Rosetta nadert planetoïde Steins

Op weg naar planetoïde nummer 2867 Steins is Rosetta begonnen met zijn camera's het hemellichaam waar te nemen om de baan ervan nauwkeuriger te bepalen.

Rosetta begon met deze 'optische navigatiecampagne' op 4 augustus, toen het ruimtetuig nog 24 miljoen kilometer van de planetoïde verwijderd was, en dit zal zo verdergaan tot 4 september tot een afstand van ongeveer 950.000 kilometer.

Baan beter bepalen

'We kenden de baan van Steins, die Rosetta op 5 september tot een afstand van amper 800 kilometer zal naderen, slechts aan de hand van waarnemingen van op de grond', zegt Rosetta-vluchtleider Gerhard Schwehm. 'Maar dat was niet nauwkeurig genoeg als we zouden willen voor de passage.'

De bedoeling van de optische waarnemingen van Steins is de baan van de planetoïde te kennen met een nauwkeurigheid van 2 kilometer (tegen 100 kilometer voorheen) in een richting die loodrecht staat op de vluchtrichting van de planetoïde (de zogenaamde cross-track). Op die manier moet Rosetta het hemellichaam optimaal kunnen benaderen.

Bij het bepalen van de baan van Steins worden zowel de navigatiecamera's als het zogenaamde Optical, Spectroscopic and Infrared Remote Imaging System (OSIRIS) van Rosetta gebruikt.

'De eerste drie weken kunnen alleen de krachtige ogen van OSIRIS de planetoïde waarnemen. Die ziet er dan slechts als een kleine stip uit', aldus Andrea Accomazzo, Spacecraft Operations Manager voor Rosetta in het European Space Operations Centre (ESOC) van ESA in Darmstadt, Duitsland. Maar het bleek dat de navigatiecamera's ook al veel vroeger dan gedacht de planetoïde konden waarnemen.

Volgens Rosetta-projectwetenschapper Rita Schulz van ESA's European Space Research and Technology Centre (ESTEC) in Noordwijk in Nederland is het de eerste keer dat het instrument OSIRIS tijdens de Rosetta-missie voor baanbepaling wordt gebruikt.

Lichtkrommen

'Maar OSIRIS maakt van de gelegenheid ook gebruik om zogenaamde lichtkrommen van Steins te maken. Die laten zien hoe de helderheid van de planetoïde in de tijd verandert. Dat levert bijkomende informatie over het hemellichaam op, zoals betere kennis over de vorm en de rotatie', zegt Schulz.

De optische navigatiecampagne volgt op een reeks controles van de wetenschappelijke instrumenten aan boord van Rosetta tussen 5 juli en 3 augustus. Men ging daarbij na of de instrumenten klaar zijn voor de passage van Steins en bij verschillende instrumenten werd de software aangepast.

Ook de navigatiecamera's van Rosetta zien zoals hierboven vermeld de planetoïde al. Vanaf 25 augustus tot 4 september maakt Rosetta dagelijks opnamen van Steins. De eerste drie weken van de campagne, die begon op 4 augustus, gebeurde dat twee keer in de week.

250 kilometer beter

De informatie over de baan van Steins wordt gebruikt om de route van Rosetta aan te passen met het oog op de passage van 5 september. Dat gebeurde een eerste keer op 14 augustus, toen de ruimtesonde zich op 17 miljoen kilometer van Steins bevond. Het gedurende twee minuten aanzetten van de motoren van de sonde zorgden ervoor dat de snelheid van Rosetta t.o.v. Stein veranderde met 12,8 centimeter per seconde.

Dat lijkt weinig, maar betekent een verbetering van de fly-by afstand van Steins met 250 kilometer. Zonder de koerscorrectie zou Rosetta Steins té dicht hebben genaderd.

Als het nodig is kan de baan van Rosetta nog verder worden aangepast. 'Hoe dichter we Steins naderen, hoe nauwkeuriger onze kennis van de relatieve positie van de planetoïde t.o.v. Rosetta zal zijn', zegt Trevor Morley van het Rosetta Flight Dynamics Orbit team in ESOC.

Verwachtingen overtroffen

'Dankzij de camera's van Rosetta zullen we almaar nauwkeurigere metingen kunnen uitvoeren waarmee we de baan van Rosetta, indien nodig, kunnen aanpassen voor een optimale ontmoeting met Steins.' Dat kan eventueel nog gebeuren op 28 augustus en 2, 4 en 5 september.

Volgens Andrea Accomazzo, Rosetta Spacecraft Operations Manager in ESOC, levert de optische navigatiecampagne uitzonderlijke resultaten op, die de verwachtingen ver overtreffen.

'De beide navigatiecamera's van Rosetta konden de planetoïde al van in het begin van de campagne waarnemen, ondanks de grote afstand tot Steins en in tegenstelling tot wat we hadden verwacht.'

'De uitzonderlijke kwaliteiten van OSIRIS, in het bijzonder de hoekresolutie, leverde de verwachte nauwkeurige resultaten op en zorgden ervoor dat we heel nauwkeurige baanberekeningen konden uitvoeren.'

Voor ESA is de optische navigatiecampagne een primeur. 'Voor het eerst hebben we optische apparatuur aan boord van een wetenschappelijke ruimtesonde gebruikt voor navigatiedoeleinden, in tegenstelling tot de gebruikelijke technieken waarbij we radiosignalen gebruiken', aldus Trevor Morley. 'De uitzonderlijke resultaten zijn heel hoopgevend en we kijken ernaar uit om deze techniek in de toekomst opnieuw te gebruiken, als en wanneer dat mogelijk is.'

De optische navigatiecampagne zal voortduren tot Rosetta Steins het dichtst zal naderen. Dat is nu voorzien voor 5 september 2008 om 20.58 uur Belgische tijd.

Achtergrond

Planetoïden zijn kleine hemellichamen die net als de planeten in een baan rond de zon bewegen. Tussen de planeten Mars en Jupiter in draaien miljoenen planetoïden in een 'gordel' rond de zon, maar verschillende hebben onregelmatige banen en kunnen zelfs de aarde bedreigen.

Slechts enkele werden tot nu toe door ruimtesondes van nabij waargenomen. Soms worden planetoïden in het Nederlands ook als 'kleine planeet' of het minder correcte 'asteroïde' aangeduid.

Als overblijfselen van het ontstaan van het zonnestelsel kunnen deze primordiale objecten op veel wetenschappelijke belangstelling rekenen. Ze leren ons op die manier veel over de oorsprong van onze eigen aarde en haar onmiddellijke omgeving in de ruimte.

Sinds 1992 werden ook al honderden objecten ontdekt in de zogenaamde Kuipergordel voorbij de planeet Neptunus. De in 1930 ontdekte Pluto wordt nu ook als een Kuiperobject gezien en verloor in 2006 zijn status als 'planeet'. De Kuipergordel bevat allicht vele miljarden objecten.

De eerste planetoïde, Ceres, werd in 1801 ontdekt en heeft een diameter van ongeveer 1000 kilometer. Daarmee is het de grootste planetoïde die tussen Mars en Jupiter rond de zon draait. Ceres kreeg in 2006 de status van 'dwergplaneet'.

De meeste planetoïden zijn echter veel kleiner dan Ceres. De planetoïde Steins, die door Rosetta wordt bezocht, werd ontdekt in 1969 en is bijvoorbeeld slechts enkele kilometers groot.

Op weg naar de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko zal Rosetta overigens nog een tweede planetoïde in de planetoïdengordel tussen de planeten Mars en Jupiter bezoeken. Een rendez-vous met de ongeveer 100 kilometer grote planetoïde nummer 21 Lutetia (ontdekt in 1852) is voorzien voor juli 2010.