Twintig jaar verkende Cassini planeten: dit is wat de missie opleverde

Bijna 20 jaar, sinds 15 oktober 1997, heeft ruimtesonde Cassini planeten verkend. Vrijdag maakt hij een kamikazeduik in de dampkring van Saturnus, de planeet waaraan hij sinds juli 2004 onderzoek doet. Govert Schilling vat samen welke nieuwe inzichten de missie heeft opgeleverd.

Saturnus met zijn ringen. Beeld Theo Audena

Inwendige planeet geeft geheimen moeilijk prijs

Om het ontstaan van de reuzenplaneten in het zonnestelsel te begrijpen, moet je ook weten hoe ze er vanbinnen uitzien. Dat valt nog niet mee. Net als zijn grote broer Jupiter bestaat Saturnus grotendeels uit gassen, voornamelijk waterstof en helium. Helemaal binnenin bevindt zich waarschijnlijk een kern van gesteente. Hoe groot die kern is, en hoe snel die roteert, is niet goed bekend. Metingen aan variaties in het magnetisch veld, dat in de kern wordt opgewekt, zouden daar uitsluitsel over kunnen geven. Tot nu toe zijn zulke variaties niet geregistreerd, maar nog niet alle waarnemingen van de afgelopen weken zijn in detail geanalyseerd. Cassini-onderzoekers hopen nog steeds het inwendige van Saturnus te kunnen ontraadselen.

Dampkring - gigantische orkanen

Op Saturnus komen kolossale stormen voor; de orkaan Irma is daarbij vergeleken een zomerbriesje. Op de zuidpool van de planeet woedt permanent een gigantische orkaan, met een 'oog' van 2.000 kilometer in middellijn en met windsnelheden van meer dan 500 kilometer per uur. Rond de noordpool is een merkwaardig, zeshoekig wolkenpatroon ontdekt, ontstaan door golfbewegingen in de atmosfeer. In 2010 en 2011 bestudeerde Cassini ook een reusachtige storm halverwege het noordelijk halfrond, die daar elke Saturnuszomer opsteekt - eens in de 29,5 jaar. Onderzoek aan de stromingspatronen op de reuzenplaneet helpt aardse klimaatwetenschappers met het verbeteren van hun modellen.

Tekst gaat verder onder de foto.

Nederlands tintje

De ware aard van de ringen van Saturnus werd in 1655 ontdekt door de Nederlandse natuurkundige Christiaan Huygens, die toen 26 jaar oud was. Huygens ontdekte ook de grote Saturnusmaan Titan. Midden vorige eeuw was het de Nederlands-Amerikaanse planeetonderzoeker Gerard Kuiper die ontdekte dat Titan een dampkring heeft waarin methaangas voorkomt. De Europese meetcapsule die op 14 januari 2005 aan een parachute afdaalde naar het oppervlak van Titan is naar Huygens vernoemd.

Storm op het noordelijke halfrond van Saturnus. Beeld Theo Audena

Ringen - Vermaarde ringen eindelijk in close-up

Het iconische ringenstelsel van Saturnus werd 400 jaar geleden al ontdekt. De ringen bestaan uit talloze kleine brokjes gruis en ijs. Cassini maakte detailfoto's van lege zones, verdichtingen en golfpatronen, veroorzaakt door zwaartekrachtstoringen van kleine mini-maantjes. Soortgelijke verstoringen komen ook voor in de materieschijven rond pasgeboren sterren, waarin planeten samenklonteren. Onderzoek aan de Saturnusringen geeft dus ook informatie over de geboorte van planetenstelsels. Sinds april dit jaar vliegt Cassini eens per week tussen de planeetbol en de ringen door. Dankzij dit staaltje kosmisch ringsteken kan het ringenstelsel 'gewogen' worden. De massa van de ringen geeft informatie over hun leeftijd: als ze weinig materie bevatten, kunnen ze niet ouder zijn dan een paar honderd miljoen jaar. Mogelijk gaat het om de brokstukjes van een verbrijzelde Saturnusmaan.

De ringen van Saturnus, bestaande uit gruis en ijs. Beeld Theo Audena

Lange reis

De Amerikaanse planeetverkenner Cassini is genoemd naar de Italiaans-Franse astronoom Giovanni Domenico Cassini. De grote, zware ruimtesonde deed er bijna 7 jaar over om bij Saturnus aan te komen. Tijdens die lange reis passeerde hij twee keer op kleine afstand de planeet Venus en één keer de aarde, bestudeerde hij de planetoïde Masursky, en vloog hij op 30 december 2000 langs de reuzenplaneet Jupiter. Daarna was het nog 3,5 jaar naar Saturnus, op ruim 1,4 miljard kilometer afstand van de zon.

Manen - Nergens anders zo'n bizarre veelsoortigheid

Als kosmische ontdekkingsreiziger verkende Cassini niet één buitenaardse wereld, maar enkele tientallen. Rond Saturnus draaien meer dan zestig grote en kleine manen. Acht daarvan - allemaal slechts een paar kilometer groot - zijn door Cassini ontdekt. Maar nog veel belangrijker is dat reeds bekende manen en maantjes in verbluffend detail zijn bestudeerd. De poreuze ijsklomp Hyperion, de 'yin-yang'-maan Japetus, met één helder en één donker halfrond, zwaar bekraterde werelden als Mimas en Rhea, de ufo-vormige maantjes Atlas en Pan, en ga zo maar door. Nergens in het zonnestelsel kom je zo'n bizarre veelsoortigheid tegen; de meest uiteenlopende processen in het heelal zijn hier te bestuderen. Planeetonderzoekers hopen er de evolutie van het Saturnusstelsel mee te ontraadselen.

Tekst gaat verder onder de foto.

Hyperion, sponsachtige ijsmaan van Saturnus. Beeld Theo Audena
Radaropnamen van methaanmeren op de Saturnusmaan Titan. Beeld Theo Audena

Titan - De droom van elke sciencefictionschrijver

Verreweg de grootste Saturnusmaan is Titan. Die is zelfs groter dan de planeet Mercurius. Het is bovendien de enige planeetmaan in het zonnestelsel met een dikke, ondoorzichtige dampkring. Cassini's infraroodcamera en radarinstrument wisten desondanks het oppervlak van Titan in kaart te brengen. De Europese Huygens-capsule, die met Cassini mee vloog, maakte in januari 2005 zelfs een zachte landing. Titan is de droom van elke sciencefictionschrijver: bergketens van stijf bevroren ijs, meren van vloeibaar methaangas, een ondergrondse oceaan en neerdwarrelende organische moleculen. In feite lijkt Titan op de pasgeboren aarde, maar dan veel kouder. Als Titan dichter bij de zon stond, zou er waarschijnlijk leven zijn ontstaan.

Grand finale

Na ruim 13 jaar is de brandstof van Cassini's stuurraketjes bijna op. Aan boord van de ruimtesonde bevinden zich waarschijnlijk nog aardse bacteriën, dus je wilt niet dat ze in de toekomst stuurloos neerstort op Enceladus - de kleine Saturnusmaan die mogelijk micro-organismen herbergt en zo vervuild zou kunnen raken met aards materiaal. Vandaar dat Cassini - na een reeks spectaculaire snoekduiken aan de binnenzijde van het ringenstelsel - komende vrijdag een 'zeemansgraf' krijgt in de dampkring van Saturnus. Een paar laatste foto's, een handjevol nieuwe meetgegevens, en dan is het gedaan met wat algemeen beschouwd wordt als een van de meest succesrijke planeetverkenners in de geschiedenis.

Enceladus - Misschien wel buitenaards leven

Uit barsten en scheuren in het bevroren oppervlak van deze kleine ijsmaan spuiten geisers van waterdamp en ijskristalletjes de ruimte in. Onder het oppervlak ligt een groot waterreservoir, warm gehouden door de getijdenkrachten van de planeet. Cassini vloog in oktober 2015 door de pluimen heen en ontdekte waterstofmoleculen - een aanwijzing dat zich op de oceaanbodem warmwaterbronnen bevinden. Rond soortgelijke bronnen op aarde zijn een paar miljard jaar geleden de eerste levensvormen ontstaan. Enceladus is favoriet bij astrobiologen: na de planeet Mars biedt deze Saturnusmaan de grootste kans op het vinden van buitenaards leven in ons eigen zonnestelsel.

Storm op het noordelijke halfrond van Saturnus. Beeld Theo Audena
Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden