Planeten verkennen: meer ‘Men in black’ dan ‘Star trek’

Ruimtesondes naar andere planeten stellen vaak honderden wetenschappers te werk. Zelf ben ik betrokken bij de JUpiter ICy moon Explorer (JUICE). Een ESA sonde die volgend jaar gelanceerd zal worden. Meer dan honderd onderzoekers zijn voor het vertrek al actief bezig met deze missie. Maar wat houdt dat werk van zulke planeetwetenschappers in?

Laat het mij uitleggen aan de hand van de sciencefictionserie Star Trek en de sciencefiction actiefilm Men in Black. In Star Trek komt het ruimteschip USS Enterprise aan bij een onbekende planeet. Vanaf de boeg zet Science Officer Spock een scan in gang. Binnen enkele seconden weet hij alles wat er te weten valt over de nieuwe planeet. In Men in Black lost een team van detectives (niet alleen mannen natuurlijk) ingewikkelde buitenaardse misdrijven op. Wat lijkt er nu het meest op?

Ruimtewetenschappers kan je beter vergelijken met een team van detectives die lang over een ingewikkelde puzzel moeten nadenken.

Misschien onverwacht, maar ik zou zeggen dat het werk van een planeetwetenschapper meer lijkt op dat van de detectives in Men in Black dan dat van Spock in Star Trek. Individuele onderzoekers kunnen niet alles zelf en ons werk neemt veel tijd in beslag. Ruimtewetenschappers kan je dus beter vergelijken met een team van detectives die lang over een ingewikkelde puzzel moeten nadenken.

Wetenschappers kunnen niet alles

Onderzoekers in veel sciencefictionfilms of tv-series associeer ik met individuele genieën die echt alles weten, van aerodynamica tot kwantummechanica. Daar herken ik mezelf niet in. Ik ben ook nog nooit zo’n wetenschapper tegengekomen. Geen mens kan alle disciplines bevatten die noodzakelijk zijn bij het bestuderen van planeten. Die disciplines gaan van biologie en geologie tot plasmafysica en vloeistofdynamica.

Ruimtewetenschappers hebben dus elk hun eigen specialisatie. De detectives in Men in Black zijn niet alwetend en hebben wel eens hulp nodig van andere collega’s. Dat lijkt er dus al meer op dan een genie op de boeg van USS Enterprise.

Drie types

Ruimtewetenschappers verschillen niet alleen naargelang discipline, je kan ze ook opdelen in de manier waarop ze onderzoek doen. Om het makkelijk te maken verdeel ik ze over drie categorieën. Ten eerste het ontwerpen van wetenschappelijke instrumenten. Zoals een camera of deeltjesdetector. Ten tweede, het analyseren van metingen van die instrumenten. Denk daarbij aan een studie van kraters op een maanoppervlak, op basis van camerabeelden. Ten derde fenomenen in de ruimte nabootsen met computersimulaties of in het labo. Bijvoorbeeld het effect van een meteorietinslag nabootsen in een computersimulatie.

Er zijn drie categorieën van planeetwetenschappers: instrumentenbouwers, data-analysten en simulatiedeskundigen.

Als planeetwetenschapper ben je over het algemeen vooral in één van deze gespecialiseerd en in mindere mate in een tweede. Een expert op alle drie is zeldzaam. Zelf ben ik eerder iemand die aan simulaties werkt, maar ook metingen van instrumenten kan analyseren. De instrumenten ontwerpen, kan ik dan weer niet.

Elke van de drie types zijn nodig, om de metingen juist te kunnen interpreteren heb je hulp nodig van de persoon die het instrument gebouwd heeft én moet je dan vaak ook een vergelijking maken met computersimulaties of laboratoriumexperimenten. De instrumentenontwerper heeft dan weer input nodig van zowel de metingenexpert als de simulatiedeskundige, om een idee te krijgen van wat er gemeten moet worden.

Meestal hangt de specialisatie ook nog samen met wat voor soort meting je werkt. Door de grote onderlinge verschillen tussen de types en individuele instrumenten is het voor één mens onmogelijk om overweg te kunnen met ze allemaal. Om metingen te interpreteren, moet je dus verstand hebben van het type instrument én dan ook nog eens van de eigenaardigheden van elk individueel instrument. Dat laatste is belangrijker dan je misschien wel zou denken.

Ik werk zelf al enkele jaren met de metingen van een deeltjesdetector, maar toch blijf ik nog steeds nieuwe dingen ontdekken over de werking dit apparaat. Soms zijn dat dingen die pas na jaren komen bovendrijven. Eén individueel instrument begrijpen is dus een werk dat al jaren kan kosten.

Patience you must have, my young padawan

Als de ‘USS Enterprise’ bij een totaal nieuwe planeet aankomt, weten we binnen enkele seconden alles wat er te weten valt over die planeet. Wat is de samenstelling? Is er een atmosfeer? Is er leven, zo ja, waar dan? Bij Men in Black doen de detectives er lang over om samen hun puzzel op te lossen. Dat is dichter bij de waarheid. Want het samenbrengen van verschillende disciplines en types wetenschappers kan erg lang duren.

Het werk van ruimtewetenschappers lijkt dus niet zoveel op Spock die op een knopje drukt en in zijn eentje in enkele seconde alles te weten komt over een planeet. Een team discussiërende detectives (m/v) met elk hun eigen inbreng zit een stuk dichter bij de waarheid.

(met dank aan Birtie Meyers, Toontje Kunnen, Sebastiaan Jammaers en Oliver Hall)