Zaterdagochtend om 11:34 staat de lancering van NASA’s Lucy missie op een Atlas V raket gepland. Deze missie gaat maar liefst 7 objecten bezoeken: 1 asteroïde uit de asteroïdengordel en 6 zogenaamde Trojanen die “rondhangen” in de baan voor en achter Jupiter. Waarom is NASA zo geïnteresseerd om opnieuw zulke kleine objecten te bezoeken?
De reden is omdat de Trojanen belangrijke antwoorden kunnen leveren over het ontstaan van ons zonnestelsel. In de afgelopen jaren is namelijk het vermoeden gegroeid dat de grote planeten in ons zonnestelsel niet altijd op hun huidige afstand tot de zon in hun baan hebben gedraaid. Er zijn aanwijzingen dat Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus vlak na hun ontstaan dichter bij de zon en dichter elkaar stonden, maar later uit elkaar bewogen zijn. Dit wordt het “Nice model” genoemd. (Er wordt in de laatste versies van het Nice model zelfs ingecalculeerd dat er een vijfde grote planeet is geweest die uitgestoten is door de andere vier.)
Deze migraties van de grote planeten zou een aantal gevolgen hebben gehad. Een ervan is dat objecten in de Kuiper gordel en de Oortwolk (de herkomst van veel kometen) door de verhuizing van Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus, tot ver van de zon verspreid zijn. Alle deze objecten? Nee. Er waren een paar objecten die ingevangen werden door de zwaartekracht van onder andere Jupiter en Neptunus en terecht kwamen in de lagrangepunten rond die planeten. Dat zijn punten waar de invloed van de zwaartekracht van Jupiter/Neptunus en de zon even groot is.
En dat is waarom NASA geïnteresseerd is in deze objecten. Ze zouden niet alleen kunnen vertellen of het Nice model klopt, maar ook – als het model klopt – waar dit vroege materiaal van ons zonnestelsel uit bestond. Daarom bezoekt de Lucy missie 6 zeer uiteenlopende objecten onder deze Trojanen.
Na twee vluchten langs de Aarde zal Lucy eerst de asteroïde 52246 Donaldjohanson aan doen op 20 april 2025. Dat is geen Trojaanse asteroïde. Deze 4 km grote asteroïde lag toevallig op het traject. De naam is overigens geen toeval. De paleontoloog Donald Johanson ontdekte in 1974 het skelet van een 3,2 miljoen jaar oude Australopithecus, een verre voorloper van Homo sapiens, de mens dus. Hij noemde het skelet Lucy. Het is genoemd naar de Beatles song “Lucy in the Sky with Diamonds”. Dat nummer speelde op dag dat ze Lucy vonden bij de opgravingen.
NASA’s Lucy missie moet doen voor de kennis over het ontstaan van ons zonnestelsel, wat de vondst van Lucy in 1974 deed voor onze kennis van het ontstaan van onze soort. Toen het team van NASA’s Lucy missie berekende dat het ruimteschip langs een toen nog ongenoemde asteroïde zou vliegen, hebben ze de ontdekker van de asteroïde gevraagd of hij het naar Donald Johanson wilde vernoemen.
Op 12 augustus 2027 ontmoet de Lucy missie de eerste Trojaanse asteroïde: Eurybates en zijn maan Queta. Deze asteroïde is mogelijk het resultaat van een botsing in de Trojanen. Een maand later al, op 15 september 2027, komt Lucy langs Polymele, een rode gekleurde Trojaan. Mogelijk is deze rijk aan organische stoffen. Op 18 april 2028 vliegt Lucy langs Leucus. Leucus is bijzonder omdat het traag om zijn as draait: 466 uur per rotatie. Andere Trojanen roteren in enkele uren. De laatste Trojaan in het L4 lagrangepunt dat Lucy aan doet, is Orus. Het zou kunnen dat Orus eigenlijk binair is, dus 2 objecten.
Dan gaat Lucy via een vlucht langs de Aarde op 26 september 2030 op weg naar het L5 punt in de baan van Jupiter. Het ontmoet op 2 maart 2033 de Trojanen Patroclus en Menoetius. Dit zijn de grootste Trojanen die Lucy tegenkomt: 113 en 104 km. Patroclus en Menoetius draaien op slechts 680 km van elkaar om hun gezamelijke zwaartepunt.
Opvallend aan de Lucy ruimtesonde zijn de twee grote zonnepanelen. Deze zijn ieder 6 meter in doorsnede. Lucy heeft zulke grote zonnepanelen wel nodig, omdat de lichtopbrengst op de afstand van Jupiter tot de zon best gering is. Ook opmerkelijk is dat Lucy geen ionenmotoren heeft. Vrijwel elke missie naar de asteroïden had ionenmotoren voor de voortstuwing. Maar het Lucy team zegt deze niet nodig te hebben. Lucy zal dan ook alleen langs de objecten vliegen (niet in een baan komen). Door Lucy zaterdag in een keer de juiste richting in te sturen, is alleen af en toe een geringe koerscorrectie nodig om alle 7 objecten aan te doen.
Lucy zal snel langs de te onderzoeken hemellichamen vliegen. Dus dat onderzoek moet vrij snel gaan. Daarom heeft Lucy een platform dat 3 instrumenten kan richten op het hemellichaam waar Lucy langs vliegt. Lucy hoeft dus zelf niet steeds te draaien om met de camera’s een object in beeld te brengen. De drie instrumenten die Lucy meebrengt, zijn nieuwe versies van soortgelijke instrumenten die New Horizons ook had.
L’LORRI is een hoge resolutie camera. Het kan vanaf een afstand van 1000 km objecten van 70 meter in beeld brengen. L’Ralph is een multispectrale camera die de samenstelling van de objecten kan vaststellen. L’TES doet temperatuurmetingen. Daarmee kunnen we zien hoe snel gesteente op het oppervlak opwarmt. Gesteente dat snel opwarmt is poreuzer. Het oudste materiaal van het zonnestelsel is zeer poreus omdat het ontstond bij heel weinig zwaartekracht.
L’TES heeft trouwens een kleine diamand die het licht splitst in het instrument. Dus Lucy is na de lancering echt “in the sky with diamonds”. Of ieder geval 1 diamant.
Bronnen:
https://www.ulalaunch.com/missions/next-launch/atlas-v-lucy
https://en.wikipedia.org/wiki/Lucy_(spacecraft)
Coverafbeelding: Southwest Research Institute