Onderzoekers van de NASA hebben precieze gegevens van het ruimtetuig OSIRIS-REx over de baan van de potentieel gevaarlijke asteroïde Bennu gebruikt om haar bewegingen beter te kunnen voorspellen tot het jaar 2300. De onderzoekers kunnen de kans op een botsing met de aarde nu beter inschatten en ze kunnen ook de baan van andere asteroïden beter voorspellen, zo staat in een nieuwe studie.
Gegevens ruimtetuig OSIRIS-REx laten toe baan van potentieel gevaarlijke asteroïde Bennu beter te voorspellen
Luc De Roy
Gepubliceerd:
"De missie van de Planetary Defense (Planetaire verdediging) van de NASA is het vinden en volgen van asteroïden en kometen die in de buurt van de aarde kunnen komen en een gevaar kunnen vormen voor onze planeet", zei Kelly Fast, de programma-manager voor het Near-Earth Object Observations Program van de NASA.
"We doen dit door voortdurend astronomische surveys uit te voeren die gegevens verzamelen om tot dan toe onbekende objecten te ontdekken en onze modellen voor hun banen te verfijnen. De missie van de Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer (OSIRIS-REx) heeft ons een buitengewone gelegenheid gegeven om die modellen te testen en te verfijnen. Dat helpt ons om beter te voorspellen waar Bennu zal zijn als de asteroïde meer dan een eeuw van nu de aarde dicht zal benaderen."
In 2135 zal Bennu de aarde benaderen tot op de helft van de afstand tussen de maan en de aarde. Hoewel de asteroïde op dat ogenblik geen gevaar zal vormen voor onze planeet, moeten wetenschappers het preciese traject van Bennu tijdens die ontmoeting kennen, om te kunnen voorspellen hoe de zwaartekracht van de aarde de baan van de asteroïde rond de zon en de kans op een botsing met de aarde in de verdere toekomst zal beïnvloeden.
Met behulp van het Deep Space Network en de allerlaatste computermodellen waren de onderzoekers in staat de onzekerheden over de baan van Bennu aanzienlijk te verminderen en de totale kans op een botsing met de aarde tot 2300 vast te stellen op 1 op 1.750 of 0,057 procent. Ze konden ook de meest waarschijnlijke datum waarop een botsing zou kunnen plaatsvinden identificeren als 24 september 2182, met een kans van 1 op 2.700 of zo'n 0,037 procent.
Hoewel de kans op een botsing met de aarde dus erg klein is, blijft Bennu een van de twee meest gevaarlijke bekende asteroïden, samen met de asteroïde 1950 DA.
OSIRIS-REx heeft op 10 mei van dit jaar Bennu verlaten en daarvoor heeft het ruimtetuig meer dan 2 jaar dicht in de buurt van de asteroïde doorgebracht en informatie verzameld over haar grootte - Bennu heeft een diameter van zo'n 500 meter -, haar vorm, massa, samenstelling, rotatie en het traject dat ze afgelegd heeft.
"De gegevens van OSIRIS-REx geven ons zoveel nauwkeurige informatie dat we de limieten van onze modellen kunnen testen en de toekomstige baan van Bennu met een grote mate van zekerheid kunnen voorspellen tot 2135", zei de leider van de studie Davide Farnocchia van het Center for Near-Earth Object Studies. "We hebben nog nooit een model van de baan van een asteroïde kunnen maken met een dergelijke precisie."
Bennu was al een van de best bestudeerde asteroïden, sinds haar ontdekking in 1999 is de asteroïde gevolgd door talloze gewone en radartelescopen, maar nu is dankzij OSIRIS-REx de kennis over haar baan verbeterd met een factor 20, zo zei Farnocchia op de persconferentie van de NASA waar de nieuwe studie is voorgesteld.
Gravitationele sleutelgaten
De precieze metingen van Bennu helpen om beter te bepalen hoe de baan van de asteroïde zal evolueren in de loop van de tijd en of ze door een 'gravitationeel sleutelgat' zal gaan als ze in 2135 dicht bij de aarde komt.
Die zwaartekracht-sleutelgaten zijn gebieden in de ruimte die Bennu in een baan naar een toekomstige botsing met de aarde zouden brengen als de asteroïde er op een bepaald ogenblik door zou gaan, en dat door het effect van de zwaartekracht van de aarde.
Om exact te berekenen waar de asteroïde zich zal bevinden in 2135 - en of ze door een gravitioneel sleutelgat zal gaan - evalueerden Farnocchia en zijn team verschillende soorten van kleine krachten die een invloed kunnen hebben op de asteroïde in haar baan rond de zon. Zelfs de kleinste kracht kan in de loop van de tijd haar baan aanzienlijk doen afwijken en ervoor zorgen dat ze door een sleutelgat gaat of het volledig mist.
Warmte van de zon
Onder die krachten speelt de warmte van de zon een cruciale rol. Tijdens de tocht van een asteroïde rond de zon, verwarmt het zonlicht de dagzijde. Omdat de asteroïde roteert, zal het opgewarmde oppervlak wegdraaien en afkoelen als het de nachtzijde wordt. Terwijl het afkoelt, geeft het oppervlak infrarode energie vrij, die een kleine hoeveelheid stuwkracht uitoefent op de asteroïde. Dat fenomeen wordt het Yarkosky-effect genoemd.
In de loop van een korte periode is die stuwkracht minuscuul, maar over een langere periode groeit het effect op de positie van de asteroïde aan en kan het een belangrijke rol spelen in het veranderen van de baan van de asteroïde.
"Het Yarkovsky-effect werkt in op alle asteroïden in alle maten en gewichten en tot nu toe was het nog maar van ver voor een klein deel van de asteroïden-populatie opgemeten. OSIRIS-REx heeft ons de eerste gelegenheid geboden om het in detail te meten tijdens de baan van Bennu rond de zon", zei Steve Chesley, mede-onderzoeker van de studie en senior onderzoeker aan het Jet Propulsion Laboratory (JPL).
"Het effect op Bennu is het equivalent van het gewicht van 3 druiven dat constant inwerkt op de asteroïde - uiterst klein, zeker, maar van betekenis om de kansen te berekenen van een botsing in de loop van de komende tientallen en honderden jaren."
Het team bekeek ook veel andere krachten die een verstorende invloed op de baan van Bennu zouden kunnen hebben, waaronder de zwaartekracht van de zon, de planeten en hun manen en meer dan 300 andere asteroïden, de weerstand die veroorzaakt wordt door interplanetair stof, de druk van de zonnewind en het feit dat Bennu soms deeltjes uitstoot.
De onderzoekers evalueerden zelfs de kracht die OSIRIS-REx uitgeoefend heeft op Bennu toen het ruimtetuig even de asteroïde geraakt heeft bij de 'Touch-and-Go (TAG) om stalen te nemen, om te zien of dat de baan lichtjes beïnvloed had. Dat bleek niet zo te zijn, wat eerdere schattingen bevestigde dat het effect van de staalname verwaarloosbaar was.
Een heel klein risico, een enorme winst
Hoewel een kans van 0,057 procent op een botsing tot het jaar 2300 en een kans van 0,037 procent op een botsing op 24 september 2182 erg klein is, onderstreept de studie de cruciale rol die OSIRIS-REx gespeeld heeft bij het precies uittekenen van de baan van Bennu.
"De gegevens over de baan van deze missie hebben ons geholpen om de kansen op een botsing met Bennu beter te evalueren en ze hebben onze kennis van potentieel gevaarlijke asteroïden verbeterd - een ongelooflijk resultaat" zei Dante Lauretta, de belangrijkste onderzoeker bij het OSIRIS-REx-project en een professor aan de University of Arizona.
"Het ruimtetuig is nu op weg naar huis met een kostbaar staal van dit fascinerende oude object, dat ons zal helpen niet alleen de geschiedenis van het zonnestelsel beter te begrijpen, maar ook de rol die het zonlicht speelt in het veranderen van de baan van Bennu, aangezien we de thermische eigenschappen van de asteroïde zullen kunnen meten tot op nooit eerder geziene niveaus in laboratoria op aarde", zo zei hij.
Overigens is op de persconferentie gezegd dat het grootste deel van de stalen zal voorbehouden worden voor toekomstige onderzoekers, zoals dat ook het geval is met de monsters die door de Apollo-missies van de maan werden meegebracht. De stalen zullen ook vergeleken worden met de stalen die de Japanse Hayabusa 2-sonde heeft teruggebracht van de asteroïde Ryugu.
De studie van het OSIRIS-REx-tem is gepubliceerd in het tijdschrift . Dit artikel is gebaseerd op een persbericht van de NASA en de persconferentie over de studie.
