomstige Marsmissies. 

Verschillende sprekers op de Royal Astronomical Society (RAS) in Londen waren het er enkele jaren geleden over eens dat een sterrenschip pas haalbaar zou zijn als de mens zich door het grootste deel van het zonnestelsel van de aarde heeft verspreid en een economie op poten heeft gezet die in staat is om de natuurlijke hulpbronnen van meer dan één planeet te exploiteren. Of die dag er komt, is nog maar de vraag. Steeds meer deskundigen zijn overtuigd van niet. Maar intussen belet niemand de optimisten en sciencefictionschrijvers om verder te dromen.