Psyche Station: wonen in een asteroïde

Een paar weken geleden werd mijn belangstelling gewekt door een schets die mijn Facebookvriend Shaun Moss op het grote Smoelenboek gepost had. Een simpele tekening van een tamelijk omvangrijk project: het uithollen van de asteroïde 16 Psyche voor de bouw van een ruimtekolonie. Een spectaculair idee uit de science fiction, maar hier toegepast op een concrete situatie, op een reëel bestaand stukje onroerend goed in het zonnestelsel.

De blauwe lijnen geven een reusachtige cilindervormige ruimte aan (de afstanden zijn in meters). Door het hele rotsblok om zijn as te laten draaien ontstaat op de gekromde wanden van de cilinder een middelpuntvliedende kracht. Die voelt als zwaartekracht, als in een centrifugerende wasmachine. In rood is, optioneel, een tweede cilinder aangegeven waarin Mars-zwaartekracht heerst, tweevijfde van wat we op Aarde gewend zijn.

Om zulke enorme binnenruimtes te verlichten heb je, voorzichtig uitgedrukt, een aantal stevige lampen nodig. De slimste manier is waarschijnlijk het licht van de zon met een systeem van spiegels naar binnen te leiden.

Cupido’s geliefde

16 Psyche is een van de grootste kleine hemellichamen van het Zonnestelsel en daardoor ook een van de eerst ontdekte. Het serienummer 16 is wat dat betreft veelzeggend. De asteroïde werd al in 1852 voor het eerst waargenomen door de Italiaanse astronoom Annibale de Gasparis. De naam Psyche is, zoals dat ging in die tijd, ontleend aan een personage uit de Griekse mythologie, de geliefde van Cupido.

Slingerworpen

Onlangs besloot de NASA er een ruimtevaartuig naar toe te sturen, maar dat zal helaas pas in 2030 aankomen. Psyche maakt deel uit van de gordel van asteroïden tussen de banen van Mars en Jupiter. Dat is niet eens zo ver weg maar om brandstof te sparen wordt er gebruik gemaakt van een paar slingerworpen van de zwaartekracht van de Aarde en Mars. En dat kost nou eenmaal tijd.

Wat dit hemellichaam tot een interessante bestemming maakt is de samenstelling: Psyche bestaat voor een opvallend groot deel uit ijzer en nikkel. Waarschijnlijk hebben we daarom te maken met de kern van een groter object dat om de een of andere reden uit elkaar is gevallen.

Sciencefiction

Het concept van cilindervormige binnenwerelden die om hun as draaien om zwaartekracht op te wekken is niet nieuw. Gerard O’Neill beschreef ze al in de jaren zeventig van de vorige eeuw. Verschillende sciencefictionauteurs schreven romans die zich in zo’n holle asteroide afspelen: Arthur C. Clarke’s Rendezvous with Rama en Greg Bear’s Eon bijvoorbeeld. Ook in de film Interstellar komt een dergelijke ruimtekolonie voor: Cooper Station.

In de Mars-trilogie van Kim Stanley Robinson spelen ze een belangrijke bijrol. In een recenter boek, 2312, werkte Robinson het idee verder uit. “Terraria” doorkruisen daarin het zonnestelsel als een comfortabele vorm van transport. Ze spelen bovendien een belangrijke rol bij het in stand houden van bedreigde diersoorten.

Zelf maakte ik eerder een artist impression van zo’n miniwereld; we zagen ‘m ook al even voorbijkomen in mijn vorige blogpost over Pinterest:

We zien hier echter een relatief bescheiden kolonie met een doorsnede van “slechts” een kilometer of tien. Psyche Station is een stuk groter: de uitgeholde cilinder heeft een diameter van bijna 180 kilometer en is ruim 53 kilometer breed. Dat levert een oppervlakte op van 28.000 vierkante kilometer, zo groot als Nederland min een paar provincies. Al zal een deel daarvan waarschijnlijk water zijn, om praktische en esthetische redenen.

Ruimtelijk

Overigens had ik Shaun’s schets verkeerd begrepen. Zijn idee was niet de hele cilinder uit te hollen maar alleen de eerste paar kilometer boven het oppervlak, als een soort rondlopende buis. Ooit opgeleid tot architect durf ik te beweren dat een geheel uitgehold volume een veel mooier ruimtelijk effect geeft. Dat is wel wat meer werk maar het is tenslotte allemaal ijzer dus dat komt elders in het Zonnestelsel nog wel van pas.

Gelaagdheid

De beste manier om zo’n grote ruimte voelbaar te maken is door gelaagdheid in het beeld te brengen en wat kleinschalige elementen te introduceren. Een zwaan die zijn vleugels spreidt, een zeilboot die voorbij vaart, twee mannen op een houten steiger. Sitting on the dock of the bay. Iedereen kan daar zijn eigen verhaal bij bedenken.

Aan de andere kant van het meer zien we het waterfront en de skyline van een grote stad. Daarachter krult een landschap van heuvels en meren omhoog langs de binnenwand van de cilinder. Links en rechts rijzen rotswanden negentig kilometer omhoog naar de centrale as.

Werkelijkheid

Worden ruimtekolonies als Psyche Station ooit werkelijkheid? Die kans lijkt me vrij groot, zolang we geen domme dingen doen met klimaat of kernwapens of zo (zolang de Amerikanen bijvoorbeeld geen labiele narcist als president kiezen). Het idee is in elk geval niet in strijd met de ons bekende wetten van de fysica.

Ecosysteem

Okee, anderhalf miljoen kubieke kilometer ijzer afvoeren klinkt als een flinke klus maar met een ploeg zelfreplicerende robots moet het te doen zijn. Het wordt nog wel een uitdaging de habitat volkomen luchtdicht en terrorisme-bestendig te maken. En het lastigste zou nog wel eens kunnen zijn het creëren van een stabiel ecosysteem. Je wilt wel iets maken dat de tand des tijds doorstaat. De kolonie moet zonder verder menselijk ingrijpen tot in lengte van millennia kunnen blijven voortbestaan. Je moet er tenslotte niet aan denken dat er miljoenen mensen in Psyche Station wonen en dat die ineens als ratten in de val zitten als de beschaving plotseling instort.

Ik vermoed dat er een soort kunstmatige intelligentie aan te pas moet komen om die continuïteit te garanderen. De bewoners van Psyche Station zullen waarschijnlijk geen discussies hebben over het bestaan van een god. Hun almachtig opperwezen bestaat gewoon, al blijft haar jurisdictie beperkt tot de eigen stadstaat.

Update 1 juli 2017: Publicatie in “Ruimtevaart”

Naar aanleiding van deze blogpost werd ik door de NVR, de Nederlandse Vereniging voor Ruimtevaart, gevraagd het idee van een ruimtekolonie in asteroïde 16 Psyche verder uit te werken. Dat leidde tot een publicatie in nummer 2, jaargang 2017 van het blad van de NVR, simpelweg Ruimtevaart geheten. Klik hier om het artikel te lezen.