Zo landt Europa op een komeet

07 november 2014 door GS

Philae, het landingstoestel van de Europese ruimtesonde Rosetta, moet een zachte landing maken op een komeet - iets wat nog nooit eerder is gedaan.

De voorbije weken heeft Rosetta de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, genoemd naar de Oekraïense astronomen Klim Churyumov en Svetlana Gerasimenko, van alle kanten gedetailleerd opgemeten, in beeld gebracht en bestudeerd. Half oktober werd op basis van die observaties definitief besloten dat Philae – de lander die met Rosetta meereist – zal afdalen naar landingsgebied 'J', deze week hernoemd naar 'Agilkia'.

De landing van Philae wordt woensdag verwacht rond 16.30 uur. Omdat het signaal van Rosetta een half uur aan lichtsnelheid reist naar de aarde, zal ESA rond 17.00 uur het verlossende bericht verspreiden: is de landing gelukt of niet? U kunt de landing rechtstreeks volgen op de website van Eos.

Uiteraard zijn er ook plaatsen waar u in groep deze historische dag voor de Europese ruimtevaart kunt beleven. Dat kan bijvoorbeeld vanaf 15 uur in Gent, op de Campus Sterre van Universiteit Gent. De beelden van het controlecentrum van ESA-ESOC (ESA TV) worden continu getoond en van commentaar voorzien door Lieven Scheire en Stijn Meuris.

Op woensdag 12 november zal het personeel van het Europese vluchtleidingscentrum in het Duitse Darmstadt voor de zoveelste keer nagelbijten, want dan vindt de afdaling daadwerkelijk plaats. Heel dichtbij kan Rosetta niet komen: de gas- en stofdeeltjes van de komeet oefenen een te grote druk uit op de gigantische zonnepanelen. Het toestel zal daarom enkel een korte duikvlucht maken om de Philaelander af te leveren. ‘We laten Philae los op een hoogte van twee à drie kilometer’, aldus Hermann Böhnhardt van ESA. ‘Daarna zal hij ruim anderhalf uur nodig hebben om het oppervlak te bereiken.’ Daar moet de lander zich vasthaken met harpoenen en ijsschroeven, om te voorkomen dat hij door het geringe zwaartekrachtsveld van de komeet weer wegdrijft.

 

Philae is een complete ruimtesonde, maar is niet groter dan een wasmachine. Het toestel weegt iets meer dan honderd kilogram, heeft eigen zonnecellen en draagt tien wetenschappelijke instrumenten mee aan boord. Böhnhardt realiseert zich dat er van alles fout kan gaan. Veel manoeuvres konden ze op aarde niet testen, er is niets bekend over de mate waarin de zonnepanelen bedekt kunnen raken met stof en het komeetoppervlak is misschien te poreus voor een landing. Bovendien was Philae oorspronkelijk ontworpen voor het veel geringere zwaartekrachtsveld van de kleinere komeet Wirtanen.

De materiaaleigenschappen en de samenstelling van de komeetkern bieden de astronomen een schat aan informatie over de ontstaansgeschiedenis van kometen, en zo ook over de geboorte van ons zonnestelsel. ‘Door de relatieve verhouding te bestuderen van verschillende zuurstofisotopen hopen we erachter te komen in welke mate het water op aarde afkomstig is van kometen’, vertelt Böhnhardt. ‘Ook speuren we naar organische moleculen. Die kunnen ons vertellen of de bouwstenen van het leven al aanwezig waren tijdens de vorming van het zonnestelsel.’

 

Breng het lab naar de komeet

Na het succes van de Giotto-ruimtemissie naar komeet Halley wilde de Europese ruimteorganisatie ESA eigenlijk een bodemmonster van een komeet ophalen voor onderzoek op aarde. De CNSRmissie (Comet Nucleus and Sample Return) bleek echter veel te ambitieus. ‘In plaats daarvan brengen we nu het laboratorium naar de komeet’, zegt wetenschappelijk projectleider Matt Taylor van ESTEC.

Fotogeniek

Natuurlijk heeft Philae ook camera’s aan boord. Die zullen in november panoramabeelden maken van het komeetoppervlak, en normaal gezien zullen Rosetta en Philae ook elkaar fotograferen. Bovendien hebben beide toestellen een apparaat aan boord dat radiogolven door de komeetkern heen stuurt. Dat biedt informatie over de inwendige samenstelling, de porositeit, eventuele interne holtes, enzovoort.

Carsten Dominik, hoofddocent aan de Universiteit van Amsterdam en speciaal hoogleraar exoplaneten aan de Radboud Universiteit in Nijmegen, kan niet wachten op de resultaten. ‘Dit is een fantastisch jaar voor de astronomie’, zegt hij. ‘Rosetta luidt het tijdperk van het gedetailleerde komeetonderzoek in.’

De kleine, bevroren hemellichamen vormen – samen met de rotsachtige planetoïden – de resterende exemplaren van de bouwstenen waaruit een paar miljard jaar geleden de planeten zijn samengeklonterd. ‘Kometen waren getuige van het ontstaan van het zonnestelsel’, aldus Dominik. ‘Willen we de geboorte van de planeten beter begrijpen, dan kunnen we niet om die kometen heen.’

Wat als de landing mislukt?

Zelfs als er met de spectaculaire landing van Philae onverwacht iets zou mislopen, is de Rosetta-missie niet mislukt. Minstens een jaar lang zal de ruimtesonde nog met de komeet meevliegen. Churyumov-Gerasimenko bereikt in de zomer van 2015 haar kleinste afstand tot de zon, en zal dan naar verwachting de grootste activiteit vertonen: door de zonnewarmte begint de komeetkern gedeeltelijk te verdampen, waardoor er geisers van gas en stof ontstaan. In het najaar van 2015 zal de activiteit weer afnemen. Rosetta zit al die tijd op de eerste rij en zal een schat aan gegevens verzamelen over het gedrag van kometen, de bouwstenen van planeten.