De opwinding neemt toe naarmate het innovatieve Dawn-ruimtevaartuig van NASA zijn eerste protoplanetaire doelwit, de gigantische asteroïde Vesta, nadert met zijn camera-ogen nu wijd open. De sonde is op schema om het eerste ruimtevaartuig van de aarde te worden dat in een baan rond de asteroïdengordel draait en zal eind juli 2011 over ongeveer vier maanden arriveren.
Vesta is het op één na meest massieve object in de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter (kaart hieronder). Omdat het ook een van de oudste lichamen in ons zonnestelsel is, willen wetenschappers het graag bestuderen en zoeken naar aanwijzingen over de vorming en vroege geschiedenis van het zonnestelsel. Dawn zal ongeveer een jaar rond Vesta draaien. Dan zal het zijn revolutionaire ionen stuwraketten afvuren en vertrekken naar Ceres, de grootste asteroïde in ons zonnestelsel.
Dawn is uitgerust met drie wetenschappelijke instrumenten om de mineralogie van het oppervlak en de elementaire samenstelling van de asteroïde te fotograferen en te onderzoeken. De instrumenten zijn geleverd door de VS, Duitsland en Italië. Het ruimtevaartuig is net ontwaakt uit een winterslaapfase van zes maanden. Alle drie wetenschappelijke instrumenten zijn ingeschakeld en opnieuw geactiveerd.
Dawn zal ongeveer 80 procent van Vesta's oppervlak in meerdere hoeken weergeven met de ingebouwde framecamera's om topografische kaarten te genereren. Gedurende het jaar in een baan om de aarde zal de sonde zijn baan aanpassen en de protoplanet in kaart brengen op drie verschillende en afnemende hoogten tussen 650 en 200 kilometer, en daarmee de resolutie verhogen. De camera's zijn geleverd en gefinancierd door Duitsland.
Ter voorbereiding op de beeldvormingscampagne voerden missieplanners uit de VS en Duitsland een oefenoefening uit om de missie te simuleren alsof ze Vesta in kaart brachten. De inspanning werd gecoördineerd door de wetenschappelijke en technische teams van NASA's Jet Propulsion Laboratory, het Institute of Planetary Research van het German Aerospace Center (DLR) in Berlijn en het Planetary Science Institute in Tuscon, Ariz.
"We weten pas hoe Vesta er echt uitziet als Dawn er is," zei Carol Raymond in een NASA-verklaring. Raymond is adjunct-hoofdonderzoeker van Dawn, gevestigd bij JPL, die de activiteit heeft helpen orkestreren. “Maar we hadden een manier nodig om ervoor te zorgen dat onze beeldvormingsplannen ons de best mogelijke resultaten zouden opleveren. De producten hebben bewezen dat de kaarttechnieken van Dawn een gedetailleerd beeld van deze wereld zullen onthullen die we nog nooit van dichtbij hebben gezien. "
Twee teams werkten onafhankelijk van elkaar en gebruikten verschillende technieken om de topografische kaarten af te leiden uit de beschikbare datasets. De uiteindelijke resultaten toonden slechts kleine verschillen in ruimtelijke resolutie en hoogtenauwkeurigheid.
Met behulp van de best beschikbare waarnemingen van de Hubble-ruimtetelescoop en op de grond gebaseerde telescopen en computermodelleringstechnieken, creëerden ze kaarten met stilstaande beelden en een roterende animatie (hieronder) die hun beste gok laten zien hoe het oppervlak van Vesta er eigenlijk uitziet. De kaarten bevatten kuiltjes, uitstulpingen en kraters op basis van de verzamelde gegevens om topografie te simuleren en zo een idee te geven van Virtual Vesta in drie dimensies (3D).
"Tijdens deze oefening leerden de missieplanners en de wetenschappers dat we de algehele nauwkeurigheid van de topografische reconstructie konden verbeteren met een ietwat andere waarnemingsgeometrie", zegt Nick Mastrodemo, Dawn's optische navigatieleider bij JPL. "Sindsdien hebben de wetenschappelijke planners van Dawn gewerkt om de plannen aan te passen om de lessen van de oefening te implementeren."
Niemand zal natuurlijk weten hoe dicht deze opgeleide gissingen tot de werkelijkheid overeenkomen totdat Dawn in Vesta aankomt.
Het framecamerasysteem bestaat uit twee identieke camera's die zijn ontwikkeld en gebouwd door het Max Planck Institute for Solar System Research, Katlenburg-Lindau, Duitsland en het German Aerospace Center (DLR) in Berlijn.
“Het camerasysteem werkt perfect. De dry run was een absoluut succes ”, zegt Andreas Nathues, hoofdonderzoeker voor de framecamera bij het Max Planck Institute in Katlenburg-Lindau, Duitsland.
Aangezien de sonde uit de winterslaap kwam, werden de mechanische en elektrische componenten medio maart gecontroleerd en bevonden ze zich in uitstekende gezondheid en werd de software bijgewerkt.
Dawn is een missie van vele primeurs.
Het ruimtevaartuig is NASA's eerste missie, specifiek naar de asteroïdengordel. Het wordt de eerste missie om twee zonnestelsellichamen te draaien.
De revolutionaire Dawn-missie wordt aangedreven door voortstuwing van exotische ionen, die veel efficiënter is dan stuwraketten met chemische voortstuwing. De mogelijkheid om twee lichamen in één missie te cirkelen, wordt namelijk alleen mogelijk gemaakt door het gebruik van ionenmotoren die worden gevoed door xenongas.
Vesta en Ceres zijn heel verschillende werelden die tussen Mars en Jupiter draaien. Vesta is rotsachtig en heeft mogelijk vulkanisme ondergaan, terwijl Ceres ijskoud is en misschien zelfs een ondergrondse oceaan herbergt die bevorderlijk is voor het leven.
Dawn zal in staat zijn om beide hemellichamen vergelijkend te onderzoeken met dezelfde set wetenschappelijke instrumenten en zal proberen de mysteries van het begin van ons zonnestelsel te ontrafelen en waarom ze zo verschillend zijn.
Dawn maakt deel uit van het Discovery-programma van NASA en werd in september 2007 gelanceerd door een Delta II-raket van Cape Canaveral Air Force Station, Florida.
