Live stream over kometen vanavond om 20:00

Ver van de zon bevinden zich vuile, ijzige ballen uit het begin van ons zonnestelsel. Ze laten zich niet vaak in de buurt van de zon zien. Maar als ze in de buurt van de zon komen, kunnen ze zich laten zien als indrukwekkende staartsterren aan de hemel. Of ze breken in kleine brokjes en we horen er nooit meer van.

De wetenschap is al lang geïnteresseerd in kometen omdat ze gevormd zijn toen ons zonnestelsel gevormd werd. Meerdere ruimtemissies hebben kometen bezocht en we gaan in de toekomst nog meer missies naar de kometen zien.

Vanavond 21 mei om 20:00 doet Marcel-Jan Krijgsman een live stream over kometen. Deze is te zien op Twitch.tv:

https://www.twitch.tv/wg_maan_en_planeten

 

Een monster verkrijgen van Venus?

Waar Mars in de afgelopen decennia veel aandacht heeft gehad van orbiters en rovers, zijn er nauwelijks ruimtemissies naar Venus geweest. De laatste keer dat een lander neer kwam op deze hete planeet, was in 1986. In een nieuw artikel betogen twee astronomen, Richard Greenwood en Mahesh Anand, dat het nodig is om monster van Venus naar Aarde te brengen.

Dat is nogal een statement, al is dit niet de eerste keer dat het voorgesteld wordt. Een “one does not simply walk into Mordor” meme, leek me wel op zijn plaats.

one does not simply take Venus samples

 

Het bronmateriaal van de binnenplaneten

Waarom is een monster van Venus zo belangrijk? Het artikel begint uit te leggen welke vragen er zijn over het ontstaan van de binnenste, rotsachtige planeten, zoals dus Venus en Aarde. Er zijn twee bronmaterialen bekend van deze planeten: koolstof-chondrieten en gewone, of O-chondrieten. O-chondrieten bestaan voor het grootste deel uit rots, maar ook ijzer en nikkel. Veruit de meeste meteorieten zijn ook opgebouwd uit dit materiaal. Koolstof-chondrieten bestaan uit koolstofhoudende stoffen, waaronder aminozuren. Slechts 5% van de meteorieten zijn koolstof-chondrieten en gedacht wordt dat ze verder van de zon zijn gevormd.

Er bestaan nog allerlei vragen over waarom er een verschil is tussen die twee materialen en waarom ze niet al vroeg in de stofschijf rond de zon werden gemengd, voor de planeten ontstonden. Maar misschien werd dit materiaal in het binnenste deel van ons zonnestelsel wel gemengd en er buiten niet? Een monster van Venus zou dat antwoord kunnen geven.

20150305_veneracombof45
Foto’s van het oppervlak van Venus, gemaakt door verschillende Venera landers. (Credits: Russian Academy of Sciences / Ted Stryk)

 

 

Andere redenen

Dan is er de vraag waar onze maan vandaan komt. We denken dat de vroege Aarde werd geraakt door een protoplaneet, genaamd Theia. Maar waarom komen de Aarde en de maan zo dicht overeen qua samenstelling en is de maan niet deels Theia, deels Aarde? Of is er gewoon sprake van dat de samenstelling van het binnenste deel van het zonnestelsel hetzelfde was? Een monster van Venus zou de doorslag kunnen geven.

En verder zouden monsters van Venus ook andere vragen kunnen beantwoorden. Het lijkt erop dat Venus vroeger oceanen had. En de aanwijzingen worden sterker dat dit nog niet eens zo heel lang geleden niet meer het geval was. Een landing op een slimme plaats op Venus, zou zulke theoriën kunnen bevestigen of ontkrachten.

Er zijn verder ook vreemde donkere plekken te zien in Venus’ atmosfeer, als je die bekijkt in ultraviolet. Drie jaar geleden werd berekend dat die worden veroorzaakt door deeltjes “ter grootte van microben”. Wellicht dat daar ook onderzoek naar gedaan kan worden.

IDL TIFF file
Donkere banden in de atmosfeer van Venus, gefotografeerd door Venus Express in ultraviolet. (Credits: ESA/MPS/DLR/IDA)

 

Zuurstofisotopen

Een belangrijke meting daarbij, is de verhouding tussen de stabiele isotopen van zuurstof. Zuurstof vind je in allerlei molekulen, zoals kooldioxide, siliciumoxide (rots) en vele mineralen. Om een lang verhaal kort(er) te maken: de verhoudingen tussen die isotopen vertellen iets over de afkomst van het materiaal.

Die bepaling van die zuurstofisotopen kan het nauwkeurigst in het lab gedaan worden. Maar er is ook een meetmethode die gedaan kan worden op een lander of rover. Zo is de Curiosity rover op Mars in staat die meting te doen. Alleen is die meting veel minder nauwkeurig. Nou is het verschil van de ratio’s tussen die zuurstofisotopen op Aarde en Mars nogal groot, dus in geval van Curiosity was dat niet zo’n probleem. Maar de verwachting is dat de verschillen tussen Venus en Aarde heel klein zijn. En dus is een hoge nauwkeurigheid nodig om dit probleem op te lossen, iets dat alleen op Aarde gedaan kan worden.

 

Een sample return missie

Volgens het artikel is een aangeboord monster van minimaal 100 gram nodig. Het plan is om nog eens 100 gram te verkrijgen middens een soort stofzuiger. Vanwege de extreme condities op Venus, moeten deze monsters moet binnen een uur na landing verkregen worden en in een terugkeerraket gebracht zijn. Alles moet automatisch en vlot gebeuren. Vanaf Aarde kunnen we alleen maar nagelbijtend toekijken.

11214_2020_669_Fig14_HTML
Hoe een sample return missie naar Venus zou kunnen verlopen. (Afbeelding: Greenwood, R.C., Anand, M.)

Maar hoe komen we na landing op Venus in vredesnaam terug in een baan rond de planeet? We hebben te maken met een atmosfeer met op het oppervlak een gemiddelde druk van 92 bar. Wat voor enorme raket heb je nodig om daar doorheen te komen? Men heeft daar meerdere ideeën over. Een ervan is om een terugkeerraket eerst naar 66 km hoogte te brengen aan een ballon. Daar is de atmosfeer al ijler dan die op Aarde op zeeniveau. Onderweg worden ook monsters van de atmosfeer meegenomen van verschillende hoogten.

Dan nog heb je een drietraps vastebrandstofraket nodig om de monsters in een baan rond Venus te brengen. Eenmaal in een baan rond Venus wacht er een orbiter, die de monsters over neemt en naar Aarde brengt.

 

Kosten

Er zijn momenteel plannen voor een sample return missie naar Mars en die wordt complex en gaat vele miljarden kosten. Hoeveel gaat een sample return missie naar Venus kosten? Volgens de berekeningen in dit artikel, wordt zo’n missie goedkoper dan de Curiosity rover, maar dan nog steeds zou zo’n Venus “grab and go” missie rond de 1,5 miljard dollar gaan kosten. De vraag is natuurlijk of dat bedrag in deze tijden losgemaakt kan worden.

 

Bronnen:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11214-020-00669-8

https://en.wikipedia.org/wiki/Chondrite#Ordinary_chondrites

https://www.cosmos.esa.int/documents/1866264/3219248/ValentianD_Venus+sample+return+mission+revisited_r2.pdf/51e80e8b-8ecd-44a9-8363-5525e6cb35d9?t=1565184752220

Coverafbeelding: Venus door NASA’s Magellan sonde in kaart gebracht (afbeelding: NASA)

Maanlanders zouden maanbasis of Lunar Gateway kunnen zandstralen

Zowel NASA als China hebben plannen om opnieuw astronauten op de maan te laten landen. De maanlanders die op dit moment door commerciële partijen als Blue Origin, Dynetics en SpaceX worden ontworpen, zijn zwaarder dan de Apollo Lunar Module ooit was. Het kost kracht om zo’n zware vracht veilig op de maan te zetten. Wat is het effect als zulke krachtige raketmotoren boven het maanoppervlak blazen?

Professor Phil Metzger doet onderzoek hiernaar. Hij onderzocht materiaal van de Surveyor 3 lander, dat door Apollo 12 terug gebracht was. Apollo 12 landde in 1969 op loopafstand van Surveyor 3. Nadere studie toonde aan de onbemande lander gezandstraald was. Ook onderzocht Metzger video’s van Apollo landingen. Op sommige video’s is te zien dat vuistgrote rotsen opzij geblazen worden door de uitlaatgassen van de raketmotor.

In een recente online presentatie vertelt professor Metzger dat stof dat door zwaardere landers opzij geblazen wordt, in een baan rond de maan kan komen. Het zou er zelfs voor kunnen zorgen dat NASA’s toekomstige Lunar Gateway hierdoor gezandstraald wordt. Om maar te zwijgen over wat er zou kunnen gebeuren als zo’n lander vlak bij een maanbasis landt.

Volgens professor Metzger moeten we landingsplatforms ontwikkelen, waar maanlanders veilig neer kunnen komen zonder dat ze materiaal rondblazen. Hij heeft verschillende methoden onderzocht en ontwikkeld om dergelijke landingsplatforms te plaatsen. Dat is trouwens niet het enige onderzoek dat hij doet. Hij kreeg onlangs ook budget om een methode voor het extraheren van water uit maankraters te ontwikkelen die weinig energie kost.

Bronnen:

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2010JE003745

https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2020_Phase_I_Phase_II/Aqua_Factorem/

 

Pekelwater op oppervlak Mars niet leefbaar

Een waterdruppel op Mars bevriest, kookt of verdampt, door de lage temperatuur en lage atmosferische druk. Maar een druppel pekelwater kan er vloeibaar zijn, omdat zout water een lager vriespunt heeft. Een team van wetenschappers heeft onderzocht waar en hoe lang pekelwater op Mars stabiel zou kunnen zijn op of vlak onder het oppervlak.

Daaruit blijkt dat rond de evenaar een paar procent van het jaar vloeibaar pekelwater kan bestaan. Maar dan niet langer dan 6 uur achter elkaar. Dat was meer dan gedacht. Omdat het gaat om temperaturen van -48 graden en lager, zal zelfs dat vloeibare pekelwater niet leefbaar zijn voor extreme microorganismen die we kennen op Aarde. Natuurlijk, leven vindt een weg, maar deze temperaturen vallen zelfs onder de theoretische ondergrens voor leven zoals we dat kennen op Aarde.

Bronnen:

https://www.swri.org/press-release/mars-climate-model-habitability-salt-water

https://www.nature.com/articles/s41550-020-1080-9

 

Video van de live stream over Venus is online

Vanavond was er weer een live stream van onze werkgroep te zien. Dit keer vertelde Marcel-Jan Krijgsman over de planeet Venus. Alles passeerde de revue vanaf de oudheid tot de eerste ruimtesondes die eigenlijk op de oceanen van Venus hadden moeten landen. En die bleken niet te bestaan, want gaandeweg ontdekten we dat Venus heel heet was. Tenslotte kwamen ook actieve vulkanen en mogelijke microben in de atmosfeer en terraforming van Venus nog aan bod.

De video is te zien op Twitch, maar is inmiddels ook geüpload op Youtube:

 

Oh ja, en ook kwam een boekje uit 1910 aan bod, waaruit bleek hoe we 110 jaar geleden over Venus dachten. Het was een totaal andere planeet.

Bibliotheek Natuurleven Venus1.png

Uit Bibliotheek Natuurleven van Aarde en Hemel door J.J. Hof uit 1910.

 

Een week later heb ik trouwens een Engelstalige live stream over Venus gedaan. Die video staat ook op Youtube:

Live stream over Venus op 7 mei 20:00

Donderdag 7 mei tussen 20:00 en 21:00 is er weer een live stream. Dit keer over de planeet Venus.

We kennen Venus nu als een helse planeet, waar het zwavelzuur regent. Dat is niet altijd zo geweest. Lang werd gedacht dat onze zusterplaneet zou zijn als een iets warmere versie van onze Aarde, met mogelijk leven. De eerste Venus-landers waren zelfs uitgerust om te landen op een oceaan. Maar daarna leerden we waarom deze landers de tocht door de hete en dichte atmosfeer niet overleefden. En toch is leven er nog steeds een mogelijkheid.

https://www.twitch.tv/wg_maan_en_planeten

Foto 02-05-2020 14 41 09.jpg
Bij gebrek aan printer thuis ben ik maar ik viltstiften gaan gebruiken om lokaal reclame voor de live stream te maken.

Blue Origin, Dynetics en SpaceX gaan maanlanders ontwikkelen voor NASA

In 2024 moet er een Amerikaanse astronaut voet op de maan zetten. Dat is in ieder geval het plan van president Trump. NASA besloot daarom te raden te gaan bij commerciële partijen. Afgelopen week maakte NASA de drie partijen bekend die geld krijgen om een bemande maanlander te ontwikkelen.

Die partijen zijn:

  • National Team, een samenwerkingsverband van Blue Origin, Lockheed Martin, Northrop Grumman en Draper.
  • Dynetics
  • SpaceX

NASA heeft deze bedrijven ieder verschillende bedragen toegekend waarmee ze de komende 10 maanden hun ontwerp verder kunnen uitwerken. Boeing’s voorstel is niet door de ballotage gekomen.

De drie partijen kwamen met totaal verschillende ontwerpen voor hun maanlander.

 

National Team (Blue Origin, Lockheed Martin, Northrop Grumman en Draper)

Deze maanlander kan gelanceerd worden op Blue Origin’s New Glenn raket of op Lockheed Martin’s nieuwe Vulcan raket. De lander kan koppelen aan de Lunar Gateway of aan een Orion ruimteschip en bestaat uit drie delen:

  • Transfer Element, een rakettrap die de lander in een baan rond de maan brengt. Wordt geleverd door Northrop Grumman (het bedrijf dat ook de Apollo maanlander bouwde). Het is gebaseerd op de aandrijving van het Cygnus vrachtschip.
  • Descent Element, het deel dat de lander veilig op het maanoppervlak moet brengen. Dit wordt gebouwd door Blue Origin.
  • Ascent Element, het deel dat de astronauten lanceert vanaf de maan en terug in een baan rond de maan brengt. Dit wordt ontworpen door Lockheed Martin.

 

 

Voor Artemis 3, de eerste bemande landing op de maan sinds Apollo, worden astronauten naar de maanlander gebracht in een Orion ruimteschip en de Orion haalt ze ook op na hun verblijf op de maan. Het Ascent Element is het enige deel dat herbruikbaar is. Het kan hiervoor bijgetankt worden.

 

Dynetics

Dit bedrijf is een samenwerkingsverband van Sierra Nevada, het bedrijf dat de mini-shuttle Dreamchaser bouwt, en bedrijven als Thales en United Space Alliance.

Ze gaan een lander maken die horizontaal landt en opstijgt. De lander bestaat uit een stuk. Er is dus geen aparte daal- of stijgmodule. Het is wel modulair van opzet. Er kunnen brandstoftanks aan worden toegevoegd, die tijdens de landing kunnen worden afgeworpen, zodat een lichtere lander daarna weer omhoog kan.

De onder druk staande module waar de astronauten in verblijven komt bovendien na landing vlak boven het maanoppervlak te staan. Ze hebben dus na een maanwandeling geen lift of lange lander nodig om terug in hun module te komen.

dynetics-human-lander.jpg
Het Dynetics Human Landing System (afbeelding: Dynetics)

Het Dynetics Human Landing System kan op meerdere commerciële raketten gelanceerd worden, maar ook op NASA’s SLS.

SpaceX

SpaceX zet natuurlijk Starship in, maar dan toch anders. Met 50 meter is deze maan-versie van Starship veruit de grootste maanlander. Anders dan de eerdere Starship edities, heeft deze geen vinnen of vleugels. Dus deze versie van Starship zal ook niet in staat zijn om een reentry in de Aard-atmosfeer uit te voeren.

starship_moon_astronauts.jpg

De maanlander moet na lancering koppelen met een brandstof tanker. Astronauten worden bij de lander gebracht in een Orion ruimteschip. De lander kan ook 100 ton aan vracht op het maanoppervlak afleveren. Daarmee kan het gemakkelijk componenten neerzetten voor een beginnende maanbasis, iets wat NASA uiteindelijk wil.

De raketmotoren die worden gebruikt voor de landing, zijn hoog in het ruimteschip geplaatst. Dat betekent dat dat puin op het oppervlak door de druk van de uitlaat niet opgeworpen wordt en mogelijk schade aanricht. (Uit onderzoek van landingsbeelden van Apollo 15 bleek onlangs dat de landing een rotsblok wegblies.) Er is plaats voor 4 astronauten en er zijn twee luchtsluizen waarmee ze naar buiten kunnen.

 

Vervolg

Blue Origin en team hebben het meeste geld in de wacht gesleept: 579 miljoen dollar. Dynetics krijgt 253 miljoen en SpaceX komt er wat schamel vanaf met een contract van slechts 135 miljoen.

Starship biedt NASA veel mogelijkheden voor de verdere toekomst, omdat het zoveel vracht kan leveren. Maar uit het rapport bleek dat NASA deze lander wel nogal complex vindt, zoals o.a. het standregelsysteem. Dat is gebaseerd op een nieuw concept.

In februari 2021 vindt er een evaluatie plaats van de drie partijen. Het kan zijn dat er meerdere maanlanders ontwikkeld zullen worden, zodat NASA meer keus heeft op weg naar de maan.

Bronnen:

https://www.nasaspaceflight.com/2020/04/nasa-blue-origin-dynetics-spacex-hls-artemis/

https://spaceflightnow.com/2020/05/01/nasa-identifies-risks-in-spacexs-starship-lunar-lander-proposal/

https://www.nasa.gov/feature/nasa-selects-blue-origin-dynetics-spacex-for-artemis-human-landers

Scott Manley’s video hierover:

 

Video van de live stream “Hoe het zonnestelsel ontstond” is online

Mocht je de live stream vanavond gemist hebben, de video staat inmiddels online. Aanvankelijk alleen nu bij Twitch.tv, maar nu ook op Youtube.

Het onderwerp was “Hoe het zonnestelsel ontstond”. Want dat is wat astronomen al lang willen weten: waar komt ons zonnestelsel vandaan? In de afgelopen jaren zijn flink wat ruimtemissies naar planeten, kometen en asteroïden gestuurd om stukjes van de puzzel te vinden. Ik heb geprobeerd het plaatje te schetsen wat we tot nu toe verzameld hebben.

Op 28 mei is de live stream over het ontstaan van het zonnestelsel in het Engels gedaan.

Bekijk Hoe het zonnestelsel ontstond van wg_maan_en_planeten op www.twitch.tv

Interstellaire komeet 2I/Borisov bevat meer koolmonoxide dan “gewone” kometen

De interstellaire komeet 2I/Borisov leek aanvankelijk een doodgewone komeet zoals we die ook uit ons zonnestelsel kennen. Maar dat was voordat de Hubble en het ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) observatorium in Chili de komeet nader bekeken. En het blijkt dat deze komeet meer koolmonoxide bevat dan gewone kometen wanneer ze op dezelfde afstand van de zon komen (in dit geval 300 miljoen km).

stsci-h-v1953a-f-1148x952-thumb.gif
Beelden van 2I/Borisov door de Hubble Space Telescope (Beelden: NASA, ESA en J. DePasquale (STScI))

Objecten in ons zonnestelsel die zoveel koolmonoxide bevatten, vind je in dit zonnestelsel alleen bij hele lage temperaturen (-250 graden), voorbij de baan van Neptunus. Het zou kunnen zijn dat deze komeet is gevormd rond een koudere ster, zoals een rode dwerg. Dit zijn de meest voorkomende type sterren in onze melkweg. Een andere optie is dat de komeet een fragment is van een kleine, koolmonoxide-rijke planeet dat bij een inslag is vrijgekomen.

nrao20in05_ALMA_labeled_SD
De kern van 2I/Borisov in waterstofcyanide en koolmonoxide, in beeld gebracht door ALMA. Het is vrij gewoon deze stoffen in kometen te vinden, alleen niet in deze mate. (Foto: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Cordiner & S. Milam; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello)

De wetenschappers geven toe dat dit voorlopig speculeren is. Inmiddels zijn er aanwijzingen dat 2I/Borisov eind maart in stukken gebroken is. Dat levert trouwens nieuwe mogelijkheden op om de interne samenstelling van de komeet te bepalen.

merlin
Een valse kleuren opname van de kern van 2I/Borisov. (Foto’s: Max Mutchler/STScI en Dave Jewitt/UCLA)

 

Mocht er in de toekomst (na 2028) nog eens zo’n interstellair object langs komen, dan kan ESA’s Comet Interceptor misschien nader onderzoek naar doen. Deze ruimtemissie gaat geduldig wachten tot er een interessant object langs komt, om er vervolgens van nabij onderzoek naar te doen.

Bronnen:

https://www.nasa.gov/feature/interstellar-comet-borisov-reveals-its-chemistry-and-possible-origins

https://hubblesite.org/contents/news-releases/2020/news-2020-26

https://public.nrao.edu/news/alma-reveals-unusual-composition-of-interstellar-comet-2i-borisov/

https://www.sciencealert.com/interstellar-comet-2i-borisov-is-breaking-apart

Coverafbeelding: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Astronomen enthousiast over presteren CHEOPS exoplaneten telescoop

De in december gelanceerde Europese ruimtetelescoop CHEOPS heeft zijn testfase goed doorstaan. Astronomen zijn enthousiast over het functioneren van CHEOPS. De satelliet blijkt een erg stabiel platform. Terwijl CHEOPS draait in zijn baan, kan het uren gericht blijven op dezelfde ster. En gedurende die periode valt het licht van die ster steeds op dezelfde groepen pixels.

CHEOPS is gelanceerd om de omvang van exoplaneten te meten. Voor de eerste tests werd met opzet een stabiele ster gekozen. De ster HD 93396 werd lange tijd waargenomen om de grote gasplaneet, KELT-11b, op te meten. Deze planeet is 30% groter dan Jupiter en staat heel dicht op zijn ster. Dichterbij dan Mercurius. CHEOPS heeft achterhaald dat KELT-11b een doorsnede heeft van 181.600 km met een afwijking van 4300 km.

Cheops_obtains_its_first_exoplanet_light_curve_pillars.jpg

CHEOPS gaat ook ingezet worden om aardachtige planeten te onderzoeken. De komende tijd staan metingen aan 55 Cancri e, een hete super-Aarde, en GJ 436b, een “warme Neptunus”, op het programma.

Bron:

http://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Cheops/Cheops_observes_its_first_exoplanets_and_is_ready_for_science

Coverafbeelding: ESA