De Verenigde Staten geven meer uit aan militaire uitgaven dan alle tien van de volgende landen samen: $ 600 miljard per jaar. Dit is bijna tien keer meer dan Rusland aan militaire uitgaven uitgeeft. Ondertussen bedraagt het gezamenlijke budget van NASA en de National Science Foundation slechts $ 25 miljard, of 4% van het militaire budget. Veel astronomen, astrofysici, ingenieurs en wetenschappers van alle niveaus dromen ervan de budgetten van hun vakgebied te verhogen.
Wat als we echt naar de sterren zouden grijpen? Wat als we in een tijdperk zouden leven waarin investeringen in vreedzaam onderzoek voor het welzijn van de mensheid veel groter waren dan investeringen in oorlog, defensie en militaire technologie? Als de ruimte en wetenschappelijke budgetten van individuele landen $ 600 miljard zouden bereiken, zou de staat van dienst van de mensheid aanzienlijk toenemen. Hier zijn vijf mogelijke doorbraken die de wetenschap zou kunnen bewerkstelligen als ze een militair budget voor slechts één jaar zou krijgen.
Ultieme energiedoorbraak: fusiereactor voor schone energie
Hoewel er veel verschillende methoden zijn om kernfusie tot stand te brengen, is de meest veelbelovende weg magnetische opsluiting (insluiting). Het internationale consortium ITER begon met de bouw in het Reagan-Gorbatsjov-tijdperk en in 2019, toen de totale investering 20 miljard euro bedroeg, zal het volledig zijn voltooid. Het duurt nog tien jaar om het plasma met succes te ontsteken, en in de jaren 2030 moeten we het point of no return passeren door deuterium en tritium samen te smelten.
Maar in veel opzichten is het enige dat fusie-energie ervan weerhoudt om onze wereld binnen te komen, investeringen vooraf met ongelooflijke langetermijnrendementen. Door het Amerikaanse militaire budget voor slechts één jaar te nemen, konden wetenschappers niet alleen kernfusie bereiken, maar ook leren om het op te schalen en de energiesector op aarde revolutionair te veranderen. Het is de ultieme heilige graal voor energie, en het grootste obstakel voor het succes ervan is niet de natuurkunde, maar een gebrek aan investeringen.
Mars en zijn subtiele atmosfeer. De foto is gemaakt door de Viking-orbiter in de jaren 70. Ondanks alle moeilijkheden van het leven op de Rode Planeet, zou een succesvolle menselijke kolonie kunnen worden gebouwd voor slechts $ 50 miljard.
Promotie video:
Minstens vier afzonderlijke kolonies op Mars
Mensen op Mars? Het enige dat ons tegenhoudt, is financiering, die sinds de jaren negentig niet meer beschikbaar is. Met een duurzame investering van $ 50-150 miljard over 10 jaar, zouden we op het oppervlak van Mars kunnen landen en een bemanning landen die 6-18 maanden op de planeet zou kunnen blijven voordat ze terugkeerden. We zouden voor 600 miljard dollar vier afzonderlijke onafhankelijke kolonies op een andere planeet kunnen creëren. De enige reden waarom we dit nog niet eerder hebben gedaan, is financiering.
Twee arbeiders installeren een fotovoltaïsche array op het dak. Een kleine installatie van 2 kW is vandaag in de handel verkrijgbaar voor $ 5.000
Zonnepaneelsysteem van 2000 watt in elk huis
Er zijn veel baanbrekende technologieën die kunnen worden gecombineerd met zonne-energie, van transparante ramen tot dakpannen en gevelbeplating. Maar de goedkoopste en meest efficiënte zonne-installatie is nog steeds het zonnepaneel. Systemen die ongeveer 2.000 watt genereren, kosten nu minder dan $ 5.000 en leveren ongeveer 175-375 kW per maand. Als je 125 miljoen huizen in één land neemt, zou je voor $ 600 miljard in elk huis een zonnepaneelsysteem kunnen plaatsen.
Dit zou onze energiebehoefte niet oplossen, maar het zou de belasting van het elektriciteitsnet aanzienlijk verminderen en het gebruik van fossiele brandstoffen verminderen. Bovendien zou het effect onmiddellijk zijn.
Een hypothetische nieuwe versneller, ofwel een lange lineaire versneller of de aarde omringen, zou de LHC-energieën kunnen overtreffen. Maar er zijn geen garanties dat we iets nieuws zullen vinden.
Landelijke deeltjesversneller, 40 keer krachtiger dan de LHC
Vind je de LHC cool? Het heeft proton-proton-botsingen bereikt met een energie van 14 TeV in een 27 kilometer lange ondergrondse tunnel, en het kostte ongeveer $ 10 miljard. Wat zou er gebouwd kunnen worden als er zestig keer meer geld was? Geloof het of niet, er zijn maar twee vrije parameters die bepalen hoe krachtig een ringvormige protonenversneller kan zijn: de sterkte van de elektromagneten die ze aansturen en de omtrek van je ring.
Voor 600 miljard dollar zouden we een 1000 kilometer lange tunnel kunnen bouwen en proton-protonbotsingen kunnen bewerkstelligen bij energieën boven 500 TeV. Als onze elektromagnetische technologie ook verbetert, zouden we de 1 PeV-barrière (1 PeV = 1000 TeV) kunnen overwinnen. De volgende stap is de gigantische Fermitron, voor het eerst geïntroduceerd door Enrico Fermi, een deeltjesversneller met een omtrek over de aarde. Als de LHC iets buiten het Higgsdeeltje vindt, is dat een duidelijk signaal om nieuwe energiegrenzen te verkennen.
"Super-Hubble", 100 keer krachtiger dan de vorige
De Hubble-ruimtetelescoop is een revolutionair observatorium geworden en blijft in veel opzichten een kapitein op het gebied van astronomie en astrofysica. Maar met een diameter van 2,4 meter heeft hij zijn maximale resolutie al bereikt. Om objecten tien keer zwakker te zien, moet hij ze zelfs 100 keer langer observeren. Maar als we een ruimtetelescoop bouwen die tien keer zo groot is, met een schotel van 24 meter, dan zal de resolutie niet alleen tien keer zo hoog zijn - in 2 uur observatie zal hij alles zien wat de Hubble in een week ziet.
De James Webb Space Telescope, met zijn gesegmenteerde ontwerp, zonneklep en robottechnologie, zou een proof of concept kunnen zijn voor een dergelijke missie, maar financiering blijft de beperkende factor. De grootte, de beeldkwaliteit en de lancerings- en onderhoudsmogelijkheden die nodig zijn om zo'n monster te maken, zullen een grote investering vergen. Voor 600 miljard dollar zouden we een diameter van 30-40 meter kunnen bereiken, maar "100 keer krachtiger dan de Hubble" is een conservatieve schatting. De technologieën die we met dit geld zouden kunnen creëren, kunnen een revolutie teweegbrengen in het Apollo-programma.
Natuurlijk hadden we op al deze gebieden doorbraken kunnen realiseren voor minder dan $ 600 miljard. ITER is nog in aanbouw - en zal in totaal $ 40 miljard kosten. Een enkele missie van een bemanning naar Mars zou $ 50 miljard kosten, inclusief de massale inzet van infrastructuur op het oppervlak van Mars. 2KW-zonne-installaties op het dak zijn al beschikbaar voor $ 5.000, maar ze dalen elk jaar in prijs. "Kleine" supercolliders worden geschat op $ 20-40 miljard en zullen energieën kunnen bereiken waar de LHC nooit van had kunnen dromen. LUVOIR, de meest ambitieuze ruimtetelescoop die wordt aangeboden, 40 keer krachtiger dan de Hubble, kost $ 15 miljard.
De kosten voor het verwezenlijken van onze wetenschappelijke dromen zijn werkelijk astronomisch, maar de beloning zal zelfs nog groter zijn. In slechts één generatie zou een investering van deze omvang in wetenschap en technologie onze wereld als nooit tevoren kunnen veranderen. In slechts een jaar en $ 600 miljard zou er de komende 25 jaar een doorbraak in wetenschappelijk onderzoek kunnen zijn.
Ilya Khel
