LAUREL, MARYLAND – Op zo'n elf miljoen kilometer van de aarde sloeg een ruimtesonde met ruim 22.000 kilometer per uur te pletter op een kleine, nietsvermoedende ruimtesteen die al miljarden jaren ongestoord door de ruimte zweefde.
Op 27 september om 1.14 Nederlandse tijd botste ruimtesonde DART (Double Asteroid Redirection Test) op een ruimtesteen met een doorsnede van 160 meter genaamd Dimorphos. Het was voor het eerst dat mensen met opzet de koers van een hemellichaam veranderden. Het was tevens de eerste test met een gewaagde strategie die ooit van pas kan komen om de koers te wijzigen van planetoïden die op ramkoers zouden liggen met de aarde.
Wetenschappers zijn er zeker van dat in de komende honderd jaar geen ruimterotsblok opduikt dat groot genoeg is om het leven op aarde te bedreigen (het is lastig om hun banen op nog langere termijn te voorspellen), maar het zou wel kunnen dat we door een kleinere ruimterots worden verrast, die bijvoorbeeld een stad kan verwoesten. En uiteindelijk, of dat nou over honderden, duizenden of miljoenen jaren is, gaat een planetoïde hoogstwaarschijnlijk ooit een letterlijk levensbedreigende situatie opleveren voor de aarde.
‘Ik lig niet wakker van de kans dat de aarde door een planetoïde wordt verwoest, maar ik vind het wel fantastisch dat ik in een wereld leef waar we zoiets in de toekomst zouden kunnen voorkomen,’ zegt Nancy Chabot van het Applied Physics Laboratory (APL) van de Johns Hopkins University in Laurel in de Amerikaanse staat Maryland. Het APL had de leiding over de DART-missie. ‘Dit is pas de eerste stap, maar is het niet geweldig dat wat eerst sciencefiction was, nu echte science is?’
Als oefening voor die nieuwe werkelijkheid liet NASA de ruimtesonde op hoge snelheid zijn ondergang tegemoet vliegen. Naarmate DART dichterbij kwam, maakte de sonde fanatiek foto’s van Dimorphos, die eerst als lichtpuntje ter grootte van een speldenknop te zien was maar al snel het hele beeld vulde, tot het moment van de inslag, toen alles zwart werd.
Dimorphos cirkelt rond een grotere planetoïde genaamd Didymos. De beide ruimterotsen worden niet als bedreiging voor de aarde gezien. Het is precies waarom NASA de DART-sonde op ze afstuurde voor de eerste test voor het redden van de aarde.
Didymos, vernoemd naar het Griekse woord voor ‘tweeling’, werd in 1996 ontdekt. Deze planetoïde met een diameter van circa achthonderd meter is relatief uitgebreid bestudeerd. Maar niemand had ooit goed gekeken naar zijn kleine maantje, tot het moment dat DART er bijna op knalde. Onderzoeksteams hebben de ruimterots pas onlangs de naam Dimorphos gegeven, wat Grieks is voor ‘tweevormig’: één voor de botsing en één erna.
De inslag deed denken aan die chaotische, allerlaatste pogingen om de totale verwoesting van de aarde te voorkomen, zoals je die kent uit grote blockbusters. Maar in tegenstelling tot de filmscenario’s waarin planetoïden worden opgeblazen voordat ze op aarde inslaan, was het doel niet om Dimorphos te vernietigen. De botsing was eerder een tikje, een zet die net hard genoeg was om de koers van het maantje te wijzigen zonder het in stukken te knallen.
Er moeten de komende tijd nauwkeurige observaties worden gedaan om te controleren of dat is gelukt en daarvoor staat inmiddels een indrukwekkende batterij aan instrumenten klaar.
Drie minuten na de botsing arriveerde cubesat LICIACube om de brokstukken te monitoren. In de dagen na de inslag stuurt de nanosatelliet ter grootte van een pak melk opnamen van de plaats delict terug naar de aarde, waar wetenschappers ze bestuderen om meer te weten te komen over de structuur en samenstelling van Dimorphos. Ook de James Webb Space Telescope en Hubble Space Telescope van NASA stonden op het Didymos-systeem gericht tijdens de botsing. Ruimtesonde Lucy, die op weg is naar een vreemde groep planetoïden bij Jupiter, was bovendien dichtbij genoeg om de clash te observeren.
De observaties richten zich op aanwijzingen dat het Didymossysteem helderder wordt. Dat zou belangrijke informatie opleveren over de vraag hoeveel stof en verbrijzeld gesteente bij de botsing de ruimte in werd geslingerd. De nieuwe baan van het maantje wordt de komende tijd nauwlettend gadegeslagen met behulp van zo'n veertig telescopen op aarde. En in 2026 gaat de ruimtesonde Hera van de ESA poolshoogte nemen van het effect van de botsing.
‘Deze eerste test voor de verdediging van de aarde is een belangrijk moment in de geschiedenis,’ zei Bobby Braun, hoofd ruimteverkenning van de APL tijdens een bijeenkomst op 12 september, nog vóór de botsing. ‘We gaan voor de allereerste keer de koers van een hemellichaam in de ruimte meetbaar wijzigen.’
De eerste beelden van Dimorphos
DART werd op 24 november 2021 op een SpaceX Falcon 9-raket gelanceerd, op weg richting zijn eindbestemming.
Didymos is een zogenaamde S-klasse planetoïde; deze komen regelmatig voor in de buurt van de aarde. Net als veel van zijn soortgenoten is Didymos een overblijfsel uit de beginjaren van ons zonnestelsel. De ruimterots bevat aanwijzingen over hoe het er 4,5 miljard jaar geleden uitzag in onze omgeving.
Tot voor kort was Dimorphos echter een mysterie. Wetenschappers vermoedden dat de steen uit hetzelfde materiaal bestond als Didymos. Ze hadden het idee dat het mogelijk eerder een losse hoop puin was dan een enkel brokstuk, maar er was niets bekend over de massa, vorm of samenstelling. In de weken voor de inslag begonnen de teamleden te speculeren hoe de steen eruit zou zien. Als deze op een hondenbot zou lijken, of op een donut, zou het lastiger zijn hem te raken. Een enigszins ronde massa zou een simpeler doelwit zijn.
Naarmate DART steeds dichter bij zijn finale bestemming kwam, kreeg DRACO, de camera aan boord van de sonde, het maantje voor het eerst goed in beeld: het was een soort knobbelig ei met uitstekende keien op het oppervlak. Zo’n twee minuten voor de inslag, kwam Dimorphos vol in beeld van de sonde. DRACO nam een foto per seconde, wat een serie oplevert die een schat aan wetenschappelijke data bevat en daarnaast duidelijk maakte dat de missie was geslaagd. Toen DART geen beelden meer uitzond, wist het team dat de sonde zijn doel had geraakt.
‘Die beelden blijven komen, tot ze niet meer komen, dus dat levert een heel duidelijk beeld op van het laatste moment van de ruimtesonde,’ zei Chabot voor de inslag.
Schot in de roos in de ruimte
Tijdens het grootste deel van zijn tien maanden durende ruimtereis kon de sonde zijn eindbestemming niet zien; de ingebouwde navigatiesoftware leidde DART naar de rendez-vous met Dimorphos. Toen het planetoïdenduo eenmaal als een paar kleine pixels zichtbaar was, kwam het in het vizier van het SMART Nav-systeem. In de laatste fase, zo'n 50 minuten voor de inslag, richtte het systeem zich op het maantje, en leidde de sonde richting de plek waar de botsing zou plaatsvinden. Het was heel belangrijk dat DART zich op het goede object richtte.
‘Dat is voor ons een nerveus moment,’ vertelde Evan Smith, een van de techneuten die verantwoordelijk was voor het missiesysteem van DART, tijdens een bijeenkomst voor de inslag. ‘We zitten dan vol spanning naar de gegevens te turen.’ Als DART zijn doel zou missen, had het team pas in 2024 een nieuwe kans.
‘Het moet een hole-in-one zijn, dus we gaan er helemaal voor,’ zei Smith. ‘We krijgen over twee jaar nog wel een kans, maar we willen niet nog een heel rondje hoeven golfen.’
Als test voor het belangrijke besturingssysteem werd DRACO in juli en augustus dit jaar op Jupiter en zijn vier grootste manen gericht. DART legde vast hoe ijsmaan Europa achter de waterkleurige planeet vandaan kwam. Zo oefende de sonde in het observeren van een klein object dat van achter een groter object verschijnt. Dat was precies wat er zou gebeuren voordat Dimorphos vlak voor de botsing om de hoek van zijn begeleider zou komen suizen.
De voorbereiding van de poging leek wel een beetje op darten, zei missiesysteemtechnicus Elena Adams. Alleen gooi je het pijltje zo’n beetje van Schiphol naar vliegveld Charles de Gaulle bij Parijs.
‘Het pijltje is dan maar zo'n 2,5 millimeter klein en je gooit het van Schiphol naar het vliegveld bij Parijs. Dan moet je hem precies midden in de bull’s eye gooien, zonder te weten waar het dartbord is,’ zei Adams tegen verslaggevers.
De speurtocht naar levensbedreigende planetoïden
De techniek van het laten afbuigen van een planetoïde heeft alleen zin als er iets af te buigen valt. NASA en andere organisaties houden zich dan ook bezig met op het opsporen en volgen van alle ruimterotsen die mogelijk ooit de baan van de aarde kruisen.
‘Voor zover we nu weten is er geen object dat binnen ongeveer honderd jaar een echte bedreiging voor de aarde vormt. Maar ik kan je verzekeren dat er wel zo'n object komt als je maar lang genoeg wacht,’ zei Thomas Zurbuchen van NASA tijdens de bijeenkomst voor de inslag. ‘Hoe ik dat weet? Nou, als je terugkijkt in de tijd dan hebben dergelijke voorwerpen een grote invloed gehad op onze geschiedenis. Daar hebben we ook de geologische bewijzen voor.’
De evolutie op aarde is vanaf het begin beïnvloed door inslagen. Onze planeet had het als gesmolten planeetembryo al te verduren van kometen en planetoïden. Sommige daarvan leverden het water voor onze zeeën, meren en rivieren. Andere veroorzaakten cataclysmische massa-uitstervingen.
Wetenschappers denken dat het overgrote deel van de mogelijk gevaarlijke planetoïden zijn gelokaliseerd. Dan hebben we het volgens de definitie over hemellichamen met een doorsnee van zo'n 135 meter, die binnen een afstand van acht miljoen kilometer van de aarde komen. De meeste grote exemplaren, met een diameter van tien kilometer of meer en die kunnen zorgen voor wereldwijde uitsterving, zijn bekend. En het ruimteagentschap schat dat het grofweg 95 procent van de planetoïden heeft ontdekt die ongeveer de omvang hebben van Didymos. Maar kleinere voorwerpen, die ongeveer even groot zijn als Dimorphos, zijn moeilijker te vinden en te volgen. Ruimtestenen van die omvang zouden een grote stad kunnen verwoesten en NASA schat dat we nog geen vijftig procent van die hemellichamen hebben gevonden.
‘Het is belangrijk dat we nu eerst in kaart brengen welke planetoïden gevaar op kunnen leveren,’ zei Lindley Johnson, die zich bij NASA bezighoudt met de bescherming van de aarde. ‘We hebben nu de technologie om dit mogelijk te maken, en om dit soort objecten jaren, tientallen jaren, misschien zelfs wel een eeuw te vinden voordat een inslag gevaar voor de aarde zou opleveren.’
Het opsporen van de overige potentieel gevaarlijke planetoïden moet volgens Johnson vanuit de ruimte gebeuren. NASA is van plan in de komende jaren een telescoop te lanceren genaamd Near-Earth Object Surveyor. Deze kan met behulp van infrarood licht ruimtestenen lokaliseren die door het felle schijnsel van de zon nu nog onzichtbaar zijn. Zo kan voorkomen worden dat de mensheid in de toekomst overrompeld wordt door een planetoïde die over het hoofd werd gezien.
Als het stof is neergedaald
In de dagen en weken na de botsing van de DART gaan telescopen verdeeld over alle zeven continenten (onder meer de Green Bank Telescope in West Virginia, de Goldstone Deep Space Antenna in Californië en de Very Large Telescope in Chili) de nieuwe baan van het maantje zeer nauwkeurig in kaart brengen.
Als de baan van Dimorphos, die eerder 11 uur en 55 minuten was, slechts 73 seconden is verkort is DART in zijn missie geslaagd. Maar Chabot verwachtte een groter effect, van rond de tien minuten.
‘Het kan twintig minuten zijn, het kan vijf minuten zijn,’ zei ze. ‘Dat hangt ervan af hoeveel materiaal is vrijgekomen, hoeveel gesteente en materiaal werd verpulverd door de energie van de inslag... Dat is een van de belangrijkste redenen dat we deze test in de ruimte uitvoeren.’
De mate waarin de baan van de ruimterots verandert vertelt wetenschappers iets over het maantje. Maar belangrijker nog is dat het ook iets zegt over de vraag of een dergelijke botsing een reële optie is voor het laten afbuigen van gevaarlijke planetoïden. Mocht dat ooit echt nodig blijken, dan zou de informatie van DART van groot belang kunnen zijn om de aarde te redden.
‘Als je zoiets zou willen doen om de aarde te redden, dan moet je het zo'n vijf, tien, twintig jaar van tevoren doen,’ aldus Chabot. ‘Even een klein duwtje geven... Je wilt voorkomen dat je zelf een probleem creëert doordat je een planetoïde kapot schiet en er allerlei losse brokken ontstaan.’
Als de DART-missie slaagt, hebben we in ieder geval iets achter de hand tegen inslaande gevaren uit de ruimte.
‘Door dit te doen zorgen we ervoor dat de mensheid een planetoïde die eventueel gevaar kan opleveren van koers kan laten veranderen,’ aldus Braun. ‘Het zegt daarnaast veel over hoever ons ruimteprogramma is gekomen in niet meer dan de afgelopen zestig jaar, en het belang dat iedereen op aarde kan hebben bij het ruimteprogramma.’
Vandaar het grapje: als de dinosaurussen een ruimteprogramma hadden gehad, liepen ze nog steeds op aarde rond.
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd in nationalgeographic.com
