Biljarten met 6,6 kilometer per seconde om ooit een botsing te voorkomen

Ruimtevaart Woensdagochtend rond 7.20 Nederlandse tijd is vanuit Californië de DART-missie gelanceerd. De ruimtesonde moet over een jaar op een planetoïde botsen. Doel: de baan ervan een heel klein beetje veranderen.

Impressie van de aanstaande botsing tussen DART en de planetoïde Dimorphos.
Impressie van de aanstaande botsing tussen DART en de planetoïde Dimorphos. Illustratie NASA/Johns Hopkins APL

„Ik denk dat we een goede kans maken om hem te raken”, zegt astronoom Özgür Karatekin.

Woensdagochtend rond 7.20 Nederlandse tijd wordt de Vandenberg-lanceerbasis in Californië de DART-missie gelanceerd. DART (Double Asteroid Redirection Test) moet eind september volgend jaar met 6,6 kilometer per seconde (24.000 km/u) botsen met de planetoïde Dimorphos, een 168 meter groot stuk ruimtegesteente.

Als zo’n brokstuk de aarde zou raken, zou dat een wereldwijde catastrofe opleveren. Gelukkig ligt Dimorphos niet op ramkoers met de aarde, maar bevindt hij zich in een baan om de grotere planetoïde Didymos, die op zijn beurt ellipsvormige baantjes om de zon trekt.

Militaire explosieven

Dimorphos maakt eens per 11 uur en 55 minuten een rondje om Didymos, „De botsing met DART zal van die omlooptijd zo ongeveer 10 minuten afhalen”, zegt Karatekin, als onderzoeker verbonden aan de Koninklijke Sterrenwacht van België in Brussel. Hij was betrokken bij computersimulaties van het binnenste van Dimorphos en de botsing met DART.

Die botsing is in eerste aanleg eenvoudige biljartnatuurkunde: de massa van de botsende DART is 550 kilogram, wat een bewegingsenergie oplevert vergelijkbaar met de krachtigste conventionele militaire explosieven.

„Maar hoe effectief die klap vertaald wordt in een koerswijziging, hangt af van de structuur van Dimorphos”, zegt Karatekin. Als het een los samenhangende hoop puin is, een rubble pile, slaat DART dieper in, en schiet er flink wat puin weg van de inslagkrater. Mede door die terugslag kan de snelheidsverandering bijna twee keer zo groot worden.

Onderweg naar zijn einde zal DART camerabeelden versturen van het snel groter wordende doelwit. Hopelijk komen er ook beelden van de nasleep, geschoten door Italiaanse satelliet LICIACube, die zich tien dagen voor de botsing afsplitst om de aanvaring van veilige afstand te filmen. En op aarde zullen astronomen de veranderde omloopsnelheid met telescopen in kaart brengen.

Maar om de gevolgen echt goed op te nemen, stuurt de Europese ruimtevaartorganisatie ESA in 2024 de HERA-sonde, die in 2027 zal aankomen. Aan boord zijn camera’s en onder andere een zwaartekrachtsmeter. „Daarmee kunnen we de massa van Dimorphos bepalen”, zegt Karatekin, „en er zal ook een sonde op Dimorphos landen om daar metingen te doen.”

De resultaten zullen astronomen meer leren over de vorming en geschiedenis van planetoïden, en daarmee het zonnestelsel. Maar ze zijn ook van praktischer belang. Het zonnestelsel zit nog vol met ‘aardscheerders’, steenklompen die af en toe gevaarlijk dicht bij de aarde komen.

1.500 gewonden in Rusland

In 2013 kwam zo’n brokstuk van 12.000 ton en 18 meter doorsnee neer boven de Russische stad Tsjeljabinsk, om in de atmosfeer te exploderen. De klap beschadigde duizenden gebouwen, en er vielen 1.500 gewonden, vooral door vallend glas.

Naar schatting bestaan er ruwweg nog zo’n 25.000 aardscheerders van die grootte, waarvan er nog geen procent in kaart is gebracht. Grotere en dus gevaarlijker exemplaren zijn zeldzamer en beter zichtbaar. Maar toch zijn ook van de categorie aardscheerders van zo’n kilometer doorsnee – een wereldwijde catastrofe als ze de aarde raken – naar schatting zo’n 5 procent niet in kaart gebracht.

Hoe vroeger zo’n op aarde afkoersende ruimtesteen ontdekt wordt, hoe verder hij nog van de aarde af staat, en hoe kleiner de koerswijziging die nodig is om hem de aarde te laten missen. Karatekin: „Een botsing is een van de simpelere manieren om die koers te veranderen. Dat is ook een reden om dit onderzoek te doen.”