NASA kiest mogelijke missies naar Venus, Io en Triton

Waar gaat NASA in de toekomst naar toe in het zonnestelsel? Deze week maakte NASA een nieuwe selectie van Discovery-klasse missies bekend. Dit zijn relatief goedkope wetenschappelijke missies die door universiteiten voorgesteld kunnen worden. Er is budget voor een of twee van zulke nieuwe missies, maar voor nu heeft NASA er vier geselecteerd om verder uit te werken.

De missies gaan naar Venus, Jupiter-maan Io en Neptunus-maan Triton.

 

TRIDENT

Toen Voyager-2 in 1989 langs Neptunus vloog, bleken er op Triton duidelijke sporen te zijn van geisers. Dit was totaal onverwacht: Neptunus en Triton staan zo ver van de zon, dat astronomen een koude en totaal bevroren maan aan dachten te treffen. En er was meer: de aanwijzingen waren groot dat Triton een Kuipergordel object was, dat ingevangen in een baan rond Neptunus was.

TRIDENT moet in 2025 gelanceerd worden en dat zal geen uitstel dulden, want daarna duurt het decennia voor weer zo’n vlucht met weinig brandstof ondernomen kan worden. TRIDENT zal langs Venus en Jupiter (en Io) vliegen, voor het in 2038 aankomt bij Neptunus en Triton.

Helaas is TRIDENT een flyby missie. Om in een baan rond Neptunus of Triton te komen, zou veel brandstof nodig zijn en dat zou de missie te duur maken. TRIDENT zal op slechts 500 km langs Triton scheren en daarbij in de gelegenheid zijn om het hele oppervlak van deze maan in kaart te brengen. Ook zal TRIDENT in staat zijn om vast te stellen of er pluimen zijn en meten of er onder het oppervlak zich een oceaan bevindt.

TRIDENT flyby.PNG
Hoe de flyby van TRIDENT moet plaats vinden. (Afbeelding K. L. Mitchell , L. M. Prockter, W. E. Frazier, W. D. Smythe, B. M. Sutin, D. A. Bearden, en het Trident Team.)

 

VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy)

Het is al even geleden sinds NASA een missie naar Venus stuurde. En dat terwijl die planeet steeds meer vragen oproept. Zo zijn de aanwijzingen steeds sterker dat Venus vulkanisch actief is. VERITAS is een missie die Venus met radar in kaart moet gaan brengen. Dat deed de Magellan missie in 1989 ook, maar VERITAS heeft een resolutie van 30 meter in plaats van Magellan’s 1 km.

Daarbij brengt VERITAS Venus ook in kaart in infrarood, waarmee vulkanisme gevonden kan worden. En VERITAS gaat het zwaartekrachtveld van Venus meten.

Veritas20150930.jpg
De VERITAS radarsonde (Afbeelding: NASA/JPL-Caltech)

 

DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging Plus)

Een grote onbeantwoorde vraag is waarom twee planeten van ongeveer gelijke grootte, Aarde en Venus, zulk extreem ander klimaat kunnen ontwikkelen. Venus heeft een oppervlakte temperatuur van 460 graden Celsius, op Aarde stroomt water. De hoop is dat de DAVINCI+ missie daar antwoorden op kan geven.

DAVINCI_Venus_mission_descent
De DAVINCI+ afdalingssonde. (Afbeelding: NASA/GSFC)

Terwijl DAVINCI+ in 66 minuten afdaalt naar het oppervlak, zal de afdalingssonde druk bezig zijn de samenstelling van de atmosfeer te bepalen. Een belangrijke vraag is wat er gebeurd is met water op Venus. Er zijn aanwijzingen dat Venus heel vroeger water op het oppervlak heeft gehad. Maar waar is dat gebleven?

DAVINCI+ zal een camera bij zich hebben die tijdens de afdaling en op het oppervlak foto’s zal maken. DAVINCI+ zal de eerste Venus afdaler zijn sinds 1986.

Io Volcano Observer (IVO)

Tja, waarom zou je Jupiter’s vulkanische maan Io in vredesnaam van zo dichtbij willen onderzoeken? Er is geen oceaan van water, geen geisers en geen enkele aanwijzing voor leven. Io heeft vulkanisme zoals je dat verwacht: met lava. Maar daarin is Io dan samen met de Aarde uniek in. En we zouden van Io heel veel kunnen leren over hoe plaattektoniek werkt. Sterker nog, we weten eigenlijk heel weinig over hoe plaattektoniek tot stand komt.

IVO moet daarom in 2031 in een baan rond Jupiter komen en een aantal flyby’s langs Io maken. De reden dat IVO niet in een baan rond Io komt, is omdat Io dicht rond Jupiter draait. Het stralingsveld van Jupiter zou daarbij de electronica verwoesten. Beter dan om vanuit een hoge baan af en toe (negen keer in vier jaar) langs Io te scheren. En de hoop is dat IVO daarbij door de pluim van een vulkaan vliegt, zodat die geanalyseerd kan worden. Uiteraard heeft IVO de nodige camera’s om het vulkanisme uitgebreid in beeld te brengen.

Om te vieren dat de Io Vulcano Observer een stap verder is gekomen, maakte de astronoom en kunstenaar James Tuttle Keane een model van Io dat je kunt uitprinten en op een bol kan plakken:

 

De uiteindelijke beslissing welke van deze missies er echt gelanceerd gaat worden, wordt in 2021 genomen. Afhankelijk van het budget zouden er een of twee missies kunnen zijn.

 

Bronnen:

https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7597

https://en.wikipedia.org/wiki/Trident_(spacecraft)

https://en.wikipedia.org/wiki/VERITAS_(spacecraft)

https://en.wikipedia.org/wiki/DAVINCI

https://en.wikipedia.org/wiki/Io_Volcano_Observer

Klik om toegang te krijgen tot 3200.pdf

Klik om toegang te krijgen tot 3200.pdf

 

Coverafbeeldingen: NASA/JPL-Caltech

China overweegt Voyager-achtige missie die o.a. Neptunus aan doet.

De planeet Neptunus is maar een keer door een ruimtesonde bezocht. Dat was Voyager-2 in 1989. Wetenschappelijk gezien is er genoeg reden om terug te gaan: de onverwacht felle stormen van Neptunus en de maan Triton met zijn retrograde baan en zijn geisers. En niet te vergeten het feit dat zoveel exoplaneten Neptunussen blijken te zijn. Wat maakt Neptunus zo speciaal?

Van tijd tot tijd steken nieuwe plannen de kop op om de verre blauwe planeet te gaan bezoeken. Maar voor alsnog is geen nieuwe missie geselecteerd. Tenminste, niet bij NASA. Maar misschien lukt dat wel in China. Daar heeft men aangekondigd plannen te maken om Neptunus te gaan bezoeken. Het is onderdeel van een plan om twee satellieten het zonnestelsel uit te sturen.

Deze ambitieuze missie wordt (in het Engels) IHP, ofwel Interstellar Heliosphere Probe genoemd. Ze moeten de heliosfeer gaan onderzoeken, de regio rond de zon waar deeltjes van de zonnewind overheersen. Slechts twee ruimtesondes hebben tot nu toe gegevens naar Aarde gestuurd toen ze de heliosfeer verlieten: Voyager-1 en 2.

De twee IHP satellieten moeten in twee verschillende richtingen gestuurd worden. IHP-1 moet in 2024 naar de kop van de heliosfeer gaan. Wetenschappers denken dat de heliosfeer een komeet-achtige staart heeft. In die richting moet IHP-2 gaan vliegen. Beide satellieten zullen de nodige instrumenten bij zich hebben om het magnetisch veld, deeltjes en plasma te meten. Maar ook zullen ze een camera bij zich hebben.

20191112_IHP-spacecraft-1-heliosphere-head.jpg
Het voorgestelde vluchtschema van IHP-1 dat onlangs gepresenteerd werd op een astronomisch congres in Geneve (afbeelding: Zong Quigang)

Het wordt een missie van lange adem. IHP-1 vliegt eerst twee keer langs Aarde en komt dan in 2029 langs Jupiter voor een slinger van zijn zwaartekrachtveld. In 2049 moet de ruimtesonde dan de grenzen van de heliosfeer bereiken. IHP-2 vliegt in 2033 langs Jupiter en komt in 2038 langs Neptunus. De satelliet zal dan een kleine sonde loslaten die in de atmosfeer van Neptunus duikt. De inslag ervan wordt door het moederschip waargenomen. Mogelijk bezoekt IHP-2 daarna ook nog een Kuipergordel object.

20191112_IHP-spacecraft-2-heliosphere-tail.jpg
(Afbeelding: Zong Quigang)

Het IHP programma is nog niet officieel goedgekeurd, maar de Chinese wetenschappers denken dat die goedkeuring in 2020 of 2021 gegeven kan worden. Om het lot een handje te helpen bereikt een van de sondes een afstand van 100 AU (100 keer de afstand Aarde-zon) tijdens het honderdjarig bestaan van de Volksrepubliek China in 2049.

Bron:

https://www.planetary.org/blogs/guest-blogs/china-voyager-like-interstellar-mission.html

Coverafbeelding: NASA