Een missie naar de nog nooit door de mensheid bezochte lokale interstellaire ruimte zou een schat aan informatie kunnen opleveren.
Het is 2012 als Voyager 1 – als eerste ruimtesonde ooit – de interstellaire ruimte bereikt. Zijn tweelingbroertje – Voyager 2 – volgt in 2018. En tot op heden zijn het nog altijd de enige sondes die de interstellaire ruimte bereikt hebben. Maar daar gaat – als het aan NASA ligt – verandering in komen. De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie denkt – samen met enkele partners – namelijk na over een nieuwe interstellaire missie: Interstellar Probe. Deze sonde zal – in tegenstelling tot de Voyagers – specifiek ontworpen worden om de interstellaire ruimte te verkennen en veel sneller en dieper in die interstellaire ruimte doordringen en onderzoek doen dan de Voyagers.
Primeur
“De Interstellar Probe zal naar de onbekende lokale interstellaire ruimte reizen, waar de mensheid nog nooit is geweest,” zo vertelt Elena Provornikova, als onderzoeker verbonden aan het Johns Hopkins Applied Physics Lab. “Voor het eerst zullen we van buitenaf een foto maken van de uitgestrekte heliosfeer en van buitenaf zien hoe ons zonnestelsel eruit ziet.”
Het klinkt opwindend. En dat is het ook. Want de Interstellar Probe kan een schat aan informatie verzamelen, zo blijkt wel uit een presentatie die Provornikova onlangs gaf tijdens de Algemene Vergadering van de European Geosciences Union (EGU) en waarin ze – met input van honderden onderzoekers – uit de doeken deed op welke vragen de Interstellar Probe een antwoord kan helpen formuleren. “De missie biedt echt uitzonderlijke wetenschappelijke mogelijkheden.”
Instrumenten
Niet in de laatste plaats omdat de Interstellar Probe zich op een aantal cruciale punten van de in 1977 gelanceerde Voyager 1 en 2 onderscheidt. Zo zal de sonde – als NASA daadwerkelijk besluit om deze te gaan bouwen – specifiek ontworpen worden met als doel de interstellaire ruimte te verkennen. Bij de Voyagers lag dat heel anders. “Voyagers 1 en 2 waren oorspronkelijk planetaire missies, bedoeld om Jupiter en Saturnus te verkennen,” vertelt Provornikova aan Scientias.nl. “Voyager 2 bezocht daarnaast ook nog Uranus en Neptunus.” Toen de missiedoelen in 1989 behaald waren, zetten beide sondes koers naar de rand van de heliosfeer – de magnetische bubbel rond onze zon – en de interstellaire ruimte. Daar kwamen ze respectievelijk in 2012 en 2018 aan. “Ze zijn er nog steeds en sturen ons ook nog steeds unieke data. Maar omdat het van oorsprong planetaire missies waren, zijn ze uitgerust met een beperkte set instrumenten en blijven er hiaten in ons begrip van dit unieke gebied in de ruimte, waar de zonnewind de interactie aangaat met interstellair gas.”
Maar niet alleen de instrumenten schieten tekort; de energiebronnen ook. “De Voyagers zullen het grofweg tot 170 keer de afstand tussen de aarde en de zon volhouden, mits er geleidelijk aan steeds meer instrumenten worden uitgeschakeld. Maar om de lokale interstellaire ruimte waarin onze zon zich momenteel bevindt en de invloed die deze heeft op ons thuis – de heliosfeer – echt te kunnen begrijpen, moeten we eigenlijk met instrumenten die daarvoor geschikt zijn minstens twee keer zo ver de interstellaire ruimte in gaan.”
Ver weg
De Interstellar Probe krijgt dus niet alleen de juiste instrumenten mee; de sonde moet ook veel verder gaan dan Voyager 1 en 2. Uiteindelijk zou deze op een afstand 1000 keer groter dan de afstand tussen de aarde en de zon onderzoek moeten gaan doen.
Sneller
Maar de Interstellar Probe gaat niet alleen dieper de ruimte in; de sonde gaat dat ook veel sneller doen dan de Voyagers. Voyager 1 had 35 jaar nodig om de interstellaire ruimte te bereiken. Met de Interstellar Probe hoeven we niet zoveel geduld te hebben. “De Interstellar Probe zal de rand van de heliosfeer in 15 jaar bereiken,” aldus Provornikova. “Met behulp van NASA’s nieuwe Space Launch System en een zwaartekrachtsslinger van Jupiter zal de Interstellar Probe twee keer sneller reizen dan Voyager 1.” Natuurlijk is enig geduld ook met deze snelheden wel vereist. Want wanneer de Interstellar Probe na vijftien jaar de rand van de heliosfeer heeft bereikt, duurt het nog 7 jaar voor deze een tot op heden onbekend deel van de interstellaire ruimte binnendringt. “Het is volledig onbekend, omdat de Voyagers nog voor ze dit gebied zullen bereiken, geen contact meer kunnen leggen met de aarde.”
Onderzoek
En eenmaal in dat deel van de interstellaire ruimte aangekomen kan er uniek onderzoek worden gedaan naar de heliosfeer, waarvan niemand precies weet hoe deze eruit ziet en wat daarbuiten ligt. “De rand van de heliosfeer is belangrijk, omdat deze dienst doet als een schild dat het zonnestelsel beschermt tegen galactische kosmische straling. Daarnaast is onze heliosfeer een uniek voorbeeld van astrosferen zoals we die rond miljarden andere sterren aantreffen. De enige manier om meer over andere astrosferen te weten te komen, is het bestuderen van onze eigen heliosfeer. Voor het eerst zullen we ook in staat zijn om van buitenaf naar onze heliosfeer te kijken en beter te gaan begrijpen hoe ons thuis eruit ziet.”
Revolutie
Provornikova is duidelijk enthousiast over de voorgestelde missie. “Net als de ontdekking van exoplaneten een revolutie teweegbracht als het gaat om ons begrip van planetaire systemen rond andere sterren, zal de Interstellar Probe onze kijk op hoe sterren de interactie aangaan met hun interstellaire omgeving transformeren.” Eén van de dingen waar Provornikova met name naar uitkijkt, is de eerste beelden die tijdens de missie van buitenaf van onze heliosfeer worden gemaakt. “Ik hoop dat ik lang genoeg leef (om die te zien, red.).”
Voor nu is de Interstellar Probe nog een concept-missie. In de afgelopen vier jaar is er uitgebreid onderzocht welke vragen de missie kan beantwoorden, welke instrumenten de sonde mee zou moeten dragen, hoe de sonde eruit zou kunnen zien en welke route deze zou kunnen volgen om de interstellaire ruimte te bereiken. Het resulteert in een dik rapport dat nog dit jaar aan NASA wordt overhandigd. Aan NASA vervolgens de keus om de Interstellar Probe werkelijkheid te maken..of niet. Mocht NASA besluiten om met de Interstellar Probe aan de slag te gaan, zou deze over zo’n 10 jaar gelanceerd kunnen worden. Het betekent dat deze rond 2046 de interstellaire ruimte bereikt en zo rond 2053 in een nog niet eerder bestudeerd deel van de interstellaire ruimte belandt.
