NASA gaat drone naar Titan sturen in 2026

Vandaag heeft NASA aangekondigd wat de nieuwste missie in het New Frontiers programma gaat worden. Het New Frontiers programma omvat missies naar het zonnestelsel die qua budget in de middenklasse vallen. Eerdere New Frontiers missies waren New Horizons naar Pluto, Juno naar Jupiter en OSIRIS-REx naar de asteroïde Bennu.

De keuze ging tussen Comet Astrobiology Exploration SAmple Return (CAESAR), een missie om een monster van de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko naar Aarde te brengen, en Dragonfly, een autonome drone die Saturnus-maan Titan moet gaan verkennen. En Dragonfly is de winnaar geworden.

(Afspelen vanaf 18:15)

 

Dragonfly is een drone met acht rotors en instrumenten aan boord om Titan’s intrigerende organische chemie te onderzoeken. Dragonfly moet in 2026 gelanceerd worden en komt dan in 2034 aan bij Titan. Door zijn dichte atmosfeer is Titan buitengewoon makkelijk om in te vliegen. Je hoeft je armen maar uit te strekken en te rennen en dan vlieg je al op deze ijskoude maan.

Dragonfly zal eerst landen in het duinenveld van Shangri-La. Het zal aanvankelijk wat korte vluchten maken om te testen dat hardware en software naar behoren werkt. Dan zal het 8 km verre vluchten gaan maken. Uiteindelijk zal Dragonfly op die manier meer dan 175 km kunnen overbruggen, meer dan twee keer zo veel als alle Mars-rovers bij elkaar hebben afgelegd.

1280px-Titan_globe.jpg
Saturnus-maan Titan. Het donkere gebied heet Shangri-La.

De keus voor Dragonfly was alles behalve zeker. In een Facebook poll twee jaar geleden waren de leden van onze werkgroep weliswaar zeer enthousiast. Maar NASA kijkt toch naar de best mogelijke wetenschappelijke opbrengst. De CAESAR missie, geleid door de ervaren Steve Squyres (van het Mars Exploration Rover programma), zou gaan naar dezelfde komeet die Rosetta bezocht, maar nu om er monsters van mee te nemen naar Aarde. Rosetta had al aangetoond dat het binnenste van die komeet bestaat uit het materiaal waaruit ons zonnestelsel is gevormd. Menig astronoom zou maar wat graag dit materiaal willen onderzoeken in een Aards laboratorium.

Bronnen:

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-selects-flying-mission-to-study-titan-for-origins-signs-of-life/

Rotatietijd van Saturnus eindelijk vastgesteld

Cassini heeft 13 jaar onderzoek gedaan aan Saturnus. Je zou denken dat we iets simpels als de rotatietijd van de planeet nu wel zouden weten. Maar bij een gasreus is dat toch iets ingewikkelder. Saturnus heeft lange tijd dat geheim weten te bewaren. Tot nu toe. Wetenschappers hebben golfpatronen in de ringen onderzocht en hebben de lengte van een etmaal op Saturnus kunnen vaststellen op 10 uur, 33 minuten en 38 seconden.

Die golfpatronen in de ringen worden door vibraties in Saturnus veroorzaakt, maar in grotere mate ook door zijn manen. Die vibraties zijn vergelijkbaar vibraties als gevolg van aardbevingen op Aarde. Bij Saturnus reageren de ringen als een seismograaf. Door de observaties in de C ringen te vergelijken met die van een computer model, waren wetenschappers in staat te vinden welke golfpatronen worden veroorzaakt door Saturnus zelf.

Eerder hoopten wetenschappers de rotatietijd te achterhalen door metingen aan het magnetisch veld. Als het magnetisch veld onder een andere hoek staat dan de rotatieas (zoals bij dat van de Aarde en Jupiter), was het mogelijk om op die manier de lengte van een etmaal vast te stellen. Maar verrassend genoeg waren die nagenoeg gelijk.

https://phys.org/news/2019-01-saturn-precise-planet-rotation.html

Belangrijke vondsten dankzij Cassini’s laatste banen rond Saturnus.

Eerder berichtten we al dat de ringen van Saturnus (geologisch gezien) nog niet zo oud zijn, zo’n 100 miljoen jaar. Dat was een belangrijke bevinding, want daar waren wetenschappers het niet over eens. Sommigen meenden dat de ringen ontstaan waren tijdens het ontstaan van het zonnestelsel. De ringen zouden dan overgebleven puin zijn. Maar anderen dachten dat de ringen veel jonger waren. Dat ze ontstaan waren uit een ingevangen Kuipergordel object of van een komeet.

Het blijkt dat Cassini’s gewaagde 22 banen tussen de planeet en de ringen niet voor niets is geweest. Radio telescopen op Aarde hebben Cassini met grote precisie kunnen volgen (tot een fractie van een millimeter per seconde!). Zo kon de zwaartekracht van Saturnus en de ringen bepaald worden en daarmee ook het gewicht van de ringen. Men komt uit op 40 procent van de massa van de maan Mimas, een 246 km grote maan. Die maan heeft een 2000 keer kleinere massa dan onze maan. Het gaat dus om relatief weinig. Het helpt wetenschappers om tot de conclusie te komen dat de ringen vrij nieuw zijn. Misschien zelfs slechts 10 miljoen jaar oud.

Maar dat was niet het enige. In de gegevens van Cassini’s positie zat afwijking ten opzichte van de modellen van de planeet en zijn ringen. Die konden ze niet verklaren. Tot ze zich bedachten dat de wolken in de atmosfeer van Saturnus niet zo licht en luchtig zijn als de Aardse wolken. Het bleek dat rond de evenaar wolken met grote massa “stromen” tot 9000 kilometer diep. De diepere laag van de atmosfeer doet er zelfs 4% langer over om om Saturnus’ as te draaien.

En ook dat was nog niet alles: men heeft ook kunnen achterhalen dat de kern van Saturnus bestaat uit een kern van 15 tot 18 keer de massa van de Aarde. Dit alles had men nooit kunnen achterhalen zonder die laatste banen van Cassini, zo dicht langs de planeet.

Bronnen:

https://phys.org/news/2019-01-saturn-hasnt.html

http://science.sciencemag.org/content/early/2019/01/16/science.aat2965

Saturnus raakt zijn ringen kwijt (uiteindelijk).

Oh nee! Saturnus raakt zijn ringen kwijt (over 100 miljoen jaar). Dankzij de stunt van Cassini vorig jaar om tussen de ringen en de planeet te vliegen weten we hoeveel deeltjes er naar de atmosfeer vallen. Elk half uur valt een zwembad aan ringdeeltjes naar beneden. Dat blijkt uit nader onderzoek van de Keck telescoop in Hawaii.

Het lijkt er op dat de ringen (geologisch gezien) ook nog niet zo lang bestaan: rond de 100 miljoen jaar. Het is dus min of meer toeval dat we ze nu kunnen zien. En misschien hebben Jupiter, Uranus en Neptunus vroeger ook wel dichtere ringen gehad.

Bron:
https://www.nasa.gov/press-release/goddard/2018/ring-rain

Water van Saturnus’ ringen en manen lijkt op dat van Aarde.

De Cassini missie heeft meer dan een jaar na het einde alsnog voor een verrassing gezorgd: water in de ringen van Saturnus en veruit de meeste manen, lijkt op water op Aarde. Wanneer wetenschappers water of waterijs van verschillende hemellichamen vergelijken, kijken ze naar de verhouding deuterium en waterstof. Deuterium is een isotoop van waterstof en komt niet zo heel veel voor. We dachten dat Aards water van kometen kwam, maar toen liet de Rosetta missie zien dat de deuterium/waterstof verhouding van het ijs er niet op lijkt. Nu zijn we nog steeds op zoek naar de bron van onze oceanen.

Saturnus is in ieder geval niet de plek waar hetzelfde water als dat op Aarde verwacht werd. In het gebied van de “buiten-planeten” is het kouder en hadden wetenschappers een veel hogere deuterium/waterstof verhouding verwacht. Maar de Cassini missie heeft laten zien dat de deuterium/waterstof verhouding vergelijkbaar is. Dat waterijs bij Saturnus lijkt op Aards water is onverwacht.

Er was een maan van Saturnus die trouwens sterk afweek van de rest: Phoebe. Niet alleen de deuterium/waterstof verhouding was veel hoger, ook de verhouding tussen het koolstof-13 isotoop en koolstof-12 week af. Dit wijst er op dat Phoebe ver van buiten komt. Misschien de Kuiper gordel, misschien zelfs verder.

Maar waarom wordt deze ontdekking nu pas gemaakt? Cassini vloog al in 2004 langs Phoebe en heeft 13 jaar onderzoek gedaan aan Saturnus, de ringen en manen. Dat komt omdat wetenschappers dit jaar de kalibratie van het Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) instrument, waar deze metingen gemaakt zijn, hebben verbeterd. Hierdoor kon de nauwkeurigheid van de eerder gemaakte metingen verbeteren.

Bron:
http://www.psi.edu/news/phoebewater