Hoe meer planetaire astronomen asteroïden bestuderen, hoe meer ze beseffen hoe gevarieerd en verschillend ze kunnen zijn. Sommige, zoals 16 Psyche, zijn gemaakt van massief nikkel en ijzer, terwijl andere zijn gemaakt van steen. Sommige asteroïden zijn gevonden met manen, ringen en sommige ijzige objecten vervagen de grens tussen komeet en asteroïde. Om hun aard echt te begrijpen, zouden er tientallen of misschien honderden individuele missies op de schaal van Rosetta of New Horizons voor nodig zijn.
Of misschien niet.
Een team van onderzoekers van het Finse Meteorologisch Instituut heeft vandaag aangekondigd dat de beste manier om de gevarieerde objecten in de asteroïdengordel te verkennen een vloot van kleine nanosatellieten zou zijn - 50 zou de truc moeten doen om 300 afzonderlijke asteroïden te verkennen, waardoor de individuele kosten omlaag gaan tot een paar honderdduizend dollar per asteroïde. Tijdens een presentatie die ze dinsdag gaven op het European Planetary Science Congress (EPSC) 2017 in Riga, lieten de onderzoekers zien hoe deze kleine satellieten naar de asteroïdengordel konden reizen, gegevens over individuele asteroïden konden verzamelen en naar de aarde konden terugkeren om hun gegevens te downloaden.
De 50 satellieten kunnen samen in één voertuig worden gelanceerd en vervolgens eenmaal in de ruimte worden gescheiden, of ze kunnen extra ruimte opvullen bij bestaande lanceringen. De exacte startbaan maakt niet uit, zolang het ruimtevaartuig buiten de beschermende magnetosfeer van de aarde kan komen, waar ze een ritje op de zonnewind kunnen maken.
Eenmaal in de ruimte zou een ruimtevaartuig van 5 kg een 20 km lange kabelboom inzetten die de zonnewind zou opvangen; de constant stromende deeltjes die van de zon komen en een kleine stuwkracht geven. Dit staat bekend als een “E-sail” of elektrisch zeil. In tegenstelling tot een zonnezeil, dat afhankelijk is van het momentum van fotonen die van de zon komen, oogsten elektrische zeilen het momentum van geladen protonen.
Onderzoekers zijn nog steeds aan het uitzoeken of dit een effectief voortstuwingssysteem voor ruimtevaartuigen is. Een Estse prototypesatelliet werd in 2015 gelanceerd, maar de ingebouwde motor kon zijn ketting niet uitrollen. De Finse Aalto-1-satelliet, gelanceerd in juni 2017, zal in de loop van volgend jaar naast verschillende andere experimenten een prototype elektrisch zeil testen. Er zijn zelfs meer geavanceerde versies voorgesteld, zoals het Heliopause Electrostatic Rapid Transit System (of HERTS), een missie die in 10-15 jaar 100 astronomische eenheden zou kunnen bereiken door een enorm geëlektrificeerd net in de ruimte te gebruiken.
In het geval van deze asteroïde-missie zou het elektrische zeil van elke satelliet slechts een verandering in snelheid van slechts één millimeter per seconde geven, maar in de loop van een missie van 3,2 jaar zou het ruimtevaartuig de asteroïdengordel kunnen bereiken en terugkeren naar Aarde.
In feite zou het ruimtevaartuig hun tethers gebruiken om binnen de asteroïdengordel te manoeuvreren en met zoveel mogelijk doelen voorbij te vliegen met deze minuscule stuwkracht. Elke satelliet zou minstens 6-7 nummers asteroïden moeten kunnen bereiken, en misschien zelfs nog kleinere.
Elke satelliet zou worden uitgerust met een telescoop met een opening van slechts 40 mm. Dat is de grootte van een kleine spotting scope of een half verrekijker, maar het zou voldoende zijn om kenmerken op het oppervlak van een asteroïde zo groot als 100 meter breed op 1.000 km afstand op te lossen. Naast het nemen van visuele afbeeldingen van de asteroïde doelen, zou het ruimtevaartuig worden uitgerust met een infraroodspectrometer om de meteorologie te bepalen.
Omdat het ruimtevaartuig zo klein is, kunnen ze geen zender dragen om hun gegevens terug naar de aarde te sturen. In plaats daarvan zouden ze al hun wetenschappelijke bevindingen op een geheugenkaart opslaan en vervolgens hun gegevens dumpen wanneer hun baan ze weer dicht bij de aarde brengt.
De onderzoekers schatten dat de ontwikkeling van de missie waarschijnlijk ongeveer 60 miljoen euro zou kosten, of 70 miljoen dollar, waardoor de kosten per asteroïde zouden dalen tot ongeveer 200.000 euro of 240.000 dollar.
