Voor de internationale ruimtevaart had de Koude Oorlog een belangrijk voordeel. Tijdens de kernwapenwedloop werden aan de lopende band nieuwe atoomwapens gemaakt, en bij de productie daarvan bleef een grote hoeveelheid plutonium-238 over. Die radioactieve stof is nutteloos voor wapens en reactoren, maar een prima brandstof voor ruimtevoertuigen.
Brandstof?
Eigenlijk is het radioactieve plutonium aan boord van een ruimtevoertuig geen brandstof te noemen. Er wordt namelijk niets verbrand om aan de energie te komen die het voertuig nodig heeft om te blijven functioneren. Radioactief verval is, net als zonne-energie, een vorm van stralingsenergie.
Als een ruimtesonde ver van de zon reist, bijvoorbeeld naar Saturnus of Jupiter, is de intensiteit van de zonnestraling niet meer hoog genoeg om de motoren en camera’s van zonne-energie te voorzien. De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA erkende dat probleem, en ontwikkelde ruim vijftig jaar geleden een motor die de straling van radioactief verval om kan zetten in elektriciteit. Een radioactieve bron kan vele jaren lang een stabiele hoeveelheid straling afgeven – perfect voor een ruimtecamera die diep het zonnestelsel in moet.
Voyager 1, de NASA-sonde die in de jaren ‘80 prachtige foto’s van Jupiter en Saturnus maakte, kan dankzij zijn plutonium-238 motoren waarschijnlijk tot 2025 met de aarde blijven communiceren. © NASA
Aan brandstof was lang geen gebrek. Plutonium-238 werd als een afvalstof gezien, en het was handig dat die gevaarlijke stof op deze manier opgeruimd en nuttig gebruikt kon worden. Maar nu de Koude Oorlog is afgelopen wordt er al twintig jaar nauwelijks plutonium-238 geproduceerd. Er is nu nog net genoeg voor de Mars Science Laboratory die in 2011 gelanceerd zal worden, en voor de Europa Orbiter die voor later op het programma staat.
Deze foto werd recent gemaakt door NASA-sonde Cassini, die om Saturnus heen cirkelt om de planeet en zijn manen te fotograferen. Ook Cassini wordt aangedreven door plutonium-238. © NASA/Cassini
Om de verre ruimtevaart te redden, zo stelt de US National Research Council in een nieuw onderzoeksverslag, moeten we binnen acht jaar de productie van plutonium-238 opvoeren naar minstens vijf kilo per jaar. Dat kan in bestaande kerncentrales, maar er is een budget voor nodig van minstens 150 miljoen dollar. Zonder die brandstof wordt het onmogelijk om op de gebruikelijke manier door te gaan met ruimtevaart, en zullen de geheimen van de verre planeten in ons zonnestelsel nog lange tijd bewaard blijven.
Zie verder:
- Nieuwsbericht van New Scientist (Engels)
- Radioactiviteit als motor (Engels, Wikipedia)
- Vliegende Hollander naar Titan (Kennislinkartikel)
- New Horizons vertrokken (Kennislinkartikel)
