scrollTop top

Ruimtesonde Osiris-Rex helpt hopelijk onze kosmische oorsprong te ontcijferen

Computertekening van Osiris-Rex die afdaalt naar oppervlak van planetoïde Bennu. Foto: AP/Isopix

333 miljoen kilometer vliegen om toch zeker een goeie 60 gram aan gruis van een asteroïde te gaan opzuigen: deze week landde de OSIRIS-REx van NASA op Bennu om dat te doen. Als de sonde in 2023 veilig terug kan keren naar de aarde, zou de handvol ruimtestof ons kunnen helpen de oorsprong van ons ontstaan te ontcijferen.

Asteroïden zijn historisch gezien niet onze beste vrienden geweest, kijk maar naar het abrupt ingekorte verhaal van de dinosauriërs. Deze specifieke asteroïde, Bennu, heeft een kans van 1 op 2.700 om de aarde te raken aan het einde van de 22e eeuw en zou waarschijnlijk catastrofale schade aanrichten over de hele planeet. De asteroïde is overigens genoemd naar een vogel uit de Egyptische mythologie die bij de schepping zou zijn geboren.

Gedurende het grootste deel van de menselijke geschiedenis was de enige manier voor wetenschappers om een ​​asteroïde te onderzoeken, te wachten tot kleine brokjes ervan door de atmosfeer van de aarde vielen. Inkomende rotsen kunnen uit elkaar vallen en zelfs verdampen tijdens die vurige afdaling, dus de wereldvoorraad van meteorieten – de namen die aan asteroïden worden gegeven als ze eenmaal door de atmosfeer zijn gekomen – bestaat alleen uit de sterkste monsters. Op aarde worden meteorieten blootgesteld aan dezelfde omgevingscondities die aardse gesteenten in de loop van de tijd gladstrijken, en de details van hun kosmische oorsprong eroderen. Een reis naar een asteroïde en terug is de enige manier om deze kosmische souvenirs intact mee naar huis te nemen, veilig weggestopt in een hittebeschermde capsule.

Bennu was erbij, in het begin

Bennu is ontstaan in de eerste tien miljoen jaar van ons zonnestelsel, meer dan 4,5 miljard jaar geleden. De verwachting is dat de planetoïde ons daarom veel kan vertellen over die tijd. De aarde is ontstaan uit rotsblokken die vergelijkbaar zijn met Bennu, die door de tijd heen zijn samengeklonterd. Het ruimtevaartuig dat rond Bennu cirkelt, is ontworpen om asteroïdemonsters in onberispelijke staat naar huis te brengen, zodat wetenschappers het mysterie kunnen onderzoeken van hoe we hier überhaupt zijn geraakt.

Bennu heeft een kans van 1 op 2.700 om de aarde te raken aan het einde van de 22e eeuw en zou waarschijnlijk catastrofale schade aanrichten over de hele planeet.

Op dit moment vormt Bennu geen bedreiging voor ons bestaan, maar is het eerder een spannend doelwit voor ontdekking: de asteroïdenmonsters kunnen hints bevatten over de vroege krachten die de aarde vormden, het oppervlak overspoelden met oceanen en het water verrijkten met de moleculen die hielpen leven te creëren.

Het Japanse ruimteagentschap JAXA heeft al missies op twee asteroïden ingezet; de eerste missie keerde terug met monsters in 2010, en de tweede is momenteel onderweg naar de aarde. NASA’s huidige missie naar Bennu heet OSIRIS-REx, wat staat voor – hou je vast – Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer.

Water!

OSIRIS-REx werd vier jaar geleden door de NASA gelanceerd naar de planetoïde en kwam daar twee jaar geleden aan. Daar zweefde de sonde op een paar honderd meter afstand rond Bennu. In die periode werd het oppervlak van het rotsblok in kaart gebracht. Bennu is niet echt groot: de asteroïde heeft een doorsnede van pakweg drie voetbalvelden. Het oppervlak is bezaaid met organische moleculen zo blijkt, en de ruimterots heeft markeringen die op een waterig verleden wijzen.

Computertekening van Osiris-Rex die afdaalt naar oppervlak van planetoïde Bennu. Foto: AP/Isopix

4,5 miljard jaar geleden, toen het zonnestelsel zich in vorm aan het draaien was, maakte Bennu deel uit van een veel grotere asteroïde. In de hitte van die vroege jaren smolt een deel van het ijs van die asteroïde en stroomde het door het interieur, waardoor de uitgeholde sporen achterbleven die op het oppervlak van Bennu te zien zijn. Er zijn ook heldere strepen gespot de jongste twee jaar op enkele van Bennu’s rotsblokken die mogelijk gemaakt zijn door het mineraal carbonaat, achtergelaten door stromend water.

Telescoopwaarnemingen hadden gesuggereerd dat Bennu’s oppervlak op een zanderige kust zou lijken, en ingenieurs ontwierpen de missie met dat beeld in gedachten. Het ruimtevaartuig onthulde in plaats daarvan een ruig, met keien gevuld landschap dat af en toe deeltjes ter grootte van een muntstuk de ruimte inwerpt.

Wetenschappers geloven dat de oudere asteroïden van ons zonnestelsel mogelijk verantwoordelijk waren voor het leveren van water aan de vroege aarde. Ze willen zien of het water dat is gebonden in Bennu’s gehydrateerde mineralen signaturen heeft die vergelijkbaar zijn met water op aarde. Onderzoekers willen ook graag zien of de organische materialen die ze uit Bennu halen, lijken op de oude voorlopers die tot leven op aarde hebben geleid.

Het bemonsteren van een asteroïde meer dan 330 miljoen kilometer ver weg, is, dat spreekt voor zich, een uitdaging. En in zekere zin is de OSIRIS-REx niet eens uitgerust voor de specifieke uitdagingen van Bennu. Telescoopwaarnemingen hadden gesuggereerd dat Bennu’s oppervlak op een zanderige kust zou lijken, en ingenieurs ontwierpen de missie met dat beeld in gedachten. Het ruimtevaartuig onthulde in plaats daarvan een ruig, met keien gevuld landschap dat af en toe deeltjes ter grootte van een muntstuk de ruimte inwerpt.

Compromis van paar parkeerplekken groot

Het team moest daarom uiteindelijk kiezen voor een bemonsteringslocatie die niet alleen de wetenschappers aansprak die de meest intrigerende monsters willen verzamelen, maar ook de ingenieurs, die wilden voorkomen dat het ruimtevaartuig zou crashen. Aangedreven door zijn stuwraketten, verliet OSIRIS-REx zijn baan rond Bennu en navigeerde naar een kleine open plek ter grootte van een paar parkeerplaatsen (8 meter op 8 meter om precies te zijn), omgeven door rotsblokken ter grootte van gebouwen. Binnen enkele seconden bracht een robotarm het regoliet (de laag los materiaal aan het oppervlak) met stikstofgas in beweging en vervolgens werd dat zwevende gruis opgezogen, waarop het ruimtetuig (16 seconden later) meteen terugkeerde naar zijn baan. De hele operatie werd volautomatisch uitgevoerd.

De Osiris-Rex raakt de oppervlakte van Bennu op 20 oktober 2020. Foto: NASA/Goddard/University of Arizona via AP

Dat kan ook niet anders want directe communicatie tussen de ruimtesonde en de NASA op aarde is er niet. Een bericht versturen duurt twintig minuten. Communicatie heen en weer neemt dus al veertig minuten in beslag. OSIRIS-REx is daarom voorgeprogrammeerd om foto’s te maken van specifieke stenen op het oppervlak om zijn positie te bepalen en aan te passen.

Wat als het mislukte?

Of het de sonde ook echt gelukt is om voldoende ruimtegruis op te zuigen van Bennu, wordt vermoedelijk binnen een week pas duidelijk wanneer OSIRIS-REx een manoeuver gaat uitvoeren (eigenlijk gaat het een rondje draaien) dat moet toelaten om te berekenen hoeveel nieuwe massa de sonde heeft verworven. Als de missiebeheerders vinden dat ze genoeg hebben, worden de monsters opgeborgen totdat het ruimtevaartuig eind 2023 terugkeert naar de aarde. Zo niet, dan moeten ze beslissen of ze een tweede of zelfs een derde landing willen proberen. Dat kan pas vanaf januari en het is geen goeie optie, want bij elke nieuwe landingspoging dreigt er iets mis te gaan. Idealiter heeft OSIRIS-REx minstens 60 gram aan materiaal opgehaald, maar meer is altijd beter. Het is de bedoeling dat de sonde het ruimtegruis in 2023 aflevert op aarde, zodat wetenschappers ermee aan de slag kunnen.

De reis naar huis heeft ook z’n risico’s trouwens. Een NASA-missie in de vroege jaren 2000, de eerste poging van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie om monsters terug te sturen sinds het Apollo-tijdperk, liep bijvoorbeeld mis. Het ruimtevaartuig had met succes de zonnewind, de constante stroom van hoogenergetische deeltjes van de zon, bemonsterd, maar de retourcapsule stortte neer nadat de parachute niet goed ontvouwde. Het team was dagenlang bezig met het doorzoeken van de woestijn in Utah op zoek naar restanten van de capsule. Ze konden als bij wonder genoeg materiaal terugvinden om nieuwe informatie over de zon en het zonnestelsel te onthullen en om wat deeltjes op te slaan zodat toekomstige wetenschappers ze kunnen bestuderen.

Corona Virus Update

  • Wereld
  • Aantal
    besmettingen
    64.498.634
  • Aantal
    doden
    1.492.893
  • België
  • Aantal
    besmettingen
    582.252
  • Aantal
    doden
    16.911