[Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

Reageer
Berichten: 11.741

Re: [Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

Ah, dat experiment was tweeweg, das gunstig.

En inderaad, 90 MHz gaat het doorheen, niet omheen, dus al zou die landen midden in de komeet liggen zou het radiofreqeuente verhaal gewoon werken - al is het er natuurlijk geen licht/energie om het daadwerkelijk te doen.

Mocht de lander ergens op een random locatie terecht zijn gekomen en in een vreemde orientatie dan heeft het wel zin om op 90 MHz te gaan zoeken. Ik weet niet of ze het erin gebouwd hebben, maar in theorie zou je bijv via 90 MHz gegevens over orientatie (obv zwaartekrachtmeting) kunnen verzenden waardoor het mogelijk eenvoudiger wordt een plek te vinden waar communicatie op hoge frequentie mogelijk is.
Victory through technology

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.
Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 7.471

Re: [Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

maar in theorie zou je bijv via 90 MHz gegevens over orientatie
Dat klopt, en die methode is ook mede gebruikt om de bekende landingsellips van Philae te bepalen.

 
Mocht de lander ergens op een random locatie terecht zijn gekomen en in een vreemde orientatie dan heeft het wel zin om op 90 MHz te gaan zoeken.
 

Het is een Catch 22. Als de lander op een onbekende locatie of in een vreemde oriëntate terecht gekomen is, dan moet Rosetta zich eerst binnen de communcatiekegel bevinden om het signaal dat Consert activeert bij Philae te laten arriveren.

 

We kunnen niets dan afwachten, maar ik heb er dus al met al een hard hoofd in.

Berichten: 11.741

Re: [Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

Die communicatiekegel geldt toch alleen voor de hoogfrequente link?

Als men op VHF positie en orientatie kan bepalen geeft dat in ieder geval uitsluitsel over of er een communicatiekegel is, of dat het datasignaal compleet geblokkeerd is.
Victory through technology

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 7.471

Re: [Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

De communicatie tussen Aarde en Rosetta gaat op 8 GHz (X-band). Tussen Rosetta en Phila op 2 GHz (S-band). 

In vergelijking daarmee is de 90 MHz van Consert een lange golf.
 
De communicatie tussen Rosetta en Philae gaat via twee richtingsgevoelige low gain patch antennes op het dak van Philae en de high gain schotel (met veel kleinere kegelhoek dan die van Philae) van Rosetta.

 

Zowel Rosetta als Philae hebben dus een communicatiekegel. Deze kegels moeten elkaar overlappen voor communicatie. Dus ook voor het sturen van een eenrichtings opdracht naar Philae (via Rosetta dat altijd als tussenstation dient) moeten de kegels overlappen.

 

Consert werkt op 90 Mhz, met sprietantennes op de lander en de orbiter die niet richtingsgevoelig zijn. Het is niet mogelijk Philae opdrachten te geven via het Consert systeem.

 

 

Berichten: 11.741

Re: [Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

Achteraf wel jammer dat ze niet de mogelijkheid hebben ingebouwd om commandos te geven over het 90 MHz systeem. Eigenlijk was het best een idee geweest om standaard op 90 MHz te gaan luisteren als er enige tijd geen S-band communicatie is geweest maar wel voldoende energie.

Zoiets kan natuurlijk ook veroorzaakt worden door een ander probleem dan 'in een gat vallen', bijvoorbeeld scahde aan de S-band antenne van de orbiter. Het naarste is dat het misschien wel mogelijk is software te updaten om commando's via 90 MHz te doen, maar dat dat alleen kan via de 2 GHz link.

Overigens zag ik ook ergens een plan om volgend jaar de orbiter op de komeet te landen tegen de tijd dan de afstand tot de zon weer zo groot wordt dat er vrijwel geen energie meer is. Van veel wetenschappelijke waarde zal het niet zijn, maar ben benieuwd of die een rondje overleeft en over een jaar of 7 toevallig in een gunstige hoek komt om een seintje naar de aarde te sturen :)
Victory through technology

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 7.471

Re: [Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

Op het moment dat de hoop op communicatie met Philae wegzakte, meldde de lander zich voor het eerst sedert 24 juni weer. Gisterenavond is er 20 minuten lang contact geweest met Philae, waarbinnen er 12 minuten lang een volkomen stabiele verbinding was.
 
De lander meldde een interne temperatuur van 0 graden Celsius, wat de hoop voedt dat Philae ook op de momenten dat haar zonnepanelen geen licht ontvangen kan zenden, omdat haar accu bij deze temperatuur geladen kan worden. Dat zou het aantal communicatiemomenten sterk verhogen.
 
Philae meldt verder dat het Consert instrument gisteren bij de tweede poging inderdaad geactiveerd is. 
 
Omdat de omloopbaan van Rosetta de afgelopen weken niet is gewijzigd, is het de wetenschappers voorlopig een raadsel waarom de communicatie met Philae en de activering van Consert niet eerder geslaagd is. Wat gisteren de oorzaak was van de plotselinge succesvolle verbinding is vooralsnog volkomen onduidelijk.
 
Philae blijft verbazen!

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 7.471

Re: [Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

Enkele dagen gelden verscheen er een kort bericht van Koen Geurts projectmanager bij het DLR (Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt een van de partners in het Rosetta/Philae project).
 
Op basis van de telemetrische gegevens die 10 dagen geleden zijn ontvangen is het vermoeden ontstaan dat de zenders op Philae niet werken zoals verwacht. Er is een software patch naar Rosetta gestuurd, die dit probleem zou kunnen verhelpen/verminderen. Natuurlijk is er daarvoor eerst communicatie tussen Rosetta en Philae nodig om de patch in Philae te installeren.
 
Wanneer en of die communicatie tot stand komt valt niet te zeggen.
 
Op 13 augustus is het perihelium, dan is de komeetkern dus het dichtst bij de Zon. Omdat ook dan de afstand tot de Zon nog fors is (ongeveer 200 miljoen kilometer, ruwweg tussen Mars en de Aarde), zal de komeet geen staart ontwikkelen die met het blote oog vanaf de Aarde te zien is. Het is altijd erg lastig in te schatten hoe helder een komeet precies wordt, de verwachting is dat 67P niet helderder wordt dan magnitude 11, zodat een redelijke amateurtelescoop nodig is om hem te zien.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 7.471

Re: [Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

Philae beweegt waarschijnlijk.
 
Esa heeft de telemetrische data van 9 juli geanalyseerd. In de dataset waren onder meer gegevens aanwezig over de hoeveelheid zonlicht die door de panelen van Philae werd opgevangen in de periode juni-juli. De variatie in de stralingssterkte komt niet overeen met de gewijzigde positie van de komeet t.o.v. de Zon.
Stephan Ulamec stelt dan ook dat het goed mogelijk is dat de oriëntatie van Philae, mogelijk onder de invloed van gasemissie, wijzigt.
Een verandering van de positie van de patchantennes op het dak van Philae kan grote gevolgen hebben voor de verbinding (zie eerdere berichten).
 
Verder komt het team van DLR tot de conclusie dat een van de twee zenders/ontvangers beschadigd is, en de andere kuren vertoont. Philae wisselt automatisch tussen de twee zenders bij problemen. Esa meldt het niet zo, maar ik maak hier voorzichtig uit op dat Philae door beide problemen continue van zender probeert te wisselen. De patch die nu verstuurd is, zorgt er (na ontvangst en verwerking) voor dat er slechts een zender/ontvanger wordt gebruikt.
 
Er zal na het installeren van de patch een al kort na de landing opgestuurd 'safe block' worden geactiveerd. Dat is een set opdrachten die alle niet bewegende instrumenten aan zet zodat -indien de communicatie weer tot stand komt-  MUPUS, ROMAP, SESAME, PTOLEMY en COSAC met slechts een opdracht geactiveerd worden.
 
Rosetta heeft het ook lastig. Door de almaar toenemende activiteit van de komeetkern verstoort het licht van stofdeeltjes de strar trackers waardoor Rosetta zich soms niet goed kan oriënteren. Daarom wordt Rosetta weer terug naar een wat hogere baan gestuurd.
 
Nu het perihelium aanstaande is, zal de focus voornamelijk op de metingen door Rosetta liggen. Tussen de metingen door zal Rosetta contact met Philae trachten te leggen.
 
Philae heeft het al twee keer geflikt, dus nu er wederom sombere tijdingen zijn wordt het tijd dat de lander tegen de verwachtingen in weer contact legt. ;)


Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 3.917

Re: [Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

Michel Uphoff schreef: Rosetta heeft het ook lastig. Door de almaar toenemende activiteit van de komeetkern verstoort het licht van stofdeeltjes de strar trackers waardoor Rosetta zich soms niet goed kan oriënteren. Daarom wordt Rosetta weer terug naar een wat hogere baan gestuurd.
 
Je zou denken dat Rosetta zich momenteel niet probeert te orienteren op zwakke sterretjes maar op de zon, de komeetkern en de helderste planeten. Zouden Aarde/Maan, Venus, Jupiter en Saturnus door het komeetstof nauwelijks zichtbaar zijn?
 
1 2

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 7.471

Re: [Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

De richtnauwkeurigheid voor de high gain antenne moet binnen 3 boogminuten liggen. Dan vallen objecten met een grote diameter, zoals de Zon en de komeetkern af. De Zon is bovendien veel te fel voor de trackers, die wordt dan ook vermeden.

 

Aan boord is een database gebaseerd op de Hipparcos sterrenatlas die, ongeacht de oriëntatie van Rosetta, altijd voldoende sterren (minimaal 3 maximaal 9) kan laten tracken voor een correcte bepaling. Om planeten mee te nemen in de tracking zou er een dan nog tabel aan boord moeten zijn met de exacte positie van iedere planeet op een bepaald tijdstip, en die is er niet.

 

Maar belangrijker is, dat de trackers onbeweeglijk op Rosetta gemonteerd zijn, zodat de kans dat er in een bepaalde oriëntatie drie of meer planeten in het beeldveld van 16 graden doorsnede zichtbaar zijn, vrijwel afwezig is.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 7.471

Re: [Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

Vandaag bereikt de komeetkern het perihelium. Verwacht wordt dat de komende weken de kern het meest actief wordt, net zoals de heetste uren na de hoogste stand van de Zon komen, en de warmste dagen na de langste dag.
 
Inmiddels heeft Rosetta zich vanwege de hoge activiteit van de komeetkern teruggetrokken naar een baan op ongeveer 300 km hoogte. Desalniettemin telt de stofdetector Gaida 30 stofdeeltjes per dag, terwijl dat er begin juli in een veel lagere baan 1 tot 3 per dag waren. Op 1 augustus was er zelfs een piek van 70 deeltjes.
 
Een erg mooie opname van een kortstondige maar pittige uitbarsting komend vanuit de 'nek' van de komeetkern is vrijgegeven:
67pani.gif
67pani.gif (88.84 KiB) 1268 keer bekeken
Bron: Esa, m.u.
 
Hier de jet in grotere weergave, klik op de afbeelding:
67p2.jpg
67p2.jpg (302.55 KiB) 1267 keer bekeken
Bron: Esa
 
De uitstroomsnelheid van de gassen en het stof worden op ongeveer 10 meter per seconde (36 km/u) geschat, en dit is de eerste jet die duidelijk helderder is dan het zonverlichte oppervlak van de komeet, zodat opkrikken van de helderheid om vage jets zichtbaar te maken hier achterwege kon blijven.
 
Gedurende de uitbarsting werden een paar interessante metingen verricht. Zo bleek de jet in staat om de zonnewind tijdelijk 'weg te blazen'. Het RPC-Mag instrument dat ondermeer de magnetische veldsterkte van de zonnewind rond de kern meet, laat een scherpe dip zien gedurende de jet:
Discovery_of_diamagnetic_cavity.jpg
Discovery_of_diamagnetic_cavity.jpg (76.98 KiB) 1267 keer bekeken
Bron: Esa. Klik voor grotere weergave.
De komeetkern zelf heeft geen magnetisch veld, zoals al enige maanden geleden is vastgesteld.
 
Ook de samenstelling van de coma, de zeer ijle wolk van stof en gas rond de komeet wijzigde dramatisch tijdens de uitbarsting. De hoeveelheid water in de coma bleef ongewijzigd, maar de uitstoot van ondermeer methaan, koolmonoxide, kooldioxide en waterstofsulfide nam sterk toe:
Gas_changes_during_29_July_outburst.jpg
Gas_changes_during_29_July_outburst.jpg (78.95 KiB) 1268 keer bekeken
Bron: Esa. Klik voor grotere weergave.
 
Het is aannemelijk dat deze complexere moleculen uit het binnenste van de komeet komen, maar zekerheid daarover is er niet; de bron kan ook de bijna twee meter dikke stoflaag aan het oppervlak in de 'nek' zijn.
 
Er zijn aanwijzingen dat ook de uitstoot van complexere koolwaterstoffen tijdens de jet toegenomen is. Enige weken geleden werd bekend gemaakt dat er door het Cosac instrument (de gassnuffelaar) van de Philae lander methyl isocyanaat (CH3NCO), aceton ((CH3)2CO), propanal (CH3CH2CHO), acetamide (CH3CONH2), formaldehyde (CH2O) en andere meer complexe organische stoffen zijn gemeten. ESA meldt dat er onder de aangetroffen stoffen prebiotische voorlopers zijn van meer complexe verbindingen die uiteindelijk kunnen leiden tot complexe stoffen die bij het ontstaan van leven van belang zijn.
 
Via twitter meldt Holger Sierks, hoofd van het Osiris team, dat de Osiris camera inmiddels brokken komeet tot 40 meter groot ziet loskomen van het komeetoppervlak, hopelijk komen daar opnamen van.
 
Over Philae geen nieuws, ondanks alle pogingen de laatste weken is er geen contact meer geweest, en dat zal zeker de komende weken niet gebeuren omdat Rosetta zich nu op te grote afstand moet houden ivm de vele stofdeeltjes.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 7.471

Re: [Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

Vlak voor het perihelium werden deze opnames van 67P gemaakt:

 
67p eject.gif
67p eject.gif (77.72 KiB) 1269 keer bekeken
Bron: Esa

Een brok materiaal met een lengte van ongeveer 40 meter wordt van de komeetkern weggeblazen.

 
Approaching_perihelion_Animation_medium.gif
Approaching_perihelion_Animation_medium.gif (550.15 KiB) 1269 keer bekeken
Bron: Esa

De activiteit van de kern enkele uren voor het perihelium.

 
67p dust.gif
67p dust.gif (1.08 MiB) 1269 keer bekeken
Bron: Esa

De hoeveelheid stof in de omgeving van Rosetta is sterk toegenomen en Rosetta heeft zich inmiddels teruggetrokken tot een hoogte van 340 km. 

 

Op dit moment ligt de temperatuur van het komeetoppervlak overdag ongeveer rond het vriespunt, een flink stuk hoger dan de -70 graden vorig jaar. Verwacht wordt dat de temperatuur op de zonbeschenen delen de komende paar weken toe zal blijven nemen tot 10 á 20 graden Celsius. De komeet stoot op dit moment ongeveer 300 kg waterdamp en 1000 kg stof per seconde uit, dat is ruwweg 1000 keer zoveel als aan het begin van de missie vorig jaar.

De snelheid van sommige jets loopt op tot meer dan 30 meter per seconde, nu de kern zijn meest actieve periode ingaat.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 7.471

Re: [Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

Op 5 september maakte Rosetta deze opname van de grote lob van de komeetkern (klik op de afbeelding voor grotere weergave):
 
Comet_on_5_September_2015_NavCam.jpg
Comet_on_5_September_2015_NavCam.jpg (567.85 KiB) 1267 keer bekeken
Bron: Esa

 

Bovenin de opname zijn een flink aantal heldere stippen te zien, brokken materiaal die kennelijk kort voor deze opname werd gemaakt uitgestoten zijn door de kern. De grootste brokken hebben de afmetingen van een klein flatgebouw.

 
Hier is een gedetailleerd rapport te lezen mbt. de onfortuinlijke lander Philae, waarmee sedert juli geen contact is geweest. De komende maand is contact uitgesloten omdat Rosetta een grote afstand van de kern in gaat nemen om de 'bow shock' (klik) van de komeet te gaan bestuderen.
 
activeNucleus.gif
activeNucleus.gif (61.28 KiB) 1267 keer bekeken
Bron: Esa
 
Daarna zal de activiteit van de kern weer zoveel afgenomen zijn dat Rosetta naar kleinere omloopbanen gedirigeerd kan worden en de veranderingen op het oppervlak van de kern kan gaan bestuderen. Bij Esa geeft men het wat betreft Philae nog niet helemaal op:

 
Philae should be able to operate until the end of 2015, so the attempts to get a signal will continue at least until then. The impact of the increased comet activity around perihelion is clearly unknown: only time will tell if and how Philae survived this.
 

Inmiddels is er een wetenschappelijk paper gepubliceerd, dat een mogelijke verklaring geeft voor de verrassend vroege activiteit van de komeetkern, en met name de activiteit van een van de koelste gebieden, de 'nek' (zie ook bericht 6 en 62):

 
Afbeelding
Gemiddelde temperatuur 67P. Bron: Esa
 
Dat juist een van de koelste delen van de kern het meest actief is zou verklaard kunnen worden aan de hand van de temperatuurgradiënt. De onderzoekers hebben een model gemaakt van de temperatuurvariatie per tijdseenheid, en het blijkt dat de nek, telkens wisselend tussen invallend zonlicht en schaduwen van de lobben, de snelste temperatuurwisselingen ondergaat. De temperatuurstijging c.q. daling loopt daar op tot 22 graden per minuut, terwijl de twee lobben die veel regelmatiger door de Zon worden aangestraald een veel lager temperatuurverval in de tijd laten zien.
 
temperatuurvariatie 67p.jpg
temperatuurvariatie 67p.jpg (150.85 KiB) 1267 keer bekeken
Bron: Zie attached paper.
 
Deze grote variatie zou leiden tot het continu ontstaan van nieuwe barsten en scheuren in het oppervlak (in de nek is een grote barst zichtbaar), waardoor meer wat dieper gelegen en vluchtiger elementen vrij komen te liggen en kunnen ontsnappen. Het model hierboven komt goed overeen met de geobserveerde activiteit. Er ontstaat zo een feedbackproces, verdiepingen in een komeetkern kunnen leiden tot snelle temperatuurwisselingen, die leiden tot barsten, die leiden tot extra uitstoot, dat leidt tot diepere kuilen. Zo zou de nek van 67P steeds dunner worden, en uiteindelijk breken.
 
Wetenschappelijk paper:

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 48.584

Re: [Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

Ruimtevaart geeft hoop op herstel lander Philae op
Berichten over zijn dood bleken toch niet schromelijk overdreven. De tijd is gekomen afscheid te nemen van komeetlander Philae, zegt nu ook de missieleiding van het ruimte-avontuur. De wetenschappers die aan het roer staan van de Rosettamissie hebben vandaag verklaard geen hoop meer te hebben dat het contact met de lander nog wordt hersteld.
 
Lees meer in de Volkskrant
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 7.471

Re: [Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

Het einde van de Rosetta missie nadert, tijd voor een samenvatting.
 
Inmiddels is het bijna een jaar geleden dat de komeetkern haar perihelium bereikte en nu, op ruim 500 miljoen kilometer van de Zon ongeveer halverwege tussen Mars en Jupiter, wordt het erg donker en koud. Rosetta zal over enkele maanden niet meer in staat zijn om haar instrumenten op temperatuur te houden en te weinig energie van de Zon ontvangen om nog te kunnen communiceren met de Aarde.
 
Op 30 september zal er aan de Rosetta missie een einde komen, dan zal de sonde naar het oppervlak van de komeetkern gestuurd worden. Onderweg naar haar laatste rustplaats zal Rosetta ons hopelijk nog voorzien van een aantal interessante metingen en opnamen van zeer dichtbij. Na de relatief zachte landing (tussen 0,5 en 1 m/s) zal Rosetta haar grote antenne niet meer op de Aarde gericht kunnen houden, en is het definitief over en uit.
Van de lander Philae zullen we nu al met zekerheid niets meer vernemen. Enkele dagen geleden is het communicatiekanaal van Rosetta dat maandenlang heeft opengestaan om de 'pings' van Philae te ontvangen' definitief gesloten.
 
Rosetta_s_final_destination.jpg
Rosetta_s_final_destination.jpg (141.01 KiB) 1267 keer bekeken
De laatste rustplaats van Rosetta is in de rode cirkel. Bron: Esa Klik voor grotere weergave.
 
De Rosetta missie heeft onze kennis van kometen enorm vergroot. In niets lijkt deze komeetkern op de bepoederde reuzenaardappel die voor deze missie werd verondersteld. De komeetkern heeft een gevarieerde topologie en de spectaculaire beelden die Rosetta van de komeet maakte waren nimmer verwacht. Hier een klein overzicht van het fantastische landschap van deze komeetkern (klik op de afbeeldingen voor grote weergave):
 
9 July 2016 when Rosetta was 11 km from the centre of the nucleus of Comet 67P Churyumov-Gerasimenko The average scale is 1 m per pixel and the image measures about 1 km across.jpg
9 July 2016 when Rosetta was 11 km from the centre of the nucleus of Comet 67P Churyumov-Gerasimenko The average scale is 1 m per pixel and the image measures about 1 km across.jpg (733.92 KiB) 1267 keer bekeken
18 July 2016 9 km from the centre of the nucleus of Comet 67P Churyumov-Gerasimenko The average scale is 07 m per pixel and the image measures about 700 m across.jpg
18 July 2016 9 km from the centre of the nucleus of Comet 67P Churyumov-Gerasimenko The average scale is 07 m per pixel and the image measures about 700 m across.jpg (762.5 KiB) 1267 keer bekeken
67p vanuit wandelaars perspectief.jpg
67p vanuit wandelaars perspectief.jpg (99 KiB) 1267 keer bekeken
67p oppervlak.jpg
67p oppervlak.jpg (229.75 KiB) 1269 keer bekeken
67p oppervlak2.jpg
67p oppervlak2.jpg (153.26 KiB) 1267 keer bekeken
 
Een kort overzicht van de ontdekkingen en de conclusies tot op heden:
  • De komeetkern bestaat uit twee afzonderlijke delen die, in ongeveer dezelfde omgeving, afzonderlijk zijn ontstaan en later na een vrij rustige botsing tussen de twee lobben de inmiddels bekende 'badeend' vormden.
  • De komeetkern is zeer poreus, er bevinden zich waarschijnlijk forse holten in de kern, en van holten aan het oppervlak 'stort' het dak (het is meer een rustig ineen zijgen) na verdamping van buitenlagen in, waardoor diepe putten ontstaan.
  • In de putten zijn 'goosebumps' zichtbaar, min of meer ronde objecten met een diameter van een paar meter. Verondersteld wordt dat de komeetkern(en) ontstaan zijn door het geleidelijk onder de onderlinge zwaartekrachtwerking samengroeien van honderden miljoenen van deze zeer poreuze sneeuw/gruis ballen (proto-komeetjes).
  • In de komeet bevinden zich stoffen die stammen uit het begin van het zonnestelsel, en omdat het vrijwel zeker is dat de komeetkernen zich altijd ver weg van de Zon hebben bevonden, en er geen hoger energetische processen hebben plaatsgevonden zijn deze stoffen vrijwel onveranderd gebleven in de loop der miljarden jaren.
  • Het oppervlak van de komeetkern(en) is zeer donker, en bestaat uit een teerachtige laag van veelal complexe koolwaterstoffen die achtergebleven is toen het oppervlakte-ijs tijdens de vele perihelia de ruimte in sublimeerde.
  • Deze korst bevat ondermeer methyl isocyanaat (CH3NCO), aceton ((CH3)2CO), propanal (CH3CH2CHO), acetamide (CH3CONH2), formaldehyde (CH2O) en andere meer complexe organische stoffen. Stoffen die prebiotische voorlopers zijn van meer complexe verbindingen die uiteindelijk kunnen leiden tot erg complexe verbindingen die bij het ontstaan van leven van belang zijn.
  • Het water in de komeet wijkt af van het water op de Aarde, de D-H ratio doet vermoeden dat de komeetkern een lange reis van de buitendelen van het zonnestelsel naar het binnengebied tussen de planeten Mars en Jupiter heeft afgelegd. Van dit soort kometen is het water op aarde vrijwel zeker niet afkomstig.
  • Een van de ontstaanstheorieën van kometen; zij zouden het restant zijn van botsingen tussen (proto) ijsdwergen in de buitengebieden van het zonnestelsel, kan waarschijnlijk geschrapt worden. De poreuze samenstelling en de lage structurele sterkte van deze komeetkern verhoudt zich niet met resten van energieke botsingen die ongetwijfeld had moeten leiden tot een sterke verdichting van het materiaal.
Profile_of_a_primordial_comet.jpg
Profile_of_a_primordial_comet.jpg (137.89 KiB) 1267 keer bekeken
Diverse kenmerken onthullen de ontstaansgeschiedenis van komeetkernen. Klik voor grotere weergave.
 
Hoe kometen dan wél zijn ontstaan is onderwerp van aangehecht wetenschappelijk paper, waarvan hieronder een korte samenvatting:
 
De Trans Neptuniaanse Objecten (TNO's) zijn de forsere spelers in een spel van de zwaartekracht in de buitengebieden van het zonnestelsel. Deze objecten (zoals Pluto, Eris en waarschijnlijk ook de maan Triton) bereikten al vrij snel na het ontstaan van het zonnestelsel een forse omvang (enige honderden kilometers) en zijn in de loop van vele miljoenen jaren door het verzamelen van ijs en stofdeeltjes langzaam aangegroeid tot de forse ijsdwergen die ze nu zijn. Deze TNO's zijn - vergeleken met een komeetkern- behoorlijk compact. Niet alleen is de veel sterkere gravitatie door de grotere massa daar debet aan, ook het nucleaire verval van materialen in deze planeetjes droeg zorg voor smelten van ijs, voor het compacteren van het materiaal en de opbouw van een materiaal- en dichtheidsgradiënt.
 
Uit brokstukken van tegen elkaar gebotste (proto) ijsdwergen kunnen komeetkernen dus niet zijn ontstaan. Het volgende scenario is veel waarschijnlijker:
 
Toen enige miljoenen jaren na het ontstaan van het zonnestelsel de vluchtiger gassen óf waren opgeveegd door de grote gasreuzen óf in de buitengebieden door de stralingsdruk van de zon uit het stelsel waren geblazen bleef er een enorme maar erg ijle wolk over van ijs- en stofdeeltjes. Zeer geleidelijk trokken deze deeltjes van een paar micron grootte elkaar aan, of ontmoetten elkaar bij toeval en klitten samen tot kleine vlokachtige stukjes en later verenigden deze zich tot zeer poreuze ballen van een paar meter groot.
Een fors deel van deze ballen werd opgeslokt door de grote ijsdwergen, maar op grotere afstand ontstonden de eerste proto-kometen door het samenklonteren van vele miljoenen van deze ballen, die we nu nog in de komeetputten kunnen zien zitten. Ook in deze kleine ballen zaten radioactieve stoffen opgesloten, maar door de veel ongunstiger oppervlakte/inhoud verhouding kon de intern opgewekte warmte makkelijk naar het heelal uitstralen zonder de ballen noemenswaardig te verwarmen.
 
How_are_comets_born.jpg
How_are_comets_born.jpg (111.84 KiB) 1267 keer bekeken
Het ontstaan van ijsdwergen en komeetkernen. Klik voor grotere weergave.
 
De protokometen kregen een diameter van enige honderden meters tot een kilometer, totdat de stof en ijsdeeltjes uit de omgeving waren opgegeten. In een veel trager proces vervolgden de protokometen hun groei. Door de gravitatie van met name de ijsdwergen in de buurt maar waarschijnlijk ook de grote buitenplaneten wijzigde de baan van de protokometen voortdurend, waardoor ze in nieuwe gebieden met ijs en stof terecht kwamen en nieuwe lagen materiaal verzamelden. Als een toverbal groeide de komeet in de loop van tientallen miljoenen jaren zo heel geleidelijk zonder dat er sprake was van heftige botsingen. De gelaagdheid, als bij sediment dat in de loop de eeuwen neerslaat op een rivierbodem, is bij beide lobben van 67P duidelijk terug te vinden. In de nieuwe buitenlagen kon het radioactief verval plaats vinden zonder dat dat een noemenswaardige temperatuurverhoging tot gevolg had. De kometen waren van meet af aan koud en zijn dat altijd gebleven.
 
Op deze manier konden komeetkernen dus rustig groeien en het vroegste materiaal van de protoplanetaire wolk vrijwel ongewijzigd door een geschiedenis van miljarden jaren loodsen.
Ergens in de loop van de jaren zijn twee komeetkernen elkaar tegengekomen (een naar verwachting vaak optredende gebeurtenis), en gingen na een trage energiearme botsing verder door het leven als de komeet 67p Churyumov-Gerasimenko.
 
Over twee manden volgen er mogelijk nog spectaculaire foto's van extreem dichtbij, en nog jaren zal alle data die Rosetta en in duidelijk mindere mate Philae hebben vergaard stof zijn voor nieuwe inzichten in het ontstaan van kometen en ons zonnestelsel.
 
Wetenschappelijk paper:

Reageer