Stardust's aerogel-monster. Afbeelding tegoed: NASA Klik om te vergroten
Wetenschappers van de Universiteit van Chicago behoren tot de eersten die ooit komeetstof analyseerden dat via ruimtevaartuigen aan de aarde werd geleverd.
Wetenschappers onderzoeken routinematig buitenaards materiaal dat als meteorieten naar de aarde is gevallen, maar nooit voor NASA's Stardust-missie hadden ze toegang tot geverifieerde monsters van een komeet. Het overgebleven puin van de vorming van het zonnestelsel 4,5 miljard jaar geleden, kometen bestaan voornamelijk uit ijs, stof en gesteente.
'We denken dat kometen een enorme hoeveelheid materiaal in het zonnestelsel vormen. We willen graag de minerale samenstelling van dit grote onderdeel van het zonnestelsel kennen die we nooit eerder hebben gezien ', zegt Lawrence Grossman, hoogleraar geofysische wetenschappen. "Er zijn verschillende deeltjes gemeten die zijn afgeleid van kometen, maar niemand weet het zeker. Dit zou eindelijk enige grondwaarheid opleveren. '
Grossman en Steven Simon, Senior Research Associate in Geophysical Sciences, maken deel uit van het Stardust Priminal Examination Team (PET). Dat geldt ook voor Andrew Davis, senior wetenschapper bij het Enrico Fermi Institute, en zijn collega's Michael Pellin en Michael Savina van het Amerikaanse Department of Energy's Argonne National Laboratory. De rol van PET is om de monsters op een algemene manier te beschrijven, zodat de wetenschappers op basis van die informatie gedetailleerdere studies kunnen voorstellen.
Davis is ook lid van de Stardust Sample Allocation Committee, die zal beslissen hoe de monsters worden verdeeld voor aanvullend onderzoek zodra de tentamenperiode half juli afloopt.
De Stardust-missie die in februari 1999 werd gelanceerd, bevatte een reeks instrumenten, waaronder een van de University of Chicago, om de impact van komeetstof te volgen. Op 2 januari 2004 kwam het ruimtevaartuig binnen 240 kilometer van de komeet en verzamelde duizenden kleine stofdeeltjes die uit de kern stroomden. De Stardust-monsterretourbus werd op 15 januari op de woestijnzoutvlakten van Utah geparachuteerd na een reis van bijna drie miljoen mijl.
Tijdens de cometary-ontmoeting in 2004 heeft het Dust Flux Monitor Instrument van de University of Chicago met succes de stroom en massa bepaald van de deeltjes die uit de kern van de komeet stromen. Op basis van door het instrument verzamelde gegevens schatten Anthony Tuzzolino en Thanasis Economou van de Universiteit van Chicago dat het ruimtevaartuig tijdens de flyby minstens 2.300 deeltjes van 15 micrometer (een derde van de grootte van een mensenhaar) of groter had verzameld.
"Het zal de experts vele, vele maanden kosten voordat ze het juiste aantal zullen bepalen, maar ik ben er zeker van dat hun aantal uiteindelijk in de buurt komt van wat we voorspeld hebben", zei Economou, die in het Johnson Space Center in Houston was toen de monsters uit Utah werden afgeleverd. "Stardust was in alle fasen boven alle verwachting zeer succesvol."
Het komeetstof is nu beschikbaar voor vergelijking met kleine deeltjes die constant op aarde regenen, waarvan wetenschappers vermoeden dat ze van kometen komen. NASA verzamelt routinematig deze stratosferische stofdeeltjes met vliegtuigen op grote hoogte en houdt er een verzameling van bij, zei Simon. Bepaalde soorten meteorieten kunnen ook afkomstig zijn van kometen, maar zonder kometenmateriaal te hoeven vergelijken, 'weten we het niet', zei Grossman.
Grossman en Simon ontvingen op 7 februari verschillende monsters. De monsters bestaan gedeeltelijk uit meerdere dunne plakjes van één stofkorrel gemonteerd in epoxy en vastgehouden op een rond koperen rooster bedekt met een dunne film. Ze kregen ook een kogelvormige epoxyplug die de rest van het graan vasthoudt.
'Ze kunnen van elk afzonderlijk graan honderden plakjes maken', zei Simon. Hij en Grossman bestuderen hun plakjes met een elektronenmicrosonde en een scanning-elektronenmicroscoop (SEM). De microsonde kan de chemische samenstelling van microscopisch kleine stukjes materiaal onthullen, terwijl de SEM sterk vergrote beelden levert.
De Stardust-kometenmaterialen voegen zich nu bij een verzameling geladen deeltjes van de zon, verzameld door NASA's Genesis-missie en teruggekeerd naar de aarde in 2004. Davis is voorzitter van het Genesis Oversight Committee, dat de curatie en analyse van de buitenaardse materialen van die missie begeleidt.
"Cosmochemie is tegenwoordig een heel opwindend veld", zei Davis, verwijzend naar onderzoek naar de oorsprong van de chemische elementen en de chemie van buitenaardse materialen. "Het is een interessante tijd om jongeren bij het veld te betrekken." In 2004 organiseerde Davis, samen met collega's van Argonne en het Field Museum, het Chicago Center for Cosmochemistry om onderwijs en onderzoek in de cosmochemie te bevorderen.
Het Stardust-ruimtevaartuig kan op een dag verdere komeetactie zien. 'Stardust is nog steeds erg gezond en heeft nog brandstof over', zei Economou. "Na het laten vallen van de Space Return Canister, werd het ruimtevaartuig afgeleid van het binnendringen van de atmosfeer van de aarde en in een baan rond de zon geplaatst die het in februari 2011 naar een andere komeet zou kunnen brengen."
De Stardust-missie wordt beheerd door NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië Lockheed Martin Space Systems, Denver, ontwikkelde en exploiteerde het ruimtevaartuig. Voor meer informatie, zie http://stardust.jpl.nasa.gov/home/index.html en http://cosmochemistry.uchicago.edu/.
Oorspronkelijke bron: University of Chicago
