Akatsuki – bestudeert het klimaat van Venus

De Japanse ruimtesonde Akatsuki bij Venus
Artist impression van de Akatsuki bij Venus. Credit: JAXA/Akihiro Ikeshita

De Japanse Akatsuki is een ruimtesonde die vanuit een baan om Venus het klimaat en de atmosfeer bestudeert. De ruimtesonde begon in 2016 met zijn wetenschappelijke waarnemingen en functioneert tegenwoordig nog steeds. De Akatsuki heeft verschillende onverwachte waarnemingen van de Venus gedaan.

Akatsuki is Japans voor “Dageraad”. De missie had een lastige start. De eerste poging in 2010 om in een baan om Venus te komen mislukte. Een tweede poging in 2015 had meer succes en onderzoekers konden een deel van het oorspronkelijk gelande wetenschappelijke onderzoek van de planeet uitvoeren. In december 2016 werden twee infrarood camera’s uitgeschakeld vanwege problemen met hun stroomverbruik.

De Japanse verkenning van de ruimte

In de ongeveer 30 jaar dat Japan ruimtemissies uitvoert heeft het land verschillende successen geboekt. Eerst met het Institute of Space and Astronautical Science (ISAS) en later met het Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA). ISAS is lange tijd een zelfstandig instituut geweest maar werd in 2003 een onderdeel van JAXA.

Onder ISAS vlogen de Suisei en Sagigake in 1986 langs de komeet van Halley. De twee ruimtesondes moesten ook nog langs andere kometen vliegen maar dit mislukte. Suisei kwam zonder brandstof te zitten en met Sagigake verloor men het contact. Onder JAXA werd tussen 2005 en 2010 de Hayabusa-missie naar de asteroïde 25143 Itokawa uitgevoerd. Deze missie bracht materiaal van de asteroïde terug naar de Aarde.

JAXA voerde in 2010 ook de test met het zonnezeil Ikaros uit en tussen 2007 en 2009 werd de Kaguya-missie naar de Maan uitgevoerd. In 2014 werd de Hayabusa2 gelanceerd. Deze missie is momenteel (april 2019) actief bij de asteroïde 162173 Ryugu. Ook Hatabusa2 moet materiaal van deze asteroïde terugbrengen naar de Aarde.

De enige andere Japanse missie naar een planeet was de Nozomi-missie in 2004. Nozomi moest in een baan om Mars komen. Dit mislukte en het bleef bij een scheervlucht. JAXA werkt samen met de ESA een de BepiColombo-missie die in oktober 2018 naar Mercurius werd gelanceerd. JAXA levert voor deze missie die Mercury Magnetospheric Orbiter die de atmosfeer, het magneetveld, de zonnewind en het stof dat van de Zon komt zal gaan bestuderen.

Bemande ruimtevaart

Er zijn ook Japanners in de ruimte geweest. In 1979 was Mamoru Mohri de eerste Japanse astronaut. Hij vloog aan boord van de space shuttle Endeavour tijdens de STS-47 missie. JAXA onderhoudt een actief astronautencorps en er zijn sinds de eerste Japanse astronaut inmiddels meer dan 20 missies uitgevoerd. Gemiddeld is er eenmaal per jaar een Japanse astronaut gedurende langere tijd actief in het International Space Station.

Akatsuki – lancering, mislukte scheervlucht en herstel

De Akatsuki is ook bekend als de Venus Climate Orbiter en Planet-C. de ruimtesonde werd op 20 mei 2010 vanaf de Japanse lanceerbasis Tanegashima Space Center gelanceerd. Wegens slecht weer was de lancering enkele dagen vertraagd. Met dezelfde lancering ging ook het zonnezeil Ikaros naar de ruimte. Op 7 december 2010 werd de hoofdmotor van de Akatsuki gestart. Hiermee werd de procedure om in een baan om Venus te komen, begonnen. De hoofdmotor werkte echter maar 3 minuten, dit hadden er 12 moeten zijn om in een baan te komen. Er werd een parallel getrokken met de mislukte Nozomi-missie die 7 jaar eerder niet slaagde om in een baan om Mars te komen.

JAXA startte een onderzoek en men concludeerde dat de motor vermoedelijk te vroeg afschakelde als gevolg van zoutvorming in een klep die de circulatie van de brandstof moest regelen. De verbrandingskamer was ook beschadigd doordat de zoutvorming zorgde voor een hoger zuurstofgehalte tijdens de verbranding.

Om tijd te kopen en brandstof te sparen werd de ruimtesonde door JAXA in een slaapstand gezet. In die periode werd een reddingsplan uitgewerkt. Men besloot om de kleinere stuwmotoren te gebruiken voor een nieuwe poging de sonde in een baan om Venus te krijgen. De veel zwakkere stuwmotoren waren niet krachtig genoeg om de Akatsuki in de geplande baan te zetten maar de ruimtesonde zou vanuit een aangepaste baan wel nog wetenschappelijk onderzoek kunnen doen.

Akatsuki draaide gedurende vijf jaar in een baan om de Zon. In 2015 passeerde de sonde Venus op een afstand die klein genoeg was voor een tweede poging in een baan om de planeet te komen. Op 6 december, heel toevallig 5 jaar na de eerste poging, werden gedurende 20 minuten de stuwraketten van de Akatsuki afgevuurd en kwam de ruimtesonde met succes in een baan om de planeet.

Akatsuki kwam in een baan waarbij de ruimte sonde in 13 dagen om de planeet draaide. De grootste afstand tot de planeet bedroeg 440.000 kilometer van het oppervlak van de planeet. Na nog enkele koerscorrecties met de stuwraketten werd deze baan teruggebracht tot een omlooptijd van 9 dagen en een grootste afstand tot de planeet van 310.000 kilometer. Als het oorspronkelijke plan was gelukt dan was de Akatsuki in een omloopbaan van 30 uur gekomen met een maximale afstand van 80.000 kilometer van het oppervlak van Venus.

Akatsuki fotografeert Venus
De Japanse ruimtesonde Akatsuki maakte deze opname van Venus nadat de ruimtesonde op 7 december 2015 in een baan om Venus was gekomen. De opname is gemaakt van een afstand van 72.000 kilometer. Credit: JAXA

Wetenschap en waarnemingen

Het belangrijkste doel van Akatsuki is om meer te leren over het klimaat van Venus. Vanwege de hoge oppervlaktetemperaturen die hoog genoeg zijn om lood te laten smelten wordt Venus als een helse planeet omschreven. In de jaren ’70 en ’80 landden er enkele Venera ruimtesondes van de Sovjet-Unie. Deze ruimtesondes overleefden slechts minutenlang waarna ze door de extreme druk en hoge temperatuur bezweken. Venus is vulkanisch actief en de planeet wordt bedekt door een dik wolkendek bestaande uit voornamelijk koolstofdioxide.

Er zijn verschillende ruimtesondes langs de planeet gevlogen maar slechts enkele ruimtesondes hebben gedurende langere tijd de planeet bestudeerd. In de jaren ’70 en ’80 stuurden de Sovjets verschillende Venera-ruimtesondesnaar de planeet. De Pioneer Venus 1 van de NASA tussen 1978 en 1992. Tussen 1989 en 1994 was de Magellan van de NASA actief en tussen 2005 en 2015 de Venus Express van de ESA.

Akatsuki zou met behulp van zes verschillende instrumenten Venus bestuderen in golflengtes variërend van ultraviolet tot infrarood. Onder deze instrumenten een ultraviolet fotometer, een 1 micrometer camera, een 2 micrometer camera, een infrarood camera, een bliksem en airglow camera en een hele stabiele oscillator. Dit laatste instrument kijkt naar radiogolven tussen de Akatsuki en de Aarde als ze de atmosfeer van Venus passeren. Dit levert informatie op over de temperatuur en de dampen van zwavelzuur. De 1 micrometer camera en de 2 micrometer camera werden eind 2016 uit bedrijf genomen vanwege een instabiel stroomverbruik.

Akatsuki gebruikt 6 instrumenten om meteorologische fenomenen op Venus tot in detail te bestuderen. Deze bevindingen moet leiden tot een beter begrip van het klimaat en weer op Venus. Ook kunnen ze een bijdrage leveren waarom de atmosfeer en het klimaat op Aarde is zoals het is en hoe dit in de toekomst mogelijk kan veranderen.

In 2016 werd er met behulp van de gegevens van de Akatsuki een film gemaakt over de nachtzijde van Venus gezien op infrarode golflengtes. JAXA zag dat in slechts 4 uur tijd snel-draaiende wolken zich ongeveer 10° verplaatsten. Volgens JAXA zijn deformatie, ontstaan en verdwijnen van wolken duidelijk zichtbaar in de film.

In 2017 werd er een grote stabiele golf in de bovenste delen van de atmosfeer waargenomen. In dit gebied bewegen wolken normaliter met een snelheid van 100 meter per seconde. Een gerelateerd onderzoek dat in het tijdschrift Nature werd gepubliceerd suggereert dat de golf lijkt op een wolk die over een berg heen trekt. Een fenomeen dat ook op Aarde zichtbaar is.

Later in 2017 publiceerden wetenschappers data waaruit blijkt dat de windsnelheden aan de evenaar op een hoogte van 45 tot 60 kilometer sterk variëren. Eerdere studies hadden aangenomen dat de windsnelheid op deze hoogte eerder gelijkmatig is.

De gehele atmosfeer van Venus draait veel sneller dan het oppervlak tot een hoogte van de wolkentoppen (ongeveer 70 kilometer). Dit wordt een super-rotatie genoemd. Hoe dit mechanisme werkt is nog grotendeels onduidelijk.

Bronnen:

 

Eerste publicatie: 20 mei 2019
Bron: space.com

We doen ons best om alle artikelen zonder taal-, tik- en inhoudelijke fouten te plaatsen maar ondanks alle controle zie je zelf vaak je eigen fouten niet meer. Daarom stellen we het uitermate op prijs als je een fout komt melden!
Als je een spelfout hebt gevonden selecteer dan a.u.b. de tekst en druk Ctrl+Enter. Heb je een inhoudelijke fout gevonden, schrijf dan in het commentaarveld wat er volgens jou niet correct is.
We proberen alle gemelde fouten zo snel als mogelijk te verbeteren. Omdat de meldingen anoniem zijn vindt er geen communicatie plaats met de indiener. We houden ons het recht voorbehouden om meldingen niet te verwerken.

%d bloggers liken dit:

Spelling error report

The following text will be sent to our editors: