Volgend jaar wordt een bijzonder jaar voor sterrenkundige Anthony Brown. Hij werkt al sinds 1997 mee aan de Gaia-satelliet van ruimtevaartorganisatie ESA, en eind 2013 is de lancering. 'Dat is wel een spannend moment, want er kan iets misgaan', aldus Brown. Als het wel goed gaat, wordt alle geïnvesteerde tijd terugbetaald in de vorm van meetgegevens.
Alles bij elkaar kost het Gaia-project zo'n 650 miljoen euro, dus dan is het wel de bedoeling dat het goede meetgegevens zijn. Aan de techniek zal het niet liggen: de mede door TNO ontwikkelde apparatuur is supernauwkeurig. In technische termen: tot op de microboogseconde nauwkeurig. Het aardse equivalent zou een kijker zijn die de dikte van een haar kan meten – als de kijker in Leiden staat en de haar in Marseille. Brown: 'Zoiets is nog nooit eerder vertoond.' Het 'rokje' dat de satelliet aanheeft, dient deels als zonnescherm, om te voorkomen dat de telescopen aan boord warmer worden dan honderd graden onder nul. Bij hogere temperaturen trilt de boel een beetje, en dat zie je terug in je meting.
Gaia heeft drie doelen. Het voornaamste is het maken van een grondige, driedimensionale kaart van de sterren in onze Melkweg. De data kunnen ook Einsteins relativiteitstheorie bevestigen tot nog meer decimalen achter de komma. Daarnaast gaat de satelliet de asteroïden in het zonnestelsel in kaart brengen. 'Die krijgen we d'r als het ware gratis bij', vertelt Brown.
Kortom: als de satelliet eenmaal haar plek in de ruimte heeft bereikt, begint er een sterrenkundig feestje. En zoals bij elk goed feestje moet er ook ruimte zijn voor voorpret. In het vaktijdschrift Planetery and Space Science beschrijven Brown, zijn postdoc Giorgia Busso en een team van Franse collega's een simulatie van de data over asteroïden die straks binnen moet komen.
Ons zonnestelsel bevat één zon, acht planeten en een ontiegelijke hoop kleiner grut, de zogeheten asteroïden. Hoeveel precies is onduidelijk, mede omdat met de huidige technieken de asteroïden tussen de zon en de aarde in niet goed in beeld te krijgen zijn. De samenstelling wisselt: soms zijn het sneeuwballen, soms stenen, soms allebei een beetje en soms hebben ze een metalen kern. Gaia moet meer licht gaan werpen op de samenstelling van die dingen, en over de verdeling ervan.
Brown: 'Het zonlicht dat asteroïden weerkaatsen, geeft je informatie over de samenstelling. De verdeling in de ruimte zegt iets over hoe ons zonnestelsel is gevormd: bijvoorbeeld als je bepaalde soorten vooral dicht bij de zon vindt, en andere soorten juist verder daar vandaan. Zo bedrijf je de archeologie van ons zonnestelsel.'
De Gaia-data zouden ook moeten helpen bij het opsporen van zogeheten Near Earth Objects: asteroïden die angstaanjagend dicht in de buurt van de aarde komen. Een asteroïde van een paar meter doorsnee is in sterrenkundige termen onooglijk klein, maar je wil hem niet in je oog krijgen. In 1908 bereikte een ruimterotsblok met een doorsnee van ongeveer honderd meter de aarde, in de buurt van het Siberische rivier Tunguska. In een gebied van meer dan tweeduizend vierkante kilometer lagen alle bomen omver. Waarom gebeurde dat in the middle of nowhere en niet in, pak hem beet, Amsterdam? Mazzel.
Het zou dus best handig zijn als je al enige tijd van tevoren weet dat er zo'n aardscheerder op ramkoers ligt. Een groep in Finland gaat aan de Gaia-data rekenen om snel te kunnen schatten welke banen een asteroïde gaat volgen. Telescopen op aarde kunnen opmerkelijke gevallen dan nauwkeuriger in de gaten houden.
Brown noemt nog een derde reden om de ruimterotsen in de gaten te houden. 'Ik was recent op een congres in Beijing, en daar was een spreker van NASA's Jet Propulsion Laboratory. Om te zorgen dat de marsrobot Curiosity goed kon landen, was het nodig om tot op de 200 meter nauwkeurig te weten waar Mars precies is. Op een afstand van tientallen miljoenen kilometers is dat behoorlijk precies. De zwaartekracht van asteroïden heeft invloed op die positie. Als we goed willen navigeren door ons zonnestelsel hebben we dus kennis over hun plek en massa nodig.'
Die kennis lijkt haalbaar met Gaia, bleek uit de simulatie van Brown, Busso en co. 'We rekenen erop dat we met Gaia-data een kaart van asteroïden kunnen maken, en een indeling van die asteroïden in verschillende klassen.' Omdat de satelliet dezelfde asteroïden zestig à zeventig keer ziet, valt er zelfs iets over de vorm van de ruimtevoorwerpen te zeggen; als het licht dat eraf komt verandert terwijl de asteroïde draait. Brown:'En dat geeft je weer informatie over de massa; als je weet hoe groot iets is en hoe snel het draait, weet je ook hoe zwaar het moet zijn om zo snel te kunnen draaien zonder uit elkaar te vliegen.'
Uiteindelijk verwacht Brown nog tot in het volgende decennium bezig te zijn met de data die Gaia aanlevert. Maar eerst moet dat ding nog de ruimte in. 'Ik ga wel proberen om bij de lancering te zijn. Op één of andere manier dan; ESA is meestal zuinig met haar uitnodigingen.'