211service.com
Zullen astronauten ooit gasreuzen zoals Jupiter bezoeken?
Een afbeelding van de zuidpool van Jupiter, gemaakt door NASA's Juno-orbiter. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill
Elke week sturen de lezers van onze ruimtenieuwsbrief, The Airlock, hun vragen in voor ruimteverslaggever Neel V. Patel om te beantwoorden. Deze week: Kunnen we naar Jupiter?
Als we eenmaal voorbij de asteroïdengordel zijn, is het dan realistisch om aan te nemen dat er een kans is dat mensen ooit een van de gasreuzen, zoals Jupiter, echt dicht bij zijn atmosfeer kunnen verkennen? En hoe dat eruit zou zien? —Sarah
Jupiter heeft, net als de andere gasreuzen, geen rotsachtig oppervlak, maar dat betekent niet dat het gewoon een enorme wolk is die door het vacuüm van de ruimte zweeft. Het bestaat voornamelijk uit helium en waterstof, en naarmate je van de buitenste lagen van de atmosfeer naar de diepere delen gaat, wordt dat gas dichter en wordt de druk extremer. De temperaturen lopen snel op. In 1995 stuurde NASA's Galileo-missie een sonde in de atmosfeer van Jupiter; het brak op ongeveer 75 mijl in de diepte. De druk is hier meer dan 100 keer intenser dan wat dan ook op aarde. In de binnenste lagen van Jupiter die 13.000 mijl diep zijn, is de druk 2 miljoen keer sterker dan wat op zeeniveau op aarde wordt ervaren, en zijn de temperaturen heter dan het oppervlak van de zon.
Het is dus duidelijk dat geen mens zich te ver in de diepten van Jupiter zal kunnen wagen. Maar zou het veilig zijn om gewoon rond de planeet te draaien? Misschien kunnen we een orbitaal ruimtestation opzetten, toch?
Welnu, er is nog een groot probleem als het om Jupiter gaat: straling. De grootste planeet in het zonnestelsel heeft ook zijn krachtigste magnetosfeer. Deze magnetische velden laden deeltjes in de buurt op en versnellen ze tot extreme snelheden die de elektronica van een ruimtevaartuig in enkele ogenblikken kunnen braden. Ruimtevaartingenieurs moeten een baan en ruimtevaartuigontwerp bedenken dat de blootstelling aan deze straling zal verminderen. NASA heeft dit bedacht met de drievoudig gerangschikte, eeuwig draaiende Juno-ruimtevaartuig , maar het ziet er niet naar uit dat dit een haalbaar ontwerp zou zijn voor een menselijk ruimtevaartuig.
In plaats daarvan zou een bemand ruimtevaartuig, om veilig in een baan rond of langs Jupiter te vliegen, een behoorlijk aanzienlijke afstand van de planeet moeten houden.
Niet elke gasreus in het zonnestelsel is zo, maar ze hebben allemaal ook verschillende andere problemen die het voor mensen moeilijk zouden maken om ze van dichtbij te bezoeken. Neptunus heeft bijvoorbeeld de sterkste wind in het zonnestelsel en bereikt snelheden tot 1100 mijl per uur. Zowel Neptunus als Uranus zijn ijsreuzen met elementen en verbindingen die zwaarder zijn dan helium en waterstof, zoals methaan en ammoniak. Deze dichtere materialen kunnen het voor een ruimtevaartuig nog moeilijker maken om in deze atmosferen te duiken, omdat het ruimtevaartuig eerder zou worden beschadigd. De eigen magnetosfeer van Saturnus is kleiner dan die van Jupiter, maar nog steeds 578 keer krachtiger dan die van de aarde, dus straling zou nog steeds een enorm probleem zijn om mee te kampen.
Voorlopig, totdat we erachter komen hoe we een ruimtevaartuig kunnen bouwen met materialen die menselijke astronauten kunnen beschermen tegen al deze elementen, zal elke verkenning van de gasreuzen van dichtbij moeten gebeuren door middel van robotruimtevaartuigen.