ESA’s Solar Orbiter duikt achter de zon

Naam? Solar Orbiter, of ‘Solo’—zijn troetelnaampje van het missiecontroleteam. Het is één van de dapperste ruimtesondes van de Europese Ruimtevaartorganisatie ESA. Hij reist nu richting Zon.

Leeftijd? Eén jaar oud! We lanceerden hem op 10 februari 2020. Toegegeven, hij werd al eens een keer opgestart op aarde, ergens tijdens de constructiefase, maar pas bij de lancering zelf kwam hij echt ‘tot leven’. 

Wat doet hij zo ver van huis? Hij maakt beelden van onze ster, observeert de zonnewind en ontrafelt de mysteries van de zonnecyclus. Hij stuurde ons al enkele van de allerbeste afbeeldingen ooit van die Goeie Oude Zon, met daarop de overal aanwezige miniatuurzonnevlammen, ook wel ‘kampvuren’ genoemd, vlakbij het oppervlak van de zon.

Nog iets anders? Wel, hij gebruikt prehistorisch grottenpigment als een coating om temperaturen tot 520°C te kunnen weerstaan. De zon is behoorlijk heet, weet je wel.

OK, wat gebeurt er op dit moment? Zijn baan zal de ruimtesonde binnenkort achter de zon brengen, en sinds een paar dagen verkleint de schijnbare hoek tussen de Zon en Solar Orbiter, zoals wij hem zien vanop de Aarde, tot minder dan 5 graden. Dat heet het ‘conjunctieseizoen’, dat loopt tot half februari.

O nee… smelt hij dan? Nee. Ik vertelde je toch over dat grottenpigment, hierboven. Maar de energetische en onvoorspelbare atmosfeer van de Zon, beter bekend als heliosfeer, zal het moeilijk maken voor schotelantennes op Aarde om een stabiele radioverbinding te maken met Solo, en al helemaal om dat snel te doen! Als ze zich naar Solar Orbiter willen richten moeten ze zich immers onvermijdelijk ook naar de Zon zelf richten .

Klinkt niet goed! Het moeilijke is dat de energie van de Zon de communicatie in beide richtingen kan verstoren. Het missiecontroleteam zal de gegevens slechts kunnen ontvangen tegen ongeveer 255 bits per seconde, of verzenden met zo’n 7,8 bits per seconde. Doet aan die oude inbelmodems denken, maar wellicht ben je te jong om je die te herinneren!

Niet snel genoeg voor Netflix, maar beter dan niets, toch? Misschien, maar deze piepkleine datasnelheden zijn dan nog niet eens betrouwbaar—de radioverbinding kan volledig uitvallen als de Zon zelfs maar eventjes niest.

Als de bitsnelheid zo laag is door de interferentie van de Zon, waarom zetten jullie dan niet gewoon alle instrumenten uit terwijl jullie door het moeilijkste stuk van de conjunctie reizen? Dat is wat er gebeurt bij andere, oudere missies die eenvoudigere technologie gebruiken, om Mars Express niet bij naam te noemen. Denk vooral niet dat de  concurrentie tussen missiecontroleteams vriendschappelijk is...

Oké, is er ook goed nieuws? Onze missieplanners wisten dat dit zou gebeuren, en dus ontwierpen ze Solar Orbiter zo dat die lange periodes zonder contact met de Aarde kan doorstaan. Het ruimtevaartuig kan zelfs zijn wetenschappelijke instrumenten autonoom laten draaien en alle verzamelde gegevens eenvoudigweg aan boord opslaan om ze later te door te sturen, verder weg van de Zon.

Ik wed dat het haastwerk was om dat klaar te krijgen. Wij zijn ruimtevaartingenieurs; we raken nooit in paniek, en kunnen erg goed omgaan met onvoorziene gebeurtenissen. Wat dit overigens niet is. Maar inderdaad ja, velen onder ons bij ESA werkten met een ‘sense of urgency’ om voor drie weken boordinstructies voor te bereiden en te uploaden, voor het geval we tijdens de conjunctie helemaal geen contact zouden hebben. En ondertussen regelden we ook het kritieke Venus-flyby-manoeuvre in december en stuurden we daarnaast een compleet nieuw besturingssysteem naar Solo. En dat alles terwijl we allemaal thuis aan het werk waren, gewoon aan onze keukentafel.

Nu het vogeltje op automatische piloot vliegt hebben jullie toch niet veel te doen? Dat dacht je maar! Er staat nog veel op het programma. Zo is er de ‘wetenschappelijke afstandscontrole tijdens dichte nadering van de Zon’, en ook een speciaal programma voor het bepalen van thermische eigenschappen, waarvoor ‘nieuwe telemetriemodi’ nodig zijn. En dan komen weer meer uitgebreide testen van de radiocommunicatieverbinding. Later dit jaar volgen nog de Venus- en Aarde-flybys, en moeten we ons, last but not least, voorbereiden voor de laatste wetenschappelijke omloopbaan aan het einde van de reis. Oef!

Wat hoor je het vaakst in de Skype-chats van het team? "En deze cruise had dan rustig moeten verlopen ...", gevolgd door: "... zet alsjeblieft je microfoon stil—je kat zit weer te miauwen onder je keukentafel!"