Een vernieuwing die tot grote maatschappelijke veranderingen leidt (zoals elektriciteit), noemen we een innovatie. Een ander voorbeeld is telecommunicatie. Aan het begin in 1877 vroeg Graham Bell octrooi aan voor de telefoon. Hierdoor zijn grote veranderingen ontstaan, zoals internet.
Vliegtuigen en ruimteschepen moeten zo licht mogelijk zijn, anders kost het meer brandstof. Daarom worden delen van het voertuig uit composieten gemaakt, dit zijn materialen uit vezels die in een bepaalde structuur zijn samengevoegd door middel van kunsthars.
- Materialen voor extreme omstandigheden
Vliegtuigen en ruimteschepen staan bloot aan extreme omstandigheden, zoals -200 C, hitte tot duizenden graden, enorme versnelling en gewichtloosheid.
Om astronauten tijdens de lancering te beschermen, is traagschuim ontworpen. Traagschuim vormt zich naar het lichaam en veert heel langzaam terug. Daardoor kan de druk van de versnellingskrachten beter opgevangen worden door het lichaam.
Als er nieuwe materialen, producten en technologieën ontwikkelt zijn om een bepaald probleem op te lossen, ontstaan vaak nieuwe ideeën wat je nog meer met dat product kan. Zoiets heet een spin-off. Bijvoorbeeld norit werd in 1912 ontwikkelt voor het zuiveren van een wasachtige stof uit suikerrietafval. Al snel werd norit ook gebruikt als zuiveringsmiddel voor vetten, oliën, wijnen en drinkwater en bij de productie van witte suiker. Norit werd ook nog gebruikt in de medische sector als middel tegen maagklachten, diarree en vergiftigingen.
Maken voor de massa
Al heel lang zijn er in veel culturen methoden bekend op melk langer houdbaar te maken. Deze ambachtelijke methoden komen neer op telkens verse melk toevoegen in de vaten waarin yoghurt is opgeslagen. Door de hoge omgevingstempratuur ondergaat de melk een gistingsproces (fermentatie), de melk wordt dikker en van smaak verandert. Dit wordt veroorzaakt door bacteriën. Bacteriën en andere micro-organismen kunnen ook nuttig zijn dus, zo wordt antibiotica van bepaalde schimmels gemaakt. Gisten, eencellige schimmels, worden bij brood gebruikt, wijn en bier. Het gebruik van levende organismen voor productie heet biotechnologie.
Industriële productie van yoghurt: melk, pasteuriseren (bijv. 5min 85 graden), koelen tot 32 graden, enten met bacteriën, bebroeden ca. 16 uur, roeren, koelen, verpakken en opslag 7 graden, dan heb je yoghurt. Voor het produceren van yoghurt is veel kennis nodig.
Yoghurt moet altijd dezelfde smaak hebben per merk, er moet een constante kwaliteit zijn. Ook mogen er geen verkeerde bacteriën inzitten. De overheid heeft in de Warenwet regels voor de samenstelling en kwaliteit van voedingsproducten opgesteld.
Aan de basis van de intensieve veehouderij of bio-industrie ligt ook de toepassing van natuurwetenschappelijk en technische kennis. Bijvoorbeeld de soort en hoeveelheid voer van een dier. En het gericht fokken van bepaalde koeien die meer melk geven, varkens met meer vlees en kippen die sneller groot zijn. Hierdoor is het vlees goedkoper geworden.
Veel consumenten zijn tegen de slechte leefomstandigheden van het dier. Als een product biologisch geproduceerd is, krijgt het een keurmerk. Het is dan wel een stuk duurder. Sommige mensen eten vleesvervangende producten met soja. Milieuorganisatie zijn er weer op tegen, omdat de dieren veel mest produceren en hierdoor veel CO2 in de lucht komt.
Verdieping
- Vrijheid en verantwoordelijkheid
Wetenschap is gericht op nieuwe kennis. Veel wetenschappers vinden dat ze dingen onderzoeken door nieuwsgierigheid. De onderzoeken worden betaald door het publiek geld en daarom willen ze steeds meer inspraak over waar het onderzoek bijvoorbeeld over gaat. De wetenschap wordt steeds minder afhankelijk. Een ander is probleem is of wetenschappers verantwoordelijk zijn voor negatieve resultaten? Volgens sommigen leven we in een door technologiegedomineerde cultuur.
3.1 Het zonnestelsel
In Engeland is er een cirkel van stenen, de Stonehenge, waarschijnlijk is dit een kalender. Wij hebben een zonnekalender, omdat onze kalender gebaseerd is op de jaarlijkse beweging van de aarde om de zon. Er is een schrikkeljaar, omdat er 365, 25 dagen in een jaar gaan, 3 x 0,25 is dus een dag extra. De islam heeft een maankalender. In ongeveer een maand draait de maan om de aarde. We zien alleen de schijngestalten van de maan.
In de 17e eeuw ontdekten Isaac Newton gravitatiekracht. Deze aantrekkende kracht zorgt voor regelmatige beweging van aarde en maan. De aarde blijft in zijn baan door de gravitatiekracht van de zon. De gr. kracht van de aarde doet dit met de maan.
Ongeveer 2 x per etmaal is er eb en vloed (getijden). Tijdens vloed wordt het zeewater aan de kant waar de maan staat een beetje in de richting van de maan getrokken. Aan de andere kant van de aarde blijft het water een beetje achter ten opzichte van de aardbol.
Als de zon en maan samenwerken, dan komt het water extra hoog en laag: springtij. Dit kan leiden tot overstromingen. Als zon en maan elkaar tegenwerken, is het verschil in water hoogte klein: doodtij.
De lengtegraad wordt bepaald door de zonmiddagsgrootte en later door de GPS. Het verschil tussen het middaguur in Greenwich en de tijd bij jou kon de lengtegraad bepalen. Bij een tijdverschil van een uur, ben je 15 lengtegraden van de Greenwichmeridiaan. De breedtegraad wordt bepaald door de Poolster en de zon. De Poolster wijst de aardas, als je op de Noordpool zou staan zou de Poolster recht boven je hoofd zijn. Zou je op de evenaar staan, dan ligt de Poolster precies op de horizon.
Eerst dachten ze dat de aarde plat was, maar een aantal dingen die voorkwamen wezen erop dat dit niet zo was. Bijvoorbeeld dat je eerst het puntje van de mast van een schip zag en als die dichtbij kwam het hele schip pas.
Omdat de aarde om de zon beweegt, zie je in de loop van het jaar steeds andere sterrenbeelden. Maar 5 ‘sterren’ bleven altijd staan, deze dwaalsterren noemden ze ‘planètes’. Deze vijf planeten werden naar Romeinse goden vernoemd: Mercurius, Venus, Mars, Jupiter en Saturnus. Planeten weerkaatsen alleen het licht.
- Kometen, meteoren en meteorieten
Kometen zijn klonten stof en ijs die enkele kilometers groot zijn en meestal in een elliptische baan om een ster draaien. In de buurt van de zon verdampt het ijs en vormt het gas een ‘staart’. Bij toeval kruist de aarde soms deze staarten en dan zien we een vallende ster, dit zijn stukjes stof die in de atmosfeer verbranden, meteoren. Grote brokstukken, bijvoorbeeld stukken van een planetoïde, in de dampkring verbranden en restanten op aarde komen, dit zijn meteorieten.
1. langzaam draaiende, grote wolk gas en stof krimpt in door eigen gravitatiekracht.
2. In het midden vormt zich de zon, aan de buitenkant ontstaat een platte schijf van gas en stof waarin materiaal samenklontert tot planeten en manen.
3. Planeten en manen zitten in hun baan, inslagkraters door regen van brokstukken.
Volgens deze theorie van een oerwolk is ons zonnestelsel 4,5 miljard jaar geleden ontstaan. Zonnestralen ontstaan doordat in de zon constant kernreacties plaatsvinden, hierdoor ontstaat vrijkomende energie. De zon zorgde ervoor dat het gas van de planeten die dichtbij stonden weg ging, maar het gas bleef in de planeten die verder stonden.
3.2 Om de aarde
Het is nodig om een raket met zoveel kracht te ruimte in te schieten, omdat hij dan om de aarde blijft draaien door de gravitatiekracht. Bij een snelheid van zo’n 30.000 km/uur wordt de boog zo groot, dat die boog evenwijdig aan het gekromde aardoppervlak loopt. Zo blijft de raket om de aarde draaien.
Doordat een raket een satelliet zoveel snelheid geeft, valt de satelliet niet op de aarde. Op zo’n 300 tot 600 km hoogte is de snelheid bijna 9 km/s. Een satelliet doet in 100 minuten een rondje om de aarde. De satellieten hebben nog wel last van de luchtwrijving, omdat de atmosfeer op deze hoogte relatief dicht is. Hierdoor worden ze afgeremd en komen in een lagere baan, maar vanaf de aarde kan de satelliet bijgestuurd worden. Hoogte boven de 800 km is er bijna geen luchtwrijving meer. Op 36.000 km boven de evenaar bevindt zich de geostationaire baan. In deze baan doet een satelliet er precies 24 uur over om rond de aarde te gaan. Daardoor lijkt de satelliet stil te staan. Op deze grote hoogte kan alleen grootschalig het weer bekeken worden.
Behalve communicatiesatellieten, zijn er ook satellieten om weersvoorspellingen mee te doen, zo’n satelliet maakt van grote hoogte foto’s.
Het Global Positioning System (GPS) is gemaakt door een Amerikaanse militair satellietnavigatiesysteem. Het systeem bestaat uit 32 satellieten en enkele grondstations. De ontvanger maakt tenminste gebruik van 4 satellieten om de plaats nauwkeurig te bepalen, zo’n systeem zit bijvoorbeeld ook in een tomtom.
3.3 Het heelal
Vroeger dachten ze dat sterren lichtpuntjes op een bol/planeet waren. Vanaf de aarde lijkt het net alsof de sterren allemaal op dezelfde afstand naast elkaar staan, maar dit is niet zo. De sterren staan eigenlijk heel ver uit elkaar.
Sterren zijn enorm grote, gloeiende hete gasbollen die zelf licht geven. Een verschil met planeten, omdat die alleen licht weerkaatsen. Onze zon, ook een ster, heeft een diameter van ongeveer 1 miljoen km. Dit is maar de diameter van een gemiddelde ster. De tempratuur aan de buitenkant is 5500 graden en in de kern 15 miljoen graden. Sterren zijn heel groot en daardoor is hun zwaartekracht ook heel groot en dat zorgt voor hoge druk binnen in de ster, waardoor de hoge tempratuur ontstaat. Sterren bestaan vooral uit waterstof en door de hoge tempraturen botsten de waterstofatomen met hoge snelheid tegen elkaar aan. Dat leidt tot kernfusie: 2 H = 1 helium. Door de klap komt veel energie vrij in de vorm van warmte en licht. De zon geeft dus kernenergie.
Sterren ontstaan in grote ijle wolken van waterstofgas die overal in het heelal zijn. Door hun eigen zwaartekracht trekken deze wolken zich samen, waardoor vooral in het centrum de druk en tempratuur toenemen. Dit leidt tot kernfusie en de vrijgekomen energie vormt een evenwicht met tegendruk door de zwaartekracht. De ster kan zo miljarden jaren blijven bestaan, maar er komt een tijd dat de waterstof opraakt. De tegendruk in de kern neemt af en door zijn eigen zwaartekracht gaat hij samentrekken. Dit leidt tot nieuwe kernfusies. Eerst ontstaat koolstof, maar later ook stikstof en zuurstof en er kan zelfs ijzer ontstaan. Als de dood van een ster begint worden er eerst de buitenste delen de ruimte in geslingerd met grote snelheid. Hierdoor wordt de ster tijdelijk 100 miljoen keer helderder. Normale sterren zullen dan krimpen tot een witte dwerg die langzaam afkoelt. Grote sterren storten ineen tot een klomp neutronen, de neutronensterren. Hele grote sterren hebben zo’n enorm eigen zwaartekrachtveld dat ze ineenstorten tot een ‘zwart gat’.
Met het blote oog kun je in het sterrenbeeld Andromeda vlekjes zien, genaamd M31. Edwin Hubble kwam erachter dat het een sterrenstelsel was. Inmiddels was uit onderzoek gebleken dat het licht van een ster 4 keer zo zwak wordt als hij vier keer zo ver weg staat. Andromeda bleek op meer dan een miljoen lichtjaar te staan.
Nadat Hubble de snelheid van bepaalde sterren had berekent, leek het wel alsof de snelheid van de sterrenstelsels groter werd naarmate de afstand groter was. Dit verband tussen afstand en snelheid heet nu de Hubble-relatie. Hubble ontdekte dus dat de sterrenstelsels van ons weg vliegen, alsof het heelal groter wordt. Maar als dat zo zou zijn, zouden de sterren vroeger dichter bij elkaar staan. Wie de hubble-relatie omdraait, rekent uit dat het heelal zo’n 13,7 miljard jaar oud is. Toen moet het heelal in de big bang begonnen zijn.
Nadat Hubble de snelheid van bepaalde sterren had berekent, leek het wel alsof de snelheid van de sterrenstelsels groter werd naarmate de afstand groter was. Dit verband tussen afstand en snelheid heet nu de Hubble-relatie. Hubble ontdekte dus dat de sterrenstelsels van ons weg vliegen, alsof het heelal groter wordt. Maar als dat zo zou zijn, zouden de sterren vroeger dichter bij elkaar staan. Wie de hubble-relatie omdraait, rekent uit dat het heelal zo’n 13,7 miljard jaar oud is. Toen moet het heelal in de big bang begonnen zijn.
Onderzoek aan en in de ruimte
In 1609 werd de telescoop als eerste gebruikt door Galileo Galileo. Hierdoor ontdekte hij veel: maan gaf geen licht, veel meer sterren, om Jupiter bleken vier manen te zijn en Venus vertoonde schijngestalten.
Sommige objecten zijn zelfs onzichtbaar in ‘gewoon licht’. Daarom willen ze ook elektromagnetische straling bestuderen. Bijvoorbeeld straling met een hele hoge of lage frequentie. Vanuit Nederland wordt tegenwoordig gewerkt aan LOFAR, een radiotelescoop die 100 keer gevoeliger is dan normale instrumenten. Ze hopen met LOFAR heel zwakke signalen uit het prille begin van het heelal waar te nemen.
Er zijn een aantal nadelen van telescopen op aarde, bijvoorbeeld als het bewolkt is en de atmosfeer houdt stralingen tegen. Daarom zijn ruimtetelescopen handig, de bekendste is wel Hubble Space Telescope.
Sinds 2004 zijn er twee wagentjes op Mars, de Spirit en de Opportunity, deze sturen dagelijks informatie naar de aarde toe over Mars.
Rus Youri Gagarin uit de Sovjet-Unie ging op 12 april 1961 als eerste mens de ruimte in. Naast dat het leuk is op naar de ruimte te doen, is het ook handig om zelf observaties te doen.
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden