China lanceerde afgelopen woensdag zijn tweede planeetverkenningsmissie, waarbij Tianwen-2 een monster neemt van een asteroïde nabij de aarde en later een komeet van de hoofdgordel onderzoekt. Tianwen-2 steeg op met een Long March 3B raket om 13:31 uur Eastern (1731 UTC) vanaf het Xichang Satellite Launch Center, in het zuidwesten van China, en klom in de nachtelijke hemel boven de lanceerbasis. De China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC) kondigde de succesvolle lancering van Tianwen-2 iets meer dan een uur na de lancering aan.
Tianwen-2 bevindt zich nu in een baan om de aarde, op weg naar de asteroïde 469219 Kamoʻoalewa (2016 HO3) met een diameter van 40 tot 100 meter. Verwacht wordt dat het rond juli 2026 een rendez-vous zal hebben met het kleine, rotsachtige lichaam, waar het zeven maanden zal doorbrengen met het bestuderen van het bijna-aarde object en het verzamelen van monsters. De bodemmonsters zullen naar verwachting eind 2027 naar de aarde worden teruggestuurd. Het doel van de analyse van de monsters is om de aard en oorsprong van de asteroïde te onthullen, mogelijk een stuk van de maan dat na een inslag de ruimte is ingestuurd, de minerale inhoud te analyseren en waardevolle vergelijkingen te maken met andere asteroïden. Tianwen-2 zal bij terugkeer naar de aarde een terugkeermodule loslaten die de monsters bevat, maar dit zal niet het einde van de missie zijn. Het hoofdruimteschip zal de aarde gebruiken voor een zwaartekracht swingby, waardoor het op koers wordt gezet voor een zes jaar durende reis naar komeet 311P/PANSTARRS.
Complexiteit van kleine lichamen, wetenschappelijk potentieel
De asteroïde- en komeetmissie zal China voorzien van een scala aan ervaring en expertise in missieontwerp en operaties, zoals het bevorderen van autonomie van het ruimteschip, navigatie, het plannen van banen en bemonsteringstechnologieën in extreem uitdagende omgevingen, vertelde Franco Perez-Lissi, Ramses missie systeemingenieur bij de European Space Agency (ESA), aan SpaceNews. Terwijl China twee maanmonstermissies heeft uitgevoerd, inclusief de achterkant van de maan, brengt het naderen en “omcirkelen” van deze kleine objecten nieuwe uitdagingen met zich mee op het gebied van rendez-vous, nadering en monstername. “Deze lichamen hebben extreem zwakke en onregelmatige zwaartekrachtvelden,” zei Perez-Lissi, verwijzend naar asteroïden en kometen. “Dus we kunnen niet vertrouwen op de traditionele omloop zoals we die rond de planeet doen.” Tianwen-2 zal in zorgvuldig geplande banen moeten vliegen om rond de asteroïde te manoeuvreren en deze te bestuderen, maar ook om zijn snelheid en rotatie aan te passen voor het nemen van monsters.
“Het is alsof je een boot probeert aan te meren met een berg die in de ruimte zweeft en heel onvoorspelbaar en bijna zonder zwaartekracht tuimelt. Dus landen, of zelfs maar dichtbij vliegen, vereist extreme precisie, grotere autonomie en zorgvuldige planning,” zei Perez-Lissi. Perez-Lissi merkte op dat eerdere missies zoals Rosetta, Hayabusa2 en OSIRIS-REx hebben aangetoond dat in-situ metingen of teruggestuurde monsters organische moleculen, aminozuren en nucleobasen kunnen bevatten - potentiële ingrediënten voor leven. Tianwen-2 voegt zich bij een aantal internationale inspanningen die bijdragen aan gedeelde wetenschappelijke en planetaire defensie kennis, met name ESA missies Ramses en Hera, NASA's DART en OSIRIS-REx/Apex missies, en JAXA's Hayabusa series en Destiny+. “Het is altijd heel positief dat steeds meer mensen zich wagen aan asteroïdemissies. Het kan nuttig zijn voor de toekomst, aangezien we ons bezighouden met planetaire verdediging, maar het is ook ontzettend interessant voor de wetenschap en om onze oorsprong te begrijpen.”
Tianwen-serie en verkenning op lange termijn
De missie volgt op de succesvolle Tianwen-1 Mars orbiter en rover missie gelanceerd in 2020, en zal worden gevolgd door ambitieuze Mars sample return (Tianwen-3) en Jupiter systeem (Tianwen-4) missies later in het decennium. Tianwen-2 is bedoeld om China's capaciteiten op het gebied van planeetverkenning te vergroten en ons begrip van kleine planetaire lichamen en hun evolutie te verdiepen. De missie kan ook bijdragen aan de verdediging van planeten en licht werpen op de oorsprong van het leven. De missies maken ook deel uit van een bredere routekaart voor planeetverkenning gericht op astrobiologie en bewoonbaarheid, en een langetermijnplan voor ruimtewetenschap, waaronder een terugkeermissie voor Venusmonsters, het Internationale Maanonderzoeksstation (ILRS) en het zoeken naar bewoonbare exoplaneten.
Ambities voor asteroïden
Het onbemande ruimtevaartuig zal tot drie bemonsteringsmethoden proberen: hover sampling, waarbij monsters worden verzameld met een robotarm terwijl de rotatie van de asteroïde wordt gevolgd; touch-and-go (TAG), waarbij een roterende borstelkop wordt gebruikt; en anchored sampling, waarbij landingsbenen boren aan het uiteinde van de landingsbenen gebruiken om in de asteroïde te drukken, als de samenstelling van het oppervlak en het terrein dat toelaten. De TAG-benadering werd gebruikt door NASA's OSIRIS-REx en JAXA's Hayabusa2. China heeft weinig officiële gedetailleerde plannen voor de missie vrijgegeven. Vroege voorstellen voor de missie, toen Zheng He genoemd naar de Chinese admiraal en ontdekkingsreiziger geboren in de 14e eeuw, gaven aan dat de missie tussen de 200 en 1.000 gram monsters zou verzamelen. Chinese wetenschappers hebben opgeroepen tot een strategische focus op asteroïdemissies, die niet alleen kunnen bijdragen aan een beter begrip van de kosmos, maar ook de basis kunnen leggen voor toekomstig gebruik van ruimtebronnen en planetaire verdediging.
Komeet rendez-vous, bredere context
De komeetfase van de missie zal ook een test zijn voor de levensduur van het ruimtevaartuig. De aankomst bij 311P/PANSTARRS wordt verwacht rond 2035, tien jaar na het opstijgen. De doelkomeet wordt gezien als een ideaal doel om overgangsobjecten tussen asteroïden en kometen te bestuderen. De komeet draait tussen 1,94 en 2,44 astronomische eenheden van de zon. Tianwen-2 draagt 11 wetenschappelijke ladingen om zowel Kamoʻoalew als 311P/PANSTARRS te bestuderen. Deze omvatten multispectrale en infraroodspectrometers om de oppervlaktesamenstelling te bestuderen, terwijl hoge-resolutie camera's geologische kenmerken in kaart zullen brengen. Een radarsonde zal structuren in de ondergrond onderzoeken en een magnetometer zal naar resterende magnetische velden zoeken. Stof- en gasanalysatoren zullen de activiteit van kometen onderzoeken en detectoren van geladen deeltjes zullen de interacties met de zonnewind onderzoeken. Met de missie om Kamoʻoalewa te bemonsteren en later een hoofdbandkomeet te onderzoeken, sluit China zich aan bij een groeiend wereldwijd verband van missies die de complexe omgeving van de verkenning van kleine lichamen aanpakken. Het zal de Chinese ingenieurs en wetenschappers ook in staat stellen om zichzelf te testen op enkele van de moeilijkste problemen op het gebied van planetaire wetenschap en defensie, en mogelijk het gebruik van hulpbronnen.
Bron: SpaceNews.com
