Ruimtemissie

We gaan het meemaken: een touchdown op planetoïde Bennu, 334 miljoen kilometer hiervandaan

Ruimtecapsule Osiris-Rex is in een lage baan boven de planetoïde Bennu gebracht.Beeld Nasa

De mensheid haalt komende dinsdag wat stof en stenen op Bennu, een kleintje onder de planetoïden.

Dinsdag tegen middernacht moet het gebeuren: de bestelbus moet zakken naar het oppervlak en daar wat steentjes en gruis oppikken. Geen probleem, ware het niet dat de bestelbus een ruimtevoertuig is, 334 miljoen kilometer van de aarde verwijderd, en gruis moet oppikken van een planetoïde die niet groter is dan een handvol voetbalvelden, en die zo hard om zijn as draait dat een dag er maar vier uur duurt. 

Heeft ruimtevaartorganisatie Nasa niets beters te doen? Misschien, maar deze missie – Osiris-Rex gedoopt – is onderdeel van een programma waarin ruimtevoertuigen met meetinstrumenten naar de uithoeken van ons zonnestelsel worden gebracht, naar Jupiter, Pluto en nog verder. In dat programma is dit de eerste missie die niet alleen waarneemt, maar materiaal oppikt en terugbrengt naar de aarde.

Voor de Amerikanen zou dat de eerste keer zijn sinds de mannen van de Apollomissies maanstof naar aarde brachten. Een wereldprimeur is het niet; er is een vergelijkbare Japanse missie onderweg, die eerder zal finishen dan Osiris-Rex. Maar die heeft hooguit een paar gram ruimtemateriaal bij zich, terwijl de Amerikanen mikken op een kilo of meer.

Sporen van de vorming van het zonnestelsel

Dat materiaal moet komen van de planetoïde Bennu. Planetoïden zijn stukjes planeet, die net als planeten in een baan om de zon draaien. Er zijn honderdduizenden van, variërend in grootte van tientallen ­meters tot honderden kilometers. Het is het gruis dat is overgebleven nadat de planeten van ons zonnestelsel waren gevormd. En dat maakt planetoïden interessant; ze dragen de sporen van de vorming van het zonnestelsel, 4,5 miljard jaar geleden.

Bennu is een kleintje onder de planetoïden. Toch werd hij doel van deze Amerikaanse missie. Omdat hij niet te ver van de aarde staat, en vooral omdat hij in bijna hetzelfde vlak rond de zon draait als de aarde. Het is zelfs niet uitgesloten dat die twee ooit in botsing komen. Maar de kans daarop is miniem, en voor nu is er het voordeel dat de baan van Bennu de planetoïde benaderbaar maakt.

Planetoïde Bennu is een maar paar voetbalvelden groot en is door het ruimtevoertuig nauwkeurig in kaart gebracht.Beeld Nasa

Dus dat was de bestemming toen Osiris-Rex werd gelanceerd, in het najaar van 2016. Het is een lange reis. Twee jaar later kon het ruimtevoertuig worden geparkeerd in een lage baan om Bennu. Sindsdien heeft Osiris-Rex de planetoïde nauwkeurig in kaart gebracht en zijn samenstelling gemeten (zie kader).

Vergeven van keien, kraters en rotsen

Het eerste deel van de missie is geslaagd, zij het dat de Amerikaanse wetenschappers die aan het roer staan tot hun schrik moesten vaststellen dat Bennu er anders uitziet dan ze hadden gedacht. Ze hadden een redelijke gladde klomp ruimtesteen verwacht. Maar Bennu is vergeven van keien, kraters en rotsen. De soepele touchdown waarop de vluchtleiders hadden gehoopt zit er niet in. 

De afgelopen twee jaar is er in de nauwkeurige kaarten die Osiris-Rex heeft gemaakt gezocht naar plekken op Bennu die in aanmerking zouden komen voor het tweede deel van de missie: het verzamelen van steentjes en gruis. Uiteindelijk is gekozen voor een krater die Nightingale is gedoopt. 

De vluchtleiders hadden gehoopt op een voetbalveld, maar Nightingale is een zestienmetergebied. Letterlijk: Osiris-Rex heeft komende dinsdag een cirkel van zestien meter voor wat de touch-and-go wordt genoemd. Het ruimtevoertuig cirkelt nu nog in zijn lage baan op een kleine 800 ­meter hoogte om Bennu, en moet straks afdalen, gruis verzamelen, en weer terugkeren naar zijn baan.

De zestien meter grote landingsplaats Nightingale waar het ruimtevoertuig moet landen en monsters nemen.Beeld Nasa

En sturen kun je niet; een signaal dat vanaf aarde wordt gestuurd, doet er achttien minuten over om Osiris-Rex te bereiken. Bijsturen vanuit het vluchtleidingscentrum is onmogelijk. Sterker: er zullen uren verstrijken voor op aarde doordringt of de touch-and-go is gelukt. Het ruimtevoertuig moet de operatie zelfstandig uitvoeren. Het kan beschikken over de gedetailleerde kaarten die het zelf heeft gemaakt, en is geprogrammeerd om aan de hand van herkenningstekens in Bennu’s landschap naar Nightingale te navigeren. Bovendien heeft Osiris-Rex de vrijheid – én de opdracht – gekregen om, als het toch niet veilig lijkt, de touchdown af te breken en terug te keren naar zijn baan. Er kan dan later een nieuwe poging worden geprogrammeerd.

Niet landen

Osiris-Rex zal niet op Bennu landen, maar blijft vlak boven het oppervlak en heeft een arm met aan het uiteinde een ­ronde schijf, als het mondstuk van een stofzuiger. Het is de bedoeling dat die schijf plat op het oppervlak van de planetoïde komt, waarna met een flinke spuit stikstof gruis en steentjes worden opgedwarreld en verzameld. 

Terug in zijn baan moet Osiris-Rex de vangst opbergen, waarna de missieleiders controleren of die voldoende is. Hoe? Het ruimtevoertuig krijgt het commando een paar keer om zijn as te draaien, waardoor ­gemeten kan worden hoeveel materie het aan boord heeft genomen. 

Mocht de vangst niet voldoende zijn, dan kan er een nieuwe poging worden gedaan; er zijn drie flessen stikstof aan boord voor dat doel. Heeft de eerste touch-and-go wel voldoende opgeleverd, dan zal Osiris-Rex komend voorjaar beginnen aan zijn terugkeer naar aarde. Een reis die tweeënhalf jaar zal duren. De bestelbus keert zelf niet terug op aarde, maar werpt buiten de atmosfeer de capsule met zijn oogst af. Osiris-Rex buigt weer af en blijft in een baan om de zon rondjes draaien. En de capsule komt aan een ­parachute naar beneden in Utah, op 24 september 2023.

Zichtbare sporen van water

Toen het Amerikaanse ruimtevoertuig Osiris-Rex eind 2018 na een reis van meer dan twee jaar aankwam bij Bennu, begon het met metingen en foto-opnames de planetoïde in kaart te brengen. Op die foto’s waren de rotsblokken te zien waarmee het oppervlak van de planetoïde bezaaid is. En in sommige van die rotsblokken waren scheuren zichtbaar, die in het zonlicht feller oplichtten dan het omringende gesteente. 

Die scheuren zijn aderen waar ooit water door heeft gelopen. Het water heeft mineralen afgezet die de aderen licht kleuren, concluderen de wetenschappers die deze ruimtemissie leiden nu in vakblad Science. Als de scheuren zouden zijn ontstaan door een botsing of beving, zouden ze donkerder ogen dan de rots. Hun lichtere kleur verraadt hun natte geschiedenis.

De aderen zijn groot, groter dan de spleten die worden gezien in verwante meteorieten, ruimtestenen die met enige regelmaat de aarde bereiken. In Bennu’s rotsen zijn  door Osiris-Rex aderen gezien van 15 centimeter breed en meer dan een meter lang. Dat betekent, volgens de onderzoekers, dat hier grote hoeveelheden water langs zijn gestroomd gedurende duizenden tot miljoenen jaren. Bennu was toen nog niet de kleine planetoïde die hij nu is, maar was waarschijnlijk deel van een groter hemellichaam. 

De onderzoekers denken ook te weten welke mineralen dat water heeft afgezet in Bennu’s aderen: carbonaten, zouten op koolstofbasis. Vooral calciumcarbonaat, dat hier op aarde ook overal te vinden is, maar ook carbonaten met magnesium - op aarde bekend onder de naam dolomiet - en andere ingrediënten. 

Dit fenomeen is waarschijnlijk niet uniek voor Bennu, schrijven de onderzoekers in Science. Maar dat vermoeden is slechts een redenering. Er zijn in het zonnestelsel honderdduizenden planetoïden en Bennu is een van de eerste die van dichtbij bekeken wordt. Het zou wel heel toevallig zijn als juist die ene sporen van uitbundige waterstromen zou hebben en alle andere planetoïden niet. Waarschijnlijker is dat water en carbonaatafzettingen op allerlei plekken voorkwamen bij de vorming van het zonnestelsel, aldus de onderzoekers.

Dat zou in lijn zijn met het vermoeden dat planetoïden als Bennu de leveranciers zijn geweest van een groot deel van het water dat de aarde rijk is. En van koolstofverbindingen die de elementaire bouwstenen zijn van leven.

Osiris-Rex daalt komende dinsdag af naar Bennu om materiaal te verzamelen (zie hoofdverhaal). Niet uit de aderen in de rotsen, maar stof en stenen van de vlakte. Van die vermeende carbonaten zullen de wetenschappers dus geen monsters in handen krijgen. Maar, zeggen ze, ook aan het gruis van de vlakte kunnen we straks zien of onze vermoedens kloppen. 

Lees ook:

Mensen op Mars: het kan, maar vraag niet hoe

Is er leven op Mars? Binnenkort wel, denken sommige partijen. Zij willen mensen definitief vestigen op de rode planeet. Maar overleven op Mars wordt nog een hele uitdaging.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden