Naar Wirtanen of niet

Deze maand moet ruimtesonde Rosetta vertrekken voor een kermisreis door het zonnestelsel. Anders hoeft het niet meer. Doel: een robot parkeren op de kern van komeet Wirtanen. Maar mag Rosetta vertrekken?

Voor de Europese ruimtevaartorganisatie ESA zijn het zware tijden. Maandag rapporteert de onderzoekscommissie die de ramp met de Ariane 5, van het nieuwe type ESCA, van 11 december heeft onderzocht. Vlucht 157, met een sterkere versie van het nieuwe `paradepaardje' van de Europese lanceerindustrie, eindigde drie minuten na vertrek uit Kourou (Frans-Guyana) met een geweldige explosie. De Ariane, uit koers geraakt, blies zichzelf automatisch op. Twee satellieten met een gezamenlijke waarde van 600 miljoen euro gingen verloren: de restanten liggen op de bodem van de oceaan.

Het ongeluk met de Ariane 5-ESCA heeft directe consequenties voor een andere ESA-missie: Rosetta. Deze hoeksteen van het Horizon 2000-programma, genoemd naar de steen die tot de ontcijfering van het Egyptische hiërogliefenschrift leidde, zou aanvankelijk op 12 januari gelanceerd worden, met een Ariane-5 van het oude type. Die datum is van de baan, voorbereidingen voor de lancering die niet zijn terug te draaien zijn stilgelegd. De hoop is dat het onderzoek naar de ramp van de Ariane 5-ESCA zal uitwijzen dat de boosdoener de speciaal voor die zwaardere versie van de draagraket ontwikkelde Vulcan-motor is, zodat de gewone Ariane 5 vrijuit gaat. Zo niet, dan zou de lancering van Rosetta wel eens maanden vertraging kunnen oplopen.

Dat zou een regelrechte ramp zijn: na 31 januari hoeft het niet meer – en is tien jaar voorbereidingstijd (en 700 miljoen euro) voor niets geweest. De baan die Rosetta bij zijn doel moet brengen kan alleen beschreven worden als Aarde en Mars ten opzichte van elkaar in de juiste positie staan. Dat doel is de komeet Wirtanen, in 1948 ontdekt door de Amerikaanse astronoom Carl Wirtanen. Deze uit de kluiten gewassen vuile sneeuwbal, met een kern van 1,2 kilometer, beschrijft in 5,45 jaar een uitgerekte ellipsbaan om de zon. Het is de taak van Rosetta om zomer 2012, wanneer Wirtanen het verst van de zon staat (768 miljoen kilometer), een robot een zachte landing op het oppervlak van de komeet te laten maken. Waarna de sonde, om Wirtanen heen draaiend, de komeet zal escorteren in zijn reis naar de zon, met snelheden die oplopen tot 135.000 km/uur.

Om Wirtanen te kunnen bereiken moet Rosetta meer snelheid ontwikkelen dan een raketmotor kan leveren. Dus maakt de sonde eerst een paar zwiepers door het zonnestelsel, geholpen door de zwaartekracht van Aarde en Mars. Na lancering van Rosetta en het uitvouwen van de zonnepanelen wordt eerst koers gezet naar Mars. Achterlangs de Rode Planeet scherend, op slechts 200 kilometer afstand, gaat het augustus 2005 weer richting Aarde. Daar aangekomen – inmiddels is het eind november 2005 – volgt een tweede zwieper richting asteroïde Otaware en, na weer langs de aarde gevlogen te zijn (november 2007), komt via asteroïde Siwa (juli 2008) de eindbestemming in zicht. Een kermisbaan, maar wel met een gedachte.

Pièce de resistance van de missie is de rendezvous met Wirtanen. November 2011 wordt deze manoevre ingezet met het ontsteken van remraketten. Bestudering van de beelden die camera's aan boord van Rosetta naar de aarde sturen, moet het mogelijk maken de relatieve snelheid van Rosetta ten opzichte van Wirtanen tot luttele centimeters per seconde terug te brengen. Zomer 2012, nadat Rosetta al rondjes draaiend het oppervlak van Wirtanen in kaart heeft gebracht, volgt de zachte landing van een robot – een doos instrumenten met drie poten; massa: 100 kilo – op het oppervlak van de komeet, vanaf een hoogte van een kilometer. Omdat instructies van de aarde (en gegevens van Rosetta) op dat moment zo'n 50 minuten onderweg zijn, dient de eigenlijke landing grotendeels op eigen kracht te geschieden. Direct na landing vuurt de robot een soort harpoen af om zich te verankeren.

Zowel Rosetta als landingsrobot hebben tot taak wetenschappelijke experimenten te verrichten. Kometen dateren van de begindagen van het zonnestelsel, circa 4,5 miljard jaar geleden. De van de zon af gekeerde staart verraadt dat ze als gevolg van geabsorbeerde stralingswarmte dampen. Nauwgezette in situ-studie van Wirtanen, inclusief staart, moet een schat aan gegevens opleveren over de wordingsgeschiedenis, de interactie met de interstellaire materie, chemische en fysische eigenschappen van het oppervlak, de samenstelling van de `adem' die het oppervlak afgeeft en de verandering van activiteit bij het naderen van de zon. Alles met behulp van een handvol spectrometers, analysators en tal van camera's.

Het is voor de tweede keer dat de ESA een een komeet onder de loep meemt – in de jaren tachtig scheerde de sonde Giotto in sneltreinvaart langs Halley. Een jaar lang zullen sonde en robot de komeet in de gaten houden. Met het bereiken van Wirtanens punt van dichtste nadering tot de zon (159 miljoen kilometer, het perihelium), juli 2013, is de missie voltooid. Maar de vraag die technici en wetenschappers op dit moment bezighoudt is of het überhaupt tot een missie zal komen.

    • Dirk van Delft