Social distancing, zelfs in de ruimte

NASA-missie verzamelt bodemstalen van asteroïde Bennu

In 2016 vertrok een ruimtetuig met de naam OSIRIS REx naar Bennu en kwam daar twee jaar later aan. Bennu is een asteroïde - een ruimtebrokstuk – en ligt op zo’n 335 miljoen kilometer van ons vandaan. Het doel van de missie is om minstens 60 gram (tot mogelijk 2 kilogram) aan bodemstalen te verzamelen en terug te brengen naar de aarde. Als dat lukt, zou dat de grootste hoeveelheid buitenaards materiaal zijn die sinds het Apollo-tijdperk uit de ruimte is teruggebracht. De ruimtesonde keert waarschijnlijk in 2021 terug vanuit Bennu en wordt hier op aarde verwacht in september 2023.

Met een diameter van 500 meter is Bennu ongeveer zo groot als het Empire State Building. (foto: NASA)

Bennu, een overgebleven brokstuk van de oerknal

De naam Bennu verwijst naar de Egyptische godheid voor de zon, de schepping en de wedergeboorte. Dat is best toepasselijk, want Bennu zelf is een gigantisch brokstuk aan bouwmateriaal dat is overgebleven na de geboorte van ons zonnestelsel. Door bodemmonsters te nemen, kan OSIRIS-REx ons hopelijk meer vertellen over het ontstaan van ons eigen zonnestelsel.

Verzamellocatie zo groot als een strafschopgebied

Met een diameter van 500 meter is Bennu ongeveer zo groot als het Empire State Building. OSIRIS-REx maakt hiermee een baan om het kleinste object ooit in de geschiedenis van de ruimtevaart. De monsters worden verzameld van de plek Nightingale, een rotsachtig gebied in de noordelijke helft van Bennu met een diameter van 16 meter. Dat is ongeveer de grootte van een strafschopgebied. Deze plaats is gekozen omdat er fijn materiaal ligt zonder al te veel hindernissen, maar het gebied is wel omringd door torenhoge keien. Om ervoor te zorgen dat het ruimtevaartuig een veilig gebied bereikt dat rotsblokken vermijdt, is het navigatiesysteem uitgerust met een gevarenkaart van de locatie. Hierop worden gebieden aangegeven die mogelijk schadelijk kunnen zijn voor de ruimtesonde.

Besturing vanop 335 miljoen kilometer afstand

Omdat het ruimtevaartuig en Bennu zich op ongeveer 335 miljoen km van de aarde bevinden, kan men geen live commando’s op en af sturen. De signalen zijn ongeveer 20 minuten onderweg, en dat is niet werkbaar. Daarom moet het ruimtetuig helemaal autonoom naar de exacte locatie navigeren en daar bodemstalen verzamelen. Dat is op zich een straffe technische prestatie. Nu de huidige pandemie ons dwingt om menselijk contact te vermijden, zouden technologieën als deze wel eens in een stroomversnelling terecht kunnen komen.

Navigatie op basis van foto-herkenning

Om zelfstandig naar een veilig gebied te navigeren zonder rotsblokken te raken, maakt OSIRIS-REx gebruik van het Natural Feature Tracking (NFT) navigatiesysteem. Hierbij worden live afbeeldingen vergeleken met een ingebouwde afbeeldingencatalogus. Deze gevarenkaart geeft locaties aan die schadelijk kunnen zijn voor het ruimtetuig. Als tijdens de afdaling gevaarlijke zones te dichtbij komen, zijn er checkpunten voorzien om bij te sturen en eventueel het manoeuvre af te breken.

Stalen verzamelen als een honingbij

Er is te weinig zwaartekracht op Bennu om er echt te kunnen landen. Daarom heeft het ruimtetuig op 20 oktober een Touch-And-Go (TAG) gemaakt om een eerste bodemmonster te nemen met behulp van een lange mechanische arm, net zoals een honingbij nectar uit een bloem haalt. Gemakkelijk is dit manoeuvre niet want het gebied is maar enkele parkeerplaatsen groot. Het hele manoeuvre duurde een kleine vijf uur.

Op zoek naar sporen van ons ontstaan

Het belangrijkste doel van deze missie is het onderzoeken van bodemstalen. De aarde is waarschijnlijk gevormd uit vergelijkbaar materiaal. Omdat Bennu zo oud is, zou het kunnen dat hij dezelfde moleculen bevat die aanwezig waren toen het eerste leven op aarde zich ontwikkelde. Ons zonnestelsel is gevuld met talloze asteroïden, kometen en andere werelden die zijn overgebleven toen de planeten 4,5 miljard jaar geleden zijn gevormd. Sommigen hiervan kwamen in botsing met de vroege aarde en mogelijk zijn water en andere koolstofhoudende materialen op die manier tot bij ons gebracht. Het oppervlak van Bennu verandert niet zo dynamisch als dat van de aarde, waar platentektoniek en erosie onze eigen geschiedenis uitwist. Bennu bevat dus sporen van de tijd van het ontstaan van ons zonnestelsel. Door bodemmonsters te nemen, kan OSIRIS Rex hopelijk spannende verhalen en geheimen uit het ontstaan van ons zonnestelsel mee naar huis nemen.

Een stap dichter naar tankstations in de ruimte

Op Bennu zijn ook sporen van water gevonden. Dat is van groot belang als we in de toekomst een planeetvaardige soort willen worden. Water meenemen vanop aarde is heel duur, en asteroïden kunnen een belangrijke rol spelen als tussentijdse bevoorradingsstations. Niet alleen voor het levensonderhoud van de astronauten is water onmisbaar, maar ook om er raketbrandstof van te maken. Als we raketbrandstof kunnen produceren in de ruimte, kunnen we verder en goedkoper reizen dan wanneer we de brandstof moeten meenemen vanop aarde.

De mogelijkheid van mijnbouw op asteroïden

Bennu bevat ook zeldzame mineralen zoals platinum en goud. De technieken die men tijdens deze missie uittest, zijn nuttig om in de toekomst aan mijnbouw te gaan doen op de maan en op asteroïden. Verder zijn mijnbouwmissies naar asteroïden nuttig om er zeldzame mineralen te delven, die we nodig hebben voor onze dagdagelijkse technologie zoals laptop en gsm. We weten dat zeldzame mineralen en ertsen in de ruimte voor het rapen liggen. Alleen was de kostprijs voor dat rapen nog erg hoog. Het opzetten van de mijnindustrie op asteroïden was tot hiertoe niet rendabel. Maar door de komst van meer en meer commerciële spelers, een toenemende efficiëntie, het hergebruik van raketten en nieuwe technieken zoals het 3D-printen van raketmotoren, komt ook hier stilaan beweging in.

Stevent Bennu op ons af?

Er wordt wel eens gesuggereerd dat Bennu de aarde zou kunnen raken. De asteroïde is zo groot als het Empire State Building en zou inderdaad de aarde aan het einde van de volgende eeuw kunnen bedreigen tijdens een van zijn nabije naderingen. Maar de kans dat Bennu zelf op de aarde botst is heel klein: 1 kans op 2700 tussen de jaren 2175 en 2199. Omdat wetenschappers de baan van Bennu zo nauwkeurig kennen, is het wel nuttig de afwijkingen op die baan goed te bestuderen.

Wat wij kunnen leren van Bennu

Of de ruimte ons nu aanspreekt of niet, we zijn er alleszins intrinsiek mee verbonden. De scheikundige elementen waarmee ons DNA en ons lichaam zijn samengesteld, zijn afkomstig uit de restanten van een supernova-explosie van een ster van de vorige generatie sterren, die voorafging aan onze huidige ster, de zon. Dus letterlijk: van sterrenstof zijn we gemaakt en tot sterrenstof zullen we ooit weer vergaan. Het enige dat we achterlaten zijn onze verwezenlijkingen op de aarde zelf. En laat dat nu net iets zijn dat we dagelijks in vraag stellen, en terecht.