Asteroïde Bennu: geslaagde landing – maar missie monsterterugkeer is nog maar net begonnen

Relief was duidelijk te lezen op de gezichten van het team NASA-wetenschappers en -ingenieurs toen ze te horen kregen: “Touchdown is voltooid”. En een paar seconden later applaus voor “back away burn complete”. Het meest gevaarlijke deel van de missie was voorbij – en schijnbaar succesvol, hoewel we nog een paar dagen zullen moeten wachten om de omvang van het succes te horen.

OSIRIS-REx (voor Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer)) werd in september 2016 gelanceerd en kwam in december 2018 aan bij zijn doelasteroïde 101955 Bennu. Het doel van de missie was om de asteroïde te karakteriseren en vervolgens een deel ervan mee terug te nemen voor studie op aarde.

Het ruimtevaartuig cirkelde twee jaar rond Bennu, maakte gedetailleerde kaarten van zijn oppervlak en leerde zo veel mogelijk over de asteroïde voor de volgende fase van de missie: op zoek naar een veilige plek om te landen. Of liever gezegd, niet om te landen, maar om een zeer snel “touch-and-go” bezoek aan het oppervlak te brengen – waar het fragmenten van materiaal zou verzamelen om naar de aarde terug te keren. Het was de voltooiing van de “touch-and-go” manoeuvre die het geklap en gejuich in de missiecontrole veroorzaakte.

Waarom Bennu? En waarom de opluchting? Dit is tenslotte niet de eerste asteroïde die door een ruimteschip wordt bezocht – en het is niet het eerste kleine lichaam waarop is geland. Dat record staat op naam van het NEAR-ruimteschip dat in 2001 een gecontroleerde noodlanding maakte op asteroïde 433 Eros. En ik herinner me nog steeds de emotie in de controlekamer toen Philae in 2014 landde op komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko.

De opluchting was omdat Bennu klein is – slechts ongeveer 500 meter in doorsnee – een feit dat bekend was toen het werd geselecteerd als een doelwit. Maar het is vreemd gevormd en actief – twee dingen die niet bekend waren. Hij lijkt een beetje op een ouderwetse tol, of een ruwe diamant, spits aan de boven- en onderkant en dikker in het midden. Omdat hij zo klein is, werd aangenomen dat Bennu rustig zou zijn – hij zou zich bijvoorbeeld niet gedragen als een komeet en uitbarstingen van gas en stenen uitstoten.

Maar omdat niets in het zonnestelsel eenvoudig is, ontdekte OSIRIS-Rex, toen hij Bennu naderde, dat de asteroïde kleine hoeveelheden materiaal van zijn oppervlak wierp. De deeltjes waren minder dan een centimeter in doorsnee, en de meeste ervan landden terug op de asteroïde – over het algemeen dichter bij de evenaar dan de polen, die in de loop der tijd van vorm veranderde.

Een van de gevolgen van de activiteit – verklaard door temperatuurveranderingen die grotere rotsblokken breken en de rotsen opbreken – is dat het oppervlak van Bennu volledig bedekt is met puin, veel meer dan was verwacht. Dit maakte de keuze van een plaats voor het verzamelen van monsters moeilijker.

Geheimen van het zonnestelsel

Bennu is een Near Earth Asteroid – het heeft een kans van 1 op 2700 om met de aarde te botsen in ongeveer 170 jaar tijd. Men denkt ook dat hij rijk is aan het soort organische verbindingen dat de aarde kan hebben bezaaid om leven te laten ontstaan.

Een andere verrassende vondst van de karteringscampagne was dat Bennu niet alleen rijk was aan kleimineralen, maar dat er aders van carbonaat aanwezig waren. Klei en carbonaten hebben water nodig – veel water – dus deze mineralen moeten zich gevormd hebben toen Bennu deel uitmaakte van een grotere asteroïde. Er is daar nu geen stromend water – maar er kunnen zich kleine zakken ijs onder het oppervlak bevinden. Hoewel dit ijs niet door OSIRIS_Rex zal worden verzameld, zouden de effecten van water te zien moeten zijn in het materiaal dat het verzamelt.

Bestudering van deze materialen zal ons helpen begrijpen uit welk primitief stof het zonnestelsel is ontstaan, en welke organische verbindingen er aanwezig zijn. Het zal ons ook de fysische eigenschappen vertellen van iets dat de Aarde zou kunnen raken, en ons mogelijk helpen het tegen te houden.

Het zou altijd al moeilijk zijn om materiaal van het oppervlak te verzamelen – elke poging om te landen zou waarschijnlijk niet slagen, omdat de lage zwaartekracht van Bennu een lander niet zou grijpen en op zijn plaats zou houden. Een lander zou stuiteren, terug de ruimte in. Daarom gebruikte de NASA de “touch-and-go”-benadering – het ruimtevaartuig naderde de asteroïde heel langzaam, zweefde slechts een meter of zo van het oppervlak, terwijl een arm werd uitgestrekt om het oppervlak aan te raken en een monster te verzamelen.

Het deed dit door een straal stikstofgas op het oppervlak te blazen, die krachtig genoeg was om materiaal in de verzamelcontainer te werpen. De langzame nadering van het oppervlak nam enkele nagelbijtende uren in beslag, terwijl het verzamelen een kwestie van seconden was. Het verzamelen was voorbij, en het ruimtevaartuig trok zich terug – vandaar de opluchting bij de mission control bij het bericht “back away, burn complete”, waaruit bleek dat OSIRIS-Rex zich van het oppervlak verwijderde.

We weten nog niet hoeveel materiaal er in de opvangbus is geblazen – en we zullen het pas weten als het in september 2023 weer op aarde aankomt. Het zou 60 gram kunnen zijn – wat het doel is – maar het zou ook een kilo kunnen zijn. Later deze week zal een poging worden gedaan om te zien hoe het traagheidsmoment van het ruimtevaartuig – zijn uniforme beweging in een rechte lijn – is veranderd, wat een eerste benadering zou moeten geven van de verzamelde hoeveelheid.

Wanneer het monster terugkomt op aarde, zal het worden geanalyseerd door een internationaal team van wetenschappers die alle aspecten van de samenstelling en structuur van het materiaal zullen meten, met name het organische en watergehalte van de grond.

Dan zullen we antwoorden krijgen, die ons evenveel zullen vertellen over onze eigen oorsprong als over de oorsprong van asteroïde Bennu.

Ik draag dit stuk op aan de nagedachtenis van professor Michael J. Drake, een vriend en collega. Hij was de oorspronkelijke voorsteller van de missie die uiteindelijk OSIRIS-REx werd, maar overleed in september 2011, voordat hij de missie gelanceerd kon zien worden.