Hoe kom je bij Mercurius? In het geval van ruimtesonde MESSENGER is het antwoord op die vraag knap ingewikkeld. De sonde is van augustus 2004 tot maart 2011 bezig geweest met zijn reis, waarbij hij één keer langs de aarde, twee keer langs Venus en drie keer langs Mercurius zelf is gescheerd. Nu is hij in een mooie baan rond de kleinste planeet terecht gekomen. Het is niet de eerste keer dat een ruimtesonde een direct beeld van Mercurius heeft, maar wel de eerste keer dat er één in een baan om de planeet draait. MESSENGER gaat op zoek naar nieuwe kennis over het kleine, bijzondere planeetje.
De grootste uitdaging bij het ontwerpen van MESSENGER was de extreme hitte in de buurt van Mercurius. Zo dicht bij de zon is de intensiteit van het daglicht elf keer zo groot als hier op aarde, en kan de temperatuur oplopen tot een verzengende 450°C. De meetapparatuur aan boord van MESSENGER functioneert echter het best op lage temperatuur. Nu kan je de apparatuur natuurlijk koelen, met vloeibare stikstof bijvoorbeeld, maar koelmiddelen zouden opraken zodat MESSENGER binnen de kortste keren nutteloos zou worden. Daarom kreeg de ruimtesonde een geavanceerde isolatie mee. Het keramische materiaal waar zijn omhulsel van gemaakt is, kan het zonlicht zo goed tegenhouden dat het binnenin MESSENGER nooit warmer wordt dan een aangename aardse kamertemperatuur.
Vragen beantwoorden
In het koele binnenste van de sonde zitten zes specialistische meetinstrumenten, een zevende steekt aan een 3,6 meter lange stok uit. Hiermee zal MESSENGER zes verschillende eigenschappen van Mercurius gaan bestuderen. Ten eerste willen de ontwerpers van MESSENGER weten hoe het oppervlak van Mercurius er precies uitziet. Hoe groot zijn de hoogteverschillen, en is er op de polen (die nooit direct zonlicht ontvangen) misschien ijs te vinden? De tweede vraag is waar Mercurius van gemaakt is; welke mineralen komen er voor, en zijn er misschien magnetische gesteentes?
Hoewel Mercurius te klein is om een dichte atmosfeer vast te houden, komen er toch gassen voor aan zijn oppervlak. De derde vraag is welke gassen dat zijn, en in welke hoeveelheden ze voorkomen. Ten vierde willen de onderzoekers graag weten waaruit het binnenste van de planeet bestaat. Door heel nauwkeurig te meten hoeveel zwaartekracht Mercurius op MESSENGER uitoefent, kunnen we daar een beeld van schetsen.
NASA/MESSENGER
Meetinstrumenten aan boord
MDIS (Mercury Dual Imaging System) zal een topografische landkaart van Mercurius maken. GRNS (Gamma-Ray and Neutron Spectrometer) meet gammastraling en neutronen van de planeet om radioactieve elementen en magnetisch gesteente te ontdekken. MAG (Magnetometer) brengt het magnetische veld van de planeet in kaart en speurt naar magnetische rotsformaties. MLA (Mercury Laser Altimeter) maakt met behulp van lasermetingen een nauwkeurige hoogtekaart van de planeet. MASCS (Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer) bestudeert de samenstelling van gassen en mineralen op Mercurius. EPPS (Energetic Particle and Plasma Spectrometer) meet geladen deeltjes in de magnetosfeer. RS (Radio Science) meet kleine verschillen in de snelheid van de ruimtesonde, om het zwaartekrachtveld en zo de samenstelling van de planeet in kaart te brengen.
Onmogelijk magnetisch veld
Misschien wel de interessantste eigenschap van Mercurius is zijn krachtige magnetische veld. Twee apparaten aan boord van de ruimtesonde zijn speciaal op dat veld gericht. Een magnetometer gaat de vorm en sterkte van het magnetische veld in kaart brengen, meetinstrument EPPS gaat op zoek naar de verdeling van geladen deeltjes in de magnetosfeer van de kleine planeet. Het magnetische veld van Mercurius is raadselachtig omdat de planeet te klein is om zelf een magnetisch veld op te wekken.
Wetenschappers hebben twee theorieën over de herkomst van het veld. De eerste stelt dat er in de kern van Mercurius behalve ijzer en nikkel ook een kleine hoeveelheid zwavel voorkomt, die de vorming van een vloeibare kern mogelijk maakt. Een vloeibare kern is nodig voor het opwekken van een magnetisch veld rondom een planeet, zoals bijvoorbeeld op de aarde gebeurt.
De tweede theorie gaat ervan uit dat Mercurius vroeger groot genoeg was om een magnetisch veld op te wekken, en dat het veld dat we nu meten, veroorzaakt wordt door gesteente dat het oude veld heeft ‘onthouden’. Of één van de twee verklaringen juist is zal dankzij MESSENGER mogelijk snel blijken.
Na zijn reis van zesenhalf jaar is het nu tijd om uit te vinden wat MESSENGER allemaal kan ontdekken. Naar verwachting zal de sonde ongeveer een jaar lang rond Mercurius cirkelen en meetresultaten doorgeven. Het ziet ernaar uit dat alle meetinstrumenten het prima doen. De geheimen van de kleine, hete raceplaneet Mercurius liggen dus eindelijk binnen handbereik.
Lees meer over het zonnestelsel op Kennislink:
Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/zonnestelsel/planeten/index.atom?m=of", “max”=>"10", “detail”=>"minder"}