Na acht jaar begint het werk pas

Is het ijs? Is het gesteente? Of zijn er toch ook aardse activiteiten op Ceres? De ruimtesonde die morgen landt op de dwergplaneet gaat ons de komende jaren hopelijk het verlossende antwoord brengen.

Foto NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Na een reis van bijna vijf miljard kilometer wordt vanmiddag de Amerikaanse ruimtesonde Dawn ingevangen door het zwaartekrachtsveld van de dwergplaneet Ceres. Vanaf dat moment staat dit 950 kilometer grote hemellichaam tot zeker halverwege 2016 onder permanent toezicht. Het onderzoek moet onder meer uitwijzen of Ceres een onveranderlijk brok ijs en gesteente is, of dat het geologische activiteit vertoont.

Dawn werd op 27 september 2007 gelanceerd: de reis naar Ceres heeft dus bijna acht jaar geduurd. Het had sneller gekund, maar in 2011/2012 heeft de ruimtesonde een langdurige tussenstop gemaakt bij het verwante hemellichaam Vesta. Een van de dingen die Dawn moet uitzoeken is waarom de twee grootste planetoïden zo verschillend van elkaar zijn.

Volgens schattingen bestaat Ceres voor ongeveer een kwart uit water, dat grotendeels is opgeslagen in zijn vermoedelijk ongeveer honderd kilometer dikke ijskorst. Vesta is ongeveer half zo groot, onregelmatiger van vorm, en vooral veel droger.

Vesta en Ceres volgen omloopbanen om de zon die tussen de banen van de planeten Mars en Jupiter liggen. Dat doen ze in het gezelschap van miljoenen, veelal veel kleinere soortgenoten: de zogeheten planetoïden. Aangenomen wordt dat deze planetoïdengordel een overblijfsel is uit de tijd – 4,5 miljard jaar geleden – dat de planeten van ons zonnestelsel ontstonden.

Door toedoen van met name Jupiter, die zelf ook nog niet ‘af’ was, zou de vorming van een volwaardige planeet in dit deel van het zonnestelsel mislukt zijn. Met zijn sterke aantrekkingskracht klutste Jupiter het planetaire ‘bouwmateriaal’ zo hard door elkaar, dat het niet volledig kon samenklonteren.

Maar niet alles ging mis

Helemáál mislukt is de planeetvorming in het niemandsland tussen Mars en Jupiter niet. Ceres heeft zelfs genoeg massa weten te verzamelen om vrijwel bolvormig te worden, iets waartoe een (rotsachtig) hemellichaam pas in staat is als het groter is dan ongeveer 600 kilometer. Vanwege die bolvorm wordt Ceres gerekend tot de dwergplaneten, een categorie van hemellichamen die pas in 2006 door de Internationale Astronomische Unie is ingevoerd. Vanaf de ontdekking van Ceres in 1801 werd het hemellichaam overigens ruim vijftig jaar lang wel als volwaardige planeet beschouwd.

Eind januari maakte Dawn de eerste foto’s van Ceres die scherper waren dan alle voorgaande. En daarna is de beeldkwaliteit nog flink verbeterd. Opnamen die eind februari zijn gemaakt, tonen een kraterrijk landschap dat op het eerste gezicht aan de maan of de planeet Mercurius doet denken.

Raadsel

Behalve kraters vertoont het oppervlak van Ceres ook enkele opvallend heldere vlekken. Hoe deze zijn ontstaan, is nog onduidelijk. Planeetwetenschappers vermoeden dat ze uit bevroren water of zouten bestaan.

De vlekken zouden verband kunnen houden met de ontdekking, in 2013, van watermoleculen in de omgeving van Ceres. Die ontdekking, gedaan met de Europese infraroodsatelliet Herschel, kan erop wijzen dat zijn ijskorst plaatselijk aan het verdampen is. Een andere mogelijkheid is dat er onder die korst vloeibaar water aanwezig is dat zich nu en dan een weg naar buiten weet te banen.

Uiteindelijk moet het onderzoek van de ‘halfbakken planeten’ Vesta en Ceres meer inzicht geven in het ontstaansproces van ons zonnestelsel, en met name van de vier rotsachtige planeten waartoe ook onze aarde behoort. Soortgenoten van Vesta hebben waarschijnlijk sterk bijgedragen aan de vorming van het inwendige van onze planeet. En Ceres-achtige planetoïden zouden veel van ons water hebben aangevoerd.

Dat Dawn morgen in de greep van de zwaartekracht van Ceres komt, betekent overigens niet dat de ruimtesonde direct met het onderzoeksprogramma kan beginnen. Integendeel: sinds 23 februari neemt zijn afstand tot de dwergplaneet juist weer toe.

Pas in de loop van april wordt Dawn met behulp van de zwaartekracht van Ceres en zijn eigen ionenmotoren, die stuwkracht leveren door geladen deeltjes uit te stoten, in een polaire omloopbaan gemanoeuvreerd. Als dat volgens plan verloopt, zal Dawn de eerste ruimtesonde ooit zijn die om twee verschillende hemellichamen heeft gecirkeld.