Europa gaat op 12 november landen op een komeet (UPDATE)

Europa gaat op 12 november 2014 iets doen wat geen enkele andere natie ooit heeft voorgedaan. Zo zal de Europese ruimtevaartorganisatie ESA op 12 november proberen een klein onbemand ruimtetuig te laten landen op het oppervlak van de komeet 67P/Churyumov–Gerasimenko. De kleine lander Philae maakt deel uit van de ruimtesonde Rosetta die zich sinds augustus 2014 in een baan om de komeet bevindt. Via dit uitgebreid artikel leer je alvast alles over deze unieke gebeurtenis en de komeet 67P/Churyumov–Gerasimenko.

Komeet 67P/Churyumov–Gerasimenko

Het kleine Europese tuigje Philae moet dus op 12 november 2014 landen op het oppervlak van de komeet 67P/Churyumov–Gerasimenko. Dit hemelobject is een periodieke komeet waarvan de omlooptijd 6,6 jaar bedraagt. Dit wil zeggen dat deze komeet één keer om de 6,6 jaar om de Zon cirkelt. De baan van deze komeet tijdens zijn reis doorheen ons zonnestelsel is voor astronomen zeer interessant aangezien de baan in het verleden werd verstoord wanneer deze in de nabijheid kwam van de gigantische gasplaneten Jupiter en Saturnus. Zo hebben sterrenkundigen kunnen achterhalen dat deze komeet voor 1840 niet waarneembaar was aangezien deze toen een periheliumafstand had van 4,0 AE (Astronomische Eenheden). Het perihelium is het punt van de baan van een komeet of planeet dat zich het dichtst bij de Zon bevindt. Jupiter zorgde er later voor dat we de komeet wel in 'beeld' konden brengen aangezien de periheliumafstand na een passage langs de gasplaneet 3,0 AE werd. In 1959 vloog de komeet opnieuw langs Jupiter waardoor deze de komeet toen in een baan om de Zon bracht met een periheliumafstand van 1,28 AE. De komeet 67P/Churyumov–Gerasimenko werd ontdekt door Klim Churyumov toen hij beelden bestudeerde die op 11 september 1969 genomen werden op het Astrofysisch Instituut Alma-Ata door Svetlana Gerasimenko. De beelden werden oorspronkelijk gemaakt om de komeet 32P/Comas Solá te bestuderen. Klim Churyumov ontdekte op de rand van deze beelden echter een komeet-achtig object. Toen hij zijn ontdekking verder bestudeerde in Kiev kwam hij op 22 oktober 1969 tot de vaststelling dat dit komeet-achtig object een ander object was dan de komeet 32P/Comas Solá. Dit nieuwe object bleek eveneens een komeet te zijn en werd genoemd naar zijn ontdekkers, 'Churyumov–Gerasimenko'.

De ontdekkers van de komeet Svetlana Gerasimenko en Klim Churyumov - Foto: Klim Churyumov

Mislukte lancering

Oorspronkelijk zou de Europese ruimtesonde Rosetta, en de lander Philae, in januari 2003 gelanceerd worden aan boord van een Ariane 5 raket richting de komeet 46P/Wirtanen. Dit plan werd echter abrupt stopgezet als gevolg van een mislukte lancering met een Europese Ariane 5 draagraket op 11 december 2002. Doordat men eerst de oorzaak van deze mislukte lancering grondig wou achterhalen, kwam de planning van Rosetta in gevaar. Hierdoor werd ESA verplicht een nieuw doel te zoeken voor deze ambitieuze kometenjager. Wetenschappers kwamen vervolgens uit bij de komeet 67P/Churyumov–Gerasimenko waarna Rosetta een nieuwe lanceerdatum kreeg. Uiteindelijk werd de Europese komeetverkenner op 2 maart 2004 succesvol in de ruimte gebracht zodat het ruimtetuig kon beginnen aan zijn lange reis doorheen het zonnestelsel.

Philae lander

De Europese ruimtesonde Rosetta draagt een 100 kilogram zware lander met zich mee die ontworpen werd om op het oppervlak te landen van de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Nadat de Europese ruimtesonde Rosetta op 6 augustus 2014 aankwam bij de komeet startte meteen de zoektocht naar een geschikte landingsplaats voor de kleine lander. Deze lander kreeg de naam 'Philae' waarmee men verwijst naar een eiland in de Nijl waar men een obelisk heeft gevonden die net als de Steen van Rosetta zorgde voor de ontcijfering van de Egyptische hiërogliefen waardoor een deel van de geheimen van het oude Egypte opgelost raakten. Aan boord van de Europese komeetlander Philae bevinden zich tien wetenschappelijke instrumenten die vooral de samenstelling, het magnetisch veld en de interne structuur van deze komeet moeten bestuderen. Al deze instrumenten hebben samen een gewicht van 26,7 kilogram en werden ontwikkeld door wetenschappelijke instituten uit Oostenrijk, Duitsland, Frankrijk, Finland, Hongarije, Italië, Polen, Ierland en het Verenigde Koninkrijk. De bouw van de lander zelf was in handen van een consortium dat geleidt werd door de Duitse, Franse en Italiaanse ruimtevaartorganisaties DLR, CNES en ASI. Doordat kometen algemeen aanzien worden als de oerbouwstenen van ons zonnestelsel is de studie ervan dan ook van groot belang. Zo is deze komeet ontstaan uit dezelfde wolk van gas en stof als waaruit de Aarde en de andere planeten zijn ons zonnestelsel ontstaan. Terwijl de Aarde miljarden jaren later enorm is veranderd, veranderde de samenstelling en de structuur van de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko nauwelijks waardoor wetenschappers met deze missie eigenlijk kunnen terugkijken in de tijd. Onderaan dit artikel kan u een filmpje zien over de komeetlander Philae en zijn wetenschappelijke instrumenten!

De komeetlander Philae en zijn instrumenten - Foto: ESA/ATG medialab

Agilkia

Nadat de Rosetta ruimtesonde in een baan om de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko werd gebracht, begonnen wetenschappers en vluchtleiders met de zoektocht naar een geschikte landingsplaats voor de kleine lander Philae. Aan de hand van foto's werd uiteindelijk uit verschillende landingslocaties een gebied op het oppervlak van de komeet gekozen dat de voorlopige naam 'J' droeg. Dit gebied bevindt zich op de 'kop' van de komeet en ligt in de buurt van oppervlakteactiviteit. Op slechts 500 meter van gebied 'J' bevinden zich diepe putten waaruit voortdurend gassen ontsnappen waardoor de landing van Philae voor de nodige spanning zal zorgen. De Europese ruimtevaartorganisatie ESA organiseerde vervolgens een wedstrijd voor een passende naam voor deze landingsplaats. Duizenden mensen over de hele wereld namen aan deze wedstrijd deel en op 4 november werd uiteindelijk de nieuwe naam van deze landingsplaats bekend gemaakt: Agilkia. Deze naam werd door meer dan 150 mensen ingediend en verwijst naar het eiland Agilkia in de rivier de Nijl waar de tempel van Isis integraal werd naar verplaatst als gevolg van de aanleg van de Aswan-dam. Het oorspronkelijke eilandje waar de tempel van Isis stond, het eiland Philae, kwam door de aanleg van de dam onder water te liggen. 

Instrumenten aan boord van Philae:

• APXS (Alpha Proton X-ray Spectrometer)
• COSAC (COmetary SAmpling and Composition)
• Ptolemy CIVA (Comet Nucleus Infrared and Visible Analyzer)
• ROLIS (Rosetta Lander Imaging System)
• CONSERT (COmet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission)
• MUPUS (MUlti-PUrpose Sensors for Surface and Sub-Surface Science)
• ROMAP (Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor)
• SESAME (Surface Electric Sounding and Acoustic Monitoring Experiments)
• SD2 (Drill, Sample, and Distribution subsystem)
• CIVA (Comet nucleus Infrared and Visible Analyzer)

Samenstelling gewicht Philae lander:

• Vliegwiel (2,9 kg)
• Landingsgestel (10 kg)
• Telecommunicatiesysteem (2,4 kg)
• Wetenschappelijke instrumenten (26,7 kg)
• Power System (12,2 kg)
• Common Electronics Box (9,8 kg)
• Active Descent System (4,1 kg)

Tijdlijn afdaling op komeet 67P/Churyumov–Gerasimenko:

De 100 kilogram zware Philae zal op 12 november omstreeks 09u35 Belgische tijd losgemaakt worden van Rosetta wanneer de ruimtesonde zich op een afstand van ongeveer 22 kilometer van het komeetoppervlak bevindt. Philae moet in de zeven uren die hierop volgen naar het oppervlak afdalen met een snelheid van ongeveer één meter per seconde. Wanneer Philae nog slechts enkele meters van het komeetoppervlak verwijderd zal zijn, zal het tuigje twee harpoenen afschieten die de kleine lander moeten vastmaken aan de komeet. Deze harpoenen moeten ook voorkomen dat Philae terug van het oppervlak weg 'botst' wanneer deze landt. Vervolgens zal Philae zich met een snelheid van 50 centimeter per seconde naar het oppervlak begeven en moeten de drie landingspoten de uiteindelijke landing opvangen. Verwacht wordt dat de landing omstreeks 16u35 Belgische tijd zal plaatsvinden. Gedurende deze historische afdaling zal Philae data doorsturen naar de Rosetta ruimtesonde waarna deze de gegevens op zijn beurt zal doorsturen naar de Aarde. De vluchtleiding van de Rosetta missie en de landing op de komeet bevindt zich in ESA's European Space Operations Centre (ESOC) dat zich in Duitsland bevindt. Doordat de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko zich op grote afstand van de Aarde bevindt, zal het ongeveer 28 minuten duren eer de signalen van Philae de Aarde bereiken. Indien Philae de afdaling overleefd en het tuigje succesvol landt op de komeet zal deze minstens één week operationeel zijn. Belangrijk is wel dat de batterijen aan boord van de lander meteen na de landing worden opgeladen door middel van zonnepanelen. Indien dit niet lukt, heeft Philae een levensduur van slechts 64 uur. Eén van de belangrijkste taken van Philae is om bodemmonsters te analyseren met behulp van een klein labo aan boord van het tuigje. Deze bodemstalen zullen door middel van een speciale boor worden genomen die tot 23 centimeter diep kan boren. Daarnaast moet Philae ook het oppervlak van de komeet 67P/Churyumov–Gerasimenko zo goed mogelijk in beeld brengen. Gedurende het verblijf van Philae op de komeet zal Rosetta in een lage baan om de komeetkern blijven cirkelen.