De Chinese ruimtesonde Tianwen-1, die zich in een baan om Mars bevindt, heeft een ongekende doorbraak bereikt door gedetailleerde beelden vast te leggen van de interstellaire komeet 3I/ATLAS. Deze beelden zijn verkregen vanuit een afstand van ongeveer 29 miljoen kilometer van het aardoppervlak van Mars en markeren de eerste observatie van een object van buiten ons zonnestelsel vanuit de rode planeet.
3I/ATLAS is het derde object met een interstellaire oorsprong dat door astronomen is bevestigd. Het werd voor het eerst geïdentificeerd in juli door diverse grondobservatoria. De hyperbolische baan en de hoge snelheid van ongeveer 58 kilometer per seconde maken duidelijk dat het object niet afkomstig is uit ons zonnestelsel, waardoor het een grote wetenschappelijke interesse heeft voor ruimteagentschappen wereldwijd.
Geavanceerde Technieken voor Snelle Doelwitten
Om beelden van de komeet 3I/ATLAS vast te leggen, was een complexe aanpassing van de instrumenten van de Tianwen-1-sonde noodzakelijk. Deze instrumenten waren aanvankelijk niet ontworpen om snelbewegende en kleine, donkere doelwitten te volgen. De hoge resolutie HiRIC-camera, oorspronkelijk bedoeld om het oppervlak van Mars in kaart te brengen, vereiste aanpassingen aan de software om het object nauwkeurig te kunnen volgen. Ingenieurs hebben korte blootstellingssequenties van slechts 30 seconden gebruikt om te voorkomen dat de hoge snelheid van zowel de sonde als de komeet de beelden vertroebelden.
Het succes van de operatie hing ook af van precisiebewegingen van de sonde en zorgvuldig thermisch beheer van de apparatuur tijdens het richten. Het verzenden van data naar het controlecentrum in Beijing was een andere uitdaging die moest worden overwonnen om ervoor te zorgen dat de informatie ongeschonden voor verwerking arriveerde. De beelden onthullen een rotsachtige kern met een geschatte diameter van 5,6 kilometer, omgeven door een uitgestrekte gascoma die zich over duizenden kilometers in de ruimte uitstrekt, wat getuigt van de sublimatie van ijs onder invloed van zonnestraling.
Wat de Beelden Onthullen
De foto’s die door de Chinese sonde zijn gemaakt, tonen de komeetkern in een roodachtige tint, wat duidt op de aanwezigheid van organisch rijke stoffen op het oppervlak. De coma, een diffuse wolk van gas en stof rondom de kern, lijkt zeer actief, wat wijst op een sterke ijsverdamping bij het dichterbij komen van de zon. Een stof- en gasstaart, bekend als de ‘staart’, strekt zich meer dan 56.000 kilometer uit, aangedreven door de druk van de zonnestraling.
Voorlopige spectroscopische analyses, gebaseerd op de verzamelde gegevens, hebben al de aanwezigheid van waterijs, kooldioxide en mogelijk sporen van koolmonoxide in de samenstelling van de komeet gedetecteerd.
Een Gecoördineerde Ruimtemissie
De studie van komeet 3I/ATLAS is niet beperkt tot China, maar omvatte mondiale samenwerking tussen verschillende ruimteagentschappen met apparatuur in een Marsbaan. De Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) heeft gebruik gemaakt van haar Mars Express en ExoMars Trace Gas Orbiter om de gasemissies van de komeetcoma te analyseren, en verstrekte aanvullende gegevens die samen met de beelden van Tianwen-1 een driedimensionaal beeld van het fenomeen bieden. Ook NASA was actief betrokken, met de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) die zeer hoge resolutiebeelden van de komeetkern heeft vastgelegd.
Terwijl de rover Perseverance vanuit het Marsoppervlak het object in de gaten probeerde te houden, heeft de Hope-sonde van de Verenigde Arabische Emiraten de mogelijke interacties tussen de staart van de komeet en de hoge atmosfeer van de planeet waargenomen. Deze gecoördineerde observaties zijn essentieel voor het verfijnen van modellen over de baan en de niet-gravitationale krachten die op deze interstellaire bezoekers inwerken.
Planning en Uitvoering van de Manouver
De planning van de observatie van 3I/ATLAS begon maanden voordat de trajectory werd bevestigd. Ingenieursteams hebben uitgebreide simulaties uitgevoerd om de exacte baan en de lage helderheid van de komeet te voorspellen, zodat de sonde adequaat op deze uitdaging voorbereid kon worden. Strenge telemetrietests zijn uitgevoerd om een veilige en stabiele transmissie van de beelden over een afstand van bijna 30 miljoen kilometer te waarborgen.
Gevolgen voor Toekomstige Missies
Deze succesvolle operatie valideert protocollen voor het volgen van snel en lichtgevoelig doelwitten die essentieel zullen zijn voor toekomstige missies. De lessen die zijn geleerd van de observatie van 3I/ATLAS worden al toegepast in de planning van de Tianwen-2-missie, die is gepland om monsters van asteroïden te verzamelen.
Historie van de Tianwen-1 Missie
De Tianwen-1 missie werd gelanceerd in juli 2020 en kwam in februari 2021 in een baan om Mars, wat een belangrijke stap vertegenwoordigt voor het Chinese ruimteprogramma. Naast de orbiter omvatte de missie ook de rovers Zhurong, die de Utopia Planitia-vlakte op het Marsoppervlak gedurende ongeveer één aardse jaar heeft verkend.
