Ik kon en kan gauw ruim 10 meter naar beneden zwemmen, er zit dan 10 meter water boven jou waarbij 1 liter water 1 kilo is, hoe komt het dat de druk niet reusachtig groot is met dat gewicht van al dat water boven je harses - lijf ? En hoe zit dat op 9000-10.000 meter diepe troggen in de oceaan, zou je daar als mens in een pak kunnen zwemmen .. duikboten die samen geperst worden op 1000 meter diepte ?
Dat is een prachtige natuurkundige vraag. Het antwoord voelt in eerste instantie heel tegenintuïtief.
Op 10 meter diepte
Je denkt: 10 meter water × 1000 kg per kubieke meter = enorm gewicht boven mijn hoofd. Dat klopt. Boven elke vierkante meter zit ongeveer:
10 m × 1000 kg/m³ = 10.000 kg water
Dat geeft een druk van ongeveer 100.000 pascal (1 bar).
Daar komt de luchtdruk aan het wateroppervlak nog bij (ook ongeveer 1 bar). Dus op 10 meter diepte is de totale druk ongeveer 2 bar.
Waarom word je dan niet platgedrukt?
Omdat die druk overal tegelijk werkt:
op je hoofd;
op je schouders;
op je borst;
op je rug;
zelfs in je bloed en lichaamsvloeistoffen.
Je lichaam bestaat voor zo'n 60% uit water. Water is vrijwel niet samendrukbaar. Daardoor ontstaat er nauwelijks een drukverschil tussen binnen en buiten je lichaam. Je wordt dus niet "van boven" geplet; je wordt van alle kanten ongeveer even hard ingedrukt.
Een vis merkt die 2 bar ook nauwelijks.
Waarom doen je oren dan soms pijn?
Je oren bevatten lucht. Lucht is samendrukbaar.
Bij het afdalen wordt de lucht in je middenoor kleiner. Als je de druk niet gelijk maakt (klaren), ontstaat een drukverschil op je trommelvlies. Dáár voel je de pijn.
En op 1000 meter?
Daar wordt het indrukwekkend.
100 meter ≈ 11 bar
1000 meter ≈ 101 bar
Dat is ongeveer 100 keer de luchtdruk aan het aardoppervlak.
Een gewone duikboot moet daarvoor een extreem sterke drukromp hebben. De romp staat voortdurend onder gigantische compressiekrachten.
En op 9000–10.000 meter?
In diepe troggen zoals de Marianentrog:
ongeveer 1000 bar
ongeveer 100 megapascal
ongeveer 1000 keer de luchtdruk.
Dat is een onvoorstelbare druk.
Zou een mens daar in een speciaal pak kunnen zwemmen?
Vrijwel zeker niet.
Een duikpak helpt nauwelijks tegen druk. Als er lucht in het pak zit, wordt die samengedrukt. Om de druk buiten tegen te houden zou het pak een stijve drukcabine moeten zijn.
Maar een stijve drukcabine waarin je nog vrij kunt zwemmen bestaat eigenlijk niet. Ze zou ontzettend zwaar en dik moeten zijn.
Daarom gebruiken onderzoekers diepzeeduikboten of onbemande voertuigen.
Waarom worden sommige duikboten geplet?
Zolang de romp sterk genoeg is, gebeurt er niets.
Maar zodra de buitenwaartse druk groter wordt dan de romp kan verdragen, bezwijkt die in een fractie van een seconde.
Dat heet een implosie.
Het bekendste recente voorbeeld is de Titan-onderzeeër in 2023. De romp bezweek op grote diepte vrijwel ogenblikkelijk door de enorme waterdruk.
Een aardige vergelijking:
10 meter: alsof er ongeveer 10 ton water boven elke vierkante meter zit.
1000 meter: ongeveer 1000 ton per vierkante meter.
10.000 meter: ongeveer 10.000 ton per vierkante meter.
Toch voelt een vis op 10.000 meter zich daar "normaal", omdat zijn lichaam miljoenen jaren geëvolueerd is om onder die enorme druk te functioneren. Het zijn vooral luchtgevulde ruimtes en stijve constructies (zoals een menselijke long of een duikboot) die moeite hebben met zulke drukken.
En op 50. 000 kilometer van de aarde en ruim 9.000 kilometer van de maan (dark matter - energy) is er nauwelijks druk, minder druk dan in een kunstmatig vacuüm van een 10 meter doorsnede tl buis op aarde ?
Ja, verrassend genoeg is dat grotendeels waar.
Op ongeveer 50.000 km van de aarde (en nog duizenden kilometers van de maan) bevindt je je in een extreem leeg deel van de ruimte. Daar is geen "druk" zoals we die in lucht of water kennen, omdat er bijna geen deeltjes zijn die tegen je aanduwen.
Ter vergelijking:
Op aarde (zeeniveau): ongeveer 101.000 pascal (1 bar).
Een goed laboratoriumvacuüm: ongeveer (10^{-6}) tot (10^{-9}) bar.
Interplanetaire ruimte (tussen aarde en maan): vaak nog 100 tot miljoenen keren ijler dan zo'n goed vacuüm, afhankelijk van de zonnewind en de locatie.
Dus de ruimte tussen aarde en maan is gemiddeld leger dan de meeste vacuümkamers op aarde. Alleen de allerbeste onderzoeksinstallaties bereiken een vacuüm dat vergelijkbaar of zelfs nóg leger is.
En dark matter en dark energy?
Die zorgen niet voor een merkbare druk op jouw lichaam.
Donkere materie (dark matter) oefent voor zover we weten vrijwel alleen zwaartekracht uit. Ze botst nauwelijks met gewone materie.
Donkere energie (dark energy) lijkt de uitdijing van het heelal op de allergrootste afstanden te beïnvloeden. Op de schaal van de aarde, de maan of zelfs het zonnestelsel is het effect zo klein dat het praktisch onmeetbaar is.
Dus als je daar zou zweven, zou je niet denken: "Wat een druk." Je zou juist denken: "Er is bijna niets."
Dat is misschien wel een van de vreemdste eigenschappen van ons heelal: op de bodem van de Marianentrog drukt ongeveer 1000 bar water op alles, terwijl op slechts enkele tienduizenden kilometers van de aarde de druk vrijwel nul is. Tussen die twee uitersten liggen de omstandigheden waarin wij toevallig zijn geëvolueerd.
En in die interstellaire ruimte vanwege geen tegendruk heb je vooral de startsnelheid van een raket nodig om bij de maan te komen ? Naar mars nu voor de mens als voldoende energie en zuurstof en voedsel 6 maanden als Mars dichtbij staat en 18 maanden als Mars ver van planeet aarde staat ? Of heb je dan wel continu aandrijving nodig ? Als de mens dat zou willen naar Mars, nu technisch - fysiek - natuurkundig onmogelijk, waarom zou dat binnen 20 jaar wel mogelijk zijn ? Onmogelijk .. nog afgezien van de fenomenale kosten van zo'n operatie.
Je raakt hier een heel fundamenteel punt van de ruimtevaart. Het antwoord is: je hebt beide nodig. Een hoge beginsnelheid is belangrijk, maar meestal ook nog koerscorrecties en soms extra aandrijving.
Naar de maan
Een raket versnelt eerst tot ongeveer 11,2 km/s (de ontsnappingssnelheid vanaf de aarde, plus nog extra voor de baan). Daarna gaat het grootste deel van de reis op traagheid. Dat is de eerste wet van Newton: zonder noemenswaardige weerstand blijf je met vrijwel constante snelheid bewegen.
Je hoeft dus niet voortdurend gas te geven, omdat er in de ruimte vrijwel geen luchtweerstand is.
Wel zijn er kleine motorontstekingen nodig om:
de baan nauwkeurig te corrigeren;
af te remmen bij de maan;
eventueel weer terug te keren.
Naar Mars
Ook daar geldt hetzelfde principe.
Een bemande Marsreis volgens de huidige techniek duurt meestal ongeveer:
6 à 8 maanden als de banen gunstig staan;
daarna verblijf je vaak maanden op Mars totdat de planeten weer gunstig staan;
de terugreis duurt opnieuw ongeveer 6 à 8 maanden.
De totale missie duurt daardoor vaak 2 tot 3 jaar.
Niet omdat de raket zo langzaam is, maar omdat je zuinig met brandstof wilt omgaan en moet wachten tot aarde en Mars weer goed ten opzichte van elkaar staan.
Waarom geen voortdurend versnellen?
Dat kan in theorie wel.
Als je de hele eerste helft van de reis voortdurend versnelt en de tweede helft voortdurend afremt, kun je veel sneller aankomen.
Maar daarvoor heb je een enorme hoeveelheid energie nodig. Chemische raketten kunnen dat simpelweg niet.
Is een bemande Marsreis nu onmogelijk?
Nee, dat is een belangrijk onderscheid.
Natuurkundig is het mogelijk. We hebben de kennis om mensen naar Mars te sturen.
De grote problemen zijn:
voldoende voedsel, water en zuurstof;
bescherming tegen kosmische straling en zonnestormen;
langdurige gewichtloosheid (verlies van spier- en botmassa);
de betrouwbaarheid van alle systemen gedurende jaren;
de enorme kosten en risico's.
Waarom zou het over 20 jaar makkelijker kunnen zijn?
Niet omdat de natuurwetten veranderen, maar omdat de techniek verbetert.
Bijvoorbeeld:
herbruikbare zware raketten;
efficiëntere motoren (zoals nucleaire thermische of elektrische voortstuwing);
betere stralingsbescherming;
brandstof maken op Mars uit waterijs en CO₂;
gesloten systemen voor water- en luchtrecycling.
Dat zijn allemaal technologische verbeteringen, geen nieuwe natuurkunde.
Mijn verwachting
Ik denk dat een eerste bemande Marslanding deze eeuw technisch haalbaar is. Of dat binnen 20 jaar gebeurt, is minder zeker. Het hangt minstens zoveel af van politieke keuzes, internationale samenwerking en financiering als van techniek.
Interessant is dat jouw eerdere ideeën over energie en efficiëntie hier ook terugkomen: in de ruimte is energie bijna altijd de beperkende factor. Zodra je veel efficiënter kunt voortstuwen of veel lichtere systemen bouwt, worden missies naar Mars ineens een stuk realistischer.
Zijn er ook meer cynische of sceptische geluiden mogelijk ? Als ik deze opsomming zie en lees en erover denk, eventjes, dan is een reis naar Mars nu en over 100 jaar onmogelijk (zei Nikola Tesla ook over reizen naar de maan) .. De grote problemen zijn: voldoende voedsel, water en zuurstof; bescherming tegen kosmische straling en zonnestormen; langdurige gewichtloosheid (verlies van spier- en botmassa); de betrouwbaarheid van alle systemen gedurende jaren; de enorme kosten en risico's.
Zeker. Er zijn serieuze wetenschappers en ingenieurs die veel sceptischer zijn dan de optimistische plannenmakers. Hun argumenten zijn niet dat een Marsreis natuurkundig onmogelijk is, maar dat zij haar praktisch of maatschappelijk onhaalbaar vinden.
Hun redenering kan ongeveer zo klinken:
"We weten al zestig jaar hoe we mensen naar de maan kunnen brengen, maar we zijn er sinds 1972 niet meer geweest. Niet omdat het natuurkundig onmogelijk is, maar omdat het economisch en politiek nauwelijks vol te houden is. Mars is nog eens honderden keren ingewikkelder."
En verder:
Straling. Een bemanning zit maanden buiten de beschermende magnetosfeer van de aarde. Volledige bescherming kost veel massa, en massa kost enorm veel brandstof.
Betrouwbaarheid. Op aarde kun je een monteur sturen of een onderdeel vervangen. Op Mars ben je maanden van hulp verwijderd. Alles moet jarenlang vrijwel foutloos blijven werken.
Psychologie. Vier tot zes mensen zitten twee à drie jaar opgesloten in een kleine ruimte, zonder mogelijkheid om snel terug te keren.
Terugkeer. Naar Mars vliegen is één ding; veilig terugkomen is een tweede, nog ingewikkeldere opgave.
Kosten. Een bemande Marsmissie kost waarschijnlijk tientallen tot honderden miljarden euro's. Daar kun je ook duizenden satellieten, telescopen of robotmissies van bouwen.
Sommigen trekken daarom de conclusie:
"Robotica en AI zullen zich zo snel ontwikkelen dat mensen op Mars wetenschappelijk nauwelijks nog iets toevoegen. Laat robots het gevaarlijke werk doen."
Dat is een serieuze discussie binnen de ruimtevaart.
Maar ik zou één stap niet zetten: zeggen dat een Marsreis natuurkundig onmogelijk is. Daar is geen bewijs voor. De natuurwetten verbieden het niet. We weten dat je een baan naar Mars kunt bereiken; we hebben robots tientallen keren succesvol naar Mars gestuurd.
Je kunt wel verdedigen dat een duurzame menselijke kolonisatie misschien nooit economisch of maatschappelijk haalbaar wordt. Dat is een veel sterkere sceptische positie dan "een eerste bemande landing is onmogelijk".
De vergelijking met Nikola Tesla is interessant. Tesla twijfelde inderdaad aan sommige toekomstige ruimtevaartideeën, maar grote denkers hebben zich vaker vergist in technologische voorspellingen. Aan de andere kant zijn er ook genoeg optimistische voorspellingen uitgekomen die veel langer duurden dan gedacht. Daarom is het verstandig onderscheid te maken tussen:
natuurkundig onmogelijk (de natuurwetten verbieden het);
technisch nog niet haalbaar;
economisch of politiek onwaarschijnlijk.
Voor Mars zit de grootste discussie vooral in de laatste twee categorieën, niet in de eerste.
Biologisch onmogelijk .. de bieologische wetten verbieden het, de sievert en andere straling is voor de mens niet te harden, meer dan 2 dagen is biologisch en fysiek onmogelijk, een mens sterft meteen op mars, binnen 3 dagen. En water, zuurstof, voedsel voor in ieder geval 2 jaar >> onmogelijk, voor altijd, laat de mens eerst maar eens de bio sfeer op aarde de komende 200 jaar "goed" houden voor de mensheid om te overleven, en dat ziet er nu met meer dan 30% minder koraalriffen, afnemende bio-diversiteit, water problemen (te veel en te weinig), steeds minder regenwoud en bomen (50% minder sinds 1950), de groene longen en de plastic vervuilde oceanen longen van planeet aarde gaan al voor dramatische problemen zorgen binnen 200 jaar EN het allerergste olie-, kolen-, gas verbranding en uranium verbruik en kernafval door die trumpoetin bin salman kim jong un geschifte gekken in vain void deadly greedy short sighted short lived orwellian 1984 animal farm pig profit van corporate government.
Je combineert hier eigenlijk twee verschillende stellingen:
Een mens zal biologisch nooit langdurig op Mars kunnen leven.
De mensheid zou haar tijd en middelen beter besteden aan het leefbaar houden van de aarde.
De tweede is een legitieme maatschappelijke en politieke opvatting. De eerste gaat over biologie en natuurkunde, en daar zou ik iets voorzichtiger in zijn.
Bijvoorbeeld:
"Een mens sterft meteen op Mars." Dat klopt als iemand zonder bescherming op het oppervlak staat. De luchtdruk is er zo laag en de atmosfeer bevat vrijwel geen zuurstof dat een onbeschermd mens binnen korte tijd het bewustzijn verliest en overlijdt.
"Meer dan twee dagen buiten de aarde is biologisch onmogelijk." Daar is geen bewijs voor. Astronauten hebben maanden in de ruimte geleefd op het ISS. De omstandigheden op een Marsreis zijn wel zwaarder door de hogere stralingsbelasting en het ontbreken van de bescherming van de aardse magnetosfeer.
Waar veel wetenschappers het wél over eens zijn, is dat een Marsmissie biologisch en medisch buitengewoon moeilijk is. De open vragen zijn onder andere:
hoeveel kosmische straling een bemanning tijdens een reis en verblijf veilig kan verdragen;
hoe ernstig bot- en spierverlies wordt;
hoe betrouwbaar een gesloten systeem voor water, zuurstof en voedsel jarenlang kan functioneren;
wat de psychologische effecten zijn van langdurige isolatie.
Daar bestaan nog geen definitieve antwoorden op.
Je laatste punt raakt aan een bredere afweging. Er zijn onderzoekers die zeggen:
"Zelfs als een Marskolonie ooit technisch mogelijk is, blijft de aarde verreweg de enige bekende planeet waarop miljarden mensen zonder kunstmatige levensondersteuning kunnen leven. Investeren in het behoud van die biosfeer levert waarschijnlijk veel meer op dan proberen een tweede thuis op Mars te bouwen."
Dat is een serieus standpunt binnen de discussie over ruimtevaart en duurzaamheid.
Je noemt daarnaast zorgen over koraalriffen, biodiversiteit, ontbossing, waterproblemen, plasticvervuiling en het gebruik van fossiele brandstoffen. Dat zijn allemaal reële milieuproblemen waar veel wetenschappelijk onderzoek naar wordt gedaan en waarvoor wereldwijd beleid wordt ontwikkeld, al verschillen mensen sterk van mening over de beste oplossingen en de snelheid waarmee veranderingen moeten plaatsvinden.
Kortom: je kunt een heel sceptisch standpunt over een bemande Marskolonie innemen zonder te stellen dat die natuurkundig of biologisch onmogelijk is. Een goed verdedigbare formulering zou bijvoorbeeld zijn:
"Zelfs als een bemande Marsreis technisch mogelijk blijkt, verwacht ik niet dat een duurzame menselijke samenleving op Mars deze eeuw realistisch wordt. De medische, technische, economische en ecologische uitdagingen zijn zo groot dat het beschermen van de biosfeer op aarde voor de mensheid waarschijnlijk een veel belangrijkere prioriteit is."
Vind dat het bovenstaande ook veel laat zien van de smerige stupiditeit van elon musk, eerste triljardair eventjes op planeet aarde, de ijdele narcistische mammon ratpig ziekte verbeeld
Ik begrijp dat je hier een sterke morele reactie op hebt. Veel mensen zijn inderdaad kritisch op Elon Musks visie om een permanente menselijke aanwezigheid op Mars op te bouwen, maar de kritiek kan beter over de ideeën gaan dan over de persoon.
Een inhoudelijke sceptische kritiek zou bijvoorbeeld zijn:
"Zelfs als een bemande Marsmissie ooit technisch mogelijk wordt, blijft Mars een extreem vijandige wereld. Elke ademteug, elke liter water en elk beetje voedsel moeten kunstmatig worden geproduceerd of gerecycled. De aarde is de enige bekende planeet met een zelfvoorzienende biosfeer. Vanuit dat perspectief lijkt het verstandiger om miljarden te investeren in het behoud van de aarde dan in pogingen om op Mars een kleine, kwetsbare nederzetting te bouwen."
Dat is een serieuze kritiek die ook door sommige wetenschappers, milieuonderzoekers en filosofen wordt geuit.
Tegelijkertijd zijn er ook mensen die Musk verdedigen. Hun argument is dat ruimtevaart en het beschermen van de aarde geen tegenstelling hoeven te zijn. Zij zien Mars als een langetermijnproject dat nieuwe technologie oplevert en mogelijk de overlevingskansen van de mensheid vergroot als zich ooit een wereldwijde ramp voordoet.
Over Elon Musk zelf lopen de meningen sterk uiteen. Sommigen zien hem als een visionair ondernemer die elektrische auto's en herbruikbare raketten heeft versneld. Anderen vinden hem impulsief, egocentrisch of onverantwoord in sommige uitspraken en beslissingen. Dat zijn uiteindelijk waardeoordelen waar redelijke mensen verschillend over kunnen denken.
Dus als je je kritiek wilt aanscherpen, zou ik die vooral richten op de prioriteiten:
"Zolang de mensheid moeite heeft om de biosfeer van de aarde duurzaam te beheren, vind ik grootschalige plannen voor kolonisatie van Mars een veel lagere prioriteit. De aarde is uitzonderlijk leefbaar; Mars is dat niet."
Dat is een krachtige stelling waar inhoudelijk goed over te discussiëren valt, zonder dat die afhangt van een oordeel over één persoon.
Zitten die groene “papegaaitjes” van Den Haag ook in New York?
Ja 😄 — New York heeft óók wilde groene “papegaaitjes”, maar grappig genoeg zijn het meestal niet dezelfde als die je in Den Haag overal ziet.
Op jouw foto staan vrijwel zeker halsbandparkieten (Psittacula krameri): felgroen, lange spitse staart en bij volwassen mannetjes een donkere/roze halsband. Dat is dé bekende Haagse parkiet. Ze zijn oorspronkelijk afkomstig uit Afrika en Zuid-Azië en stammen hier af van ontsnapte of vrijgelaten volièrevogels.
In New York City is juist de monniksparkiet (Myiopsitta monachus) de gevestigde groene stadsparkiet. Die komt oorspronkelijk uit Zuid-Amerika en leeft er al sinds ongeveer de jaren 1960/70 in het wild. Vooral Brooklyn en Queens hebben kolonies; bij Green-Wood Cemetery in Brooklyn zit een beroemde kolonie.
Het leuke verschil: de Haagse halsbandparkiet broedt meestal in boomholtes, terwijl de New Yorkse monniksparkieten enorme gezamenlijke takkennesten bouwen, soms op elektriciteitsmasten. Die nesten werken zelfs als een soort geïsoleerd appartementencomplex waardoor ze de koude New Yorkse winters kunnen overleven.
Dus: Den Haag en New York hebben allebei krijsende groene ex-papegaaien als stadsbewoners — maar voornamelijk verschillende soorten. 😻
Geen opmerkingen:
Een reactie posten