Bam! En daar knalt ruimtesonde DART op een planetoïde

gepubliceerd in nrc op 27 september 2022

NASA is erin geslaagd om een planetoïde op elf miljoen kilometer afstand te raken. Handig voor als er ooit eentje op aarde afkomt.

Urenlang was er slechts een enkele pixel in zicht, maar tijdens zijn laatste minuten kreeg de ruimtesonde DART het doelwit steeds groter in het vizier: de planetoïde Dimorphos. In de laatste seconden zwol de 160 meter grote steenklomp razendsnel aan tot een grijze aardappelvorm, bespikkeld met losliggende stenen.

En om 01.14 uur dinsdagnacht (Nederlandse tijd) sloeg DART erop te pletter, precies zoals de bedoeling was. „We have loss of signal” – we zijn het signaal kwijt – zal zelden zó enthousiast uitgeroepen zijn in de controlekamers van NASA.

„Het is gelukt”, zegt Özgür Karatekin, als onderzoeker verbonden aan de Koninklijke Sterrenwacht van België in Brussel en betrokken bij het DART-experiment. (DART staat voor Double Asteroid Redirect Test). „Voor het eerst hebben we de baan van een hemellichaam veranderd”, zegt Karatekin.

Tot maandagnacht draaide Dimorphos, ruwweg vijf miljoen ton, eens in de 11 uur een 55 minuten een baan om de zwaardere Didymos. DART, een 570 kilogram wegende ruimtesonde ter grootte van een stadsauto, sloeg in met een snelheid van 23.000 kilometer per uur. Die klap zou ongeveer tien minuten van de baanperiode af zou moeten halen.

Elf miljoen kilometer
Telescopen op aarde en in de ruimte houden het stelsel in de gaten. Hoe groot de verandering precies is, zal de komende weken duidelijk worden. Het hangt bijvoorbeeld af van de precieze samenstelling van Dimorphos. „Aan de beelden te zien, lijkt het op een losse hoop puin, een rubble pile”, zegt Karatekin. In dat geval schiet er bij de inslag puin terug, en die terugslag veroorzaakt een grotere baanverandering dan als Dimorphos uit één stuk zou bestaan.

DART werd op 24 november 2021 gelanceerd, en legde in iets minder dan een jaar elf miljoen kilometer naar zijn einddoel af. In de weken voor de inslag is de koers van DART af en toe bijgesteld, iets dat de algoritmen aan boord in de laatste uren zelfstandig deden. „We konden alleen toekijken en hopen dat het goed ging”, zegt Karatekin. „Hij had natuurlijk kunnen missen, maar de autonavigatie werkte prachtig.”
De steeds sneller opdoemende planetoïde is gefilmd door de DART’s camera, die de inslag uiteraard niet overleefd heeft. De naar de aarde verstuurde videobeelden werden abrupt afgekapt.

Uitspreidende puinpluim
De opstuivende puinpluim, en mogelijk ook de inslag en de resulterende krater, zijn als het goed is gefilmd door LICIAcube, een satellietje dat zich vijftien dagen voor de inslag van DART afsplitste, om drie minuten na de botsing langs te vliegen. Beelden van LICIAcube (Light Italian Cubesat for Imaging of Asteroids) waren dinsdag nog niet beschikbaar.

De botsing werd al wel vastgelegd door ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System), een stelsel van vier telescopen in Hawaii, Chili en Zuid-Afrika die de hemel afspeuren naar bewegende objecten. In de beelden vormen Didymos-Dimorphos een heldere stip, die plotseling helder oplicht door de inslag. Duidelijk is ook een uitspreidende puinpluim te zien.

Onderzoeker Karatekin voerde van tevoren simulaties uit van de samenstelling van Dimorphos, en werkt aan de HERA-sonde van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Die moet in 2024 gelanceerd worden om de nasleep van de botsing preciezer in beeld te brengen. De DART-missie, die 313 miljoen dollar kostte, was een NASA-missie.

De resultaten zijn interessant voor onderzoekers van planetoïden en ons zonnestelsel, maar de afdeling die de missie leidde heeft niet voor niets Planetary Defense in de naam: planeetbescherming. In de ruimte zijn duizenden ‘aardscheerders’ te vinden: steenklompen die mogelijk met de aarde in botsing zouden kunnen komen. Zo’n kosmisch ongeval trof bijvoorbeeld de dinosauriërs, die 65 miljoen jaar geleden uitstierven door de inslag van een stuk steen van zo’n tien kilometer doorsnede.

Zwaarder projectiel
Ruimtestenen in de buurt met zulke afmetingen zijn inmiddels in kaart gebracht, en een herhaling van de dinosaurus-inslag is niet aanstaande. Maar van de kleinere ruimtestenen van dertig meter of groter, die een land of stad kunnen uitvagen, hebben we er minder in het vizier. Sinds 1998 werken ruimtevaartorganisaties als ESA en NASA samen in het project Spaceguard, om zo veel mogelijk gevaarlijke aardscheerders in kaart te brengen. Dat roept natuurlijk de vraag op wat je doet als je er een ontdekt die op ramkoers ligt met de aarde.

Anders dan Hollywood-films als Deep Impact suggereren, maakt opblazen met een kernwapen de zaak alleen maar erger: het levert waarschijnlijk meer gevaarlijke brokstukken op. Het lijkt de beste strategie om een aanstormende ruimtesteen uit zijn koers te tikken met een opvolger van DART, al zal dat om een veel zwaarder projectiel gaan. „Hoe eerder je hem ontdekt, hoe minder je de baan hoeft te veranderen om hem de aarde te laten missen”, zegt Karatekin, „Maar de botsing van vandaag, daar ben ik heel blij mee.”