Techniek

Het wordt nooit wat met reizen naar de sterren zonder goede raketmotor. Goed nieuws: de motor hebben we nu, nu de brandstof nog...

Antimaterie-aandrijving met huidige techniek te bouwen

22 reacties / Analyses, Ideeën, Ideeën en techniek, Universum, Visionaire projecten, Zonnestelsel / Door / 14 mei 2012

Eigenlijk is er op dit moment maar één echt realistische optie om de sterren te bereiken: antimaterie. Antimaterie produceren is nog steeds extreem moeilijk, maar er is nu wel een motorontwerp waarmee snelheden tot zeventig procent van de lichtsnelheid zijn te bereiken. Dus als een uitvinder een efficiënte methode bedenkt om antimaterie te maken en er ook nog even een overvloedige energiebron bij bedenkt, kunnen we op weg…

Het wordt nooit wat met reizen naar de sterren zonder goede raketmotor. Goed nieuws: de motor hebben we nu, nu de brandstof nog...
Het wordt nooit wat met reizen naar de sterren zonder goede raketmotor. Goed nieuws: de motor hebben we nu, nu de brandstof nog... (bron/(c): startrek.com)

Ideale raketbrandstof
Antimaterie is volledig in energie om te zetten, door deze met dezelfde hoeveelheid materie samen te voegen. Een gram antimaterie levert hiermee 25 miljoen kilowattuur op, voldoende energie om in een elektrische auto naar de zon te rijden en weer terug (of, wellicht praktischer, met een ruwweg vergelijkbare auto 6000 maal de wereld rond).

Geen wonder dat ruimtevaartvisionairen serieus aandacht besteden aan  antimaterie als aandrijving. Antimaterie is de enige bekende brandstof waarmee snelheden in de buurt van de lichtsnelheid zijn te bereiken. Helaas (of gelukkig, want antimaterie is een uitermate explosief goedje), is antimaterie schaars en wordt met atomen tegelijk gemaakt. In een gram waterstof zitten alleen al 3,1 * 10^23 atomen, dus alle sterren in het heelal zijn allang tot doffe sintels afgekoeld tegen de tijd dat je op die manier genoeg antimaterie hebt gemaakt voor een reis naar de sterren.

Eindelijk een goede motor
Maar toch, sommige natuurkundigen (doorgaans grote science fiction fans), laten zich daardoor niet weerhouden. Want stel, we vinden wel een overvloedige antimateriebron uit.  Ronan Keane van Western Reserve Academy en Wei-Ming Zhang van Kent State University, beide in de Amerikaanse staat Ohio, hebben dan alvast een bruikbare antimaterie-motor op de plank liggen.

De maximumsnelheid van een raket hangt af van de snelheid waarmee het gas of andere deeltjes uit worden gestoten, het deel van de raketmassa dat wordt besteed aan brandstof  en de strategie waarmee de brandstof wordt opgestookt. Het tweetal besloot zich toe te leggen op het maximaliseren van de uitstroomsnelheid. Immers: we kennen niet de overwegingen van raketbouwers in de (verre) toekomst, aldus het tweetal. Wel weten we dat een hoge uitstroomsnelheid in elke raket handig is. In dit geval: de uitstroomsnelheid van de deeltjes die ontstaan bij de vernietiging van materie en antimaterie.

Deze impuls wordt voornamelijk opgewekt door het gebruik van een magnetisch veld dat geladen deeltjes afbuigt in de annihilatie. Dit tweetal richt zich op de wederzijdse vernietiging van protonen en antiprotonen waarbij geladen pionen (instabiele quarkparen) ontstaan. Hoe efficiënter het magneetveld alle impuls de juiste richting op kan sturen, hoe efficiënter de aantimaterieaandrijving. In deze opzet hangt de uitlaatsnelheid van de pionen af van twee factoren: hun gemiddelde beginsnelheid als ze ontstaan en de efficiëntie van de magnetische sproeikop.

Motor efficiënt en binnen bereik
In het verleden berekenden diverse natuurkundigen dat de pionen met 90%  van de lichtsnelheid zouden reizen maar dat de sproeikop slechts 36% efficiënt zou zijn: met elkaar vermenigvuldigd, rond de 0,32 c. Teleurstellend langzaam.  In het nieuwe ontwerp van Keane en Zhang, waarbij ze gebruik maakten van de   GEANT4 (short for Geometry and Tracking 4) software die het CERN gebruikt om het gedrag van botsende bundels protonen en antiprotonen te berekenen, blijkt echter zowel goed als slecht nieuws. Slecht nieuws is dat de pionen die op deze manier worden geproduceerd, geen 90% maar slechts 80% van de lichtsnelheid bereiken. Het goede nieuws is dat uit de simulaties blijkt dat een magnetische sproeikop veel efficiënter kan zijn dan tot nu toe gedacht: tot de 85% efficiënt. Samen betekent dit dat tot maar liefst 70% van de lichtsnelheid bereikt kan worden. Althans in theorie. Bij 0,7 c vertraagt de tijd merkbaar.

Ander goed nieuws is dat hiervoor niet eens een extreem sterk magnetisch veld nodig is. 12 Tesla is een veldsterkte die nu al in MRI-scanners en in het CERN wordt gebruikt. Kortom: we kunnen nu al een dergelijke antimateriemotor bouwen.

Nu de brandstof nog….
Volgens sommige schattingen duurt het ongeveer duizend jaar om met een installatie als van het CERN een miljoenste gram antimaterie te maken. Daarmee kom je uiteraard niet erg ver. Keane en Zhang hebben hiervoor een oplossing: het oogsten van antiprotonen uit een dunne ring antimaterierijk materiaal die de aarde omringt. PAMELA, de satelliet die de metingen deed, oogstte echter slechts 28 antiprotonen in twee jaar. Het CERN produceert er  meer per dag. Het is vermoedelijk slimmer om met een enorm magnetisch schepveld bundels antimaterie uit de kosmische straling te oogsten of, nog beter, deze met behulp van zonne-energie te produceren. De zon zet per seconde bijna duizend ton massa om in energie. Deze energie is weer in materie om te zetten. Als je de gehele zon zou aftappen, zou je in ongeveer een seconde de antimaterie kunnen produceren voor een ruimtereis. Dus wie weet,komt het nog eens zover…

Bron:
Beamed Core Antimatter Propulsion: Engine Design and Optimisation, Arxiv.org, 2012

De inverter. Hiermee keerden de onderzoekers de warmtestroom om. Bron: onderzoekers

Rekenen met warmte

3 reacties / Techniek / Door / 11 mei 2012

Warmte is in moderne elektronica gevreesd en ongewenst. Nu processoren en geheugens steeds kleiner worden, wordt afvalwarmte een steeds groter problem. Maar wat als de warmte juist wordt gebruikt om me te rekenen? Een aantal onderzoekers hebben nu aangetoond dat het kan. Dit opent de deur naar thermische computers die op lichaamswarmte of andere bronnen van afvalwarmte werken.

Warmtestromen
Warmte stroomt van heet naar koud. Dat betekent dat er zich voortdurend warmtestromen voordoen. Waar elektriciteit uit elektronen bestaaat, bestaat warmte uit elementaire trillingen die een soort pseudodeeltjes vormen: fononen. Een metalen staaf gedraagt zich dan bijvoorbeeld als warmtegeleider (stoffen die goed elektriciteit geleiden zijn vaak ook goede warmtegeleiders). Dit stroomgedrag is precies voorspelbaar en met voorspelbare, manipuleerbare processen kan je rekenen. Dus in principe is het ook mogelijk om met warmte te rekenen.

De inverter. Hiermee keerden de onderzoekers de warmtestroom om. Bron: onderzoekers
De inverter. Hiermee keerden de onderzoekers de warmtestroom om. Bron: onderzoekers

Metamaterialen
Wat de mogelijkheden nog vergroot, is dat materialen warmte op heel verschillende manier kunnen geleiden. Als je bijvoorbeeld laagjes warmtegeleider en warmteisolator stapelt, zal het materiaal warmte vooral richting zijkanten geleiden. Je kan ook denken aan warmtetransistoren: een schakelaar die als deze warmer wordt, een isolerende ruimte vergroot of juist laat verdwijnen. Vergeleken met elektronica zullen dit behoorlijk grote en zeer langzame dingen zijn, elektriciteit beweegt met bijna de lichtsnelheid en warmte met hooguit centimeters per seconde, maar in principe kan je hier een computerachtig ding mee bouwen. Yuki Sato van Harvard, één van de auteurs, zegt dan ook dat warmtestromen in principe net zo te manipuleren zijn als elektriciteit. In zijn nieuwe onderzoek bestudeert hij metamaterialen, waarvan de thermische geleidbaarheid zeer complex is te maken.

Sato en collega Supradeep Narayana deden precies dat. Hun eenvoudigste demonstratie is een thermisch schild: een themisch onderdeel dat warmte uit een bepaald gebied uitsluit. Dit onderdeel bestaat uit een grote cilinder, zo groot als een grote batterij, die bestat uit veertig concentrische lagen natuurrubber en met boornitride gedoopte siliconenrubber. Het tweetal experimenteerde met het onderdeel in warmtegeleidende gel, waarin een temperatuursgradiënt aanwezig was. Zonder dit hitteschild zou de warmte van heet naar koud gestroomd zijn.  Ook bouwden ze een concentrator, die de warmtestroom opzoog. De meest interessante toepassing was de inverter, waarbij de richting van de warmtestroom tot 180 graden om werd gedraaid.

Rekenen met warmte
Van dit begin verdergaan tot een schakeling die ook echt berekeningen kan uitvoeren is een grote stap. Maar niet een onmogelijke stap, aldus Sato. Er bestaan al materialen waarvan de warmtegeleidbaarheid afhangt van de temperatuur. Als dergelijke materialen in de inverter worden gebruikt, dan zou de warmtestroom alleen worden doorgelaten als de omgeving warm genoeg is. De basis voor thermische computers, aldus Sato. Een thermische computer is Turing-compleet en zou dus voor dezelfde dingen kunnen worden gebruikt als een elektrische computer (al zal deze veel langzamer zijn). Eén voordeel vaan een thermische computer is dat deze rechtstreeks afvalwarmte benut om mee te rekenen en zo energie zou kunnen besparen.

Warmtecomputer robuust, maar erg log en langzaam
Dit voordeel  is echter uiterst beperkt: warmtestromen zijn het gevolg van een entropisch proces, de fononen bewegen in tegenstelling tot elektronen kriskras door elkaar, dus veel langzamer en logger dan elektrische stromen (die door een spanningsverschil worden opgewekt), al werken vaste-stof fysici al met fononen en oppervlakte-plasmonen (trillingen in elektronenplasma) op nanoschaal. Deze bewegen soms met zeer hoge snelheden. We hebben ook de voordelen van tientallen jaren elektrische productontwikkeling nog niet. In principe kan een zuinige elektrische schakeling gecombineerd met bijvoorbeeld een thermokoppel die het warmteverschil aftapt en in stroom omzet, de prestaties van de thermische computer, ook wat betreft energieverbruik, daarom verre overtreffen. Er zijn twee toepassingsgebieden waar thermische computers toch interessant kunnen zijn. Ten eerste daar waar sterke elektrische stoorvelden aanwezig zijn die elektronische schakelingen door laten branden en ten tweede waar grote hoeveelheden ioniserende straling aanwezig zijn. Met andere woorden: ruimtevaart, kerncentrales en backupsystemen na een EMP-aanval. Ook kunnen thermische computers interessant zijn voor sensoren.

Wel moeten er nogal wat praktische hordes genomen worden. Anders dan elektriciteit, die door geleiding, inductie (via een magnetisch veld) en door vacuüm bwegende elektronen kan worden overgedragen, kan warmte door drie processen worden overgedragen: geleiding, stroming en straling. Het zal nog de nodige kunstgrepen vergen om uit te sluiten dat er ongewenst warmtetransport plaatsvindt.

Bron
Supradeep Narayana en Yuki Sato, heat flux manipulation with engineered thermal materials, Phy. Rev. Ltrs, 2012 (in press)

Ook in de VS wordt immigreren steeds moeilijker. Dan maar de zee op, vindt Max Marty.

UPDATE: Drijvend kantoor ontwijkt immigratiewetgeving

5 reacties / Ideeën, Visionaire projecten / Door / 11 mei 2012

Ook in de VS wordt immigreren steeds moeilijker. Blueseed, een visionaire Californische startup, heeft het ei van Columbus gevonden, 20 kilometer uit de kust.

Oprichter Max Marty vindt de Amerikaanse immigratiewetten veel te streng. Volgens hem houden deze veelbelovende buitenlandse ondernemers weg uit de VS. Zijn oplossing: een kantoor aan boord van een schip dat verankerd ligt voor de Californische kust. In zijn investeringsplannen kunnen tot duizend ondernemers in spe een twintig kilometer uit de kust een kantoor openen. Ze kunnen met een veerdienst aan wal om klanten en investeerders te ontmoeten.

Ook in de VS wordt immigreren steeds moeilijker. Dan maar de zee op, vindt Max Marty.
Ook in de VS wordt immigreren steeds moeilijker. Dan maar de zee op, vindt Max Marty.

Huurders betalen rond de 1200 dollar (plm. 900 euro) per maand voor een woonruimte. Volgens Marty goedkoper dan huren in San Francisco. Naast hun eigen kamer, hebben de bewoners toegang tot 24 uur per dag catering, entertainment en een sportzaal met – uiteraard- hoge snelheidsinternet. Blueseed vangt niet alleen de huur, maar ook een aandeel van alle startups die aan boord van het schip tot stand komen.

Dit schip uitrusten en onderhouden is een pittige uitdaging op zichzelf. Het meest voor de hand ligt een oud cruiseschip ombouwen. Hiervoor zijn rond de 200-300 koks, artsen, advocaten (we zijn in Amerika) en technici nodig om het schip in de vaart te houden. Toch kan zelfs dit visionaire plan in de war worden geschopt door de Amerikaanse immigratiedienst. Immers: bezoekers hebben een zakenvisum nodig om dagtrips naar de VS te maken. Er is alleen een vervelende bijkomstigheid. Zelfs met de juiste documenten kunnen douanebeambten mensen wegsturen van de grens. Als je gezicht hen niet aanstaat, zou dat dus wel eens het einde van je bedrijfje kunnen betekenen.

UPDATE:
Volgens de laatste berichten loopt het redelijk storm bij BlueSeed. Meer dan honderd entrepreneurs van over de gehele wereld hebben interesse getoond voor het project, dat in 2013 start. Onder hen ook veel Amerikaanse bedrijven, rond de 20%, die zo de lastige immigratieregels en werkvergunningen voor buitenlandse werknemers hopen te omzeilen. Indiase bedrijven volgen  met tien procnt van de aanmeldingen op plaats twee. Nu de babyboomgeneratie massaal met pensioen gaat, dreigen al binnen enkele jaren grote arbeidstekorten. Zullen dit soort taferelen ook in Europa gaan ontstaan?

Meer informatie
BlueSeed

De proefopstelling. Klik voor een vergroting. Bron: artikel

Korte film opgeslagen in een gaswolk

Laat een reactie achter / Techniek, Wetenschap / Door / 11 mei 2012

Onderzoekers zijn er al jaren eerder in geslaagd om afbeeldingen op te slaan in een wolkje rubidiumatomen. Nu zijn ze een stap verder gegaan.

Dit korte filmpje bewijst dat het kan: meerdere beelden achter elkaar opslaan in hetzelfde gaswolkje.
Dit korte filmpje bewijst dat het kan: meerdere beelden achter elkaar opslaan in hetzelfde gaswolkje.

Voor kwantuminternet en kwantumcommunicatie in het algemeen is het nuttig om kwantuminformatie op te kunnen slaan. Een van de bruikbaarder manieren om dit te doen houdt fotonen en kleine wolkjes rubidiumgas in. Rubidium is een zacht, zwaar metaal met een zeer laag smeltpunt van 39 graden. Het lijkt chemisch op natrium en kalium: rubidium is een alkalimetaal.

De elektrische energieniveaus van rubidiumatomen gaan zich splitsen in een magnetisch veld, ook wel bekend als het Zeeman-effect, waardoor er een complex oerwoud aan nieuwe energieniveaus ontstaat. Als het veld weer wordt uitgeschakeld, veranderen de rubidiumatomen weer in hun eenvoudige vorm. Een manier om fotonen op te slaan is ze in een wolkje rubidiumatomen te leiden en het magnetische veld aan te schakelen. Als de fotonen een golflengte hebben die overeenkomt met één van de nieuwe energieniveaus in de rubidiumatomen, dan worden ze geabsorbeerd.  Althans: zolang het veld aan blijft staan. Zodra het magneetveld uit wordt geschakeld, komen de fotonen – met de kwantuminformatie die ze dragen – weer vrij. Kortom: hiermee is sprake van een fotonisch geheugen.

De proefopstelling. Klik voor een vergroting. Bron: artikel
De proefopstelling. Klik voor een vergroting. Bron: artikel

Inderdaad blijkt deze techniek in de praktijk te werken. De resultaten zijn indrukwekkend te noemen. Niet alleen afzonderlijke fotonen, maar complete afbeeldingen zijn in de gaswolkjes op te slaan. Hiervoor plaatsen de experimentatoren een matrijs met openingen in de vorm van de afbeelding die ze op willen slaan. De opslag duurt tientallen microseconden en afbeeldingen kunnen met een nauwkeurigheid tot 87-88 procent worden opgeslagen. Veel langer dan dat lukt niet, omdat de atomen in het hete rubidiumgas van hun plaats bewegen.

Quentin Glorieux en zijn collega’s van het National Institute of Standards and Technology in het Amerikaanse Maryland hebben nu de volgende stap gezet. Ze hebben precies deze techniek gebruikt om twee afbeeldingen tegelijkertijd op te slaan. De afbeeldingen zijn de letters T en N. De plaatjes die hierboven worden getoond, afkomstig van een hogesnelheidscamera die foto’s met 100 nanoseconde tussenpoos neemt,  laten zien hoe de afbeeldingen een voor een vrij worden gegeven door het gas.  Het is dus mogelijk om in dezelfde atomen meerdere plaatjes op te slaan en een kort filmpje in een atomisch geheugen op te slaan.

Deze afbeeldingen zijn eerder in omgekeerde volgorde opgenomen.Last in, first out: de film loopt dus terug in de tijd. Tot nu toe is dit alleen gelukt bij vastestof-media, zoals holografische geheugens. Het lijkt er nu echter op dat wolkjes rubidiumgas  over indrukwekkende soortgelijke eigenschappen beschikken.

Bron
Quentin Glorieux et al., Temporally Multiplexed Storage of Images in a Gradient Echo Memory, ArXiv (2012)

Deze Noorse Hywind drijvende windturbine vormt mogelijk de blauwdruk voor grootschalige drijvende windmolenparken.

Drijvende windmolenparken brengen windenergie overal

5 reacties / Analyses, Ideeën en techniek, Techniek, Visionaire projecten / Door / 5 mei 2012

De Britten beschikken over een derde van het totale windpotentieel van Europa. Een probleem: deze wind bevindt zich voor het grootste deel in diepe zee. Drijvende windmolenparken rond Brittannië en voor de Amerikaanse kust beloven gigawatts aan vermogen op te gaan leveren, voldoende voor een groot deel van het Europese energiegebruik.

Deze Noorse Hywind drijvende windturbine vormt mogelijk de blauwdruk voor grootschalige drijvende windmolenparken.
Deze Noorse Hywind drijvende windturbine vormt mogelijk de blauwdruk voor grootschalige drijvende windmolenparken. Bron: Statoil.

Drijvend windmolenpark
De VS en het Verenigd Koninkrijk kondigden in april 2012 op de Clean Energy Ministerial, plannen aan om enorme offshore drijvende windmolenparken aan te leggen, die in diepe kustwateren en open zee drijven. Op dit moment kunnen er geen windmolens in zee dieper dan 60 meter worden gebouwd. Vrijwel de gehele Atlantische Oceaan en het noordelijk deel van de Noordzee zijn (veel) dieper dan zestig meter, waardoor in feite alleen drijvende windmolens praktisch zijn. Niet alleen vergroot dit de zeeoppervlakte waarop wind kan worden geoogst dramatisch, ook zijn de winden op volle zee veel sneller en constanter. Ook betekent het plaatsen van windmolens op volle zee, dat ze uit het zicht van klagende kust- en eilandbewoners kunnen worden geplaatst. En zeevogels? Wel, die klagen niet als ze massaal in bloederige smurrie veranderen. Wel prettig aan windmolens op zee is dat vissers uit de buurt blijven, waardoor er een soort onbedoelde visreservaten ontstaan. Dit heeft onmiddelijke positieve gevolgen op de visstand en het zeeleven, blijkt uit onderzoeken.

Meer dan voldoende windenergie
Het Angelsaksische voorstel is nogal wollig geformuleerd, maar zal in meer detail worden uitgewerkt als er meer geld beschikbaar komt. Het Engelse Energy Technologies Institute (ETI) heeft een soort prijsvraag uitgeschreven voor het ontwikkelen van een demonstratieproject van 30 miljoen euro. Bepaalde deelnemers worden uitgenodigd om concepten voor drijvende windturbines met tussen de 5 en 7 megawatt capaciteit aan te leveren. De winnaar zal worden gevraagd om een werkend prototype te produceren dat in 2016 wordt geïnstalleerd. Ondertussen gaat ETI op zoek naar plaatsen waar de drijvende windmolenparken kunnen worden geplaatst. Omdat windmolens nu overal kunnen worden geplaatst, betekent dit dat er honderden gigawatt aan extra windenergiecapaciteit ter beschikking komt. Om een indruk te geven: in Nederland staat op dit moment zo’n 15 gigawatt aan elektriciteitscentrales opgesteld. In de Britse territoriale wateren bevindt zich naar schatting ongeveer 2200 GW aan af te tappen windvermogen, dat is ongeveer honderdvijftig maal meer. Dit is een derde van alle windpotentieel in Europa en meer dan voldoende om het gehele Europese continent van duurzame energie te voorzien, inclusief de miljoenen elektrische auto’s die benzine- en dieselauto’s moeten gan vervangen. Vooral in combinatie met de Zuid-Europese zonne-energie omtstat zo een stabiele energiemix – de windsnelheden in de winter zijn doorgaans hoger dan in de zomer, als er meer zon is.

Amerikaanse plannen
Ook het Amerikaanse ministerie van Energie heeft 180 miljoen dollar uitgeloofd voor vier offshore demonstratieprojecten. Het Amerikaanse potentiële windvermogen is met 4150 GW bijna het dubbele van dat van de Britten, maar de VS heeft vijf keer zoveel inwoners, dus het belang is uiteraard veel kleiner.  Drijvende windmolenparken hebben als groot voordeel dat klagende en rechtszaak-trigger happy (Amerikanen zijn dol op het aanspannen van rechtszaken) kustbewoners worden omzeild. Er bestaan al drijvende windturbines, maar in dit geval moeten werkelijk monumentale drijvende machines worden gebouwd. De reusachtige Enercon 7.5MW E-126 landturbine, bijvoorbeeld, heeft een rotordiameter van 126 meter. Dat is veel hoger dan de Domtoren. De grootste drijvende windturbine is nu de Noorse 2,3 MW Hywind, die een rotor diameter van 82 meter heeft. Dit prototype kostte rond de 45 miljoen euro om te ontwikkelen en bouwen. De vraag is dus of het mogelijk is een drijvende rotor met de dubbele capaciteit voor een vergelijkbaar bedrag te ontwikkelen.

Hywind gebruikt een (diepe, langwerpige) sparboei om de windmolen te laten drijven. Bron: Statoil.
Hywind gebruikt een (diepe, langwerpige) sparboei om de windmolen te laten drijven. Bron: Statoil.

Technologie
Sparboeien
Sparboeien, dat zijn langwerpige, verticale boeien met een grote massa, vormen een stabiele ondergrond en zijn hiermee een interessante technologie om de drijvende windmolenparken realiteit te maken. Deze worden nu al veel gebruikt voor olieplatforms. De boeien worden vastgelegd met verzwaarde hangkabels. Het Hywind project past dit principe ook toe en plant  in de volgende fase 5 MW turbines te ontwikkelen, die in water van 320 m diep zullen drijven. Ook Noorwegen hebben namelijk veel windenergie-potentieel en de Noorse staatsoliemaatschappij Statoil is van plan hiermee de daling van de olieproductie goed te maken.

Tension legs
Een alternatieve methode is een zogeheten tension leg systeem. Hiermee wordt door middel van ankerkabels het platform naar beneden getrokken. Dit systeem is erg populair voor diepzee-oliewinning. Onderzoek van de Amerikaanse Massachusetts Institute of Technology en het National Renewable Energy Laboratory wijst uit dat 5 MW turbines mogelijk zijn tot op een diepte van 200 meters (voldoende om de gehele Noordzee te bestrijken).

Windenergie na Fukushima
Na de kernramp in Fukushima wordt ook in Japan steeds serieuzer gekeken naar windenergie. Het Fukushima Recovery Floating Wind Farm Project, dat nu definitief doorgaat, zal bestaan uit een 2 MW turbine, gevolgd door twee 7 MW turbines in 2016. In 2020 zal het bedrijf Marubeni een 1 gigawatt drijvend windmolenpark bouwen voor de winderige Japanse noordkust. Duidelijk is dus dat drijvende windmolenparken nu in hoog tempo zullen oprukken. Dat geldt ook voor stationaire windturbines. De ondiepe Doggersbank voor de Engelse oostkust, in het Pleistoceen nog land, zal worden bebouwd met een 9 GW offshore windmolenpark.

Groen Goud

12 reacties / Ideeën en techniek, Mensheid, Visionair leven, Visionaire projecten, Wereld, Wetenschap / Door / 13 september 2013

Eerder schreven we al een artikel hoe men met de ontwerpprincipes van permacultuur, woestijnen weer om kan vormen tot productieve landbouwgebieden. Op 30 april 2012 vertoonde Tegenlicht een interessante documentaire over precies ditzelfde onderwerp, onder de titel Groen Goud. Hieronder is de Nederlandstalige aflevering na te kijken.

Al meer dan 15 jaar is de cameraman en ecoloog John D. Liu bezig met zijn wereldwijde missie om woestijnen te vergroenen en biodiversiteit te herstellen. Het begon allemaal in 1995 toen Liu het Löss-plateau in China filmde.

Hij zag hoe de lokale bevolking een gebied bijna zo groot als Nederland veranderde van een dorre, uitgeputte woestenij in een grote groene oase. Die ervaring veranderde zijn leven. Vanaf dat moment reist John Liu de hele wereld af om regeringsleiders, beleidsmakers en boeren met zijn beelden en kennis te overtuigen en te inspireren. Onvermoeibaar brengt hij de boodschap dat herstel van ecosystemen niet alleen mogelijk is, maar ook nog eens economisch zeer zinvol.

Inspirerend en zeer hoopvol.

Voor de mensen die dit verhaal graag naar contacten in het buitenland wil sturen is deze documentaire inmiddels ook online in het Engels te vinden onder de naam: Permaculture Green Gold

“It’s possible to rehabilitate large-scale damaged ecosystems with the use of permaculture design principles and techniques.” Environmental film maker John D. Liu documents large-scale ecosystem restoration projects in China, Africa, South America and the Middle East, highlighting the enormous benefits to people and planet of undertaking these efforts globally. Geoff Lawton explains about permaculture and the projects he has develloped in Jordan.

A truly uplifting story how humanity can repair the damaged ecosystems worldwide by systematically applying permaculture design principles and techniques to restore these systems. Ecosystem repair will be the great story of the coming decades! A return of humanity respecting ecology and starting a cooperative bond again with nature.

Een interessante conclusie die de hoofdpersoon in deze documentaire trekt is dat ons huidige economische systeem ook volgens deze mensen op een denkfout berust. We waarderen economie ten koste van ecologie wat uiteindelijk een recept voor collectieve zelfdestructie lijkt te zijn. Wat als we de economie zouden koppelen aan de hoeveelheid gezonde productieve ecosystemen op aarde? Zouden we dan op termijn niet allemaal veel gezonder en blijer leven? En dan hebben we ook direct een enorme bak werk voor alle Europese jongeren die op dit moment thuiszitten door de crisis.

Een overzicht van topdocumentaires over permacultuur is te vinden op Films for Action.

Aanverwante artikelen en informatie:
-) tegenlicht.vpro.nl/afleveringen/2011-2012/Groen-Goud
-) Netwerk Eetbaar Nederland van start
-) In het licht van voortbestaan
-) Permacultuur, een introductie
-) Eetbare dorpen en steden
-) Eetbare stad, groei de revolutie
-) Overzicht van de vele voordelen van gemeenschapstuinen
-) Gemeenschapstuinen voor heel Nederland
-) Praktische tuin inspiratie
-) Dirt! The Movie: het belang van gezonde gronden 
-) Raamtuinieren
-) De gemakkelijke moestuin
-) De kruidenspiraal
-) De eetbare bostuin 
-) De buurtmoestuin
-) Een boerderij voor de toekomst
-) Introduction to permaculture design met Geoff Lawton
-) Permacultuur met Sepp Holzer
-) Permaculture, The Global Gardener met Bill Mollison
-) Eetbare groene woestijnen met Permacultuur
-) Groen Goud – VPRO Tegenlicht over permacultuur
-) Rondleiding Permaculture Research Insitute
-) Permacultuur, voorbeelden en inspiratie
-) Permacultuur in Nederland en omgeving
-) Web of Life, Diversiteit is van levensbelang
-) Overzicht eerdere permacultuur artikelen visionair
-) Eetbare planten en paddenstoelen database
-) Ruil je eigen eetbare planten bij elkaar
-) Engelse Plants for a Future database
-) Practical Plant wiki

-) Universiteit Wageningen, loopjongen van de agro industrie – Deel I- Monsanto
-) Universiteit Wageningen, loopjongen van de agro industrie – Deel II-A – Bijensterfte
-) Universiteit Wageningen, loopjongen van de agro industrie – Deel II-B – Bijensterfte
-) Universiteit Wageningen, loopjongen van de agro industrie – Deel III – Zuivelindustrie

Vrij downloadbare documenten:
-) Permacultuur, ontwerpen met de natuur (pdf)

Dankzij enthousiaste supporters kan David Kipping nu met een supercomputer mogelijk bewoonbare exo-manen zoeken in de massieve hoeveelheid Kepler-data. Bron/(c): Petridish.org/Dan Durda

Petridish.org, crowdfunding voor wetenschappelijk onderzoek

19 reacties / Visionair leven, Visionaire projecten, Wetenschap / Door / 1 mei 2012

Heb je een plan voor een anti-zwaartekrachtsmachine, wil je oestrogeenvervuling onderzoeken in je achtertuin of wil je nieuwe mierensoorten ontdekken in Madagascar, maar willen die droogkloten van subsidieverstrekkers niet aan jouw revolutionaire idee? Nu is er de oplossing.

Crowdfunding breekt monopolie liefdadigheidsorganisaties
Crowdfunding wordt steeds populairder. Dat is niet voor niets. Tot nu toe kampten zowel donateurs als goede doelen met de verlammende tussenpersonen. Denk bijvoorbeeld aan de Hartstichting of het Prins Bernhard Cultuurfonds, waarbij een stevige hap van de bijdragen van de gulle gevers verdwijnen in de overhead, zoals riante directeurssalarissen. Dit wekt geheel terecht de nodige ergernis bij donoren, die tot overmaat van ramp ook niet kunnen beslissen wat er met hun geld gebeurt. Met crowdfunding omzeil je deze kaste van professionele “filantropen”.

Dankzij enthousiaste supporters kan David Kipping nu met een supercomputer mogelijk bewoonbare exo-manen zoeken in de massieve hoeveelheid Kepler-data. Bron/(c): Petridish.org/Dan Durda
Dankzij enthousiaste supporters kan David Kipping nu met een supercomputer mogelijk bewoonbare exo-manen zoeken in de massieve hoeveelheid Kepler-data. Bron/(c): Petridish.org/Dan Durda

Wetenschap, de beste liefdadigheid denkbaar
Een belangrijk goed doel, en waarschijnlijk de zinnigste besteding van filantropisch hulpgeld, is wetenschappelijk onderzoek. De investeringen in wetenschap hebben zichzelf vele honderden malen terugverdiend, zowel financieel als sociaal en qua levenskwaliteit. Dankzij het onderzoek van enkelingen, beschikken nu veel meer mensen over een gerieflijk bestaan, en is de mensheid gelukkiger en welvarender, dan ooit tevoren. Kortom: hoog tijd om deze twee ideeën, het crowdfunden en filantropisch wetenschappelijk onderzoek, bij elkaar te brengen.

Vrije wetenschap nu mogelijk
Ook de wetenschap wordt geteisterd door de monopoliepositie van subsidieverstrekkers. Zo hebben natuurkundigen die kritisch zijn over de snaartheorie of biologen die onderzoek willen doen dat niet direct relevant is voor de broeikaslobby, het moeilijk. Of denk eens aan medicijnenonderzoek, waarbij effectieve geneesmiddelen die niet te patenteren zijn, nauwelijks worden onderzocht. Kortom: ook de wetenschap heeft grote behoefte aan crowdfunding.

Excursie of eervolle vermelding als beloning
Dit laatste is precies wat Petridish.org doet. Onderzoekers kunnen hun lievelingsprojecten inbrengen. Het aanbod op Petridish.org is heel divers, maar bestaat voornamelijk uit kleinschalige wetenschappelijke projecten, niet interessant voor grote subsidieverstrekkers, die zo tussen servet en tafellaken dreigen te vallen. Zo is er een wetenschappelijk projectvoorstel om aan de hand van het DNA van uitgestorven Amerikaanse vogelsoorten als de Amerikaanse trekduif en de Carolina-parkiet (afkomstig van opgezette exemplaren uit musea) uit te zoeken of de genetische variatie van de populaties al aan het afnemen was. Programmabudget: tweeduizend dollar. Daar schrijft een fundraising consultant nog niet eens een plannetje voor.

Ook word je als donor persoonlijk op de hoogte gehouden en word je door de onderzoeker persoonlijk rondgeleid. Heel wat spectaculairder dus dan zo’n afgezaagde bedelbrief van een “goed doel”. Kortom: heb je als onderzoeker een veelbelovend idee en zit je opgescheept met een oerconservatieve vakgroepdirecteur of subsidieverstrekker, dan is dit je kans. De site is nog steeds druk op zoek naar interessante onderzoeksvoorstellen. Ook kunnen we hier in Vlaanderen en Nederland wellicht zoiets opzetten.

Bron
Petridish.org

Video: robotspin weeft gebouw

2 reacties / Ideeën, Ideeën en techniek, Techniek / Door / 30 april 2012

Wat doe je als je van tevoren net weet hoe groot je gebouw gaat worden? Juist, dan weef je een web, moeten onderzoekers van het MIT hebben gedacht. In de natuur passen spinnen dit principe al sinds het Carboon toe. Nu volgt ook de mens met de eerste spinrobot ooit. Deze robot kan een verblijf spinnen rondom een kooi. Erg snel gaat het nog niet, maar als je alle tijd hebt staat er toch binnen enkele uren een verblijf. In deze videoclip een spinrobotarm in actie. Zullen huizen in de toekomst ook met deze techniek gebouwd worden?

Een voor de hand liggende toepassing: ruimtehabitats op andere planeten of asteroïden. Je zou dan de buitenkant kunnen bekleden met een laag ijs of gesteente om zo de bewoners te beschermen tegen kosmische straling.

Meer informatie
MIT MediaLab via CNET

Wiskundig geperfectioneerde economie

32 reacties / Ideeën, Maatschappij, Mensheid, Visionaire projecten / Door / 29 april 2012

Dit artikel is na contact overgenomen van: http://holland4mpe.wordpress.com/

Onze doelstelling is om de onrechtmatigheden van het huidige terminale monetaire systeem op een begrijpelijke manier aan het licht te brengen. Het terminale aspect is geen kwestie van opinie maar de uitkomst van een rekensom.

In mijn jarenlange onderzoek naar de werking van het centrale banken model ben ik uiteindelijk maar een model/persoon tegen gekomen welke afrekent met alle categorische fouten binnen het bestaande systeem van exploitatie. Dit model is genaamd ¨Mathematically Perfected Economy (MPE)¨ door Mike Montagne (de originele auteur sinds 1968).  MPE zal de basis zijn voor de meeste van mijn artikelen…

 

Wat is Mathematically Perfected Economy precies?
(Vrij vertaald in het Nederlands: Wiskundig Geperfectioneerde Economie.)

Wiskundig Geperfectioneerde Economie is een valuta die niet onderworpen is aan rente, bestaande uit een schuldfinanciering van alle toegestane ondernemingen, betaald door elke debiteur zoals ze verbruiken van de aan de schuld gerelateerde productie.

Er is geen inflatie of deflatie, omdat de valuta in omloop altijd gelijk is aan de resterende waarde van de bestaande productie over dat deel van de economie dat wordt ondersteund door die circulatie van de valuta.

Noch de waarde van de valuta of goederen en diensten (activa) worden veranderd door aanpassingen in de verhoudingen van circulatie ten opzichte van goederen of diensten (activa). De waarde van de valuta is altijd consistent in kwantiteit met de resterende waarde van de verschuldigde activa die bestaan, en waarvoor de valuta in circulatie was gebracht. Hierdoor verkrijgt de valuta zijn gelijkblijvende waarde.

Het (resterende) geld in omloop is altijd voldoende om de schuld af te betalen. Verdere productie wordt dus niet belemmerd door een gebrekkige geld circulatie doordat zoals nu het geval is er meer moet worden terugbetaald dan er in circulatie is gebracht (door de factor rente) om de productie te financieren. In Wiskundig Geperfectioneerde Economie worden schulden niet vermenigvuldigd door rente ten opzichte van de resterende waarde van de activa.

Om schuld te kunnen betalen in het huidige monetaire systeem (Schuld = Hoofdsom + Rente) die dus groter is dan de resterende circulatie veroorzaakt een onomkeerbare cyclus van voortdurend lenen tegen rente en daardoor onomkeerbare vermenigvuldiging van schulden. Om een vitale circulatie van geld in omloop te kunnen handhaven moet men dus minstens opnieuw zoveel lenen als men heeft betaald uit de oorspronkelijke omloop. Dit terminale process veroorzaakt uiteindelijk onoplosbare schulden problematiek waarvan we het bewijs nu overal om ons heen zien. Op de website van perfecteconomy.com kun je nog steeds de spreadsheets downloaden die door Mike in 1979 zijn gemaakt op verzoek van de Reagan Administratie waavan de uitkomst was dat we rond 2010 in de terminale fase zouden belanden. Waarvan akte!

In Wiskundig Geperfectioneerde Economie worden noch productie noch consumptie belemmerd door het opleggen van extrinsieke kosten (rente). In elke transactie wordt de productie verhandeld voor gelijke productie. Van belang is dat we een valuta circulatie bechikbaar stellen voor de productie die geen belemmeringen, beperkingen, of andere onrechtvaardigheden oplegd. Productie en ondernemen worden volledig ondersteund door een liquide, waardevaste, en efficiente valuta.

Wiskundig Geperfectioneerde Economie is niet meer dan een enkelvoudige recept, voor het elimineren van onrechtvaardige interventie.

Te ingewikkeld? Hieronder een simpel voorbeeld.
MPE financiert een huis met een marktwaarde van Euro 100,000.- en een levensduur van 100 jaar tegen Euro 1,000 aflossing per jaar, oftewel Euro 83,33 per maand. Na 100 jaar is het huis afgeschreven en de geleende som van 100,000 volledig terugbetaald. De 100,000 wordt uit circulatie genomen en is het eigendom van niemand meer.

MPE Kort samengevat:

  • Geen private (geldscheppende) (centrale) banken meer.
  • Een landelijke nutsinstelling/accountants kantoor (MPE noemt dat de Gemeenschappelijke Monetaire Infrastructuur)
  • De rekenkundige/boekhoudkundige relatie van 1:1:1 tussen a) Geld in onloop (Circulatie), b) (Rest) Waarde Vertegenwoordigt Eigendom, en c) Resterende Aflossings Verplichting.

De concrete voordelen hiervan:
Geen monetaire inflatie of deflatie, geen mogelijkheid tot systematische manipulatie van ons geld en eigendommen, en geen onoplosbare schuldenbergen die zichzelf (exponentioneel) blijven vermenigvuldigen door rente.

Implementatie
Implementatie is simpel en in verhouding tegen geringe kosten. Hoe? We verrekenen alle betaalde rente tegen de nog uitstaande schulden. Hierdoor zijn meteen veel mensen schuldenvrij. We financieren alles onder de MPE voorwaarden en laten dit vastleggen in ONZE grondwet.  Dit vormt de basis voor een houdbare economie en niet de pseudo vrije markt die men nu economie noemt. Een global mandate voor MPE en algehele naleving daarvan wordt binnenkort online gezet ter ondertekening teneinde een einde te maken aan de wereldwijde exploitatie door de ¨money powers¨.

Meer informatie:
Uitgebreide video serie over MPE op Youtube:
Deel 1A, 1B, 2A, 2B, 3, 4, 5A, 5B, 6, 7, 8A, 8B, 9A, 9B, 10A, 10B, 10C en 10D :

 

Max Igan talks with Mike Montagne deel 1, 2, 3, 4 en 5

 

Website:
-) http://holland4mpe.wordpress.com/
-) www.perfecteconomy.com (Huidige site)
-) www.perfectedeconomy.org (Nieuwe site in aanbouw)

Of zoek in een zoekmachine op Mathematically Perfected Economy, Mike Montagne naar gerelateerde artikelen en/of de vele TNS radio shows.

Aanverwante artikelen:
-) Lets HEC een complementaire economie
-) De Kleureneconomie
-) Tijd ruilen een oplossing?
-) Fair4all netwerk 

Zwermen robots stripminen een planetoïde. Bron: Planetary Resources

‘Asteroïdenmijnbouw begint nu echt’

26 reacties / Ideeën en techniek, Visionaire projecten, Zonnestelsel / Door / 29 april 2012

Planetary Resources, een samenwerkingsverband van enkele visionaire internetmiljonairs, heeft dinsdag 24 april 2012 een persconferentie gegeven. Het is nu officieel: de jacht op de kostbare delfstoffen in near earth asteroïden is begonnen.

Een waterrijke planetoïde staat op het punt ingevangen en in raketbrandstof omgezet te worden. Bron: Planetary Resources.
Een waterrijke planetoïde staat op het punt ingevangen en in raketbrandstof omgezet te worden. Bron: Planetary Resources.

Planetoïdenmijnbouw
Door het zonnestelsel zwerven behalve acht planeten, enkele tientallen manen en dwergplaneten, ook talloze brokken ruimtepuin. Deze variëren van honderden kilometers doorsnede tot de grootte van een stofje. Het grote voordeel van mijnbouw op planetoïden, een betere term dan asteroïden, boven mijnbouw op een maan of planeet is het gebrek aan zwaartekracht. Ook bestaan veel planetoïden vrijwel geheel uit metaal of uit waterijs, waardoor niet met veel pijn en moeite metalen gewonnen hoeven te worden of raketbrandstof naar boven gesleept hoeft te worden. Ze liggen letterlijk voor het opscheppen. Met zonne-energie is water te splitsen in waterstof en zuurstof, in combinatie een bekende en veel gebruikte raketbrandstof.

Near earth asteroids
De meeste planetoïden bevinden zich in de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter. Er zijn echter ook enkele duizenden zogeheten near earth asteroids, planetoïden die de omloopbaan van de aarde kruisen. Deze brokken ijs, metaal of gesteente veroorzaken periodiek een grote uitsterving op aarde. De bekendste is de inslag die de dino’s uitroeide. Aan de andere kant zijn ze vanaf aarde met veel minder snelheidsverandering (delta v), dus veel minder raketbrandstof,  te bereiken dan de verre planetoïdengordel of de nog verder gelegen Trojanen van Jupiter. Er zijn ongeveer 1500 near earth asteroids die gemakkelijker bereikbaar zijn dan de maan. Naar schatting behoort tien procent van alle planetoïden tot de metaalrijke M-klasse. Een nog groter deel is rijk aan ijs of koolwaterstoffen.

Zwermen robots stripminen een planetoïde. Bron: Planetary Resources
Zwermen robots stripminen een planetoïde. Bron: Planetary Resources

Planetary Resources begint met mijnbouw
Ruimte-expedities zijn letterlijk astronomisch duur. Zelfs een zeer efficiënt werkende organisatie als het Indiase ISRO moet tientallen miljoenen euro uittrekken voor een eenvoudige Marsverkenner. Een aantal visionaire miljardairs, waaronder Larry Page, K. Ram Shriram en Eric Schmidt van Google en Ross Perot Jr, de zoon van een voormalige onafhankelijke Amerikaanse presidentskandidaat, hebben daarom de handen ineen geslagen en een asteroïdemijnbouwbedrijf opgericht: Planetary Resources Inc.

Vrijwel onbeperkte grondstofvoorraden
Dinsdag 24 april 2012 was de eerste persconferentie, waarop Peter Diamandis, die al eerder een TED-lezing hield over asteroïdenmijnbouw, de plannen in hoofdlijnen ontvouwde. Eén enkele 500 meter doorsnede platina-rijke planetoïde bevat het equivalent van alle platina-achtige metalen die in de gehele menselijke geschiedenis uit de grond gehaald zijn.  Die metalen zijn er op aarde ook wel, maar dan duizenden kilometers diep: in de aardkern. “Veel van de schaarse metalen en mineralen op aarde zijn in bijna oneindige hoeveelheden aanwezig in de ruimte. Als de toegang tot deze metalen makkelijker wordt, zullen niet alleen de vele producten waar ze in worden verwerkt, variërend van micro-electronica tot energieopslag veel goedkoper worden. Ook zullen nieuwe en belangrijke toepassingen voor deze dan overvloedig aanwezige elementen ontwikkeld worden,” aldus Peter H. Diamandis, mede-oprichter van Planetary Resources Incorporated.

Stap 1. Een vloot kleine ruimtetelescopen gaat op zoek naar veelbelovende asteroïden. Bron: Planetary Resources
Stap 1. Een vloot kleine ruimtetelescopen gaat op zoek naar veelbelovende asteroïden. Bron: Planetary Resources

Strategie
Planetary Resources wil als eerste stap een vloot massageproduceerde (dus goedkope) Argyll LEO-ruimtetelescopen lanceren, die op zoek gaan naar nieuwe near earth asteroids (er werden in 2011 zo’n 1000 per jaar ontdekt, op een totaal van 9000) en van bestaande de samenstelling proberen te achterhalen. Vooral waterrijke en metaalrijke planetoïden zijn interessant voor respectievelijk het winnen van raketbrandstof en de extreem zeldzame en kostbare metalen van de platinagroep (ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium en platina zelf).

In de tweede fase zullen grote hoeveelheden robot-verkenningsvoertuigen, die door Planetary Resources voor minder dan tien procent van de kosten van NASA in massa geproduceerd worden, de veelbelovendste asteroïden bezoeken en de grondstoffen gaan winnen.

Voorlopig zullen de hoofdinkomsten uit het verkopen van raketbrandstof bestaan. Ruimtevaartuigen van Planetary Resources kunnen deze afleveren op Low Earth Orbit of een ander parkeerbaan. Zo wordt het veel makkelijker om een expeditie naar de maan, Mars of de planetoïdengordel, waar vele duizenden malen meer grondstoffen te halen zijn maar de delta v, de vereiste versnelling en dus hoeveelheid raketbrandstof, veel groter is, te bevoorraden.

De eerste missies beginnen 18 tot 24 maanden na deze aankondiging, einde 2013-begin 2014 dus.

Bron
Planetary Resources