Toen het Japanse ruimtevaartuig Hayabusa 2 in juni 2018 bij de asteroïde Ryugu arriveerde, had het vier kleine rovers bij zich. Hayabusa 2 is in de eerste plaats een missie om monsters terug te sturen, maar JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) stuurde rovers mee om het oppervlak van de asteroïde te verkennen en zoveel mogelijk te leren van hun bezoek. Er is ook geen garantie dat het monsterrendement succesvol zal zijn.
Ze kozen voor Ryugu omdat de asteroïde geclassificeerd is als een primitieve koolstofhoudende asteroïde. Dit type asteroïde is een gewenst doelwit omdat het de oermateriaal vertegenwoordigt die de lichamen in ons zonnestelsel vormde. Het ligt ook vrij dicht bij de aarde.
Het monster van Ryugu, dat in december 2020 op aarde zal komen, is de grote wetenschapsprijs van deze missie. Het analyseren ervan in op aarde gebaseerde laboratoria zal ons veel meer vertellen dan instrumenten van ruimtevaartuigen. Maar de rovers die op het oppervlak van Ryugu zijn geland, hebben al veel over Ryugu onthuld.
Een van de vier rovers die reisden als onderdeel van de Hayabusa 2-missie is MASCOT of Mobile Asteroid Surface Scout. MASCOT is voor de missie ontwikkeld door het German Aerospace Center (DLR) en het Franse ruimteagentschap CNES. De missie van MASCOT duurde slechts 17 uur en gedurende die tijd kon het zijn doelen nastreven: het meten van de kleinschalige structuur, distributie en textuur van de regoliet.
"Met MASCOT hebben we een klein hoofdstuk over ruimtegeschiedenis geschreven met onze Japanse en Franse collega's."
Hansjörg Dittus, lid van de raad van bestuur van DLR voor ruimteonderzoek en technologie.
In een paper gepubliceerd in Science presenteren onderzoekers bewijs van MASCOT dat licht werpt op de structuur van Ryugu. Het papier is getiteld "Afbeeldingen van het oppervlak van asteroïde Ryugu laten rotsen zien die lijken op koolstofhoudende chondriet meteorieten." De hoofdauteur van de studie is Ralf Jaumann, onderzoeker van het DLR Institute of Planetary Research.
MASCOT was een ongebruikelijk roverontwerp. Het werd ingezet vanaf slechts 41 meter boven Ryugu en wordt beschreven als een tuimelende dobbelsteen voor de manier waarop het landde. Nadat hij tot stilstand was gekomen, gebruikte hij zijn interne veerarm om naar een nieuwe locatie te springen. MASCOT had geen wielen.
DLR-wetenschappers konden het pad van MASCOT langs het oppervlak van Ryugu volgen door de beelden te onderzoeken die het had vastgelegd.
MASCOT's afbeeldingen tonen twee soorten rotsen, beide donker. Ze reflecteren minder dan 4,5% van het zonlicht, vergelijkbaar met houtskool. Type 1 is het donkerst, met verfrommelde, bloemkoolachtige oppervlakken. Type 2 zijn iets helderder, met scherpe randen en gladde, gebroken oppervlakken. Deze afbeeldingen en andere metingen kenmerken Ryugu als een "puinhoop" met zeer weinig samenhang.
De beelden van MAScam, de camera op de landingsschoen van een schoenendoos, tonen kleine heldere plekjes in de rotsen op Ryugu. Dit is vergelijkbaar met de oudste en zeldzaamste soorten meteorieten, koolstofhoudende chondrieten genaamd.
Deze klasse meteoriet is een van de oudste rotsen in het zonnestelsel en is een overblijfsel van de vorming van de eerste lichamen rond de jonge zon. Ze zijn wetenschappelijk belangrijk omdat ze aanwijzingen bevatten over de oorsprong van het zonnestelsel, aanwijzingen die bijna onmogelijk te vinden zijn op aarde.
Het zijn niet alleen MASCOT-afbeeldingen die Ryugu's puinhoopaard hebben blootgelegd. Andere experimenten hebben aangetoond dat Ryugu niet erg compact is. De gemiddelde dichtheid is 1,2 gram per cc, wat slechts iets dichter is dan waterijs. Maar aangezien de asteroïde bestaat uit rotsen van verschillende grootte van twee verschillende aard, betekent dit dat hij waarschijnlijk vol holtes zit. Als gevolg hiervan is Ryugu waarschijnlijk een tamelijk kwetsbaar lichaam.
Het lijkt te bestaan uit twee soorten rotsen en rotsblokken, en niets anders. En de twee soorten gesteenten zijn gelijkmatig verdeeld over het oppervlak van de asteroïde. Volgens Jaumann suggereert dit twee mogelijke oorzaken voor de asteroïde.
'Ten eerste', legt Jaumann uit in een persbericht, 'had Ryugu kunnen ontstaan na de botsing van twee lichamen van verschillende materialen. Als gevolg hiervan zou het zijn uiteengevallen voordat de fragmenten onder invloed van de zwaartekracht samenkwamen om een nieuw lichaam te vormen dat bestond uit de twee verschillende soorten gesteente. Als alternatief zou Ryugu het overblijfsel kunnen zijn van een enkel lichaam waarvan de binnenzones verschillende temperatuur- en drukomstandigheden hadden, wat resulteerde in de vorming van twee soorten gesteente. "
Er lijkt ook geen stof op Ryugu te zitten, een enigszins verrassend resultaat voor Jaumann en andere teamleden. Dit gebrek aan stof duidt volgens Jaumann op andere, complexe geofysische eigenschappen. Dit gebrek aan stof is vergelijkbaar met de asteroïde Itokawa, die Hayabusa 2's voorganger Hayabusa bezocht.
"Ryugu's hele oppervlak is bezaaid met rotsblokken, maar we hebben nergens stof ontdekt. Het zou aanwezig moeten zijn, vanwege het bombardement van de asteroïde door micrometeorieten gedurende miljarden jaren, en hun verweringseffect. Omdat de asteroïde echter een zeer lage zwaartekracht heeft - slechts een zestigste van die op het aardoppervlak - is het stof ofwel in holtes op de asteroïde verdwenen of in de ruimte ontsnapt. Dit geeft een indicatie van de complexe geofysische processen die plaatsvinden op het oppervlak van deze kleine asteroïde. ”
Ryugu is een bijna-asteroïde (NEA) en de nabijheid van de aarde is een van de redenen waarom JAXA het koos voor de Hayabusa 2-missie. Hoewel Ryugu zelf waarschijnlijk geen bedreiging vormt voor de aarde, kan het begrip ervan ons helpen ons beter voor te bereiden op andere NEA's die de aarde in de toekomst kunnen bedreigen.
In een persbericht vroeg Ralf Jaumann zich af hoe het zou zijn als een asteroïde vergelijkbaar met Ryugu de aarde zou benaderen. 'Als Ryugu of een andere soortgelijke asteroïde ooit gevaarlijk dicht bij de aarde zou komen en er moest een poging worden ondernomen om hem om te leiden, dan zou dat met grote zorg moeten gebeuren. In het geval dat het met grote kracht zou worden geraakt, zou de hele asteroïde, die ongeveer een half miljard ton weegt, in verschillende fragmenten uiteenvallen. Dan zouden veel afzonderlijke onderdelen van enkele tonnen een impact hebben op de aarde, 'zei Jaumann.
Alle ogen zijn nu gericht op het monsterretourgedeelte van de missie van Hayabusa 2. Het heeft met succes zowel oppervlakte- als ondergrondse monsters verzameld en ze zullen de aarde bereiken in december 2020. Maar MASCOT is ook een belangrijk onderdeel van de missie en het MASCOT-team is trots op wat ze hebben bereikt.
“De evaluatie van de MASCOT-experimenten levert zeer interessante resultaten op. Voor mij is het fascinerend om te zien wat deze kleine, hightech doos heeft bereikt op Ryugu, een asteroïde op 300 miljoen kilometer van de aarde ”, zegt Hansjörg Dittus, DLR-lid van de raad van bestuur voor ruimteonderzoek en technologie. "Met MASCOT hebben we een klein hoofdstuk over ruimtegeschiedenis geschreven met onze Japanse en Franse collega's."
Meer:
- Research Paper: Afbeeldingen van het oppervlak van asteroïde Ryugu laten rotsen zien die lijken op koolstofhoudende chondriet meteorieten
- Wikipedia: 162173 Ryugu
- JAXA: Hayabusa 2
- DLR Press Release: The near-Earth asteroid Ryugu - a fragile cosmic ‘rubble pile
