Titanenmissie komt ten einde met duik in Saturnus

Inmiddels zijn we twintig jaar verder. Volgens NASA – die graag met getallen strooit – hebben ruimtesonde Cassini en de Huygens-lander in totaal ruim 450.000 foto’s gemaakt, meer dan 635 gigabyte aan wetenschappelijke data verzameld en bijna 4000 wetenschappelijke artikelen opgeleverd. Cassini draaide hiervoor 294 keer om Saturnus heen, waarbij hij 162 keer dichtbij een van de manen vloog. Bovendien ontdekte hij zes nieuwe maantjes. Huygens landde in 2005 als eerste sonde op een hemellichaam voorbij Venus en Mars.

Vragen beantwoorden én oproepen

Dat Cassini en Huygens veel nieuwe informatie zouden opleveren was vrijwel zeker. Drie Amerikaanse sondes, waaronder de Voyagers, hadden de gasreus weliswaar al bezocht rond 1980, maar scheerden er met een rotvaart langs. Cassini zou Saturnus en zijn tientallen manen in detail en over een lange periode onderzoeken. Wetenschappers hadden genoeg vragen: Hoe werkt de atmosfeer van Saturnus? Wat zit er onder die dikke ondoorzichtige atmosfeer van de grootste maan Titan? Hoe zijn die gigantische ringen ontstaan? Heeft Saturnus een vaste kern?

Op een deel van die vragen gaven Cassini en Huygens antwoord. De missie leverde belangrijke informatie voor het beter begrijpen van de stormen en stromingenpatronen in de complexe atmosfeer van de planeet. Cassini bracht het oppervlak van Titan met radar in beeld en in 2005 daalde de lander af naar het ijzige oppervlak. De ringen waren nog nooit van zo dichtbij gefotografeerd; Cassini legde een complex spel van zwaartekrachtverstoringen door de maantjes bloot. Stuk voor stuk ontdekkingen van formaat.

Wetenschappers stonden pas echt te kijken toen Cassini zijn instrumenten op het maantje Enceladus richtte. Daar zagen ze in 2005 gigantische geisers die water tientallen kilometers omhoog spuwen. In de jaren daarna manoeuvreerden de wetenschappers de sonde een aantal keer door zo’n waterpluim heen. In 2015 werd daarbij waterstof gemeten, een sterke aanwijzing dat er zich ergens in de ondergrondse diepzee van het maantje warmtebronnen bevinden. Het wordt vaak genoemd als een van de grootste ontdekkingen van Cassini.

Landen op Titan

Wat Lucas Ellerbroek (1984), sterrenkundige aan de Universiteit van Amsterdam, precies deed op het moment dat Cassini werd gelanceerd? Hij weet het niet meer. “Ik zat in de brugklas, en ik was niet met astronomie bezig.” Inmiddels is dat anders. “Ik ben de missie in de loop der jaren op de voet gaan volgen, en heb in recente jaren steeds erg uitgekeken naar nieuwe beelden en informatie die de ruimtesonde naar de aarde stuurde.”

Ellerbroek zegt dat de missie uniek is door de lange tijdsduur en de enorme diversiteit van de plekken die Cassini bezocht. Iedere van de meer dan zestig manen is een unieke wereld. “De kers op de taart is de landing op Titan begin 2005”, zegt hij. De ruim driehonderd kilo zware Huygens-lander werd op 25 december 2004 losgekoppeld en vloog in drie weken tijd naar het oppervlak van Titan, dat vanuit de ruimte gezien schuilgaat onder een dikke ondoorzichtige atmosfeer.

De Huygens-lander was ontworpen om op zowel vaste als vloeibare ondergrond te landen. Wel zo handig, want zoals Cassini met radarmetingen bevestigde bestond het oppervlak uit een aaneenschakeling van meren van methaan en ethaan. Stoffen die op aarde gasvormig zijn, maar in de ijzige kou van Titan vloeibaar. Uiteindelijk landde Huygens op een vaste ondergrond en functioneerde daar ruim een uur waarin hij foto’s, informatie over temperatuur, luchtdruk en de aanwezige materialen terugstuurde. De signalen van Huygens werden door Cassini naar de aarde gestuurd. Door een programmeerfout luisterde Cassini overigens niet naar alle radiofrequenties: de helft van de door Huygens gestuurde data gingen helaas verloren.

Grote finale

Cassini kon niet alle vragen van wetenschappers beantwoorden. Sterker nog, zoals wel vaker bij ruimtemissies: er zijn er waarschijnlijk meer bijgekomen dan beantwoord. Een van die openstaande vragen is of er in de diepten van Saturnus een vaste kern zit. Zusterplaneet Jupiter is veel zwaarder dan Saturnus, en van die planeet denken astronomen dat hij een vaste kern heeft. Bij Saturnus is dat onduidelijker. De ringen van Saturnus zouden via zwaartekrachtinteracties beïnvloed worden door een vaste kern, en ook het magneetveld om de planeet heen kan een vaste kern verraden. Dat is tot nu toe niet gebeurd.

Misschien dat metingen tijdens de ‘grote finale’ nog aanwijzingen opleveren, wanneer de sonde tussen Saturnus en zijn ringen doorschiet en uiteindelijk in de atmosfeer van Saturnus verbrandt. Verwacht daarbij geen spectaculair live-beeld van Cassini die zinderend door de atmosfeer van Saturnus schiet. De camera’s gaan uit. Wel verzamelen instrumenten, zoals temperatuur- en druksensoren, zo lang mogelijk data en sturen het terug naar de aarde.

“Het einde van een missie is een emotioneel moment voor de betrokkenen”, zegt Ellerbroek. “Ga maar na, deze missie is twintig jaar geleden gelanceerd en was ruim tien jaar daarvoor al in de planning. Voor sommigen is dit het levenswerk. Ik was zelf in de controlekamer toen vorig jaar de laatste piepjes van de Rosetta-sonde werden ontvangen. Dat was een indrukwekkend moment, alsof er een patiënt overleed.”

Nieuwe bezoeken

Is er een leven na Cassini? Gaan er binnenkort meer ruimtesondes naar de grote planeten aan de buitenkant van ons zonnestelsel? Jupiter heeft net bezoek van de Amerikaanse Juno-sonde, en de Europese ruimtevaartorganisatie ESA bereidt JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) voor, ook een missie naar Jupiter – de binnenste van vier gasreuzen, op ongeveer de helft van de afstand tot de zon als Saturnus.

Voor Saturnus zijn de plannen onzekerder. Er zijn voorzichtige ideeën voor missies naar bijvoorbeeld de geisers van Enceladus. “Maar het vinden van genoeg geld is moeilijk, zeker als er op die plekken al missies zoals Cassini waren. We zijn er toch al geweest, zeggen de mensen dan”, aldus Ellerbroek. “Maar wetenschappelijk gezien moeten we echt iets doen met Enceladus. Het is in ons zonnestelsel een van de meest veelbelovende plekken voor het vinden van buitenaards leven.”