Het is een vraag die de mensheid al decennialang bezighoudt: zijn we alleen in de kosmos, of bestaat ook elders leven? In de hoop op een antwoord kijken wetenschappers met een schuin oog naar Jupitermaan Europa. Want diep onder het ijsoppervlak van die maan bevindt zich vermoedelijk een reusachtige oceaan. Koppel dat aan het feit dat de ijskorst er niet extreem dik is, en dat de temperatuur – zo hoopt men – voor leven behapbaar is en je snapt waarom kenners er dolgraag een kijkje willen nemen.
‘Europa is de grootste kanshebber om leven te vinden in ons eigen zonnestelsel’, zegt planeetwetenschapper Bert Vermeersen van de TU Delft, als onderzoeker betrokken bij de Jupiter Icy Moons Explorer-missie, kortweg: Juice. Wie zoekt naar leven, zoekt in de praktijk namelijk vaak naar vloeibaar water. Dat is hier op aarde onontbeerlijk voor leven, als oplosmiddel voor de pruttelende chemische processen die zich voltrekken in het diepste van onze cellen. En omdat Europa continu gekneed wordt door de enorme zwaartekracht van gasreus Jupiter, ontstaat daar een reusachtige ondergrondse oceaan. Gemeten in pure liters tref je er naar verwachting zelfs meer water aan dan op onze blauwe aarde. ‘De zoektocht naar leven is echt topprioriteit bij organisaties als Esa en Nasa.’
Toch, geeft Vermeersen toe, is de kans gering dat Juice meteen al een definitief ‘ja’ of ‘nee’ oplevert. De missie bekijkt Europa en twee andere ijsmanen – Callisto en Ganymedes – straks van dichterbij dan ooit, maar stuurt bijvoorbeeld geen sonde naar het oppervlak. Verwacht dus geen beelden van robotonderzeeërs die de ijskoude oceanen doorspitten op zoek naar wat daar eventueel allemaal dobbert of zwemt. Dat is meer iets voor eventuele vervolgmissies.
Maar, zegt Vermeersen: er bestaat wel degelijk kans op iets spectaculairs. Ruimtetelescoop Hubble zag zo’n tien jaar geleden voor het eerst aanwijzingen dat rond de zuidpool van Europa geisers voor zouden kunnen komen die materiaal uit het binnenste van de maan naar boven spuiten. Als Juice straks toevallig door zo’n pluim vliegt, kan het met een van de instrumenten aan boord – de ‘Particle environment package’ – materiaal verzamelen en meteen analyseren. ‘Met een beetje mazzel kun je dan al aanwijzingen voor leven treffen.’
Zeker wel. Planeetwetenschappers als Vermeersen staan te popelen om meer over de ijsmanen te leren. ‘Het interessante is dat Jupiter en zijn manen samen een soort minizonnestelsel vormen’, zegt hij. Gasreus Jupiter kun je dan zien als mislukte ster, niet groot genoeg voor kernfusie, de manen zijn dan de planeten. Niet zo’n vergezochte gedachte: Ganymedes is bijvoorbeeld zelfs groter dan de echte planeet Mercurius. ‘Mensen die onderzoek doen naar planeetsystemen bij verre sterren vinden het daarom interessant meer te weten over de evolutie van dit systeem zo dicht bij huis’, zegt Vermeersen.
Een andere vraag is waarom de manen onderling zo verschillend zijn. ‘Europa is geologisch veel actiever dan Ganymedes, Ganymedes heeft als enige een sterk magneetveld en Callisto is voor zover we weten geologisch dood, zonder enige activiteit’, zegt hij. ‘Maar waarom? Dat weten we nog niet.’
En dan zijn er nog al die andere vragen. ‘Hoe diep zijn deze oceanen? Hoe dik zijn de ijslagen daarboven? Wat betekent dat voor de temperatuur?’, steekt Vermeersen van wal. ‘Met deze missie gaan we nu echt onze vragen beantwoorden. Daarvoor hebben we de juiste instrumenten aan boord. We gaan meten en kwantificeren.’
Met het radarinstrument Rime kan Juice bijvoorbeeld signalen door de ijslagen sturen. ‘Als de ijslaag minder dan 9 kilometer dik is, dan bereik je daarmee ook de onderkant van die laag’, zegt Vermeersen. ‘Zulke kennis leert ons iets over de mogelijke habitats op zo’n maan – de kans dat er leven kan bestaan.’
Leven, het blijft de aanlokkelijkste vraag. ‘Bij elke grote ruimtemissie gebeurt er wel iets onverwachts. Misschien is het hier de eerste tastbare aanwijzing voor buitenaards leven’, zegt Vermeersen. ‘Ik hoop daar stiekem wel een beetje op.’
Donderdag 13 april moet Juice van aarde vertrekken vanaf de Europese lanceerbasis in Kourou, Frans-Guyana. Dat gebeurt boven op een Europese Ariane 5-raket. Voor de op een na laatste keer, overigens. Daarna moet opvolger Ariane-6 het stokje overnemen.
Een prettig gevoel, zegt Alessandro Atzei van Esa, dat Juice nog meegaat met die ‘oude’ Ariane 5. ‘Dat is een machtige en betrouwbare raket. De risico’s zijn nooit nihil, maar dit is wel het dichtste bij zekerheid dat je in de ruimtevaart kunt komen.’
Atzei was als ‘payload system engineer’ sinds 2014 betrokken bij de technische ontwikkeling van meerdere detectoren en experimenten voor Juice. ‘We hebben als mensheid nog nooit zo’n krachtig arsenaal aan instrumenten naar Jupiter gestuurd. Ik ben daar erg trots op’, zegt hij. Maar wanneer je meer dan een decennium aan iets hebt gewerkt, is het wel lastig de regie uit handen te moeten geven. ‘Er is bruut geweld nodig om aan de zwaartekracht van de aarde te ontsnappen. Bij de lancering ben ik straks niet meer dan een toeschouwer. Dat blijft erg spannend.’
Ruim twee weken voor vertrek liep hij samen met collega’s alle instrumenten nog langs voor een laatste inspectie. Met speciale stofzuigers zogen ze vrijwel elke mogelijke verontreiniging van de instrumenten en deden de laatste aanpassingen. Een week voor vertrek monteerden z’n collega’s de satelliet zelf boven op de Ariane 5-raket.
‘Dan gaan de beschermende plastic schermen die eerder nog voor de instrumenten zaten weg’, zegt Atzei. Dat gebeurt in een cleanroom boven op de enorme Ariane 5-assemblagehal, groot genoeg dat de gehele raket erin past. Pas een dag of twee later gaat de neuskegel van de raket erop. ‘Tot die tijd moet je de satelliet 24 uur per dag in de gaten houden. Je zit hier namelijk letterlijk aan de rand van de jungle en je wilt niet dat er bijvoorbeeld vleermuizen naar binnen vliegen. Of erger nog: dat zo’n dier, netjes gezegd, iets deponeert op de sonde.’
De lancering zelf is een aaneenschakeling van spannende momenten. Eerst een veilig vertrek, dan – een half uur later – het loskoppelen van de laatste rakettrap en het afleveren van Juice in de ruimte. Meteen daarna moeten de zonnepanelen en communicatieantenne uitklappen. In de dagen daarna volgen ook de andere antennes en de stang van de zogeheten magnetometer, waarmee men het magneetveld van Jupiter en Ganymedes wil onderzoeken.
Dan volgt nog het testen van alle instrumenten, tot ‘ongeveer tot half juli’. Daarna zit het erop voor Atzei en zijn team. ‘Ik blijf de sonde dan alleen nog volgen als liefhebber. Reken maar dat ik in 2031, wanneer Juice aankomt bij Jupiter, ergens achter een scherm zit om alles te volgen.’
Acht jaar dus, zo lang duurt het voordat Juice bij gasreus Jupiter arriveert. De reden is niet alleen dat de planeet zo duizelingwekkend ver van de aarde is, maar ook dat de meest efficiënte route geen directe is.
Na lancering komt de sonde rond augustus 2024 bijvoorbeeld opnieuw langs de aarde. ‘Een heel bijzonder moment’, zegt Atzei. Juice krijgt dan een zet van de zwaartekracht van de aarde én de maan. ‘Normaliter doe je dat alleen met de aarde’, zegt hij. Maar nu fungeert de zwaartekracht van beide samen als een soort kosmische katapult. ‘Dat is nog niet eerder gedaan. Het wordt echt een huzarenstukje van de collega’s in het controlecentrum.’
In 2025 draait Juice vervolgens een rondje om onze buurplaneet Venus, die hem ook een zetje geeft. In 2026 en nog eens in 2029 passeert hij weer de aarde, en anderhalf jaar later arriveert hij bij Jupiter. Althans: als het de sonde lukt om af te remmen. ‘Anders schiet hij op hoog tempo voorbij en is de missie meteen afgelopen’, zegt Atzei. Mochten de motoren niet goed werken, dan heeft de sonde daarom back-ups beschikbaar. ‘Die motoren zijn wel minder efficiënt. Je verbruikt dan meer stuwstof.’
Juice vliegt na afremmen in totaal zo’n 35 keer langs de drie ijsmanen waarna de missieleiders op aarde naast de hoofdmotor ook gebruikmaken van de reusachtige zwaartekracht van Jupiter om de sonde in een baan rond de grootste maan uit het zonnestelsel te dwingen: Ganymedes. Een primeur, overigens. Niet eerder vloog een door mensen gemaakt voorwerp in een stabiele baan om een andere maan dan die van ons.
Ergens tijdens de missie krijgt Juice bovendien gezelschap van Europa Clipper, de Nasamissie naar de Jupitermaan die min of meer tegelijkertijd arriveert. ‘Begin 2030 bestaat tussen beide missies daarom overlap’, zegt Bert Vermeersen. ‘We zijn nu al in overleg hoe we ervoor kunnen zorgen dat ze zo goed mogelijk samenwerken. Voor de exacte details hebben we nog tien jaar de tijd.’
In september 2035 valt tot slot het doek voor Juice. Althans: volgens de huidige planning. ‘Vaak zie je bij dit soort missies dat er dan toch nog een beetje stuwstof over is. Ik verwacht dat er tegen die tijd wel onderzoeksvoorstellen bij Esa zullen binnendruppelen voor een verlenging van de missie’, zegt Vermeersen.
Zeker is dat Juice op het moment dat de missie er echt op zit zichzelf met het laatste toefje stuwstof op ramkoers met Ganymedes zal brengen zodat hij daar te pletter slaat. ‘Dat doen we bewust op Ganymedes en niet op bijvoorbeeld Europa’, zegt Vermeersen. De reden is dat men bij Ganymedes, waarop de ijslaag vermoedelijk zo’n 150 kilometer dik is, zeker kan zijn dat er geen leven voorkomt. ‘Bij Europa is dat heel anders. Het kan zo zijn dat er nog aards microleven op de s Source: Volkskrant