KYK_VRAAG_EN_ANTWOORD

WETENSCHAP NATUUR TRANSPORT HISTORIE TECHNOLOGIE RUIMTE

Het beste van Know How

SLECHTS

6, 99

Geniale antwoorden op goeie vragen nr. 6

MET

XL

PUZZELS!

nr.6

Welkom bij

Het zonnetje staat weer lekker hoog aan de hemel, het

buitenleven is op gang gekomen… Nog even en dan

trekken we er met z’n allen weer op uit. Vakantie! Voor

een heleboel mensen is de Know How Vakantiespecial,

waarvan je de nieuwste editie nu in je handen hebt, een

trouwe reisgenoot geworden. Want wat is er nou leuker

dan in je hangmat, strandstoel of loungezetel antwoord

te krijgen op vragen die als vanzelf opborrelen. Hoe ging

het er in het Amerikaanse Wilde Westen nou echt aan

toe? Wie of wat is een ‘Oumuamua? Waarom hebben

de Russen een drijvende kerncentrale? Herkennen

honden zichzelf in de spiegel? Hoe werken mijn hersenen

eigenlijk? En wat is er zo bijzonder aan het racepak van

Max Verstappen?

In de komende 132 pagina’s geven we je antwoord op

deze en nog veel meer bijzondere, verrassende,

verbazingwekkende, en vooral steengoeie vragen over

wetenschap, natuur, transport, historie, technologie

en ruimte. Uiteraard zit ook deze Vakantiespecial 2019

boordevol schitterende foto’s en illustraties.

En als je je brein even op een andere manier aan het werk

wilt zetten, kun je lekker een van de puzzels oplossen.

Veel lees- en puzzelplezier!

Hoofdredactie

André Kesseler

Projectcoördinatie,

samenstelling & beeldredactie

Lysette Dammers

Eindredactie

Joost de Jong, André Kesseler

Medewerkers

Kaj van Arkel, Leonard van den Berg,

Marysa van den Berg, Margriet Bokeloh,

Nick Kivits, Merijn van Nuland,

Laurien Onderwater, Naomi Vreeburg

Vormgeving en traffic

Bianca van den Berg

Marketing

Talitha Marges (strateeg)

Carmen Ploeger

(carmen.ploeger@newskoolmedia.nl)

Sales

Sales New Skool Media,

sales@newskoolmedia.nl of bel

René Zaaijer op 06 - 57 94 91 17 (let op:

alléén sales gerelateerde vragen)

Vertaling

Powerling BV

Drukkerij

Habo DaCosta bv

Foto’s covers

NASA, Lockheed Martin, iStock, 123RF,

Thinkstock, G.E. Ulrich, USGS, Red Bull

Content Pool, Pixabay, Dutch Defense

Press, Nairobi-National-Museum,

Shutterstock, US Air Force, Alamy, Google

Redactieadres

Redactie Know How en KIJK

Postbus 22693, 1100 DD Amsterdam,

020 - 210 53 50, info@kijkmagazine.nl

Vrienden van Know How

Geniale antwoorden op goeie vragen wordt uitgegeven onder licentie

van Future Publishing Limited. Alle rechten m.b.t. het gelicentieerde

materiaal behoren toe aan Future Publishing Limited (UK). Het

materiaal mag niet worden gebruikt, als geheel noch in delen, zonder

voorafgaande schriftelijke toestemming van Future Publishing Limited.

©[2019] Future Publishing Limited. www.futureplc.com.

Geniale antwoorden op goeie vragen

Inhoud


Historie

12 Hoe was het om te leven

in het ‘Wilde Westen’?

18 Wat was het ‘Paard

van Troje’?

18 Waarom zijn oude Romeinse

bouwwerken zo sterk?

19 Wat zijn de Cromeleque

dos Almendros?

19 Wie waren de dodelijkste

dictators?

20 Wat waren de grootste dino’s?

24 Wat is Fort Boyard?

25 Wat is de oorsprong van de

spijkerbroek?

26 En nog veel meer V&A

12

19

6 Know How

Inhoud

Technologie

30 Hoe ziet landbouw er in de

toekomst uit?

35 Hoe werkt een horloge?

36 Kun je energie uit afval halen?

38 Wat is echografie?

38 Hoe weet een benzinepomp dat

de tank vol zit?

39 Wat is het verschil tussen cement

en beton?

40 Waarom heeft Rusland een

drijvende kerncentrale?

42 Hoe werken grafische kaarten?

42 Wat zijn IP-adressen?

43 Hoe werken glucosemeters?

43 Wat zijn internet cookies?

44 Nog veel meer V&A

36

40

30

Wetenschap

48

48 Hoe werkt ons

immuunsysteem?

52 Wat zijn GGO’s?

53 Zit je wel goed?

54 Hoe wordt voedsel

geconserveerd?

56 Hoe werkt het

menselijk brein?

60 Helen wonden

‘s nachts trager?

61 Wat is een gesloten

ecosysteem?

62 Wat is moleculaire

gastronomie?


54

64

Know How 7


Natuur

72 Wat maakt ons zoogdieren?

78 Welk blad is dat?

80 Wat is Tornado Alley?

80 Hoe schiet een plant zijn zaad af?

81 Hoe ziet de anatomie van een giraf

er uit?

82 Wat zijn de lichtshows van moeder

natuur?

84 Heeft een steen een levenscyclus?

85 Welke invloed heeft de zon op de

tropen?

85 Wat zijn de verschillen tussen landen

zeeschildpadden?


Transport

72

84

90 Rijden we in de toekomst op

waterstof of op stroom?

96 Wat is strandzeilen?

96 Op welke luchthavens wil je

niet landen?

97 Wat is de oorsprong van de

Venetiaanse gondel?

98 Hoe zit het racepak van

Max Verstappen in elkaar?

90

100 Hoe werkt een helirotor?

100 Wat waren de eerste elektrische voertuigen?

101 Wat is het snelste automatische

parkeersysteem?

101 Hoe werkt een dakventilator?

102 Wat zijn autonome vrachtwagens?

104 Wat is een draagvleugelboot?

105 Hoe werkt een roodlichtcamera?


98

102

8 Know How

Inhoud

Ruimte

110 Hoe vinden we een andere aarde?

116 Hoe ontstaan gasreuzen?

117 Wat kan de nieuwe Mars 2020 rover?

118 Wat zie je als je inzoomt op onze

Melkweg?

120 Waarom zou er een negende planeet zijn?

120 Wat zijn oude sterren?

121 Heeft de kosmos een vorm?

121 Hoe kwam komeet Shoemaker-Levy

aan zijn einde?

122 Wat is een uitheemse asteroïde?


110

122

Puzzels

117

67 Fijne breinbrekers:

win een leuk weetjesboek!

127 Oplossingen breinbrekers

Know How 9


Historie

12 Hoe was het om te leven in het ‘Wilde Westen’?

18 Wat was het ‘Paard van Troje’?

18 Waarom zijn oude Romeinse bouwwerken zo sterk?

19 Wat zijn de Cromeleque dos Almendros?

19 Wie waren de dodelijkste dictators?

20 Wat waren de grootste dino’s?

24 Wat is Fort Boyard?

25 Wat is de oorsprong van de spijkerbroek?


10 Know How

Historie

Luguber poppenspel

Verloskundigen-in-spe moeten tijdens

hun studie veel oefenen. Dat was driehonderd

jaar geleden niet anders. In de

achttiende eeuw werden als oefenmateriaal

dit soort poppenduo’s gebruikt.

Daar gaat een luguber geheim achter

schuil: zowel de romp van de moeder als

de baby bevat échte botten. De makers

gebruikten menselijke botten zodat de

dummy’s de juiste vorm kregen. Drie

eeuwen lang bleef het geheim verborgen,

totdat conservatoren van Museum

Boerhaave besloten dat het tweetal aan

restauratie toe was. Bij de moeder is

alleen het bekken en een deel van de

wervelkolom van bot; de rest van haar

lichaam is van hout. Maar het skelet van

de baby is bijna helemaal echt. Brr!

© Museum Boerhaave/Hielco Kuipers Fotoprodukties

Know How 11


Reis terug in de tijd en maak kennis met

goudzoekers, cowboys en revolverhelden.

12 Know How

Historie

Iedereen was

een outlaw

Tijdens deze korte periode leefden

talloze iconische criminelen,

maar de meeste kolonisten

waren boeren en mijnwerkers.

Bij het Wilde Westen denken we

meteen aan brandende woestijnen

waar cowboys, sheriffs en bandieten

verkoeling zoeken in saloons met

klapdeuren. Ze drinken whisky en houden

elkaar scherp in de gaten. Hun schietgrage

vingers liggen op het pistool op hun

heup, zodat ze bij een vuur gevecht direct

in actie kunnen komen.

Maar geven al die Hollywoodfilms wel

een realistisch beeld? En hoe is deze fascinerende

periode in de geschiedenis tot

stand gekomen? In dit verhaal zetten we

onze cowboyhoed op en trekken we onze

rijlaarzen aan om de stoffige stadjes van

het Oude Westen van Amerika van halverwege

de negentiende eeuw te gaan verkennen.

Maar laten we eerst eens kijken

hoe de pioniers hier arriveerden.

In 1790 voegden dertien vroegere Britse

koloniën aan de oostkust van Amerika

zich samen tot de Verenigde Staten. Al

snel richtten de kolonisten hun blik naar

het westen om de rest van het Noord-Amerikaanse

continent te gaan ontdekken.

Deze pioniers hadden een zware, bloederige

prijs betaald voor hun onafhankelijkheid.

En de jaren erna zouden ze in hun

streven naar nieuwe veroveringen, land

en eigendomsrechten met nog veel meer

geweld te maken krijgen.

We gaan snel verder naar 1840. De kolonisten

hebben het land doorkruist en zijn bij

de westkust aangekomen. Ze hebben de

indianen en de Mexicaanse bevolking

verdreven en beginnen zich al helemaal

thuis te voelen. Dan wordt er in 1848 goud

ontdekt in Californië en komt er een hele

nieuwe stroom pioniers op gang. Deze

De ontdekking van edelmetalen trok grote aantallen

mijnwerkers naar het Westen.

grote toevloed van mensen overspoelt de

verfijnde stadjes en de nieuwe nederzettingen

worden al snel wetteloze gehuchten.

Het tijdperk van het Wilde Westen is

aangebroken.

Films en boeken staan bol van verhalen

over revolverhelden en cowboys met pistolen,

die met een snelle hand bandieten

neerschieten. Maar de meeste bewoners

van het Westen waren mijnwerkers en

boeren. De regering gaf zelfs gratis land

weg aan kolonisten die naar het Westen

wilden migreren. Maar de grond kon meedogenloos

zijn en soms kozen aan

lager wal geraakte pioniers voor het leven

van een outlaw. De misdaad tierde dan

ook welig. De Amerikaanse Burgeroorlog

was voorbij en sommige ex-soldaten gingen

liever plunderen dan land bewerken.

De uitgestrekte westelijke grens van de

nieuwe, roerige Verenigde Staten bood

land en onbeperkte kansen. Maar het gebied

was berucht vanwege overvallen,

bandieten, revolverhelden en wetshandhavers.

De nieuwe spoorlijnen

verbonden het

Westen met de rest

van het land.

Cowboys waren

revolverhelden

Hoewel gewapende bandieten

vaak met deze term worden

aangeduid, waren ’cowboys’

gewoon veehoeders te paard.

Saloons waren

gevaarlijk

Veel bezoekers kwam er inderdaad

om, maar saloons dienden

ook als stadhuis en werden

soms door wetshandhavers

uitgebaat.

De favoriete drank

was whisky

De whisky genoemde drank

in de saloons was meestal een

illegaal gestookte mix van ruwe

alcohol, gebrande suiker en

pruimtabak.

Iedereen droeg

een pistool

In de loop der tijd werden de

steden veiliger en was een

pistool niet meer nodig. Op

sommige plaatsen werd het

ook verboden.

Know How 13


Hoe sheriffs, premiejagers en rondtrekkende

rechters in het Westen de wet handhaafden.

In het tweede amendement van de Amerikaanse

grondwet staat dat iedereen een wapen

mag dragen. Hieruit blijkt dat de

Amerikanen het lang zonder wetshandhaving

hebben moeten stellen. Dit speelde vooral

in het Oude Westen, waar de kolonisten het

recht in eigen hand moesten nemen. Ze waren

rechter, jury én beul, wat leidde tot een

unieke, gevaarlijke vorm van rechtspraak.

Toen de pioniers de slopende reis naar het

Westen hadden volbracht en de schatten hadden

ontdekt, zagen de stadjes en nederzettingen

hun inwonersaantallen snel toenemen.

Stadjes die eerst vooral door goudzoekers en

boeren werden bewoond, kregen grote aantallen

nieuwe mijnwerkers en handelaren.

Naarmate de bevolking groeide, nam de misdaad

toe, met steeds meer vuurgevechten en

vechtpartijen in saloons. Bij afwezigheid van

een gestructureerd rechtssysteem hanteer-

Gokken, vooral het kaartspel Faro, was

een populair tijdverdrijf in saloons.

den veel gebieden eigen wetgeving en kon

corruptie floreren. De gerechtelijke regels en

procedures bereikten de westkust langzaam.

De meer gevestigde koloniën namen sheriffs

en marshals in dienst om de orde te handhaven.

Zij zetten dronkenlappen en vechtersbazen

achter de tralies en schakelden burgers

in om beruchte outlaws op te sporen. Deze

premiejagers werden gelokt via ’Wanted’-posters,

waarop een mooie beloning werd

uitgeloofd voor het dood of levend terugbrengen

van een voortvluchtige. Bekende outlaws

brachten grote bedragen op. Zo stond er een

prijs van 5000 dollar op het hoofd van Jesse

James, voor die tijd een enorm bedrag.

Gepakte voortvluchtigen moesten zich soms

voor rondtrekkende rechters verantwoorden,

die vanuit nabijgelegen gebieden recht kwamen

spreken. Ze leken in niets op de rechters

van vandaag en voerden zeer informele processen.

Vaak zaten ze met hun voeten op tafel,

terwijl ze tabak pruimden of hout sneden.

Dit werd als normaal gezien. Maar daar hielden

de vreemde praktijken niet op. Aan de

westelijke grens, waar geld schaars was, kregen

rijkelui vaak een boete in plaats van gevangenisstraf

bij een veroordeling. En ooit

kocht een veroordeelde zich vrij met warme

kleren voor de rechter en de sheriff. Nog meer

dan in onze tijd werd het Wilde Westen geregeerd

door geld en geweld.

© Getty; Afbeeldingen Adam Markiewicz

ABIGAIL SCOTT

Je hoefde geen rouwdouwer met een revolver te zijn om

in het Wilde Westen een Town Hero, een held, te zijn. Dit

bewees Abigail Scott Duniway. Ze vestigde zich in 1852

in Oregon. Ze werd lerares, maar vond haar roeping als

voorvechtster van vrouwenrechten. Op haar 78ste was ze

de eerste vrouw ooit die in haar land mocht stemmen.

WYATT EARP

De lijn tussen edelmoedige wetshandhaver en opportunistische

huurmoordenaar was in het Oude Westen niet

altijd even scherp. Toch wordt Wyatt Earp doorgaans gezien

als gevierd wetsdienaar in een gebied waar het echt

nodig was. Totaal zonder angst blonk Earp uit als politieagent,

assistent-marshal en bewaker van postkoetsen.

Historische

data in het

Wilde Westen

’Mountain men’ reizen

naar de Rocky Mountains

om te jagen.

De eerste huifkarren

maken de reis naar

de noordwestkust.

1500 kolonisten migreren

van het oosten naar

Californië.

De VS verklaart Mexico,

zelfbenoemd eigenaar

van het Westen, de oorlog.

Mexico capituleert en

verkoopt Californië en zijn

noordelijke gewesten.

14 Know How

Historie

Helden en

schurken

Maak kennis met de

bijzondere persoonlijkheden

van het Wilde Westen.

ANNIE OAKLEY

Annie Oakley kwam ter wereld als Phoebe Moses en

vergaarde bekendheid als scherpschutter in de wildwestshows

van Buffalo Bill. Oakley was zo goed dat ze

de as van het puntje van een sigaret kon afschieten! Het

indiaanse opperhoofd Sitting Bull gaf haar een toepasselijke

bijnaam: ’Little Sure Shot’.

DOC HOLLIDAY

Voordat John Henry ’Doc’ Holliday het criminele

circuit inging, was hij tandarts. Een chronische

hoest dreef hem naar het drogere, westelijke

klimaat, waar hij al snel betrokken raakte bij vele

vuurgevechten. Later ging hij gokken en werd hij

verdacht van beroving en moord.

BELLE STARR

Starr was tijdens haar leven al zo berucht dat de meeste

verhalen van haar avonturen vertekend zijn. We weten

dat ze zich na de burgeroorlog aansloot bij banken

postkoetsovervallers en medekolonisten. Jaren heeft ze

misdaden gepland, voortvluchtigen gehuisvest en overvallen

gepleegd totdat ze in 1889 werd doodgeschoten.

BUTCH CASSIDY &

THE SUNDANCE KID

Robert Parker (Butch Cassidy) en Harry Longabaugh (The

Sundance Kid) maakten deel uit van ’The Wild Bunch’,

een groep arbeiders die meer geld wilden verdienen

en de misdaad in gingen. Jarenlang beroofden ze met

succes banken en treinen om zich vervolgens terug te

trekken in de diepe ravijnen van Wyoming en Utah.

BILLY THE KID

Billy the Kid werd als Henry McCarty geboren in New

York. Aan de andere kant van het land, in New Mexico,

begon hij zijn criminele carrière. Hij schoot iemand

dood in een saloongevecht en vocht als tiener al in een

bendeoorlog. Nadat hij een reeks moorden had gepleegd,

werd hij zelf vermoord. Billy werd maar 21 jaar.

Goudzoekers vinden

voor het eerst goud

bij Sacramento.

40.000 gouddelvers arriveren

in het Westen, het begin van

de Californische goudkoorts.

BLACK BART

Charles Bowles overviel tussen 1875 en 1883 in totaal 28

postkoetsen van Wells Fargo. Hij ging daarbij altijd heel

welgemanierd te werk en liet bij twee van zijn overvallen

een gedicht achter. Nadat hij tegen de lamp was

gelopen, werd hij in 1888 tot zes jaar cel veroordeeld,

maar na vier jaar kwam hij wegens goed gedrag vrij.

In de Sierra Nevada

vechten indianen

met goudzoekers.

Met meer dan 60.000

inwoners wordt Californië

de 31ste staat van de VS.

Know How 15


Ontdek het dagelijkse leven van de

kolonisten in het dorre Oude Westen.

Saloons

Na een lange dag werken was het voor kolonisten

goed toeven in de saloon. In deze zedeloze

plekken genoten ze van danseressen,

sterke drank, gokken en soms zelfs vuurgevechten.

De eerste saloons waren niet meer

dan tentjes aan de kant van de weg, die vermoeide

reizigers probeerden te trekken.

Maar naarmate de stadjes groeiden, transformeerden

ze in de grotere etablissementen

met de bekende klapdeuren.

Banen

De beroemde Californische goudkoorts

en de vondst van andere edelmetalen

trokken duizenden

mijnwerkers en goudzoekers naar

het Westen. En waar mensen zijn, is

handel, dus al snel arriveerden er

barkeepers, handelaars, dokters

en entertainers in de regio. De overheid

stimuleerde de migratie door

gratis landbouwgrond aan te bieden.

Zo kon de economie in het Westen

zich verder ontwikkelen, wat de weg

baande voor meer investeringen en

werkgelegenheid in de regio.

De meeste pioniers in

het vroege Oude Westen

waren mijnwerkers

en goudzoekers.

In de populaire saloons konden de pioniers sterke

drank drinken, kaarten en gokken.

Reizen

De eerste kolonisten

kwamen op de ouderwetse

manier aan. Ze

hadden wel dieren om

hun spullen, en af en

toe henzelf te dragen,

maar legden de grootste

afstand naar hun

toekomstige wereld te

voet af. Huifkarren

waren populair. In lange

stoeten werden de

goederen met paard

en wagen vervoerd.

De overheid stelde

gratis land beschikbaar

aan spoorwegbedrijven

die hun rails

naar het Westen zouden

leggen en het

duurde niet lang voor

ook daar de eerste

treinen reden.

Voor velen was de

trein een totaal nieuwe

manier van reizen.

Anderen zagen er

vooral een doelwit in.

Washington wordt een

territorium voor nieuwe

kolonisten.

De James Gang staat aan het

begin van een beruchte reeks

trein-, postkoetsen bankroven.

Als de pioniers zich voor minstens

vijf jaar in het Westen

vestigen, krijgen ze gratis land.

Einde Amerikaanse Burgeroorlog.

Sommige soldaten gaan in het

Westen het criminele pad op.

De hoofdredacteur van de

New York Tribune zegt in zijn

krant: “Go West, young man.”

16 Know How

Historie

Infrastructuur

De eerste kolonisten van het Oude Westen

zouden jaloers zijn geweest op voor ons

normale zaken als schoon water en een supermarkt.

In het begin moesten ze water

halen bij bronnen en zelf hun voedsel zoeken.

Ze jaagden op dieren voor vlees en huiden.

Later gingen ze waterputten graven,

gewassen telen en vee houden. Ze bouwden

houten huizen, gevolgd door de eerste kolossale

distilleerderijen waar dure, maar

slechte whisky werd gestookt.

Vermaak

Hoewel sommigen zich prima amuseerden

met jagen op outlaws, duelleren en pistoolschieten,

gingen de meeste kolonisten in het

Oude Westen op zoek naar andere vormen

van vertier. Saloons waren razend populair,

net als kranten en ’dime novels’. Later gingen

rondreizende acteurs met hun shows de

stadjes af en kwam er steeds meer vermaak.

’Dime novels’, goedkope boekjes met spannende

verhalen, waren zeer populair in het Oude Westen.

De westelijke grens was erg droog en onvruchtbaar,

dus waterbronnen waren onontbeerlijk.

Vuurgevechten

Van ons geromantiseerde idee van beschaafde

duels in het Wilde Westen

klopt niet zo veel. Af en toe vonden er

heus wel één-op-één duels plaats, maar

de beelden uit Hollywoodfilms van twee

mannen duellerend in een lege straat,

stammen vooral uit de 19de-eeuwse

’dime novels’. De meeste vuurgevechten

vonden plaats tussen groepen dronken

mannen en vanachter dekking. Er

zijn voldoende voorbeelden van gokkers

die een kaartspelletje met een vuurgevecht

beslechtten!

Eén-op-één duels

kwamen in boeken

uit de 19de eeuw

vaker voor dan in

werkelijkheid.

Communicatie

Sommige kolonisten reisden honderden tot wel duizenden

kilometers westwaarts om werk te vinden of land in de

nieuwe gewesten te claimen. Door de uitvinding van de

telegraaf in 1831 kon er echter veel sneller met de achterblijvers

worden gecommuniceerd dan per post. De pioniers

lieten hun berichten vertalen in morsecode. Deze

werden elektronisch verstuurd naar afgelegen kantoren en

daar gedecodeerd. Zo werd de boodschap ongelooflijk

snel overgebracht.

Voor de komst

van de telegraaf

werd de post

tussen het oosten

en westen

van de VS verzorgd

door de

Pony Express.

© Alamy; Getty; WIKI; Shutterstock

De eerste transcontinentale

spoorweg dwars door

de VS wordt voltooid.

Historisch vuurgevecht

bij de OK Corral in

Tombstone, Arizona.

Buffalo Bill Cody start

zijn rondtrekkende

wildwestshow.

Idaho en Wyoming worden als

43ste en 44ste staat tot de Unie

toegelaten.

De indiaanse en Oklahomaterritoria

verenigen zich in de

staat Oklahoma.

Laatste overval op een

postkoets in het Westen in

Jarbridge Canyon, Nevada.

Know How 17


Het paard van Troje

Wonnen de Grieken de oorlog echt met een houten paard?

Het paard was

het symbool van

de stad Troje.

Na een beleg van tien jaar namen de

Grieken de stad Troje in door zich

in een hol, houten paard te verstoppen

en dit als een zoenoffer aan te bieden.

De Trojanen sleepten het paard in een

overwinningsroes de stad in en bezegelden

zo hun lot. Dat is in ieder geval het verhaal.

Het Trojaanse paard werd voor het eerst genoemd

in de Odyssee van Homerus. Dit epische

verhaal werd in 750 voor Christus,

honderden jaren na de vermeende oorlog,

neergepend. De Odyssee is fictie, maar de

meeste geleerden zijn het erover eens dat

Troje echt heeft bestaan. In het huidige

Hisarlik in Zuid-Turkije is zelfs archeologisch

bewijs gevonden dat de stad er zou

zijn afgebrand.

Het paard heeft echter nooit bestaan. Volgens

geschiedkundigen betrof het wellicht

een belegeringswapen, een houten stormram

om stadsmuren mee af te breken. Aanvallers

bedekten deze stormrammen met

vochtige, onbrandbare paardenhuiden.

Een meer gezochte theorie is dat het paard

een metafoor was voor een aardbeving,

omdat de god Poseidon, die met paarden

wordt geassocieerd, ook de god van de zee

en van aardbevingen was.

Misschien komen we de waarheid achter

deze beroemde mythe nooit te weten, maar

we moeten het gegeven paard van Homerus

niet in de bek kijken.

Het Romeinse superbeton

Waarom zijn oude bouwwerken zo duurzaam?

Het is duizenden jaren geleden uitgevonden

en wordt wel het meest

onverslijtbare bouwmateriaal ooit

genoemd. Romeins beton werd gebruikt in

iconische bouwwerken als het Pantheon en

het Colosseum. Maar wetenschappers zijn

vooral geïnteresseerd in de pieren en zeeweringen.

Veel van die waterbouwkundige

wonderen staan nog overeind, terwijl modern

beton soms in een paar decennia wegrot.

Wetenschappers van de Universiteit

van Utah hebben nu met röntgenapparaten,

Raman spectroscopie en elektronenmicroscopie

de samenstelling van Romeins

beton ontdekt. De Romeinen combineerden

vulkanische as met ongebluste kalk (calciumoxide),

vulkanisch gesteente en zeewater.

Zo ontstaat een chemische reactie die

kristallen genereert die in de loop der tijd

groeien. Ze versterken het beton en voorkomen

dat het scheurt.

In het moderne Portlandcement zitten

zand- en grinddeeltjes die niet reageren op

chemische veranderingen. Daardoor

Het Pantheon en het

Colosseum zijn

gebouwd met

Romeins beton en

staan 2000 jaar

later nog steeds

overeind.

scheurt het eerder. Het huidige proces is

ook verantwoordelijk voor zo’n vijf procent

van de uitstoot van kooldioxide. Door meer

inzicht te krijgen in de Romeinse formule,

hopen we ons moderne beton te kunnen

vervangen door sterker, milieuvriendelijker

materiaal, dat net zo lang meegaat als

het Romeinse beton.

© Getty; Thinkstock

18 Know How

Historie

Mysterieuze stenen

Welk geheim zit er achter de Cromeleque dos Almendres?

De Cromeleque dos Almendres wordt ook wel het Stonehenge

van Portugal genoemd. De steencirkel is

naar schatting minstens 2000 jaar ouder en bevat

meer dan 90 stenen in twee concentrische cirkels. De Cromeleque

is tussen 6000 en 4000 voor Christus in fasen gebouwd

en is een van Europa’s oudste megalithische

bouwwerken.

Niemand weet waarom, maar velen denken dat het megalithische

monument werd gebruikt om de sterren te observeren.

De eindposities van de stenen zijn georiënteerd op de

lente- en de herfst equinoxen, als de dagen en nachten exact

gelijk zijn. Vanaf de Cromeleque dos Almendres kun je de

zon en de maan vanaf hetzelfde punt aan de horizon zien

opkomen. Dit wijst erop dat de locatie werd gebruikt door

vroege astronomen.

Een andere theorie is dat de stenen een religieuze betekenis

hadden. In sommige zijn figuren als slangen, halve manen

en gezichten gekerfd. De rituele steencirkel zou in die opvatting

dus om beelden van oude goden kunnen gaan.

De Cromeleque dos Almendres is

pas in 1966 ontdekt.

Dodelijke dictators

Hongersnood, onderdrukking, genocide. Welke

mannen stonden aan het hoofd van de

dodelijkste regimes ter wereld?

= 2 miljoen

Mao Zedong

China / 1949-76

Chiang Kai-shek

China / 1928-49

Taiwan / 1949-75

Chiang begon als een

revolutionair. Onder zijn

gezag liep het aantal

slachtoffers hoog op, zowel

in de Tweede

Wereldoorlog tijdens

gevechten met Japan als

in de daarop volgende

burgeroorlog.

Geschat aantal doden:

10,5 miljoen

Koning Leopold II

Kongo-Vrijstaat / 1885-1908

De tweede koning van België

vestigde een kolonie in Afrika

onder de naam Kongo-

Vrijstaat. De autochtone

Afrikanen werden tot slaaf

gemaakt en onderworpen

aan een extreem hardvochtig

bewind.


10,4 miljoen

Adolf Hitler

Duitsland / 1933-45

De strijdkrachten van

Hitler pleegden in grote

delen van Europa

genocide en miljoenen

gevangenen werden door

de nazi’s in concentratieen

vernietigingskampen

vermoord.


14 miljoen

Jozef Stalin

Sovjet Unie / 1929-53

Om de revolutie in

zijn land kracht bij te

zetten, legde Stalin

het volk een beleid op

waardoor de mensen van

het platteland naar de

stad vertrokken. Velen

stierven de hongerdood

en tegenstanders werden

vastgezet in de wrede

werkkampen die we

kennen als goelags.


20 miljoen

Zedong besloot om als

onderdeel van zijn Grote

Sprong Voorwaarts, een

culturele revolutie gericht

op boerenbedrijven, de

particuliere landbouw

te verbieden. Deze

campagne leidde tot een

massale hongersnood en

een groot aantal doden in

het gehele land.


47 miljoen

Know How 19


Strijd der Titanen

Wat waren de grootste

dinosaurussen die

ooit op aarde hebben

geleefd?

In een tijdperk waarin de mens het land domineert,

komen we in ons dagelijks leven

zelden dieren tegen die groter zijn dan wijzelf.

Maar als we in het Krijt hadden geleefd,

hadden de Sauropoda ons ongetwijfeld flinke

angst ingeboezemd. Een van deze giganten

heeft twee jaar geleden het nieuws

gehaald, omdat hij eindelijk een naam heeft

gekregen: Patagotitan mayorum. Deze zware,

plantenetende langnek, die in 2012 werd

ontdekt, woog meer dan elf Afrikaanse olifanten.

Daarmee behoort hij tot de grootste

dieren die ooit op de aarde hebben rondgewandeld.

Het skelet van de reus is opgegraven op de La

Flecha ranch in Patagonië in Argentinië.

Daar vond een medewerker, Aurelio Hernández,

een van de meer dan tweehonderd botten

van deze titanosaurus. De exemplaren

die hier zijn gevonden, komen waarschijnlijk

van minstens zes verschillende Patagotitanen.

Samen vormen ze de meest complete

anatomische reconstructie van een sauropode

ooit.

Van kop tot staart

was deze kolos zo’n

37 meter lang

Een reusachtige ontdekking

De Patagotitan is de kampioen zwaargewicht

onder de titanosaurussen. Van kop tot

staart was de kolos zo’n 37 meter lang. Het is

moeilijk om het gewicht van Patagotitan te

bepalen. Paleontologen gebruiken hiervoor

verschillende methodes. Hoofdpaleontoloog

Diego Pol en zijn team hebben aan de hand

van twee methodes de lichaamsmassa van

de Patagotitan berekend. Bij de eerste methode

werd de omtrek van de dijbenen en

opperarmbenen gebruikt om een idee te

krijgen van het gewicht dat de poten konden

dragen. Ook maakten ze een 3D-scan van

alle botten, zodat ze door middel van een

volledige reconstructie het volume van het

omliggende zachte weefsel konden bepalen.

Op basis daarvan denkt men dat deze reus

69 ton woog, een gewicht waarbij de 9 ton

zware Tyrannosaurus rex in het niet viel.

Voortbewegen

Zo’n grote planteneter had

aardig wat voedsel nodig en

moest dus flink dooreten. Alles

wat hij met een beweging

van de nek kon pakken, was

mooi meegenomen. Dan

hoefde hij namelijk geen

poot te verzetten en dat

bespaarde energie.

20 Know How

Historie

Titanosaurussen

Wat maakte deze gigantische

dino’s zo speciaal?

Voeding

Deze herbivoren hadden tanden

voor het afknippen en losharken

van groenvoer. Alles ging hup

naar binnen en werd pas in de

grote maag verder fijngekneed en

vergist en verteerd.

Lange nek

Met hun lange,

uitgerekte nek

konden deze

vegetariërs voedsel

vinden dat

onbereikbaar was

voor hun kleinere

concurrenten. En

met relatief weinig

moeite konden

ze een heel

gebied kaalvreten

zonder een poot

te verzetten.

Staart

De achterpoten waren

via een grote spier (de

caudofemoralis) met de

staart verbonden, zodat

de staart kon helpen de

zware poten op te tillen.

© Shutterstock

Know How 21


Naast de Patagotitan lijken

veel van onze huidige grote

diersoorten behoorlijk klein.

Onder: Op bijna elk

continent zijn fossielen

van titanosaurussen

gevonden.

In het American Museum of Natural History

staat een reconstructie van een Patagotitan

die twee zalen in beslag neemt.

Onderzoekers denken dat deze fossielen

mogelijk afkomstig zijn van een nietvolgroeid

exemplaar. Dus misschien

worden er ooit nog grotere dinosaurussen

opgegraven.

Maar we leren meer van deze fossielen dan

alleen de afmeting en het gewicht. Ze geven

ook informatie over het gedrag en de manier

van voortbewegen van de dieren. Uit

de tanden van dinosaurussen kunnen we

hun voedingspatroon opmaken. De tanden

wijzen op een vegetarisch dieet, zoals bij de

Patagotitanen en andere sauropoden.

Het team vond bij de opgraving in Patagonië

drie lagen botten in dezelfde locatie van

een uiterwaard. De stoffelijke resten van de

dinosaurussen waren daar in de loop der

tijd bedekt geraakt door afzettingen van

overstromingen. De drie lagen wijzen erop

dat de prehistorische reuzen de plek ten

minste drie keren moeten hebben aangedaan.

Net als we soms bij olifanten zien,

leek het er bij sommige fossielen op alsof levende

Patagotitanen er zelfs op waren gestapt.

Gedacht wordt dat de beesten in

perioden van grote droogte in de modder

vast kwamen te zitten en stierven door uitdroging.

Een gigantische groep

Deze reuzen maakten in de tijd van de eerste

bloeiende planten deel uit van een grote

groep enorme sauropoden. De fossielen

van de Patagotitan zijn zo’n 100 miljoen

jaar oud, maar deze dieren waren niet de

enige kolossale dinosaurussen van hun

tijd. Deze klasse omvatte nog veel meer

torenhoge dinosaurussoorten. Zelfs de

kleinste soort onder de sauropoden,

Saltasaurus, woog al zo’n zeven ton.

De soort waarvan men vroeger dacht dat

het de grootste was, Argentinosaurus,

sleepte naar schatting een kleine 70 ton

met zich mee. Door het geringe aantal fossielen

kan er geen volledige reconstructie

van een Argentinosaurus worden gemaakt.

Op basis van de gevonden resten van de

Patagotitan denken onderzoekers dat dit

het grootste dier ooit is.

De familienaam

Het duurde vier jaar voordat Patagotitan

mayorum officieel aan de ’boom des levens’

werd toegevoegd. Daarvoor werd de

soort gewoon Titanosaurus genoemd. De

22 Know How

Historie

De Patagotitan

had een lengte van

37meter

Even lang als acht Londense taxi’s achter elkaar

De langste blauwe

32 meter

vinvis was slechts

De Patagotitan

woog circa

69

ton

Evenveel als

Patagotitan mayorum

Savanneolifant - Loxodonta africana

Witte neushoorn - Ceratotherium simum

Giraffe - Giraffa camelopardalis

IJsbeer - Ursus maritimus

11 Afrikaanse

olifanten

Bijna net zo

veel als de

Space Shuttle

Endeavour

75 ton

De fossielen van

de Patagotitan zijn

zo’n 100 miljoen

jaar oud

nieuwe naam van deze dinosaurussen

eert de vindplek (Patagonië) en verwijst

naar het Griekse woord voor groot (’titan’).

De toevoeging ’mayorum’ eert de familie

die de onderzoekers tijdens hun opgravingen

onderdak bood.

Om een nieuwe soort officieel te classificeren

en benoemen, is het handig om eerst

de afstamming te bepalen. Met behulp

van fossielen kunnen paleontologen een

koppeling maken tussen een soort en zijn

prehistorische afstamming, en bepalen

wie aan wie verwant is. De titanosaurussen

vormen een uiteenlopende clade (evolutionaire

afstammelingen van een

gemeenschappelijke voorvader) sauropoden,

waartoe een aantal van de grootste

landdieren ooit behoren.

Vraag aan

de Expert

Anne Schulp is een Nederlandse

paleontoloog bij Naturalis en

reist de hele wereld over op

zoek naar overblijfselen van

dinosaurussen.

Had de Patagotitan

eigenlijk natuurlijke

vijanden?

Ook in Zuid-Amerika

leefden grote vleesetende

dino’s, maar als

je boven een bepaalde

grootte uitkomt, zal

zelfs de grootste vleeseter zich wel twee

keer bedenken voordat hij een gezonde,

volwassen Patagotitan aanvalt. Groot zijn

is veilig.

Je heb de overblijfselen van de

Patagotitan onlangs in het echt gezien.

Hoe kwam dat zo?

Ik was in de Argentijnse plaats Trelew, in

het museum waar ook de collectie Patagotitan-fossielen

staat. En die botten zijn

werkelijk niet te missen. Er zitten exemplaren

van 700 kilo bij.

Wat betekent de vondst voor de

paleontologie?

De vondst is vooral een heel aansprekend

voorbeeld van hoe divers, succesvol en hoe

gróót de langnekdinosauriërs konden worden.

Een dier waarvan alleen al het dijbeen

stukken groter is dan een volwassen

mens, spreekt natuurlijk enorm tot de verbeelding.

Wat gebeurt er nu met de botten?

Er wordt nog steeds gegraven naar meer

fossielen, en in het lab wordt hard gewerkt

om nog meer vondsten verder te prepareren.

Dat biedt mogelijkheden voor onderzoek.

Van de (zware) botten worden

(lichtgewicht) afgietsels gemaakt, zodat

het skelet ook nog een beetje te monteren

is. Daarnaast zijn op dit moment afgietsels

te zien in musea in New York en Chicago.

Het museum in Trelew bouwt nu een nieuwe

hal om het skelet te huisvesten, want

in het huidige gebouw past het beest niet.

© Stevoc 86; Getty; Shutterstock

Know How 23


Fort Boyard

Hoe werd nieuw leven geblazen in dit

eeuwenoude Franse verdedigingswerk

dat zijn initiële doel nooit diende?

Aan de westkust van Frankrijk verrijst

een spookachtige vesting uit

zee. Het kasteeltje is volledig van

het vasteland afgesneden en lijkt wel op

de golven te drijven. Het houdt de wacht

over de militaire haven van Rochefort en

de Charente Estuary. Fort Boyard zit in

werkelijkheid vast aan een stenen oever,

die bij vloed volledig aan het zicht is onttrokken

– een staaltje bouwkunde dat

daar ondanks alles al ruim 150 jaar staat.

In de late zeventiende

eeuw werd de bouw gepland

van een zeefort dat

de militaire basis bij het

nabijgelegen Rochefort tegen

vijandelijke aanvallen

zou moeten beschermen.

Maar het project werd in

1692 afgeblazen toen duidelijk

werd wat het zou

kosten. Sébastien Vauban,

een vooraanstaande Franse

militaire ingenieur, zei

over het geplande fort: “Je kunt nog gemakkelijker

de maan met je tanden pakken

dan je aan deze onderneming wagen.”

Tijdens de Zevenjarige Oorlog (1756-63)

werden nieuwe plannen voor het bouwwerk

gemaakt, maar ook die gingen niet

door. Pas in 1804 werden de eerste funderingen

voor Fort Boyard gelegd. Hierbij

werden bergen puin en steen in het zand

en op de stenen oever gestort om het fort

op een stevige ondergrond te kunnen bouwen.

Dit duurde al tergend lang, omdat al-

Het fort

leek een

onneembaar,

van massief

steen gebouwd

oorlogsschip

leen kon worden gewerkt tijdens de korte

periode dat de oever bij eb droog lag. In de

winter van 1807-08 sloeg het onheil toe,

toen de funderingen in een aantal zware

stormen werden weggespoeld. In 1809

werd de bouw helemaal stilgelegd.

Pas in 1857 werd Fort Boyard voltooid. Het

nieuwe fort – 20 meter hoog en uitgerust

met 74 kanonnen, verdeeld over drie verdiepingen

– leek een onneembaar, van

massief steen gebouwd oorlogsschip. Door

de ovale vorm konden de

kanonnen het hele omliggende

gebied bestoken en

zo de haven tegen invallen

beschermen. Hier bevonden

zich magazijnen

en leefruimtes voor een

garnizoen van maximaal

250 soldaten.

Ironisch genoeg had de

bouw van Fort Boyard zo

lang geduurd dat het geen

goede afweer meer vormde

tegen steeds verder reikende kanonnen.

Het bouwwerk werd daarom korte

tijd als gevangenis gebruikt, maar rond de

eeuwwisseling was ook deze functie niet

meer nodig. Het Fort raakte in verval,

maar in 1990 kwam redding uit onverwachte

hoek. Fort Boyard werd de locatie

van een populair Frans spelprogramma

met dezelfde naam en werd flink onder

handen genomen. Dankzij de nieuwe

roem van het fort is de toekomst voorlopig

veiliggesteld.

Het fort is 20 meter hoog en heeft vijf verdiepingen,

waaronder een kerker en een open dak.

Na een Britse inval op het eiland Aix in 1757 moest

Fort Boyard de Franse verdediging drastisch veranderen.

© Getty; Shutterstock

24 Know How

Historie

Decennia

vol denim

’Rockabilly’

Jeansmodellen

door de jaren

heen.

De metalen klinknagels versterken

het stiksel, zodat de kleding

langer meegaat.

1950

Wijd uitlopende

heupbroeken

Grote foto: Houthakkers in Oregon

in 1880 die Levi’s jeans dragen

Inzet: Een advertentie uit 1874,

gericht op de arbeidersklasse.

Hoe werd de spijkerbroek

een mondiaal mode-icoon?

Het ’klinkende’ succes van twee Amerikaanse immigranten

met een briljant idee.

Spijkerbroeken zijn niet meer uit de mode weg

te denken. Toch zijn ze van eenvoudige komaf.

Aan het eind van de negentiende eeuw was

Amerika in de ban van de goudkoorts. Jacob Davis,

een Letse immigrant, werkte destijds als kleermaker

in Nevada. Hij verkocht kleding aan lokale mijnwerkers

en arbeiders, die behoefte hadden aan

sterke, slijtvaste materialen. En daarmee had Jacob

zelf goud in handen. Door zijn briljante idee om kleine,

koperen klinknagels op de meest belaste delen,

zoals de zakken, aan te brengen, ging de kleding

veel langer mee. Zijn ’waist overalls’ werden zo populair

dat Jacob zijn ontwerp via een patent wilde

beschermen. Maar dat was duur en daarom vroeg

hij zijn stofleverancier, Levi Strauss, om hulp. De

Denim jeans is

een verkeerde

benaming

Eind 18de eeuw werden twee

soorten katoen gemaakt:

denim en jean. Denim, uit het

Franse Nîmes, was slijtvaster

en dikker dan jean, dat werd

gebruikt voor arbeidersbroeken

in het Italiaanse Genua.

De spijkerbroek werd

bijna verbannen

Na films als Rebel Without A

Cause kreeg de spijkerbroek

een ruig imago. Sommige

scholen verboden jeans en

dus begon Levi’s de reclamecampagne

’Right for school’,

met een nette jongen in jeans.

Beierse immigrant en gelukszoeker Strauss zag meteen

kansen. In 1873 was het patent binnen en al snel

werd de moderne denim jeansbroek in fabrieken,

mijnen en op boerderijen in het hele land gedragen.

De broeken werden gekleurd met indigo. Deze donkere

kleur verhulde vlekken, drong niet door het

weefsel heen én was goedkoop.

Toen het patent in 1908 afliep, werd de markt overspoeld

door tientallen kopieën. De daaropvolgende

decennia werden de broeken gedragen door mannen

en vrouwen uit de hele samenleving. Tieners

gingen de broeken ’jeans’ noemen, een term die in

de jaren 1960 door fabrikanten werd overgenomen.

En zelfs nu is de populariteit van de spijkerbroek

nog even onverslijtbaar als het eerst model.

5 spijkerharde feiten

Levi was niet zijn

echte naam

Hij werd geboren als Loeb

Strauss, maar veranderde

net als zijn latere zakenpartner

Davis zijn naam toen

hij naar de VS emigreerde.

Levi begon in San Francisco

een groothandel in droge

goederen.

Van zeildoek

of denim?

Levi en Jacob produceerden

twee soorten ’waist overalls’:

een van blauw denim en

een van bruin zeildoek, een

stug soort canvas dat werd

gebruikt als dekzeil voor

wagons.

Wijd uitlopende

’bell bottom’-

pijpen

Hoge taille

’Jeggings’

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Duurzame kwaliteit

In de archieven van Levi

Strauss & Co liggen twee paar

jeans uit eind jaren 1870 of

begin 1880. Dit zouden de

oudst bestaande spijkerbroeken

zijn. Slechts twee

mensen kennen de combinatie

van de kluis waarin ze

liggen.

Acid wash

’Skinny’

© Afbeelding Jo Smolaga; Getty; Alamy

Know How 25


Waterspuwers

zijn een soort

dakgoten die

water van

gebouwen

afvoeren.

Sinds wanneer wordt

het weer vastgelegd?

Amateurmeteorologen leggen al eeuwen het weer vast,

maar pas halverwege de negentiende eeuw werd dit

officieel gedaan. Op 31 januari 1854 richtte de meteoroloog

Buys Ballot het KNMI op. De temperatuur- en neerslaggegevens

van het oudste Nederlandse meetstation in De Bilt gaan

terug tot 1901. Ook andere landen stichtten halverwege de

negentiende eeuw nationale meteorologische diensten om het

weer vast te leggen en te voorspellen. Ze gebruikten alleen

verschillende methodes, die pas later werden estandaardiseerd.

Maar door analyse van historische verslagen, ijskernen, fossielen

en andere bronnen kunnen meteorologische wetenschappers

veel verder terug in de tijd.

Waarom zijn op kerken

waterspuwers gebouwd?

Waterspuwers zijn ouderwetse waterafvoersystemen op

gebouwen. Ze hebben vaak de vorm van een mens, dier of

mythisch wezen en hebben een afvoerkanaal in hun keel. Het

regenwater wordt via de mond van de waterspuwer afgevoerd.

Zo raken de stenen muren niet beschadigd. Tijdens de gotische

periode raakten ze in zwang, maar niet alle exemplaren zijn ook

echt waterspuwers. Decoratieve beelden zonder waterafvoer

worden ’grotesken’ genoemd.

Kosmonaut Aleksej Leonov

voert in 1965 de eerste

ruimtewandeling uit, die

bijna slecht afliep.

Wie maakte de

eerste ruimtewandeling?

De eerste ruimtewandeling, die

twaalf minuten duurde, werd

uitgevoerd door de Russische kosmonaut

Aleksej Leonov tijdens de

Voschod 2-missie in 1965. Het liep bijna

verkeerd af: buiten in het luchtledige

zwol Leonovs ruimtepak door het

drukverschil op als een ballon, zodat

hij niet meer door de luchtsluis van de

ruimtecapsule paste. Leonov wist in

de paar minuten die hij had, net genoeg

lucht uit het pak te laten ontsnappen

(met het risico op caissonziekte) om

zich door de luchtsluis naar binnen te

wurmen.

26 Know How

Historie

Waarom wordt

gezegd dat

zwarte katten

ongeluk brengen?

In het westen worden

zwarte katten vaak in

verband gebracht met

heksen en zwarte magie.

Daarom zouden ze ongeluk

brengen. Maar in sommige

culturen geloven ze juist dat

zwarte katten geluk brengen. Zo

zijn er vele vormen van bijgeloof

waarin katten een rol spelen.

Wat waren de

kruistochten?

De kruistochten waren religieuze

conflicten die begonnen toen de

Islamitische Turken de Europese Christelijke

pelgrims verbanden uit de stad Jeruzalem.

Paus Urbanus II riep in 1095 op tot de eerste

kruistocht. Hij beloofde de pelgrims dat hun

zonden werden vergeven als ze het Heilige

Land heroverden. De eeuwen daarna volgden

nog acht kruistochten, maar de kruisvaarders

slaagden er nooit in om het gebied

blijvend te veroveren. Door het contact

met de moslims, die wetenschappelijk en

technologisch veel verder waren, verwierven

ze wel veel kennis, zoals betere kasteelontwerpen

en een nieuw getalsysteem.

Wie was

de eerste

Egyptische

farao?

De eerste, echte farao was

Narmer. Hij heerste over

Opper-Egypte en veroverde

Neder-Egypte. Zo werd hij in 3150

voor Christus de eerste heerser

van de eerste Dynastie.

Wie waren

de Illuminati?

De Illuminati waren een achttiendeeeuwse

geheime orde, gesticht door

de Beierse Adam Weishaupt. Deze

professor verzette zich tegen de Rooms-

Katholieke Kerk en streefde naar een vrije,

gelijkwaardige, rationele maatschappij. De

orde verdween nadat deze door de

Beierse regering in 1785 werd verboden,

maar duikt sinds de jaren zestig weer op

in allerlei complottheorieën.

Wat is de oudste

universiteit ter wereld?

De Universiteit van Al Qarawiyyin in Fez (Marokko) is in

859 opgericht door Fatima al-Fihri. Het is het oudste

opleidingsinstituut ter wereld dat nog in bedrijf is. In de tegelijkertijd

door haar opgerichte Al-Qarawiyyin moskee bevindt zich

ook de oudste nog functionerende bibliotheek ter wereld.

© Thinkstock, Getty Images, US Department of Agriculture, Alamy Stock Photo

Know How 27


Technologie

30 Hoe ziet landbouw er in de toekomst uit?

35 Hoe werkt een horloge?

36 Hoe haal je energie uit afval?

38 Hoe werkt echografie?

38 Hoe weet een benzinepomp dat de tank vol zit?

39 Wat is het verschil tussen cement en beton?

40 Waarom heeft Rusland een drijvende kerncentrale?

42 Hoe werken grafische kaarten?

42 Wat zijn IP-adressen?

43 Hoe werken glucosemeters?

43 Wat zijn internet cookies?


28 Know How

Technologie

Vliegende kaartenmaker

3D-kaart nodig van je landgoed, bouwterrein of

natuurreservaat? Dan is de Marlyn iets voor jou.

Deze vliegende robot, ontwikkeld door startup Atmos

UAV uit Delft, is een next generation mapping

drone. Marlyn heeft een spanwijdte van 1,6 meter

en kan volautomatisch verticaal opstijgen en landen

op slechts 2 x 2 meter. Vliegen doet hij als een

vliegtuig. Dat maakt hem met een kruissnelheid

van 60 km/h veel sneller dan tot nu toe gangbare

helikopterdrones. Behalve een su pernauwkeurig

GPS heeft Marlyn ook een hoge resolutie Sony

QX1-camera en heel veel rekenkracht aan

boord. Zodra hij landt, ordent hij automatisch

de verzamelde data tot makkelijk te verwerken

bestandsformaten. Zo kunnen er tot 10 keer sneller

geografische kaarten gemaakt worden.

© TU

Know How 29


Hoe voeden we

10 miljard monden?

Landbouwkundige ingenieurs kunnen ons met

hun technologieën helpen om de steeds verder

groeiende bevolking te voeden.

30 Know How

Technologie

Heb je er ooit bij stilgestaan hoe

fruit en groenten in de winkel terechtkomen?

Of het nu om tropische

papaja’s uit Hawaï of gestoomde

spinazie uit West-Azië gaat, we hebben het

aan landbouwkundige ingenieurs te danken

dat we kunnen genieten van voedsel

van de andere kant van de wereld. Deze

specialisten gaan de enorme uitdaging

aan om meer mensen dan ooit te voeden

met slechts een beperkte hoeveelheid land

tot hun beschikking.

In de jaren zestig produceerde elke boer

genoeg voedsel om zo’n 26 mensen te voeden.

Door de toegenomen vraag zijn dit tegenwoordig

155 mensen wereldwijd. Maar

naar verwachting stijgt de wereldbevolking

in 2050 naar 9,8 miljard inwoners en

zal de voedselproductie met zeventig procent

moeten toenemen om alle extra monden

te kunnen voeden. Gelukkig kunnen

landbouwkundig ingenieurs de boeren

helpen creatieve oplossingen te bedenken.

Met nieuwe technologieën zal elke boer in

2050 meer dan 265 mensen moeten gaan

voeden. We zijn al bezig om op andere manieren

te boeren. Van moderne substraten

en nieuwe oplossingen voor de opslag van

gewassen tot het optimaliseren van de

omstandigheden in kassen. Hopelijk

draagt dit bij aan een duurzamere toekomst

met meer voed selzekerheid en minder

ontbossing, waarvoor wereldwijd

minder akkerland nodig is.

Op de centimeter

Precisielandbouw is een moderne landbouwmethode,

waarbij de nieuwste, op

maat gemaakte technologieën worden ingezet

om het telen van gewassen efficiënter

te maken. Er wordt gewerkt met

satellietbeelden, sensors om gewasgezondheid

te monitoren en technologie

voor de beregening en bemesting.

Watergrond

Hydrocultuur is een unieke

methode om zonder aarde te

kunnen telen. Deze moderne

aanpak maakt gebruik van

technologische oplossingen

om planten via de wortels van

minerale voedingsstoffen te

voorzien. De planten worden

gecultiveerd door hun wortels

Aquacultuursystemen

combineren

het telen van gewassen

met het kweken van vis.

Met deze nieuwe technologieën zal

elke boer meer dan 265 mensen moeten

gaan voeden

direct in een vloeistof te plaatsen,

hoewel bij de meeste

hightechsystemen de wortels

in een voedingsrijke nevel worden

geplaatst (aerocultuur). Bij

beide systemen neemt het

risico van ziektes door organismen

uit de aarde af en kunnen

er theoretisch op elke

locatie gewassen worden geteeld.

Hydrocultuurplanten

hebben geen uitgebreid wortelstelsel

nodig om mineralen

uit de grond te halen. De

plant houdt zo meer energie

over voor het blad en de

vrucht. De plant wordt groter

en de oogst levert meer op.

De komst van gps-gestuurde tractors luidde

aan het begin van de jaren 1990 de precisielandbouw

in. Deze voertuigen konden

aan de hand van coördinaten zelfstandig

door de velden navigeren, zodat de boeren

ook in omstandigheden met slecht zicht

konden werken. Deze systemen hebben de

beplanting en bemesting radicaal veranderd,

zodat er nu aanzienlijk op zaden,

mest, brandstof, tijd en uiteindelijk geld

wordt bespaard.

Tegenwoordig maken de meeste moderne

boerderijen gebruik van gps-gestuurde

tractors en sensors voor het meten van de

bodemkwaliteit. Met deze temperatuur-,

vochtigheids- en voedingsstoffengegevens

kan precies worden uitgestippeld welke

velden minder gewassen produceren en

extra aandacht nodig hebben. Delen die al

goed tieren hoeven bijvoorbeeld minder te

worden beregend en bemest. Deze middelen

kunnen vervolgens worden ingezet in

slecht presterende velden.

De gegevens van de precisielandbouw

worden over de hele wereld gebruikt om

boerderijen te optimaliseren. Van het

voorspellen van de beste oogstperiode tot

het voorkomen van plagen en ziektes.

Verticale landbouw

De snel groeiende bevolking stelt onze

planeet voor grote uitdagingen. Een van

de grootste problemen wordt het voeden

van al deze extra mensen met de hoeveelheid

cultiveerbare grond die we tot onze

beschikking hebben. Verticale landbouw

is een van de technologische oplossingen

hiervoor. Door in ruimtebesparende, gestapelde

kweeklagen te telen, kunnen we

omhoog groeien in plaats van zijwaarts.

Zo kunnen we de productiviteit van een

landbouwareaal vier tot zes keer vergro-

Hydrocultuursystemen

zijn efficiënter, productiever en

veelzijdiger dan het telen van

planten in aarde.

© Thinkstock; Getty

Know How 31


ten. Deze innovatieve aanpak wordt ook

wel de ’derde groene revolutie’ genoemd

en richt zich op de teelt van vers voedsel in

suboptimale omstandigheden als hooggelegen

bergdorpen, droge woestijnen en

dichtbevolkte steden. Vooral dit laatste is

interessant, omdat deskundigen voorspellen

dat twee derde van de wereldbevolking

in 2050 in stedelijke gebieden zal

wonen. Met verticale landbouw kunnen

overal ter wereld verse gewassen worden

geteeld voor de stedelijke bevolking.

Verticale landbouw gebruikt hydrocultuursystemen,

zodat planten kunnen

groeien zonder aarde. Ze staan met hun

wortels in water dat rijk is aan voedingsstoffen.

Aerocultuursystemen, waarbij

planten met hun wortels in een voedingsrijke

nevel staan, hebben nog minder water

nodig en zijn nog lichter.

In de verticale landbouw wordt gebruikgemaakt

van kunstlicht, waarbij steeds

vaker compacte en energiezuinige ledverlichting

wordt ingezet. Hoge elektriciteitsrekeningen

zouden verticale landbouw

onaantrekkelijk kunnen maken. In deze

inpandige, in hoge mate gecontroleerde

omgevingen kunnen boeren onder optimale

omstandigheden veel sneller gezonde

gewassen telen.

Genetische modificatie wordt gezien als dé

oplossing die een einde zou kunnen maken

aan de honger in de wereld. Gewassen

over de hele wereld hebben te lijden onder

droogte, ziektes en plagen. Momenteel

groeien de oogsten met minder dan 1,7

procent per jaar, terwijl dit 2,4 procent zou

moeten zijn om aan de groeiende bevolking

te kunnen voldoen. De oplossing voor

deze problemen zou kunnen liggen in genetische

modificatie van gewassen, een

technologie waarmee planten in suboptimale

omstandigheden leren te gedijen.

Genetische modificatie

Hoe kan genetische modificatie ons helpen

de kwaliteit van onze belangrijkste

gewassen te verbeteren? Door het genoom

van een organisme aan te passen en zo de

fotosynthese te verbeteren. Dit werkt vooral

goed bij mais en suikerriet, omdat dit

planten zijn die een efficiëntere methode

hanteren, C4-fotosynthese. Dit heeft wereldwijd

onderzoeksprojecten geïnspi-

De bevolking groeit

extreem snel en het duurt

niet lang meer voordat we

te weinig ruimte hebben

om gewassen te telen. Tijd

om verticaal te denken!

Landbouwmethodes

Boeren behandelen hun gewassen

steeds beter. Ze bewaken de

bodemkwaliteit en werken

zo efficiënt mogelijk.

Hydrocultuurplanten

hebben geen

uitgebreid wortelstelsel

nodig om mineralen uit

de grond te halen

reerd om te onderzoeken of het haalbaar

is om C4-rijst en C4-tarwe te produceren.

Genetische modificatie kan ook helpen het

rendement van een gewas te verbeteren,

zodat de akkers efficiënter worden gebruikt.

Bovendien helpt het de hoeveelheid

bestrijdings- en verdelgingsmiddelen

te verminderen, omdat de gewassen zo

kunnen worden gemodificeerd dat deze

zichzelf kunnen beschermen. Overal ter

wereld wordt al gebruikgemaakt van genetisch

gemodificeerde organismes

(GMO’s). Zo worden in de VS papaja’s genetisch

aangepast tegen het ringspotvirus.

Door dit virus kwam de papajateelt in de

jaren tachtig bijna stil te liggen. Als het

vertrouwen in de veiligheid van GMO’s verder

groeit, kunnen ze worden ingezet in

gebieden met voedseltekorten.

Conventionele landbouw

Bij de traditionele landbouw wordt het land

geploegd en geëgd om het vruchtbaar te maken

en onkruid tegen te gaan, maar in de loop der tijd

raakt de aarde uitgeput en onbruikbaar.

Zaden planten 1

De machines maken een gat van tien centimeter

diep in het biologische bed, voordat een

ander deel van de machine eroverheen rijdt en

een zaadje in de ploegsnede duwt.

32 Know How

Technologie

Landbouwrobots

kunnen worden

ingezet bij het

planten, bespuiten

en oogsten van

gewassen.

Precisielandbouw

De afgelopen decennia

is de precisielandbouw

steeds

meer in opkomst. De

productiviteit van de

akkers stijgt door het

gebruik van gps.

Minimale bodembewerking

Beperkte bodembewerkingsmethodes

zijn veel minder agressief en er wordt gebruikgemaakt

van bredere ploegsnedes.

Maar op de lange termijn kan dit schadelijk

zijn voor de microfauna en het land.

Gegevensanalyse

Met de informatie van

sensors en gps-systemen

kunnen de boeren de algemene

gezondheid van

hun gewassen bepalen

en potentiële problemen

vaststellen.

© Sol90; Pixabay; Getty

In kaart brengen

Het gps-systeem van

een oogstmachine kan

in kaart brengen waar

gewassen goed groeien

of het moeilijk hebben.

Zo kunnen boeren de

hoeveelheid mest en/of

water beter afstemmen

op de slecht presterende

stukken land.

Zaden planten 2

Stalen wielen met

tanden sluiten de

ploegsnede en de

zaadjes worden met

een kleine hoeveelheid

bestrijdings- en

verdelgingsmiddelen

bedekt.

Zero bodembewerking

Bij deze methode wordt niet geploegd of geëgd. In

plaats hiervan worden er zaden in de restanten van

de voorgaande oogst geplaatst, die na verloop van

tijd een voedingsbodem voor het nieuwe gewas

vormen. Dit gaat bodemerosie tegen en het land

wordt vruchtbaarder. Deze methode brengt minder

schade toe aan microfauna en -flora, omdat er meer

gebruik wordt gemaakt van bestrijdingsmiddelen.

Met sensors en

camera’s helpen

landbouwdrones de

groei van gewassen

te monitoren en de

productie te

vergroten.

Know How 33


Robots

Machines zijn natuurlijk een integraal en

niet meer weg te denken onderdeel van

ons leven. Ze hebben alles veranderd, van

onze communicatie tot onze manier van

reizen. Daarom is het niet vreemd dat robots

ook de landbouw anders hebben

vormgegeven.

Landbouwrobots, AgBots genoemd, helpen

bij de oogst. En sinds kort zien we dat

deze technologie ook wordt ingezet voor

het wieden van onkruid, het planten van

zaden en bodemanalyse. AgBots kunnen

sneller fruit plukken of gewassen bespuiten

dan mensen.

Een AgBot kan verschillende eindeffectoren

hebben. Zo hebben AgBots die gewassen

bespuiten een spuitkop als

eindeffector en robots aan het einde van

een productlijn een verpakkingssysteem.

Luchtlandbouw

Drones spelen ook een belangrijke rol voor

de precisielandbouw. Met ultrasone echoen

lasertechnieken zijn ze in staat om

driedimensionale kaarten te maken voor

bodemanalyse.

Met aan het plafond hangende hydrocultuurgewassen

wordt de inpandige

ruimte optimaal gebruikt.

Met verticale landbouw

kunnen overal verse gewassen

worden geteeld

De toekomst

Technologische vernieuwingen hebben de

landbouw radicaal veranderd. Met al deze

geavanceerde hoogstandjes kunnen we de

komende decennia wellicht een einde maken

aan de honger in de wereld.

Het genoom van planten kan zo worden

gemanipuleerd dat ze in zware omstandigheden

kunnen groeien.

Verticaal gestapelde hydrocultuurboerderijen

kunnen in de toekomst voor meer voedselzekerheid

zorgen.

50%

De voedselproductie slokt bijna de

helft van ons aardoppervlak op

4,5

Geschat wordt dat

van al het voedsel in

de wereld

miljard

mensen halen 20 procent

van hun dagelijks benodigde

proteïnes uit tarwe

33 meter

De diepte van een verlaten bunker uit de Tweede

Wereldoorlog onder de drukke wegen van Clapham,

Londen, die nu door het stadslandbouwbedrijf

Growing Underground wordt gebruikt voor duurzame

hydrocultuurteelt

40%

niet zou kunnen worden

geproduceerd zonder

gewasbeschermingsmiddelen

€ 8 miljard

Volgens ramingen de potentiële waarde van de wereldwijde

verticale landbouw in 2025

© Pycno; Pixabay; Getty

34 Know How

Technologie

Hoe werken horloges?

Veertjes en tandwielen houden de tijd bij.

Als je wilt weten hoe laat het is, kijk

je op je smartphone of op een digitaal

horloge van een paar tientjes.

Dat was vroeger wel anders. Toen was

een horloge een bijzonder waardevol bezit.

Er zijn twee soorten mechanische

horloges: het ene moet je handmatig

opwinden en het andere, een automatisch

horloge, windt zichzelf op door je polsbewegingen.

Het mechaniek van beide

types is hetzelfde.

Aan de basis ligt een opgespannen veer,

die via het raderwerk een zogenoemde balans

met daarop een spiraalveer in beweging

brengt. Deze balans wordt heen en

weer bewogen met behulp van een reeks

tandwielen die op hun beurt door de veer

worden aangedreven. Meestal zijn gaat het

om drie tandwielen, die gekoppeld zijn

aan de uur-, minuut- en secondewijzer. Als

de secondewijzer een hele omwenteling

maakt, gaat de minuutwijzer één minuut

verder en als die een rondje heeft gemaakt,

draait de uurwijzer langzaam mee.

De laatste in de reeks van tandwielen is

het zogeheten ankerrad. Dat zet met zijn

grotere tanden het anker in beweging en

die laat de balans draaien. Als de balans

terugdraait, neemt deze het anker weer

mee en komt de achterkant van het anker

weer tegen het ankerrad. Zo blijft het tandwiel

in beweging en geeft je horloge perfect

de tijd aan.

Nepjuwelen

Soms staat er achter op een horloge zoiets

als ‘17 jewels’ gegraveerd. Dit heeft

niets met blingbling te maken. Zelfs als

de wijzerplaat is versierd met allerlei

edelstenen, slaat de inscriptie op de

lagersteentjes (meestal kunstmatige

saffieren of -robijnen) in het uurwerk.

Deze zijn niet heel kostbaar, maar wel erg

belangrijk om het horloge soepel te laten

lopen. Ze zijn heel glad en verminderen

op verschillende plekken in het horloge

de wrijving van de bewegende onderdelen.

Zo realiseren ze een grotere nauwkeurigheid.

Bovendien verlengen ze de

levensduur van het horloge.

Iets voor jou, uurwerken en horloges

bouwen of repareren? Dat kun je leren

op de Vakschool Schoonhoven

(www.vakschoolschoonhoven.nl).

Hier zijn de

rode lagersteentjes

te

zien, die maken

dat de tandwielen

soepel

bewegen.

Bij de tijd blijven

1 Wijzerplaat

Hier kun je de

tijd aflezen. Achter

de wijzerplaat zit het

uitgekiende mechanische

gedeelte.

3

2 Tandwielen

Brengen de

kracht over tussen de

veer en de balans.

2

4 5

Hoe zorgen al deze onderdelen ervoor

dat alles gesmeerd loopt?

De opwindveer

3 Zit in een ronde behuizing

die veerton genoemd wordt.

De meeste horloges moeten

elke dag worden opgewonden.

6

De pushpins

4 Met deze kleine

pennetjes wordt de

band aan het horloge

bevestigd.

1

7

Chronograafhorloges

hebben een extra wijzer

waarmee het horloge

ook als stopwatch kan

worden gebruikt.

5

De wijzers

De uurwijzer, minuutwijzer

en secondewijzer zijn elk op

een eigen tandwiel geplaatst.

6

Het anker

De overbrenging tussen de

draaiende raderen en de heen en

weer gaande balans.

7 Steentjes

Rode lagersteentjes

zorgen ervoor dat de tandwielen

soepel bewegen.

© Dreamstime

Know How 35


Afvalenergiecentrales

Hoe werkt het proces waarbij afval wordt omgezet

in herbruikbare grondstoffen en energie?

In Nederland recyclen we ongeveer tachtig

procent van ons afval. Toch blijven we ook

altijd op zoek naar efficiëntere en milieuvriendelijkere

manieren om ons afval te lozen.

Zo vormen afvalenergiecentrales een alternatief

voor stortplaatsen: het afval wordt dan gebruikt

om energie op te wekken. Dit gebeurt

op verschillende manieren, met thermische

energie en biologische processen. Deze thermische

processen zijn onder meer vergassing,

thermische depolymerisatie en pyrolyse. Bij

deze complexe procedures wordt het afval op

hoge temperaturen afgebroken en komt er

energie vrij. Niet-thermische processen die afval

in energie omzetten, maken gebruik van

micro-organismes om organisch materiaal af

te breken en in biogas om te zetten. Deze processen

duren meestal veel langer, maar zijn

ook veel milieuvriendelijker.

Een voordeel van waste-to-energytechnologieën

is dat er veel minder afval wordt gestort. En

omdat er minder afval wordt afgebroken,

wordt er minder van het schadelijke broeikasgas

methaan geproduceerd en lekt er minder

grondwater vervuilend percolaat weg. Ook kan

meer energie worden opgewekt zonder fossiele

brandstoffen te gebruiken waarbij broeikasgassen

vrijkomen.

Toch blijven een aantal serieuze milieuvraagstukken

bestaan. Bij de verbranding van grote

hoeveelheden gemengd afval komen schadelijke

stoffen vrij, zoals dioxines en furanen (kankerverwekkende

stoffen die vrijkomen bij de

verbranding van plastic), zware metalen, zure

gassen, zwavel- en stikstofoxides en fijnstof.

Hoewel er al veel maatregelen zijn genomen

om deze vervuiling tegen te gaan, zijn we nog

onvoldoende op de hoogte van de gevolgen van

de vrijgekomen stoffen op het milieu en onze

gezondheid.

Het proces aansturen

Elk deel van het proces kan op

afstand worden aangestuurd om

de productie te monitoren en de

efficiëntie te optimaliseren.

Een afvalenergiecentrale

van binnen

Ontdek hoe de inhoud van

jouw vuilnisbak tot elektriciteit

wordt verwerkt.

Herbruikbaar

materiaal

Plastic, glas en papier

moeten apart worden

ingezameld en in

recyclingfabrieken

worden verwerkt.

Afvalinzameling

Het afval wordt opgehaald

en afgeleverd bij

de afvalenergiecentrale.

Verbranding

Het afval wordt op een

temperatuur van 1100

graden Celsius verbrand.

Voor een zo efficiënt

mogelijke verbranding

wordt het afval in

beweging gehouden en

wordt er zuurstof aan

toegevoegd.

Afvalstoffen

Het afval wordt

grondig gemengd

voordat het wordt

getransporteerd en

de verbrandingsoven

in gaat.

Als de stortplaats vol is,

wordt het vuil luchtdicht

afgedekt en begraven.

36 Know How

Technologie

Er wordt minder afval

gestort en dus minder

methaan geproduceerd

Elektriciteitsopwekking

De opgewekte elektriciteit wordt

via het netwerk gedistribueerd. Eén

ton afval kan een huishouden een

maand lang van stroom voorzien.

Oververhitting

De verbrandingskamer verbrandt

niet alleen het afval, maar verhit ook

een ketel die grote hoeveelheden

stoom genereert.

Stoomkracht

De gegenereerde stoom wordt gebruikt

om grote turbines aan te drijven die op

stroomgeneratoren zijn aangesloten.

Efficiënt water

Een deel van de stoom wordt afgekoeld

en terug de verwarmingskamer

ingeleid. Een ander deel wordt

voor de centrale verwarming van

de fabriek gebruikt.

Ontsnapte stoom

Na de milieumaatregelen

en het recyclen van de bijproducten

pompen de grote

schoorstenen de overtollige

stoom naar buiten.

As

De bodemas passeert een magneet. Het metaal in

de as wordt hergebruikt. De vliegas wordt opgevangen

en gefilterd en gaat naar de stortplaats.

Verontreinigingsbestrijding

Rookgassen worden geprecipiteerd, gefilterd

en gereinigd om gevaarlijke stoffen

als zware metalen, stikstofoxide, dioxine

en furanen te verwijderen.

Bijproducten hergebruiken

De grotere deeltjes van onverbrand

afval (bodemas) kunnen worden

gebruikt als onderlaag bij de bouw van

wegen en spoorlijnen.

© Afbeelding Jo Smolaga; Thinkstock

Know How 37


Hoe werkt

echografie?

Hoe je met geluidsgolven in een lichaam

kunt kijken.

Een echo

maken

Zo brengt ultrageluid

het binnenste van ons

lichaam in beeld.

Trillende kristallen

Een elektrische stroom laat

piëzo-elektrische kristallen

in de transducer trillen, zodat

ze geluidsgolven afgeven.

Ultrageluidgel

Op de huid wordt een speciale

gel aangebracht die ervoor

zorgt dat de geluidsgolven

zich gemakkelijk van de

transducer naar het lichaam

kunnen verplaatsen.

E

chografie ken je misschien van de

vage zwart-witfoto’s van ongeboren

baby’s. Maar de echoscoop wordt

ook ingezet om op andere plekken in een lichaam

te kunnen kijken. Om dat voor elkaar

te krijgen, produceert het apparaat

hoogfrequente geluidsgolven die, zonder

dat je dat voelt, door je lichaam worden gestuurd.

De geluidsgolven worden verstuurd

en ontvangen door een transducer, die op

de huid wordt geplaatst. Daarin zitten

kwartskristallen (piëzo-elektrische kristallen).

Als je daar elektriciteit doorheen

jaagt, veranderen ze snel van vorm en gaan

trillen. Hierdoor ontstaan geluidsgolven

die vrij door de vloeistoffen en zachte weefsels

in het lichaam kunnen bewegen. Als

ze dichtere weefsels tegenkomen, worden

de golven als echo naar de transducer teruggekaatst,

waarop de kristallen daarin

elektrische signalen afgeven. Aan de hand

daarvan maakt de echoscoop vervolgens

een tweedimen sionaal beeld van wat er

zich onder de huid afspeelt.

Beeld vormen

De terugkerende echo’s gaan

vervolgens naar een processor,

die op basis van de informatie

een beeld op het scherm

weergeeft.

Vol tot het

randje

Hoe weet een benzinepomp

dat de tank vol is?

D

e tank van je auto volgooien, is

een routineklus. Toch zit er een

vernuftig systeem achter, zodat

de pomp automatisch stopt als de tank

vol is. Dit werkt volledig mechanisch,

via de kleine opening aan het uiteinde

van het vulpistool. Door die opening

kan lucht via een buisje naar een

mechanisme in het handvat stromen.

Wanneer je het vulpistool in de tankopening

steekt en het tanken begint,

ontstaat er in het pistool een vacuüm,

waardoor er via het buisje lucht wordt

aangezogen (het Venturi-effect). Als het

brandstofniveau in de tank het uiteinde

van het vulpistool bereikt, wordt er

geen lucht meer aangezogen, maar een

beetje brandstof. Dat kost meer zuigkracht.

Het afsluitmechanisme in het

vulpistool ‘voelt’ deze verandering en

sluit een klep in het vulpistool, waardoor

er geen brandstof meer uit de

pomp komt.

Geluidsgolven

Die bewegen zich door het

lichaam tot ze een grens tussen

verschillende weefsels bereiken.

Dan worden sommige golven als

echo teruggekaatst.

Echo’s

De teruggekaatste geluidgolven

bereiken de

piëzo-elektrische kristallen

in de transducer

en geven een elektrische

stroom af.

© DK images; Thinkstock

38 Know How

Technologie

Wat is het verschil tussen

beton en cement?

CEMENT

Deze oeroude technologie

heeft het fundament gelegd

voor de moderne beschaving.

Cement is een mengsel van calcium, silicium,

aluminium en andere ingrediënten,

dat wordt verhit en vermalen tot een fijn

poeder. Als dit mengsel wordt gecombineerd

met water, vormt het een complexe, in elkaar

grijpende kristalstructuur die ongelooflijk

sterk is. Cement verhardt dus door de reactie

met water, in plaats van te drogen aan de lucht

zoals veel andere bindmiddelen. Je kunt het

zelfs onder water gebruiken!

Cement werd voor het eerst gebruikt door de

oude Macedoniërs, en drie eeuwen later door

de Romeinen. Hun ingrediënten waren kalksteen,

maar ook vulkanische as van de Vesuvius,

die de essentiële mineralen silicium en

aluminium leverde. In modern cement zit

geen vulkanische as maar klei. Toch wordt er

ook vliegas uit kolencentrales toegevoegd. Het

meest gebruikte cement heet portland cement.

Dat is een verwijzing naar portlandsteen

uit Dorset (Engeland), dat dezelfde kleur

heeft. Het recept van portlandcement is

proefondervindelijk ontwikkeld in de

19de eeuw, maar de exacte chemische

reacties worden nog steeds niet volledig

begrepen.

Cement: 1 emmer

Om sterk beton te maken

begin je met een emmer

droog cement.

Zand: 2 emmers

Voeg twee emmers scherp

betonzand met grove korrels

toe. Dit verbetert de

samenhang van het beton.

Test

Het betonmengsel mag niet

natter zijn dan nodig is om

het te verwerken. Te veel

water verzwakt het beton.

Ruwe ingrediënten

Kalksteen, klei en andere

materialen, gewonnen in

mijnen, vinden hun weg

naar de cementfabriek.

Klinker

De poeders klonteren samen

tot donkere brokken zo

groot als pingpongballen. Dit

materiaal heet klinker.

Vermalen

Na vermaling van de

klinkerballetjes blijft een

fijn poeder over. Daar

wordt gips bijgedaan, om

het cement vervolgens in

zakken te verpakken.

Water: een

halve emmer

Giet ongeveer een halve

emmer water in de molen,

beetje bij beetje.

Grind:

3 emmers

Voeg drie emmers

grind of ‘aggregaat’

toe om het beton

sterker te

maken.

Meng goed

Meng alles in

een betonmolen

tot er een

gelijkmatig

mengsel ontstaat.

BETON

Breken

Na verpulvering van steenblokken zo

groot als strandballen blijft grind over.

Dat wordt vermalen tot een fijn poeder.

Mengen

Toevoeging van kleinere

hoeveelheden zand, vliegas

en aluminiumerts, in exact

afgemeten hoeveelheden.

Verhitten

Het mengsel loopt omlaag

door een hellende, draaiende

oven waarin de temperatuur

langzaam oploopt.

Sinteren

Onder in de oven bereikt het poedermengsel

een temperatuur van 1400 °C,

zodat het gedeeltelijk smelt.

Voor supersterk beton is poedervormig

cement nodig, plus een

paar onmisbare ingrediënten.

Beton bestaat uit zand en grind, dat bij elkaar

wordt gehouden door één essentieel ingrediënt:

cement. De stenen in het beton zijn sterker dan

het cement zelf. Dit is dus een manier om het

mengsel te transformeren in een duurzaam

bouwmateriaal.

De chemische reactie die het cement hard maakt,

heeft maar één deel water nodig op elke vijf delen

cement. Maar zo’n droog betonmengsel zou onwerkbaar

stijf zijn. Er zouden ook luchtbellen in

ontstaan die de structuur als geheel verzwakken.

Daarom wordt beton doorgaans gemaakt met één

deel water per elke twee delen cement.

Aan modern, extra sterk beton worden ook microsilica

of ‘silica fume’ (siliciumdioxide) toegevoegd.

Dit is een heel fijn poeder, dat een

bijproduct is van de industriële siliciumproductie.

Het enorme oppervlak van al die siliciumdeeltjes

samen vangt het water in het beton en

voorkomt het ontstaan van spleten.

© WIKI; Illustrations by Adrian Mann

Know How 39


De brandstofstaven in de reactor

moeten om de drie jaar worden

vervangen en de centrale zal

elke twaalf jaar terugkeren naar

de werf voor een grote onderhoudsbeurt.

De Akademik Lomonosov

bespaart jaarlijks

200.000 ton kolen en

100.000 ton andere

fossie le brandstoffen.

Het ontwerp kan worden aangepast aan de

vraag. Een versie met de kleinere ABV-6Mreactor

levert bijvoorbeeld maar 18 megawatt

elektrisch vermogen en de veel grotere VBER-

300-reactor is goed voor ruim 900 megawatt.

De drijvende kerncentrale is

vernoemd naar de Russische

scheikundige, astronoom, geoloog,

historicus, wiskundige, mozaïekkunstenaar,

schrijver, dichter, en

taalkundige Michail Vasilevitsj

Lomonosov (1711-1765).

Ideale oplossing of

De Akademik

Lomonosov kost

omgerekend

een kleine 200

miljoen euro.

’nucleaire Titanic’?

Als er plannen worden gemaakt om op het vasteland

een kerncentrale te bouwen, levert dat vaak enorme

bezwaren en protesten op. In Rusland trekken ze

zich daar niks van aan en zetten ze doodleuk een

complete kerncentrale op een ponton.

40 Know How

Technologie

Er zijn nogal wat plekken op deze

aarde waar energievoorziening een

probleem is. In het noorden van

Siberië bijvoorbeeld maken de enorme afstanden

en de vaak barre weersomstandigheden

het tot een ware uitdaging. Dat

geldt ook voor de energievoorziening van

boorinstal laties binnen de poolcirkel. Dus

bedachten de Russen een oplossing: een

drijvende kerncentrale, die ze heel eenvoudig

ergens voor de kust kunnen leggen.

De voorstanders zien zo’n centrale als dé

belofte voor de toekomst. Tegenstanders,

waaronder Greenpeace, noemen hem een

‘drijvend Tsjernobyl’ en ‘een nucleaire Titanic’.

Rosatom, het Russische staatsbedrijf voor

kernenergie, maakte al in 2000 plannen bekend

voor zo’n drijvende kerncentrale. Het

was de bedoeling om die op een onderzeebotenwerf

in het Siberische Severodvinsk te

bouwen, maar later weken ze uit naar een

werf in Sint-Petersburg. De constructie begon

in 2007 en nu is de eerste drijvende centrale

bijna klaar voor gebruik.

De Russen waren van plan om de Akademik

Lomonosov midden in het 5,3 miljoen inwoners

tellende Sint-Petersburg van brandstofstaven

te voorzien en op te starten,

maar uiteindelijk werd met het oog op de

veiligheid toch voor het wat minder dichtbevolkte

Moermansk gekozen. Daar arriveerde

de ’drijfcentrale’ na een tocht van

4000 kilometer op 17 mei vorig jaar. Als alle

testen zijn afgerond, moet hij deze zomer

worden versleept naar een speciaal daarvoor

aangelegde pier in de haven van Pevek,

een stad aan de Oost-Siberische Zee.

IJsbrekermotoren

De Akademik Lomonosov gaat een verouderde

kerncentrale én een kolencentrale

vervangen die samen elektriciteit leveren

aan 100.000 bewoners en de industrie in de

regio. Het blijft overigens niet bij die ene

drijvende kerncentrale. Ros atom heeft

plannen voor ten minste zes andere exemplaren

en minimaal vijftien landen. Onder

meer China, Indonesië en Argentinië hebben

belangstelling voor de technologie.

Het hart van zo’n centrale wordt gevormd

door twee KLT-40C-reactors die eveneens

als krachtbron dienen voor Russische

atoom-ijsbrekers. De drukwaterreactors

zijn samen goed voor 70 megawatt aan

elektrisch vermogen of 300 MWth (thermische

energie) – bijvoorbeeld voor stadsverwarming.

De centrale is overigens ook om

te bouwen tot een ontziltingsinstallatie

die dagelijks 240 miljoen liter zout zeewater

in drinkbaar zoet water kan veranderen.

Hoewel Rosatom benadrukt dat de drijvende

kerncentrales aan alle eisen van het

internationale atoomagentschap IAEA voldoen,

zijn allerlei milieuorganisaties daar

helemaal niet gerust op. Volgens hen kan

een kerncentrale op een soort ponton

nooit volledig veilig zijn voor onder meer

tsunami’s en terroristische aanslagen.

Maar het lijkt erop dat ze weinig kunnen

doen om deze ontwikkeling te stoppen.

SPECS

Naam: Akademik Lomonosov

Lengte: 144,4 meter

Breedte: 30 meter

Hoogte: 10 meter

Diepgang: 5,6 meter

Bemanning: 69

Aandrijving: geen

Vermogen KLT-40C-reactors:

2 x 35 MW elektrisch of

2 x 150 MW thermisch

Anton VaganovTASS via Getty Image

Know How 41


Grafische kaarten

Hoe zetten deze computeronderdelen

binaire gegevens om in digitale beelden?

Computerschermen tonen beelden

die bestaan uit miljoenen pixels.

Dit zijn geprogrammeerde, kleine

puntjes die miljoenen verschillende kleuren

kunnen hebben. Een grafische kaart

regelt wanneer een pixel welke kleur

moet weergeven. Deze kaart vertaalt de

binaire gegevens van de computer naar

instructies voor de pixels op het scherm.

Grafische kaarten bestaan uit vier belangrijke

onderdelen: een moederbord,

een processor, geheugen en een verbinding

met het scherm. Het moederbord

laat de onderdelen van de kaart met elkaar

communiceren en voorziet de kaart

via de accu of netaansluiting van het apparaat

van stroom. De processor, ook wel

een graphics processing unit (GPU)

Grafische kaarten

kunnen veel warmte

genereren. Daarom

hebben ze vaak een

ventilator.

genoemd, bepaalt de rol van elke

pixel op het scherm. De GPU voert

een groot aantal complexe berekeningen

uit, zodat afbeeldingen accuraat en

vloeiend worden weergegeven. Het geheugen

houdt de door de processor gegenereerde

informatie tijdelijk vast,

voordat deze naar de monitor wordt gestuurd

om de afbeelding te vormen die jij

op je scherm ziet.

Ventilatormantel

Deze mantel beschermt

de centrale ventilator,

die de kaart koel houdt.

Connector

Verbindt de kaart met de

pc, zodat de pixels kunnen

worden weergegeven.

Moederbord

Het moederbord regelt

de stroomvoorziening en

communicatie.

Een grafische

kaart vertaalt binaire

gegevens naar

instructies

IP-adressen

Waarom hebben al onze online

apparaten unieke codes?

IP-adressen (Internet Protocol) zijn unieke codes waarmee

apparaten kunnen worden geïdentificeerd. Net zoals we

met telefoonnummers contact leggen tussen mensen,

kunnen we met IP-adressen gegevens verzenden tussen machines

die via internet zijn verbonden. Er zijn twee soorten

IP-adressen: elk apparaat dat met internet is verbonden, gebruikt IPversie

4 (IPv4), een aantal gebruikt de nieuwere IP-versie 6 (IPv6).

IPv4-adressen worden weergegeven als vier nummers die door punten

worden gescheiden. Bijvoorbeeld: 123.45.67.89. Dit nummer is een decimale

weergave van een achtcijferig binair getal. Decimaal slaat op ons

standaard numerieke systeem (met tien symbolen) en binair op het numerieke

systeem met twee symbolen dat computers gebruiken. Met

IPv4 kunnen zo’n 4,3 miljard unieke adressen worden gecreëerd. Toen

het aantal internetaansluitingen groeide, werd IPv6 geïntroduceerd.

IPv6-adressen worden uitgedrukt als acht groepen hexadecimale nummers,

gescheiden door een dubbele punt (zie hieronder). Zo zijn 340 biljoen

biljoen biljoen unieke adressen beschikbaar.

© Shutterstock

IPv6-adressen als hieronder maken gebruik van een hexadecimaal

systeem met 16 symbolen en geven met de

nummers 0–9 en de letters A–F binaire gegevens weer

2001:0db8:0123:4567:89ab:cdef:1234:5678

IP-adressen laten onze

apparaten communiceren

met websites en andere

apparaten op het internet.

42 Know How

Technologie

Wat doen

glucosemeters?

De apparaatjes die het controleren van

je bloedsuikerspiegel makkelijk maken.

Voor diabetici is het extreem belangrijk

dat zij regelmatig hun bloedsuikerspiegel

controleren. De

hoeveelheid glucose in het bloed wordt geregeld

door het hormoon insuline, dat de

bloedsuikerwaardes zo stabiel mogelijk

probeert te houden. Sommige diabetici maken

geen insuline aan (type 1), andere maken

er onvoldoende van aan of reageren er

niet goed op (type 2). Met een glucosemeter

kunnen ze schommelingen in hun bloedsuikerwaardes

meten en met de juiste behandeling

te lage (hypoglykemie) en te

hoge (hyperglykemie) waardes voorkomen.

De meeste meters werken met een druppel

bloed, meestal uit een vingertop, die op een

teststrip in het apparaat wordt geplaatst.

Op de strip zit het enzym glucose-oxidase

dat reageert met de glucose in het bloed en

zo gluconzuur vormt. Dit zuur trekt door de

lagen van de strip en reageert met kaliumferricyanide.

Zo vormt het kaliumferrocyanide.

De elektrode oxideert de

kaliumferrocyanide, zodat een elektrisch

stroompje wordt gegenereerd en we een begrijpelijke

numerieke waarde in beeld krijgen.

Hoe intensiever de reactie,

hoe hoger het glucosegehalte en hoe

hoger de bloedsuikerwaarde.

De afgelopen jaren zijn een aantal stappen

gemaakt op het gebied van glucosemeters.

Onderzoekers van Harvard zijn bijvoorbeeld

een tatoeage aan het ontwikkelen die

reageert op de bloedsuikerspiegel van een

persoon. En zo zijn er nog meer niet-invasieve

methodes in ontwikkeling.

Teststrip

Een commerciële

teststrip

bestaat uit

ongeveer

tien lagen.

Analyse resultaten

Diabeten streven naar een

bloedsuikerwaarde van tussen

de 4–7 mmol/l vóór een

maaltijd en 8,4–9 mmol/l twee

uur na een maaltijd.

Met glucosemeters kunnen

patiënten met diabetes type 1 en 2

hun bloedsuikerwaardes meten.

Internetcookies

Hoe onthoudt jouw browser wie je bent?

Tijdelijke internetbestanden (’cookies’)

hebben een slechtere reputatie

dan ze verdienen. De meeste

websites gebruiken ze om je surfgedrag te

onthouden en je de volgende keer beter van

dienst te zijn. Cookies zijn bestandjes die

informatie van een webserver doorgeven

aan een website.

De twee belangrijke soorten cookies zijn

sessiecookies, die worden verwijderd zodra

je een website verlaat, en permanente

cookies, die met een vervaldatum op je

Cookies bevatten

geen softwareprogramma

en kunnen

geen virussen

overbrengen.

computer worden opgeslagen. Cookies

identificeren iemand als een unieke gebruiker,

zonder die persoon te kennen. Een

beetje zoals een vingerafdruk die bij niemand

hoort. Zo kunnen websites hun interfaces

op hun gebruikers aanpassen, met

automatisch aanmeldingen, productaanbevelingen

of advertenties op maat.

Cookies hebben alleen toegang tot informatie

die je aan een bepaalde website verstrekt

en kunnen niet bij de andere

bestanden op je computer.

© Alamy; Shutterstock; Getty

Know How 43


Hoe ontkomen spionagevliegtuigen

aan de radar?

Radar werkt door radiogolven uit te

zenden en daarna de golven te

detecteren die van objecten terugkaatsen.

Spionagevliegtuigen zijn bedekt met

materialen die het radarsignaal absorberen

zodat er minder terugkaatst. En ze

hebben een vorm die de radarsignalen

weg buigen van de radarinstallatie.

Is er een

grens aan

de hoogte

van wolkenkrabbers?

Waarom worden oude telefoons

langzaam?

Als je telefoon steeds langzamer

wordt, ligt dit eigenlijk altijd aan de

software. De hardware verandert

niet, maar de software die je

gebruikt des te meer. Alle

nieuwe apps en diensten die je

installeert, laten je telefoon

langzamer werken dan toen je

hem kocht. Het besturingssysteem

en je apps worden automatisch

naar nieuwere versies bijgewerkt. Deze

zijn eigenlijk ontworpen voor

modernere, meer geavanceerde

telefoons en werken

minder goed op de oudere

modellen. Dus uiteindelijk is

je mobieltje echt aan

vervanging toe.

De hoogste wolkenkrabber, De Burj

Khalifa in Dubai, is 828 meter. En in

de Soedische stad Djedda wordt een nog

hogere gebouwd. Meer hoogte vereist een

steeds groter fundament om het gewicht

te dragen, en extra steunen om te voorkomen

dat de wind de toren omblaast. Ook is

het moeilijk om mensen over zoveel

verdiepingen te verplaatsen. Toch denken

experts dat ze met de huidige bouwtechnieken

een wolkenkrabber van 1600 meter

(1 mijl) hoog kunnen bouwen. Maar die

wordt dan wel heel duur. Djedda Tower

gaat al 1,1 miljard euro kosten. Je zou

kunnen zeggen dat de kosten de beperkende

factor zijn en niet de techniek.

Wat betekent

LCD?

Elektronische beeldschermen

maken gebruik van vloeibare

kristalmolecules, die de hoeveelheid

licht kunnen aanpassen om zo de

beelden die we zien weer te geven.

LCD staat dan ook voor Liquid

Crystal Display.

44 Know How

Technologie

Hoe werkt traagschuim?

Traagschuim – ook wel geheugenschuim of NASA-schuim

genoemd – is een substantie die makkelijk indeukt, maar snel

terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm. De NASA ontwikkelde

het in de jaren zestig voor de stoelen in de Saturnus V-raket, om

zo de enorme versnellingskrachten tijdens de lancering beter te

verdelen. Uiteindelijk is het schuim daar niet voor gebruikt, maar

vond het zijn weg naar matrassen, kussens en de binnenkant van

helmen. Traagschuim wordt gemaakt door gas te injecteren in een

matrix van polyurethaan (een kunststof met zowel harde als

zachte componenten). Daardoor ontstaan talloze kleine bubbels

die zich kunnen verplaatsen en herorganiseren zodra er druk op

wordt gezet, bijvoorbeeld als je gaat liggen. Door warmte wordt

het schuim flexibel, waardoor het zich naar het lichaam vormt.

Dat laatste maakt een matras van traagschuim zo comfortabel.

Wat betekenen de G’s in 3G,

4G en 5G?

Waarom zijn elektrische auto’s

zo duur?

De prijs van een elektrische

auto wordt vooral

op gedreven door de kosten

van de accu’s. Experts denken

dat de prijzen zullen dalen als

accutechnologie beter wordt

en er meer elektrische auto’s

op de weg zijn.

Voorspeld wordt dat elektrische

auto’s binnen tien jaar goedkoper zijn

dan conventionele auto’s.

staat voor ’derde

3G generatie’ en 4G voor

’vierde generatie’ enzovoort. Het

grootste verschil zit hem in de

snelheid. Met de verbeterde

mobiele netwerken zijn de

downloadsnelheden gestegen

van 3 Mbps naar 40 Mbps. Het

5G-netwerk zal in theorie 800

gigabits per seconde (Gbps) kunnen

leveren, hoewel in de

praktijk uitgegaan wordt van 1

Gbps. Het gemiddelde verbruik

in Nederland ligt volgens

de Organisatie voor Economische

Samenwerking en Ontwikkeling

overigens op ruim 1

gigabyte per maand.

Wat als ik een

oordopje voor

links in mijn

rechteroor

doe?

Het ligt er net aan waar je op dat

moment naar luistert. Muziek,

films en games maken vaak gebruik

van een linker- en rechterstereokanaal.

Heb je muziek op staan, dan

kunnen bepaalde tonen net anders

klinken. Bij films hoor je dan bijvoorbeeld

een stem van links, terwijl je die

persoon rechts het beeld binnen ziet

lopen. Dat kan best grappig zijn, maar

tijdens het gamen is het niet heel

handig als je de vijand aan de andere

kant verwacht. Kijk je een simpel

YouTube-filmpje op je telefoon, dan

maakt het niet zo gek veel uit welk

dopje je in welk oor draagt.

© iStock, NASA, Thinkstock, Getty Images, Ludovic Hirlimann

Know How 45


Wetenschap

48 Hoe werkt ons immuunsysteem?

52 Wat zijn GGO’s?

53 Zit je wel goed?

54 Hoe wordt voedsel geconserveerd?

56 Hoe werkt het menselijk brein?

60 Helen wonden ‘s nachts trager?

61 Wat is een gesloten ecosysteem?

62 Wat is moleculaire gastronomie?


Waterdicht

Bewijs zit soms in de kleinste details. Dat kan ook water zijn. Want

alles wat nat is, van rivieren tot vochtige stenen, bevat diatomeeën.

Van deze minuscule kleine algen bestaan wel tienduizenden

soorten. Voor het blote oog zien ze er tezamen uit als een goudbruine

smurrie. Maar onder de microscoop verandert het plaatje

in een kakofonie aan kleuren en vormen. De samenstelling ervan

vertelt iets over de plek waar de algen vandaan komen. En dus of

een persoon op de plaats delict is geweest. Want hoe goed je ook

oppast, als je bij water in de buurt bent geweest, is de kans groot

dat je wat diatomeeën mee naar huis zeult.

46 Know How

Wetenschap

© SHUTTERSTOCK

Know How 47


Hoe werkt je

IMMUUN

SYSTEEM?

Een leger afweercellen staat klaar om je

lichaam tegen indringers te beschermen.

48 Know How

Wetenschap

Van het poetsen van de keuken tot

seks met je partner: bij alles wat we

doen, liggen er indringers op de

loer. Maar toch blijven we gezond, omdat

de meeste aanvallen op tijd worden afgeweerd.

Ons lichaam is als een kasteel, dat

extreem goed wordt verdedigd door miljarden

soldaten. In dit artikel leren we

meer over de talloze wonderen en geheimen

van ons lijf.

De magie van ons aangeboren

afweersysteem

Stel je eens voor dat we honderd mensen

bij elkaar zouden zetten die allemaal een

afweersysteem moeten tekenen. Wat denk

je dat dat zou opleveren? Het antwoord ligt

voor de hand, waarschijnlijk veel kastelen

met hoge, onneembare muren en slotgrachten

(met hier en daar een creatieve,

rondzwemmende haai). Mensen die niet

zoveel met geschiedenis hebben, houden

het wellicht bij lasers, raketten en machinegeweren.

Allemaal redelijk voorspelbare

keuzes, omdat je je daarmee zelfs tegen

onbekende vijanden kunt beschermen. Zo

werkt ook het aangeboren deel van ons

immuunsysteem, de verdedigingslinie

waarmee we worden geboren en die in

principe ons hele leven gelijk blijft.

Dit aangeboren systeem vormt onze eerstelijnsafweer.

Het wordt kant-en-klaar

meegeleverd en pakt veelvoorkomende potentiële

bedreigingen aan. Zo hebben indringers

een toegangspunt nodig. Of je

een klein virusje of een grote worm bent,

je wilt naar binnen. Ons immuunsysteem

houdt bij deze in- en uitgangen de wacht.

Ons eerste aangeboren afweermiddel is de

huid, het grootste orgaan van de mens.

Zonder huid zou je liefst 12 kilo minder wegen.

De huid onder je voeten is acht keer

dikker dan die op je oogleden, maar iedere

centimeter vormt een delicate barrière

tegen indringers.

De mens vervelt continu. Hierbij halen we

een snelheid van zo’n vijftigduizend cellen

per minuut. Niet verrassend dat circa

een miljard ton van het stof in onze atmosfeer

uit dode huid bestaat. Eigenlijk best

een vies idee. Maar dit betekent wel dat de

barrière continu wordt vernieuwd, zodat

onze huid gezond blijft en de miljarden

bacteriën erop ons lichaam niet kunnen

binnendringen.

Helaas zijn we niet volledig ondoordringbaar.

We moeten voedsel, water, lucht en

licht kunnen opnemen. En er moet ook weleens

wat uit. Daarom hebben we meerdere

gaten in ons lichaam, die allemaal een veiligheidsrisico

met zich meebrengen.

Maar dit zijn wel slimme gaten, zoals je

mond. Bij iedere ademhaling zuig je zo’n

tienduizend bacteriën je longen in. Geluk-

Het aangeboren

systeem vormt

onze eerstelijnsafweer

Een epidemie van allergieën

Ben jij ergens allergisch voor? Zo ja, dan ben je

zeker niet de enige. Ongeveer 25 procent van

de Europeanen heeft last van een allergie en

de verwachting is dat dit tegen 2025 voor de

helft van de Europese bevolking zal gelden.

Maar liefst 90 procent van alle voedselallergieën

wordt veroorzaakt door acht producten:

melk, eieren, pinda’s, noten, vis, schaal- en

schelpdieren, soja en tarwe. Ze ontstaan doordat

het immuunsysteem reageert op een onschadelijke

substantie. Dit kan leiden tot een

misplaatste aanval, met symptomen van een

onschuldige uitslag tot een gevaarlijke blokkade

van de luchtwegen. We weten niet waarom

het immuunsysteem zo reageert. Wel dat allergieën

in de familie zitten en dat sommige mensen

er gevoeliger voor zijn.

Mensen met een

pollenallergie, zoals

hooikoorts, moeten

vaak niezen.

© Thinkstock; Getty

Know How 49


kig zijn je luchtwegen voorzien

van nuttige boobytraps. Slijmbekercellen

scheiden een dunne laag slijm uit waarin

vuil en bacteriën vast komen te zitten. Het

vuile slijm wordt vervolgens door microscopische

trilharen naar buiten gezwiept.

Deze zweepjes forceren het slijm met duizend

tot vijftienhonderd bewegingen met

zo’n 2 tot 3 centimeter per minuut de longen

uit.

Deze keurige manier van de longen om indringers

buiten te zetten, lijkt niet op de

middeleeuwse tactiek van het maagdarmkanaal:

zuur. Een normale maag

heeft een vijandige pH-waarde van 2,

waarmee veel onwelkome organismen

worden vernietigd.

De ontdekking van maagzuur is een luguber

verhaal. Het begint in juni 1822 op het

Amerikaanse eiland Michilimackinac in

het ongerepte Michigan. Het werd door de

stammen uit Ottawa en Chippewa ’de grote

schildpad’ genoemd en was de belangrijkste

handelspost van de American Fur

Company (het geesteskind van de eerste

Amerikaanse multimiljonair, John Jacob

Astor).

De 20-jarige pelsjager Alexis St. Martin

werd per ongeluk neergeschoten toen hij

in de winkel van de Fur Company in de rij

stond te wachten. De enige arts op het eiland

spoedde zich naar de plaats des onheils,

die leek op een scène uit een

horrorfilm. Een deel van de longen zo

groot als een ei van een kalkoen hing uit

de wond. Ook had St. Martin een gat in

zijn maag waardoor zijn ontbijt op zijn

overhemd sijpelde. De legerarts Beaumont

schatte de overlevingskansen van de pelsjager

niet al te hoog in, maar verrassend

Auto-immuunziekten

Soms keert het immuunsysteem zich tegen het lichaam dat het eigenlijk

zou moeten beschermen. We weten niet waarom, maar af

en toe herkennen onze witte bloedcellen onze eigen cellen niet.

Een klassiek voorbeeld is diabetes type 1, waarbij het immuunsysteem

de alvleesklier aanvalt.

De bètacellen van de alvleesklier worden structureel vernietigd,

zodat het lichaam geen insuline meer kan aanmaken en de bloedsuikerspiegel

ontregeld raakt. Diabeten moeten regelmatig hun

bloed testen en synthetische insuline spuiten om ernstige gevolgen

als blindheid en amputatie van ledematen te voorkomen. Omdat

het een zeer ernstige en veelvoorkomende ziekte is, wordt er veel

onderzoek naar gedaan. Zo werken artsen en wetenschappers in

de VS aan een bionische alvleesklier.

David Vetter woonde in

een bubbel omdat hij geen

immuunsysteem had om

hem te beschermen.

Het immuunsysteem speelt bij

alles een rol, van zwangerschap tot

orgaantransplantatie

genoeg heelde St. Martin langzaam onder

de hoede van de dokter. Hoewel, niet helemaal.

Het gat in zijn maag sloot zich niet

volledig en St. Martin wees het aanbod

van Beaumont om het dicht te hechten af.

Deze fysieke onvolkomenheid zette niet

alleen de toon voor hun toekomstige relatie,

maar veranderde ook de geschiedenis

van de wetenschap.

De jaren erna voerde Beaumont 238 experimenten

bij St. Martin uit. Hij verwijderde

zuur uit de maag en diende via de holte

medicijnen en voedsel toe. Dit leidde tot

een baanbrekende publicatie, waarin

Beaumont bevestigde dat zoutzuur het belangrijkste

zuur in de maag is.

Adaptieve moordenaars

Terug naar het begin van dit verhaal. Als

je dezelfde honderd mensen vraagt om

een verdedigingssysteem tegen een specifieke

bedreiging te tekenen, krijg je veel

uiteenlopender antwoorden. Knoflook en

wijwater werken bijvoorbeeld prima tegen

Dracula, maar zijn toch wat minder geschikt

om Darth Vader buiten de deur te

houden. Onze afweer tegen specifieke indringers

wordt ook wel het adaptieve immuunsysteem

genoemd. Het is een

aanvulling op ons aangeboren systeem en

reageert op specifieke bedreigingen.

Het adaptieve systeem werkt met antistoffen.

Dit zijn Y-vormige eiwitten die zich

aan bacteriën, parasieten en virussen

hechten en deze als doelwit markeren

voor vernietiging door onze witte bloedcellen.

Ons vermogen om antistoffen te produceren,

is legendarisch. We kunnen wel meer

dan een biljoen verschillende soorten aanmaken,

meer dan er sterren in ons melkwegstelsel

zijn. Deze diversiteit betekent

dat ons lichaam antistoffen kan leren ontwikkelen

tegen ziekten die uiteenlopen

van een simpele verkoudheid tot de Zwarte

Dood.

Helaas verlopen sommige infecties zo snel

dat we eraan sterven voordat ons lichaam

Diabeten moeten regelmatig

hun bloed testen en synthetische

insuline spuiten om hun

ziekte onder controle te houden.

50 Know How

Wetenschap

de kans krijgt om antistoffen op maat te

maken. Andere infecties veranderen van

vorm om onze adaptieve immuunrespons

te misleiden. Zo staat hiv bekend om zijn

mutatievermogen. Het verandert van uiterlijk

en maakt het ons immuunsysteem buitengewoon

moeilijk op tijd nieuwe

antistoffen aan te maken.

Transplantaties

Ons immuunsysteem speelt een rol bij nog

veel meer zaken waarmee we tijdens ons

leven te maken krijgen, van een zwangerschap

tot een orgaantransplantatie. Zo is

het immuunsysteem van invloed op het al

dan niet veilig innestelen van een bevrucht

eitje, waardoor een zwangerschap

zich verder ontwikkelt of eindigt in een

miskraam.

Bij een transplantatie kan ons immuunsysteem

het nieuwe orgaan als een indringer

zien die eruit moet. Dat noemen we

afstoting. Om dat te voorkomen, kunnen

we werken met lichaamseigen cellen,

waardoor het immuunsysteem het weefsel

niet als indringer ziet en dus ook niet aanvalt.

Neem mensen die een duim hebben

verloren. Om hun hand weer goed te kunnen

gebruiken, kiezen zij er soms voor een

van hun grote tenen aan hun hand te laten

zetten. Het verlies van een grote teen

weegt namelijk niet op tegen een sterk verbeterde

handfunctie.

Een indrukwekkender voorbeeld waarbij

lichaamseigen cellen zijn gebruikt om afstoting

te voorkomen, vinden we in een

wat intiemer gebied. In 2014 opereerden

artsen vier jonge vrouwen met het Mayer-

Rokitansky-Küster-Hauser-syndroom. Dit

zorgt ervoor dat meisjes (deels) zonder vagina

worden geboren. De artsen namen bij

hen monsters van cellen die in op maat gemaakte

voedingsbodems op kweek werden

gezet. Na een controleperiode van

gemiddeld 6,75 jaar bleken alle vrouwen

blij te zijn met hun transplantatie en was

bij niemand sprake van afstoting.

Weerloos

Bij transplantaties fungeert het immuunsysteem

eerder als vijand dan als vriend.

Maar uit het verhaal van David Vetter, een

jongetje zonder immuunsysteem, blijkt

hoe afhankelijk we zijn van onze verdedi-

Maagzuur heeft

een pH-waarde van

2 en is een belangrijk

aangeboren

afweermiddel.

gingslinie. David werd binnen twintig seconden

na zijn geboorte in een steriele

bubbel geplaatst, waar hij de rest van zijn

leven zou doorbrengen. De bubbel beschermde

hem tegen de bacteriën die hem

anders binnen een paar dagen zouden

hebben gedood. Helaas stierf hij al op

twaalfjarige leeftijd, toen hij tijdens een

mislukte beenmergtransplantatie door

een infectie werd getroffen. Een van zijn

grootste wensen, een glaasje cola drinken,

is nooit uitgekomen. En ’buiten spelen’

kon hij alleen in een door de NASA ontwikkeld

pak van 50 duizend dollar waar hij na

zes keer was uitgegroeid.

Davids verhaal is een goed voorbeeld van

de cruciale rol die ons afweersysteem

speelt om in leven te blijven. Ons immuunsysteem

houdt ons niet alleen in leven,

maar zorgt er ook voor dat we ons kunnen

ontwikkelen in deze prachtige, vuile wereld

vol bacteriën.

Immuniteit,

seks en de dood

Ken je die arme breedvoetbuidelmuizen

in Zuidoost-Australië? Voor de paringstijd

stopt bij de mannetjes de aanmaak van

sperma en verschrompelen de testikels,

waarna ze alleen nog een voorraad sperma

en het instinct zich voort te planten

overhouden. Daar geven ze graag gehoor

aan en paren tot wel veertien uur per dag.

Maar hierbij komen enorme hoeveelheden

van het stresshormoon cortisol vrij.

Deze hoge cortisolwaarden onderdrukken

de stoffen die het immuunsysteem moeten

activeren, zodat bij een gewonde of

zieke muis geen immuunrespons wordt

opgewekt. Uiteindelijk leidt dit tot de

dood van ons dappere, potente vriendje.

De mannelijke breedvoetbuidelmuis

paart als een bezetene, wat

hem uiteindelijk het leven kost.

Know How 51


Wat zijn genetisch

gemodificeerde organismen?

Hoe en waarom wetenschappers genetische

informatie manipuleren.

Achtergrond

Organismen hebben tienduizenden proteïnen.

Bij genetische modificatie worden ze

van het ene organisme naar het andere

overgezet. De natuur doet dit al millennialang.

Zo persen sommige soorten zoete

aardappelen een bepaald gen uit bacteriën

die zich in het aardappelgenoom hebben

genesteld. Wetenschappers

ontwikkelden daarna een manier om dit

in een lab na te doen.

Het eerste octrooi voor een genetisch gemodificeerd

organisme was een bacterie.

In 1971 ontwikkelde de Indiaas-Amerikaanse

bioloog Ananda Chakrabarty er

één die ruwe olie lekker moest vinden, zodat

ze die bij lekkages olie kon opnemen of

afbreken.

In het kort

Wetenschappers beslissen met welke eigenschap

ze een organisme willen verrijken,

bijvoorbeeld bestand tegen droogte

of in staat een vitamine te kunnen maken.

Door de genetische code te analyseren, bepalen

ze welk deel van het dna betrekking

heeft op een gen en selecteren ze enzymen

die het gewenste deel uitknippen. Vervolgens

veranderen ze doorgaans het genoom

van een plant met de bacterie Agrobacterium

tumefaciens. Deze gaat plantaardige

cellen van nature binnen.

Daarna worden specifieke genen verwijderd

van het bacterieel plasmide, een genetische

structuur die zich zelfstandig

voortplant. Dat leidt tot een lineair stuk

dna dat codeert voor voortplanting en elementaire

celfuncties.

Voor een nieuw ’recombinant plasmide’

worden het geknipte gen, het lineaire ontvangende

dna en het enzym dna-ligase samengevoegd.

Zo wordt het nieuwe gen

geïntegreerd. De cellen worden op kweek

gezet. Als ze volgroeid zijn, produceren ze

zaden die het transgen erven, maar misschien

niet tot expressie ervan overgaan.

Een ggo maken

Zo geven wetenschappers

met gentechnologie

nieuwe eigenschappen

aan planten.

1

1. Eerst wordt het

bacterieel plasmide

verwijderd door de

bacteriële cel te openen

en de inhoud erin

te zuiveren.

2. T-dna wordt uit het

plasmide geknipt met

restrictie-enzymen,

die het genoom op

bepaalde punten

doorsnijden om genen

te verwijderen.

3. Het naar het T-dna

over te dragen vreemde

dna wordt ook met

behulp van restrictieenzymen

uitgeknipt

om het doelgen te

selecteren.

4. Uit het knipproces

ontstaat een lineaire

molecule die klaar is

om het nieuwe dna te

ontvangen.

Ggo’s doen ertoe

5. Het gen en de geopende vector

worden gemengd met dna-ligase, een

enzym dat de einden van het gen en de

open vector verbindt.

7. De bacterie brengt het betreffende

gen en de voorplantingsinstructies in

de chromosomen van een plantaardige

celwand.

2

3

8

8

6. Men denkt dat door de cellen te

verhitten poriën worden gevormd,

waardoor het gemodificeerde plasmide

de cel kan binnengaan.

8. De plantaardige cellen groeien

op kweek en produceren zaden die

het van nature geërfde transgen

bevatten.

Samenvatting

Ggo’s worden gemaakt met gentechnologie.

Door de opname van een vreemd gen in

een gastheer te stimuleren, kunnen wetenschappers

een organisme maken dat

een eigenschap uitdrukt die het niet van

nature bezit.

Genetisch gemodificeerde organismen kunnen

mogelijk de honger en ondervoeding in

de wereld verminderen, vooral in lagelonenlanden.

Een voorbeeld van dergelijke vernieuwingen

is zogenoemde gouden rijst. Door genetische

modificatie bevat deze meer bètacaroteen,

een belangrijke vitamine.

Er zijn andere soorten rijst waarbij een gen

uit een woestijnplant in het genoom is geïntroduceerd,

zodat ze op heel weinig water

kunnen overleven. Verder zijn er vorstbestendige

tomaten gemaakt met een

antivriesgen van een koudwatervis.

In de toekomst zien we mogelijk in

bepaalde soorten voeding vaccins en

medicijnen, zoals een gemodificeerde

aardappel die een eetbaar vaccin tegen

de ziekteverwekker E. coli aanmaakt.

4

5

7

6

© Afbeelding Jo Smolaga

52 Know How

Wetenschap

Zit je wel goed?

Of je nu staat of zit, een

goede lichaamshouding

is belangrijk voor je

gezondheid.

Een verkeerde houding is niet alleen funest voor je ruggengraat.

Wedden dat je niet goed zit terwijl

je dit leest? Lekker onderuitzakken

is verleidelijk, vooral in de

klas, op de bank of achter de computer.

Maar lang in een verkeerde houding zitten

geeft spanning in je nek, schouders en ruggengraat.

Dit kan leiden tot een kromme

rug en lichamelijke klachten.

Met een goede houding belast je zo gezond

mogelijk je spieren en gewrichtsbanden, of

je nou zit, staat of ligt. Een eenvoudig trucje

helpt je je houding te corrigeren. Check

zo vaak mogelijk of je oorlellen recht boven

het midden van je schouders hangen, je

schouders recht boven je heupen en – wanneer

je staat – je heupen recht boven je

knieën en enkels staan. In het begin vergt

dat wat oefening, maar op den duur doe je

het vanzelf.

Een slechte houding belast niet alleen op

een verkeerde manier je botten en spieren,

je gaat er ook minder efficiënt door ademhalen.

Als je ineengedoken zit, kan je ribbenkast

niet zo goed uitzetten, waardoor

je longcapaciteit met wel 30 procent afneemt.

Ook neurologische problemen en

hartklachten kunnen verband houden met

een slechte houding. Je houding heeft zelfs

invloed op je manier van denken. Uit onderzoek

door de Ohio State University (VS)

bleek dat mensen die rechtop zitten meer

zelfvertrouwen en een positievere kijk op

het leven hebben dan mensen die onderuitgezakt

zitten.

Zithouding

Rechtop zitten is beter

voor je ruggengraat.

Natuurlijke curve

Met een goede houding houdt

je ruggengraat zijn natuurlijke

vorm: een lichte S-curve.

Armen

Leun niet op je onderarmen of

ellebogen, want hierdoor belast je

je schouders en bovenrug.

Belasting

Gebogen zitten brengt je ruggengraat

in een onnatuurlijke

positie, waardoor je je spieren

onnatuurlijk belast.

Voorover gebogen

Urenlang voorovergebogen zitten

kan je borstkast laten verstijven

en verzwakt je bovenrug.

Gebalanceerd

gewicht

Zorg dat je gewicht

gelijkmatig over je

heupen is verdeeld

en dat je heupen

horizontaal staan.

Onderlichaam

Als je met je benen

over elkaa r zit,

trek je je heupen en

ruggengraat scheef.

Slechte gewoontes afleren

Onderuitzakken

Onderuitgezakt zitten

zonder ruggensteun

voelt eerst prettig, omdat

je minder spieren

gebruikt. Maar

de spieren die je wel

gebruikt, raken na

verloop van tijd verkrampt.

‘Donald Duckhouding’

Vrouwen die hoge

hakken dragen of

zwanger zijn, hellen

soms voorover. Hun

bovenlichaam buigt

dan voor de heupen

uit en de billen steken

naar achter.

Kin vooruit

Als je je kin naar voren

moet steken om op je

beeldscherm te kijken,

heb je een slechte

houding. Je tilt je kin

dan op om je naar

beneden gerichte gebogen

schouders, nek en

hoofd te compenseren.

Wat kun je doen om je houding te

verbeteren?

Op één been

staan

Als je vooral op één

voet leunt, belast

je je onderrug en

heupen ongelijkmatig.

Af en toe bewust

balanceren op één

been is juist weer

wel goed.

De oplossing

Oefening baart kunst!

Als je jezelf bewust

corrigeert, verbetert

je houding na verloop

van tijd. En met

bijvoorbeeld rek- en

plank oefeningen kun

je verzwakte spieren

weer sterker maken.

Plankoefening.

© Thinkstock

Know How 53


Hoe conserveren

we ons eten?

De constante strijd tegen

microben die het op ons

voedsel hebben voorzien.

Ons leven draait om voedsel,

maar dat geldt ook voor microscopische

bacteriën en

schimmels. Ze zitten in de lucht, in

het water en op het aanrecht. Als

we ze hun gang laten gaan, verspreiden

ze zich in ons eten en

veranderen het in beschimmelde

prut. En als de microben het niet

doen, zijn het wel de enzymen uit

planten en dieren die ons voedsel

afbreken. Daarnaast zorgt zuurstof

ervoor dat vetten na verloop

van tijd ranzig worden. Gelukkig

heeft de mens in de loop der tijd

allerlei manieren ontdekt om

voedsel te conserveren.

Inmaken in azijn

Azijn is zuur en daar

kunnen microben

slecht tegen. Het

zuur verstoort hun

moleculaire reacties

en vervormt hun enzymen

waardoor die niet

goed meer werken.

En zonder enzymen

gebeurt er niets.

Drogen

Al het leven op aarde heeft

water nodig. Haal je het

vocht uit voedsel, kan geen

micro-organisme meer

overleven. Het doel is om

het watergehalte tot onder

de 25 procent te krijgen.

Inblikken

Als je voedsel in een

afgesloten blik stopt

en daarna verhit om

de microben te doden,

kun je het heel

lang bewaren. Nadat

de inhoud van het

blik is gesteriliseerd,

kan er niets meer in

komen om het eten

af te breken.

Vriesdrogen

Dit is een geavanceerde manier

van drogen. In plaats van het

voedsel te verhitten om het

water te verdampen, wordt het

bevroren. Daarna sublimeert

het ijs in waterdamp. Zo blijft de

structuur van het voedsel intact.

Invriezen

Door de temperatuur van voedsel

onder nul te brengen dood je geen

microben, maar rem je ze wel af. Ze

komen in een schijndode toestand

en planten zich pas weer voort

als ze worden opgewarmd. Maar

pas op: als je voedsel te langzaam

invriest, ontstaan er ijskristallen.

54 Know How

Wetenschap

Als we bacteriën en

schimmels hun gang

laten gaan, veranderen

ze ons eten in

beschimmelde prut

Fermentatie

Het klinkt misschien tegenstrijdig,

maar deze conserveermethode

werkt door microben juist

het voedsel te laten afbreken.

Sommige gisten en bacteriën

zijn veilig om te eten en maken

zuur of alcohol aan die de groei

van nare bacteriën remmen.

Vacuüm verpakken

Bij deze methode wordt

de lucht rond het voedsel

weggenomen. Er zijn microben

die zuurstof nodig

hebben, maar sommige

kunnen met heel weinig

overleven. Daarom is een

vacuümverpakking alleen

niet voldoende om de inhoud

veilig te conserveren.

Roken

Deze conserveermethode heeft meer effecten. Hitte

doodt microben en de chemische stoffen in de rook

vertragen of stoppen de groei ervan. En tijdens het

roken droogt het voedsel uit en hebben organismen

minder water om te overleven.

Chemische

conservering

Veel conserveermiddelen veranderen de

smaak en structuur van voedsel. Er is nog

een optie die veel bij voorverpakte producten

wordt gebruikt: chemische conserveermiddelen.

Deze houden niet alleen het voedsel

vers, maar zorgen ook dat de kleur en smaak

behouden blijven.

Er zijn drie hoofdtypen: antimicrobiële stoffen

stoppen de groei van microben, antioxidanten

zorgen dat vet niet ranzig wordt en

andere stoffen vernietigen enzymen.

Een veelgebruikt conserveermiddel is zwaveldioxide,

dat gedroogde abrikozen oranje

houdt. Nitraten en nitrieten conserveren

vleeswaren, zoals spek. En ascorbinezuur

(vitamine C) zorgt dat fruit niet bruin kleurt

nadat het is gesneden.

Pekelen

Uitdroging met zout is een oer oude conserveermethode.

Zout onttrekt water uit

de cellen van micro-organismen. Ook

verstoort het de moleculaire reacties

die de micro-organismen aangaan om

te overleven. Maar sommige microben

kunnen beter tegen zout dan andere.

Insuikeren

Sommige soorten zomerfruit

kunnen in een paar uur tijd

beschimmelen, maar suiker

houdt ze maanden eetbaar.

Dit werkt op dezelfde manier

als pekelen, maar dan

met suiker. Het resultaat is

een heerlijk zoete jam.

Aan bewerkt voedsel zijn vaak conserveermiddelen

toegevoegd om ze langer vers te houden.

© Thinkstock

Know How 55


Ons brein bevat

zo’n 86 miljard

neuronen en

180.000 kilometer

vezels

Hoe werkt het menselijk

BREIN?

Het meeste complexe voorwerp in ons universum

is een regelrecht wonder.

Ons brein vormt slechts twee procent

van ons lichaamsgewicht. Toch liggen

er zo’n 86 miljard neuronen in

opgeslagen, omringd door 180.000 kilometer

geïsoleerde vezels met 100 biljoen verbindende

synapsen. De hersencellen

communiceren via elektrische signalen. Als

er een bericht wordt verzonden, gaan er

duizenden microscopische kanalen open

en stromen positief geladen ionen door het

membraan. Daarna duwen de meer dan

1 miljoen miniatuurpompen de ionen terug,

klaar voor een nieuwe impuls.

De cellichamen van de neuronen en hun

verbindingen bevinden zich in de grijze

stof. Deze stof slokt 94 procent van de zuurstof

in het brein op. Verschillende hersengebieden

hebben verschillende functies. Ze

zijn verbonden door een netwerk vettige vezels

dat we witte stof noemen.

Als een signaal het uiteinde van een

zenuwcel bereikt, stromen er kleine pakketjes

chemische signalen naar de omliggende

neuronen. Via deze verbindingen,

synapsen, kunnen boodschappen van cel

naar cel bewegen. Elk neuron kan duizenden

signalen ontvangen, coördineren en, al

naar gelang het chemische element, beslissen

wat ermee moet worden gedaan.

Wetenschappers hebben het brein elektrisch

en chemisch gestimuleerd om te zien

hoe het op verschillende signalen reageert.

Met de gemeten elektrische activiteit brachten

ze gedachten in kaart en via beeldvorming

(zoals functionele MRI) volgden ze de

verhoogde bloedtoevoer bij geprikkelde zenuwcellen.

We weten tegenwoordig meer

dan ooit over onze biologosche supercomputer.

Maar er valt nog veel meer te leren.

56 Know How

Wetenschap

De groei van de hersens

Van één enkele cel naar een ingewikkeld netwerk in

slechts negen maanden.

Een paar weken na de bevruchting vormen

zich neurale progenitorcellen. Deze stamcellen

groeien uit tot het centrale zenuwstelsel.

Als het embryo zo groot is als de

punt van een pen, ontstaat een neurale

buis en worden de patronen vastgesteld.

Het brein en het ruggenmerg worden

Breinvorming

Onze hersenen worden tijdens de

zwangerschap gevormd en verfijnd.

Middenhersenen

Achterhersenen

Ruggenmerg

Voorhersenen

structureel georganiseerd. Het brein kan

tijdens de top van zijn ontwikkeling

250.000 nieuwe neuronen per minuut aanmaken.

Dit proces gaat door nadat de baby

is geboren. Op tweejarige

leeftijd is de omvang

van het brein

tachtig procent

van dat van een

volwassene.

Middenhersenen

Achterhersenen

Slechts

20 watt

Ons brein is zeer efficiënt

en verbruikt minder

energie dan een

gloeilamp.

Waarom is het

brein geplooid?

De hersenen vouwen zichzelf op

om meer denkkracht te herbergen.

De plooien en groeven van ons brein zijn

zeldzaam in de biologie. We delen dit kenmerk

slechts met een paar andere soorten,

zoals dolfijnen, een aantal primaten

en olifanten. Door deze slimme, evolutionaire

aanpassing kunnen intelligente

soorten een grote hoeveelheid hersenweefsel

in een kleine ruimte persen, zodat

er een enorme hoeveelheid denkkracht in

onze relatief kleine schedel past.

Het vouwen van de hersenen begint tijdens

het tweede trimester van de zwangerschap

en de biologie achter deze

plooien (gyri) en groeven (sulci) is vreemder

dan je zou denken. De organisatie van

ons brein wordt bepaald door een stortvloed

aan chemische signalen, maar de

vorm lijkt het resultaat van een eenvoudig

natuurkundig gegeven. De buitenkant

van het brein groeit op een gegeven

moment sneller dan de lagen eronder.

Dit zorgt voor mechanische spanning,

waardoor de buitenkant gaat buigen

en krullen.

Muis

Makaak

Ruggenmerg

Voorhersenen

Kat

4 weken

Slechts drie weken na de bevruchting beginnen de

hersenen zich al te ontwikkelen. Eerst wordt de neurale

buis gevormd, waaruit later de voor-, middenen

achterhersenen en het ruggenmerg ontstaan.

6 weken

Het patroon van het brein en het ruggenmerg

wordt gevormd en verfijnd. Een reeks signaalstoffen

wijst verschillende functies toe aan verschillende

gebieden.

Chimpansee

Dolfijn

Olifant

Middenhersenen

Voorhersenen

Achterhersenen

Voorhersenen

Achterhersenen

Mens

Hersenen met meer plooien worden geassocieerd

met een hogere intelligentie (breinafmetingen

niet op schaal).

Ruggenmerg

11 weken

Terwijl het embryo groeit, wordt het brein groter en

gaan neuronen zich verplaatsen en organiseren. Het

hersenoppervlak begint zich gaandeweg op te vouwen.

De foetus is dan slechts vijf centimeter groot.

Ruggenmerg

Middenhersenen

Geboorte

Voor de geboorte verliest de foetus ongeveer

de helft van de zenuwcellen in het brein en

worden overbodige verbindingen verwijderd.

Dit gaat na de geboorte door.

Het brein

kan

regenereren

Onderzoek toont aan dat

bepaalde gebieden van het

volwassen brein nieuwe

neuronen kunnen blijven

produceren. Dit heet

neurogenese.

© Thinkstock; Afbeeldingen Jo Smolaga

Know How 57


Herinneringen opbouwen

Ons brein kan meer dan 1 miljoen gigabyte aan gegevens opslaan.

Een onderzoeksteam van het Salk Institute in

Californië denkt dat ons brein zo’n 1 petabyte

aan informatie in de verbindingen tussen zenuwcellen

kan opslaan. Om je een indruk te

geven hoeveel dat ongeveer is: het komt

overeen met 2000 jaar aan mp3-muziek of

223.000 dvd's. En we kunnen zelfs zien hoe

herinneringen worden gevormd.

Het Weizmann Instituut in Israël en UCLA in

de VS hebben vastgelegd hoe herinneringen

ontstaan. Patiënten keken naar videoclips en

moesten vertellen wat ze hadden gezien. De

neuronen die oplichtten toen ze de eerste

keer keken, lichtten tijdens het herinneren als

een soort echo opnieuw op.

Volgens recent Amerikaans en Japans onderzoek

worden deze echo’s feitelijk dubbel opgeslagen:

in de hippocampus en in de

hersenschors. Informatie in de hippocampus

wordt kortstondig opgeslagen en geleidelijk

aan vergeten. De hersenschors bevat het langetermijngeheugen.

Bij het creëren van een

herinnering maken neuronen

nieuwe verbindingen.

Wasbeurt

als we

slapen

Ingebouwd systeem verwijdert

’s nachts giftige

afvalstoffen uit ons brein.

Slaap is een van de grote raadsels van

ons brein. Maar na onderzoek op muizen

blijkt dit een intrigerende, nachtelijke

schoonmaakactie te zijn. Ons brein

wordt beschermd door een schild van

astrocyten. Deze cellen klemmen tegen

de bloedvaten aan en controleren wat

erin en eruit gaat. Een ruimte tussen de

vaatwand en deze cellen lijkt een cruciale

rol te spelen bij het schoonhouden

van het brein.

’s Nachts versoepelen de astrocyten hun

grip en wordt de ruimte gevuld met helder

hersenvocht. Dit wordt voortgestuwd

door de beweging van de

onderliggende bloedvaten en spoelt

door de astrocyten naar de ruimten tussen

de hersencellen. Onderweg pikt de

vloeistof afval- en reststoffen op, die terug

naar de bloedstroom worden geleid

om uit het brein te worden afgevoerd.

Astrocyten

De bloedvaten in

het brein zijn omringd

door stervormige

steuncellen.

Eindvoetjes

Astrocyten

hebben lange

uitsteeksels die

we eindvoetjes

noemen en die

samen kanalen

rond de bloedvaten

creëren.

Het reinigingsproces

Tijdens onze slaap spoelt hersenvocht

het vuil van de dag weg.

Hersenvocht

Het brein wordt gewassen

met een heldere

vloeistof die voedingsstoffen

aanvoert en

afvalstoffen afvoert.

Spoeling

’s Nachts verwijden

de kanalen

rond de bloedvaten

zich, zodat

het hersenvocht

door het brein

kan spoelen.

Afval

Hersencellen maken continu

afvalproducten aan die

schade kunnen aanbrengen

als het er te veel worden.

Afvalverwijdering

Als het hersenvocht door

het brein spoelt, worden de

afvalstoffen naar de bloedvaten

geleid, die de stoffen afvoeren.

58 Know How

Wetenschap

Elektroden kunnen de

elektrische signalen van

onze hersenen waarnemen.

Gedachten lezen

Gedachten zijn elektriciteit. Dit

betekent dat ze kunnen worden

waargenomen en ontcijferd.

Elektroden op de schedel kunnen signalen

opvangen die door zoemende neuronen

in de hersenen worden gemaakt.

Onderzoekers zijn deze boodschappen nu

aan het ontcijferen. Ze gebruiken hiervoor

een computer die de patronen kan leren

die het brein aanmaakt als iemand zich op

één eenvoudige gedachte concentreert,

bijvoorbeeld een beweging of een woord.

Deze signalen kunnen vervolgens worden

gebruikt om een prothese of een computer

aan te sturen, of zelfs via magneten

naar het brein van iemand anders worden

gestuurd.

Het klinkt misschien als sciencefiction,

maar de ontwikkelingen gaan zo snel dat

zelfs grote bedrijven als Facebook hiermee

aan de slag willen. In 2017 kondigde

Mark Zuckerberg aan dat het bedrijf

’werkt aan een systeem waarmee je

direct met je brein zo’n vijf keer sneller

kunt typen dan op je telefoon’. Ze werken

ook aan een sensor op de huid die tast in

gedachten kan omzetten, zoals het oor

doet met geluid.

Via een MRI-scan kunnen we zien hoe

onze hersenen van binnen werken.

Stof tot nadenken

De helende werking van het placebo-effect bestaat

uit pure denkkracht.

Placebo’s spelen een grote rol bij het testen

van nieuwe behandelingen. Voordat nieuwe

medicijnen of behandelingen op de

markt komen, worden ze vergeleken met

een pil, pleister of injectie zonder actieve

ingrediënten. Om vooroordelen te voorkomen

weet noch de arts, noch de patiënt wie

een placebo krijgt. Maar het brein is iets

zeer krachtigs en alleen al door het idee

dat je wordt behandeld, kun je je beter voelen

– of negatieve bijwerkingen krijgen.

In een bekend onderzoek, geleid door Jon

Levine in 1978, heeft men hier naar gekeken.

Het team gaf patiënten bij wie een

verstandskies was getrokken placebo-

Het

placeboeffect

werkt

zelfs als je weet

dat het om een

placebo gaat

Groene

en blauwe

tabletten

worden geassocieerd

met een

kalmerend

effect

Het zit allemaal

in je hoofd

Placebo’s

zijn effectiever

in de vorm

van injecties

dan als pillen

De kracht van de geest

is wonderbaarlijk.

’pijnstillers’. Uit het onderzoek bleek dat

de pijnstillende werking kwam van hun

eigen, natuurlijke pijnstiller: endorfine.

Met dit vreemde verschijnsel kun je geen

kanker of astma genezen, maar met wat

onschuldige pilletjes en injecties kan je

brein je wel beter laten voelen.

Alleen al door het

idee dat je wordt

behandeld, kun je

je beter voelen

Een

placebo

kan pijn

verlichten door

de afgifte van

endorfine te

stimuleren

10%

van de mensen

denkt dat oranje

tabletten zuur

smaken

Het

is bewezen

dat orale

placebo’s kunnen

helpen bij

slaapstoornissen

© Thinkstock; Pixabay; Afbeelding Art Agency/Nick Sellers

Know How 59


Helen wonden ’s nachts trager?

Door onze biologische klok genezen wonden die we overdag oplopen beter.

Het circadiane ritme, ook wel onze

biologische klok genoemd, is wat

ons op gang houdt. In een cyclus

van 24 uur worden meerdere processen in

ons lichaam aangestuurd, van hormoonafscheiding

en slaappatronen tot onze

stofwisseling. Onderzoekers van het MRClaboratorium

(Medical Research Council)

van moleculaire biologie in het Engelse

Cambridge hebben ontdekt dat deze cyclus

invloed heeft op de genezing van snijen

brandwonden.

Dr. John O’Neill, senior auteur van het onderzoek:

“Voor het eerst is gebleken dat

onze biologische klok van invloed is op

hoe individuele huidcellen op verwondingen

reageren.”

Uit het onderzoek bleek dat brandwonden

die ’s nachts waren opgelopen zestig procent

langzamer heelden dan brandwonden

die overdag waren opgelopen. De

nachtelijke brandwonden (opgelopen tussen

20.00 uur en 08.00 uur) heelden in 28

dagen, terwijl de brandwonden die overdag

waren opgelopen (tussen 08.00 uur en

20.00 uur) in 17 dagen heelden. Het was de

conclusie na analyse van 118 patiënten

van de belangrijkste brandwondencentra

in Engeland en Wales.

De theorie is dat huidcellen overdag sneller

naar de wond bewegen om deze te repareren.

De proteïnes in de cellen zijn dan

actiever, vooral de actinefilamenten die

binnen de cel als een spier functioneren.

Dr. Ned Hoyle, hoofdauteur van het onderzoek,

verklaart: “We hebben aangetoond

dat de invloed van onze biologische klok

op actine, een essentiële proteïne, bepaalt

hoe goed cellen beschadigd weefsel kunnen

repareren. Om infecties te voorkomen,

is het belangrijk dat de huid snel

wordt gerepareerd. Als een wond niet

goed heelt, kan deze chronisch worden en

kunnen littekens optreden. Meer onderzoek

naar de relatie tussen onze biologische

klok en wondgenezing kan helpen

medicatie te ontwikkelen en zelfs het resultaat

van chirurgische ingrepen te verbeteren.”

Hoeveel sneller helen wonden

die overdag zijn opgelopen?

Wetenschappers

hebben ontdekt dat

het tijdstip waarop

een wond is opgelopen

van invloed is

op de hersteltijd.

Tijdstip waarop

de wond is

opgelopen

00.00 u -03.59 u 39 dagen

04.00 u -07.59 u 31 dagen

08.00 u -11.59 u 15 dagen

12.00 u -15.59 u 20 dagen

16.00 u -19.59 u 16 dagen

20.00 u -23.59 u 23 dagen

Tijd nodig voor

de wond om tot

95% te helen

60 Know How

Wetenschap

Wat zijn gesloten ecosystemen?

Alles wat je nodig hebt om te overleven in een kleine bol.

Denk je eens in dat je leeft in een omsloten

bol met daarin alle middelen

die je nodig hebt om te overleven,

met zonlicht als enige toevoeging van buiten.

Dat is hoe de drie garnalen in de ‘Eco-

Sphere’ hieronder niet alleen overleven,

maar zelfs gedijen. De glazen bol is gevuld

met zeewater, algen, micro-organismen,

een boomvormig hoornkoraal en grind.

Als je er goed over nadenkt, lijkt dit aquatische

ecosysteem erg op onze wereld – alles

wat we nodig hebben om te leven is aanwezig

op onze planeet, met alleen zonlicht als

buitenaardse toevoeging. Want kijk maar:

de Aarde en de globe van de garnalen zijn

beide omsloten ecosystemen waar zonlicht

door middel van fotosynthese in energie

wordt omgezet, waar zuurstof en koolstofdioxide

worden gerecycled en waar dood

organisch materiaal ontbindt en vervolgens

weer voedingsstoffen teruggeeft aan

het systeem.

Om alle organismen in de bol te laten overleven

moet het recyclen van energie, zuurstof,

koolstofdioxide en voedingsstoffen

zorgvuldig op elkaar afgestemd worden. Zo

moeten de garnalen bijvoorbeeld niet de algen

sneller opeten dan de algen kunnen

aangroeien. Te weinig zonlicht of sneller

grondstoffen opmaken dan ze aangevuld

kunnen worden zou rampzalig zijn. Zowel

voor de Aarde als voor de leefomgeving van

deze garnalen.

Zo werkt de

EcoSphere

Met een beetje zonlicht

kunnen de garnalen

zichzelf voeden.

LEVENDE GARNALEN

Zonlicht

De enige inbreng van

buitenaf is energie

afkomstig van zonlicht.

Garnalen

Hierna zijn de garnalen die in het

ecosysteem leven in staat om de

zuurstof in te ademen die door

de algen geproduceerd wordt en

vervolgens weer koolstofdioxide

uit te ademen die dan weer door

de algen gebruikt worden enz..

Voedsel & zuurstof

Levend milieu

Het grind en het hoornkoraal

vormen oppervlaktes voor de

micro-organismen om aan te

hechten, waar de garnalen

vervolgens van kunnen eten.

CO2 & organisch afval

Zelfvoorzienend

Zolang je het ecosysteem

ergens zet waar

het zonlicht krijgt,

hoef je niets anders te

doen – het ecosysteem

kan dan voor zichzelf

zorgen.

Koolstof

recyclen

De algen eten

niet-organisch en

dood materiaal en

gebruiken koolstofdioxide

in het

water om zuurstof

als afvalproduct te

maken.

ALGEN

MICRO-ORGANISMEN

Algen

In het zeewater van

in het ecosysteem

zitten algen die

energie van de zon

gebruiken voor

fotosynthese.

CO2 & organische voedingsstoffen

Know How 61


Moleculaire gastronomie

Hoe gebruiken topchefs natuur- en scheikunde

om tot heerlijke hoogstandjes te komen?

Met schuim kunnen bekende

smaken in een onbekende textuur

worden gepresenteerd.

Gel

Koks experimenteren

graag met structuren. Met

geleermiddelen kunnen ze

bijvoorbeeld vloeibaar voedsel

omzetten in vast voedsel.

Deze hydrocolloïden, zoals gelatine,

agar-agar en natriumalginaat, bestaan uit strak

gespannen, lange strengen proteïne- of koolhydraatmoleculen.

De moleculen worden aan een vloeistof

toegevoegd en verspreiden zich gelijkmatig. Door

verhitting hydrateren ze en ontrollen ze zich. Tijdens

het koelproces vormen de lange strengen een kriskras

netwerk dat de vloeibare moleculen verstrikt en

een vaste vorm aanneemt. Het resultaat is een stevige,

smaakvolle gel of gelei.

Ver-

hitting

Afkoe-

Verspreiding Hydratatie Gelvorming

ling

Vloeibaar

stikstof

Voor een spectaculaire presentatie kunnen

koks hun drankjes en gerechten opleuken

met vloeibaar stikstof om zo een

magisch rookeffect te creëren.

Stikstof zit gewoon in de lucht en is een

onschadelijk, geur- en smaakloos gas,

maar afgekoeld tot onder de 196 graden

Celsius wordt het vloeibaar. Naarmate

het weer opwarmt, bereikt het al snel het

kookpunt en verdampt het. De lucht condenseert

en er ontstaat een dichte mist.

Vloeibaar stikstof wordt niet alleen gebruikt

om een spectaculair effect te creëren,

je kunt er ook heerlijke bevroren

desserts mee maken, zoals ijs. De extreem

koude vloeistof bevriest de ingrediënten

onmiddellijk. IJskristallen zijn

verleden tijd en het resultaat is een heerlijk

zacht en crèmig gerecht.

Stikstof moet in vloeibare

vorm zorgvuldig worden

behandeld, maar is in gasvorm

onschuldig.

Sferificatie

Voor een extra smaakexplosie kunnen koks slimme,

scheikundig gefabriceerde bolletjes gearomatiseerde

vloeistof aan een gerecht of cocktail toevoegen. De

vloeistof zit in een dunne laag gel die in je mond

openbarst en een heerlijke smaak afgeeft.

De bolletjes kunnen op twee manieren worden gemaakt.

De standaard sferificatietechniek heeft als

voordeel dat er met een extreem dunne gellaag kan

worden gewerkt die je bijna niet in je mond voelt. Dit

werkt echter alleen als de vloeistof niet te zuur is.

Bovendien blijft de vloeistof zich tot gel ontwikkelen,

ook nadat de bolletjes uit het bad zijn gehaald. Deze

moeten dan ook direct worden opgediend, voordat de

gel volledig is gestold.

Bij vloeistoffen met een hoog calcium- of alcoholgehalte

kan het beste omgekeerde sferificatie worden

toegepast. De gellaag wordt dikker, maar de

bolletjes gaan langer mee, omdat de gel buiten het

bad stopt met stollen.

Met sferificatie

kunnen zowel kleine, kaviaarachtige

bolletjes als grote

bollen worden gecreëerd.

Standaard

sferificatie

2

1. Oplossing natrium alginaat

Natriumalginaat wordt in de gearomatiseerde

vloeistof opgelost en in een bad

calciumlactaat gedruppeld.

2. Vorming van de gellaag

De calciumionen bewegen naar het

centrum van het druppeltje, zelfs buiten

het calciumbad.

1

3

Omgekeerde

sferificatie

1

1. Oplossing calciumlactaat

Calciumlactaat wordt aan een gearomatiseerde

vloeistof toegevoegd en in een

bad natriumalginaat gedruppeld.

2. Bad van natriumalginaat

De calciumionen verwijderen zich uit het

druppeltje en vormen in het alginaat een

buitenste gellaag totdat het bolletje uit

het bad wordt verwijderd.

2

62 Know How

Wetenschap

Sous-vide

Voor de perfecte garing maken veel

koks gebruik van een methode die

sous-vide wordt genoemd, Frans

voor ’onder vacuüm’. Rauwe ingrediënten

worden vacuüm verpakt en in

een warm waterbad met exact de

juiste temperatuur gelegd. Zo gaart

het voedsel door en door, terwijl het

van binnen mals en sappig blijft en

de buitenkant niet te gaar wordt.

Ondanks de naam is het vacuüm

trekken niet het belangrijkste bij

sous-vide koken; dat is het onder

controle houden van de temperatuur.

Vacumeren heeft echter wel zijn

voordelen. Door het voedsel lucht- en

waterdicht af te sluiten, kan de

warmte zich efficiënt via het water

verspreiden en blijft het gerecht sappig

en smaakvol. Er vindt geen oxidatie

plaats, dus nare luchtjes krijgen

geen kans. Het proces heeft een lange

geschiedenis en dateert waarschijnlijk

uit 1799.

Met sous-vide

worden dikke stukken

vlees heerlijk mals,

terwijl ze van binnen

medium rare blijven.

4

5

Onder de 196

graden Celsius

wordt stikstof

vloeibaar

1

2

3

1. Efficiënt koken

Water geleidt warmte

beter dan lucht, waardoor

er op lagere temperaturen

kan worden gekookt.

Schuim

Met dank aan de wetenschap

kunnen chefs smaken in allerlei

soorten interessante texturen

opdienen, zoals schuim. Om een

eetbaar schuim te creëren,

wordt een surfactant als eiwit,

gelatine, lecithine uit eigeel of

agar-agar uit zeewier aan een

gearomatiseerde vloeistof toegevoegd.

Door stikstofoxide in

het mengsel te schudden, mengen

of spuiten, ontstaan er

luchtbelletjes.

De surfactant bevat zowel delen

die water aantrekken en in de

vloeistof oplossen als delen die

water afstoten en zich aan de

luchtbelletjes hechten. Dit helpt

de oppervlaktespanning van de

luchtbelletjes te verminderen,

zodat ze niet knappen of ontsnappen

en schuim ontstaat.

2. Sappig

Door op lage temperaturen

te koken, blijven de

celwanden intact en blijft het

product sappig.

Zonder surfactant

Met surfactant

Air

Oil

Water

Oil

3. Perfecte garing

Door op exact de juiste

temperatuur te koken,

worden proteïnen als vis,

kip en eieren perfect gaar.

Water

Surfactantmolecuul

4. Veilig om te eten

Door vaste temperaturen en

kooktijden kan het voedsel

veilig worden gegeten, met een

vaste houdbaarheidstermijn.

5. Ideale textuur

Groenten die op een lage

temperatuur worden

gekookt, blijven stevig, ook

als ze volledig zijn gegaard.

Emulsie

Olie en water stoten elkaar af, dus als een kok een rijke,

crèmige saus wil maken, heeft Emulsifier hij een speciaal ingrediënt

nodig. Surfactanten als eiwitten en lecithine uit eigeel zorgen

ervoor dat de twee vloeistoffen zich mengen, net zo-

Met emulgator

Oil

Air

NonPolar

Emulsifier

Emulgatormolecuul

Water

NonPolar

Zonder

emulgator

Polar End

als ze de

Oil

luchtbelletjes in eetbaar schuim vasthouden. Eén

deel van de surfactant hecht zich aan het water en het andere

aan de olie. De

twee vloeistoffen binden

en er ontstaat een

emulsie.

Emulsifier or surfactant

NonPolar

Polar End

Polar End

© Thinkstock; Alamy; Afbeeldingen Alex Phoenix en Nicholas Forder

Emulsifier or surfactant

Air

Air

NonPolar

Polar End

Know How 63


Waarom ruikt de lucht

anders als het heeft

geregend?

De specifieke geur van regen bestaat uit een combinatie

van plantenoliën, een verbinding die door bodembacteriën

wordt uitgescheiden en ozon (O 3

). Deze organische verbindingen

ruiken we vooral goed in vochtige lucht. Planten produceren

oliën, die als het regent in de lucht terechtkomen. Ondertussen

stoten bodembacteriën de chemische stof geosmine

uit. Deze verbinding ruikt naar aarde. Vallende regendruppels

brengen de grond in beweging, zodat er geosmine in de lucht

vrijkomt. Onze neus herkent deze stof bij een concentratie van

minder dan vijf deeltjes per biljoen.

De aardse geur

die we ruiken na

een regenbui is

door twee

wetenschappers

onderzocht. Zij

noemden dit

fenomeen in

een publicatie in

het blad

‘Nature’ in

1964 ’petrichor.

Hoe verwijder je rode

wijnvlekken?

Rode wijn dankt zijn specifieke kleur

aan pigmenten die we anthocyanen en

pyraananthocyanen noemen. Deze worden

gevormd als anthocyanen reageren met

moleculen die door alcoholproducerende

gisten vrijkomen. Ze zijn een beetje hydrofoob

en een beetje hydrofiel, dus ze houden

wel en niet van water. Dit betekent dat ze

zowel in organische (bijvoorbeeld alcohol)

als in waterige oplosmiddelen oplossen.

Vaak wordt witte wijn, een mengsel van

alcohol en water, gebruikt om rode wijnvlekken

te verwijderen. Het helpt de pigmentmoleculen

te vangen en uit de stof te

trekken. Maar dit soort vlekken kun je beter

met iets sterkers aanpakken. Heldere

sterke drank als wodka, witte rum of gin

hebben een hoger alcoholpercentage. Hiermee

worden de pigmentmoleculen nog

effectiever verwijderd. Blijf de vlek met

alcohol deppen totdat de kleur begint te

vervagen.

Zijn honden

zelfbewust?

Bij de normale test voor zelfbewustzijn

wordt gekeken of

dieren een verandering in hun

spiegelbeeld opmerken als er een

stip op hun gezicht wordt geplaatst.

Dit kunnen alleen de slimste

dieren. Bijvoorbeeld alle grote

mensapen (bonobo’s, chimpansees,

gorilla’s en orang-oetangs)

en orca’s, olifanten en eksters.

Tests hebben nu aangetoond dat

– hoewel honden zichzelf niet in

een spiegel herkennen – ze wel

hun eigen geur kunnen onderscheiden.

64 Know How

Wetenschap

Hoe kan

cola roest

verwijderen?

Het zure ingrediënt dat de zoetheid

in ’s werelds favoriete frisdrank

in balans brengt, is fosforzuur.

Maar dit heeft ook een andere toepassing.

Het is een zeer sterke roestverwijderaar,

dat rood ijzeroxide kan omzetten

in geelkleurig ijzerfosfaat. Om

roest te verwijderen, leg je het object

gewoon in cola en laat je het zuur zijn

werk doen. Het verwijdert niet alleen

de roest, maar brengt ook een beschermlaagje

aan tegen toekomstige

corrosie.

Werkt echolocatie

ook

bij mensen?

Het is bekend dat sommige

dieren zoals vleermuizen, walvissen

en dolfijnen echolocatie (ook

wel sonar genoemd) gebruiken

om zich te oriënteren en voedsel

te vinden. Wetenschappers hebben

nu ook volwassenen onderzocht die

zich kunnen lokaliseren door te luisteren

naar de echo’s van klikgeluiden

die ze zelf maken. Het geluid

houdt gemiddeld drie milliseconden

aan en komt in een trechtervorm

van 60 graden uit hun mond.

Hoe test je de

versheid van

eieren?

Als je zeker wilt weten of je eieren

vers zijn, doe je ze in een pan met

water om te zien of ze zinken of blijven

drijven. Bakken of pocheren gaat

het beste met verse eieren. Deze hebben

een ronde dooier en dik eiwit. Ze

zinken naar de bodem van de pan

waar ze horizontaal komen te liggen.

Gekookte eieren mogen best wat ouder

zijn. Het eiwit is dan dunner en ze

zijn gemakkelijker te pellen. Deze drijven

niet, maar staan op de bodem van

de pan rechtop. Echt oude eieren drijven

naar de oppervlakte en kun je eigenlijk

niet meer eten. Het is beter om

ze weg te gooien.

Waarom

worden

gebitsgegevens

gebruikt om

lijken te

identificeren?

Tanden gaan na de dood veel langer

mee dan zacht weefsel. En alle

monden zijn anders. Aan de vorm van

gebit en kaak kun je leeftijd en geslacht

aflezen. Unieke kenmerken als

vullingen helpen bij de identificatie.

Wat gebeurt er

als je maag

rommelt?

Je maag en darmen hebben

spieren die voedsel,

gassen en vloeistoffen door

je spijsverteringssysteem

stuwen. Het rommelende

geluid is het geluid van

voedsel dat door de spieren

wordt voortgestuwd.

Als je maag bijna leeg is,

krijgen je spieren een

opdracht van je

brein om de laatste

restjes verder

te duwen.

Dit veroorzaakt

het

rommelende

geluid.

© Thinkstock, Getty Images, Shutterstock,

Know How 65

NU 3 x KIJK

VOOR € 17,50!

WWW.KIJKMAGAZINE.NL/ANTWOORD

BLIJF DOORVRAGEN

Puzzel

Woordzoeker 1

R N N P S L K T H R R E S T R

E O O A I S E A O E O C E A O

K U O T M T O N R C T H N A M

E T L A E O R D L Y A O O L E

O L A G D B B W O C T G R P I

Z A S O E O R I G L C R D R N

D W E T T R E E E E I A I E E

U D J I N E K L P N D F N Z N

O Z O T A O J M E U R I O J I

G D R A W N I L A T S E S I N

O O T N R M P D E N I M A W D

Y O B W O C S E T K N T U O I

R U U T L U C O R D Y H R W G

S T E E N C I R K E L H U O O

B E N Z I N E P O M P O S W F

BENZINEPOMP COWBOY DENIM DICTATOR DINOSAURUS DRONES ECHOGRAFIE

FORT GOUDZOEKER HORLOGE HYDROCULTUUR INDIGO OUTLAW PATAGOTITAN

RECYCLEN ROBOTS ROMEINEN SALOON SPIJKERBROEK STALIN STEENCIRKEL

SUPERBETON TANDWIEL TROJE WANTED WIJZERPLAAT

Ben je klaar?

Controleer je antwoord op pagina 127.

Know How 67


Brein Booster – Test je kennis

Test je kennis met deze ultragrote Know How Brein Booster.

De antwoorden op al je vragen vind je in deze speciale uitgave.

(En ook op pagina 127).

1 BILLY THE KID

WERD MAAR …

A 15 jaar

B 18 jaar

C 21 jaar

2 DE TELEGRAAF WERD

UITGEVONDEN IN …

A 1831

B 1832

C 1833

3 IN WELK JAAR KWAM ER

EEN EINDE AAN DE AMERI-

KAANSE BURGEROORLOG?

A 1864

B 1865

C 1866

4 WAAR LAG DE STAD TROJE?

A Turkije

B Griekenland

C Italië

5 WIE IS DE DICTATOR MET

DE MEESTE DODEN OP ZIJN

GEWETEN?

A Jozef Stalin

B Adolf Hitler

C Mao Zedong

6 IN WELK AFRIKAANS LAND

VOERDE DE BELGISCHE

KONING LEOPOLD II EEN

GRUWELIJK SCHRIKBEWIND?

A Algerije

B Kongo-Vrijstaat

C Rhodesië

7 HOEVEEL PROCENT VAN

DE WERELDWIJDE CO2-

UITSTOOT IS AFKOMSTIG

VAN BETONPRODUCTIE?

A 3 procent

B 4 procent

C 5 procent

8 DE STEENCIRKEL CROME-

LEQUE DOS ALMENDRES IN

PORTUGAL IS…

A Minstens 1000 jaar ouder

dan het Engelse Stonehenge

B Minstens 2000 jaar ouder


C Minstens 3000 jaar ouder


9 HOE LANG WAS DE

PATAGOTITAN?

A 27 meter

B 37 meter

C 47 meter

10 WAAR WERD HET SKELET

VAN DEZE GIGASAURUS

OPGEGRAVEN?

A China

B Canada

C Argentinië

11 HOEVEEL WOOG DE

GEVAARLIJKE

TYRANNOSAURUS REX?

A 7 ton

B 8 ton

C 9 ton

12 WIE IS DE BEDENKER VAN

DE SPIJKERBROEK ZOALS WE

DIE NU KENNEN?

A Jacob Davis

B Levi Strauss

C John Wrangler

13 HOEVEEL VERDIEPINGEN

HEEFT HET FRANSE FORT

BOYARD?

A 3

B 4

C 5

14 HOEVEEL MENSEN LOPEN

ER IN 2050 OP DE AARDE

ROND?

A 6,7 miljard

B 8,2 miljard

C 9,8 miljard

15 MET HOEVEEL PROCENT

MOET DE VOEDSELPRODUC-

TIE TOENEMEN OM AL DIE

MONDEN TE KUNNEN VOE-

DEN?

A 60 procent

B 70 procent

C 80 procent

16 IN NEDERLAND

RECYCLEN WE...

A 40 procent van ons afval

B 60 procent van ons afval

C 80 procent van ons afval

17 CHRONOGRAAFHORLOGES

HEBBEN EEN EXTRA WIJZER

DIE…

A Als stopwatch kan worden

gebruikt

B De datum aangeeft

C De buitentemperatuur

aangeeft

18 DOOR WIE WERD CEMENT

ALS EERSTE GEBRUIKT?

A Door de oude Macedoniërs

B Door de Romeinen

C Door de Azteken

19 DE AKADEMIK

LOMONOSOV BESPAART

JAARLIJKS…

A 200.000 ton kolen

B 250.000 ton kolen

C 300.000 ton kolen

20 HOE WORDT DE DRIJVENDE

KERNCENTRALE DOOR

MILIEUORGANISATIES

GENOEMD?

A Atoomboot

B Nucleaire Titanic

C Varend Fukushima

21 DE IP IN IP-ADRES

STAAT VOOR…

A Internet Paspoort

B Internet Postadres

C Internet Protocol

22 EEN TEKORT OF GEBREK

AAN DIT HORMOON

VEROORZAAKT DIABETES...

A Insuline

B Testosteron

C Serotonine

23 HOEVEEL PROCENT VAN

DE EUROPEANEN HEEFT LAST

VAN EEN ALLERGIE?

A 15 procent

B 20 procent

C 25 procent

24 ZONDER HUID

ZOUDEN WE…

A 8 kilo minder wegen

C 12 kilo minder wegen

C 16 kilo minder wegen

25 WAT IS DE PH-WAARDE

VAN ONS MAAGZUUR?

A 2

B 3

C 4

26 HET CONSERVEREN VAN

ETEN MET ZOUT NOEMEN

WE?

A Pekelen

B Fermentatie

C Inmaken

27 HOEVEEL NEURONEN

BEVAT ONS BREIN?

A 72 miljard

B 86 miljard

C 94 miljard

28 HOEVEEL WATT

VERBRUIKEN DE HERSENEN

AAN ENERGIE?

A 20

B 40

C 60

29 WANNEER HELEN

WONDEN LANGZAMER…

A Als ze ’s ochtends zijn

opgelopen

B Als ze ’s middags zijn

opgelopen

C Als ze ’s nachts zijn

opgelopen

30 WAAR STAAT GPU VOOR?

A Graphics Performance Unit

B Graphics Processing Unit

C Graphics Power Unit

31 STIKSTOF WORDT

VLOEIBAAR BIJ…

A -196 graden Celsius

B -183 graden Celsius

C -175 graden Celsius

32 WAT IS DE FRANSE NAAM

VOOR VACUÜMGAREN?

A Mise-en-place

B Au bain-marie

C Sous-vide

68 Know How

Puzzel

Woordzoeker 2

M N E I G R E L L A K E T K V

B E I N I M D N O F E W H O O

L N T E M I N W S W R T A V S

O O A K M U O A T E N J R S O

E R T A U H W E I E C I F E N

D U N M U C V N I R E R O I O

S E A N N S S C A S N E T K M

U N L I E U I K D Y T S S O O

I A P N L T T R I S R W K O L

K B S I E E O B O T A O I C L

E R N B K G V A N E L R T D E

R E A W E E E T E E E B S N S

C I R N P H A L E M U L S I E

D N T G L U C O S E M E T E R

G E N T E C H N O L O G I E P

AFWEERSYSTEEM ALLERGIE BLOEDSUIKER

BREIN BROWSER COOKIES DIABETICI EMULSIE

GEL GENTECHNOLOGIE GLUCOSEMETER

IMMUUN INMAKEN INSULINE KERNCENTRALE

LOMONOSOV NEURONEN PEKELEN SCHUIM

STIKSTOF TRANSPLANTATIE VRIESDROGEN WOND

Ben je klaar?

Controleer je antwoord op pagina 127.

MAIL & WIN

Hoe kan de Middellandse Zee zouter zijn dan de Noordzee?

Waarom is hete thee op warme dagen verkoelender dan een

ijskoud pilsje? In deze special geven we vijf keer het boek

Het geheim van de frisbee weg (uitgeverij Oostenwind,

€ 15,-). In dit boek gaan techniekdocent Gerald Maurice en

wetenschapsjournalist Bram Vermeer op zoek naar simpele

verklaringen voor opmerkelijke zaken die je tijdens een

vakantie of dagje uit tegen kunt komen.

WINNEN?

Stuur een mail met je naam en adresgegevens

naar: info@kijkmagazine.nl en

maak kans op een van de vijf exemplaren

van Het geheim van de frisbee.

Know How 69


Natuur

72 Wat maakt ons zoogdieren?

78 Welk blad is dat?

80 Wat is Tornado Alley?

80 Hoe schiet een plant zijn zaad af?

81 Hoe ziet de anatomie van een giraf er uit?

82 Hoe ontstaan de lichtshows van moeder natuur?

84 Heeft een steen een levenscyclus?

85 Welke invloed heeft de zon op de tropen?

85 Wat zijn de verschillen tussen landen zeeschildpadden?


70 Know How

Natuur

Ultieme oase

Nee, wat je hier ziet, is geen luchtspiegeling. Dit

schilderachtige stadje, Huacachina, bestaat echt!

Je vindt het in de woestijn van Peru, niet ver van

de stad Ica. Oases zoals deze – Huacachina is een

artesische bronoase – ontstaan wanneer ondergrondse

rivieren op rotsformaties botsen waar ze

niet doorheen kunnen breken. Als gevolg daarvan

hoopt het water zich op, waarna het aan de oppervlakte

komt. Huacachina was in de jaren 1940

populair onder rijke Peruanen. Zij waren ervan

overtuigd dat het water in de lagune geneeskrachtige

eigenschappen had. Inmiddels trekt het oasestadje

van nog geen honderd inwoners jaarlijks

tienduizenden toeristen. Omdat de oase sinds de

jaren 80 krimpt, wordt er tegenwoordig steeds water

bijgepompt. Da’s toch weer minder romantisch.

© ISTOCK

Know How 71


Wat maakt ons

ZOOGDIEREN?

Waarom wij mensen verschillen van

kraaien, kikkers en pythons.

72 Know How

Natuur

We weten allemaal dat wij mensen

zoogdieren zijn. Simpelweg

alleen al omdat we behaard en

warmbloedig zijn en ooit alleen op melk

leefden. We weten ook dat de mens een

placentadier is en geen buideldier of een

eierleggend zoogdier als het vogelbekdier.

De mens groeit in een baarmoeder, gevoed

door een placenta. Maar wat houdt het verder

precies in om een zoogdier te zijn en

hoe heeft deze soort zich kunnen ontwikkelen?

Wat zijn de fascinerende wezenlijke

aspecten van de menselijke biologie

waardoor we wel lijken op een vos, een

egel of een giraf maar niet op een anaconda,

schildpad of duif?

In de achttiende eeuw

werden planten diersoorten

niet gedefinieerd

aan de hand van

hun gezamenlijke voorouders,

maar op basis

van gedeelde unieke

kenmerken. Vanwege hun gedeelde voortplantingskenmerken

en de noodzaak via

de lucht te ademen, verklaarde de Zweeds

arts, plantkundige, zoöloog en geoloog

Carl Linnaeus in 1758 dat walvissen en dolfijnen

geen vissen waren, maar behoorden

tot een natuurlijke groep warmbloedige

landdieren met een vacht.

Linnaeus noemde deze nieuwe groep naar

het gedeelde kenmerk dat hen definieert,

de melkklier. Hij gebruikte hiervoor de

term mammalia, oftewel zoogdieren. Maar

een eeuw nadat zoogdieren voor het eerst

als één groep werden gezien, publiceerde

Charles Darwin zijn indrukwekkende

boek Over het ontstaan van soorten door

Waarom lijken

we op een vos en

niet op een

schildpad?

middel van natuurlijke selectie. Het leidde

tot de acceptatie dat dieren evolueren.

Volgens Darwin waren zoogdieren dichter

aan elkaar verwant dan aan welke andere

diersoort ook en erfden zij hun gedeelde

kenmerken van een gezamenlijke voorouder.

Voor meer duidelijkheid over de herkomst

van deze kenmerken moest eerst

worden gekeken waarom het voordelig

was om ze te hebben. En hoe de dieren ze

hadden gekregen van een voorouder die ze

nog niet bezat. Hoe is de melkklier bijvoorbeeld

melk gaan produceren?

De meest naaste, nog levende verwanten

van zoogdieren zijn reptielen. Zij behoren

tot een grotere klasse

dieren waartoe ook vogels

behoren, de

Sauropsida. We weten

dat de zoogdieren- en

reptielenlijn zich zo’n

310 miljoen jaar geleden

heeft gesplitst. De

laatste gedeelde voorouder leek duidelijk

meer op een reptiel dan op een zoogdier:

koudbloedig, melkloos en onbehaard

(plus nog kleine hersenen, ongeordende

ledematen en primitieve tanden). Uit deze

voorouder ontwikkelden zich uiteindelijk

de echte zoogdieren, voorzien van alle

kenmerken die we tegenwoordig met deze

groep associëren.

De eerste herkenbare zoogdierachtigen

leefden zo’n 210 miljoen jaar geleden. Een

groot deel van onze kennis over hun evolutie

komt dan ook van fossielen. Maar tegenwoordig

kunnen we het lichaam en

DNA van alle 5500 levende zoogdieren vergelijken

en alle informatie combineren.

Eieren, buidels en

placenta’s

De zoogdieren die nu leven, worden gerangschikt in eierleggende

monotremen, buideldieren en placentadieren. De eieren

van het vogelbekdier en zijn verwanten verschillen van

reptielen- en vogeleieren. Ze groeien in de baarmoeder,

waar ze voedingsstoffen van de moeder absorberen. Buideldieren

hebben een zeer korte draagtijd, met een kortstondige

placenta. Deze zoogdieren worden geboren als een soort

foetus die op de buik van zijn moeder een tepel moet vinden

waar het dier zich weken tot maanden aan vasthecht. Voor

hun ontwikkeling zijn ze bijna volledig afhankelijk van melk,

terwijl de jongen van placentadieren veel meer via de placenta

profiteren van de investeringen van hun moeder. Een

placenta ademt, eet en vervult vele andere levensfuncties

voor het jong. Het zorgt voor een dynamische wisselwerking

tussen moeder en telg.

Buideldieren

hebben een

relatief korte

draagtijd, maar

houden hun

jongen daarna

veilig in hun

buidel.

© Getty; Thinkstock

Know How 73


Melk

Zogen, het definiërende kenmerk van

zoogdieren, stond centraal in een van de

grootste aanvallen op Darwins nieuw gepubliceerde

theorie van natuurlijke selectie.

De wetenschapper St. George Mivart

kon niet accepteren dat een melkloos

lichaam via vele kleine voordelige veranderingen

geleidelijk had kunnen evolueren

tot iets dat zo complex is als een

zuigeling die voeding krijgt via een speciale

klier van de moeder.

Volgens Darwin kwam de melkklier voort

uit een soort zweetklier in de buidel van

de voorouders van het zoogdier. De zoute

stof werd werd daar opgelikt door de jongen.

Alle veranderingen die deze substantie

voed zamer maakten, zo beweerde

Darwin, zouden worden geselecteerd omdat

het een enorm voordeel betekende

voor de nakomelingen.

Tegenwoordig wordt algemeen aangenomen

dat melkklieren zijn geëvolueerd uit

zweetklieren. Maar er wordt ook gedacht

dat moedermelk niet is ontstaan als voedingsbron.

Melk is waarschijnlijk voortgekomen

uit een verandering in de

afscheiding van de buik van een moederzoogdier.

Hiermee hield ze haar eieren gezond.

Moedermelk bestond namelijk al

lang voordat zoogdieren baarmoeders kregen

en hun jongen levend ter wereld

brachten.

Wetenschappers zijn het echter niet eens

over hóé deze afscheiding de eieren gezonder

maakte. Eén theorie is dat de eierschalen

van zoogdieren nooit waterdicht zijn

geweest (in tegenstelling tot de verkalkte

schalen van vogels) en dus vocht verloren.

Naarmate de dieren warmbloediger werden,

werd dit een groter probleem. Daarom

zou het een voordeel zijn geweest als

de moeder haar eieren door zweet gehydrateerd

kon houden.

Ook bij een andere belangrijke theorie

speelt de verhoogde lichaams- en dus eiertemperatuur

een rol. Maar in dit scenario

bevordert de hogere temperatuur de groei

van parasieten. Het is interessant om te

zien dat de gen-sequenties van de belangrijkste

voedingsstoffen in onze huidige

melk veel overeenkomsten vertonen met

moleculen waarmee ons aangeboren afweersysteem

microben bestrijdt. Daarom

wordt gedacht dat melk wellicht is ontstaan

uit een substantie die ooit als een

ontsmettingsmiddel voor eieren diende.

Beide theorieën gaan er wel van uit dat de

jongen de voedzame substantie opdronken.

Dit kenmerk werd vervolgens geselecteerd

en groeide uit tot een nog betere

voedingsbron: melk.

Vacht en warm bloed

Ook in het geval van beharing vragen we

ons af waar de tussenliggende, evolutionaire

fasen goed voor zijn geweest. Een

volle, dikke vacht isoleert natuurlijk goed,

maar wat was het nut van een paar warrige

of korte haren?

Daarom denken onderzoekers dat ook de

vacht in de loop der tijd een andere functie

heeft gekregen. Een van de mogelijkheden

is dat haren ooit zijn ontwikkeld om mee

te voelen, zoals de snorharen van een kat.

Het lijkt logisch dat je tijdens het besnuffelen

van je omgeving deze met een paar

kleine uitsteeksels beter zou kunnen voelen

en dat dit zintuig zich verbeterde naarmate

de uitsteeksels langer werden.

Vervolgens zouden de mutaties in zoverre

zijn vermenigvuldigd dat het aantal snorharen

groot genoeg was geworden om een

dier te isoleren.

Een andere theorie is dat de haren oorspronkelijk

dienden als een soort ’lonten’,

die de zweetachtige stof vanuit de klieren

naar de huid leidden. Tegenwoordig is de

huid van zoogdieren bedekt met klieren

die een olieachtig goedje produceren,

waarmee de haren worden gesmeerd. Oor-

Terug het

water in

De laatste gedeelde voorouder van zoogdieren

en reptielen was een landdier.

Daarom hebben veel zoogdieren zich aangepast

aan de omstandigheden van het

land. Toch zijn ook veel zoogdieren in

meer of mindere mate teruggekeerd naar

het water.

Otters, ijsberen en woelratten kunnen bijvoorbeeld

uitstekend zwemmen, en walrussen,

zeeleeuwen en zeehonden nog

beter. Slechts twee groepen zoogdieren

zijn volledig aquatisch: de Sirenia (bijvoorbeeld

lamantijnen en doejongs) en

de Cetecea (waartoe dolfijnen en walvissen

behoren). De eerste groep, zeekoeien,

zijn in het algemeen vegetariërs die in

warm water leven. Walvissen en dolfijnen

komen we in wateren over de hele wereld

tegen. Net als bij zeehonden houdt hun

bont of spek hen warm. Ze jagen op

voedsel of zeven het.

spronkelijk was deze stof mogelijk bedoeld

om de huid van zoogdieren

waterdicht te maken. De kleine, stokachtige

uitstulpingen transporteerden de vloeistof

naar de huid. Het lichaam zou vroeger

dus al door een soort haren zijn bedekt.

Maar pas toen deze langer werden, kregen

ze een isolerende functie.

Hoewel beharing een duidelijk kenmerk

van zoogdieren vormt, is het echte biologische

verhaal achter zoogdieren dat ze

warmbloedig zijn. Om de technische term

te gebruiken: zoogdieren zijn endotherm.

Ze produceren hun eigen (endo) warmte

(therm). Vogels zijn ook warmbloedig,

maar dit mag geen reden zijn om dit centrale

element in de biologie van zoogdieren

te negeren.

Je moet dan alleen wel uitleggen waarom

de voordelen opwegen tegen de flinke ’kosten’.

Een constante lichaamstemperatuur

vergt namelijk extreem veel energie. Zoogdieren

eten dan ook tien keer zo veel als

een reptiel van dezelfde omvang.

Maar wat maakte de warmbloedigen dan

toch zo succesvol? Er zijn meerdere stellingen.

Warmbloedige dieren waren actief in

de koude nacht en de dinosaurussen overdag.

Zoogdieren werden vanzelf warmbloedig

toen ze in de tijd van de

dinosaurussen kleiner werden. En een

blijvende hogere temperatuur zou de ontwikkeling

van jonge zoogdieren hebben

bevorderd. Zoogdieren zijn net als vogels

Warmbloedigheid heeft wellicht

een rol gespeeld bij de

verdere ontwikkeling van de

hersenen van zoogdieren.

74 Know How

Natuur

Hoewel ze in de oceaan leven, werpen

zeezoogdieren, zoals walvissen, levende

jongen en maken ze melk aan.

Een van de theorieën is dat warmbloedige dieren ‘s nachts

konden leven. Ze waren actief in de koude nacht

terwijl de dino saurussen overdag over de wereld heersten

Zoogdieren zijn er in allerlei vormen

en maten, maar we stammen

allemaal af van één gezamenlijke

voorouder.

© Thinkstock

Know How 75


toegewijde ouders, in tegenstelling tot de

meeste vissen en reptielen.

Maar wat de oorzaak van hun warmbloedigheid

ook is, zoogdieren verzamelen tegenwoordig

genoeg voedsel en zuurstof

om de benodigde stofwisselingssnelheid

vol te houden. Iets wat tot veel unieke kenmerken

heeft geleid.

Zo hebben alleen zoogdieren een middenrif

onderin hun borstholte. Deze gespierde

scheiding laat de holte uitzetten, zodat het

dier dieper kan inademen. Een andere belangrijke

ontwikkeling was dat zoogdieren

op een gegeven moment tijdens het rennen

niet meer waggelden, zoals een hagedis

waarvan het lichaam en de poten zijwaarts

bewegen. Zijwaartse bewegingen belasten

afwisselend de linker- en de rechterlong,

maar met een recht lichaam kunnen zoogdieren

ademen tijdens het rennen.

Zoogdieren kunnen ook ademen tijdens

het eten. Andere gewervelde landdieren

hebben geen gescheiden neus- en mondholte,

maar zoogdieren hebben een zogenoemd

secundair gehemelte. Met dit

benige dak in hun mond kunnen ze al

etend door hun neus ademen en hoeven ze

alleen met ademen te stoppen als ze slikken.

Dat is vooral handig omdat zoogdieren

voedsel lang in hun mond houden.

Lang voordat er zoogdieren bestonden,

waren tanden om voedsel te vangen en kaken

om mee te bijten. Dat is nog steeds zo,

maar de buitenste tanden van zoogdieren

hebben ook een malende functie gekregen.

Kauwen maalt het voedsel fijn en

speeksel voegt enzymen toe die de spijsvertering

op gang brengen. Zo komen voedingsstoffen

sneller vrij.

Kaken

De aanpassing van de mond resulteerde

ook in een uniek kaakgewricht. Dit bevindt

zich tussen de onderkaak en de schedel

en wordt gezien als belangrijkste

kenmerk voor de opkomst van het zoogdier

in de fossiele geschiedenis. Maar dit

gewricht veranderde niet alleen de kaakfunctie.

Twee botten die eerder aan de onderkaak

vastzaten, kwamen hierdoor vrij.

Deze botten werden in de loop der tijd

steeds kleiner, om uiteindelijk als onderdeel

van het middenoor aan een opmerkelijke

tweede carrière te beginnen.

Als geluidsgolven het trommelvlies laten

trillen, zet dit een reeks vibraties door een

keten van drie botjes in gang. De buitenste

Een goede opvoeding is

belangrijk voor de ontwikkeling

van zoogdieren.

twee zijn de vroegere kaakbotten en het

binnenste, dat tegen het binnenoor

vibreert, was ooit een schedelbot. Dit

verfijnde mechanisme versterkt geluidsgolven,

zodat de meeste zoogdieren zeer

goed kunnen horen.

Het binnenoor zet de vibraties om in elektrische

signalen die naar de hersenen worden

gestuurd. De hersenen van zoogdieren

zijn erg groot en worden omhuld door een

uniek soort hersenweefsel. Er is een nauw

verband tussen dit grote brein en warmbloedigheid

(vogels hebben in verhouding

ook grote hersenen). Neurale berekeningen

kosten namelijk veel energie. Sommigen

denk zelfs dat intelligentie een grote

drijfkracht is geweest voor warmbloedigheid.

Het unieke weefsel is de zeslaagse hersenschors.

Dit vormt de kronkelende, buitenste

laag van het menselijk brein. Veel

mensen denken dat de hersenen van zoogdieren

zich op een geheel nieuwe manier

tot dit weefsel ontwikkelden. Anderen vermoeden

dat het slechts een andere manier

was om de zenuwen te rangschikken.

Hoe dan ook, de manier waarop informatie

door de hersenschors wordt verwerkt,

bepaalt het denkvermogen van zoogdieren

en maakt ze slim tot superintelligent.

Dus als we in het algemeen naar een zoogdier

kijken, zien we een warmbloedig dier,

gebouwd om alle energie te vergaren die

het nodig heeft voor zijn inspannende levensstijl

met scherpe zintuigen en een

hoge intelligentie. Ondanks hun grote

energiebehoefte passen zoogdieren zich

goed aan en zijn ze zeer zelfstandig.

Maar om zo zelfstandig te worden als een

zoogdier, moet je een goede opvoeding

hebben gehad. Moeders (en soms vaders)

van zoogdieren spelen een belangrijke rol

bij de eerste, delicate fasen in het leven

van hun jong. Vanaf de conceptie tot na

het zogen. Zoogdieren zijn zeer divers en

hebben wonderwel overal ter wereld leren

te overleven. Van poolvossen en ijsberen

tot dassen en herten, en van gnoes en luipaarden

tot kamelen en woestijndieren.

Walvissen zwemmen, paarden galopperen,

vleermuizen vliegen, kangoeroes

springen en apen klimmen. En er is één

soort die in verwondering naar al zijn neven

en nichtjes kijkt.

76 Know How

Natuur

Drink je

melk op

Melk voorziet jonge zoogdieren

van goed verteerbare voedingsstoffen

die ze niet hoeven te kauwen,

vangen, verzamelen of

ontgiften. Het is een dieet waarmee

de jongen snel groeien, zodat

ze zich snel kunnen voortplanten.

Hoewel het een moeder veel energie

kost om melk aan te maken,

kan ze in korte tijd voldoende

voedsel verzamelen en als vet opslaan

om haar jongen later van

melk te voorzien. Zo zullen de jongen

tijdens een voedseltekort

nooit sterven van de honger. Melk

helpt ook de speciale tanden van

zoogdieren te vormen. De meeste

jonge dieren hebben een melkgebit,

dat ze later inwisselen voor

een vast gebit in een volwassen

kaak. Zo kunnen de boven- en ondertanden

perfect worden uitgelijnd

voor meer efficiëntie.

Vleermuizen hebben een web

tussen hun voorpoten waarmee

een vleugel wordt gevormd. Ze

zijn de enige zoogdieren die

echt kunnen vliegen.

Om zo zelfstandig te

worden als een zoogdier,

moet je een goede opvoeding

hebben gehad

Moedermelk

levert de pups

alle voedingsstoffen

die ze nodig

hebben.

De gestreepte vacht houdt

de tijger warm en zorgt

voor camouflage en

bescherming.

Ongeacht hun

omvang hebben

bijna alle zoogdieren

zeven

nekwervels.

© Thinkstock; Shutterstock

Know How 77


Welk blad is dat?

Wil je eindelijk eens weten welke bomen,

struiken of planten je elke dag passeert?

Dan komt deze bladgids als geroepen.

Eik

De twee belangrijkste typen zijn de

wintereik en de zomereik (die een

kortere stam heeft). De zomereik komt

in onze streken het meest voor.

Esdoorn

Dit blad ken je misschien van de

Canadese vlag. Esdoornbladeren hebben

meestal drie tot negen lobben en

staan tegenover elkaar op een tak.

Es

De getande bladeren, die paren vormen,

zijn puntig en hebben haartjes

aan de onderkant. Elke bladstengel

heeft vijf of meer paar blaadjes en

eentje aan de punt.

Weegbree

De bladeren groeien in een rozetvorm

en kunnen 5 tot 30 centimeter lang

worden. Meestal zijn ze eivormig,

zonder haartjes.

Wilg

De bladeren zijn vaak lang en dun.

Ze zitten om en om aan hun stengel

en als ze zijn volgroeid, raken ze veel

van hun haartjes kwijt. De bovenkant

wordt dofgroen, maar aan de onderkant

blijven ze zilverkleurig.

Els

De bladeren hebben zes tot acht paar

diepliggende nerven en blijven tot vrij

laat in het jaar aan de boom.

Linde

De doorgaans hartvormige, fijngetande

bladeren zitten om en om

aan de tak. Aan de onderkant zitten

duidelijke nerven die het blad

reliëf geven.

Hazelaar

Afgezien van de punt zijn de bladeren

vaak bijna helemaal rond. Ze

hebben een duidelijk getande rand

en haartjes aan de onderkant.

Acacia

Ook de bladeren van deze plant vormen

paren en hebben één enkel blad

aan het eind van de stengel. In warme

landen zijn ze met hun platte steel

beschermd tegen fel zonlicht.

Paardenkastanje

Elk gekarteld blad is smal aan de basis

en wordt breder richting de punt.

Er is een heel duidelijke centrale nerf

te onderscheiden.

Iep

De bladeren zijn in de basis asymmetrisch

en lopen abrupt naar een punt

toe. Ze hebben een gekartelde rand

en een ruw, harig oppervlak.

Meidoorn

De bladeren hebben een eenvoudige

structuur en zijn ongeveer even breed

als lang. Vroeger werden weilanden

vaak afgezet met een stekelige meidoornhaag.

Oosterse plataan

De vijf nerven lopen vanuit de basis

de vijf duidelijke lobben in. De bladrand

is vrij grof en heeft rondom een

heleboel ‘tanden’.

78 Know How

Natuur

Klaver

Een klavertje heeft doorgaans drie

blaadjes, maar het huidige wereldrecord

staat op 56! Je hebt een kans van

één op tienduizend om een klavertjevier

te vinden.

Waterlelie

De planten zijn te herkennen aan de

ronde bladeren waar een laagje was

op zit. Ze groeien aan lange stelen en

drijven op zoet water.

Populier

De bladeren hebben een opvallende

driehoekvorm. Dankzij hun stengels,

die aan de zijkanten zijn afgeplat,

maken ze een bijzondere, wiegende

beweging in de wind.

Lijsterbes

De samengestelde bladeren zijn opgebouwd

uit maximaal 21 paar blaadjes

die allemaal een getande kartelrand

en een grijsgroene onderkant hebben.

Aardbei

De bladeren van de aardbeiplant hebben

meestal drie lobben en zijn donkergroen.

Het blad groeit opgerold,

met de gekartelde rand naar boven en

ontvouwt zich dan.

Varen

De geveerde bladeren bestaan

uit een stengel met bladachtige

uitgroeisels – in wetenschappelijke

termen pinnae geheten.

Stinkende gouwe

De grijsgroene, sterk gelobde

bladeren worden gebruikt in een

kruidenmiddel tegen spijsverteringsklachten.

Braam

Elke bramentak heeft vijf tot zeven

gekartelde blaadjes. De stengels

zitten vol met scherpe doornen als

bescherming.

Amerikaanse eik

In tegenstelling tot andere eiken hebben

de bladeren geen ronde, maar

puntige lobben. De bladeren van de

meeste soorten zijn ten minste 10

centimeter groot.

Sering

De donkergroene bladeren hebben

een kenmerkende hartvorm: rond bij

de stengel en een lange ‘druppelpunt’

aan het uiteinde. Ze kunnen bijna 13

centimeter lang worden.

Witte abeel

De gelobde bladeren worden 4 tot 10

cm lang en zijn in het begin bedekt

met witte haartjes. Later wordt de

bovenkant glanzend donkergroen,

maar de onderkant blijft bedekt met

een donslaagje.

Vlier

Elk scherpgetand blad is langer dan

dat het breed is en heeft haartjes aan

de onderkant. Er zitten meestal vijf tot

zeven blaadjes tegenover elkaar aan

de stengel.

Hondsroos

Aan elke stengel zitten vijf tot zeven

blaadjes in samengestelde paren,

doorgaans zonder haartjes. Ze zijn

donkergroen met een iets lichtere

onderkant.

Beuk

De bladeren hebben een eenvoudige

structuur en zitten om en om aan de

takken. Jonge beuken hebben lichtgroene

bladeren met haartjes, die ze

later verliezen. De bladeren worden

dan donker.

Brandnetel

De fijngetande, taps toelopende bladeren

zijn hartvormig en kunnen tot

15 centimeter lang worden. Gekookt

zijn ze eetbaar, vergelijkbaar met

spinaziebladeren.

Gewone plataan

De bladeren hebben dezelfde lobben

en nerven als die van de esdoorn

en de Oosterse plataan, maar zijn

donkerder aan de bovenkant. Voordat

ze in de herfst vallen, worden ze

prachtig geel of oranje.

© Thinkstock

Know How 79


Wat is Tornado Alley?

Ontdek de Amerikaanse streek

waar tornado’s huishouden.

Tornado’s zijn indrukwekkende

natuurkrachten. Ze

kunnen bomen ontwortelen,

daken van huizen blazen en

auto’s honderden meters de lucht

in slingeren.

Wetenschappers denken dat ze

ontspringen uit circulerende

lucht in een mesocycloon, een

soort onweersbui. Bepaalde

omstandigheden kunnen het

ontstaan van tornado’s bevorderen,

zoals contrasterende temperaturen

en vochtigheid. Er is één

plek in Amerika waar deze condities

extreem ’gunstig’ zijn voor

tornado’s. Langs de Great Plains

ligt een uitgestrekt stuk land dat

de staten Kansas en Oklahoma

doorkruist: Tornado Alley. Hier

treffen vaak fronten met verschillende

temperaturen elkaar. Zo

kan warme, vochtige wind uit de

Golf van Mexico botsen op de

koele, droge lucht uit de Rocky

Mountains in het westen.

Heet en droog

Vanuit de zuidwestelijke

woestijngebieden

in Mexico

wordt droge lucht

aangevoerd.

Straalstroom

De snel bewegende

lucht in de straalstroom

kan het

ontstaan van een

tornado bevorderen.

Tornado Alley

Op deze lijn ontmoeten de

winden met contrasterende temperaturen

en vochtigheidsgraden

elkaar. Hier komen geregeld

tornado's voor.

Koud en droog

Vanuit het hooggebergte

van de Rocky

Mountains in het

noordwesten waait

koele lucht.

De sterkste tornado’s kunnen

windsnelheden van

meer dan 483 kilometer

per uur bereiken.

Weerbericht

Waarom is Tornado Alley zo

vatbaar voor deze stormen?

Warm en nat

Warme, vochtige lucht

stijgt op boven de Golf

van Mexico en waait over

land naar de Alley.

© Nature PL; Getty; Afbeelding Jon Wells

Exploderende zaadpeulen

Op welke manier kunnen sommige planten

hun zaad als projectielen afvuren?

Ballistische planten proberen hun zaden zo optimaal mogelijk

te verspreiden door ze explosief te lanceren. Dit doen ze op

verschillende manieren. Sommige planten, zoals de Ecballium

elaterium, vuren hele capsules vol zaden af.

Bij deze springkomkommers breekt het weefsel rond het zaadje af zodra de

vrucht is volgroeid. Er ontstaat een plakkerige vloeistof en de druk in de peul

wordt groter. Uiteindelijk wordt de druk zo groot dat de peul het begeeft en het

zaad uit de capsule wordt gelanceerd.

Planten als de gaspeldoorn (Ulex europaeus) verliezen langzaam water uit rijpende

peulen, die vervolgens weerbarstig worden. Als de druk in de cellen die de peul bijeen

houden te groot wordt, splijt de peul langs vooraf gedefinieerde scheurlijnen. Dit

noemen we ook wel dehiscentie. Oranje springzaad (Impatiens capensis) werkt op een

vergelijkbare manier. De peul splijt explosief open als deze uitdroogt of licht wordt aangeraakt.

Het zaad wordt in alle richtingen meters weggeslingerd.

Peul

De peulen van de reuzenbalsemien

(Impatiens glandulifera) kunnen opensplijten

als er regendruppels op vallen.

Zaadpeul

Als de peul rijp

is, wordt het

zaad explosief

gelanceerd,

ver weg van de

moederplant.

80 Know How

Natuur

Anatomie van een giraf

Hoe heeft dit apart uitziende dier zich zo meesterlijk

aan zijn omgeving aangepast?

In de Afrikaanse savanne zijn voedsel,

water en beschutting niet gemakkelijk

te vinden. Maar giraffen zijn aangepast

aan deze harde leefomgeving en

overleven dankzij hun unieke anatomie.

Met zijn hoogte van bijna 6 meter en een

nek van zo’n 1,80 meter kan een giraf roofdieren

van een flinke afstand zien aankomen.

Bovendien kan hij voedsel hoog in

de bomen bereiken waar andere planteneters

niet bij kunnen. Daarbij wordt hij geholpen

door een 50 centimeter lange tong.

Zo’n giraffentong is blauwzwart vanwege

de melanine die het bevat, waarschijnlijk

om hem te beschermen tegen de zon tijdens

het grazen. En als een giraf genoeg

gebladerte kan vinden, kan hij dagenlang

zonder water. Dit efficiënte eetgedrag is

niet alleen nuttig in hete, droge seizoenen

als het water schaars is, maar zorgt er ook

voor dat de giraf zich niet vaak hoeft

te bukken om te drinken, want

dan is hij op zijn kwetsbaarst.

Opvallende

kenmerken

Zie hoe de giraf is

geëvolueerd om

zich in Afrikaanse

bossen en savannen

staande te

houden.

Poten

Bij het lopen

of rennen verplaatst

de giraf

beide poten aan

de ene kant van

zijn lichaam en

daarna beide

poten aan de

andere kant. Ook

kamelen lopen

op deze manier.

Hoorns

De hoornachtige uitsteeksels

worden door

de mannetjes gebruikt

bij het nekworstelen.

Wervels

De giraf heeft zeven

nekwervels. Tussen elke

wervel zit een kogelgewricht.

Dat maakt de nek

extreem buigzaam.

Hoeven

Hun hoeven kunnen

wel 30 centimeter

breed zijn

en zijn in twee

delen gespleten.

Door het grotere

oppervlak wordt

het gewicht

beter verdeeld.

Vacht

Hoewel elke

giraf een ander

patroon heeft,

lijken giraffen

uit hetzelfde

gebied wel op

elkaar.

Giraffen moeten

hun poten spreiden

of buigen

om te drinken,

wat hen kwetsbaar

maakt

voor roofdieraanvallen.

Neusgaten

Giraffen kunnen hun

neusgaten afsluiten

als bescherming tegen

stofstormen.

Hart

De wanden van het hart zijn heel

dik; een giraf heeft een sterk hart

nodig om bloed dat hele eind

naar het hoofd te pompen.

Tong

Een giraffentong

kan ruim

50 centimeter

lang zijn. Perfect

om rond

takken hoog in

de bomen te

slingeren en de

bladeren eraf

te trekken.

Met zijn lange

tong bereikt een

giraf voedsel op

plekken waar

andere dieren

niet bij kunnen.

© Pixabay

Know How 81


Hoe ontstaan de lichtshows

van moeder natuur?

Levende wezens en atmosferische omstandig heden kunnen

de aarde op spectaculaire wijze verlichten.

Poollicht

De zon slingert continu geladen ionen

en elektronen van zich af. Deze deeltjes

komen op hoge snelheid onze kant op.

De meeste kaatsen af op het magnetische

veld van de aarde, maar sommige glippen

door de zwakkere plekken bij de noorden

zuidpool. In de atmosfeer botsen ze

met zuurstof- en stikstofatomen. Bij die

botsingen komen vervolgens lichtdeeltjes

(fotonen) vrij en als dat gebeurt, krijgen we

een prachtige lichtshow te zien.

Bliksem

Als waterdruppeltjes en ijsdeeltjes in

een donderwolk botsen, ontstaat er

een sterk elektrisch veld. De atomen

scheiden zich in positief geladen protonen

aan de bovenzijde van de wolk

en negatief geladen elektronen aan de

onderzijde. De statische lading wordt

uiteindelijk zo groot dat de elektronen

in de vorm van een bliksemflits richting

de protonen in de wolk schieten of richting

de positief geladen grond.

Lichtgevend fytoplankton

Er bestaan meerdere soorten fytoplankton

die licht produceren, zoals

de veelvoorkomende dinoflagellaten.

Als het fytoplankton in beweging wordt

gebracht (bijvoorbeeld door een boot

of een voorbijzwemende vis), ontstaat

er een chemische reactie. De proteïne

luciferine komt vrij en produceert

een helderblauw licht. Dit werkt als

bescherming tegen roofdieren.

82 Know How

Natuur

Lichtpilaren

Overdag kunnen platte

ijskristallen hoog in de atmosfeer

het licht van de zon

reflecteren en zien we soms

een ’zonnepilaar’ ontstaan.

Maar zodra de temperatuur

onder nul komt, ontwikkelen

deze ijskristallen

zich dichter bij de grond. Ze

reflecteren dan het licht van

lantaarnpalen en huizen en

creëren zo lichtpilaren.

Vuurvliegjes

De cellen in het achterlijf van een vuurvliegje bevatten chemische

stoffen als luciferine, adenosinetrifosfaat en het enzym

luciferase. Zodra deze stoffen in aanraking komen met zuurstof,

die via een soort koker de cellen wordt ingevoerd, geven ze licht

af. Het beestje kan het licht snel aan- en uitzetten met behulp

van zijn zenuwcellen of door de zuurstoftoevoer te reguleren.

Jonge larven stralen zo uit dat ze giftig zijn en volwassen exemplaren

gebruiken dit fenomeen om een partner te vinden.

Glimwormen

Dat zijn eigenlijk lichtgevende

kevers. Ze verspreiden op dezelfde

manier licht als vuurvliegjes. Alleen

de volwassen vrouwtjes gloeien en

gebruiken hun licht om rondvliegende

mannetjes aan te trekken.

© Afbeelding Nicholas Forder

Know How 83


Hebben stenen een cyclus?

Gesteente lijkt onveranderlijk, maar in feite

ondergaat het een constante metamorfose.

Het aardoppervlak is bezaaid met

gesteenten, van bergen tot magma

tot zandkorrels. Al deze materialen

zijn met elkaar verbonden in de

gesteente cyclus. Dit zijn de gedaantewisselingen

die gesteenten doormaken, veroorzaakt

door krachten van buitenaf. De

drie voornaamste soorten zijn stollings-,

sedimentair en metamorf gesteente.

Hieronder zie je hoe de verschijningsvormen

in elkaar voortvloeien.

Door verwering (wind, neerslag, ijs) komt

De gesteentecyclus

Welke processen zijn er voortdurend

in en op de aardkorst aan de gang?

Stijgende

warmte

De felle hitte onder

het oppervlak – die

soms uit de oververhitte

kern van de

aarde komt – kan

oplopen tot wel

1300 graden Celsius.

Dan smelt gesteente

tot magma dat via

convectie naar het

koelere oppervlak

stijgt.

er materiaal van de bergen dat wordt

samen geperst tot sedimentair gesteente.

Daarbij speelt ook het binnenste deel van

de aarde een belangrijke rol. De mantel –

een 2900 kilometer dikke, half gesmolten

laag onder het aardoppervlak – perst door

de extreme hitte en de druk het gesteente

in een metamorfe vorm samen. In de

dieper gelegen aardkern is het zo heet (tot

wel 5500 graden Celsius) dat de binnenmantel

tot magma smelt. Als dit afkoelt,

transformeert het tot stollingsgesteente in

Eclogiet is een metamorf gesteente

dat ontstond in de hoge druk van de

bovenmantel van de aarde.

de aardkorst of – als het door vulkanen

wordt uitgespuwd – aan de oppervlakte.

De gesteentecyclus is een verhaal van wedergeboorte

en recycling, waar nieuwe

materialen uit oude ontstaan. De cyclus

duurt duizenden, misschien wel miljoenen

jaren. Golven die tegen rotsen slaan, schuivende

gletsjers en heftige vulkaanuitbarstingen

vormen slechts een fractie van de

processen die plaatsvinden in de dynamische

geologie van de aarde.

Verwering en erosie

Weersomstandigheden

zoals warmte, wind, regen,

sneeuw en ijs werken in op

bergen en rotswanden. Het

gesteente erodeert langzaam

tot kleinere fragmenten of

sedimenten. Deze worden

meegevoerd door beken en

rivieren.

Stollingsgesteente

De naam zegt het al: dit type

gesteente ontstaat door het

stollen van gesmolten magma.

Dieptegesteente vormt zich

als het magma langzaam

onder het aardoppervlak

afkoelt. Uitvloeiingsgesteente

ontstaat als

het magma snel aan het

oppervlak afkoelt, zoals

na een vulkaanuitbarsting.

Sedimentgesteente

Als sedimenten uiteindelijk

bezinken,

worden ze afgezet in

lagen die zich in miljoenen

jaren ophopen.

Het gewicht van

de lagen drukt de

sedimenten samen.

Doordat er water

wordt uitgeperst,

ontstaan er kristallen.

Die werken als

cement dat de stukken

gesteente aan

elkaar lijmt.

Het stollingsgesteente

obsidiaan ontstaat als

lava zo snel afkoelt dat

de atomen geen kristallen

kunnen vormen.

Metamorf gesteente

De combinatie van intense druk en hoge temperatuur

(tussen 300 en 700 graden Celsius) smelt de gesteenten

niet, maar verandert hun chemische structuur. Ze

worden omgezet in compact metamorf gesteente.

Plaattektoniek

De aardkorst bestaat uit tektonische

platen die constant heel

langzaam bewegen. Als deze

platen botsen, ontstaan bergen en

aardbevingen. De wrijving zorgt

ook voor enorm veel warmte en

druk onder het oppervlak.

© WIKI; Illustration by Alex Phoenix

84 Know How

Natuur

Wat zijn de tropen?

De zon maakt dit deel van de aarde warm en vochtig.

Stel je twee onzichtbare, parallelle lijnen

voor die op dezelfde afstand boven en onder

de evenaar om de aarde draaien. Het

gebied hiertussen noemen we de tropen. Deze

breedtelijnen liggen 23,5 graden ten noorden en

Kreeft en Steenbok

Hoe wordt de locatie van de tropen op aarde bepaald?

KREEFTS-

KEERKRING

NOORDPOOL

zuiden van de evenaar en staan bekend als de

Kreeftskeerkring en de Steenbokskeerkring. De

zon schijnt rechtstreekser op de tropen dan op

hogere breedtegraden. Daardoor is het klimaat

warm en vochtig, met veel tropische stormen.

Tropen

Toen de tropen vroeger hun

naam kregen, verscheen de zon

in de sterrenbeelden Steenbok

en Kreeft, vandaar deze namen.

De Kreeftskeerkring kruist onder

andere Mexico, de Bahama’s, de

Sahara, Saoedi-Arabië en India op het

noordelijk halfrond.

Evenaar

De zon staat op beide equinoxen loodrecht

boven de evenaar. De lengte van dag en nacht

is dan ruwweg overal op aarde gelijk.

Noord- en zuidpoolcirkels

De poolcirkels liggen op

66,5 graden breedte.

NOORDPOOL

23,5 o NOORD-

POOLCIRKEL

ECLIPTICA

ZUIDPOOL-

CIRKEL

Z

ZUIDPOOL

ZOMERZONNEWENDE

(NOORDELIJK HALFROND)

EVENAAR

STEENBOKS-

KEERKRING

Zomerzonnewende

Op 21 juni, als de zon om twaalf

uur ’s middag direct boven de

Kreeftskeerkring staat, is hij niet

zichtbaar vanaf de zuidpoolcirkel.

Ecliptica

Dit is een denkbeeldige lijn die het pad van de

zon aangeeft zoals dit vanaf de aarde wordt

gezien. De dierenriemtekens zijn genoemd

naar sterrenbeelden langs de ecliptica.

Winterzonnewende

Op 21 december, als de zon om twaalf

uur ’s middags direct boven de

Steenbokskeerkring staat, is hij niet

zichtbaar vanaf de noordpoolcirkel.

Z

ZUIDPOOL

WINTERZONNEWENDE

(NOORDELIJK HALFROND)

Zijn landen zeeschildpad hetzelfde?

Hoewel ze op elkaar lijken, zijn er toch veel verschillen.

Het grootste verschil blijkt al uit

hun naam: landschildpadden leven

op het land en zeeschildpadden

in het water. Deze reptielen behoren

alle tot de Testudines, maar stammen af

van verschillende families. Hoewel ze allebei

een beschermend schild hebben, is

het gestroomlijnde schild van de zeeschildpad

lichter en platter, zodat het dier

zich beter door het water beweegt. Het

zwaardere, bolvormige schild van de

landschildpad beschermt goed tegen roofdieren.

Zeeschildpadden hebben zwemvliezen,

landschildpadden dikke poten

om divers terrein te kunnen doorkruisen.

Landschildpadden zijn meestal planteneters.

Zeeschildpadden zijn omnivoren en

eten planten, visjes en insecten. Ze leggen

allebei hun eieren op land. Een vrouwtjeszeeschildpad

verlaat het water, legt haar

eieren en duikt snel weer de zee in. Haar

jongen moeten de gevaarlijke tocht naar

het water alleen maken. Landschildpadjongen

blijven zo’n 80 dagen bij moeder.

Landschildpadden

hebben zowel een

endo- als een exoskelet.

Zeeschildpadden

komen vooral

voor in tropische

en subtropische

wateren.

© NASA Goddard’s Scientific Visualization Studio; Alamy; Thinkstock

Know How 85


Hoe zijn zeezoogdieren

geëvolueerd tot waterdieren?

Zoogdieren zijn tijdens de evolutie minstens

zeven keer terug de zee in gegaan.

Daarom bestaan er nu walvissen,

bruinvissen en dolfijnen, zeekoeien en

doejongs, zeehonden, zeeleeuwen en walrussen,

ijsberen en zeeotters, en zijn er

twee uitgestorven groepen: de Desmostylia

en waterbewonende luiaarden (Thalassocnus).

Alleen de Cetacea en Sirenia zijn

echte waterdieren geworden. Zo’n 50

miljoen jaar geleden begonnen zij onder

water te horen en zich in het water te

voeden. Ze konden nog lopen, maar in het

water veranderde hun uiterlijk. Hun voorpoten

werden flippers en ze ontwikkelden

staartvinnen. Tegen het einde van het

Eoceen, zo’n 35 miljoen jaar geleden, kwamen

ze het water niet meer uit.

De voorouders van de moderne walvis

hadden vier poten en waren landdieren.

Waarom worden

kerkuilen nooit doof?

In tegenstelling tot zoogdieren kunnen vogels de cellen

van hun binnenoor regenereren. Zo blijft hun gehoor

ook op oudere leeftijd grotendeels intact. Tests

met jonge en oudere kerkuilen, tot 23 jaar, lieten dan

ook geen enkel opvallend verschil zien. Als we ontdekken

hoe dit werkt, zouden we behandelingen voor mensen

kunnen ontwikkelen.

Hoe blijven

giraffen koel?

Dankzij hun lange hals kunnen

giraffen bladeren uit hoge bomen

plukken. Maar misschien heeft deze

lange nek nog een andere functie: koel

blijven. Als een giraf overdag richting

de zon kijkt, beschermt de schaduw

van hun nek het grootste gedeelte van

hun lichaam. Zo hebben ze een enorm

voordeel in warme omgevingen.

Welke bloemen

trekken de

meeste bijen

aan?

Hoewel je zou verwachten dat bijen

zich massaal op de felste bloemen

in een tuin storten, blijkt uit onderzoek

dat ze de voorkeur geven aan aromatische

planten als oregano en bepaalde

soorten lavendel. Deze planten zitten

barstensvol pollen en nectar, die de bijen

al zittend op een bloemblaadje verzamelen

door hun zuigsnuit in de bloemen te

dopen.

86 Know How

Natuur

Zijn er

monogame

dieren?

In het dierenrijk komen we voorbeelden

van monogamie tegen.

Gibbons, zwanen en zwarte gieren

hebben allemaal slechts één partner.

Toch gaan ook deze dieren

soms vreemd. Koppels grote albatrossen

komen elke twee jaar

samen om te paren, maar gemiddeld

wordt één van de tien jongen

door een buitenstaander verwekt.

Prairiewoelmuizen hebben een

levenslange band die zelfs na de

dood standhoudt. Slechts 20

procent zoekt een nieuwe partner.

Wie bepaalt de

verzamelnaam

van iets?

Verzamelnamen worden niet vastgesteld

door een academie of bestuursorgaan.

Deze zogenoemde collectiva worden

mettertijd steeds populairder. Hoewel

een ’parlement uilen’ en een ’toom kippen’

nog steeds vreemd klinken, is een ’school

vissen’ en een ’roedel wolven’ ondertussen

gemeengoed.

Waarom is de

mens minder

behaard

dan andere

primaten?

De mens is geëvolueerd uit de aap.

Daarom leken onze eerste mensachtige

voorvaderen, de Hominini, op apen.

Men denkt dat deze vroege Hominini zo’n

drie miljoen jaar geleden nog volledig behaard

waren. Tussen de twee en drie miljoen

jaar geleden trokken ze naar de open

savannes onder de verzengende zon. Hier

begonnen ze ook op grote dieren te jagen,

waarvoor ze lange afstanden moesten

rennen. Al dat haar was waarschijnlijk veel

te warm voor de nieuwe levensstijl van de

Hominini. Het is dan ook aannemelijk dat

ze, om koel te blijven, naar een minder

behaard type zijn geëvolueerd.

Hoe kunnen mosselen

de kwaliteit van

water verbeteren?

Onderzoekers hebben ontdekt dat een mossel uit de

Geukensia demissafamilie overtollige voedingsstoffen

als stikstof en fosfor uit zeearmen verwijdert. Dit

proces wordt ’bioharvesting’ genoemd en er zijn monsters

genomen in de Bronx River in New York. Hoge stikstof- en

fosforgehaltes kunnen leiden tot schadelijke algengroei en

minder zuurstof in het water. Hierdoor kunnen andere

organismen als vissen sterven. Mosselen worden nu in

viskwekerijen gebruikt, maar zijn wellicht een oplossing

voor schoner water in steden.

© Getty Images, Thinkstock, Alamy Stock

Know How 87


Transport

90 Rijden we in de toekomst op waterstof of elektrisch?

96 Wat is strandzeilen?

96 Op welke luchthavens wil je niet landen?

97 Wat is de oorsprong van de Venetiaanse gondel?

98 Hoe zit het racepak van Max Verstappen in elkaar?

100 Hoe werkt een helirotor?

100 Wat waren de eerste elektrische voertuigen?

101 Wat is het snelste automatische parkeersysteem?

101 Hoe werkt een dakventilator?

102 Wat zijn autonome vrachtwagens?

104 Wat is een draagvleugelboot?

105 Hoe werkt een roodlichtcamera?


88 Know How

Transport

Effe tanken

Deze Franse Dassault Rafale komt brandstof halen

bij de McDonnell Douglas KC-10 Extender, een

tankvliegtuig van de Amerikaanse luchtmacht.

Beide toestellen doen mee aan Operation Inherent

Resolve, waarbij meer dan 25 landen in Irak en

Syrië tegen Islamitische Staat (IS) vechten. De KC-

10 kan, afhankelijk van het soort toestel dat komt

tanken, op verschillende manieren brandstof

overpompen. Met een lange buis (een boom) zet hij

per minuut 4180 liter over. En via dit drogue-andhose-systeem,

een soort forse badmintonshuttle

aan een slang, doet hij zo’n 1790 liter per minuut.

Met de 200.000 liter aan boord kan de tanker zo

heel wat vliegtuigen volgooien.

© U.S. Air Force photo/Senior Airman Joshua A. Hoskins

Know How 89


Benzine- en dieselauto’s

gaan verdwijnen. Maar welke

systemen gaan het straks van

hen overnemen?

WATERSTOF

OF

ELEKTRISCH?

90 Know How

Transport

Waterstof

ZIJ AAN ZIJ

Elektrisch

Actieradius

Gemiddeld kom je met een waterstofauto verder. De Hyundai

Nexo heeft met 665 km de grootste actieradius van de

waterstofauto’s. De elektrische Tesla Model S heeft een

actieradius van 400-500 km, maar dat laatste ga je in de praktijk

zelden halen.

WINNAAR

WATERSTOF

Tanktijd

Auto’s met waterstofcellen vullen hun brandstofvoorraad

in een paar minuten aan. Het

volledig opladen van een elektrische auto kost

zelfs met de snelste superladers een half uur.

WINNAAR

WATERSTOF

Snelheid

De snelste elektrische auto op de

markt, de Rimac C_Two, haalt maar

liefst 413 km/u. De door waterstof aangedreven

Pininfarina H2 blijft steken

op een top van 300 km/u!

WINNAAR

ELEKTRISCH

Infrastructuur

Elektrische auto’s kun je bijna overal opladen. De infrastructuur (het

stroomnet) bestaat al: we hoeven alleen maar oplaadstations neer te

zetten. Waterstof is moeilijk op te slaan en te transporteren. Je zou het

moeten opslaan als gas en in vloeibare vorm moeten omzetten om het

de auto in te pompen. Dat is lastig, duur en kost veel energie.

Onderhoud

Zowel elektrische als waterstofauto’s

hebben relatief weinig

bewegende onderdelen. Deze

eenvoud betekent dat er nauwelijks

onderdelen hoeven te worden

gerepareerd of vervangen.

WINNAAR

GELIJKSPEL

WINNAAR

ELEKTRISCH

Kosten

Waterstof is als brandstof duurder dan

fossiele brandstof en ook waterstofauto’s

zijn duur. Je kunt al een elektrische auto

krijgen voor zo’n 22.000 euro, terwijl de

prijzen van waterstofauto’s eerder in de

buurt liggen van 70.000 euro.

WINNAAR

ELEKTRISCH

Effect op milieu

Elektriciteit en waterstof

kunnen op een milieuvriendelijke

manier worden geproduceerd,

zoals via zonneenergie

of waterkracht, maar

op dit moment werken de

meeste elektriciteitscentrales

nog op fossiele brandstoffen.

Elektrische en waterstofauto’s

zijn niet groener dan

hun energiebron.

WINNAAR

GELIJKSPEL

Nu het hoog tijd is om onze planeet

te beschermen en leefbaar te houden

voor volgende generaties,

groeit de noodzaak om voertuigen te ontwerpen

die helpen luchtvervuiling en uitstoot

van broeikasgassen te verminderen.

Er rijden meer voertuigen op onze wegen

dan ooit tevoren en naar schatting dertien

procent van de gassen die de warmte in

onze atmosfeer vasthouden, komt van

voertuigen op fossiele brandstoffen.

Doordat de gemiddelde temperatuur op

aarde de laatste 140 jaar met 0,7 graden Celsius

is gestegen, zijn de eerste signalen van

klimaatverandering zichtbaar: het Noordpoolijs

smelt snel, grote delen van de koraalriffen

sterven af en het weer wordt

grilliger. En niet alleen de aarde wordt

hierdoor aangetast, ook onze longen lijden

eronder. Het International Energy Agency

schat dat elk jaar 6,5 miljoen mensen

vroegtijdig overlijden door slechte luchtkwaliteit.

Luchtvervuiling is het grootste

milieurisico voor de volksgezondheid.

De toekomst ziet er somber uit als we niets

veranderen. Maar er is hoop. De laatste

tien jaar wordt er harder dan ooit gewerkt

aan het terugdringen van emissies. Dat

doen we steeds vaker door onze voertuigen

aan te drijven met energie uit duurzame

bronnen. Veel autofabrikanten zijn daar al

mee begonnen en dat wordt ondersteund

door aankondigingen van een verbod op

fossiele brandstoffen. Duitsland kwam

hier als eerste mee. Al in 2030 worden alle

auto’s met een verbrandingsmotor verboden.

Ook andere landen zijn dat van plan.

Volgens het regeerakkoord uit 2017 en het

voorlopige klimaatakkoord van eind vorig

jaar, wil Nederland in 2030 de verkoop van

nieuwe benzine- en dieselauto’s verbieden.

Groot-Brittannië gaat dat in 2040

doen, Noorwegen in 2025 en India vanaf

2030. Ruim de helft van de Indiase bevolking

(meer dan 660 mijoen mensen)

© Nissan; BMW Group; Honda; Toyota

Know How 91


leeft in gebieden waar de luchtkwaliteit

onveilig is.

De zoektocht naar geschikte brandstoffen

voor een duurzame toekomst heeft onderzoekers

en ontwikkelaars geleid van zonne-energie

en samengeperste gassen naar

brandstoffen uit zeewier of alcohol.

De Nissan Leaf

en de BMW i3

We nemen een kijkje in

twee van de populairste

elektrische auto’s.

Koele motoren

Een van de alternatieven die op dit moment

worden onderzocht, is het aandrijven van

motoren met vloeibare stikstof (LN2). In dit

systeem verhitten speciaal ontworpen machines

het LN2-gas waarna de warmte aan

de lucht wordt onttrokken. Met het samengeperste

gas wordt de motor aangedreven.

In Groot-Brittannië voerden supermarktketen

Sainsbury’s, retailer Marks & Spencer

en de multibrander Unilever al tests uit

met door LN2 aangedreven Dearman-motoren

in hun vrachtwagens. Ze kunnen de

dieselmotoren vervangen van de koelinstallaties

die het voedsel koel houden als

de hoofdmotor van het voertuig is uitgeschakeld.

Dat is relatief goedkoop en

’groen’, maar niet erg energieefficiënt. Het

is ook niet waarschijnlijk dat het in de toekomst

een grote rol zal spelen. Bij een andere

poging om een groen voertuig te

ontwikkelen, stapten sommigen af van het

brandstofconcept en bouwden ze auto’s bedekt

met zonnepanelen. Dit lijkt veelbelovend,

maar zelfs bij de meest efficiënte

auto’s van dit type wordt de hoeveelheid

energie die ze kunnen verzamelen beperkt

door hun relatief kleine oppervlak. Dergelijke

auto’s worden daarom vooral gebruikt

in races voor auto’s op zonne-energie.

Elektrische auto’s

De meeste experts zijn het erover eens dat

elektrische of waterstofauto’s uiteindelijk

het antwoord zullen zijn. Elektrische auto’s

worden door velen beschouwd als de toekomst

van het gemotoriseerde wegverkeer

en je ziet ze steeds vaker geluidloos door

onze straten rijden. De elektrische revolutie

wordt aangevoerd door pioniers als Tesla,

maar veel andere autofabrikanten zijn

al gevolgd. Er is al een hele reeks elektrische

auto’s beschikbaar. Je laadt ze thuis of

op oplaadpunten op, ze zijn geweldig goedkoop

in gebruik en stoten geen giftige gassen

uit. Sommige landen subsidiëren zelfs

de aankoop om de populariteit van elektrisch

rijden te vergroten.

Verbeterde bestuurbaarheid

Doordat het batterijpakket in de bodemplaat

zit, ligt het zwaartepunt laag, wat de

stabiliteit in de bochten verbetert.

Wie een

oplaadpunt aan

huis heeft, kan

de Leaf gemakkelijk

thuis

opladen.

Elektrische en

waterstofauto’s zijn

niet groener dan hun

oorspronkelijke

energiebron

NISSAN LEAF

Gebruiksduur batterij

Met een lithium-ionbatterij

van 30 kilowattuur kan de Leaf

maximaal 270 kilometer rijden

op één keer laden.

Regeneratief remmen

Een deel van de energie die

anders bij het remmen verloren

zou gaan, wordt opgevangen en

opgeslagen in de batterij.

92 Know How

Transport

Onderweg opladen

In een poging om de twee voor de

automobilist belangrijkste problemen

van de elektrische auto (de

beperkte actieradius en de oplaadtijd)

op te lossen wordt, ondermeer

bij de TU Delft, onderzoek

gedaan naar draadloos opladen.

Hiermee kunnen voertuigen worden

opgeladen terwijl ze over speciaal

daarvoor ontwikkelde wegen

rijden. Het systeem bestaat uit

spoelen die op ondergrondse elektriciteitskabels

zijn aangesloten.

De spoelen wekken een elektromagnetisch

veld op en als de auto

daaroverheen rijdt, wordt door een

spoel in de auto ook een veld gegenereerd

(inductie). Dat wordt

vervolgens omgezet in elektriciteit.

De technologie werd recent in

de VS gedemonstreerd op een 100

meter lange testbaan. Qualcomm

en Vedecom installeerden het primaire

deel in een testbaan en

Renault installeerde het secundaire

deel in twee Renault Kangoo

ZE’s. De auto’s werden met maximaal

20 kW bijgeladen terwijl ze

met meer dan 100 km/u over de

testbaan reden.

De Renault Kangoo ZE is onlangs

gebruikt om dynamisch draadloos

opladen te demonstreren.

Direct koppel

Anders dan bij conventionele

auto’s is het volledige vermogen bij

elektrische auto’s direct beschikbaar.

En je hoeft niet te schakelen.

BMW i3

Rustige rit

Elektrische auto’s zijn

veel stiller dan benzineof

dieselauto’s omdat ze

geen motoren hebben.

Betere batterij

Het nieuwste i3-model is

uitgerust met een 42-kilowattuur

batterij voor een

actieradius van ongeveer 300

kilometer.

Optionele verbrandingsmotor

De i3 heeft een optionele, door benzine aangedreven

hulpmotor waarmee de auto 100

kilometer extra kan rijden voordat hij moet

bijladen of bijtanken.

De Superchargerstations

van Tesla

laden de voertuigen

tot 80 procent

van de capaciteit

op in maar 30

minuten.

© Nissan; BMW Group; Groupe Renault

Know How 93


De populariteit van elektrische auto’s wordt

afgeremd door de oplaadtijd, de beperkte

beschikbaarheid van oplaadpunten en de

beperkte actieradius. Maar aan oplossingen

voor deze problemen wordt gewerkt, inclusief

draadloos opladen onderweg, zodat je geen

stekker in een stopcontact hoeft te steken.

Waterstofauto’s

De technologie van waterstofauto’s is complexer

dan die van elektrische auto's, omdat

de elektrische stroom voor de motoren wordt

gegenereerd via elektrochemische reacties.

Ze werken door waterstofatomen te splitsen

in protonen en elektronen, waarvan de laatste

door een circuit stromen. In het algemeen

hebben waterstofvoertuigen een grotere actieradius

dan elektrische auto’s en het opladen

kost veel minder tijd: een paar minuten

in plaats van een paar uur die nu nodig zijn

voor een elektrische auto.

Bij waterstofauto’s wordt er, net als bij een

gewone benzineof dieselauto, vloeibare

brandstof in de auto gepompt. Het grote nadeel

van waterstofauto’s is het gebrek aan infrastructuur.

Waterstof is moeilijk op te

De Honda Clarity

en Toyota Mirai

Een kijkje binnenin de

auto’s die waterstof

splitsen om energie te

genereren.

slaan, zodat je maar op een paar plekken

kunt tanken. Er is al flinke vooruitgang geboekt

bij het oplossen van deze problemen.

Zo is gedacht aan een systeem om thuis waterstof

te produceren. Maar voor de meeste

mensen is dit nog een te dure optie. Bovendien

zijn er zorgen over de veiligheid van waterstof

omdat het met een onzichtbare vlam

brandt en nogal explosief is.

TOYOTA MIRAI

Energie voor de toekomst

Er zijn nu maar drie waterstofauto’s op de

markt, de Toyota Mirai, de Hyundai Nexo en

de Honda Clarity, en die zijn allemaal relatief

duur. Bovendien ontbreekt momenteel de infrastructuur

om waterstof tot een succes te

maken op de markt van emissievrije voertuigen.

Op dit moment lijkt de elektrische auto

dus aan de winnende hand. Er zijn nu meer

dan vijftig elektrische autotypes om uit te

kiezen en de infrastructuur is grotendeels

klaar: je steekt gewoon de stekker in het

stopcontact.

Het is heel fijn om te bedenken dat op onze

wegen straks alleen nog maar auto’s rondrijden

die niet meer bijdragen aan de luchtvervuiling.

Maar als de benodigde stroom

alleen maar wordt opgewekt met vervuilende

kolencentrales, zijn we per saldo niet zoveel

opgeschoten. De toenemende

populariteit van emissievrije auto’s is een

enorme stap in de goede richting en het kan

voor een veel betere in luchtkwaliteit zorgen.

Maar de echte revolutie komt pas als we

het nationale elektriciteitsnet transformeren

tot een groene energievoorziening die draait

op zonne-, wind- of waterkracht in

plaats van het verbranden van

fossiele brandstoffen.

Brandstofcelpakket

Een set brandstofcelpakketten

gebruikt waterstof om elektriciteit

te genereren, die vervolgens

de motor aandrijft en wordt

opgeslagen in de batterij.

Vermogensregeleenheid

Deze regelt de levering van vermogen

van de brandstofcellen naar de

accu en naar de motor.

94 Know How

Transport

HONDA CLARITY

De Honda Clarity is een vijfpersoons

sedan, een primeur voor waterstofauto’s.

De Toyota Mirai is ’s werelds eerste

massaproductievoertuig met waterstofcellen

als energiebron.

Waterstoftanks

De tanks zijn gemaakt

van sterk en licht koolstofvezel

en zijn in

het chassis van de

auto gemonteerd zodat

ze bij een botsing

beschermd zijn.

Aandrijfbatterij

In de batterij wordt energie

opgeslagen die is gegenereerd

door het pakket brandstofcellen.

Hij levert energie wanneer

die snel nodig is, zoals

bij staande starts of snelle

acceleratie.

Hoe werkt waterstof?

Waterstof is het meest voorkomende element in het heelal. Het

is in enorme hoeveelheden aanwezig in water en de aardkorst zit

er vol mee. We produceren er ook veel van: in Nederland zo’n

acht miljard kubieke meter per jaar. De gebruikelijkste productiemethode

is een proces dat we ’stoomreforming’ noemen. Hierbij

reageren natuurlijk gas (meestal methaan) en stoom bij hoge

temperaturen. Een andere veel toegepaste methode van waterstofproductie

is elektrolyse. Hierbij wordt een elektrische stroom

door water geleid, wat een reactie op gang brengt die watermoleculen

splitst in waterstof en zuurstof.

Een waterstofbrandstofcel bestaat uit twee sets platen: twee

elektroden en twee platen van een op platina gebaseerde

katalysator. Ze worden gescheiden door een plastic membraan.

Waterstof uit een opslagtank en zuurstof uit de lucht worden via

kanalen in de plaat de cel in geleid. De katalysator splitst de waterstofmoleculen

in protonen en elektronen. De protonen kunnen

niet door het membraan en worden door een extern circuit gestuurd,

waarbij ze een elektrische stroom genereren.

Brandstofcel

elektriciteit

H 2 O en

warmte

Waterstoftanks

De Mirai heeft twee hogedruktanks

van koolstof vezel voor

maximale waterstofopslag.

waterstof

zuurstof

© Toyota; Honda; Tesla; SPL

Know How 95


Wat is strandzeilen?

De aantrekkingskracht van een

van de meest bizarre sporten

ter wereld.

Het klinkt als een obscure hobby

waarover nooit serieus wordt

geschreven, maar strandzeilen

is zeker een echte sport, met een adviesorgaan

en clubs verspreid in Europa,

Noord- en Zuid-Amerika en Australië.

De wagentjes met drie wielen en een zeil

worden door een piloot in zittende of liggende

houding met twee voeten bestuurd.

Hij bedient het zeil met een touw, meer

om de snelheid te regelen dan om te sturen.

De zeilwagens hebben relatief weinig

weerstand en kunnen dan ook duizelingwekkende

snelheden bereiken. Het

huidige record staat op 202,9 kilometer

per uur!

Touw

Met dit touw, ook

wel een schoot

genoemd, wordt

het zeil bediend.

Zeilen

De zeilen worden

meer gebruikt

voor snelheid

dan om te sturen.

Koning van

de kust

Zo werkt een supersnelle

strandracer.

Zeilwagens

hebben niet veel

weerstand en

kunnen

duizelingwekkende

snelheden

bereiken

T-stang

De piloot stuurt met zijn

linkervoet naar rechts

en met zijn rechtervoet

naar links.

Houding

De piloot bestuurt

de zeilwagen zittend

of liggend.

Bloedstollende landingsbanen

Waar liggen ’s werelds meest angstaanjagende landingsbanen?

Kai Tak

Hongkong

Courchevel

Frankrijk

Gibraltar

Verenigd Koninkrijk

Barra Airport

Schotland

Kansai International

Japan

Het is misschien beter

dat deze landingsbaan

met de bijnaam Kai Tak

Heart Attack niet meer

bestaat. Kijk naar

rechts om naar de omwonenden

te zwaaien!

Deze landingsbaan van

een skiresort is maar

537 meter lang en loopt

omhoog tot hij aan het

eind de afgrond in

stort. Niet geschikt voor

angsthazen.

Deze landingsbaan ligt

midden in de bruisende

stad en is slechts 1680

meter lang. Hij kruist

de belangrijkste weg,

die wordt afgesloten als

er een vliegtuig landt.

Ja, je ziet het goed. Deze

landingsbaan is niet

gemaakt van asfalt, maar

van zand. Het terrein is

vreemd genoeg gewoon

toegankelijk voor de

lokale bevolking.

Wat een bloedstollend uitzicht!

Natuurlijk weten de

piloten wel wat ze doen en

dit kunstmatige eiland zal

heus een veilige landingsbaan

zijn, maar het ziet er

toch angstaanjagend uit!

© WIKI; Alamy

96 Know How

Transport

Hoe bestuur je een gondel?

Het is een kunst om met deze elegante vaartuigen door Venetië te varen.

Met zijn smalle klinkerstraatjes,

felgekleurde huizen en rustieke,

rode dakpannen zit het charmante

Venetië bomvol karakter. Deze

romantische stad ligt op een archipel in

de Adriatische Zee en barst van de historie

en traditie. Van de marmeren paleizen

tot de sierlijke bruggen en het iconische

vervoer over het water: de gondels. Deze

platbodems hebben voor en achter een

verhoogde punt. Ze worden bediend met

één roeispaan. De gondelier staat met zijn

gezicht naar de boeg en eindigt zijn voorwaartse

slagen met een achterwaartse

tegenbeweging.

De oorsprong van de boten is niet bekend.

De oudste verwijzing naar de elegante

vaartuigen dateert uit 1094. Hun iconische

uiterlijk kregen ze pas later en er is in de

loop der jaren veel aan veranderd om de

kunst van het navigeren onder bruggen en

langs drooggevallen plekken te perfectioneren.

De dertiende-eeuwse gondel had

twaalf roeispanen en tegen de vijftiende

eeuw kreeg het kleinere vaartuig een

kajuit (felze).

De gondel werd al snel een statussymbool.

De eigenaren versierden hun boten met

luxe zijde en edele metalen. In 1562 werd

wettelijk vastgelegd dat alle gondels zwart

moesten worden geschilderd. De kerkelijke

gemeenschap had het niet zo op al die

pracht en praal en stelde daarom deze

maatregel in om onnodige, opzichtige uitingen

van weelde tegen te gaan. De gondels

mochten alleen nog specifieke

versieringen dragen, een traditie die nog

steeds wordt gevolgd. In de zeventiende

eeuw gleden zo’n tienduizend gondels

door de kanalen. Zij kregen gezelschap van

batela’s, caorlina’s, galeien en andere schepen.

Tegenwoordig mogen slechts vierhonderd

gondels door de kanalen varen. De

vaarbewijzen en het vakmanschap worden

traditioneel van vader op zoon doorgegeven.

Tot nu toe is er maar één officiële vrouwelijke

gondelier.

Forcola

Deze dol wordt gemaakt van uitgehard

walnoothout en bevestigd

aan de achtersteven van de boot.

De boot heeft verschillende uitsparingen

voor de dol, afhankelijk van

de manier waarop wordt geroeid.

Venetiaanse gondels

Deze asymmetrische, ondiepe boten zijn perfect om

mee door de complexe kanalen van Venetië te varen.

Risso

Een van de weinige

versieringen die door

de Venetiaanse

autoriteiten zijn

toegestaan.

Gondelier

De gondelier roeit en stuurt

vanaf de stuurboordkant

van de achtersteven.

Remo

De roeispaan stuwt de boot voort en

doet tevens dienst als roer. De gondelier

heft de spin van de boot op door elke

voorwaartse slag met een achterwaartse

c- of j-beweging te compenseren.

De constructie

Moderne gondels zijn aan strenge eisen gebonden. Ze zijn

10,85 meter lang en 1,4 meter breed en wegen ongeveer 700

kilogram. Ze worden op maat gebouwd, aangepast op de lichaamsbouw

van de nieuwe eigenaar. Bij dit traditionele ambacht

worden 280 delen met de hand bewerkt. Er worden acht

soorten hout gebruikt: linde, lariks, eik, spar, mahonie, walnoot,

iep en kers. De boot wordt om een houten mal gebouwd, eerst

de boeg en de achtersteven en vervolgens de platte bodem en

ribben om het frame te ondersteunen. Dit verfijnde proces, dat

van generatie op generatie wordt doorgegeven, neemt zo’n

500 uur in beslag.

Gondeliers dragen

streng vastgelegde

kleding, een strooien

hoed met een wit

zeemanshemd of een

gestreept rood of

marineblauw shirt. In

de winter mogen ze

een marineblauwe,

wollen jas dragen.

Ferro

Een gekromd stuk

metaal op de boeg

dat tegengewicht

biedt en de gondel

stabiel houdt.

© Getty; Afbeeldingen Adrian Mann

Know How 97


Hoe blijft Max veilig?

Zo houdt deze hightech-overall Formule 1-

sensatie Max Verstappen veilig.

Als het je werk is om met meer dan 200

kilometer per uur rondjes op een

racecircuit te rijden, is veiligheid extreem

belangrijk. Raceongevallen kunnen

dodelijk aflopen en daarom heeft de internationale

autosportfederatie FIA strenge regels

opgesteld om coureurs veilig te houden.

Zo zijn de rijders verplicht om brandvertragende

kleding te dragen. De materialen zijn

in laboratoria aan zware brandveiligheidstests

onderworpen. Er wordt veel Nomex gebruikt.

Dit kunstmatig gefabriceerde, lichte

materiaal heeft uitstekende brandwerende

eigenschappen. Moderne racepakken bestaan

meestal uit twee tot vier lagen Nomex.

Voor gebruik wordt uitgebreid getest of ze

bestand zijn tegen temperaturen van 600–

800 graden Celsius. Een pak wordt pas goedgekeurd

als bij dergelijke temperaturen de

binnenkant minstens 11 seconden niet boven

de 41 graden uitkomt. Ook de ritsen moeten

tegen deze hoge temperaturen bestand

zijn, zodat ze niet smelten en de huid van de

coureur niet verbranden. Zelfs het garen

waarmee het pak in elkaar wordt gezet is

hittebestendig, evenals de sponsorlogo’s.

Maar deze worden tegenwoordig vaak op het

pak gedrukt, waardoor de pakken zo’n 500

gram lichter zijn geworden. Comfortabele,

lichtgewicht pakken helpen de coureur

maximaal te presteren. Een pak moet

daarom ook ’ademen’. Tijdens een race

kunnen coureurs door hun inspanningen

kilo’s vocht verliezen. Om comfortabel

te blijven rijden, moet dit vocht worden

afgevoerd.

Schouder-epauletten

Na een crash kunnen de

coureurs snel bij de

schouder-epauletten uit

de auto worden getrokken.

Een helm moet niet alleen veilig zijn, maar

net als de auto ook aerodynamisch.

Hoe zit een

racepak in elkaar?

Ontdek de technologie achter de

raceoverall van Max Verstappen.

Raceoverall

Raceoveralls hebben veel

verschillende eigenschappen.

Ze moeten ’ademen’, zodat Max

op een comfortabele manier

een topprestatie kan leveren.

Daarnaast moeten ze hitte- en

brandwerend zijn om hem bij

een eventuele brand te beschermen.

De speciale Nomex-vezels

in de goed ademende tussenlaag

reguleren de lichaamstemperatuur.

De buitenste laag

heeft uitstekende hitte- en

brandwerende eigenschappen.

Elastieken

boorden

De elastieken

boorden bij de

polsen en voeten

zorgen ervoor

dat het pak goed

aansluit en tijdens

het rijden niet gaat

schuiven.

98 Know How

Transport

Ook moeten de zintuigen van de rijders zo

min mogelijk door hun pak worden beperkt.

Met hun dunne handschoenen kunnen de

coureurs het stuur goed voelen en door de

rubberen antislip zolen maken de voeten

goed contact met de pedalen.

De helm is zeer belangrijk. Het

grootste risico dat coureurs lopen,

is hoofd- en nekletsel. De helm

moet zeer licht zijn, omdat elke

gram bijdraagt aan de extreme

G-krachten die bij het versnellen,

remmen en in de bochten

op het hoofd van de rijder worden

uitgeoefend. Ook moet

een helm sterk zijn, om klappen

op te vangen en de coureur

tijdens een crash te beschermen.

De meeste helmen zijn van

koolstofvezel, polyethyleen en

aramide. Deze eigenschappen

maken ze sterk, brandwerend en licht.

Racepakken moeten coureurs veilig houden, maar

ook comfortabel zitten. Alleen dan kunnen ze optimaal

presteren.

Hoofd- en nekondersteuning

(HANS)

Tijdens de race vormt het HANSsysteem

een integraal onderdeel

van het pak. Het wordt door de

schoudergordels in de auto op

zijn plek gehouden en beschermt

Max’ nek tijdens het rijden.

De zijkanten van de helm zijn

verbonden met ankerpunten in

de schouderondersteuning. Als

het lichaam tijdens een crash

naar voren schiet, zorgt het

HANS-systeem ervoor dat het

hoofd van Max met zijn lichaam

mee beweegt. Zo worden de

kwetsbare nek- en schedelbotten

beschermd. De schouderondersteuning

is hol, voor minder

gewicht en een optimaal comfort.

Het materiaal is technologisch

versterkt en buitengewoon stevig.

Stretchpanelen

Anatomisch gevormde

stretchpanelen bij

de onderrug, aan de

zijkanten, in het kruis

en bij de knieën zorgen

voor meer flexibiliteit.

Helm

Het belangrijkste onderdeel van de

raceoutfit van Max is zonder twijfel zijn

helm. Zijn Arai GP-6 RC-helm voldoet

aan alle strenge en verplichte FIAeisen.

Het gepatenteerde koolstofvezelpatroon

maakt de helm niet alleen

ontzettend sterk, maar ook flexibel en

met 1540 gram extreem licht. Zo zal de

helm tijdens een crash niet barsten. De

helm heeft een noodontgrendelingssysteem

en kan na een ongeval makkelijk

worden verwijderd.

Max Verstappen (21) debuteert in 2015 in

de Grand Prix van Australië op het circuit

van Melbourne als jongste coureur ooit in

de Formule 1. Een jaar later is hij in Barcelona

de eerste Nederlandse Grand Prixwinnaar

ooit en de jongste aller tijden.

Coureurs kunnen

tijdens een race kilo’s

vocht verliezen

Know How 99


Hoe werkt een helirotor?

Een ingewikkeld, maar slim systeem laat een helikopter vliegen.

Hoe anders ze ook zijn, helikopters

werken volgens dezelfde aerodynamica

als vliegtuigen. De rotorbladen

zijn, net als de vleugels van een

vliegtuig, van boven rond en van onderen

vlak. Die vorm genereert lift (stijgkracht)

door onder de rotor een hogere druk te creëren

dan erboven. Bij vliegtuigvleugels gebeurt

dat ook, maar daar heeft het hele

toestel een voorwaartse snelheid nodig.

Een helikopter laat alleen zijn rotor

heel snel rond draaien. De piloot bestuurt

dit systeem met twee hendels.

De ene regelt de stijgkracht

door elk rotorblad te kantelen en zo de

hoek aan te passen. De andere zorgt ervoor

dat de hoek van de bladen groter

wordt als ze aan een bepaalde kant van de

heli zijn. Door de stijgkracht aan bijvoorbeeld

de linkerkant groter te maken

dan aan de rechterkant, gaat de heli naar

rechts. De staartrotor zorgt ervoor dat de

romp van de heli niet in tegengestelde

richting onder de rotor door gaat tollen.

Want actie (de draaiende rotor) zorgt nu

eenmaal voor reactie (een tollende romp).

Rotorkop

De rotorbladen zijn met

scharnieren aan de rotorkop

bevestigd zodat ze om hun horizontale

as kunnen draaien.

Zwieperd

Rotorbladen kunnen

met honderden

omwentelingen per

minuut ronddraaien.

Ook de bladen van de staartrotor

zijn kantelbaar om zo de

stuwkracht te kunnen regelen.

Rotorblad

De bladen zijn gebogen

zodat ze lift genereren als

er lucht overheen stroomt.

Kantelen

Door de invalshoek

van de

bladen te veranderen,

krijg je

meer of minder

stijgkracht.

Stijgkracht

Waardoor blijft een

helikopter in de lucht?

Rotormast

De aandrijfas brengt het

motorvermogen van de

heli over op de rotor.

Melkwagens

Welke ’Tesla’s’ reden er honderd jaar geleden al rond?

Je denkt misschien dat elektrisch aangedreven

voertuigen hypermodern zijn.

Maar ze bestaan al sinds het begin van

de negentiende eeuw – zo’n veertig jaar

langer dan de allereerste benzineauto’s.

Een van de meest gebruikte elektrische voertuigen

was de melkwagen. De stille, door batterijen

aangedreven motor maakte het een

ideaal voertuig om in de vroege ochtend producten

mee rond te brengen in de woonwijken.

Doordat hij voortdurend moest stoppen

en optrekken, was de elektrische melkkar

bovendien veel goedkoper in het gebruik dan

een melkkar met een benzinemotor.

De melkwagen had maar een topsnelheid van

zo’n 30 kilometer per uur, maar dat was snel

genoeg. En doordat de elektrische melkkar

heel soepel optrok, kon de achterkant van de

wagen openblijven zonder dat de melkflessen

eruit vielen. Al waren er ook wagens met

schuifdeuren om de producten koud te kunnen

houden.

Tegenwoordig halen we onze zuivelproducten

meestal gewoon bij de supermarkt, maar de

elektrische melkkar heeft de weg wel mooi vrij

gemaakt voor andere elektrische voertuigen.

© WIKI; Alamy; Thinkstock

100 Know How

Transport

De Autostadt-torens

Wat is het snelste automatische parkeersysteem ter wereld?

Mensen die een nieuwe auto kopen, gaan meestal

naar een dealer, kiezen een auto uit en rijden

erin naar huis. Maar Volkswagen heeft de opslag

van auto’s en de levering aan de klant met een compleet

nieuw proces aangepast aan de 21ste eeuw.

Autostadt, het VW-themapark in het Duitse Wolfsburg, trekt

elk jaar een groot aantal bezoekers. Het naast het hoofdkantoor

gelegen attractiepark heeft een museum, tentoonstellingsruimtes,

een bioscoop én twee iconische, 48 meter hoge

torens vol gloednieuwe auto’s. De torens vormen een geavanceerd

technologisch systeem op maat dat het verkoopproces

van auto’s sneller en efficiënter maakt. Ze hebben

twintig verdiepingen, met per verdieping plaats voor twintig

auto’s, 400 in totaal. Robots doen het meeste werk, zodat

er wel 500 auto’s per dag kunnen worden afgeleverd.

De autotorens

zijn het ’snelste

automatische

parkeersysteem

ter wereld’

waarin de voertuigen

met een

snelheid van

2 m/s worden

verplaatst.

Parkeren

Uit de centrale pilaar steken

robotarmen die roteren en de

voertuigen in hun afzonderlijke

parkeerplaatsen zetten.

De toren in

De auto’s gaan vanuit een tunnel die 700

meter onder de grond naar de fabriek

loopt op een transportband de toren in.

Autosilo’s

Hoe deze geautomatiseerde

verkoopautomaten

auto’s vers van de fabriek

bij hun nieuwe eigenaren

afleveren.

De hoogte in

Het voertuig

wordt met een

automatische lift

naar een van de

twintig verdiepingen

gebracht.

Opslag

De auto blijft in

de opslag tot hij

na aankoop naar

beneden wordt

gehaald en naar

het klantencentrum

wordt

getransporteerd.

Dakventilators

Hoe maakt deze kleine accessoire voor

bestelwagens een groot verschil?

Heb je je weleens afgevraagd wat die

ronddraaiende dingen op bestelwagens

zijn? Dat zijn dakventilators. Ze draaien

rond door de wind of doordat de auto beweegt en

circuleren de lucht in de wagen. Je ziet ze meestal

op bedrijfswagens zonder ramen, zoals auto’s

die etenswaren bezorgen (om de temperatuur

laag te houden) of busjes die dieren vervoeren,

zodat ze voldoende frisse lucht krijgen. De warme

lucht wordt continu afgevoerd en er wordt

koelere lucht van buiten naar binnen gezogen.

Ze helpen ook de wagen schimmelvrij te houden.

Hoewel deze ventilators er niet spectaculair uitzien,

zijn ze in veel bedrijfstakken erg belangrijk.

Ze vergroten de veiligheid en het comfort

van bestelwagens op een praktische en goedkope

manier.

Afvoer

De ventilator houdt de lucht

in beweging, zodat gassen en

muffe lucht worden afgevoerd.

Dit is vooral belangrijk bij het

transport van stoffen waarbij

gevaarlijke dampen vrijkomen.

Rondjes draaien

Zo helpt dit eenvoudige

accessoire een auto

te ventileren.

Ventilatie

De dakventilator zuigt verse

lucht van buiten naar binnen,

zelfs als de wagen niet

beweegt en er maar een

licht briesje waait.

Minimale condensatie

De luchtcirculatie helpt vochtige

lucht af te voeren, zodat schimmel

wordt tegengegaan en de

goederen en het interieur van de

wagen niet beschadigd raken.

© Getty; DK Images; Afbeelding The Art Agency/Nick Sellers

Know How 101


Zelfrijdende trucks

Zijn zelfrijdende vrachtwagens de

toekomst van het wegtransport?

Door dit nieuwe

vrachtwagentransport zou de

omgeving voor iedereen veel veiliger

en ontspannender kunnen worden.

Naar schatting meer dan negentig

procent van de verkeersongelukken

wordt veroorzaakt door bestuurders,

vaak door vermoeidheid,

verslapte concentratie, afleiding of alcohol

of drugs. Als de meeste ongelukken het gevolg

zijn van een menselijke fout, is het

dan geen tijd om menselijke bestuurders

te vervangen door machines? Google en

Tesla zijn daar met de ontwikkeling van

zelfrijdende voertuigen al mee bezig. De

vrachtwagenindustrie heeft zich hier bij

aangesloten, zodat een revolutionaire verandering

in die sector aanstaande is.

Zo heeft Groot-Brittannië bijvoorbeeld

zo’n negen miljoen euro uitgetrokken voor

proeven met zelfrijdende vrachtwagens

waarbij gebruik wordt gemaakt van

platooning-technologie. Hierbij rijden

vrachtwagens in konvooi. De eerste met

bestuurder, de rest zelfrijdend en in staat

om zelfstandig te remmen en de snelheid

aan te passen. Als de konvooileider remt,

doet de rest van het konvooi onmiddellijk

en tegelijkertijd hetzelfde.

Een dergelijk systeem bestaat al in Singapore,

waar Scania en Toyota zelfrijdende

bussen en taxi’s op straat testen. De komende

drie jaar exploiteren de ondernemingen

drie zelfrijdende vrachtwagens

die een sturende konvooileider volgen

voor het vervoer van lading tussen havens.

De vrachtwagens rijden niet in een gecontroleerde,

voorspelbare omgeving, maar

op drukke wegen met andere bestuurders

– een compleet andere uitdaging.

Het klinkt als een enorme ontwikkeling

voor de transportsector, maar hierbij

wordt eigenlijk alleen voortgebouwd op

bestaande technologie. Verwacht wordt

dat vrachtwagens net zo zullen werken als

zelfrijdende auto’s, met radarsensors

rondom het voertuig geplaatst om andere

voertuigen te lokaliseren. Ze zullen ook

zijn voorzien van videocamera’s om stoplichten

waar te nemen, verkeersborden te

lezen en obstakels, voetgangers en fietsen

te herkennen.

Wegranden en rijbaanmarkeringen worden

herkend door lidarsensors, die herhaaldelijk

licht van de weg weerkaatsen.

102 Know How

Transport

De voordelen van zelfrijdende

vrachtwagens

Zelfrijdende vrachtwagens beperken menselijke fouten, waardoor

het veiliger wordt op de weg. Machines hebben niet zoals

mensen slaap nodig om goed te functioneren. Er zullen dus minder

ongelukken plaatsvinden die zijn veroorzaakt door vermoeide

chauffeurs. Een autonoom systeem laat zich ook niet

afleiden.

Daarnaast is de uitstoot van zelfrijdende vrachtwagens lager,

wat goed is voor het milieu. Vrachtwagens die dicht op elkaar in

konvooi rijden, ondervinden minder weerstand doordat de lucht

door de eerste vrachtwagen omhoog en over de volgende

vrachtwagens wordt gestuwd. Dit verlaagt het brandstofverbruik

en dus de CO 2

-uitstoot. De verwachting is ook dat een

vrachtwagen zonder bestuurder grotere afstanden kan afleggen,

waardoor leveringstijden worden verkort omdat rustpauzes niet

nodig zijn. Verder kan met deze technologie het personeelstekort

in de sector worden teruggebracht. Het beroep van vrachtwagenchauffeur

is gevaarlijk en moeilijk, en de sector kan

momenteel weinig personeel vinden.

De brandstofzuinigheid neemt toe, doordat de vrachtwagens

achter de konvooileider minder luchtweerstand ondervinden.

Truck platooning

Hoe zullen zelfrijdende trucks het op de weg doen?

Volg de leider

Deze vrachtwagen rijdt voorop en bestuurt alle vrachtwagens

erachter. Zodra het rempedaal wordt ingetrapt,

mindert de rest van het konvooi ook vaart.

Volgende vrachtwagens uit de (rij)wind gehouden

Robotbesturing

Computers besturen de

vrachtwagens die de

konvooileider volgen en

voeren alle andere handelingen

uit, zoals snelheid

aanpassen en sturen.

Op een groot scherm

kan de passagier de status

en snelheid van de

vrachtwagen zien.

Bestuurders

In elke volgende vrachtwagen zit een

chauffeur om zo nodig de besturing

over te nemen. De trucks waarschuwen

de chauffeur, die 20 seconden de tijd

heeft om het over te nemen. Gebeurt

dit niet, dan stoppen ze automatisch.

Sensortechnologie

Door een combinatie van radar,

lidar, gps en videocamera’s,

kunnen vrachtwagens

de locatie bepalen van obstakels,

andere weggebruikers,

voetgangers, fietsers enz.

Access point

Door access points in

de cabine blijven de

vrachtwagens met

elkaar verbonden en

kunnen ze met elkaar

communiceren.

Ultrasoonsensors in de wielen lokaliseren

bij parkeren stoepranden en andere voertuigen.

Een computer analyseert de gegevens

om sturen, snelheid, acceleratie en

remmen te regelen.

Veiliger op de weg

Sommige van deze technologieën worden

al in de praktijk toegepast, zoals zelfstandig

een noodstop maken. Hiermee worden

obstakels herkend en wordt automatisch

geremd om botsingen te voorkomen.

Als de meeste

verkeersongelukken

gevolg zijn van een

menselijk fout, is het

dan geen tijd om

menselijke

bestuurders te

vervangen?

Het ontwikkelen van een zelfrijdende

vrachtauto is het samenvoegen van al deze

ontwikkelingen en ze verfijnen tot de auto

veilig en efficiënt functioneert. Hoewel er

zorgen bestaan over de veiligheid (hoe zal

een zelfrijdende auto op verkeersagressie

reageren en wat gebeurt er als een auto

zich tussen twee zelfrijdende vrachtwagens

in een konvooi in wurmt?), wordt

verwacht dat het door de snellere reactietijden

en nauwkeuriger ruimteberekeningen

veiliger zal worden op de weg.

Know How 103

© Daimler


Catamarans kunnen

draagvleugels gebruiken

om uit het water komen.

Snelheid

Draagvleugelboten

kunnen wel 100 km/u

halen, drie keer de

windsnelheid.

Draagvleugels

Naarmate de boot sneller

vaart, wordt hij uit het water

getild door twee draagvleugels,

een onder elke kant.

Lift

Door de draagvleugels te verstellen,

kan één kant van de boot het

water uit worden getild en kan

het schip scherp keren.

Draagvleugelboten

Hoe kan een boot boven de waterlijn ’vliegen’?

Draagvleugelboten kunnen als het

ware boven het water vliegen. Door

een sterk staaltje technologie

wordt de romp uit het water getild, zodat

het schip hoge snelheden kan bereiken.

Dit concept bestaat al tientallen jaren,

maar wordt pas sinds kort op bredere

schaal toegepast, zoals in de zeilsport.

Traditionele zeilboten hebben een kiel om

in balans te blijven als de wind tegen de

zeilen beukt. Deze dient als een soort

contragewicht in het water. Draagvleugelboten

hebben geen kiel, maar een vleugelvormige

constructie die op het water duwt

en het varende schip omhoog tilt. Aangezien

de dichtheid van water veel groter is

dan die van lucht, is de opwaartse kracht

duizend keer groter dan bij een vliegtuigvleugel.

Zo wordt het schip bij voldoende snelheid

het water uit getild. Bij een te hoge snelheid

zal het water onder de boot gaan kolken.

Het schip valt stil en plonst terug de

zee in. Bij een te lage snelheid komt de

boot echter het water niet uit. Als een

draagvleugelboot goed wordt bediend,

gaat hij drie keer sneller dan de windsnelheid.

Draagvleugelboten zijn vaak van

koolstofvezel en moeten omhoog, omlaag

en opzij worden getild om de optimale lift

Er zijn veel soorten

draagvleugelboten, ook

kleinere zoals deze.

en snelheid te bereiken.

Sinds enkele jaren zien we steeds meer

draagvleugelboten. Vanwege hun complexiteit

en kosten waren ze een beetje uit

de gratie geraakt. Maar tegenwoordig zijn

ze niet meer weg te denken uit de meest

prestigieuze zeilraces ter wereld zoals de

America’s Cup en de Ocean Race.

© BAE Systems / Land Rover BAR; Getty

104 Know How

Transport

Geflitst! Hoe werkt een

roodlichtcamera eigenlijk?

Door rood rijden, je bent er gloeiend bij door nieuwe technologie.

Bij rood stoppen, bij geel gaan afremmen

en bij groen rijden. Verkeerslichten

zijn eenvoudig te begrijpen

en zeer effectief, mits iedereen zich aan de

regels houdt. Maar hoe maken we van een

rood licht meer dan een loos dreigement

als roekeloze bestuurders ze negeren?

Sommige kruispunten hebben nu onzichtbare,

draadloze sensors bij de stoplijn, die

meten wanneer de lijn wordt overschreden.

Als een voertuig de lijn passeert terwijl

het licht nog rood is, worden de

sensors geactiveerd en fotografeert een camera

het bijbehorende kenteken. Deze foto

wordt vervolgens naar de autoriteiten verzonden

en de eigenaar van het voertuig

krijgt een boete.

Op de foto

Als een auto door rood rijdt en

de sensor activeert, gaat die

informatie naar de camera, die

een foto neemt.

Bestuurders op

heterdaad

De onzichtbare technologie

achter de roodlichtcamera.

Camera

Sensor

Lichtregelaar

Lichtregelaar

De lichtregelaar houdt bij

hoe lang het licht op groen,

geel en vervolgens rood

staat.

Stopstreep

Als het voertuig de lijn

passeert, wordt de draadloze

sensor geactiveerd.

Draadloze

detectiezones

Via deze zone wordt

bepaald of een auto

het gebied rond de

verkeerslichten in- of

uitgaat.

© Thinkstock; Afbeelding The Art Agency

Know How 105


Het is onmogelijk om

expres afval uit een

vliegtuig te gooien

tijdens de vlucht.

Dumpen vliegtuigen toiletafval tijdens de vlucht?

Verhalen over waar het toiletafval op

grote hoogte blijft, doen al lang de

ronde. Bijvoorbeeld dat het eenvoudig uit

het vliegtuig wordt gegooid. Maar dat is

helemaal niet mogelijk. Dat komt doordat

toiletten in vliegtuigen een gesloten

afvalsysteem (ongeveer zoals je toilet

thuis) of een modern vacuümsysteem

gebruiken. Beide systemen slaan het afval

op in een tank, die in verbinding staat met

een klep aan de buitenkant van het toestel.

Soms zit er een lek in de tank. Het afval

bevriest dan onmiddellijk, samen met de

blauwe chemische vloeistof die het afval

afbreekt. Dit vieze bevroren mengsel staat

bekend als ’blauw ijs’. Hoewel blauw ijs

zich doorgaans verzamelt aan de buitenkant

van het vliegtuig en daar blijft zitten

tot het vliegtuig is geland, kan het in

uitzonderlijke gevallen losraken. Het smelt

en verdampt doorgaans voor het de grond

of een voorbijganger raakt, maar soms

blijft er een onsmakelijke sneeuwbal over.

Er zijn wel incidentele gevallen bekend van

mensen en eigendommen die zijn getroffen

door blauw ijs, maar daarbij is nooit opzet

in het spel.

Waar

slaan tankstations

hun

benzine op?

Tankstations slaan hun

benzine meestal op in grote

ondergrondse tanks. Deze

worden bevoorraad met tankvrachtwagens.

Elke tank heeft

een ca pa citeit van duizenden

liters brandstof, die met een

duik- of zuigpomp naar de pomp

worden getransporteerd.

Waar is die bobbel op de boeg

van een schip voor?

Zo’n boegontwerp heet een bulbsteven. Een zeeschip kan natuurlijk niet zoveel doen

aan de golven op zee, maar een ‘normale’ boeg veroorzaakt zelf ook een golf. En die

zorgt voor weerstand. Daarom werd al aan het begin van de twintigste eeuw een nieuwe

boegvorm bedacht. Een Amerikaans marineschip was in 1910 het eerste dat ermee

rondvoer. De uitstulping net onder de waterlijn wekt zelf ook een golf op en het ‘dal’

achter die golf valt bij hogere snelheden precies samen met de boeggolf. Daardoor heffen

beide elkaar grotendeels op en dat scheelt weerstand, dus brandstofverbruik. Een beetje

schip haalt door die

‘neus’ al snel een

besparing van 12 tot

15 procent én een

hogere snelheid,

zonder dat er meer

vermogen nodig is.

Maar het werkt alleen

bij snelheden boven

de 6 knopen (11

kilometer per uur).

Dus als een schip de

meeste tijd langzamer

vaart, zou een

bulbsteven alleen

maar meer weerstand

opleveren.

106 Know How

Transport

Wat geeft

nieuwe

auto’s zo’n

bijzondere

geur?

In veel onderdelen van een

autointerieur zijn de kunststoffen

polyurethaan en polyester

verwerkt. Die laten bepaalde

koolwaterstoffen vrij, de zogenoemde

vluchtige organische

stoffen of VOS. Samen met de

ontsnappende gassen uit verf en

lijm veroorzaken die de heerlijke

geur van ‘nieuwheid’.

Doden airbags meer mensen dan

ze redden?

Er doen nog steeds de nodige broodjeaapverhalen

de ronde over airbags. Zo

zouden ze meer doden veroorzaken dan

mensen redden, maar dit is onjuist. Ze

veroorzaken over het algemeen alleen

letsel als ze verkeerd worden gebruikt. De

National Highway Traffic Safety Administration

(VS) schat dat er tussen 1987 en

2016 in totaal 47.625 levens door frontale

(verwerkt in stuur en dashboard) airbags

werden gered. Terwijl tussen 1990 en

2008 ruim 290 doden vielen door verkeerd

gebruik van de airbag. Het is dus veel

riskanter om in een auto te rijden zonder

airbags dan in een auto die wel met

airbags is uitgerust.

Kan de lucht die in een vliegtuig

circuleert ziektes verspreiden?

Je denkt misschien dat de lucht die je in een vliegtuig inademt vergeven is van

ziektekiemen door alle mensen die hoestend, niezend en proestend in het

vliegtuig zitten. Maar moderne vliegtuigen hebben enorm krachtige systemen die

met behulp van HEPA-filters tot 99,97 procent van de microben die in de lucht zweven

opvangen. De gefilterde lucht wordt ongeveer één keer per twee tot vier

minuten opnieuw het

toestel in geblazen. Er

wordt bovendien ook

verse lucht aangevoerd

in een vliegtuig: vijftig

procent van de lucht in

de cabine is frisse lucht

van buiten. Deze wordt

continu het vliegtuig

ingezogen via compressortrappen

in de straalmotor.

Daarom is de

lucht in een vliegtuig

waarschijnlijk schoner

dan die in een kantoor.

Wat is het

snelste

commerciële

vliegtuig?

Op dit moment is de Boeing 747-8

Intercontinental de snelste, met een

topsnelheid van mach* 0,86 (913,32 kilometer

per uur). Maar de snelste ooit was

de Concorde, met een kruissnelheid van

mach 2,02 (2145,24 kilometer per uur).

*mach-snelheden zijn afhankelijk van de vlieghoogte.

Deze snelheden worden berekend op basis van

de kruissnelheid op 12.192 meter.

© Getty Images, Thinkstock, Kiefer

Know How 107


110 Hoe vinden we een andere aarde?

116 Hoe ontstaan gasreuzen?

117 Wat kan de nieuwe Mars 2020 rover?

118 Wat zie je als je inzoomt op onze Melkweg?

120 Waarom zou er een negende planeet zijn?

120 Wat zijn oude sterren?

121 Heeft de kosmos een vorm?

121 Hoe kwam komeet Shoemaker-Levy aan zijn einde?

122 Wat is een uitheemse asteroïde?


Ruimte

108 Know How

Ruimte

Opgeruimd staat netjes

In het heelal lopen geen vuilnismannen rond en

dat is goed te merken. Een afgeworpen rakettrap,

een satelliet die met pensioen is… je kunt het zo

gek niet bedenken of het zweeft eindeloze rondjes

om de aarde. Inmiddels razen er naar schatting al

170 miljoen kleine en grote brokstukken rond met

een snelheid van maar liefst 28.8oo kilometer per

uur: tien keer sneller dan een kogel. Hoewel het

ruimtepuin enorme schade kan toebrengen aan

een satelliet of ruimtevaartuig, lieten we de boel

lange tijd maar waaien. Gelukkig is het Japanse

Astroscale wakker geworden: dit bedrijf begint

binnenkort de eerste vuilnisophaaldienst van

de ruimte. Eén satelliet brengt straks al het puin

in kaart, terwijl een andere met een gigantische

magneet de brokstukken vangt en in de atmosfeer

smijt, die mooi kan dienen als afvalverbrandingsoven.

Da’s dan weer het voordeel als je een buitenaardse

afvalverwerker begint.

Know How 109


Is er ergens

een andere aarde?

Rond andere sterren zijn veel planeten ontdekt die zo groot

zijn als de aarde. In hoeverre lijken ze op onze planeet?

110 Know How

Ruimte

’Superaardes’ zijn een

mysterieuze klasse planeten

zonder equivalent in ons

zonnestelsel

In het sterrenbeeld Kreeft is de Kreeft

een verre zon waar vijf planeten omheen

draaien. Deze ster is nog net met

het blote oog te zien en is even groot als

onze zon. Hij wordt omringd door planeten

die variëren van groter dan Jupiter tot

bijna zo groot als de aarde. Toch is het

geen kopie van ons zonnestelsel. Sterker,

het zijn heel vreemde werelden.

We hebben het over 55 Cancri (Copernicus),

een Latijnse naam die is afgeleid van het

sterrenbeeld waarin ze staat. De planeten

worden aangeduid met de toevoeging van

een kleine letter beginnend bij ’b’ in de

volgorde waarin ze zijn ontdekt. Zo is 55

Cancri e de vierde planeet rond de ster 55

Cancri.

De vijf planeten in dit stelsel zijn ontdekt

door een kleine verschuiving in de stand

van de ster vanwege de aantrekkingskracht

van de eromheen draaiende planeten.

Dit wordt de radialesnelheids- of

Dopplerverschuivingsmethode genoemd.

De grootte en frequentie van de verschuiving

geven informatie over de massa van

een planeet en de duur van haar baan om

de ster. Zo is ontdekt dat de binnenste en

kleinste wereld 55 Cancri e was, met een

gewicht van ’slechts’ acht maal de massa

van de aarde.

Dat maakt 55 Cancri e een ’superaarde’,

een mysterieuze klasse zonder gelijke in

ons zonnestelsel. Er zijn twee typen planeten

rond onze zon: steenplaneten als de

aarde en Mars met een dunne atmosfeer

boven een massief oppervlak; en gasreuzen

als Jupiter en Neptunus waarvan de

massieve kern is omhuld door een tienduizenden

kilometers dikke laag gassen. Hij

heeft een massa die ergens tussen die van

de grootste steenplaneet (de aarde) en de

kleinste gasreus (Neptunus) in ligt, en het

is dus niet helemaal duidelijk wat 55 Cancri

e precies is. Gaat het om een supergrote

steenplaneet of een mini-gasplaneet?

Het raadsel kan worden opgelost door de

omvang van de planeet te meten. Als massa

en omvang bekend zijn, valt de gemiddelde

dichtheid te berekenen. Een lage

dichtheid van ongeveer 1,3 g/cm 3 duidt op

een planeet die grotendeels uit atmosfeer

bestaat. Een aardachtige waarde van 5,5 g/

cm 3 duidt op veel steen.

De planeetomvang kan niet worden afgeleid

uit de verschuiving in de stand van

een ster maar wel worden gemeten als er

een daling in het sterrenlicht is. Als vanaf

© Alamy

Know How 111


de aarde gezien de planeet het oppervlak

van de ster kruist, wordt de ster even minder

helder omdat de planeet een deel verduistert.

Met deze ’transitmethode’ samen

met de radialesnelheidsmethode

is 96 procent

van de nu bekende planeten

ontdekt.

Maar het meten van planeetmassa

en omvang is

niet eenvoudig. Niet alle

planeten maken een omloop

om een ster en dan

is het erg lastig om te bepalen

hoe zo’n kleine wereld in elkaar zit.

Maar bij 55 Cancri e hadden sterrenkundigen

geluk. NASA’s ruimtetelescoop Spitzer

nam een kenmerkende lichtdip waar die

overeenkwam met de baan van de superaarde.

55 Cancri e bleek twintig procent

groter te zijn dan de aarde. Daarmee was

nog steeds niets duidelijk. De gemiddelde

dichtheid van 55 Cancri e is 4 g/cm 3 , te

hoog voor een gasreus en te laag voor een

steenplaneet. Welke soort planeet zou

zo’n tussenliggende dichtheid hebben?

De eerste mogelijkheid is dat 55 Cancri e

een hybride planeet is, met een steenachtig

oppervlak als de aarde maar een veel

dikkere atmosfeer. Door de grotere massa

van 55 Cancri e zou haar zwaartekracht

hoger zijn dan die van aarde. Dit zou genoeg

kunnen zijn om lichte gassen als waterstof

en helium vast te houden. De

zwaartekracht van de aarde was te zwak

om die gassen in onze lucht te houden,

maar zij vormen grotendeels de atmosfeer

van de gasreuzen. Als slechts 0,1 procent

van de planeetmassa uit deze lichte elementen

bestaat, zou de omvang uitdijen

tot een gemiddelde dichtheid als die van

55 Cancri e.

Een hybridewereld lijkt een overtuigende

oplossing, maar kent één probleem. 55

Cancri e staat zo dicht bij haar ster, dat één

omloop slechts achttien uur duurt. Mercurius,

de binnenste planeet van onze zonnestelsel,

heeft daar 88 dagen voor nodig.

De nabijheid van de nucleaire hel van de

ster leidt tot een gemiddelde planeettemperatuur

van 2000 graden Celsius. Daarin

zouden alle lichte gassen moeten verbranden

en er zou een veel dunnere of geen atmosfeer

overblijven. Dus als een dikke

atmosfeer onwaarschijnlijk is, wat verklaart

dan de lage dichtheid van de planeet?

Een bijzondere vorm van water

55 Cancri e

bleek 20

procent groter

te zijn dan de

aarde

wellicht. Water zou op een warmere planeet

dan Mercurius niet vloeibaar kunnen

zijn, maar in een ’superkritische’ fase kunnen

bestaan. Dergelijke vloeistoffen zie je

bij zeer hoge temperaturen

en onder zeer hoge

druk, zoals raketvloeistof

bij een lancering. Superkritisch

water is iets

tussen vloeistof en stoom

in. Op een superkritische

waterplaneet zou je in

mist hangen en niet kunnen

zeggen waar oceaan

en hemel elkaar ontmoeten.

Een derde verklaring voor de dichtheid

van 55 Cancri e is dat ze een diamanten

mantel heeft. 55 Cancri is ongeveer zo

groot als onze zon, maar heeft een koolstofrijke

samenstelling. Aangezien dezelf-

Venus krijgt bijna tweemaal zoveel straling van de

zon als de aarde, maar door de dikke atmosfeer is

het er zo heet dat lood zou smelten.

Concept van een kunstenaar van het

mogelijke oppervlak van TRAPPIST-1 f.

de mix van stof en gas zowel de ster als de

planeten vormt, zou je verwachten dat om

een koolstofrijke ster ook koolstofrijke planeten

draaien.

Koolstof is belangrijk voor biologisch leven,

maar slechts 0,2 procent van de aardmassa

bestaat uit koolstof. Dat komt

doordat koolstof alleen wordt ingedikt tot

vaste stof in de koude buitenste regionen

van het zonnestelsels waar de gasreuzen

zijn ontstaan. In de buurt van de aarde

was koolstof stoom en de korrels die de

planeet zouden vormen, waren van silicaat

en ijzer. Als de koolstoffractie toeneemt,

kan de koolstof zuurstof vervangen

en zich aan silicium binden. Het resultaat

De werelden van

Trappist-1

De afgelopen jaren zijn zeven planeten zo

groot als de aarde ontdekt die rond de

ster Trappist-1 cirkelen. Zou een ervan op

de aarde kunnen lijken? Er zijn aanwijzingen

die erop duiden dat de planeten mogelijk

ver van hun ster zijn ontstaan en

deze zijn gaan naderen. Als dat waar is,

gaat het mogelijk om de gestripte kernen

van gasreuzen, vol met ijs. Maar kan een

ijs- en silicaatsamenstelling nog wel een

beschermend magnetisch veld vormen?

Verschillende broeikasgassen in de lucht

zorgen voor warmere en koudere gebieden.

Misschien is er helemaal geen land

als het ijs smelt en het water een wereldoceaan

vormt. Of misschien verdampt

het water wel door de straling van de

ster. Zolang we niets van de atmosfeer

van deze planeten kunnen zien, zullen we

niet weten hoe veel of weinig ze op de

aarde lijken.

112 Know How

Ruimte

Concept van een

kunstenaar van de

eerste rond een pulsar

ontdekte exoplaneten.

Van de exoplaneten Kepler 70b en 70c

wordt aangenomen dat ze behouden

zijn gebleven in het omhulsel van hun

gastheerster tijdens haar rode-reus fase.

De eerst ontdekte

exoplaneet

De expoplaneten die het eerst werden

ontdekt, draaiden niet om een ster. In

plaats daarvan draaiden ze om een dode

ster, een pulsar. Een pulsar ontstaat als

een zwaardere ster dan onze zon het eind

van haar leven bereikt en in een supernova

explodeert. Het overblijfsel is een

dicht smeulend vuur zo groot als een

stad maar tweemaal zo zwaar als de zon.

Pulsars geven enorm krachtige stralen af

die wij op aarde kunnen zien. Als de pulsar

deel uitmaakt van een binair sterrenstelsel,

kunnen de stralen de zusterster

kapot branden. De in stukken gereten

ster vormt een schotel rond de pulsar

waaruit een nieuwe generatie planeten

kan ontstaan.

Concept van een

kunstenaar van

Kepler-452 b, die

in de bewoonbare

zone ronddraait.

Dat wil

overigens niet

zeggen dat de

planeet op de

aarde lijkt.

© NASA/JPL-Caltech/ Ames/JPL-Caltech/T. Pyle; ISAS/JAXA; Ron Miller NASAblueshift

Know How 113


is gesteente van siliciumcarbide in plaats

van het silicaat op aarde.

Een planeet met gesteente van koolstof en

silicium in plaats van zuurstof en silicium

zou de massa en straal kunnen hebben

van 55 Cancri e. In plaats van superkritisch

water, is er mogelijk helemaal geen water.

Als koolstof rijkelijk voorradig is, bindt

zuurstof zich eraan om zo het giftige koolmonoxide

te vormen. Zo blijft er veel minder

zuurstof over om zich met waterstof te

binden en water te vormen. Het volledige

planetenstelsel kan daarom helemaal

droog zijn. Dus ook als 55 Cancri e verder

van de ster af zou staan, zou het oppervlak

van deze koolstofwereld onbewoonbaar

zijn.

Een koolstofplaneet zou een korst van grafiet

kunnen hebben dat verder beneden

het oppervlak diamant kan worden. De

meren kunnen van vloeibaar teer zijn en

de lucht een smog van koolmonoxide en

-dioxide. Het zwart geworden grafietoppervlak

kan hitte absorberen, waardoor

er een wereld ontstaat die veel heter is dan

de aarde. En dat is dan nog het optimistische

scenario.

De geologie van een koolstofplaneet wijkt

waarschijnlijk af van de aarde. Onze korst

is in tektonische platen opgebroken die

schuiven en vulkanen vormen die ons

magnetisch veld ondersteunen. Met een

minder plooibare diamanten binnenkant,

zou de korst van de koolstofplaneet niet

bewegen. Dit kan het magnetisch veld opheffen,

waardoor de planeet vatbaar zou

zijn voor de vernietigende vlammen van

de ster. Zonder vulkanen

die zware gassen uitspuwen

die door de zwaartekracht

kunnen worden

vastgehouden, zou een

koolstofplaneet zo groot

als de aarde haar atmosfeer

helemaal kunnen

verliezen.

Deze drie scenario’s voor

55 Cancri e leren iets heel belangrijks over

exoplaneten: een planeet zo groot als de

aarde kent niet per se aardachtige omstandigheden.

Massa en omvang alleen zijn

onvoldoende bewijs voor hoe het aan de

oppervlakte van een ogenschijnlijk soortgelijk

planeet is.

Deze kennis is van groot belang voor inzicht

in de ontdekkingen van planeten in

het ’bewoonbare’ of Goudlokje-gebied; het

Een infraroodbeeld van de

maan Titan vanuit het NASAruimtevaartuig

Cassini.

Een planeet

zo groot als

de aarde is niet

per se

aardachtig

gebied rond een ster waar een planeet

evenveel straling krijgt als de aarde. Tenzij

de planeet een kloon van de aarde is,

betekent de locatie niet dat het oppervlak

geschikt is voor vloeibaar water. Een hogere

massa zou een dikke atmosfeer kunnen

vasthouden, waardoor het er zo heet is dat

lood zou smelten, zoals

op Venus.

Een ander soort gesteente

zou bovendien de vorming

van een atmosfeer

of beschermend magnetisch

veld kunnen verhinderen.

Ook een

planeet zo groot als de

aarde in het bewoonbare

gebied zou zo dus net zo dor en onbewoonbaar

kunnen zijn als een planeet die zo

heet is als 55 Cancri e.

Dat lijkt een somber vooruitzicht voor het

vinden van een nieuwe aarde, maar de volgende

generatie telescopen zal ons perspectief

veranderen door de atmosfeer van

de planeet te onderzoeken. Als sterrenlicht

door de atmosfeer van een planeet

gaat, absorberen verschillende moleculen

Een sprankje leven

Welk gas in de atmosfeer duidt op een

bewoonde planeet? Het leven op aarde

produceert zowel zuurstof als methaan.

Het probleem is dat beide moleculen uit

niet-biologische processen kunnen ontstaan.

Ultravioletstraling van de ster kan

watermoleculen in de atmosfeer tot zuurstof

en waterstof afbreken. De lichte waterstof

kan van een planeet zo groot als

de aarde ontsnappen en zuurstofrijke

lucht achterlaten. De maan Titan van Saturnus

heeft een methaanrijke atmosfeer

maar geen tekenen van leven. Grote methaanreservoirs

onder het oppervlak stoten

via ijsvulkanen methaan uit. Een

beter teken is een combinatie van gassen.

Zuurstof en methaan vormen samen

kooldioxide. De aanwezigheid van beide

in de atmosfeer kan erop duiden dat deze

moleculen voortdurend door leven worden

aangevuld.

in de lucht bepaalde lichtgolflengten. Het

ontbrekende licht kan ons dus vertellen

welke gassen aanwezig zijn. Doordat

de samenstelling van de atmosfeer wordt

beïnvloed door geologische en oppervlakteprocessen,

is dit het eerste onderzoek

van het oppervlak van de planeet. De juiste

moleculen in de lucht kunnen zelfs duiden

op leven.

114 Know How

Ruimte

Het dorre oppervlak van een

Trappist-1-planeet.

Superaardes zoals CoRoT-7 b zitten qua omvang

tussen de aarde en Neptunus in.

Maar hoe zit het met de omstandigheden

op 55 Cancri e? Nieuwe metingen vorig jaar

wijzen op nog een ander scenario. Spitzer

mat de afgegeven hitte en constateerde

schommelingen van bijna 2000 graden

Celsius. Daarbij was de dip in het sterrenlicht

ongelijk, waardoor de planeet van

omvang leek te veranderen. Een vulkanische

wereld zou de verklaring zijn. Als 55

Cancri e een steenplaneet is, dan zou de

hitte van de nabije ster het oppervlak laten

smelten tot magma. Vulkanen zouden

daarop pluimen gesmolten steen de atmosfeer

in kunnen spugen.

Als de vulkaanas hoog genoeg zou stijgen,

leek de radius van de planeet groter te

worden. De afkoelende pluimen duidden

op een lagere temperatuur. Zwakten de

uitbarstingen af, dan werden de lagere regio’s

in de atmosfeer weer zichtbaar.

Als de kleinere gemeten omvang de echte

grootte is van 55 Cancri e, kan een aardachtige

silicaatsamenstelling met de

eigenschappen van de planeet overeenkomen.

Maar dit sluit een koolstof- of superkritische

waterwereld niet uit. Wat de

samenstelling van 55 Cancri e ook is, deze

wereld zo groot als de aarde en zo’n 40

lichtjaar van ons zonnestelsel verwijderd,

lijkt totaal niet op onze aarde.

De telescoop Kepler

heeft meer dan 5000

kandidaat-exoplaneten

ontdekt, waarvan er ruim

2500 zijn bevestigd.

© WIKI/Aldaron; NASA/JPL/Universiteit van Arizona/Universiteit van Idaho; ESO/M. Kornmesser

Know How 115


Hoe ontstaan gasreuzen?

Er zijn twee theorieën over de geboorte van planeten zoals

Jupiter en Saturnus.

THEORIE 1 THEORIE 2

Kosmisch kannibalisme

Kosmisch puin

Het stof en gas dat

overblijft na de geboorte

van een ster

vormt een schijf. De

deeltjes daarin botsen,

waarbij rotsachtige

schilfers aan

elkaar blijven

kleven.

Geboren uit kiezels

Gasreuzen zoals

Jupiter bestaan

vooral uit waterstof

en helium.

Planetaire

kiezels

Een nieuwer idee is

dat gasreuzen ontstaan

uit ijzige ‘kiezeltjes’.

Deze

klompjes beginnen

klein (een paar centimeter),

maar worden

steeds groter terwijl

ze door de gaswolk

vliegen.

Kernvorming

Naarmate de klonten

rotsachtig puin

groeien, wordt hun

zwaartekracht sterker

en trekken ze

steeds meer puin

aan. De klonten

smelten samen en er

beginnen planeten te

ontstaan.

Stof

verzamelen

De kiezeltjes bewegen

door de stofwolk

rond de jonge ster.

Op hun weg verzamelen

ze snel materiaal.

Op de planeten

die zo ontstaan, blijven

kleine deeltjes

kleven.

Gas

aantrekken

Bij de rotsplaneten,

die het dichtst bij de

ster staan, blaast de

sterrenwind de lichte

gassen weg. Bij de

verre planeten gebeurt

dat niet. Die

verzamelen het overgebleven

gas en worden

steeds groter.

Baan

schoonvegen

De gasreus groeit

doordat hij zijn baan

in de schijf ‘schoonveegt’

– en dus niet

door een reeks botsingen.

Concurrentie

vernietigen

De gasreuzen in het

buitenste deel van

het planetenstelsel

slokken hun kleinere

buren op. Door botsingen

kunnen hun

banen kantelen

en kleinere planeten

de ruimte in worden

geslingerd.

Snelle

vorming

Een voordeel van

deze theorie is dat

planeten sneller uit

kiezels kunnen ontstaan

dan via ‘kannibalisme’

– en dat

past beter bij waarnemingen

van ons

zonnestelsel.

© NASA

116 Know How

Ruimte

De visie van de Mars 2020

Hoe gaat de nieuwe rover ons meer over Mars vertellen?

Een groot deel van de Rode Planeet

blijft nog steeds een mysterie voor

wetenschappers. Mars is twee keer

zo klein als de aarde en lijkt in sommige

opzichten op onze planeet. Ze hebben allebei

een atmosfeer, kennen seizoenen en

hebben zelfs vergelijkbare ijskappen. Het

grootste verschil is de aanwezigheid van

leven. Voor zover we weten in ieder geval.

Een aantal Marsrovers van de NASA heeft

al gezocht naar leven op Mars. In augustus

2017 vierde de Curiosity zijn vijfjarig jubileum

met een half decennium aan foto’s van

het oppervlak van de Rode Planeet. Maar

nu is het tijd geworden voor een nieuwe rover

om de geschiedenis van Mars te ontsluieren.

De speciaal ontworpen Mars 2020 krijgt

daarvoor een geavanceerde set ’ogen’. Drieëntwintig

camera’s vormen het gezichtsvermogen

van de rover, die in de zomer van

2020 zal worden gelanceerd. De Mars 2020

moet baanbrekende ontdekkingen gaan

doen en is uitgerust met camera’s voor rijden,

onderzoek en aanvliegen, dalen en

landen.

Het doel van de missie is het vinden van tekenen

van behouden levensvormen, oftewel

biosignaturen, in gesteente op Mars.

Uit eerdere missies is gebleken dat er leven

op Mars mogelijk is. Camera’s met de toepasselijke

namen SHERLOC en WATSON

maken gebruik van spectometrie om het

gesteente te analyseren, de geologische geschiedenis

van Mars bloot te leggen en tekenen

van uitgestorven leven te vinden.

Een van de andere indrukwekkende instrumenten

van de rover is de SuperCam,

die zijn laser voorbij de mechanische arm

van de rover kan richten om elementaire

samenstellingen te analyseren.

De Mars 2020 wordt ook de eerste rover die

monsters zal verzamelen om tijdens een

mogelijke toekomstige missie mee terug

naar aarde te brengen.

Tekenen van leven

ontdekken

De camera’s en technologie van

de Mars 2020 van dichtbij.

NavCams

Twee sets kleurennavigatiecamera’s

helpen de

rover autonoom te navigeren.

Camera’s op de

mast van de rover kunnen

op 25 meter afstand

objecten zo klein als een

golfbal detecteren.

MastCam-Z

Deze set camera’s kan

met een krachtige

zoomlens kleurenfoto’s,

video’s en 3Dstereobeelden

maken.

SuperCam

Deze zend vanaf een afstand

van meer dan zeven

meter laserstralen naar

gebieden kleiner dan 1 millimeter.

In combinatie met

een camera en spectrometers

wordt gezocht naar

organische verbindingen

die duiden op vroeger

leven op Mars.

HazCams

Zes camera’s, vier aan

de voorkant en twee aan

de achterkant van de

rover, evalueren mogelijke

gevaren als grote rotsen

en duinen, zodat de rover

deze kan ontwijken.

CacheCam

De CacheCam bevindt zich

in de buik van de rover en

waakt over de verzamelde

bodemmonsters van Mars.

PIXL

Dit instrument identificeert chemische

elementen met behulp van

röntgenfluorescentie. De camera

maakt ook gedetailleerde opnames

van de rotsen grondstructuren.

SHERLOC/

WATSON

SHERLOC en

WATSON kunnen

op zoek

naar bacteriologische

levensvormen

met behulp van

spectrometers,

een laser en

cameralenzen

organische en

minerale stoffen

ontdekken.

© NASA/JPL-Caltech

Know How 117


GigaGalaxy Zoom

Welke verborgen wonderen van de

kosmos legde dit project bloot?

Het heelal is een wonderbaarlijke,

oneindige ruimte. En niets geeft

dat beter weer dan deze drie beelden

van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht

ESO.

Deze beelden werden in 2009 vrijgegeven

om te laten zien hoe de ruimte eruit ziet

als erop wordt ingezoomd. Met de eerste

foto van het GigaGalaxy Zoom-project, een

panoramafoto van 800 miljoen pixels, genomen

vanuit de Atacama-woestijn in Chili,

liet de ESO zien hoe de complete

sterrenhemel er met het blote oog uitziet.

In het tweede deel van het project werd

met een amateurtelescoop ingezoomd

op de galactische bult van de Melkweg,

wat een prachtig plaatje van

340 miljoen pixels opleverde.

Voor de laatste foto werd het La

Silla Observatory in Chili gebruikt,

waarbij de Lagunenevel

dicht bij het centrum

van onze Melkweg met 370 miljoen

pixels werd vastgelegd. In deze

jonge sterrencluster, ook NGC 6530 genoemd,

bevinden zich tussen de 50 en 100

sterren binnen een bereik van 100 lichtjaar.

De Lagunenevel ligt in het sterrenbeeld

Boogschutter op 5000 lichtjaar van

de aarde. In de nevel kun je donkere vlekken

zien waar stof- en gaswolken ineenstorten

en nieuwe sterren worden

gevormd.

De doelstelling van de ESO was om met dit

project de ’diepe, verborgen kosmos die

astronomen dagelijks bestuderen’ te onthullen.

Galactisch centrum

De eerste foto laat de complete

sterrenhemel vanuit de Atacamawoestijn

in Chili zien.

118 Know How

Ruimte

Donkere vlekken in

de nevel laten zien waar

stof- en gaswolken

ineenstorten

Galactische bult

De tweede foto laat het centrum

van onze Melkweg door

een amateurtelescoop zien.

Lagunenevel

Op de derde foto zien we

de prachtige Lagunenevel

dicht bij het centrum

van onze Melkweg.

© ESO/S Guisard/S Brunier

Know How 119


Wat is een

oude ster?

Wetenschappers hebben

kosmische overblijfselen

ontdekt die al miljarden

jaren branden.

Een door Australische wetenschappers

geanalyseerde ster is mogelijk

13,7 miljard jaar geleden ontstaan.

Hiermee is het een van de oudste in onze

Melkweg. Toen het heelal nog heel jong

was – slechts een paar honderdduizend

jaar van zijn 13,8-miljardjarige bestaan –

begonnen waterstofatomen zich op te hopen

en op te warmen. Deze wolken van

heet gas vormden samen de allereerste

sterren. En binnen in deze enorme hemellichamen

werden nieuwe elementen gesmeed:

eerst helium en daarna zwaardere

elementen zoals ijzer.

Maar in tegenstelling tot eerdere elementen

produceert ijzer in een fusiereactie

geen energie; het verbruikt energie. En bijna

14 miljard jaar geleden groeide de metalen

kern in een oerster door tot ongeveer

zestig maal de grootte van onze zon waarna

hij op dramatische wijze implodeerde.

Hierbij kwam slechts genoeg energie vrij

om de lichtere elementen uit te stoten.

IJzer en andere zware elementen werden

opgezogen in een zwart gat dat uit de ster

ontstond.

De lichtere elementen vormden samen uiteindelijk

nieuwe sterren. Ten minste een

van die tweedegeneratiesterren schijnt

13,7 miljard jaar later nog steeds.

Van de oudste sterren die we in onze Melkweg

kennen, wordt gedacht dat ze net zo oud zijn als het

universum zelf.

Planeet negen

Is een ongrijpbare planeet verantwoordelijk voor

de bizarre onregelmatigheden in ons zonnestelsel?

Pluto verloor nog niet zo lang geleden

zijn status van negende planeet

van ons zonnestelsel. Maar

dezelfde onderzoeker die een rol speelde

in deze degradatie heeft nu een vervanger

voorgesteld. En dat is planeet negen,

een theoretische wereld ongeveer 30 biljoen

kilometer verwijderd van de zon,

die een verklaring biedt voor enkele zeer

intrigerende mysteries in ons zonnestelsel.

Tot voor kort werd aangenomen dat de

Antwoorden

uit orbits

Een computermodel voorspelde

de aanwezigheid van planeet

negen op basis van bekende

astronomische gegevens.

Sedna

Lange omloop

Planeet negen zou

ongeveer 17.000 jaar

over één volledige

omloop doen.

2010 GB

Trekken

Hoewel ze zelden bij

elkaar komen, worden

de Kuipergordelobjecten

door de enorme

aantrekkingskracht

van planeet negen in

hun baan gehouden.

Binnenste zonnestelsel

2004 VN

2007 TG

Zonnestelsel

zwaartekracht van de zon ophield bij de

Kuipergordel. Dit is een ring van kometen

en andere objecten die een verre

baan om onze lokale ster volgen. Maar

Mike Brown, Pluto’s gehate vijand, ontdekte

onregelmatigheden in de gordel.

Hij zag dat zes objecten op één lijn bewogen,

ogenschijnlijk onder invloed van

een vreemd object. Zo kwam hij tot de

theorie van planeet negen, een ver lichaam

dat orbits van zeer grote afstand

beïnvloedt.

2013 RF

2012 VP

Planeet

negen

Moeilijk waar te nemen

Op het verst verwijderde punt van

haar orbit staat planeet negen

mogelijk 1200 maal zo ver van de

zon als de aarde.

Ronde orbits

De acht bekende planeten

van het zonnestelsel

volgen alle een regelmatige,

ronde omloop.

Uitgelijnd

De Kuipergordelobjecten

zijn geclusterd

qua omlooprichting

en ook in hoe ze

scheef staan.

Ellipsvormige orbits

Ten minste zes objecten in

de Kuipergordel beschrijven

excentrische, ellipsvormige

banen.

© WIKI/ Digitized Sky Survey (DSS), STScI/AURA, Palomar/Caltech en UKSTU/AAO

120 Know How

Ruimte

Heeft het universum een vorm?

Is de kosmos plat? Of juist bol? En wat doet dat ertoe?

Het is een concept dat de wetenschappelijke

wereld ooit verdeelde:

leven we in een bolvormig of

plat universum? Volgens de algemene relativiteitstheorie

van Einstein wordt de ruimte

gekromd door massa. De dichtheid van

het heelal (zijn massa verdeeld over zijn volume)

bepaalt dus zijn vorm. We weten ook

dat het heelal uitzet als gevolg van de oerknal.

Wetenschappers hebben een waarde

berekend – de zogenoemde kritische dichtheid

– voor de dichtheid die minimaal is

vereist om te voorkomen dat het heelal oneindig

blijft uitdijen en in elkaar klapt.

Door de werkelijke en kritische dichtheden

te vergelijken, kunnen kosmologen de

vorm en het uiteindelijke lot van ons universum

voorspellen. Als bijvoorbeeld de

werkelijke dichtheid groter zou zijn dan de

kritische dichtheid, zou het universum

bolvormig zijn. Dan is het heelal eindig en

zal het op een dag niet meer uitdijen maar

gaan krimpen.

Maar het concept van een vlak (Euclidisch)

heelal is nu de meest gangbare theorie.

Daarbij is de werkelijke dichtheid van het

heelal gelijk aan zijn kritische dichtheid,

zonder dat hij positief of negatief kromt.

Als deze theorie klopt, blijft het heelal eeuwig

uitdijen.

Vorm en lot

Er zijn drie mogelijkheden om de geometrie van het heelal te interpreteren.

Euclidisch

De ruimte heeft nul kromming

– dat wil zeggen, geen

positieve of negatieve – en

blijft eeuwig uitdijen.

Driehoeken

Als we fysiek een driehoek tussen drie

punten in het universum zouden kunnen

tekenen, zouden de vorm en de hoeken van

elke driehoek in elk geval veranderen en in

een vlak heelal in totaal 180 graden blijven.

Hyperbolisch

De ruimte heeft een negatieve

kromming en is zadelvormig.

De expansie van dit open

universum is oneindig.

Bolvormig

Ruimte heeft een positieve kromming en

kromt door tot hij zichzelf weer bereikt

en zo een bol vormt. Als gesloten universum

is de mate van uitzetting beperkt.

© SPL; Afbeelding Adrian Mann

Shoemaker-Levy 9

Wat veranderde er definitief aan Jupiter

na de botsing met deze komeet?

De komeet Shoemaker-Levy 9

werd in 1993 ontdekt door de

sterrenkundigen Eugene en

Carolyn Shoemaker en David Levy, een

jaar voordat ze getuige waren van zijn

spectaculaire botsing met Jupiter. Onder

invloed van de immense zwaartekracht

van de gasreus brak de komeet

in 21 stukken uiteen alvorens op de

planeet neer te storten.

In enkele dagen tijd stortten stukken

van de komeet op Jupiter neer en veroorzaakten

zichtbare beschadigingen

aan het oppervlak. Zo kwam een einde

aan een 4 miljard jaar durende reis

door het zonnestelsel. De sporen die

op Jupiter achterbleven, waren zo duidelijk

dat ze met kleine telescopen op

aarde zichtbaar waren.

De door Shoemaker-Levy 9 achtergelaten

littekens zijn weggevaagd door de

winden op Jupiter en zijn niet meer

zichtbaar voor ons. Maar de klap liet

niet alleen sporen na op het oppervlak:

de dunne ring rond Jupiter werd

ook zo’n 2 kilometer gekanteld. Toen

de komeet met 60 kilometer per uur

neerstortte, werd de ring door de

kracht ervan en van het uitgestoten

stof naar buiten geduwd.

De inslagen begonnen op 16 juli 1994 en

eindigden op 22 juli 1994, zodat astronomen

de stukken van de komeet op

Jupiter konden zien neerkomen.

Know How 121


Is deze asteroïde verdwaald?

We kunnen veel leren van de eerste interstellaire

bezoeker van ons zonnestelsel.

In oktober 2017 zagen astronomen een

bijzondere ruimterots door ons zonnestelsel

zweven. Deze waarschijnlijk

ruim 400 meter lange asteroïde 1I/2017 U1

staat ook bekend als ’Oumuamua (Hawaïaans

voor ’boodschapper van ver’). Het

is het eerste object waarvan we weten

dat het vanuit een ander sterrenstelsel

naar dat van ons is gereisd. Waarschijnlijk

zweefde de asteroïde al miljoenen jaren

door de ruimte voordat hij te maken

kreeg met de aantrekkingskracht van

onze zon.

De komst van dit object was voor veel wetenschappers

geen grote verrassing, omdat

zij al tientallen jaren een dergelijk

interstellair object hadden verwacht te

ontdekken. Het was alleen een verrassing

dat het geen komeet was maar een asteroïde.

Er zweven meer kometen dan asteroïden

ons zonnestelsel uit en men dacht

altijd dat deze verhouding in andere stelsels

hetzelfde zou zijn. Maar misschien is

dat helemaal niet zo.

Het vreemdste aan deze bezoeker is zijn

vorm. ’Oumuamua is meer dan drie voetbalvelden

lang, maar waarschijnlijk

slechts zo’n 40 meter breed. Deze lengtebreedteverhouding

(tien tot één) hebben

we nooit gezien bij objecten in ons eigen

zonnestelsel; die zijn maximaal drie keer

zo lang als breed.

Qua structuur is de interstellaire indringer

een stuk bekender. Hij lijkt compact te

zijn, waarschijnlijk van rots of metaal. En

net als de meeste asteroïden in ons zonnestelsel

bevat hij geen grote hoeveelheden

water of ijs. Het oppervlak is enigszins

rood, doordat het miljoenen jaren aan kosmische

straling blootgesteld is geweest.

Wetenschappers weten nog niet hoe ’Oumuamua

is ontstaan of hoe het object zijn

ongewone sigaarvorm heeft weten te behouden.

Door dit uit te zoeken, komen we

wellicht meer te weten over het verafgelegen

zonnestelsel waar hij vandaan komt.

122 Know How

Ruimte

In november 2017 bewoog

’Oumuamua zich ten opzichte van

de zon met 38,3 kilometer per

seconde door ons zonnestelsel.

Het pad van de asteroïde

De asteroïde was op 9 september

2017 het dichtst bij de zon.

Uitgaand verkeer

’Oumuamua is op weg terug

naar de interstellaire ruimte en

zal in 2022 Neptunus passeren.

Het pad van 1I/2017 U1

Neptunus

Saturnus

Jupiter

Zon

Uranus

Het traject van de asteroïde

De asteroïde kwam uit de richting

van het sterrenbeeld Lier, maar het

exacte sterrenstelsel is onbekend.

Mars

Mercurius

Venus

Zon

Aarde

De locatie van 1I/2017 U1

toen het object op 19 oktober

2017 werd ontdekt

Waarschijnlijk zweeft

‘Oumuamua al

miljoenen jaren door de

ruimte

© ESO, M Kornmesser; ESO, K Meech et al; Rob Ratkowski

Know How 123


Hoe kun je zwarte

gaten opsporen?

Diverse aanwijzingen onthullen hun bestaan. Het zwaartekrachtveld

van een zwart gat beïnvloedt de baan van

sterren in de buurt, waaruit astronomen kunnen afleiden dat

de ster om een zwart gat moet draaien. Als gassen naar een

zwart gat toe spiralen, worden ze verhit tot miljoenen graden.

Daarbij geven ze röntgenstraling af die door ruimte telescopen

kunnen worden opgevangen. De enige échte foto van een

zwart gat tot nu toe maakten astronomen op woensdag 10

april van dit jaar openbaar. En die ziet er zo uit.

De baan van de aarde zit vol ruimtepuin.

Botsen er weleens

satellieten?

Heel soms, maar het is extreem zeldzaam. Er is veel

ruimte in de ruimte, dus de satellieten die om de aarde

draaien, staan vaak ver van elkaar af. Ook bewegen ze met

dezelfde snelheid in dezelfde richting. Er is dus maar een

hele kleine kans dat ze met elkaar in contact komen. De

laatste grote botsing vond plaats in 2009. Een actieve

Amerikaanse satelliet botste op een in onbruik geraakte

Russische en ze spatten allebei uiteen.

De Extremely Large Telescope wordt gebouwd

op de Chileense berg Cerro Armazones.

Waarnaar gaat de

Extremely Large

Telescope op zoek?

De Extremely Large Telescope (ELT) is naar verwachting

in 2025 klaar en wordt de grootste

optische/nabij-infraroodtelescoop ter wereld. Hij zal

vooral worden gebruikt om te zoeken naar verre

planeten. Sterren waar planeten omheen ’wiebelen’.

Door indirect te meten hoe deze verre sterren bewegen,

kan de ELT nieuwe planeten eromheen ontdekken. Zo

leren sterrenkundigen wellicht hoe nieuwe planeten

worden gevormd. Met de ELT leren we ook begrijpen

hoe melkwegstelsels evolueren, kunnen we zwarte

gaten bestuderen, donkere materie en donkere energie

verder onderzoeken en misschien zelfs de continue

uitdijing van het heelal meten.

124 Know How

Ruimte

Zullen we ooit met de snelheid

van het licht reizen?

Volgens Einsteins relativiteitstheorie

is dit onmogelijk. Om een

ruimtevaartuig te laten accelereren,

heb je energie nodig; hoe sneller het

ruimtevaartuig vliegt (dat wil zeggen:

hoe meer energie het heeft), hoe groter

Waarom zijn melkwegstelsels

niet bol, zoals planeten en sterren?

zijn massa, en hoe meer energie er

nodig is om verder te versnellen. Om

een ruimtevaartuig tot de snelheid van

het licht te laten accelereren, heb je

dus een oneindige hoeveelheid energie

nodig. Hierdoor is dit onmogelijk.

Door het impulsmoment vlakken de meeste

melkwegstelsels in de loop der tijd af. Hun

planeten, sterren, asteroïden en andere objecten

bevinden zich dan ruwweg op één lijn. De

banen van individuele objecten binnen een

stelsel kunnen veranderen. Maar het gezamenlijke

impulsmoment blijft tijdens de rotatie rond

hun massamiddelpunt gelijk. Je kunt dit

vergelijken met een vliegtuig dat loodrecht op

de rotatie-as van het melkwegstelsel vliegt, met

objecten die zich oorspronkelijk boven en onder

het vliegtuig bevonden. Naarmate deze objecten

botsen, wordt de opwaartse dan wel neerwaartse

beweging steeds verder opgeheven. Tegelijkertijd

dwingt het behoud van impulsmoment

hen rond dezelfde as te blijven roteren. Zo

ontstaat een platte schijf.

Voor zover we weten, is

met de snelheid van het

licht reizen onmogelijk.

Waarom

wordt het ISS

buiten bedrijf

gesteld?

Het International Space Station

(ISS) zal dienst blijven doen tot

2024, met een eventuele verlenging tot

2028. Daarna zal de NASA met het

vrijgekomen budget nieuwe projecten

financieren, zoals de verkenning van

Mars. Ieder jaar besteedt de NASA zo’n

3 miljard dollar (2,44 miljard euro) aan

haar deel van het ISS.

© NASA, Thinkstock, Getty Images

Know How 125


Waar is al het water

op Mars gebleven?

Volgens wetenschappers van de Universiteit van

Oxford bevindt het meeste water zich nog op de

planeet. Het zit in basaltgesteente, dat zo’n 25 procent

meer water vasthoudt dan dat op aarde.

Wat is het verste object

dat je met je blote oog in

de nachthemel kunt zien?

Ver van gebieden met lichtvervuiling

kunnen mensen met goede ogen

de Andromedanevel zien, het

dichtstbijzijnde sterrenstelsel,

2,5 miljoen lichtjaar van

ons verwijderd.

© NASA, Jon Wade

Zijn we veilig

voor kosmische

straling?

De atmosfeer en het magnetische veld

van de aarde beschermen ons tegen

kosmische straling. Voordat deze hoogenergetische

deeltjes vanuit de ruimte de

aarde bereiken, wordt een deel afgeketst

door het magnetisch veld. De rest botst

met stikstof- en zuurstofatomen in de

atmosfeer. Zo ontstaat er een regen aan

laag-energetische, secundaire deeltjes die

de aarde bereiken, maar in het algemeen

niet schadelijk zijn. Slechts zeer weinig

primaire deeltjes halen het aardoppervlak.

Hoe ver is

de mens

de ruimte

in gereisd?

In 1970 moest de Apollo 13

door een ongeluk zijn

maanlandingsmissie afbreken.

De reddingsoperatie

bracht de bemanning 400.171

kilometer boven het aardoppervlak.

Nooit is de mens

verder de ruimte in gereisd.

Worden

astronauten

langer in de

ruimte?

Ja, ze worden in de ruimte vaak een paar

centimeter langer. Door de lage

zwaartekracht komt er meer ruimte

tussen de wervels en rekt de ruggengraat

uit. Op aarde krimpen ze weer tot hun

normale lengte.

126 Know How

Puzzel

Oplossingen puzzels

ANTWOORD WOORDZOEKER 1:

SLIM DE ZOMER DOOR MET KNOW HOW

ANTWOORD WOORDZOEKER 2:

MET KNOW HOW STAAT JE VAKANTIE BOL VAN DE WETENSCHAP

1. C: Billy the Kid werd maar 21 jaar.

2. A: De telegraaf werd uitgevonden in 1831.

3. B: In 1865 kwam er een einde aan de Amerikaanse

Burgeroorlog.

4. A: De stad Troje lag in het huidige Turkije.

5. C: Mao Zedong is de dictator met de meeste doden

op zijn geweten.

6. B: De Belgische Koning Leopold ll voerde een

gruwelijk schrikbewind in Kongo-Vrijstaat, de

huidige Democratische Republiek Congo.

7. C: 5 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot is

afkomstig van betonproductie.

8. B: De steencirkel Cromeleque dos Almendres in

Portugal is minstens 2000 jaar ouder dan het

Engelse Stonehenge.

9. B: De Patagotitan was 37 meter lang.

10. C: Het skelet van de gigasaurus werd opgegraven in

Argentinië.

11. C: De gevaarlijke Tyrannosaurus Rex woog 9 ton.

12. A: Jacob Davis is de bedenker van de spijkerbroek.

13. C: Het Franse Fort Boyard heeft 5 verdiepingen.

14. C: In 2050 leven er naar verwachting 9,8 miljard

mensen op de aarde.

15. B: De voedselproductie moet met zo’n 70 procent

toenemen om al die hongerige monden te

voeden.

18. A: Cement werd als eerste gebruikt door de oude

Macedoniërs.

19. A: De Akademik Lomonosov bespaart jaarlijks

200.000 ton kolen.

20. B: De drijvende kerncentrale wordt door

milieuorganisaties ook wel een nucleaire Titanic

genoemd.

21. C. De IP in IP-adres staat voor Internet Protocol.

22. A. Diabetes wordt veroorzaakt door een tekort of

gebrek aan het hormoon insuline.

23. C. 25 procent van de Europeanen heeft last van een

allergie.

24. B. Zonder huid wegen we 12 kilo minder.

25. A. Ons maagzuur heeft een pH-waarde van 2.

26. A. Het conserveren van eten met zout noemen we

pekelen.

27. B. Ons brein bevat 86 miljard neuronen.

28. A. De hersenen verbruiken 20 watt aan energie.

29. C. Wonden die ’s nachts zijn opgelopen helen

langzamer.

30. B. GPU staat voor Graphics Processing Unit.

31. A. Stikstof wordt vloeibaar bij -196 graden Celsius.

32. C. Sous-vide is de Franse naam voor vacuümgaren.

16. A: Chronograafhorloges hebben een extra wijzer

die als stopwatch kan worden gebruikt.

17. C: In Nederland recyclen we 80 procent van

ons afval.

Know How 127

EXCLUSIEF BIJ

KIJK & AIR COMBAT EUROPE

12x KIJK voor € 45,-

+ 25% korting op

een ACE-vlucht

GRATIS

GoProcockpitvideo

t.w.v. € 25,-

Neem een jaarabonnement

Kijk op kijkmagazine.nl/

Wil je beleven hoe gevechtsvliegers hun

aanvalsvlucht plannen om precies op het juiste

moment boven het doel op te duiken? Dat kan. Bij Air

Combat Europe (ACE) kun je nu een introductieles

navigeren en bombarderen boeken. Je plant de beste

route naar een doelwit en vervolgens vlieg je daar,

onder begeleiding van een doorgewinterde F-16-

piloot, in de Blackshape Prime BS100 zelf naartoe.

Het overgrote deel van deze onvergetelijke vlucht

bestuur jij het toestel. En natuurlijk is

er onderweg volop gelegenheid

om te fotograferen en te filmen.

PAKKET 1

FORMATIE EN NAVIGATIE (30 MINUTEN)

PRIJS € 335,- i.p.v. €450,-

• Ontvangst op Lelystad Airport door

het ACE-team

• Uitleg over formatievliegen en navigatie

• Briefing formatie/route

• Vlucht van 30 minuten met demo closeformatievliegen;

zelf een navigatieroute

vliegen

• Je vliegt 75% van de tijd zelf

• Debriefing

• Koffie, thee en fris

• Goedgevulde goodiebag

• 10% korting op een volgende les uit

het normale ACE-lespakket

PAKKET 2

FORMATIE, NAVIGATIE EN TARGET

ATTACK (40 MINUTEN)

PRIJS € 415,- i.p.v. € 550,-

• Ontvangst op Lelystad Airport door

het ACE-team

• Uitleg over formatievliegen, navigatie

• Briefing formatie/route en aanval

• Vlucht van 40 minuten met demo closeformatievliegen;

zelf navigatieroute vliegen

en gronddoel aanvallen

• Je vliegt 75% van de tijd zelf

• Debriefing

• Koffie, thee en fris

• Goedgevulde goodiebag

• 10% korting op een volgende les uit

het normale ACE-lespakket

PROFITEER NU

VAN 25%

KORTING!

en boek jouw vlucht bij ACE

ace of bel 085-888 56 61

De Formule 1 is een hightech miljoenencircus

waarin het verschil in hondersten van een

seconde wordt uitgedrukt

Achter de twintig coureurs staan tien teams, waartussen buiten

het oog van de camera’s een technische wapen wedloop plaatsvindt.

“Elk team zoekt daarbij de grens op, altijd”, weet Rob van

den Heijkant, die tien jaar als aerodynamicus in de Formule 1

werkte voor teams als Spyker, Force India en Toyota.

Bij Toyota hielp hij een maas in de wet uitbuiten die “een halve

tot een hele seconde opleverde”, een eeuwigheid in de Formule 1.

De truc werd afgekeken door andere teams. Van den Heijkant

heeft ook dat meegemaakt. “Bij Force India hebben we maandenlang

geprobeerd Red Bulls voorvleugel na te maken, want die was

veel beter.”

Vooruitgang boeken is een dagtaak, stilstand is achteruit gang. De

omvang van de teams verschilt flink. De ‘kleintjes’ doen het met

tweehonderd man en een budget van € 150 miljoen, de grote

jongens met een viervoud daarvan. En dat allemaal om hun auto’s

een fractie van een seconde harder te laten rijden.

Probeer FORMULE 1 Magazine nu en blijf op de hoogte van het

fascinerende en technische spel in deze intrigerende wereld.

KIES NU VOOR

5x FORMULE MAGAZINE

1

VOOR € 17,50

EN BETAAL MAAR

€ 3,50 PER NUMMER

(I.P.V. € 5,25

PER NUMMER)

GA NAAR: FORMULE1.NL/KNOWHOW

OF BEL 085 – 888 56 08

(MA-VRIJ 09:00 – 17:00 UUR)

De aanbieding is alleen geldig in Nederland en loopt t/m 31-12-2019. Prijswijzigingen, druk- en zetfouten voorbehouden. FORMULE 1 is een uitgave van New Skool Media

en verschijnt 18x per jaar en brengt daarnaast 3 specials. Dit kortingstarief geldt voor de gegeven actieperiode en is daarna maandelijks opzegbaar.

Kijk voor alle overige voorwaarden van New Skool Media op https://www.newskoolmedia.nl/leveringsvoorwaarden

Wat doet deze drone?

Is er een tweede aarde? Wat trekt een bij aan? Redden airbags levens?

Hoe haalt cola roest weg?

Hoe ontwijk je de radar?

Wat spelen deze mannen?

Moleculaire gastronomie?

Wat is ‘Oumuamua?

Hoe werkt ons brein?

Wat maakt ons zoogdieren?

Hoe werkt een elektromotor?

Wat is een draagvleugelboot?

Wat zijn exoplaneten?

Hongerig naar kennis? Graag weten hoe alles werkt? Lees dan alle

geniale antwoorden op de beste vragen. Deze special staat bomvol

brainsnacks, prachtige illustraties en fascinerende feiten over: PRIJS € 6,99

AP

8 718972 500528

Wetenschap

Transport

Technologie

Historie

Natuur

Ruimte

00119

KYK_VRAAG_EN_ANTWOORD

Transform your PDFs into Flipbooks and boost your revenue!

Delete template?

Save as template ?