Japan lanceert röntgenobservatiesatelliet en maanlander

Wereld - Japan lanceert röntgenobservatiesatelliet, maanlander — Een illustratie van het ruimtevaartuig "Moon Sniper" dat landt op het maanoppervlak. Foto: JAXA.

De ruimtelancering van het Japanse ruimtevaartagentschap, die meerdere keren werd uitgesteld vanwege ongunstige weersomstandigheden, werd dinsdag om 8:42 uur Japanse tijd uitgevoerd vanaf het Tanegashima Space Center.

Het evenement werd live gestreamd op het YouTube-kanaal van JAXA, in het Engels en Japans.

De XRISM-satelliet (uitgesproken als “crism”), een afkorting voor X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission, is een samenwerking tussen JAXA en NASA, met deelname van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) en de Canadese Ruimtevaartorganisatie (CAS).

Tijdens het evenement werd ook JAXA's SLIM, oftewel Smart Lander for Investigating Moon, gelanceerd. Deze kleine verkenningslander was ontworpen om te demonstreren dat hij een locatie kan "lokaliseren" met een nauwkeurigheid van 100 meter, in plaats van de gebruikelijke 1 kilometer, door gebruik te maken van uiterst precieze landingstechnologie. Die hoge nauwkeurigheid leverde de missie de naam "Moon Sniper" op.

De satelliet zal, samen met zijn twee instrumenten, de heetste gebieden, grootste structuren en de meeste zwaartekrachtobjecten in het heelal observeren. XRISM zal röntgenstraling kunnen detecteren, een golflengte die onzichtbaar is voor het menselijk oog.

Studie van stellaire explosies en zwarte gaten

Röntgenstraling wordt uitgezonden door de meest energierijke objecten en gebeurtenissen in het heelal. Daarom willen astronomen ze bestuderen.

"De gebeurtenissen die we met XRISM willen bestuderen, omvatten exploderende sterren en stralingsstralen die met bijna de lichtsnelheid worden afgevuurd door superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels", aldus Richard Kelley, hoofdonderzoeker bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Maar natuurlijk zijn we het meest enthousiast over de onverwachte verschijnselen die XRISM zou kunnen detecteren terwijl het naar het universum om ons heen kijkt."

Vergeleken met de golflengte van andere vormen van licht, hebben röntgenstralen zulke korte golflengten dat ze door schotelvormige spiegels heen kunnen dringen. Deze worden gebruikt om zichtbaar licht, infrarood licht en ultraviolet licht te detecteren, zoals de James Webb- en Hubble-telescopen.

XRISM is ontworpen met een reeks gebogen spiegels die met elkaar verweven zijn, waardoor röntgenstraling gemakkelijker te detecteren is. De satelliet moet na zijn lancering om de paar maanden regelmatig gekalibreerd worden. De missie zal naar verwachting drie jaar in bedrijf zijn.

De satelliet kan röntgenstraling detecteren met energieën van 400 tot 12.000 elektronvolt, wat veel energieker is dan zichtbaar licht met 2 tot 3 elektronvolt. Deze detectiecapaciteit maakt het mogelijk om de grootste hemellichamen in het heelal te bestuderen.

De satelliet is uitgerust met twee instrumenten: Resolve en Xtend. Resolve kan zelfs de kleinste temperatuurveranderingen volgen en zo de bron, samenstelling, bewegingskenmerken en fysieke toestand van de röntgenstraling bepalen. Resolve werkt bij -273,10 graden Celsius, een temperatuur die 50 keer kouder is dan de diepe ruimte, dankzij een blok vloeibaar helium.

Met het apparaat kunnen astronomen mysteries van het heelal ontrafelen, zoals de chemische eigenschappen van de gloeiend hete gasgebieden in clusters van sterrenstelsels.

"Resolve on XRISM stelt ons in staat de samenstelling van kosmische röntgenbronnen te analyseren op een niveau dat voorheen onmogelijk was", aldus Kelley. "We verwachten nieuwe conclusies te trekken over de heetste objecten in het heelal, waaronder exploderende sterren, zwarte gaten en de sterrenstelsels eromheen, en clusters van sterrenstelsels."

Bovendien biedt Xtend XRISM een van de grootste kijkhoeken van alle röntgenobservatiesatelliet ooit.

"De spectra die XRISM zal verzamelen, zullen ongekend gedetailleerd zijn voor de verschijnselen die we zullen waarnemen", aldus Brian Williams, NASA XRISM- projectwetenschapper bij Goddard. "Deze missie zal ons inzicht geven in de moeilijkst te bestuderen plekken, zoals de interne structuur van neutronensterren en de stralingsstralen die worden uitgezonden door zwarte gaten in actieve sterrenstelsels."

Moon Sniper richt op een maankrater

SLIM zal ondertussen zijn eigen voortstuwingssysteem gebruiken om naar de maan te vliegen. Het zal ongeveer drie tot vier maanden na de lancering in een baan om de maan komen, een maand lang rond de maan draaien en vier tot zes maanden na de lancering een zachte landing maken. Bij een succesvolle landing zal de technologische demonstratiemissie ook kortstondig het maanoppervlak bestuderen.

In tegenstelling tot andere maanlandingsmissies die op de zuidpool gericht waren, zal SLIM landen bij een maankrater genaamd Shioli, vlakbij de Nectarzee. Daar zal het de samenstelling van het gesteente analyseren, wat wetenschappers zal helpen de oorsprong van de maan te ontdekken. De landingsplaats ligt ten zuiden van de Zee der Rust, waar Apollo 11 in 1969 nabij de evenaar van de maan landde.

Na de VS, de Sovjet-Unie en China werd India het vierde land dat met succes op het maanoppervlak landde. Op 23 augustus landde het ruimtevaartuig Chandrayaan-3 op de zuidpool van de maan. Eerder in april viel de Hakuto-R maanlander van het Japanse bedrijf Ispace al van een hoogte van 4,8 km en botste tijdens de landing met het maanoppervlak.

Het SLIM-ruimtevaartuig is uitgerust met navigatietechnologie op basis van zicht. Een nauwkeurige landing op de maan is een kerndoel van JAXA en andere ruimtevaartorganisaties.

Grondstofrijke gebieden zoals de zuidpool van de maan en de schaduwrijke gebieden met waterijs zullen ook gevaren met zich meebrengen op de maankraters en het rotsachtige oppervlak. Toekomstige missies zullen in krappe ruimtes moeten kunnen landen om deze elementen te vermijden.

SLIM heeft ook een lichtgewicht ontwerp, een factor die waarschijnlijk belangrijk zal zijn nu ruimtevaartorganisaties frequentere missies plannen en manen rond andere planeten zoals Mars verkennen. JAXA gelooft dat het bereiken van SLIM's doel landingsmissies zal transformeren "van landen waar we kunnen landen naar landen waar we willen landen."

Nguyen Quang Minh (volgens CNN)

Bron