Ruimtevaart

Met ruimtesonde Lucy gaat Nasa de Trojanen van Jupiter verkennen

Deze maand vertrekt ruimtesonde Lucy naar de Trojanen. Drie vragen over de missie naar deze mysterieuze miniwerelden in de baan van planeet Jupiter.

Ruimtesonde Lucy, september 2021 in de Astrotech Space Operations Facility, Florida.  Beeld Hollandse Hoogte / Zuma Press
Ruimtesonde Lucy, september 2021 in de Astrotech Space Operations Facility, Florida.Beeld Hollandse Hoogte / Zuma Press

Planeten en manen: oké. Maar wat zijn Trojanen?

Hij staat op bijna 800 miljoen kilometer afstand van het gloeiend hete oppervlak van de zon: gasreus Jupiter, de grootste planeet van het zonnestelsel. Zijn baan om de zon deelt hij met 79 manen, maar óók met een reusachtige verzameling van naar schatting ruim een miljoen (!) andere hemellichamen. Dat zijn de Trojanen.

Van die miljoen miniwerelden hebben we er sinds 1906, toen de Duitse astronoom Max Wolf de eerste Trojaan (588 Achilles) ontdekte, ruim 9.800 gecatalogiseerd. Ze zijn verdeeld over twee ‘kampen’ – eentje vóór de planeet, en eentje erachter, op de locaties van twee lagrangepunten. Dat zijn plekken waar (onder meer) de zwaartekracht van Jupiter en die van de zon elkaar opheffen, zodat hun gravitationele touwtrekwedstrijdje eindigt in een gelijkspel. Het gevolg is dat de Trojanen keurig met de planeet om de zon bewegen, alsof ze meewandelen aan een kosmische hondenriem.

Alle planeten hebben zulke lagrangepunten en kunnen daarom dus ook Trojanen hebben, inclusief de aarde. Onze planeet heeft er (waarschijnlijk) twee, buurplaneet Mars negen. Maar Jupiter is de afgetekende Trojanenkampioen. Die Jupiter-Trojanen krijgen steevast namen van figuren uit de Griekse mythologie, verbonden met de Trojaanse oorlog, keurig verdeeld over de twee kampen: Trojaanse helden vind je in de groep áchter Jupiter, Griekse in de groep die voor de planeet uit beweegt.

Alle Trojanen, welke naam ze ook hebben, zijn planetoïden, kosmische rotsblokken die je als een soort miniplaneet mag beschouwen. Het zijn de overgebleven klonten uit de beslagkom waarin moeder natuur ruim 4,5 miljard jaar geleden de aarde en overige planeten kneedde. Tegenwoordig zijn die klonten kleine tot middelgrote hemellichamen vol steen en ijzer, die je verspreid door het zonnestelsel kunt vinden.

De grootste verzameling zit gevangen in de planetoïdengordel, vanaf de zon gezien nét voorbij de baan van buitenste rotsplaneet Mars. Van de ruimtestenen die uiteindelijk op aarde vallen (als meteorieten) is naar schatting 99,8 procent uit die gordel afkomstig.

Maar het zonnestelsel kent met de Trojanen nog een andere grote verzameling ruimtestenen. En hoewel mensen Jupiter met verschillende onbemande ruimtemissies hebben bezocht en ook de planetoïdengordel al eens als bestemming kozen, is geen enkele missie nog bij de Trojanen geweest. Tot nu.

Wat hopen astrofysici bij de Trojanen te ontdekken?

Lucy, vernoemd naar het beroemde fossiel van een verre menselijke voorouder, moet net als haar naamgenoot ons begrip van de evolutie verdiepen. Alleen gaat het in dit geval niet om de evolutie van mensen of dieren, maar van de zon en haar planeten.

Planetoïden zoals de Trojanen kunnen wetenschappers onder meer iets vertellen over hoe water en complexe organische moleculen, basisingrediënten van het leven, zich door het zonnestelsel hebben verspreid. Ook kunnen ze onthullen in welke volgorde de gebeurtenissen uit het verleden van het zonnestelsel zich afspeelden. Bovendien hopen wetenschappers te ontdekken waarom de Trojanen vooral ‘donkere’ planetoïden bevatten, terwijl de planetoïdengordel een veel grotere diversiteit aan typen bevat.

Astronomen vermoeden overigens dat de Trojanen bij Jupiter hoofdzakelijk afkomstig zijn van het buitengebied van het zonnestelsel en overblijfselen zijn van de vorming van gasreuzen als Jupiter en Saturnus. Ze zijn waarschijnlijk vroeg in de zonnestelselhistorie op hun huidige locatie terechtgekomen, toen de gasreuzen aan de wandel door de ruimte gingen en de omgeving met hun zwaartekracht flink overhoop haalden.

Welke hemellichamen gaat Lucy bezoeken?

Over drieënhalf jaar (ruimtereizen is een kwestie van lange adem), op 20 april 2025 om exact te zijn, vliegt de ruimtesonde Lucy langs planetoïde ‘(52246) Donaldjohanson’, vernoemd naar de antropoloog die samen met collega’s het fossiel Lucy ontdekte. Het ruimterotsje met een doorsnede van 4 kilometer woont in de planetoïdengordel vlak bij Mars. De sonde probeert daar haar onderzoeksinstrumenten alvast uit.

Nasa-impressie van de ruimtesonde Lucy die Eurybates, een van de Trojanen van Jupiter, passeert.   Beeld Hollandse Hoogte / AFP
Nasa-impressie van de ruimtesonde Lucy die Eurybates, een van de Trojanen van Jupiter, passeert.Beeld Hollandse Hoogte / AFP

Na het bezoek aan Donaldjohanson doet Lucy nog zes Trojanen aan. Op 12 augustus 2027 staat de eerste, ‘(3548) Eurybates’, op de agenda. Die Trojaan heeft een diameter van 64 kilometer en een maantje (Queta) van grofweg 1 kilometer. Het is een planetoïde van type C, zoals astronomen dat zeggen: eentje die relatief veel koolstof bevat. Dat type is bij de Trojanen relatief zeldzaam, terwijl ze in de planetoïdegordel juist vaak voorkomen. Waarom is onbekend.

Een grove maand later volgt de tweede bestemming in het Griekse kamp: ‘(15094) Polymele’, met een diameter van 21 kilometer. Dat is een planetoïde van type P, een zeer donkere ruimtesteen die waarschijnlijk complexe organische moleculen bevat en misschien ook waterijs. Het is voor het eerst dat een missie zo’n P-type van dichtbij bekijkt.

Op 18 april 2028 komt Lucy vervolgens aan bij planetoïde ‘(11351) Leucus’, 34 kilometer groot en van type D. Dat type is vrij zeldzaam, mogelijk omdat ze bij botsingen met andere planetoïden verpulveren, of zodanig van samenstelling veranderen dat ze daarna tot een ander type behoren.

Op 11 november 2028 volgt dan nog ‘(21900) Orus’, 51 kilometer groot en eveneens van type D, waarna Lucy begint aan de oversteek naar het Trojaanse kamp. Daar vliegt de sonde op 2 maart 2033 langs het planetoïdenpaartje ‘(617) Patroclus’ en ‘Menoetius’, respectievelijk 113 en 104 kilometer groot, beiden van type P.

En dan zit de missie erop, al blijft de sonde daarna nog minimaal 600 duizend jaar rondjes om de zon trekken. Althans, als niemand haar voor die tijd komt ophalen, zoals het team fantaseert op de officiële missiewebsite: ‘misschien zullen mensen zich ooit door het zonnestelsel verspreiden en Lucy bergen als relikwie uit de vroege periode van de verkenning van het zonnestelsel.’ Gebeurt dat niet, dan wacht de sonde in de verre, verre toekomst een eenzaam lot: ze wordt dan óf uit het zonnestelsel geslingerd óf vliegt recht de zon in.

Meer over