Asteroïde in het vizier

3

Komt er een asteroïde op aarde terecht, dan kan die een ravage aanrichten vergelijkbaar met die van een aardbeving, orkaan of tsunami. Astronomen vrezen dat er ooit een kilometers grote steenbrok op ramkoers met de aarde komt te liggen. Tegen die tijd hopen ze technieken te hebben die een inslag kunnen voorkomen.

Het is niet denkbeeldig dat een inslag van een asteroïde duizenden of miljoenen slachtoffers maakt. Daarvan getuigen wereldwijd meerdere kraters. Niet zelden hebben ze een doorsnede van tientallen kilometers.

Op satellietfoto’s zijn ze soms beter zichtbaar dan vanaf het aardoppervlak, onder meer omdat erosie –door water, wind en ijs– de randen in de loop der eeuwen afvlakt.

De Vredefortkrater in Zuid-Afrika is voor zover bekend de grootste krater op aarde. Hij heeft een diameter van ruim 300 kilometer en zou zijn ontstaan door de inslag van een 10 kilometer groot projectiel. Zou zo’n steenklomp op Nederland terechtkomen, dan zou het hele gebied tussen Groningen en Maastricht worden weggeslagen.

Kans

Ruimtevaartorganisaties spenderen dus met reden miljarden aan missies naar asteroïden. De VS en Japan lanceerden in de afgelopen jaren verkenners die bodemmonsters terug moeten sturen (zie kaders). Die kunnen een indruk geven van de bodemsamenstelling van de steenbrokken. De Europese ruimtevaartorganisatie ESA en de Amerikaanse organisatie NASA werken bovendien aan de AIDA-missie die moet uitwijzen of het mogelijk is een –vrij kleine– asteroïde van koers te laten veranderen.

Asteroïden, ook wel planetoïden genoemd, zijn grote rotsblokken die vooral in de regio tussen de planeten Mars en Jupiter rondzweven, in de zogeheten planetoïdengordel.

Een van de onderzoekers die bij deze missie betrokken zijn, is de Franse planeetwetenschapper Patrick Michel van het Observatoire de la Côte d’Azur (OCA). Hij legt uit dat een aantal van deze asteroïden zich in zo’n baan rond de zon bevinden dat ze in botsing kunnen komen met de aarde. „De kans op een inslag is heel klein. Net zoals de kans om de loterij te winnen heel klein is. Toch zíjn er mensen die de hoofdprijs winnen.” Wat hem betreft vormen de rondvliegende brokstukken dus wel degelijk een gevaar voor onze planeet.

Duo

Voor de AIDA-missie hebben de Europeanen en de Amerikanen hun oog laten vallen op asteroïde Didymos (1996 GT). Rond de steenklomp cirkelt een kleinere asteroïde, die de naam Didymoon heeft gekregen. Het duo zweeft in een baan die in de buurt van de aarde komt, maar lang niet zo dichtbij dat er risico bestaat op een botsing.

De Europese bijdrage aan de missie vormt de sonde AIM. Als alles volgens plan verloopt, zal dit ruimtevaartuig najaar 2020 worden gelanceerd. Twee jaar later zal AIM bij de asteroïden aankomen en ze in kaart brengen.

Zoals de plannen er nu uitzien, zal de verkenner niet alleen op afstand gegevens verzamelen. Een lander, Mascot, zal afdalen naar het oppervlak van Didymoon om ter plaatse metingen te verrichten aan het oppervlak en de bodem­samenstelling.

AIM laat ter plaatse wellicht nog twee kleine satellieten, CubeSats, los om aanvullende metingen te verrichten. Onderzoekers hebben daarvoor een aantal voorstellen ingediend; de Europese ruimtevaartorganisatie ESA heeft daaruit nog geen keuze gemaakt.

Een halfjaar na de Europese sonde arriveert het Amerikaanse ruimteschip DART. Als een kamikaze zal het 300 kilogram zware object zich in Didymoon boren, terwijl AIM op veilige afstand de inslag vastlegt. DART krijgt geen wetenschappelijke instrumenten mee, alleen een camera zodat de vluchtleiding hem op koers kan houden. „De inslag zal spectaculair zijn”, aldus AIM-projectmanager Ian Carnelli van ESA. „DART zal met een snelheid van ongeveer 6 kilometer per seconde aankomen vliegen, terwijl AIM een afstand bewaart van ongeveer 100 kilometer. We verwachten dat de snelheid van de maan door de inslag van DART ongeveer met een halve millimeter per seconde verandert. Dat is erg weinig. Maar we denken dat de vertraging na elf uur ongeveer tien minuten zal zijn, en dat kunnen we uiterst nauwkeurig vaststellen.”

Poreus

De Franse onderzoeker benadrukt dat dit een verwachting is en dat de missie moet uitwijzen of het inderdaad mogelijk is de baan van een asteroïde te veranderen. Het is namelijk op dit moment niet bekend wat de samenstelling is van de steenbrokken die de Europese en de Amerikaanse verkenner als doel hebben. Hun vorm is in grote lijnen bekend. Maar of ze een glad of een ruw oppervlak hebben of een mix van beide, en hoe poreus het gesteente is, kan AIM pas vaststellen als hij Didymos en Didymoon dicht is genaderd. Die eigenschappen bepalen vervolgens weer hoe groot de koerswijziging zal zijn na de DART-inslag. Om daar enigszins een idee van te krijgen, simuleren wetenschappers nu al verschillende situaties bij Estec in Noordwijk.

Ian Carnelli van ESA stelt dat Didymoon –met zijn doorsnede van 163 meter– een interessant doelwit is. „Als een asteroïde van dit type op aarde zou inslaan, zou hij vast en zeker slachtoffers maken. Ongeacht de plaats waar hij neer zou komen. Als hij in de oceaan zou neerplonzen, zou hij een tsunami veroorzaken. Zou hij op aarde terechtkomen, dan zou hij altijd bewoond gebied treffen.”

----

Amerika reikt naar Bennu

De Amerikaanse sonde Osiris-REx is sinds begin september op weg naar Bennu, een asteroïde met een diameter van ongeveer 500 meter. De verkenner werd toen gelanceerd vanaf Cape Canaveral in Florida.

In augustus 2018, na een kleine twee jaar, zal het ruimtevaartuig op de plaats van bestemming aankomen en vanaf oktober zal hij allerlei metingen verrichten aan Bennu. Op basis van die gegevens zal de vluchtleiding onder meer een plaats selecteren voor het nemen van een bodemmonster.

De sonde zal de asteroïde daarvoor in 2019 heel dicht moeten naderen, want het materiaal moet worden verzameld met een 5 meter lange, uitschuifbare arm. In totaal kan Osiris-REx drie pogingen wagen.

Het is de bedoeling dat de grijparm ten minste 50 gram bodemmateriaal verzamelt en overbrengt naar een capsule. In 2021 moet Osiris-REx Bennu weer verlaten en terugkeren naar de aarde, een reis die opnieuw twee jaar in beslag neemt. Bij terugkeer zal de sonde de capsule met het bodemmonster richting de aarde sturen, zodat onderzoekers het materaal kunnen analyseren. Zelf zal hij in een stabiele baan rond de zon blijven zweven.

Een van de redenen waarom de NASA zijn verkenner naar deze asteroïde stuurde, is dat hij elke zes jaar bij de aarde in de buurt komt. Tegen het einde van de 22e eeuw zou hij zelfs met onze planeet in botsing kunnen komen.

----

Japan hoopt op tweede succes

De Japanse sonde Hayabusa 2, die in december 2014 werd gelanceerd, zal halverwege 2018 arriveren bij een asteroïde die de naam Ryugu kreeg. Na anderhalf jaar zal hij terugkeren naar de aarde en in december 2020 een capsule met verzameld bodemmateriaal afleveren.

Zoals de naam van de sonde aangeeft, is dit niet de eerste Japanse missie naar een asteroïde. In november 2005 verzamelde die verkenner materiaal van Itokawa en leverde het materiaal in juni 2010 af bij onze planeet. Een lander die voet op de steenklomp had moeten zetten, miste helaas zijn doel.

In grote lijnen zijn beide missies vergelijkbaar. Ook nu willen de Japanners met een lander de asteroïde –ongeveer 1 kilometer in doorsnee– verkennen. Een extraatje aan Hayabusa 2 is een projectiel dat een krater in de bodem moet slaan, zodat de verkenner niet alleen oppervlaktemonsters kan nemen maar ook materiaal kan verzamelen van grotere diepte.