Rotzooi de ruimte uit met gekko-grijphandjes

(N.B.: George van Hal zegt in dit fragment abusievelijk dat ruimtepuin sneller beweegt dan het licht. Dat klopt niet, maar snel gaat het wel: tot 28.000 kilometer per uur, zo'n 20 keer de snelheid van het geluid).

De nieuwe oplossing, waar Amerikaanse onderzoekers deze week over publiceerden, is afgekeken van de gekko. Op basis van de aantrekkingskracht van moleculen kunnen de kleverige pootjes van dit beestje moeiteloos aan oppervlakten vast blijven plakken. Deze zogenaamde Vanderwaalskrachten werken als volgt: de gekko’s hebben hele kleine uitsteekseltjes op hun poten, zo klein als virusjes. Deze kleven via moleculaire krachten aan andere oppervlakten vast. In het verleden is deze techniek al eens gebruikt om robotjes tegen muren te laten oplopen.

Samenstelling van ruimterotzooi

De ruimterotzooi bestaat vooral uit overblijfselen van satellieten en raketten en brokstukken die zijn ontstaan toen objecten op elkaar botsten. Er zijn inmiddels een half miljoen brokstukken die qua formaat zo’n beetje tussen een knikker en een softbal in zitten. De stukken die groter zijn, lopen tegen de dertigduizend, en dan zijn er nog zo’n 150 miljoen kleinere stukken. Al die brokstukken vliegen rond met een enorme snelheid. En dat is gevaarlijk, want ze kunnen elk moment op satellieten botsen, of op ruimtevaartuigen met mensen erin.

Kleverigheid een uitkomst

Brokstukken in de ruimte zijn lastig te pakken te krijgen. Als je het net verkeerd doet, kun je een object uit zijn baan stoten, waardoor het een totaal andere richting op vliegt dan je had gewild. Iets kleverigs is hierbij een uitkomst, maar niet alle chemische samenstellingen die voor kleverigheid zorgen werken in de ruimte.

De kleefkracht van ducttape heeft bijvoorbeeld in de ruimte geen effect. Hetzelfde geldt voor zuignappen: deze hebben lucht nodig om zich vast te zuigen, maar in het vacuüm van de ruimte werkt dit niet. De gekko-techniek zou wel kunnen werken. Je hoeft een object maar heel zachtjes aan te raken met de grijphandjes om het te pakken te krijgen. Hierdoor is de kans dat je het uit zijn baan stoot veel kleiner.

Kleefknuffel

Dit is ongeveer hoe we de grijpers voor ons moeten zien: ze zijn grofweg zo groot als een broodrooster en bestaan uit handen en armen met kleefvlakken erop. Hiermee kunnen ze ruimteafval dat moeilijker te pakken is een soort kleefknuffels geven (door er met meerdere kleefvlakken tegenaan te duwen).

De gekko-grijpers zijn al getest in een gewichtsloze omgeving, waarin ze keurig een kubus en een strandbal wisten te grijpen. Vervolgens zijn ze ook al uitgeprobeerd in het Internationale Ruimtestation (ISS). In de open ruimte is de temperatuur veel extremer en is er meer straling, dus of ze daar naar behoren zullen werken is nog niet zeker.

Andere oplossingen

Voordat de gekko-grijpers de revue passeerden zijn er al heel wat ideeën langsgekomen om het ruimteafval weg te krijgen. Japanse wetenschappers hebben een paar maanden terug geprobeerd met een kabel ruimteafval af te remmen, waarna het in de dampkring zou verbranden. Dit is helaas niet gelukt (de draad kon niet worden uitgerold).

Verder zijn er vangnetten, robotarmen en ruimteharpoenen bedacht, maar tot nu toe heeft nog niets gewerkt. Gelukkig lijken de gekko-grijphandjes in ieder geval veelbelovend.

Hao Jiang et a., A robotic device using gecko-inspired adhesives can grasp and manipulate large objects in microgravity. Science Robotics, 28 juni 2017.

Radio 1 houdt je dagelijks op de hoogte over de laatste ontwikkelingen in de wetenschap
Maandag t/m vrijdag rond 16.20 uur in Nieuws en Co
Dinsdag en vrijdag rond 10.50 uur in De Ochtend

Dit artikel is verzorgd door de wetenschapsredactie van De Kennis van Nu (NTR).