Afscheid van Kepler

De ruimtesonde startte op 29 augustus met de negentiende observatiecampagne. Gewoonlijk duurt zo’n campagne 83 dagen. Maar al op 28 september legde de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA de telescoop voortijdig helemaal stil. De missieleiding hoopte woensdag op een laatste opleving van de haperende sonde om de wetenschappelijk meetdata naar de aarde te halen. Of dat is gelukt, is vanmorgen onduidelijk gebleven. De NASA zwijgt in alle talen. Dat geeft te denken.

„Het zou een ongelooflijk succes voor onze ingenieurs zijn wanneer we die data naar de aarde kunnen halen; en een onverwachte bonus bovenop de achttiende waarnemingscampagne”, twitterde het Keplermissiekantoor op 1 oktober.

Het gaat om meetgegevens van 33.000 sterren en sterrenstelsels in het sterrenbeeld Aquarius. Daarop zijn mogelijk tientallen nieuwe planeten buiten ons zonnestelsel, zogeheten exoplaneten, vastgelegd.

Om die data naar de aarde te sturen, moet de grote antenne van Kepler richting aarde worden gedraaid. En daarvoor is brandstof nodig, voor de aandrijfraketten. Een van die raketten doet echter niets meer, waarschijnlijk omdat de brandstof op is.

Hoe succesvol de negentiende missie is geweest, is daardoor nog steeds onduidelijk. Tal van wetenschappelijke meetdata die de telescoop tijdens de missie heeft verzameld, zweven door de ruimte, wellicht definitief onbereikbaar voor de NASA.

Dat sputterende sonde te weinig brandstof aan boord heeft, is geen verrassing voor Amerikanen; de ruimtetelescoop hapert de laatste tijd wel vaker. De NASA maakt daarom al een paar jaar voor elke missie opnieuw de afweging: doorgaan of stoppen. „Het is als het tanken van je auto: stop je nu of rijd je door naar het volgende tankstation”, legt Keplersysteemingenieur Charlie Sobeck uit op zijn blog. „In ons geval is er alleen geen volgend tankstation meer.” Op is op. Definitief.

Dip

De NASA lanceert Kepler in maart 2009 voor een missie van drieënhalf jaar. Dat worden er uiteindelijk negen. De sonde speurt al die tijd naar planeten buiten het zonnestelsel. Daarvoor maakt hij gebruik van de zogeheten transit- of overgangsmethode: als de telescoop een regelmatige dip –tot minimaal 0,01 procent– in de helderheid van sterren waarneemt, kan dat wijzen op de aanwezigheid van een of meer planeten buiten ons zonnestelsel. Met deze methode kunnen astronomen met name aardachtige exoplaneten waarnemen.

Al in juli 2012 merkt de missieleiding dat het richtmechanisme hapert. Het jaar daarop worden de problemen ernstiger. Een ruimtemissie om Kepler te repareren is onhaalbaar vanwege de enorme afstand tot de aarde – zo’n 160 miljoen kilometer. Daarom moet de NASA de missie herzien: hoe kan de sonde met beperkte mogelijkheden toch een bijdrage leveren aan de wetenschap?

Het haperende richtmechanisme maakt het echter onmogelijk om de transitmethode te blijven gebruiken. De wetenschappers komen in november 2013 met een nieuw missieplan voor Kepler, met de naam K2. Met de beperkte mogelijkheden zien ze kans om de ruimtetelescoop toch inzetbaar te houden en de jaarlijkse kosten van 18 miljoen dollar (16 miljoen euro) te kunnen verantwoorden. Het succesverhaal wordt vervolgd tot 28 september.

De ruimtetelescoop is voor de astronomie van onschatbare waarde gebleken. Sinds zijn lancering in 2009 heeft de ruimtetelescoop in zijn eentje al ruim 5000 kandidaat-exoplaneten ontdekt. Daarvan zijn er 2652 bevestigd, waaronder de 7 aardachtige planeten rond de befaamde ster Trappist-1.

Exomaan

Vorige week hebben de astronomen een nieuwe mijlpaal bereikt: Kepler levert een bijdrage aan de ontdekking van de eerste exomaan. Deze eerste maan die is ontdekt buiten het zonnestelsel is gelijk een heel bijzondere. Uit berekeningen volgt dat het een reusachtige gasmaan moet zijn, zo groot als de planeet Neptunus. De maan cirkelt om een Jupiterachtige gasreus met de naam Kepler 1625b in een zonnestelsel 8000 lichtjaren ver weg.

Minieme verschuivingen en veranderingen in de lichtcurve van de ster trokken de aandacht van astronoom David Kipping van de Columbia University (VS). Omdat er geen aanwijzingen zijn voor een tweede planeet die baantjes trekt om de ster, zouden de metingen wijzen op „een maan die zijn planeet volgt als een hondje aan de riem.”

Van de vondst van een nieuwe exoplaneet kijkt eigenlijk niemand meer op, of het moet wel een heel bijzondere zijn. Begin dit jaar stond de teller op ongeveer 3600 bevestigde exoplaneten. Daaronder zijn harde, aardachtige planeten, maar ook gasreuzen tot ruim twee keer zo groot als Jupiter.

Opvolger

Ruimtetelescopen leveren een forse bijdrage aan de ontdekkingen. Nu Kepler is uitgevallen, valt de zoektocht naar exoplaneten daardoor niet stil. De astronomen zijn momenteel aangewezen op de Hubble en op de TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), de officieuze opvolger van Kepler.

De zoektocht naar exoplaneten heeft inmiddels wel de nodige vertraging opgelopen. Onder meer omdat oudgediende Hubble vrijdag op de veilige modus is gezet omdat een van de gyroscopen uitviel. Hoewel die telescoop nog niet is afgeschreven, is het lastiger geworden om hem nauwkeurig te richten. Ook is de lancering van de James Webb Space Telescoop, de officieuze opvolger van Hubble, uitgesteld naar 2021.

De TESS-ruimtetelescoop die in april is gelanceerd, is wel een succes. Met zijn vier breedhoekcamera’s is

TESS zo’n 400 keer krachtiger dan Kepler. Hij kan zijn lenzen op zo’n 500.000 sterren richten en zo’n 85 procent van de zichtbare ruimte observeren. Naar verwachting zal de sonde op zijn eerste tweejarige missie 20.000 exoplaneten aantreffen rond deze sterren, waarvan zo’n 500 aardachtige, waarop leven mogelijk zou kunnen zijn (zie ”Zoektocht naar buitenaards leven”).

„Over een paar jaar zijn we in staat duidelijk zichtbare sterren aan te wijzen aan de nachthemel en weten we om welke van die sterren aardachtige werelden cirkelen”, aldus onderzoeker Justin Crepp tijdens de persconferentie van de NASA bij de lancering van TESS. De eerste data van TESS die zinspelen op twee nieuwe exoplaneten heeft NASA al binnen.

Kepler zal bij deze zoektocht geen prominente rol meer spelen. Na negen jaar trouwe dienst zit het werk erop voor de ruimtetelescoop. Lukt het de NASA onverwacht toch om Kepler aan de praat te krijgen, dan is het over enkele maanden definitief over en uit. De afstand tot de aarde is dan te groot geworden om communicatie mogelijk te maken. Het is vrijwel zeker dat de NASA moet afzien van de geplande campagnes 20 en 21 begin volgend jaar. De negentiende K2-campagne is dan de allerlaatste geweest.

----

Naschrift

23 oktober: Na een succesvolle ontvangst van de data van de 19e campagne in de K2-missie zet het Keplermissieteam de telescoop in de positie voor een volgende observatiemissie begin volgend jaar.

19 oktober: Kepler is automatisch teruggekeerd naar zijn slaapmodus, waarin de telescoop geen brandstof gebruikt. Het Keplerteam onderzoekt de oorzaak en evalueert of de telescoop nog bruikbaar is voor een volgende missie.

15 oktober: De Kepler ruimtetelescoop heeft de verzamelde data van de 19e campagne succesvol gedownload naar de aarde.

12 oktober: Het missieteam onderzoekt de mogelijkheden om de data van de 19e campagne naar de aarde te halen.

11 oktober: Het lukte NASA uiteindelijk donderdag 11 oktober toch om Kepler te activeren en in een stabiele positie te manoeuvreren om eventueel toch de data van campagne 19 naar de aarde te halen.

----

Zoektocht naar buitenaards leven

De ruimtevaartorganisaties spenderen niet zomaar honderden miljoenen dollars aan de zoektocht naar met name aardachtige exoplaneten. Achter de zoektocht naar werelden buiten het zonnestelsel schuilt de prominente vraag: bestaat buitenaards leven?

Uit de waarnemingen met ruimtetelescoop Kepler concluderen wetenschappers dat de Melkweg mogelijk 2 miljard aardachtige exoplaneten telt, waar het niet te warm en niet te koud is, en waar vloeibaar water beschikbaar is.

Dergelijke planeten bevinden zich in de zogeheten Goudlokjezone, de ”leefbare zone” rond de ster. Dat maakt deze exoplaneten geschikte kandidaten voor de aanwezigheid van buitenaards leven. Alle bekende levensvormen zijn afhankelijk van water; en de regels van de scheikunde gelden overal in het heelal, zo is de breed gedeelde gedachte.

Hoewel er nog nul aanwijzingen zijn dat er ergens in het heelal intelligent leven te vinden is, bestaan er volop speculaties en berekeningen over de kans dat het er wel is. Desondanks blijft het heelal stil.

Waarom houdt de gangbare wetenschap haar zoektocht stug vol? Simpelweg omdat ze het onvoorstelbaar acht dat intelligent leven alleen op aarde is geschapen – de God van de Bijbel wordt in het gangbare wetenschappelijke wereldbeeld per definitie uitgesloten als Schepper van het leven. En omdat ze gelooft in evolutie.

De evolutietheorie is vandaag de dag de gangbare verklaring voor het bestaan van intelligent leven op aarde. „De natuur staat op zichzelf, is zelfvoorzienend, verklaart zichzelf, ordent zichzelf. De natuur is god. De wetenschappers zijn goden. Het materialisme is de afgodendienst van de moderne geest”, schrijft de Amerikaanse filosoof William Dembski in zijn boek ”Intelligent Design uncensored” (2010).

Maar die dwingende materialistische gedachtegang stelt de wetenschap wel voor grote raadsels. Bijvoorbeeld de vraag waarom het in het heelal zo stil is.

Afscheid van Kepler

Wetenschap & techniek

RD.nl in uw mailbox?