'Mensen zijn gemaakt voor het aardse land'

Wubbo Ockels over leven in de ruimte, op zee
en over de hoge opbrengst van windenergie uit de laddermolen

 

Ruimtevaarder Wubbo Ockels is een veelzijdig man: astronaut, hoogleraar, uitvinder en ondernemer. De noemer in alle vakken is zijn ideeŽnrijkdom. Zo belooft de laddermolen, of Ockels-Mill, voor niet minder dan een revolutie in de energievoorziening te zorgen. Tegenwoordig hebben al zijn ideeŽn vooral aardse toepassingen. Want leven in gevaarlijke gebieden - de ruimte of op volle zee - weet hij uit ervaring, is niemand zomaar aan te raden.

door Marco van Kerkhoven

Prof dr Wubbo Ockels is de man die Nederland op de kaart zette van de Internationale zoektocht naar the last frontier: de ruimte. Ooit onderbrak hij dankbaar een academische bliksemcarriŽre voor een droombaan: hij mocht als eerste Nederlandse astronaut de ruimte in.

Waarom ging hij wel en zoveel anderen niet? In een interview antwoordde hij eens bescheiden: omdat ik toevallig twee identieke evenwichtsorganen heb.' Ongetwijfeld een onontbeerlijke eigenschap in gewichtloze toestand maar er zal meer aan zijn succesvolle selectie hebben bijgedragen dan alleen een speling van de natuur. Ockels is een ervaren piloot en voor hij ruimtevaarder werd, deed hij voortvarend natuurkundig onderzoek. Terug op aarde en

uit de schijnwerpers van het Internationale ruimtevaartprogramma pakte hij zijn oude vak weer op en werd onder meer hoogleraar ruimtevaarttechniek in Delft.

Een lus met vleugels

Vanaf de negende verdieping van ťťn van de faculteitsgebouwen van Lucht- en Ruimtevaarttechniek in Delft is er zicht op Schieland en de A13, tussen Den Haag en Rotterdam. Wie goed kijkt kan, tien kilometer verder, Zoetermeer zien liggen. De werkkamer

Lineair versus roterend

Het principe van een laddermolen is te vergelijken met de stuwkracht van een zeilboot. Een zeilboot is niet alleen goedkoper omdat je geen minerale brandstof verbruikt, maar ook omdat je een lineaire energie - wind - omzet in een lineaire beweging, de voorbeweging van de boot. Volgens deze vergelijking komen ook de moterboot en de windmolen overeen, waarbij de beschikbare energie - wind en vastgelegd in minerale brandstof - worden omgezet in roterende energie. Dat geeft relatief veel verliezen door het optreden van centrifugale krachten en trillingen. Ockels rekende uit dat er een factor vijftien zit tussen de kostprijs van een uur zeilen en een uur varen met dezelfde snelheid op de motor. Tussen de energieopgrengst van een laddermolen en een windmolen zit minimaal een factor vijftig. Voor de kostprijs is nog geen verschil uit te rekenen. 


Schets van onderzijde laddermolen waar een generator wordt aangedreven.

van Ockels lijkt op indrukwekkend niveau gelegen, maar is nog niet bij benadering de hoogte waarop zijn zogenaamde laddermolen volledig tot zijn recht zou komen. Ockels vertelt onder meer over de in zijn woorden revolutionaire ontwikkeling om met behulp van wind en vleugels grote hoeveelheden energie op te wekken.

'De laddermolen beslaat uit een windgedragen systeem van een groot aantal vleugels die aan een sterk touw zijn gebonden en die een lus vormen. Een uiteinde van de lus is aan de grond verbonden met een dynamo. De vleugels zijn als schoepen zo ingesteld dat langs ťťn kant de vleugels omhoog bewegen onder invloed van de wind en via een kantelpunt hoog in de lucht - daar waar windkracht en snelheid van het touw een optimum bereiken - langs de andere kant naar beneden komen,' vat Ockels het principe van zijn idee samen. 'Zo ontstaat een draaiende beweging waarbij aan ťťn kant trekkracht wordt gegenereerd terwijl aan de neergaande kant geen energie wordt gebruikt om de vleugels te laten dalen.'

De laddermolen maakt gebruik van de windenergie die op grote hoogte heerst en trekt zichzelf de lucht in met vleugels, net als een vliegtuig. De lus kan afhankelijk van de windkracht in lengte variŽren. Wil de lus omhoog dan kunnen er extra vleugels worden aangehangen. Is er veel wind dan kan de lus kleiner, is er weinig wind dan kan hij wat gevierd worden. Naar schatting duurt het opbouwen van de laddermolen tussen een half uur en een uur. Het apparaat is zo flexibel aan te passen aan de weersomstandigheden van het moment.

Radiografisch model

Ockels is enthousiast over zijn vindingen. 'De natuurkunde klopt. Twintig jaar weerstatistiek hebben we erbij gehaald. Met de juiste materialen kan de laddermolen in Nederland tachtig procent van de tijd operationeel zijn, en potentieel concurreren met een normale elektriciteitscentrale. Die levert ongeveer 1 KWh voor ongeveer vijf cent,' vertelt hij.
Het kantelpunt van de laddermolen
Met de techniek en operationele mogelijkheden zitten het volgens Ockels wel goed. Maar er is nog geen prototype. De ontwikkeling heeft alleen op papier plaatsgevonden. De volgende stap is demonstratiemodel bouwen. Ockels: 'Dat is de fase waarin we nu zitten. Een demonstratiemodel wordt gebouwd met vliegers, om het publiek geloof in het idee te laten krijgen. Dat is niet voldoende voor de investeerders. Daarvoor worden opblaasbare vleugels gebouwd die op afstand radiografisch bestuurbaar zijn.' De TU-Delft bouwt mee aan het prototype waarvan de vleugels worden uitgerust met rolroeren zodat ze stabiel te houden zijn. Op die manier is het prototype minder afhankelijk van windveranderingen en weerstypen. Ook is het makkelijker om demonstraties te geven. Het materiaal dat wordt gebruikt is licht omdat het opblaasbaar is maar ook sterk omdat het van moderne zeildoek kunststoffen wordt gemaakt. Een vleugel die op windkracht zelfstandig stabiel blijft op grote hoogte hebben we nog niet gevonden. Ockels en zijn medeontwerpers hopen dat probleem op te lossen door gebruik te maken van computergestuurde elektronica. 'Uit onze vliegerexperimenten (Ockels was betrokken bij een proef waarin Delftse studenten het wereldrecord vliegeren verbroken door 1248 vliegers tegelijk in de lucht te houden, MvK) weten we dat de bovenste vlieger of vleugel stabiel moet staan. Die geeft richting aan de rest.' Net als moderne jachtvliegtuigen, die zijn wat vormgeving betreft niet meer stabiel, maar die worden met elektronica stabiel gehouden.

Een laddermolen is op alle schaalniveaus te bouwen. Om een stad te voorzien, maar ook om een boerderij op Terschelling elektriciteit te leveren. Is het een antwoord op de energievoorziening van een woonkolonie op zee? 'De laddermolen is in principe overal inzetbaar.'

Ockels ziet desgevraagd wel andere problemen voor het wonen op zee. 'Maar die zijn niet anders dan voor mensen die aan de kust wonen. Want in feite creŽer je met een eiland in zee


een kust erbij. De scheiding tussen water en zee noemen we nu eenmaal kust. Kalm water is mooi, wild water is bedreigend.' Ockels gelooft niet dat mensen graag bij wild water wonen. Het gaat er volgens hem om ervoor te zorgen dat het water minder bedreigend is. 'De zee is een woest medium. Sterker dan de mens. Kijk maar hoe boorplatformen moeten worden uitgerust om ze staande te houden. Dan krijg je wel respect de zee.'

Een product van de aarde

Voor het koloniseren van de ruimte geldt verrassend genoeg volgens Ockels de ruimtevaarder een vergelijkbaar verhaal. 'Wonen in de ruimte is niet gezellig. Als je heel načef bent dan kun je gemakkelijk wegdromen. Je ziet een man zorgeloos wandelen op de maan. Maar naarmate je meer weet kom je erachter hoe vernuftig en gecompliceerd alles in elkaar zit,' vertelt Ockels. 'De mens is een product van de aarde. Het menselijk lichaam is afhankelijk van de aardse omstandigheden. Dat leer je inderdaad door ruimtevaart. Door verder te gaan.
Dan kom je erachter hoe fijn het was op de plek waar je vandaan kwam. Mensen kunnen domweg niet lang naar de ruimte zonder tegenmaatregelen. Door het ontbreken van zwaartekracht is de botontkalking bijvoorbeeld enorm.' Er is een groot verschil tussen het wonen op aarde en het wonen in de ruimte. 'Ik ben er niet van overtuigd dat wij mensen ooit ergens anders kunnen wonen dan op aarde. Ons lichaam is echt aards,' aldus Ockels. 'We zijn geheel volgens de voorwaarde van het aardse bestaan geŽvolueerd.'

Volgens Ockels is ruimtetoerisme dan ook het resultaat van de naoorlogse denkwijze waarin met aardse technieken de ruimte veroverd zou worden. 'Ik denk dat er iets gaat gebeuren dat voor iedereen als een verrassing komt. We gaan denk ik de maan gebruiken als een lanceerbasis, niet om te wonen. Een robotdorp gaat vanaf daar andere ruimtereizen voorbereiden. Anders komen we nooit op Mars.'

Ook ruimteverkeer zoals we nu vliegverkeer hebben, zouden we niet moeten willen. Ockels:

De laddermolen is volgens Ockels een vervanging van de huidige energievoorziening. 'Het is te vergelijken met honderd windmolens. Het is een andere orde van grootte, zeg maar een nieuwe generatie,' aldus de gewezen astronaut. Een grote windmolen levert 1 megawatt, een elektriciteits centrale zo'n 400 megawatt. Bij Lelystad staan nu dertig windmolens. Voor dezelfde capaciteit als een centrale moet je vierhonderd grote windmolens neerzetten. De laddermolen kan op papier honderd megawatt leveren. Dan zijn vier genoeg om dezelfde capaciteit te halen. Veilig moet de laddermolen ook zijn. Alleen lichte touwen en opblaasbare vleugels hangen in de lucht. Ockels: 'Als het systeem valt, is de kans klein dat iemand gewond raakt. Het apparaat valt als een soort parachute.'

'Het is vervuilend en energieverslindend. Een raket spuwt heel veel chemicaliŽn uit. Hier op aarde hebben we daar weinig last van omdat er relatief veel zuurstof is. Maar in de bovenste aardlagen is de lucht zo ijl dat iedere substantiŽle afbraak van zuurstof of ozon desastreuze gevolgen kan hebben.' Beter is het volgens hem vanaf de maan te vertrekken. Door de zes keer kleinere zwaartekracht is het veel makkelijker van de maan weg te komen.

Nieuw instituut

Als hoogleraar en ťťn van de communicatiemanagers bij de ESA houdt Ockels zich tegenwoordig met aardse zaken bezig. Hij heeft zo zijn eigen zorgen. Zo hangt de voortgang van het laddermolen-project nu af van de hoeveelheid geld die hij kan ophalen om een prototype te bouwen. 'Als een demonstratiemodel klaar is, zal er best wat geld vrijkomen,' spreekt hij vol vertrouwen. Ockels wil een instituut oprichten dat zich volledig gaat inzetten voor de laddermolen, en is in gesprek met onder meer de Gemeente Amsterdam. 'Waar ik kansen zie is
dat we steeds meer moeten gaan ontwerpen op basis van interactie met de elementen, niet op basis van een verzet tegen de elementen. Elementen worden constant uitgeschakeld, thuis als we op reis zijn en op alle andere plekken waar we veilig willen zijn. Maar je kunt ook veilig bouwen en je tegelijkertijd schikken naar de elementen, zoals we met de laddermolen doen.' Een initiatief als de Ecoboot is daar volgens Ockels een invulling van. 'Water en wind zijn op zee de belangrijkste elementen. Een strijd met deze krachtbronnen verlies je altijd. Een drijvend eiland dat stabiel wordt gehouden met heel veel losse golfbrekers is een voorbeeld van hoe van de elementen gebruik kan worden gemaakt zonder dat je er last van hebt.' Een idee dat een interactie aangaat met de elementen spreekt hem aan. 'Het draagt bij aan de levendigheid en de diversiteit van het leven. Ook de waardering voor het leven zal toenemen,' vindt Ockels. 'Als de Ecoboot gebruik gaat maken van golfenergie om juist golven in toom te houden dan heb je een ontwerp geÔntegreerd in je omgeving. Dat vind ik mooi.'

Meer over de laddermolen op de websites http://home.tiscali.nl/~ockels en www.ockels.nl