IV Ruimtemissies binnen ons Zonnestelsel.

Transcriptie

1 IV Ruimtemissies binnen ons Zonnestelsel. Pluto voor het eerst bezocht! Missie New Horizons geslaagd. In 2015 zijn er helaas geen schokkende astronomische ontdekkingen gedaan. Het belangrijkste wapenfeit was dat (de Amerikaanse) New Horizons (385 kg) geheel volgens plan langs Pluto scheerde. Grote opluchting want het was een knap staaltje om de sonde slechts 72 seconden later dan gepland een fly-by langs Pluto te laten maken. En dat na een 9 jaar lange durende reis sinds de snelste lancering ooit door een enorme Atlas V raket, op 19 januari 2006! Na lancering werd de snelheid, dankzij de zwaartekracht van Jupiter, opgevoerd en van 2007 tot december 2014 in slaapstand gezet (om energie te besparen). Eindelijk; juli dit jaar op km scheerde de sonde langs Pluto en 4 minuten later op km langs de grootse van de 5 manen, Charon. Charon in 1978 ontdekt- draait in dezelfde tijd om Pluto Fig.1 New Horizons. waarin deze om zijn as draait.. Zoals bij onze Aarde en Maan keren ze steeds elkaar het zelfde halfrond toe. Pluto en Charon worden ook wel een dubbelplaneet genoemd. Tijdens de korte scheervluchten werden foto s en metingen gedaan, waarna de daar opgeslagen gegevens naar de Aarde gestuurd worden. De eerste zeer geslaagde- opnamen zijn inmiddels ontvangen. Ook werd de kleine maan Hydra (33 bij 43 km) gefotografeerd. De passagesnelheid van 14 km/s was zo groot dat het in een baan brengen rond de planeet geen optie was. Ondanks het feit dat de tijd voor metingen en opnames dus zeer kort was, kan het overseinen en uitwerken van gegevens wel jaren duren. Pluto heeft een enigszins rood oppervlak De kleur wordt niet zoals op Mars veroorzaakt door ijzeroxide maar door z.g. tholinen, complexe moleculen ontstaan door inwerking van uv licht afkomstig, niet alleen van de Zon, maar ook van hete sterren. Het oppervlak heeft ijsbergen van m hoog maar vertoont bijna geen kraters wat betekent dat dit geologisch vrij jong is (niet ouder dan 1000 miljoen jaar) De uiterst ijle atmosfeer bestaat voornamelijk uit stikstof De eerste opnamen van Pluto in 1930 ontdekt- zijn gemaakt in De opnamen die tijdens de scheervluchten langs Pluto en Charon zijn gemaakt, worden opgevangen door de grote radiotelescoop Deep Space Network. Een fraaie opname van maan Charon toont op de N-pool een rode Fig.2 Charon kratervlakte welke Mordor is genoemd. De zuidelijke vlakte is vrij recent gevormd. Dit is afgeleid uit het geringe aantal kraters. 4

2 En wat is nu het vervolg? Hij zal nog in de richting van een van de vele kleine andere Kuipergordelobjecten worden gedirigeerd. Vermoedelijk is dat 2014 MU 69' (bijna 100 km) in januari In 2074 zal de rand van ons Zonnestelsel bereikt zijn. De Kuipergordel bestaat uit een ring van ijzige objecten 230º onder nul. Ijsballen bestaande uit bevroren water, methaan en ammoniak buiten de baan van Neptunus. Ze bevat objecten groter dan 100 km en wel een biljoen kometen. Enkele gegevens over New Horizons en de 2300 km grote Pluto die zoals bekend in 2006 van planeet; gedegradeerd is tot dwergplaneet! Tot deze nieuwe categorie dwergplaneten rekent men nu ook de grote planetoïde Ceres. In ruim 6 dagen draait Pluto om zijn as en in 248 jaar in een zeer langgerekte baan om de Zon. Opmerkelijk is dat deze baan 17º scheef staat t.o.v. de banen van de overige planeten. Na de ontdekking van Charon zijn in 2005 en 2011 nog 4 kleine Fig.3 Ceres Plutomaantjes ontdekt: Nix, Hydra, Kerberos en Styx. New Horizons heeft 7 wetenschappelijke instrumenten aan boord: diverse camera s, spectrometers om samenstelling oppervlak en atmosfeer te onderzoeken en detectoren voor stof en elektrisch geladen deeltjes. New Horizons gaat speuren naar cryovulkanisme geisers van ijskristalletjes- al eerder ontdekt op Neptunusmaan Triton. Net als bij Pioneer en Voyager heeft New Horizons diverse souvenirs aan boord. Het zal echter nog tienduizenden jaren duren voordat New Horizons in de buurt van een andere ster komt. Op een reactie behoeven we dus niet te wachten! De ontdekking van Neptunus in was het gevolg van de ontdekking in 1781 van kleine afwijkingen in de baan van Uranus, die van Pluto (in 1930) was min of Fig.4 plaquette op meertoevallig: een klein sterretje veranderde enigszins van Voyager 2. positie t.o.v. de andere sterren. Pluto is het eerste object van de in 1950 door Kuiper veronderstelde verzameling kleine hemellichamen buiten de baan van Neptunus, pas in 1992 werd een tweede íjsdwerg ontdekt. Pluto is nu de laatste door een sonde bezochte planeet. Al kort na de Spoetnik zijn er al sinds 1961 diverse vaak mislukte- missies naar planeten geweest. Zie ook het aanhangsel aan het slot van ruimtemissies. In diverse Vesta s (zoals in de nummers 73, 74, 75 en 92 zie aldaar-) is daar uitvoerig aandacht aan besteed, in het bijzonder worden op de planeet Mars en Saturnusmaan Titan veel nog steeds gaand- onderzoek verricht, omdat men daar hoopt sporen van buitenaards leven te vinden maar helaas nog steeds niet! En hoe staat het met het andere wapenfeit, de missie Rosetta? Hierover is in Vesta 94 (Dec. 2014) al uitvoerig bericht. Beide missies, Rosetta (ESA) en New Horizons (NASA) zijn werkelijk twee buitengemene hoogstandjes in de astronomie van de laatste jaren. 5

3 De reis van New Horizons duurde 9 jaar en 6 maanden, van Rosetta zelfs 10 jaar en 7 maanden alhoewel de afstand veel kleiner was. Dit komt doordat New Horizons vrijwel linea recta reisde en Rosetta diverse slingeringen moest maken om voldoende snelheid te generen. Een ander verschil is dat New Horizons slechts een fly-by maakte en Rosetta vele rondjes om de komeet gaat maken. Juli dit jaar is besloten de missie tot september 2016 te verlengen. Aan het einde van de missie zal Rosetta op de Fig.5 komeet komeet neergelegd worden. 67P/ChuryumovZoals bekend kwam Philae met een slakkengang van nog 1 Gerasimenko meter per seconde - na stuiteren- ongelukkig terecht, zodat de zonnepanelen bijna geen zonlicht konden ontvangen. De komeet draait in 6,6 jaar in een sterk ellipsvormige baan om de Zon. 13 Juni 2015 was de komeet op zo n korte afstand tot de Zon dat hij ontwaakte en op 13 augustus, een 20 minuten durende, ijs- en stofuitbarstingen kon vastleggen. Deze kwamen uit cirkelvormige gaten 50 tot 300 m breed en 10 tot 200 m diep, heel fors voor een komeet van 4 bij 2,5 bij 2,5 km. De komeet - met een stoffig oppervlak- is dan ook poreus met een dichtheid de helft van water. Deze uitbarstingen waren niet zonder gevaar. De navigatieapparatuur werd heftig in de war gebracht, zaak was Rosetta op grote afstand te houden. Uit metingen van Rosetta bleek dat de komeet geen eigen magneetveld heeft in tegenstelling tot op Aarde gevonden meteorieten. November 2014 heeft Philae een boring gedaan die veel energie kostte. De vorm van de komeet lijkt op een badeend. Twee zijdelings tegen elkaar gelegen lobben. Voor deze vorm zijn diverse scenario s. De lobben vertonen een strepenpatroon met een verschillende oriëntatie. Dit kan wijzen op een mogelijke trage botsing waarbij twee delen aan elkaar zijn blijven plakken. Een andere mogelijkheid is sublimatie verdampen van ijs. De badeend vertoont een scheur tussen kop en romp dus is er kans dat ze (weer) uiteenvalt. Waarom is dit (kostbare) komeetonderzoek zo belangrijk? Bij de aanvoer van water (op de aanvankelijk kurkdroge Aarde) en organische stoffen, cruciaal voor ontstaan van leven, kunnen kometen een rol hebben gespeeld. Uit massaspectrometrisch onderzoek bleek echter dat het komeetwater (te) veel afwijkt van aards water dus de bijdrage van komeetwater is dubieus. Oorzaken van water op Aarde kunnen vulkanische processen zijn of afkomstig van water van planetoïden welke tijdens kosmisch bombardement tussen 3,8 en 4,1 miljard jaar geleden de Aarde troffen. Dit water lijkt meer op aards water. Het was overigens niet de eerste keer, dat een komeet onderzocht werd. In 1986 scheerde Giotto langs de komeet van Halley. Eerdere geslaagde landingen waren de overbekende landing op de Maan in 1966, de Russische Venera in 1970, de Viking-1 op Mars (VS) in 1976, de NEAR-Shoemacher (VS) op Eros in2001 en de sonde Huygens (ESA) op Titan in En hoe staat het met Mars? Mars Express en Marsorbiter (India) maken sinds hun rondjes. Robotwagentje Opportunity rolt al ruim 11 jaar over Mars en Curiosity doet ook nog steeds onderzoek. Helaas, weinig schokkend nieuws betreffend onderzoek van huidige oppervlak. Tussen 4,3 en 3,7 miljard jaar geleden waren de omstandigheden op Mars vergelijkbaar met die op Aarde. Er stroomde veel water, misschien waren er toen primitieve levensvormen, zoals bacteriën. 6

4 Plannen betreffende Mars: In 2016 gaat het programma ExoMars van start bestaande uit twee missies. Module Schiaparelli is bedoeld om te leren op Mars te landen en een orbiter wordt in een baan om Mars gebracht op zoek naar sporen van gassen die op leven kunnen wijzen. Mei 2018 lanceert ESA een ExoMars wagentje om te onderzoeken of er tussen 3,7 en 4,3 miljard jaar geleden leven op Mars is geweest (zie boven) m.b.v. een boor om grondmonsters te nemen. I.v.m. de voorbereiding van een eventuele bemande Marsreis ( door NASA of het particuliere Mars One, voor beiden een honderd miljard kostend project!) is men er in geslaagd op gesimuleerde Marsgrond en in de ruimte groente te kweken. Het (m.i. onzalig plan) van een bemande reis naar Mars [zie ook Vesta 90 pg 10] is nog steeds niet van de baan. In 2030 zouden de eerste kolonisten voet op Mars moeten zetten. Maar hebben ze zich wel de kolossale problemen gerealiseerd? 6 maanden opgesloten in een benauwde capsule met anderen, kunnen we dat mentaal aan? Men is al aan het oefenen met dit soort situaties. Is het mogelijk de reizigers in een soort winterslaap (hibernation, een kunstmatige coma) te brengen? Wat zijn de gevolgen voor ons lichaam van zo n lange tijd van gewichtloosheid? De dosis kankerverwekkende kosmische straling blijkt mee te vallen, maar gaat in de ijle marsatmosfeer wel door, omdat een beschermend magneetveld zoals op aarde er niet is. Kolonisten zullen in tunnels moeten gaan wonen. Een groot deel van het Marsoppervlak bevat door ontbreken van verwering giftige perchloraten. Kunnen we voldoende zuurstof genereren? Dit moet worden meegenomen of gewonnen uit elektrolyse van water. Blijft het levensgrote probleem van de terugkeer De ontsnappingssnelheid van 5 km/s en de toch aanwezige atmosfeer betekent dat geen terugkeer mogelijk is. Zonder ooit meer familie en vrienden te zien, kunnen we dat mentaal aan? Vragen en nog eens vragen. Antwoord niet doen dus! Zelf zal ik 100 zijn dus meemaken zal ik het niet! September 2015 sensationeel nieuws: stromen zout water op Mars gevonden! Zoals bekend veroorzaakt zout in water een vriespuntsdaling, denk aan het pekelen van wegen bij vorst. Hellingstrepen duiden op het stromend water. Over een paar jaar gaat de NASA met een grondboor in dat water zoeken naar enige vorm van leven dat diep in de grond, afgeschermd van de dodelijke kosmische straling misschien aanwezig is. Fig.6 pekelwater in de Garni krater. Er zijn al heel wat s.f. films over Marsreizen verschenen, maar nu zal. - naar het gelijknamige boek- een heel realistische film The Martian verschijnen. Deze staat op nr. één van de meest bezochte films. Hiervoor is nauw contact gezocht met de NASA, die deze film als promotie voor hun eventuele tocht erheen ziet. NASA-ruimtepak, zuurstofwinning en botanische tuin, het komt er allemaal in voor. Andere missies: De op 27 september 2007 gelanceerde ruimtesonde Dawn is, na een tussenstop bij planetoïde Vesta, maart dit jaar bij dwergplaneet Ceres aangekomen. Ceres is met een diameter van 950 km de grootste planetoïde en ook als eerste in 1801 ontdekt. Ze wordt een dwergplaneet genoemd, een categorie in grootte liggend tussen planetoïden en planeten. Terwijl planetoïden meestal een onregelmatige vorm hebben, is die van dwergplaneten bolvormig. De baan tussen Mars en Jupiter bevat 1 miljoen planetoïden waarvan 200 groter dan 100 km. Dat al deze planetoïden geen planeet hebben gevormd tussen Mars en Jupiter waar in feite wel plaats voor was, is vermoedelijk veroorzaakt door de verstorende werking van Jupiter. 7

5 Terwijl Vesta vrij droog is bevat Ceres veel water. Het onderzoek aan Vesta en Ceres moet ons meer inzicht geven in de ontstaansgeschiedenis van ons Zonnestelsel. Ceres vertoont een kraterrijk landschap en enkele opvallend heldere vlekken. Dawn, voortgestuwd door een ionenmotor zal tot medio 2016 onderzoek blijven doen. De succesvolle missie Cassini is meerdere malen verlengd maar zal in 2017 definitief beëindigd worden. Cassini zal naar het hart van Saturnus gestuurd worden om besmetting van zijn manen te voorkomen. Jubilea: Hubble is jarig! 550 km boven aarde draait hij nu al 25 jaar rond. Plannen: James Webb wordt zijn opvolger. 28 september heeft ISRO (Indian Space Research Organisation) het ruimtevaartuig Astrosat gelanceerd waarmee zowel UV als röntgenstraling (beide worden door de atmosfeer geabsorbeerd) kan worden waargenomen. Beide worden door zeer hete lichamen zoals neutronensterren en zwarte gaten afgegeven. Ook ESA viert een verjaardag, 50 jaar, waarin vele Fig.7 Hubble successen en een enkele mislukking zijn geboekt: Giotto naar komeet Halley ( 86), Cassini-Huygens naar Saturnus (2005), SOHO naar de Zon (nog steeds sinds 1996 werkzaam), Planck (2013) die achtergrondstraling onderzoekt, en tenslotte Rosetta (zie boven). Europa s eigen lanceerplatvorm Ariane bestaat nu 35 jaar. Plannen zijn er ook: een eigen Marsrover op Mars en in 2016 een missie naar Mercurius. Ander ruimtevaartnieuws: December 2014 is Orion, de opvolger van de Spaceshuttle gelanceerd en een dag later weer veilig teruggekeerd. Het was een testvlucht. In 2018 zal in een volgende testvlucht Orion in een baan rond de Maan gebracht worden. Een eigen spaceshuttle is belangrijk omdat de VS nu i.v.m reizen naar en van het ISS nog afhankelijk zijn van Rusland waarmee de relatie nu onder druk staat. Tochten van onbemande ruimtevoertuigen naar het ISS mislukken soms: april dit jaar verloren de Russen de controle over 7000 kg wegende (onbemande) Progress : het verbrandde in de dampkring, een deel ervan kwam op aarde terecht. Aanhangsel. Overzicht enige (geslaagde) ruimtemissies naar en langs hemellichamen (zoals planeten) in ons Zonnestelsel: Mercurius: Messenger 2009 /Venus: Venus Express 2006 (ESA) /Mars: Mars Orbiter /2014 (India) / Vesta en Ceres: 2011 /2015 Dawn /Pioneer 10/11 en Voyager 1 maakten scheervluchten langs Jupiter, Uranus, en Neptunus om daar opnemen van te maken. Een totale maansverduistering 28 september tussen 3- en 5 uur s nachts. Nu zijn maansverduisteringen niet echt bijzonder, de laatste in Nederland zichtbaar, was in 2008, maar deze laatste was toch wel heel bijzonder door zijn bloedrode kleur vanwege verstrooid Zonlicht in de aardse atmosfeer en doordat de afstand AardeMaan minimaal was. Fig.8 8

6 De Maan beschrijft een enigszins elliptische baan om de aarde met afstanden variërend van tot km. Dit keer was hij 14% groter dan normaal, een supermaan genoemd. Dankzij de heldere nacht was de verduistering bijna overal te zien. Ikzelf heb er in Heiloo- van genoten. U toch ook? De volgende supermaansverduistering zal pas in 2033 plaats vinden. En hoe staat het met de zoektocht naar buitenaards leven? Helaas, niet dus. De rijke Rus Milner (3 miljard dollar) heeft 100 miljoen dollar geschonken aan dit onderzoek. Hiermee wordt luistertijd gekocht bij de twee grootste radiotelescopen ter wereld: de 100m Greenbank (VS) en de 64 m Parkes (Australië) in het kader van het SETI-project. NB: De Parkes-radiotelescoop beging trouwens dit jaar een curieuze vergissing: vreemde kortstondige uitbarstingen van radiostraling (perytons) werden aanvankelijk aan aliëns toegeschreven, ze bleken echter van een magnetron afkomstig te zijn! Er zijn inmiddels bijna 2000 exoplaneten ontdekt. Veel sterren hebben meerdere exoplaneten. Ons Zonnestelsel met 8 planeten in vrijwel cirkelvormige banen blijkt geen uitzondering in ons melkwegstelsel te zijn. De Nederlandse inbreng op het gebied van radioastronomie waarop deze telescopen betrekking hebben is groot. Oort (ja van die wolk) is de ontdekker ervan, Imke de Pater neemt deel aan het onderzoeksteam. Fig.9 Parkes radiotelescoop. Het idee van mogelijk buitenaards leven is niet nieuw. De Griekse filosoof Democritos was (al meer dan twee duizend jaar geleden) overtuigd van ontelbare werelden met water, planten en levende wezens. Ook de zoektocht naar z.g. exoplaneten gaat onverdroten door. Interessant is de vondst van Kepler 452b, een aard-achtige planeet, op een afstand van lichtjaar 1,5 x zo groot als de Aarde, draaiend om een ster op een afstand vergelijkbaar aan die van Zon- Aarde dus met een bewoonbare Zone. Aards leven erop is onwaarschijnlijk. Hubble ontdekte een bijzondere exo-planeet Gliese 436B, op 33 lichtjaar afstand, die een wolk gas meesleept. 7 van de ruim 1000 door Kepler ontdekte exo s zitten in een dubbelstersysteem. Astro- en andere- varia: I. Hoe veilig is ons aards bestaan? Wat te doen tegen de inslag van een megameteoriet zoals 65 miljoen jaar geleden-, waarbij o.a. de dinosauriërs uitstierven. [staat o.a. beschreven in Vesta 85 pg 12.] Kortgeleden is definitief vastgesteld dat het uitsterven een combinatie was van de inslag en zeer heftige vulkaanuitbarstingen, waarbij de Dekantraps in India- zijn gevormd. Nu zijn dergelijke mogelijke megainslagen vrij zeldzaam maar er zijn andere meer voorkomende natuurrampen waarop we slecht zijn voorbereid. 200 jaar geleden barstte de vulkaan Tambora in Indonesië- uit waarbij mensen omkwamen. De uitgestoten sulfaatdeeltjes verduisterden de Zon met een dramatische afkoeling tot gevolg. En wat te denken van meer recente tsunami in 2004 en de uitbarsting van de IJslandse vulkaan in 2010 die het gehele vliegverkeer verstoorde? Nee, we zijn slecht voorbereid op dergelijke rampen. In 2005 werd de Natural Hazard Working Groep ingesteld, maar hoe effectief is deze? 9

7 Sorry, als ik jullie lezers ongerust heb gemaakt, maar ikzelf denk heel fatalistisch : -) niemand gaat voor zijn tijd, ga maar rustig slapen. II. De lichtsnelheid is een onwrikbare constante. Bekend is dat licht in een ander medium dan het vacuüm iets minder snel is. Nu is echter aangetoond dat vervormd licht, (Bessel- en Gaussstralen), ook in vacuüm iets langzamer (een duizendste procent), langzamer gaat. III. Over licht gesproken: Leidse sterrenkundigen hebben mogelijk het oudste licht gezien: een piepjong stelsel van 550 miljoen jaar oud. IV. Tijdschrift New Scientist organiseert interessante lezersreizen zoals naar Chili waar de ESO belangrijke telescopen heeft. In Vesta 95 vindt u een verslag van zoo n reis. Een volgende reis vindt dit najaar plaats naar La Palma en Tenerife alwaar een bezoek gebracht wordt aan de grootste Zonnetelescopen van Europa. Gaat u erheen? Door mijn motorische beperkingen zal ik helaas daarbij niet aanwezig kunnen zijn. V. De Quantumcomputer. De Nederlander Leo Kouwenhoven, oprichter en directeur van Que Tech te Delft werkt eraan. De realisatie kan nog wel even duren (±2020), maar dan! Een rekenkracht groter dan alle huidige computers bij elkaar en.. veel sneller. VI. Fig.10 Dutch Open Telescoop (DOT) Berekeningen die nu net zo lang als de leeftijd van het heelal duren kunnen dan in een week gedaan worden en heel nauwkeurig. Weersvoorspellingen 100% accuraat, materiaaleigenschappen voorspellen en optimaliseren, energie kunnen opslaan, die nu verloren gaat, medicijnonderzoek, quantuminternet etc. etc. Een hele computer bouwen is te duur, ruim een miljard euro, maar een prototype volstaat. Ik hoop het mee te maken, dan hoort u ervan. Gentechnologie, er is een hoop gesteggel over wel, of niet toestaan. [zelf ben ik voor, denk eens aan de voordelen: veel meer voedsel geen honger en armoede]. Er is besloten dat niet Brussel het laatste woord heeft maar dat EU-landen het zelf mogen beslissen. Gelukkig besluit! In een volgende Vesta actueel nieuws op het gebied melkweg, heelal en kosmologie en misschieniets over de evolutie van de mens. Jaap Kuyt, Heiloo 24 november