zondag 31 januari 2010

Nieuwe zonneonderzoekssatelliet Solar Dynamics Observatory

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 31 januari 2010)

Op 9 februari hoopt NASA een nieuwe zonnesatelliet te lanceren, het Solar Dynamics Observatory (SDO). Er zijn nu al satellieten die de zon observeren, zoals de Europees-Amerikaanse satelliet SOHO, maar SOHO is bijvoorbeeld al weer 15 jaar oud. SDO is ongeveer de opvolger van de SOHO. Van SOHO kun je nu al op Internet actuele beelden zien van de Zon. Met SDO gaan we echter beelden van veel hogere resolutie zien en die beelden worden maar liefst elke 10 seconden doorgestuurd.

Elke dag stuurt SDO 1,5 terrabytes aan data. Dat is ook voor de ruimtevaart bijzonder veel. En SDO slaat zelf niets op. Het stuurt de gegevens meteen door naar een grondstation in New Mexico, 24 uur per dag.

En waar is dat allemaal goed voor? Wel, onder andere hoopt NASA met SDO ons te leren hoe we eerder gewaarschuwd kunnen worden voor uitbarstingen van de Zon. Die uitbarstingen brengen zonnemateriaal en geladen deeltjes met zich mee, die satellieten kunnen beschadigen en zelfs elektriciteitsnetwerken kunnen uitschakelen. Ook zijn die deeltjes schadelijk voor astronauten in de ruimte, zoals aan boord van ISS. Dus als we eerder gewaarschuwd kunnen worden hebben we meer tijd om ons er op voor te bereiden.

Ik laat NASA aan het woord om uit te leggen wat SDO allemaal nog meer kan:





SDO is een flinke jongen: 4000 kg, dus het moet in de ruimte gebracht worden met de krachtige Atlas V raket. Hopelijk gaat de shuttle op 7 februari op tijd, anders zal NASA keuzes moeten gaan maken rond 9 februari.

Bronnen: UniverseToday.com

De schaal van het Universum

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 31 januari 2010)

Via de Bad Astronomy blog kwam ik laatst op deze site: The Scale of the Universe. Je kunt met een schuifbalk bewegen van de Planck lengte tot en met de grootte van het Universum en alles wat er tussen zit.

zaterdag 30 januari 2010

Spirit wil naar huis

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 30 januari 2010)

De Mars-rover Spirit volgens de regelmatig briljante webcomic XKCD:


Zal de mens ooit sneller dan het licht kunnen reizen?

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 30 januari 2010)

Als eerste vraag in mijn "Stel je vraag over astronomie of ruimtevaart"-actie een vraag van Cat. Cat vraagt of de mens ooit sneller dan het licht zal reizen. En hoe gaan we ook maar in de buurt van die snelheid komen, wil ik er maar aan toevoegen.

Laat ik eerst kijken hoever we nu zijn, want het versturen van een object met de lichtsnelheid ligt nog langer niet binnen ons bereik. De lichtsnelheid is 299.792 kilometer per seconde. Op dit moment is het snelste object dat wij mensen gemaakt hebben de Helios-2 satelliet geweest: 241.350 kilometer per uur. Dus we zijn nog niet eens tot op 1/4400ste van de lichtsnelheid genaderd. En Helios-2 was geholpen door de zwaartekracht van de Zon.

Als je kijkt naar het snelst gelanceerde object, dan is dat nog minder: 65.983 kilometer per uur. De satelliet New Horizons die nu op weg is naar Pluto, doet daar ongeveer 9 1/2 jaar over. Licht is er al na 5 1/2 uur. En de snelste mensen waren de bemanning van Apollo 10 met 39.846 kilometer per uur.

 
Het snelst gelanceerde object: de New Horizons gaat op weg naar Pluto op een Atlas 5 raket.

Kortom, het duurt nog wel even voor wij naar andere sterren reizen (zeker met het huidige budget van NASA en ESA en de andere ruimtevaartorganisaties. De maan is al buiten ons bereik, laat staan andere sterren).

Hoe moeten we ooit ook maar in de buurt van de lichtsnelheid komen? Wel, laten we onze doelen voorlopig even bijstellen. Want om op de "klassieke wijze" de lichtsnelheid te halen moet je ongeveer massaloos zijn. Massaloos? Ja, hoe zat dat ook al weer? Einstein was er begin vorige eeuw achter gekomen dat energie en massa equivalent zijn. Dat beschreef hij in de formule E=mc². Als je wel massa hebt en je beweegt met een snelheid die de lichtsnelheid benaderd en je voegt meer energie toe, dan word je niet sneller maar je wordt zwaarder. Die energie wordt geconverteerd in massa. De Large Hadron Collider maakt trouwens gebruik van dat effect: ze schieten protonen rond met een snelheid nabij die van het licht en als er dan meer energie wordt toegevoegd, worden de protonen groter, waardoor de kans dat ze botsen groter is.

Maar waarom is de lichtsnelheid c een constante? Ik heb op allerlei sites op Internet gezocht en ik kan het niet helder uitleggen zonder me te moeten storten op allerlei formules. Ik haak daar toch een beetje af als IT-er. Goh, natuurkunde blijkt toch moeilijker te zijn dan ik dacht. Sorry voor de diverse P.I.T.'s (Pretentieuze Internet Theoristen) die dit lezen, maar ik maak hier er mee van af dat deze theorie op diverse facetten uitgebreid getest is. Als je het een wetenschapper vraagt dan zal deze zeggen, dat het niet volledig onmogelijk is dat we nog een manier vinden om de theorie/wet te ontduiken, maar dat het heel erg lastig zal worden.

En er is nog een probleem wat mensen zich vaak niet realiseren: stel je bereikt de lichtsnelheid of sneller en je reist naar een ster, dan moet je nog afremmen of je schiet er met de snelheid van het licht langs. Ik neem aan dat we ook een reisdoel hebben. Dat afremmen kost ook nog eens enorm veel energie.

Maar misschien hoeven we Einstein's theorie wel helemaal niet te ontduiken. De lichtsnelheid als limiet geldt namelijk in een ruimte-tijd continuum, ofwel drie dimensies plus tijd. Een slimmerik heeft bedacht dat een object weliswaar niet sneller dan het licht kan reizen in een ruimte. Waarom verplaatsen we ruimte-tijd zelf niet? Hoe doe je dat? Door de ruimte voor je ruimteschip te laten expanderen en achter je te laten inkrimpen. Ach natuurlijk, en als ik de ruimte voor me expandeer kan ik ook makkelijker tussen de files door. Nee serieus, men denkt dat het zou kunnen door donkere materie te manipuleren. Dat wil zeggen: als theorieën zoals snarentheorie ook blijken te kloppen. Veel daarvan is niet getest. Als het klopt kun je dus sneller dan een lichtdeeltje aan kunnen komen. Helaas rekende een wetenschapper vorig jaar dat zo'n ruimte-tijd-bel die we willen verplaatsen zeer instabiel is. Dus zelfs theoretisch werkt het nog niet.

Al die Aard-achtige planeten die we binnenkort gaan vinden. Gaan we er ooit komen? Afgezien van de theorie hierboven: had ik al gezegd dat we er nog lang niet zijn qua lichtsnelheid? We verkrijgen nu nog altijd snelheid door chemische reacties en niet te vergeten door handig gebruik van zwaartekracht. Zo brengt de shuttlemotor ons bij Alpha Centauri 120.000 jaar. Een wel heel langetermijnplanning. Wat gaan we eigenlijk doen om hogere snelheden te bereiken? Wel, er zijn zaken in ontwikkeling die ons iets sneller zullen maken en theoretische oplossingen die ons veel sneller zullen maken. Een kleine portfolio:

De plasma-aandrijving
De plasma-aandrijving is misschien niet zo krachtig als een chemische raket, maar hij kan de voorstuwing jaren volhouden. Interessant voor reizen in ons zonnestelsel. Oud-NASA-astronaut Dr. Franklin Chang-Diaz is een bedrijfje begonnen, genaamd Ad Astra, waar hij werkt aan plasma motoren die meer kracht hebben dan ionenmotoren en die jaren voorstuwing kunnen leveren. In 2012 hoopt Chang-Diaz een prototype genaamd VASIMR op ruimtestation ISS te laten bevestigen. Een verbetering, zeker, maar niet genoeg om ons naar de sterren te helpen.


Een volgende generatie van de VASIMR motor stuwt een ruimteschip voort.

Nucleaire aandrijving
E=mc². Waarom binden we er niet een kernbom achter op onze raket? Dat moet men bij het bedenken van de atoomraket gedacht hebben. Okee, eigenlijk moet je bij de meeste ontwerpen meer denken aan een kernreactor als raket. En vergis je niet, er is al onderzoek naar gedaan. In de jaren 60 liet NASA er onderzoek naar doen. Want ja, na de Maan kwam Mars, toch? Men had al een jaar geprikt: 9 augustus 1982. Maar terwijl astronauten op de maan wandelden werd eind jaren zestig een streep gezet door veel ruimtevaartdromen. Had iets een oorlog in Vietnam en budgetten te maken (deja vu?). Dus ook het NERVA project dat deze voortstuwing moest onderzoeken. Toegegeven, men was qua thermodynamische kernraketten niet op een optimale oplossing uitgekomen.

Nieuwe theoretische raketten op basis van kernsplijting zouden tot op 10 procent van de lichtsnelheid moeten kunnen komen. Alpha Centauri bereik je dan in 46 jaar. Om het gewicht laag te houden heb je een brandstof met een lage halfwaardetijd nodig, zoals Americum. Dat komt niet in de natuur voor en als je de naar schatting 2 miljoen ton opslaat moet je serieus over bescherming van de bemanning en electronica tegen radioactieve straling na gaan denken.


Het nucleair aangedreven ruimteschip Pegasus, zoals in de BBC serie Space Odyssey: Voyage to the Planets.

Antimaterie
Reactie van materie met antimaterie levert bijna 100 procent efficiëntie. Jammer dat we antimaterie nog niet in grote volumes hebben weten te maken. Bij CERN hebben ze een miljoen antiwaterstof-atomen weten te maken. Dat is in de orde van 10 tot de macht -15 kilo. Maar als het lukt op antiwaterstof op grote schaal te maken heb je een hele mooie voortstuwing in handen. Met 900.000 ton aan brandstof kom je in 41 jaar aan bij Alpha Centauri. 900.000 ton brandstof is een hoop minder dan de brandstof die de atoomraket mee moet nemen, maar je zult ook systemen mee moeten nemen die voorkomen dat de antimaterie ook maar op enige wijze met materie in aanraking komt tijdens opslag.


NASA's schets van een ruimteschip met antimaterie aandrijving.

Nucleare fusie
Waarom kunnen we niet gewoon doen wat de zon doet? Vraag het de vele onderzoekers die al decennia proberen de heilige graal van kernfusie te vinden: een gecontrolleerde nucleaire kettingreactie. De apparatuur om nu fusie ook maar een splitseconde voor elkaar te krijgen is heel zwaar. Dat is niet echt een voordeel als je ruimtevaart bedrijven wilt. Voordeel: je kunt bijtanken als je waterstof kunt vinden.

Lichtzeilen
"De beste manier om de sterren te bereiken, is door de brandstof thuis te laten". Een waarheid als een koe. Voor de aandrijvingen hierboven hebben we alleen maar tonnen en nog eens tonnen brandstof nodig gehad. In de jaren tachtig kwam een natuurkundige met een ander idee. Een zeer groot en licht zeil zou voortgestuwd kunnen worden door licht. Je zou daarbij kunnen denken aan de Zon, maar zonlicht is niet zo gefocussed en dat brengt je niet zo ver. Je moet daarom eerder gaan denken aan een heel krachtige laser die vanaf de omgeving van de Aarde op een zeil van 1000 kilometer doorsnede gericht wordt. Je moet dan wel zorgen voor 17.000 terrawat aan energie, ofwel 1200 keer wat we nu als planeet aan energie verbruiken. Laten we het nu even niet over CO2-uitstoot hebben. Dat is gewoon veel. Maar als het lukt, dan kun je in 12 en een half jaar bij Alpha Centauri zijn of in 86 jaar bij 55 Cancri, waarvan we nu al weten dat het planeten heeft. Hopelijk vergeet men op Aarde niet halverwege de energierekening te betalen.


Een sterrenzeil op weg.

Hoe staan we ervoor qua lichtzeilen, afgezien van de energierekening? Wel, de Planetary Society doet haar best een zonnezeil te lanceren. Een eerdere lancering mislukte, maar ze geven niet op. Eind 2010 moet de lancering van een nieuw zeil gaan gebeuren. Ben benieuwd wat het gaat opleveren.


Het zonnezeil van de Planetary Society.

De fusie-ramjet
De meest ideale oplossing wordt gezegd. Helaas komen we er technologisch in de verste verten nog niet in de buurt. De fusieramjet maakt een magnetisch veld van duizenden kilometers in doorsnede. Onderweg pikt de ramjet interstellaire waterstof op en brengt dat in de fusiereactor als brandstof. We hebben sowieso twee grote problemen om de fusieramjet tot werkelijkheid te maken: het overwinnen van de weerstand van de interstellaire gassen. Ten tweede: voor fusie is voornamelijk waterstof voor handen en we hebben geen idee hoe je zo'n fusie doet. Sterren kunnen het, wij nog niet. De fusie ramjet brengt je in 25 jaar bij Alpha Centauri.


Een schets van NASA voor een fusieramjet.

Andere methoden om afstanden te overwinnen
Nu begin ik echt in science fiction-sferen te geraken. Denk aan het vouwen van ruimte en wormgaten. Deze methoden moeten afstanden doen overbruggen via een andere dimensie. En hoe maak je zo'n wormgat, zodanig dat je bij je doel komt? Als je denkt aan zwarte gaten, blijf dan nog maar even denken. Alles wijst er tot nu toe op dat je een reis door een zwart gat a) niet overleeft en b) dat het enige waar een zwart gat je kan brengen, is singulariteit. En dat is geen prettig reisdoel.

Zoals je ziet: we are way off. Gaan we ooit sneller dan het licht? Het ziet er voorlopig niet zo naar uit. Gaan we al reizend andere sterren bereiken binnen een mensenleven? Dat is niet uitgesloten. Maar heb nog even geduld.

Bronnen: Aerospaceweb.org, NASA over de lichtsnelheid, Bad Astronomy over sneller dan licht reizen, Bad Astronomy over diverse aandrijvingen en reizen naar de sterren, Ad Astra website, Wikipedia.

donderdag 28 januari 2010

Zet Obama de bijl in NASA's terugkeer naar de maan?

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 27 januari 2010)

27 januari is een belangrijke dag in de Verenigde Staten. De State of the Union, ofwel Prinsjesdag, maar dan met een president in plaats van een koningin en ook zonder een gouden koets.

Juist vandaag gonst het van de geruchten over waar het heen gaat met NASA. Een sterk gerucht is dat Obama de bijl zet in het programma van NASA om mensen te laten terugkeren naar de maan. Of juister gezegd: de bijl zou gaan in het Constellation programma. Het Constellation programma bevat de opvolger van de space shuttle (die dit jaar met pensioen gaat), een kleine raket voor saaie missies in een lage baan om de Aarde, en een Ares V raket die mensen op de maan moest gaan brengen.

Vorig jaar concludeerde de commissie Augstine al dat NASA voor het huidige budget niet op de maan gaat komen. NASA zou 3 miljard dollar meer nodig hebben. Nu ging onlangs het gerucht dat NASA 1 miljard dollar extra zou krijgen, maar of dat waar is... Ik weet het niet.

Obama heeft ook gezegd dat hij een ambitieus plan zou belonen. Dat zette veel mensen aan het denken. Plannen kwamen opeens boven tafel die door ontwerpers misschien ooit tijdens een vergadering stiekum getekend hadden, dingen uit hun dagdromen: brandstofstations in een baan rond de Aarde. Raketten waarmee astronauten ver buiten de invloedsfeer van de Aarden zouden kunnen reizen. En al die dingen die ons in boekjes over "de Toekomst van de Ruimtevaart" al in 1960 beloofd waren. Een aantal dingen leken ook rechtstreeks te zijn gelopen uit de ruimtevaartencyclopedie die in op mijn 11de voor mijn verjaardag gekregen had. De ogen van ruimtevaartenthousiastelingen overal begonnen een beetje te glimmen.

Maar wat er nu werkelijk gaat gebeuren durf ik niet te zeggen. Er gaat ook de laatste dagen een hoop over het web. NASA schijnt schetsen gemaakt te hebben voor een missie naar Mars-maan Phobos. Die heeft een heel laag zwaartekrachtsveld, dus dat is makkelijker terugreizen. De reis moet natuurlijk ook niet te lang duren, aangezien NASA niet echt geld heeft voor grote ruimteschepen met kunstmatige zwaartekracht. De route op de terugweg zou langs Venus gaan voeren. Dichterbij zijn mensen nog nooit in de buurt van de Zon geweest. Ook een bemande missie naar een asteroïde heeft NASA trouwens al heel lang op haar verlanglijstje staan.



Of wat te denken van een gigantische telescoop in een geostationaire baan (een baan waar veel communicatiesatellieten verblijven, omdat daar de satelliet altijd boven hetzelfde deel van de Aarde hangt). NASA denkt aan een breedveld telescoop met een spiegel van 10 meter, die in twee keer gelanceerd kan worden en geassembleerd wordt door zes astronauten op een missie van 45 dagen.

Allemaal mooi, maar laat ik het zo zeggen: tussen plan en uitvoering zitten nog wel een paar presidentschappen. Dus hoe het er t.z.t. uit gaat zien, daar is geen pijl op te trekken. In de afgelopen decennia is al veel bezuinigd op NASA's budget. Het is politiek ook het veiligste om op te bezuinigen. Een tijdje geleden wees onderzoek namelijk uit dat veel Amerikanen denken dat minstens 25% van het Amerikaanse budget op gaat aan ruimtevaart, ook al blijkt dat in werkelijkheid slechts 0,58% te zijn. Dus politiek gezien is er steeds wat te halen.

Hoe kijk ik tegen dit verhaal aan? Wel, ik besef me terdege dat de Verenigde Staten er financieel nog altijd niet zo best voor staan (hoe kwam dat ook al weer?). Dus het is wellicht niet opportuun om een groots maanprogramma te financieren. Aan de andere kant hebben bezuinigingen altijd twee kanten. Aan de ene kant denkt men dat het geld oplevert, maar aan de andere kant komen veel banen op de tocht te staan in een toch al moeilijke arbeidsmarkt. Iemand een rakettechnoloog nodig? (Misschien het ministerie van defensie dat 50 keer zoveel budget krijgt?) Of een specialist in baanmechanica? Die mensen vragen weer uitkeringen aan en geven zeker een hoop minder uit en dat hakt er weer in op de economie. Dus zo makkelijk is het ook weer niet (en dat vergeten we in Nederland ook nog wel eens).

En dan is er nog de opkomst van de commerciële bemande ruimtevaart. Nu gaat het nog om vluchten naar 100 kilometer hoogte, maar Google financiert nu al experimenten die moeten leiden naar een onbemande lander op de maan. Gewoon, om wat schot in de zaak te krijgen. Hoe het voor NASA allemaal gaat uitpakken hoop ik binnenkort te gaan vertellen. Ik blijf aan de ruimtevaartnieuwssites gekluisterd.


Bronnen: UniverseToday.com, Bad Astronomy blog,The Space Review, NASASpaceFlight.com.

woensdag 27 januari 2010

Een dag uit het leven van een astrofysicus

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 27 januari 2010)

Een grappig filmpje over twee wetenschappers die met resultaten van de Swift satelliet werken. Ze worden ge-SMS-t als er ergens in het universum een uitbarsting van gamma straling plaats vindt.




Bron: GeeksAreSexy.net

"Mars-rover Spirit moet nu beschouwd worden als lander"

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 27 januari 2010)

Mars-rover Spirit zit nog altijd vast in de zandkuil genaamd Troy. Vandaag kwam het woord van NASA dat Spirit beschouwd moet worden als "non-extractable", ofwel: we kunnen Spirit niet uit de kuil krijgen. De roverbestuurders hebben nog pogingen ondernomen, maar de winter begint. Dat betekent: minder zon, dus minder energie om uit de kuil te rijden. En er moest heel wat gereden worden met de wielen om ook maar een klein stukje winst te boeken in het fijne zand. Het feit dat twee wielen blokkeren helpt ook al niet.


De laatste dagen (of beter gezegd: sols (Mars-dagen)) was er best nog wat progressie geboekt met Spirit, maar NASA hakte de knoop door.

Wat bestuurders nu zullen proberen, is om de rover op tijd zo te positioneren, dat de zonnepanelen zo veel mogelijk gericht zijn op de zon. Alleen zo kan Spirit hopen door de winter heen te komen. De kortste dagen op Spirit's locatie vallen in mei. Daarna wordt het nog kouder en maanden daarna zal de zon weer langer schijnen. Wie weet is er daarna nog een mogelijkheid, maar zover durft NASA nog niet te kijken. NASA beschouwt Spirit dus voorlopig als "lander". Hoewel teleurstellend, moeten we niet vergeten dat Spirit al zes jaar rondrijdt op Mars, ofwel 5 jaar en 9 maanden langer dan voorzien.

Overleven is voorlopig prioriteit. Spirit heeft een bepaald minimaal energieniveau nodig om de electrische apparatuur te verwarmen. Als dat niet werkt, dan zorgt de koude ervoor dat de electronica zodanig inkrimpt, dat er barsten ontstaan in verbindingen en dan is het over met Spirit. Spirit zal mogelijk enige tijd in "winterslaap" moeten om de lage energieniveaus van de winter te overleven. Alle niet-essentiële apparatuur moet dan uit en na elke nacht kijkt Spirit's software of er genoeg energie is. De zonnepanelen moeten minimaal 160 watt-uur leveren om de nacht door te kunnen komen. Is er meer, dan gaat Spirit een poging doen contact met Aarde op te nemen (via satellieten in een baan rond Mars). In slechtere omstandigheden kan het dus zijn dat we enige tijd niet meer van Spirit horen.

Spirit's tweelingbroer, Opportunity, doet het overigens ondertussen prima. Na zijn bezoek aan de bijzondere rots Marquette Island, dat diep uit het binnenste van Mars gekomen lijkt, is Opportunity weer op weg gegaan naar de krater Endeavour. Dat is zeker nog meer dan een jaar rijden, dus het blijft een ambitieus doel.


Het landschap waar Opportunity door rijdt, in "Aardse kleuren". Overal kleine duinen, waar Opportunity niet in moet rijden overigens.

Van de Mars Phoenix-lander, die op de noordpool van Mars staat, is overigens geen signaal meer ontvangen. Dat was ook wel verwacht, maar NASA deed de afgelopen dagen toch nog een poging. Tevergeefs, blijkt nu.

Bronnen: Planetary Society blog, Unmannedspaceflight.com.

Stel je vraag over astronomie of ruimtevaart

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 27 januari 2010)




Vanaf dinsdag ben ik 40 jaar. Ofwel de Aarde is 40 keer langs een punt in haar baan rond de Zon gegaan en op basis daarvan krijg ik binnenkort het ongedwingbare gevoel dat ik opeens moet gaan motorrijden, dat ik een snelle auto nodig heb (nu een Prius) of dat ik een radicaal andere baan moet gaan nemen.

Maar zover is het nog niet. Alhoewel... Ter gelegenheid van mijn verjaardag leek me het leuk om de blog deze week eens anders te doen: jullie kunnen een vraag stellen over ruimtevaart en astronomie en ik ga proberen daar een antwoord op te geven in de vorm van een blogpost op basis van de huidige stand van de wetenschap.

Dus om een paar voorbeelden te geven:
- Kun je met de space shuttle naar de maan?
- Hoe hard gaat een Mars-rover?
- Hoe ontstaat een ster?
- Wat is donkere materie?
- Ik wil een telescoop kopen. Wat kun je me aanraden?
- Ik heb een midlife crisis en wil een telescoop kopen. Wat kun je me aanraden?

Jullie kunnen ongetwijfeld nog veel meer vragen bedenken. Stel je vraag als reactie hieronder en ik ga mijn best doen om de vraag in de vorm van een blogpost te beantwoorden.

Doe je best!

Reacties:
henk grimm 27-01-2010 20:52
Nog van harte gefeliciteerd, Marcel! Een vraag heb ik op dit moment niet, maar wel "nieuws". Die opzienbarende publicatie van Eric Verlinde over de zwaartekracht is verschenen en hier heb je de link naar het artikel: arxiv.org/abs/1001.0785 : een PDF-document van 29 bladzijden. Of het wat is, weet ik nog niet (heb het artikel net gevonden). In een filmpje op kennislink doet Robbert Dijkgraaf enthousiast en zegt tussen neus en lippen door dat zowel de zwaartekracht als de ruimte-tijd geen fundamentele begrippen zijn. Misschien maakt het artikel van Erik Verlinde de strekking van die opmerking duidelijk. Zelf ben ik nog niet aan een post over de zwaartekracht toe, maar als het zo ver is dan zal ik proberen de achtergrond te schetsen van de theorie van Verlinde (de onderliggende werkelijkheid).

Marcel-Jan Krijgsman 28-01-2010 00:15
@henk grimm: thanks. Dat artikel ziet er nogal pittig uit met al die formules. Ik ben er de man niet naar om een formuletje uit de weg te gaan, maar als ik integraaltekens zie, dan komt er altijd een trauma bij me terug. Daar ben ik voor behandeld :)

Cat. 28-01-2010 07:28
Ha leuk!
- Zal de mens ooit sneller dan het licht kunnen reizen?
- Zijn alle elementen al ontdekt?
Groet,

Eelco 28-01-2010 09:03
Gefeliciteerd nog met je verjaardag, en succes met je aanstaande mid-life crisis !
Hopen maar dat die niet te duur wordt ...

Martin Dunnink 29-01-2010 10:55
Goedenmorgen.

Allereerst gefeliciteerd met je Quaraintaine, heb ook nog wel een voorlegger voor je, Heeft komeet Halley ook één stilstaan moment in haar baan op Apehelium of is dit een stationaire evolutie van een kern, en klopt het dat er volgens overlevering nog nooit enig persoon is gedood door een meteoriet?
Met vriendelijke groeten Martin Dunnink.

Marcel-Jan Krijgsman 29-01-2010 20:04
@Cat: Ik ben bezig met een artikel over de lichtsnelheid. Ik ben nog even aan het graven waarom objecten niet sneller dan het licht kunnen. Probeer dat maar eens zonder formules uit te leggen :) En dan de vraag of we ooit het toch zouden kunnen.

Eelco 29-01-2010 20:22
Martin Dunnink: "en klopt het dat er volgens overlevering nog nooit enig persoon is gedood door een meteoriet?"

Dat klopt. Er is wel al een koe gedood door een meteoriet (ik geloof in Mexico ...).


Marcel-Jan Krijgsman 01-02-2010 00:04
@Martin Dunnink: die vraag over het aphelium van een komeet begrijp ik niet helemaal. Een komeet zal in zijn baan niet stilstaan, want anders zou hij zijn baan niet "afmaken".

Over die meteorieten kan ik wel een stukje schrijven.


donderdag 21 januari 2010

Boekenfestijn in Ahoy - een selectie


(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 21 januari 2010)


Het boekenfestijn is weer in Ahoy: de plek waar outlet-boeken voor een prikkie over de toonbank gaan. In het verleden ging ik elk jaar naar het boekenfestijn in Ahoy en in de Jaarbeurs. Maar tegenwoordig houden mijn boekenkasten dat niet meer. Dus ik houd het op Ahoy. Het Boekenfestijn is nog tot en met zondag gratis toegankelijk.

In eerste instantie zoek ik altijd naar vakliteratuur tussen de computerboeken. Vroeger kon je er leuke recente titels vinden, maar tegenwoordig lijkt de selectie al meer dan een jaar niet bijgewerkt.



Gelukkig zijn er ook wetenschappelijke boeken. Voor 4 euro pakte ik het boek "Our inner ape" van Frans de Waal op. Een boek dat in mijn achterhoofd op mijn wensenlijstje stond. Een prachtig platenboek met Hubble-foto's "Hubble: Imagining Space and Time" was een tientje. Evenals "Planetology: Unlocking the Secrets of the Solar System" van National Geographic. Dat laatste boek leek van de buitenkant weer zo'n boek met alle planeten op de cover. Is het interessant of is het voor kinderen? Het bleek interessant. Het legt een koppeling tussen geologie die we kennen op Aarde en die op andere planeten.



Zoals gebruikelijk ging een krat aan boeken mee naar huis. Binnenkort eet ik tapas of amuses. Lees ik Hyperion van Dan Simmons of The Road to Dune. Ga ik naar Japan, en wordt ik een goed landschapfotograaf. We shall see.... :)


Mars camera doet verzoeknummers


(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 21 januari 2010)


Heb je mijn blogpost over de foto van duinen op Mars laatst gezien? Die foto was gemaakt met de HIRISE camera aan boord van de Mars Reconnaissance Orbiter, een camera met een hele hoge resolutie, vergelijkbaar met de cameras die Google Earth geschoten hebben.

Woensdag had het wetenschappelijk team van HIRISE een verrassing: op de HIRISE site mag je nu een voorstel doen om een locatie op Mars te fotograferen. Daarvoor is een tool genaamd HiWish in het leven geroepen. Daarmee kun je ook zien wat er nu al door HIRISE gefotografeerd is. Dat is al best wel veel trouwens: Mars rovers en landers, mogelijke toekomstige landingsplaatsen, beroemde vulkanen, kraters en kloven zijn al op de kiek gezet. Maar nog lang niet alles.


Een van de kandidaat-landingsplaatsen voor het Mars Science Laboratory (een rover ter grootte van een kleine auto, te lanceren in 2011) of de Europese ExoMars rover (te lanceren in 2018), gemaakt met de HIRISE camera (false colour ten behoeve van het contrast).

Hou er rekening mee dat je wel een wetenschappelijke onderbouwing moet meegeven bij je verzoek. Daarin kun je aangeven waarom dit plaatje volgens jou geschoten moet worden. Ik heb net even een poging gedaan om in te loggen, maar zo te zien aan de performance van de webpagina, heeft HiWish niet te klagen over belangstelling.

Niet getreurd. Regelmatig laat de HIRISE site nieuwe, intrigerende foto's van Mars zien. Zoals deze:


Symmetrie in duinenrijen op Mars. De bodem tussen de (donkere) duinen is bezaaid met rotsen. Over de top van de duinenrij ligt een dunne streep rood stof. De resolutie hier is ongeveer een meter. (False colour ten behoeve van het contrast)


Gesteente in een krater op Mars gefotografeerd met de HIRISE camera. Deze versie van de foto (false colour ten behoeve van het contrast) laat kleurrijke stroken zien waar gesteente erodeert.


Een heel recente inslagkrater. Dat wil zeggen: niet meer dan een paar decennia oud. Deze foto is overigens met de Context Camera geschoten.

Bronnen: UniverseToday.com, HiWish site, Planetary Society blog.

dinsdag 19 januari 2010

Nieuwe ISS module Tranquility heeft een ontwerpfout

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 19 januari 2010)

Momenteel worden op Kennedy Space Center voorbereidingen getroffen voor de volgende shuttlevlucht. Missie STS-130 moet de nieuwe module genaamd Tranquility (en niet Stephen Colbert) naar ruimtestation ISS brengen. Er is alleen een probleem: in Tranquility is een ontwerpfout gevonden: een van de koppelingen voor de koelvloeistof (ammonia) sluit niet aan.


De Tranquility module met daaraan de Cupola (aan de voorkant) zoals ze lagen in Kennedy Space Center in de Space Station Processing Facility.

In de ruimte is het nodig om de temperatuur onder controle te houden: aan de zonkant is het 121 graden en aan de schaduwkant is het -157 graden. Bemande ruimtevaartuigen hebben allerlei systemen om de binnentemperatuur aangenaam te houden. Allereerst zijn bijvoorbeeld de ISS modules voorzien van isolatiemateriaal. Het isolatiemateriaal is wit of reflecteert. Dat is er dus niet alleen voor om er "space age"-achtig uit te zien. Het isolatiemateriaal houdt niet alleen de warmte van de zon buiten, maar ook de warmte in de module binnen. Nu produceren mensen en electrische apparatuur ook warmte en die kan dan niet weg. Daarom heeft elke module ook een koelsysteem met als koelvloeistof: ammonia.

Dus technici zullen aan het werk gaan om leidingen voor de koelvloeistof te herstellen. Er worden twee kleinere stukken leiding aan elkaar gelast en op de module geïnstalleerd en zodanig uiteraard dat het nu wel past. Dat gebeurt overigens op het lanceerplatform. Daar kan namelijk de lading van de shuttle nog aangepast worden voor het in de laadbak gezet wordt. NASA denkt dat de operatie kan zonder de shuttle-missie uit te stellen, al wordt het een beetje krap.


De space shuttle wordt niet met lading en al naar het lanceerplatform gereden. De lading wordt achteraf in deze witte container (links) naar het platform gehesen, omhoog gehesen in de Payload Changeout Room. Die hele installatie (de Rotating Service Structure) wordt geroteerd, zodat het tegen de shuttle aan staat. Dan wordt de lading in de laadbak geïnstalleerd. Best een heel complex dus, zo'n lanceerplatform en het moet elke lancering nog overleven ook.

Samen met Tranquility wordt trouwens ook de Cupola gelanceerd, een observatiedek voor astronauten van ISS. In de Cupola hebben zij ongekend uitzicht om hen heen.


Bronnen: SpaceFlightNow.com, NASA Science.

Streep aan het eind van het zonnestelsel verklaard


(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 19 januari 2010)


Als je vertrekt van Aarde en het zonnestelsel uitvliegt, dan reis je op een gegeven moment, ver buiten de baan van Neptunus en Pluto, door een schokgolf. Deze schokgolf is de plek waar zonnewind (geïoniseerde deeltjes van de corona van onze zon) en interstellaire wind (de "sterrenwind" van andere sterren) elkaar ontmoeten.

Twee satellieten, de Voyager-1 en -2, hebben zo'n reis gemaakt. Beiden werden in 1977 gelanceerd, vlogen langs Jupiter en Saturnus en Voyager-2 deed ook Uranus (1986) en Neptunus (1989) aan. In 2007 vloog Voyager-2 door die zogenaamde termination shock. En daarna nog vier keer, omdat de termination shock fluctueert. Mogelijk was Voyager-1 al in 2004 die zone gepasseerd, maar helemaal zeker is dat niet.

Met twee satellieten kun je op twee punten meten in die enorme termination shock. Je zou nog meer satellieten in verschillende richtingen kunnen sturen en dan decennia wachten tot ze bij de schokgolf aangekomen zijn. NASA had een goedkopere oplossing. In 2008 lanceerde het 2 IBEX (Interstellar Boundary Explorer) satellieten met als doel vanuit een baan om de aarde de hele heliosfeer (het gebied waar zonnewind de overheersende stroom deeltjes is) in kaart te brengen.


Een van de twee IBEX satellieten.
De IBEX satellieten hadden zogenaamde energetic neutral atom (ENA) imagers aan boord. Dat zijn instrumenten die specifieke deeltjes detecteren die ontstaan bij de interactie tussen zonnewind en protons in de schokgolf. Dus op een gegeven moment kon NASA dank zij het ENA instrument dit plaatje publiceren:



Het liet een vreemde band zien aan het eind van het zonnestelsel (in groen, geel en rood), die niet verwacht was. Voor wetenschappers was dit een "schokkend" resultaat. Wat was die band? De modellen van de heliopauze leken op de schop te kunnen.

Inmiddels denkt men het antwoord te hebben gevonden: het is volgens hen een reflectie van zonnewind tegen een magnetisch veld in de Melkweg. "De interstellaire ruimte net buiten het zonnestelsel is een nauwelijks verkend gebied", zegt Arik Posner, wetenschapper van het IBEX project, "Nu weten we dat er een magnetisch veld zich zou kunnen ophouden, net voorbij onze 'stoep'". De Voyagers hebben eveneens sterk magnetisme in de relatieve nabijheid van deze ruimteschepen gedetecteerd, dus dat zou passen in deze nieuwe theorie.

Volgens het wetenschappelijke artikel dat met de verklaring komt, komen deeltjes van de zonnewind op ongeveer 100 astronomische eenheden (de afstand tussen Aarde en Zon) in aanraking met het interstellaire magnetisch veld, dat de deeltjes invangt en meteen terugslingert naar waar ze vandaan kwamen.

"Als het mechanisme klopt -- en nog niet iedereen is het er mee eens -- dan zou de band ons iets kunnen vertellen over de positie van het magnetisch veld in de Melkweg", zegt Jacob Heerikhuisen, gast-wetenschapper aan de universiteit van Alabama op het gebied van de heliosfeer.

De IBEX satellieten zullen de band aan het eind van ons zonnestelsel de komende jaren blijven volgen. Ze zullen zien of de band sterker of zwakker wordt en of de vorm ervan verandert. En dat leert ons mogelijk weer iets over wat er buiten ons zonnestelsel gebeurt.

Bronnen: SpaceDaily.com

zondag 17 januari 2010

Haïti van boven

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 17 januari 2010)


Satellieten laten zien hoe erg de ramp in Haïti is. Google publiceerde een KML overlay waarmee je de recente situatie in Haïti kunt zien vanuit de ruimte (dergelijke overlays kun je laden in Google Earth). Google blijft deze overlay updaten met nieuwe beelden, waarschijnlijk om hulpverleners te helpen.


Het presidentieel paleis en een wijk in Port-au-Prince.

Je kunt zelf zien hoe Haïti er voor staat via de Google Lat Long blog. Ik krijg dat gadget (niet echt een toepasselijk woord voor zoiets) niet in mijn blog

Als je inzoomt op Port-au-Prince lijkt het aanvankelijk nog mee te vallen. Van bovenaf gezien lijken de meeste huizen er nog te staan. Maar toen ging mijn blik over een voetbalstadion, waar witte vlekken in het grasveld te zien waren. Wat was daar aan de hand? Werden er mensen verzorgd? Waren het lijken? In parken zie meer van dat soort taferelen. Het en der zie je huizen en gebouwen die volledig met de grond gelijk gemaakt zijn. Toegegeven, het leed is van bovenaf niet te zien. Wel dat in bijna elk huizenblok er minstens een huis of gebouw in puin ligt. Veel mensen op straat.

Je moet het denk ik zo zien: als in Nederland een flatgebouw zou instorten, dan hebben we het daar een week over. Kun je je voorstellen hoe vaak we die beelden in het journaal terug zouden zien? In Port-au-Prince is dat nu dus bij wijze van spreken op elke hoek van de straat gebeurd. En dat niet alleen, maar als je die ramp overleefd hebt, dan staat je nog het volgende te wachten: een gebrek aan medische hulp, een tekort aan drinkwater, voedsel en de mogelijkheid allerlei ziektes op te lopen.

Dat is waarom ieders steun op Giro 555 nodig is. Ook om te voorkomen dat de ramp nog groter wordt. Met hulp kunnen de overlevenden overleven.


Bron: Google Lat Long Blog

vrijdag 15 januari 2010

Vijf jaar geleden op een plek ver van hier...


(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 15 januari 2010)


Vijf jaar geleden landde de Europese Huygens sonde op Saturnusmaan Titan. De foto's van de afdaling lieten structuren zien die leken op rivieren. Aangezien het op Titan gemiddeld -180 graden is, stroomde daar geen water. Wel mogelijk vloeibare methaan.



Toen kwam de foto van de landing. We kregen een verbazend genoeg een landschap te zien dat leek op een soort kustlijn met rotsen. Alleen waren deze rotsen keien van waterijs.



Hier kun je de hele afdalingscyclus meemaken zoals Huygens het zag:



Bronnen: Wikipedia, mijn geheugen.

Een asteroïde scheurt langs Aarde. Of is het een raket?

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 15 januari 2010)

De afgelopen dagen waren telescopen gericht op 2010 AL30, een asteroïde die op ongeveer een derde van de afstand tussen de Aarde en de Maan voorbij schoot. 2010 AL30 werd geschat op ongeveer 10 tot 15 meters in doorsnede. Dat is niet groot genoeg om een krater bij inslag te vormen, maar je moet er natuurlijk niet onder staan wanneer hij neer komt.


Een animatie van 30 foto's van 2010 AL30, zoals deze op 12 januari voorbij schoot. Elk frame is 15 seconden belicht. Gemaakt door Patrick Wiggins.

Al gauw ontstond de discussie of 2010 AL30 eigenlijk wel een stuk steen uit de ruimte was. In november 2007 zijn asteroïde-watchers al eens in hun hemd gezet omdat zij dachten dat er een asteroïde van pakweg 10 meter langs Aarde zou schieten, terwijl het de Europese ruimtesonde Rosetta bleek te zijn. Rosetta kwam langs Aarde voor een zwaartekrachtslinger naar een komeet. Zo'n foutje wilde men deze keer niet nog eens maken. Maar het aantal kandidaten voor deze specifieke baan (dat in de buurt van de baan van Venus voert en in een jaar rond de Zon draait) is beperkt. Dus een asteroïde?

Toen 2010 AL30 langs vloog zijn een paar echt grote radartelescopen, waaronder het 305 meter grote Arecibo Observatory en het Goldstone Deep Space Communications Complex. Een radiotelescoop van Goldstone nam sterke radarecho's waar en een rotatieperiode van 9 minuten. Dat is erg snel voor een asteroïde. Dus misschien toch een door mensenhanden gemaakt object?

Wetenschappers bij de Europese ruimtevaartorganisatie ESA gingen nog eens rekenen. Waarom ESA? Omdat ESA in 2005 de satelliet Venus Express naar Venus stuurde. Venus Express zit netjes in een baan rond Venus, maar zou het de derde trap kunnen zijn die Venus Express naar zijn doel bracht? Het blijkt dat die rakettrap een baan heeft die toch wel veel overeenkomsten met 2010 AL30 heeft: een periode rond de zon van 1 jaar, een perihelion (laagste punt in de baan) van 0,7 Astronomische Eenheden (Aarde-Zon afstanden) en een aphelion (hoogste punt in de baan) van 1,3 Astronomische Eenheden. Wel erg toevallig niet?

Bronnen: Planetary Society blog, UniverseToday.com, Wikipedia

woensdag 13 januari 2010

Het oppervlak van reuzenster Betelgeuze in beeld

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 13 januari 2010)

Betelgeuze? Was dat niet die film uit de jaren tachtig? Ja, ook, maar dan anders gespeld. Betelgeuze is een van de helderste sterren aan de sterrenhemel. Betelgeuze staat eigenlijk best wel ver weg, namelijk 640 lichtjaar van ons vandaan, maar omdat hij zo enorm is, kunnen we hem in het sterrenbeeld Orion zien. Hoe groot is groot? Wel, als je Betelgeuze in de plaats van onze zon zou zetten dan zou a) ik hier niet zitten te bloggen, omdat we ons ín de ster zouden begeven en b) zouden de buitenste vlammen tot Neptunus reiken. Betelgeuze is met recht een (rode) superreus.

Franse astronomen hebben het oppervlak van Betelgeuze in beeld gebracht. Hij ziet er zo uit:


Een foto van Betelgeuze. De twee lichtere vlekken zijn groter dan de afstand tussen de Aarde en de Zon.

Overigens is deze foto niet rechtstreeks gemaakt door een telescoop te richten op deze ster. Zelfs dan zou Betelgeuze slechts een stip zijn. Nee, men heeft dit gedaan met behulp van interferometrie, een techniek waarbij de beelden van meerdere telescopen samengebracht worden. In dit geval de Infrared Optical Telescope Array (IOTA) interferometer op Mount Hopkins in Arizona en het Paris Observatory. De meerdere telescopen bij elkaar vormen als het waren een veel grotere virtuele telescoop.

Betelgeuze kan elk moment exploderen tot een supernova. Wetenschappers geven de ster hooguit duizend jaar. Men verwacht dus dat deze supernova waarschijnlijk gezien kan worden door de menselijke beschaving (afhankelijk van hoe lang die nog bestaat natuurlijk. Je weet niet waar die hateblogs op Vkblogs nog toe gaan leiden). De ster wordt dan helderder dan volle maan. Sterker nog, het wordt het helderste object (naast de Zon, neem ik aan) dat ooit gezien is.

Bronnen: UniverseToday.com, Bad Astronomy Blog, Wikipedia.

Waanzinnige foto: duinen op Mars

Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 13 januari 2010)

De Mars Reconnaissance Orbiter van NASA heeft een camera aan boord die niet onder doet voor de camera's waarmee Google Earth geschoten wordt. HiRISE is goed genoeg om rovers en landers op het oppervlak waar te nemen. Het schoot zelfs de landing van de Mars Phoenix, terwijl deze nog aan de parachute hing. Als je de HiRISE website bezoekt, dan kun je je verbazen over wat je allemaal op Mars kunt zien. Mars mag een kleinere planeet zijn. Hij is groot genoeg om een boel verschillende fenomenen te herbergen: ijskappen, vulkanen, kraters, woestijnen, enorme kloven, oude rivierbeddingen en ook duinen.


Duinen op Mars. Als je goed kijkt zie je een rood wolkje ontstaan op de kam van een van de duinen. Klik op de foto voor de hogere resolutie-foto.

De HiRISE camera schoot deze opmerkelijke foto van duinen dicht bij de noordpool op Mars in de lente. "Wat nu?", zul je je afvragen, "heeft NASA bomen op Mars ontdekt?" Ik moest er zelf een paar keer naar kijken. De hogere resolutiefoto laat het duidelijker zien. Het zijn uitlopers van het een of ander.

De roze duinen kun je wel aanwijzen, maar wat zijn die zwarte uitlopers en waar komt dat rode wolkje vandaan? Dat heeft te maken met de kooldioxide cyclus op Mars. In de winter bevriest de kooldioxide in de atmosfeer tot droogijs. Als het in de lente en zomer weer "warmer" wordt, dan ontdooit dat droogijs. Alleen is de atmosfeer van Mars is zo ijl dat kooldioxide in een keer van vast over gaat naar gasvorm. Dat zorgt voor verstoring in de duinen. Die verstoring kun je in deze foto in actie zien. Dat rode wolkje is sublimatie van kooldioxide. Het is een nogal plotseling proces. Zand dat bij dit proces is losgekomen, rolt de duin af. En dat zand, wat op Mars vooral basalt is, heeft een donkergrijze kleur.

Die rode wolk was op het moment van fotograferen waarschijnlijk maar een paar seconden oud. Gelukje voor de "fotograaf". HiRISE heeft wel eens eerder zo'n gelukje gehad, toen het een grotere lawine fotografeerde.

Bronnen: Bad Astronomy Blog, HiRISE site.

dinsdag 12 januari 2010

NASA zoekt contact met Mars Phoenix lander

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 12 januari 2010)


NASA's Mars Odyssey, een satelliet die rond Mars draait, gaat de komende dagen speuren naar een teken van leven van de Mars Phoenix lander. Deze lander staat op de noordpool van Mars en de winter is daar inmiddels ten einde. Theoretisch zou er nu weer genoeg zon zijn voor de zonnepanelen van Mars Phoenix, maar het is erg onwaarschijnlijk dat Phoenix het overleefd heeft.


De Mars Reconnaissance Orbiter richtte zijn scherpe camera op 6 januari weer eens op de landingsplaats van Mars Phoenix. Zelfs deze camera kan ons niet laten zien of Phoenix intakt is.

Mars Phoenix landde op 25 mei 2008 op de noordpool van Mars. Het was de zesde geslaagde zachte landing op Mars. Phoenix deed onderzoek naar de samenstelling van de bodem en zocht daarbij onder andere naar water. En water werd gevonden. Phoenix landde bovenop waterijs en het leek er zelfs op dat condens aan het landingsgestel kleefde. Ook werd ontdekt dat er perchloraat in de Mars-bodem zit, hetgeen als oxidant in raketaandrijving gebruikt zou kunnen worden. Kortom: bemande Mars-missies hoeven misschien niet zelf oxidant mee te nemen. Mars Phoenix gaf op 2 november 2008 zijn laatste teken van leven. Daarna was er niet genoeg zonlicht om met de zonnepanelen energie op te wekken.

De temperaturen op de landingsplek van Mars Phoenix zijn in de winter onder de 100 graden Celsius (de hoogste temperatuur gemeten door Phoenix was -19,6 graden). Voor de electronica is dat waarschijnlijk niet zo goed. Maar de belangrijkste reden waarom Phoenix het waarschijnlijk niet overleefd heeft, is omdat het staat op een plek waar in de winter normaal gesproken de ijskap aangroeit. Er zou een laag bevroren kooldioxide (droogijs) van 19 cm dik kunnen groeien. De zonnepanelen kunnen niet veel gewicht dragen en als er veel droogijs op gelegen heeft, dan zijn deze waarschijnlijk beschadigd of zelfs afgebroken.

Phoenix is duidelijk niet ontworpen om de Martiaanse winter te overleven. Mocht Mars Phoenix de kwelling overleefd hebben, dan ontwaakt het in een zogenaamde "Lazarus-mode". Je moet rekenen dat de batterijen leeg zijn geweest, dus het toestel begint alsof na een reboot en ook de klok geeft niet de juiste tijd aan. Phoenix zal proberen regelmatig contact te zoeken met de satellieten die NASA en ESA rond de rode planeet hebben draaien. Als Mars Odyssey het signaal opvangt, dan zal NASA eerst kijken wat de Mars-lander nog kan.

Mars heeft soms verrassingen voor ons in petto. Dus, wie weet komt die hele kleine kans toch uit.

Bronnen: UniverseToday, Wikipedia, NASA, Planetary Society blog.

Het Universum op logaritmische schaal

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 12 januari 2010)


Astronomen van de Princeton University hebben het Universum op logaritmische schaal getekend. En dat ziet er dan zo uit:



Klik de afbeelding voor de volledige versie

Dat is wel aardig bedacht want veel in het Universum is logaritmisch beter in beeld te brengen. Aardig om te zien op de grote versie hoeveel ruimte er zit tussen de buitenste regionen van ons zonnestelsel en de dichtsbijzijnde ster. Zelfs op logaritmische schaal. Nu moet ik zeggen dat we vermoeden dat er in de Oort wolk wel een en ander bevindt, maar die objecten zijn heel lastig te detecteren (heel erg koud en donker). Hoe dan ook: bij de reis naar "nabije" sterren zal dus een enorme afstand overwonnen worden.

De webcomic XKCD heeft een makkelijker leesbare variant gemaakt.

Bron: Bad Astronomy blog

donderdag 7 januari 2010

First light voor de WISE telescoop

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 7 januari 2010)


NASA heeft vandaag de eerste foto die gemaakt is met de nieuwe WISE infrarood-telescoop laten zien. Als er voor de eerste keer met een telescoop waargenomen is, dan noemen astronomen dat "first light". En hier is die foto:


De eerste foto van WISE is geschoten in het sterrenbeeld Carina, dat op het zuidelijk halfrond zichtbaar is. De foto is gemaakt in infrarood. Blauw, groen en rood corresponderen met de golflengten 3,4,  4,6 en 12 microns.

Op 14 december werd WISE gelanceerd vanaf Vandenberg Air Force Base in Californië. Na lancering van een ruimtetelescoop wordt normaal gesproken niet onmiddelijk naar de sterren gekeken. WISE had bijvoorbeeld een lenskap die pas afgeschoten werd nadat door de technici werd vastgesteld dat alles in orde was. Ook moeten meetapparatuur en camera's vaak gecalibreerd worden. Bij de Kepler en Herschel telescoop en de Hubble na reparatie duurde die calibratiefase maanden. Maar WISE is dus behoorlijk snel aan de slag.

WISE is ook een heel ander soort telescoop dan bijvoorbeeld de infraroodtelescoop Herschel. Herschel is bedoeld om in te zoomen op interessante objecten. WISE is een groothoek telescoop, bedoeld om de sterrenhemel in kaart te brengen. De onderzoekers denken dat dat in 6 maanden lukt.


De Wide-Field Infrared Survey Explorer.

Wat gaat dat in kaart brengen van de sterrenhemel in infrarood nou opleveren? Wel, WISE kan relatief koele objecten detecteren. Da's handig op veel fronten. Zo kan WISE bruine dwergen gaan vinden . Dat zijn objecten die nooit hun sterrendiploma gehaald hebben. Dropouts dus. Er moeten er nog wat zich "in de buurt" van de zon bevinden. En mocht er nog ergens buiten de baan van Pluto zich nog echt grote planeten verborgen houden, dan gaan we die waarschijnlijk vinden.

Alleen objecten in de Kuipergordel zijn waarschijnlijk echt te koel om door WISE gevonden te worden. Dankzij WISE's grote gevoeligheid gaat hij waarschijnlijk wel nieuwe asteroïden en kometen vinden. Het WISE team verwacht zelfs in de orde van honderduizenden asteroïden te gaan vinden. Niet onhandig voor het geval er nog eentje gericht is op de Aarde. Het is ook mogelijk om met WISE sporen van vroegere kometen te vinden. Die sporen zien we soms als meteorietenregens. WISE zou zelfs kunnen aantonen welke asteroïden vroeger komeet waren.

WISE moet ook de weg bereiden voor de hele grote James Webb telescoop. Dit is zo ongeveer de opvolger van de Hubble, al fotografeert de James Webb alleen in infrarood en niet in zichtbaar licht. De James Webb gaat een spiegel van 6,5 meter doorsnede krijgen.

Bronnen: Planetary Society blog, NASA, Universe Today

woensdag 6 januari 2010

Hubble kijkt in de diepten van het universum

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 6 januari 2010)


Ooit besloot NASA een gokje te wagen met de Hubble Space Telescope. Een populaire telescoop als Hubble staat nooit stil en de lijst van wat astronomomen ermee willen observeren is lang. Iemand kwam eens op het idee om met Hubble een "leeg stuk" van de sterrenhemel te bekijken. Gewoon om eens te zien wat dat opleverde. Op dat moment was er geen informatie dat er iets te zien zou zijn.

Als je zo'n experiment wilt uitvoeren, moet je bedenken dat als je wilt zien wat er "in het donker" is, dat je een lange belichtingstijd nodig hebt. Je moet dan denken in de orde van grootte van een week of meer aan waarnemingen.

Toen NASA en ESA in 1995 de Hubble Deep Field voor het eerst uitvoerden in een stuk van het sterrenbeeld Grote Beer, leverde dat tot ieders verrassing een foto op met 3000 astronomische objecten, voornamelijk melkwegstelsels. Die hadden we nog nooit gezien. Hubble had hele verre en jonge sterrenstelsels gezien. Vanwege de tijd dat het licht erover doet om bij ons te komen, kijk je namelijk terug in de tijd waarin sterrenstelsels nog aan het vormen waren.

Het leerde astronomen veel over hoe vroege sterrenstelsels eruit zien. Dat leert ons weer iets over ons eigen Melkweg, die band van sterren die de mens al sinds haar bestaan 's nachts naar keek (totdat zij de straatverlichting uitvondt). Waar komt dat vandaan? Hoe kwam het eruit te zien, zoals het eruit ziet?

Na de reparatie van Hubble in april vorig jaar, werd besloten nog eens zo'n deep field view te schieten, dit keer met de nieuwe Wide Field Camera 3, gecombineerd met eerder gemaakte beelden met de Advanced Camera for Surveys. De Wide Field Camera 3 heeft als voordeel boven de vorige camera van dat type, dat het een veel breder spectrum waarnemen kan. De WFC3 laat het universum zien in ultraviolet, zichtbaar licht en nabij-infrarood.

Hubble werd gericht op een plek bij het sterrenbeeld Fornax (fornuis), dat aan de sterrenhemel van het zuidelijk halfrond staat. De totale foto bestrijkt 1/3 van volle maan. En dit is het resultaat geworden:


Het overzicht van het hele mozaïek van Hubble foto's. Klik op de foto voor de hogere resolutie versie.

De HubbleSite heeft een aparte pagina met foto's van de hoogste resolutie overigens. Die bestanden (JPGs en TIFFs met een resolutie 6455 X 2848) kun je misschien beter downloaden in plaats van in de browser te bekijken.

Met andere ruimtetelescopen, zoals de Herschel, XMM-Newton (röntgen), Chandra (röntgen) en Spitzer (infrarood) wordt ditzelfde stuk van de sterrenhemel ook in kaart gebracht. Dit valt onder de Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS) studie.

Het is wellicht interessant te realiseren, waar je hier naar kijkt. De foto is een mozaïek van beelden die gemaakt zijn op 104 banen rond de Aarde met de WFC3 camera (tussen 6 september en 11 oktober 2009) en 94 banen rond de Aarde met de ACS camera. De meest lichtzwakke objecten in deze foto hebben een magnitude van 27. Onze ogen zien, wanneer strooilicht ontbreekt maximaal iets van magnitude 5 á 6.

Het meest nabije sterrenstelsel in de foto staat 1 miljard lichtjaar ver weg. De meest verre staat 13 miljard lichtjaar ver. Dat wil zeggen dat het licht er 13 miljard jaar over gedaan heeft om Hubble te bereiken. Het universum was toen "nog" maar 650 miljoen jaar oud.


Een detail uit het mozaïek. We zien een (relatief) nabije ster (midden, onder) en sterrenstelsels in allerlei vormen. Sommigen bekijken we van "boven", andere van opzij. Sommige sterrenstelsels zijn tegen elkaar gebotst en vormen langgerekte slierten van stof en sterren. En hoe ver je ookt kijkt, er zijn steeds weer andere sterrenstelsels. Alsof je door een sneeuwbui naar de vlokken kijkt.

Er zijn 7500 sterrenstelsels te zien in deze foto. Ons melkwegstelsel bevat ongeveer 2 miljard sterren. Dus je kunt je voorstellen dat het licht in het totale mozaïek afkomstig is van in de orde van grootte van biljoenen sterren. Hoeveel planeten daarbij horen en hoeveel daarvan in de leefbare zone zitten, daar kan ik alleen maar naar gissen.

Sommige mensen worden nietig van zulke getallen. Dat zit niet echt in mijn aard. Ik kan me alleen maar verblijden over hoeveel wij mensen nog te ontdekken hebben. Gelukkig is het universum zo groot dat we ons nog niet hoeven te vervelen.

Bronnen: Universe Today, HubbleSite.

dinsdag 5 januari 2010

Russen willen Aarde beschermen tegen een asteroïde

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 5 januari 2010)


Een paar jaar geleden werd een asteroïde ontdekt die een baan had die het stuk steen in 2029 akelig dicht langs Aarde zou brengen. Geen kleintje: de asteroïde bleek maar liefst 270 meter groot. Al gauw werd berekend dat we in 2029 goed weg zouden komen, maar door de Aardse zwaartekracht komt hij in 2036 terug en er was een kans op een impact. De asteroïde werd Apophis genoemd, naar een Egyptische demon en tegenspeler van de goden Aton en Ra.

Als een 270 meter groot stuk steen op Aarde inslaat, dan heeft dat gevolgen. Grote gevolgen. Men schat zo'n 880 megatonnen aan TNT. Meer dan 45 keer de zwaarste waterstofbom. Genoeg om een land als Nederland weg te vagen. Of bij een impact in de oceaan een verwoestende tsunami teweeg te brengen. Dus daar moet je als mensheid wat mee. Apophis zal overigens geen grootschalige impact-winter veroorzaken, dat wil zeggen dat de inslag zoveel stof in de atmosfeer opwerpt, dat het de straling van de zon blokkeert.

Apophis slaat in op Aarde. Zoals je kunt zien, zijn de gevolgen significant.
Het eerste wat astronomen deden na de ontdekking, was meer waarnemingen doen van de asteroïde, zodat de baan nauwkeuriger berekend kon worden. Inmiddels is op basis van die gegevens berekend dat de kans op inslag in 2036 1 op 250.000 is. Volgens mij doen mensen voor minder kans al mee aan een loterij, maar dat terzijde. Er is nog zat tijd om met meer waarnemingen het risico beter in te schatten. Berekend is dat Apophis in 2029 op 30.000 kilometers langskomt. Dat is dichterbij dan communicatiesatellieten in een geostationaire baan (36.000 km). We kunnen hem waarschijnlijk zelfs gaan zien. De dichtste afstand van Apophis in 2036 wordt door NASA geschat op 0,66 keer de radius van de Aarde, dus zo'n 4000 km. In 2013 komt Apophis ook langs de Aarde. Dan worden extra radar-waarnemingen gedaan voor nog meer nauwkeurigheid.

Uiteraard is er de nodige studie gedaan over wat we moeten doen als Apophis toch de Aarde dreigt te raken. Een kernbom er tegenaan gooien is alvast geen goed idee. Dan zit je met de brokstukken, waarvan je geen idee heb hoe groot die zullen zijn en waar die neer zullen komen. Laat staan als de lancering mislukt. Apophis zal met buitengewone zorg benaderd moeten worden. Zelfs als een wat groter ruimtevaartuig er langs gaat, kan dat de baan van Apophis al beïnvloeden (door de satelliet zijn eigen minieme zwaartekracht).


De asteroïde Itokawa, die bezocht is door de Japanse satelliet Hayabusa, is ongeveer twee keer zo groot als Apophis.

Diverse ideeën zijn inmiddels geöpperd. De Europese ruimtevaartorganisatie ESA kwam met het idee om de asteroïde aan een kant zwart te verven. De zonnestraling zal dan de asteroïde extra afduwen en dus daarmee hem in een voor ons gunstiger baan brengen. Ook dit soort technologie moet natuurlijk getest worden op een andere asteroïde, die op geen enkele wijze gevaarlijk voor ons kan zijn. Dit voor het geval deze methode onvoorziene kanten heeft.

Maar nu wil Rusland de zaken eens grondig aan gaan pakken. Anatoly Perminov, hoofd van de Russische ruimtevaartorganisatie, Hij vertelde een journalist dat hij gehoord had dat Apophis steeds dichterbij onze planeet komt en ons zou kunnen raken. "Ik herinner me niet precies wanneer, maar ik meen 2032". Ik kan me zo voorstellen dat de wetenschappers in zijn departement stilletjes het hoofd geschud hebben bij het horen van de accuratesse van hun baas, maar goed.

Perminov vertelde dat zijn organisatie bezig is met een project op Apophis in een veiliger baan te brengen. Hij beloofde dat daar geen nucleaire explosies nodig zouden zijn. Hij wilde nog niet ingaan op de details van het project. Men is de details nog aan het uitwerken. Hopelijk test Rusland de methode goed, alvorens Apophis te benaderen.

Allemaal goed en wel, maar Rusland is niet het enige land met plannen. De Europese ruimtevaartorganisatie ESA heeft een missie genaamd Don Quijote op de planning. Don Quijote bestaat uit twee satellieten die naar een niet-gevaarlijke asteroïde zullen gaan. Een (Sancho) doet waarnemingen en een ander (Hidalgo) slaat in op de asteroïde. Daarna wordt gekeken wat het effect hiervan is geweest op de baan ervan. De lancering van de orbiter Sancho zou al in 2011 zijn.




ESA's Don Quijote missie.

We zullen zien wat er van de Russische plannen komt. Niet om het een of ander, maar Rusland kondigt wel eens vaker grote plannen in de ruimtevaart aan, waar je enkele jaren later niets meer van hoort. Dat kun je nu net even niet hebben.

Bronnen: SpaceDaily.com, Wikipedia, NASA Near Earth Object Program, Planetary Defense blog.

maandag 4 januari 2010

Zes jaar rijden op Mars

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 4 januari 2010)


Nog steeds houden de Mars-rovers Spirit en Opportunity stand in het barre klimaat op Mars. Ze staan deze maand al weer zes jaar op Mars. Wie had dat gedacht toen de rovers zes jaar geleden neerstuiterden in hun airbags? Hun levensduur was geschat op 90 dagen.

Spirit heeft het inmiddels wel zwaar. Twee van zijn zes wielen blokkeren en op die manier kan hij niet uit een kuil met zand komen. Opportunity, altijd al het goudhaantje, heeft onlangs nog een heel belangrijke vonst gedaan.


Spirit landt
Op 4 januari 2004 stuitert er, na een vlucht van 7 maanden, een vijfenhalf meter grote bal op het anders zo rustige oppervlak van de Gusev krater op Mars. Het ding heeft 24 ballonnen om zich en ziet er helemaal niet uit als de volgende poging van de Aarde om haar buur beter te leren kennen. Op een gegeven moment is het klaar met stuiteren. De ballonnen lopen leeg en zodra dat klaar is, ziet het er uit als een soort driezijdige piramide. Al gauw ontvouwt de buitenkant van leeggelopen airbags zich als een plateau, waarop een rover staat. De rover Spirit is geland.

Spirit stuitert op het oppervlak.

Al die tijd weet Aarde nog niets. Men zit daar nog nagel te bijten. Zodra Spirit geland is, moet hij een aantal dingen volledig automatisch doen, om niet als een dood curiosum op Mars te staan. Allereerst moeten de zonnepanelen ontvouwen. Zonder dat overleeft Spirit de eerste nacht niet. Maar het gaat goed. Dan moet een mast opgericht worden, waarop camera's staan en een antenne moet uitgevouwen worden. Nu kan Aarde vernemen hoe het met Spirit gaat. 8 minuten later, barst een team van JPL in Pasedena, Californië in juichen uit. NASA is zeer blij, zeker na het debacle van de onfortuinlijke Mars Polar Lander, vier jaar eerder.

Spirit na de landing.
Spirit na de landing.

Spirit begint niet onmiddelijk te rijden. Eerst moet gecheckt worden of alles in orde is. Wel neemt de rover de tijd om de eerste foto's te nemen, die door iedereen die wil op Internet bekeken kunnen worden. De heuvels die rondom Spirit te zien zijn, worden vernoemd naar de astronauten van de space shuttle Columbia, die een jaar ervoor omkwamen bij de terugkeer naar Aarde.

Dan wordt Spirit opgetild, zodat de voorste van de zes wielen ontvouwen kunnen worden. "Als ik het nu zie, krijg ik er nog de rillingen van", zegt Mars-rover hoofdwetenschapper Steve Squyres na vier jaar over deze procedure. Maar het werkt. Spirit is klaar voor zijn rit. Tien dagen na Spirit's landing, durft NASA de rover van het platform af te rijden. De eerste meters maakt Spirit babystapjes. NASA is uiterst voorzichtig. Spirit kan autonoom rijden, maar dit moet zich wel eerst bewijzen op Mars.

Spirit gaat rijden.
Spirit verlaat het nest.

Spirit, net als Opportunity, heeft een robotarm met een aantal instrumenten: microscoop, de Rock Abrasion Tool, waarmee men in rotsen kan boren, een Alpha Particle X-Ray Spectrometer en een Mössbauer Spectrometer. Met de laatste twee kan men vertellen uit welke elementen objecten bestaan. Met de microscoop krijgen we de eerste microscopische beelden van een andere planeet.

Als Spirit naar zijn eerste rots rijdt, kan de wetenschap beginnen. Het idee is namelijk als volgt: Spirit is geland in de 160 kilometer brede Gusev krater, omdat er een rivierbedding aan verbonden zit. Als er water door die rivier heeft gestroomd, dan moeten de rotsen die in de krater liggen grotendeels sedimentaire rotsen zijn, die met water in contact geweest zijn. De rots waar Spirit naar toe rijdt, is Adirondack (de naam van een gebergte in het oosten van de V.S.). Spirit's spectrometers tonen echter aan dat het oppervlak van Adirondack vulkanisch is. En het oppervlak van rotsen in de omgeving is dat eveneens. "We hebben er alle instrumenten tegenaan gezet die we hadden", zei Steve Squyres, "en het is lava. Ik wist zeker dat er sediment onder zat, maar dat was omgeven door lava en we konden er niet bij".

Onderzoek naar de rots Adirondack.
Onderzoek naar de rots Adirondack.

Dat is een teleurstelling voor het team, maar een tweede rover is onderweg, dus er is zeker nog niets verloren. Wel is het schrikken als men op 21 januari plotseling contact verliest met Spirit. Twee dagen later vangt de Mars Odyssey een signaal op, als zijn baan over Spirit heen komt. De rover blijkt in een reboot loop. Het heeft of een software probleem of een hardware probleem. In het laatste geval, is de missie gedoemd te mislukken. En wat ook voor de rover niet goed is, is dat het niet in de slaap-modus komt en dus 's nachts te veel stroom verbruikt. Een dag later ontdekt men de oorzaak: er is iets mis met het beheer van het flash geheugen. Wat blijkt? Men heeft getest hoe Spirit foto's zou nemen op Mars, maar nooit voor meer dan twee weken, zoals nu. Het overladen van het flash- en systeem-geheugen blijkt nooit getest of zelfs onderkent. Gelukkig weet men de rover weer goed te krijgen na het verwijderen van files en directories die niet meer nodig zijn en een heilzame reboot. Pas op 6 februari is de rover weer fit om onderzoek te gaan doen.

Opportunity's hole in one
Ondertussen is op 25 januari 2004 de rover Opportunity geland en in een krater op het noordelijk halfrond van Mars gerold: een "hole in one". En hier komt het staaltje geluk om de hoek kijken, dat men bij de Mars-rovers vaak heeft gehad. NASA is niet in staat om doelbewust in een 20 meter grote krater op Mars te landen. Ze wisten zelfs niet van het bestaan van de krater in Meridiani Planum af (tot 2005 hadden satellieten rond Mars die resolutie niet). Ten tweede laten de eerste foto's onmiddelijk zien dat de krater afzettingen heeft, die erg interessant zijn. Het mini Thermal Emission Spectrometer apparaat geeft sterke aanwijzingen voor het bestaan van het mineraal hematiet in de krater.

De ansichtkaart van Opportunity.
Een ansichtkaart van Opportunity, vanuit de Eagle krater.

Hematiet is een ijzer-bevattend mineraal dat over het algemeen gevormd wordt in aanwezigheid van water. Opportunity hoeft maar een paar meter te rijden naar wat sedimentaire afzettingen blijken te zijn. Het blijkt inderdaad hematiet.

De krater waarin Oppportunity getuimeld is, noemt men de Eagle crater. En de bodem van deze krater ligt bezaaid met kleine bolletjes. Blueberries noemen de wetenschappers ze en men wil graag weten waaruit ze bestaan. Het probleem is dat deze bolletjes niet dikker dan een vinger zijn. Veel te klein voor de instrumenten die Opportunity bij zich draagt. Al gauw vindt men een putje met een hoopje blueberries. Hier kunnen de instrumenten wel metingen van doen en het blijkt dat ook de blueberries uit hematiet bestaan.

Opportunity ledge.
Opportunity ledge, een afzetting langs de Eagle krater.

Opvallend is dat de blueberries zich in sommige rotsen bevinden en de Mars-rover wetenschappers noemen die rotsen blueberry muffins. Het blijkt dat de blueberries ontstaan in de rotsen, mogelijk in aanwezigheid van water, en dat ze gaandeweg door erosie losgemaakt worden, waarna ze door de wind op Mars verplaatst worden.

Blueberries in de Mars-bodem.
Blueberries in de Mars-bodem.

Als Opportunity uit de Eagle krater rijdt, ligt er een landschap van duinen voor zich. Het lijkt wel een drooggevallen zee of meer.

Spirit's doel
Terwijl Opportunity alle aandacht krijgt, is het team van Spirit overtuigd dat ze uit de rotsen rondom de landingsplaats niet gaan vinden wat ze zoeken. Ze besluiten het met de rover hogerop moeten zoeken. Besloten wordt dat Spirit de Husband Hills moet gaan beklimmen. De heuvels zijn vernoemd naar de commandant van de verongelukte shuttle Columbia. De tocht naar de top van Husband Hills zal uiteindelijk bijna 600 dagen duren.

In maart 2004 fotografeert Spirit de Aarde als een avondster op Mars.

De Aarde verschijnt op Mars als avondster.
De Aarde verschijnt op Mars aan de avondhemel.

Autonoom rijden op Mars
Beide rovers zijn uitgerust om autonoom over het oppervlak te rijden. Dat moet ook wel, want als je vanaf Aarde een commando geeft om ergens naartoe te rijden dan duurt het 8 minuten voordat het signaal op Mars aankomt en mocht de rover onderweg in problemen komen, dan zul je dat pas na 8 minuten weten. Je kunt dus niet met een joystick aan de gang. De rover moet dus zelf rijden en zelf beslissingen nemen. Dan nog rijden de Mars-rovers maximaal in de orde van grote van 100 tot 200 meter per dag (220 meter is het record). Maar dat is al een enorme prestatie.

Hoe doen ze dat? Allereerst aan de hand van een groot aantal camera's. Een MER rover heeft twee camera's voor en twee achter (allemaal met zicht op de wielen). Deze Hazard camera's (hazcam) zien of de rover ergens tegenaan rijdt. Dan zijn er twee navcams op de mast bovenop de rover en twee panorama camera's. De panorama camera's leveren prachtige panorama-foto's op. De navcams worden gebruikt om een route uit te zetten. Dat doen ze door de beelden te vertalen naar 3D, zoals onze hersenen de beelden van twee ogen vertalen tot een 3D beeld. Het rover-team werkt dan ook met 3D modellen om de route uit te stippelen, maar mochten de rovers iets zien wat men op Aarde nog niet weet, dan kunnen ze zelf beslissen wat ze doen. De rovers kennen daarvoor ook een aantal modes, variërend in "durf", die door het rover-team van te voren ingesteld worden.

Een Mars-rover in 3D software.
Zo ziet de rover er uit, met zijn omgeving, in NASA's 3D software Rover Sequencing and Visualization Program (RSVP).

Dankzij de zes jaar op Mars heeft NASA's JPL zeer veel kunnen leren over het besturen van autonome robots. Twee jaar geleden is de rover-software geüpdate zodat de rovers zelf interessante rotsen kunnen herkennen en kunnen herkennen dat ze vast zitten. Zeer waardevolle ervaring voor het Mars Science Laboratory en de robots die in de toekomst gaan komen.

De rovers op Internet
Het MER project heeft veel materiaal beschikbaar gemaakt voor het publiek, zoals ook zogenaamde "anaglyphs", plaatjes die je door een bril met rood en blauw glas kunt bekijken. Een weinig bekend feit is dat je zelf ook de data kunt verkrijgen waarmee het NASA team zelf 3D modellen van maakt. Zie hierover een discussie op unmannedspaceflight.com. Voor de liefhebber van de foto's is er, behalve NASA's Mars Exploration Rover site, ook iets als de Midnight Mars Browser, die de laatste foto's voor je download en laat zien.

Opportunity graaft en gaat naar de Endurance krater
Hoewel geen van de rovers een graafarm heeft, bedachten de rover-bestuurders een unieke manier om toch Mars onder het oppervlak te bekijken. Door vijf wielen stil te houden en een ervan heen en weer te bewegen, krijgen de wetenschappers een blik in de grond. Het is verrassend: onder het oppervlak vindt men glimmende ronde steentjes en de bodem is zo fijn, dat de microscoop geen individuele deeltjes kan laten zien.

Gladde, glimmende steentjes in een gat dat Opportunity gegraven heeft.
Gladde, glimmende steentjes in een gat dat Opportunity gegraven heeft met zijn wiel.

Na het onderzoek van de Eagle krater, gaat Opportunity naar een grotere krater in de buurt, de 130 meter brede Endurance krater. Er is interessant onderzoek te doen hier. Ook Endurance bevat sedimentaire lagen en die lagen laten meer van Mars' geschiedenis zien. Er wordt eerst nog getwijfeld of men de krater in moet rijden. Met zijn overhangende kliffen ziet de Endurance krater er vervaarlijk uit voor een rijdende robot. De vraag is of Opportunity er ook weer uit kan. Maar de rover is inmiddels enkele maanden voorbij zijn garantieperiode (het is nog 2004) en men besluit dat er zoveel te ontdekken valt in Endurance, dat men het risico wil nemen. Zodra Opportunity in Endurance rijdt, proberen de rover-chauffeurs of uit de krater rijden een optie is. Het blijkt dat de rover hellingen op Mars van 30 graden kan nemen. Opportunity blijft 180 sols in Endurance en pas in december 2004 komt het er weer uit.

Een wiel van Opportunity op gesteente in de Endurance krater.
Een wiel van Opportunity op gesteente in de Endurance krater.

Spirit vindt sporen van water en krijgt een gratis opknapbeurt.
Onderweg naar de top van Husband hills, komt Spirit allerlei rotsen tegen. Sommigen zijn geheel anders als de vulkanische rotsen waar Spirit eerst te maken mee had. In juli 2004 komt hij bij een vreemd uitziende, knobbelige rots, die "Pot of Gold" wordt genoemd. Het bevat hematiet en het geeft wetenschappers te denken over hoe het gevormd is. In maart 2005 komt Spirit bij een gedeelte van de plaatselijke Marsbodem, dat Paso Robles wordt genoemd. Daar wordt de hoogste zoutconcentratie op Mars gevonden tot nu toe. Ook wordt fosfor gedetecteerd, al kan men dat niet goed verklaren.

En dan, op de Mars-nacht van 9 maart 2005, gebeurt er iets opmerkelijks. Wat is het geval? De rovers rijden rond op Mars dankzij een set zonnepanelen. Op die zonnepanelen zou, dat was bekend, steeds meer stof vallen. Op een gegeven moment zou er zoveel stof op liggen, dat er niet genoeg electriciteit opgewekt kan worden en de missie ten einde is. Voor 9 maart 2005 is de capaciteit van de zonnepanelen nog maar 65 procent. Na die nacht op Mars is de capacteit opeens terug naar 95%. De dag erna worden dust devils gefotografeerd, kleine stofhozen. Die stofhozen helpen de rovers een aantal maal schoner te worden.

Een stofhoos op Mars.
Een stofhoos op Mars.

Op 21 augustus 2005 bereikt Spirit de top van Husband Hills en de rover maakt er een 360 graden panorama. Niet alleen is dat mooi voor alle belangstellenden, maar ook krijgen wetenschappers de gelegenheid een volgend doel uit te kiezen. Men kiest voor een plat rotsgesteente dat men "Home Plate" noemt. In februari 2006 komt Spirit daar na totaal 7 kilometer reizen aan.

Een deel van het panorama vanaf Husband Hills.
Een deel van het panorama vanaf Husband Hills.

Eind 2005 neemt Spirit nog een eclips waar van de zon door de maan Phobos. Deze maan bedekt de zon niet zo mooi als onze eigen maan dat doet, wat maar weer eens laat zien wat een bijzonder fenomeen dat toch is. Ook probeert men met Spirit een meteorenregen, nagelaten door de komeet van Haley, waar te nemen, maar doorslaggevend bewijs dat dit gelukt is, is het niet.

Een zonsverduisering door Phobos.
Een zonsverduisering door Phobos bedekt de zon bij lange na niet.

Opportunity gaat naar het zuiden
Als Opportunity uit de Endurance krater komt, gaat het eerst langs bij de resten van zijn eigen hitteschild. Dit is een unieke gelegenheid voor NASA. Het hitteschild heeft na zijn doel gediend te hebben, een grote smak gemaakt op het oppervlak en is gebroken. Opportunity kan met de microscoop een doorsnede laten zien, waarmee de bouwers van het hitteschild kunnen zien, hoe het zich in de afdaling gehouden heeft. Vlak erbij ligt een rots, waarvan men vaststelt dat het een meteoriet is. Dit is voor het eerst dat men een meteoriet vindt op een andere planeet.

Een deel van het hitteschild ligt op het oppervlak van Mars.
Een deel van het hitteschild ligt op het oppervlak van Mars, met daar linksachter een meteoriet.

Opportunity gaat op reis naar het zuiden, op zoek naar kraters en meer sedimentaire afzettingen. Al rijdend over en door steeds hogere duinen, raakt het in april 2005 vast in een duin. Alle zes de wielen zijn in een zandlaag geraakt die hoger is dan de wielen zelf. Iemand op Internet quote Homer Simpson uit de tekenfilm The Simpsons: "This is going to take a whole lot of flooring" of wel, hier moeten we heel veel gas geven (waarna de tekenfilmfiguur met zijn auto vast raakt in de modder). Het rover-team besluit het terrein na te bouwen op Aarde en verschillende schenario's uit te proberen. En inderdaad. De beste oplossing blijkt om de rover in z'n achteruit te zetten en veel gas te geven. Het zijn pijnlijke momenten voor het team van Opportunity. Elke meter kost draaiingen van de wielen alsof ze 192 meters maken. Maar ze komen eruit. De duin wordt Purgatory Dune genoemd, de Vagevuur-duin.

Begin 2006 besluit men Opportunity te sturen naar een nieuw doel: de Victoria krater, die 6 keer zo groot is als Endurance. Het is een flink stuk rijden, maar op 26 september 2006 komt de rover er aan. Steve Squyres noemt Victoria krater het geologische beloofde land. Achthonderd meter breed en zeventig meter diep is Victoria en het ziet er spectaculair uit. Als Opportunity aankomt bij de krater, vliegt toevallig de nieuwe Mars-satelliet Mars Reconnaissance Orbiter over om de krater in hoge resolutie in kaart te brengen.

Mars Reconnaissance Orbiter fotografeert Opportunity.
Het ene ruimtevaartuig fotografeert het andere: Mars Reconnaissance Orbiter heeft een camera met zo'n hoge resolutie, dat het de Mars rovers kan fotograferen. Opportunity staat op het punt de Victoria krater te onderzoeken.

Spirit's wiel
In april 2006 houdt Spirit's rechter voorwiel er mee op, na 7 kilometer te hebben gereden. Omdat er geen beweging meer in te krijgen is, besluiten de bestuurders Spirit voortaan achterstevoren te laten rijden (dit gaat net zo makkelijk) en het wiel als een dood gewicht achter zich aan te trekken. Dit blijkt bij puur toeval een zegen. In de geulen die het wiel door het landschap trekt, vindt men lichtgekleurd materiaal, dat vol met silica en zwavel zit. Dit is een heel grote aanwijzing dat er ooit heet water geweest moet zijn. Of er is een hete waterbron geweest, of er is zure stoom is door scheuren in rotsen gegaan, daarbij silica achterlatend. Sommige microben zijn dol op dit soort omstandigheden. Er is dus hoop dat er ooit leven op Mars is geweest.

Spirit's lamme wiel maakt een geul en levert een ontdekking op.
Spirit's lamme wiel maakt een geul en levert de ontdekking op van silicaten en sulfaat, hetgeen er op wijst dat ooit er heet water is geweest op Mars.

Stofstormen
In juli 2007 zouden beide rovers het zwaar krijgen. Op een groot deel van Mars was een globale stofstorm opgestoken, die niet alleen de hoeveelheid zonlicht deed afnemen, maar ook nog eens extra stof op de zonnepanelen bracht. Vooral voor Opportunity was het allemaal kantje boord. Er was maar net genoeg energie om de rover zodanig te verwarmen, dat de electronica door de kou niet zodanig zou inkrimpen, dat er scheuren in de bedrading zou ontstaan. Op tijd werd de storm minder, maar de zonnepanelen van beide rovers waren stoffiger dan ooit. Pas op 7 augustus werd de storm zwakker, het zonlicht kwam weer terug, maar pas tegen 21 augustus waren de batterijen weer opgeladen.

Stof op Spirit's zonnepanelen in 2005 en 2007.
Stof op Spirit's zonnepanelen in 2005 en oktober 2007 na de stofstorm.

De rovers in 2008 en 2009
Spirit deed in 2008 nog altijd onderzoek rond Home Plate. In november 2008 kreeg Spirit weer een stofstorm te voorduren. Er lag nu zo veel stof op de zonnepanelen, dat ze nog maar 30% van het zonlicht opleverden. Al lange tijd had Spirit weinig gereden. Dan, terwijl rover-bestuurders al besloten hadden om Spirit na meer dan een jaar weer te laten rijden, komt in februari 2009 een stofhoos langs die stof haalt van Spirit's zonnepanelen. Spirit heeft weer energie en gaat op weg naar doelen die Von Braun en Goddard genoemd worden. Diverse stofhozen zorgen ervoor dat Spirit meer energie heeft dan lange tijd tevoren. Op 1 mei komt de rover in de problemen. De rover rijdt over wat later een korst op een zandkuil blijkt te zijn en Spirit raakt in die kuil met fijn zand vast. Die ontdekking levert interessante wetenschap op. De bodem die nu door Spirit omgewoeld is, laat sulfaten zien. Sulfaten wijzen op een combinatie van vulkanisme en stoom. Men denkt dat de sulfaten gevormd zijn in stoomkanalen. En wie aan stoom denkt, denkt aan water. Wie aan water denkt, denkt aan de mogelijkheid van (microbiologisch) leven. De bestuurders van de rover zijn een tijd bezig om een exit-strategie te bedenken. Veel studie met een kopie van de rover wordt op Aarde gedaan. Wat kun je nog als je een geblokkeerd wiel achter je aan trekt. Pas in november worden de eerste pogingen gedaan. Weinig vooruitgang wordt geboekt.

Ook begint een tweede wiel te blokkeren. Dat is bijna zeker funest voor de uitbraakpogingen. Tot verrassing van iedereen begint in december opeens het rechter voorwiel, dat sinds maart 2006 geblokkeerd is, opeens te draaien. De opleving blijkt van tijdelijke aard te zijn. En daarmee ziet het er slecht uit voor de vandaag zesjarige rover.

Opportunity zou een jaar rondblijven rijden rond Victoria en in september 2007 reedt het de krater in bij, wat men Duck Bay genoemd heeft. Pas een jaar later kwam Opportunity de krater, na veel onderzoek, weer uit. Dit noopte het MER-team, dat leeft met de dag met deze rovers, een nieuwe bestemming te bedenken. Dat werd de Endeavour krater, een 22 kilometer brede krater. De krater ligt 12 kilometer ver vanaf de Victoria-krater, bijna net zo ver als Opportunity gereden had tot Victoria toe.



Opportunity gaat naar de Endeavour krater. Een gephotoshopt bord wijst de weg.
En route naar de Endeavour krater. Onderweg zijn geen tankstations, rover-wasserettes of monteurs.

De rit zal waarschijnlijk langer worden, want Opportunity moest enigzins uitwijken, om vele duinen te ontwijken. Men wil niet nog een rover die vast zit. Maar in zijn omweg vindt Opportunity interessante dingen. Onder andere kwam het meteorieten tegen, waaronder eentje van meer dan een halve meter doorsnede, die men Block Island noemt. Block Island is veel te groot voor een meteoriet die na een reis door de ijle atmosfeer neerstort. Men vermoedt dat de atmosfeer van Mars vroeger dichter was, anders was het stuk ijzer-nikkel bij landing aan stukken gebroken moeten zijn.

Even leek het erop alsof Opportunity op 10 november alweer een meteoriet gevonden had. En meteorieten zijn ook weer niet zo heel interessant voor het Mars-rover team. Maar na analyse bleek de steen, Marquette Island genoemd, geen meteoriet te zijn. "Marquette Island is een van de coolste dingen die we gezien hebben in de laatste 1000 sol (sol = een Mars-dag, 24 uur 37 minuten 23 seconden)", vertelde Steve Squyres, hoofdonderzoeker van het MER-project. Het vermoeden is dat Marquette Island uit de diepten van Mars opgeworpen is geweest door een inslag van een meteoriet. Het zou zomaar de steen van Rosetta kunnen zijn die ons een blik geeft in de vroege historie van Mars. "Deze rots is zo interessant en belangrijk, dat we alle tijd nemen die we nodig hebben om dit uit te zoeken", zegt Steve Squyres, "Het moet van een vergelegen krater komen. Het kan niet van Endeavour komen. Het moet recenter zijn dan dat. Het zou wel eens een monster van de Martiaanse korst kunnen zijn. En het verschilt van alles wat we tot nu toe gezien hebben. Het lijkt geochemisch gezien totaal niets te maken te hebben met Meridiani sedimenten" (Meridiani is het gebied waar Opportunity rijdt).

Zes jaar rijden op Mars
Niemand, maar dan ook niemand, heeft durven dromen dat allebei de rovers het zes jaar lang zouden uithouden. Zowel Spirit als Opportunity blijken enorm robuust.

Wij willen misschien hopen dat de rovers het nog lang uithouden. Iemand vroeg aan Steve Squyres, hoofdwetenschapper van het MER project, hoe hij de eerste vijf jaar heeft ervaren. "Totaal uitputtend", was zijn antwoord, "ik bedoel: echt vermoeiend". Het is makkelijk even te vergeten dat twee rover-teams aanvankelijk 90 dagen bezig zouden zijn, maar de rovers geven niet op. En zegt Squyres: "hoe ver we ook gaan, er zal altijd net dat laatste tantaliserende ding zijn, dat we net niet konden krijgen".

De MER rovers hebben ons meegenomen op een tocht op een andere wereld. Een wereld, die soms lijkt op Aarde, soms helemaal vreemd is. En het mooiste is, dat we als het ware allemaal mee zijn geweest.

Bronnen: Wikipedia, The Planetary Society, NASA, UnmannedSpaceflight.com, Vanderbilt University, mijn artikel over vijf jaar rovers op Mars op Astrostart.nl :).