De Comet Interceptor missie
De Europese Ruimtevaartorganisatie, ESA, bereidt de Comet Interceptor missie voor om een nieuwe komeet te bezoeken. Na het geslaagde verblijf van Rosetta bij komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko valt er immers nog veel te leren over kometen! Terwijl 67P een “oude” komeet was met een matige activiteit, die al heel wat jaren op de teller heeft in de binnenste regionen van ons zonnestelsel, is het nu de bedoeling om een “nieuwe” komeet te bezoeken, eentje dat voor het eerst in de buurt van de zon komt.
Het ruimtetuig zal op een “parkeerplaats” in de ruimte (het zon-aarde L2 punt) wachten tot zoektelescopen op aarde (bv. de LSST) een dergelijke nieuwe komeet hebben gevonden op het moment dat die zich nog ver van de zon bevindt. Op dat ogenblik zal Comet Interceptor zijn reis beginnen naar een ontmoetingspunt met de komeet, niet al te ver van de aardbaan verwijderd. Het gaat hierbij om een passage langs de komeet met een relatieve snelheid ergens tussen 10 en 70 km/s.
De COMPLIMENT-sondes
Van een nieuwe komeet verwacht met dat ze erg actief is, met een uitgebreide atmosfeer van stof, gas, en plasma (elektrisch geladen deeltjes), dus best verschillend van 67P. Comet Interceptor bestaat uit een moederschip en twee sub-satellieten die losgelaten worden kort voor de passage langs de komeet. Dit zal voor het eerst gelijktijdige metingen van de komeetomgeving mogelijk maken op verschillende posities.
Eén van de instrumenten aan boord van het moederschip is COMPLIMENT. Dit instrument gebruikt twee sensoren voor het meten van de elektrische eigenschappen van het plasma. Elke sensor is een holle bol uit aluminium met een diameter van 8 cm en wanden van slechts 0.3 mm dik, gemonteerd op een mast van ongeveer 1 meter lang. Deze sensoren meten het elektrisch veld en elektrische golven in de plasma-omgeving van de komeet, waaruit een aantal sleutelkenmerken van het plasma kunnen worden afgeleid. BIRA bouwt de sensoren, terwijl collega’s uit Frankrijk (LPC2E, Orléans) en Zweden (IRF, Uppsala en Kiruna) voor de elektronica zorgen.
Het risico op impact door stofdeeltjes
De komeet zal aan hoge snelheid langs het ruimtetuig vliegen. Stofdeeltjes afkomstig van de komeet zullen daarom ook aan hoge snelheid op het ruimtetuig en op de COMPLIMENT sensoren botsen. Een dergelijke botsing gebeurt met zoveel energie dat ze kan zorgen voor aanzienlijke schade, afhankelijk van de grootte van het stofdeeltje.
We hebben een model gemaakt dat de geaccumuleerde schade inschat. Wanneer zeer kleine stofdeeltjes (< 0.001 mm) met de sensoren botsen creëren ze kleine putjes en onregelmatigheden in het aluminium oppervlak. Daarbij verdampt het stofdeeltje en een deel van het aluminium en er wordt een plasma-wolkje gevormd. De eigenschappen daarvan worden door de sensor geregistreerd. Dat is wetenschappelijk gezien interessant, omdat we op deze manier iets te weten komen over het aantal zeer kleine stofdeeltjes.
Botsingen met iets grotere deeltjes (> 0.050 mm) kunnen gaatjes in de wand van de sensor veroorzaken, waardoor de sensor progressief slechter werkt. Nog grotere deeltjes kunnen fataal zijn. Het risico hangt af van:
- de hoeveelheid stofdeeltjes van verschillende grootte
- de snelheid van de komeet
- de afstand waarlangs Comet Interceptor langs de komeet vliegt.
Die afstand kan de vluchtleiding nog kiezen kort voor de ontmoeting met de komeet. Enerzijds wil men ver genoeg blijven om botsingsrisico’s te beperken, maar anderzijds wil men dicht bij de komeet passeren om gedetailleerde foto’s van de komeet te kunnen maken en om de nabije omgeving van de komeet te kunnen onderzoeken.
Perspectieven
Verdere verfijningen van het stof-impact model zijn nodig om te plannen hoe het instrument best ingezet kan worden en om het risico op fatale botsingen beter te kunnen inschatten.
Wil je er meer over weten?
Snodgrass, C., and Jones, G.H. (2019). The European Space Agency’s Comet Interceptor lies in wait. Nature Communications, 10, A5418. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13470-1 
