Welterusten, Cluster: briljant einde van baanbrekende missie
De eerste satelliet van ESA's Clusterkwartet kwam gisteravond veilig terug naar de aarde met behulp van 's werelds eerste 'gerichte terugkeer', waarmee een briljant einde werd gemaakt aan deze opmerkelijke missie.
Het ruimtevaartuig, genaamd “Salsa” (Cluster 2), keerde op 8 september 2024 om 20.47 UUR CEST terug naar de atmosfeer van de aarde boven de Stille Zuidzee. In deze regio wordt elk risico dat fragmenten land bereiken geheel tot een minimum beperkt.
Gedurende de laatste twee decennia dat Cluster in de ruimte heeft doorgebracht, heeft het onschatbare gegevens opgeleverd over hoe de zon interageert met het magnetisch veld van de aarde, waardoor we het ruimteweer beter kunnen begrijpen en voorspellen. Met deze allereerste gerichte terugkeer gaat Cluster de geschiedenis in om een tweede reden: ESA helpen een wereldleider te worden in duurzame ruimteverkenning.
Access the video
De terugkeer volgt op een aanpassing van de baan van Salsa in januari 2024 om zo ver mogelijk van bevolkte gebieden te vliegen. Dit zorgde ervoor dat alle onderdelen van ruimtevaartuigen die de terugkeer overleefden over de open oceaan zouden vallen.
In de afgelopen dagen, weken en maanden hielden ESA's ruimtevaartuigbestuurders Salsa nauwlettend in de gaten toen het dichter bij de aarde kwam, waarbij ze het traject van het ruimtevaartuig slechts één keer lichtjes aanpasten om het op koers te houden.
Tegenwoordig worden satellietmissies ontworpen volgens voorschriften die hen verplichten het risico op schade bij hun terugkeer naar de aarde tot een minimum te beperken. Toen Cluster in de jaren negentig werd gebouwd, waren dergelijke voorschriften echter nog niet van kracht. Zonder interventie zouden de vier Cluster-satellieten op natuurlijke wijze opnieuw in de atmosfeer van de aarde zijn terechtgekomen - maar met minder controle over wanneer of waar dit zou gebeuren.
ESA Director of Operations, Rolf Densing, legt uit waarom ESA besloot de missie op deze manier te beëindigen: “De terugkeer van Salsa zou altijd een zeer laag risico zijn, maar we wilden de grenzen verleggen en de dreiging nog verder verminderen, wat onze inzet voor ESA's Zero Debris aanpak aantoont.”
“Door te bestuderen hoe en wanneer Salsa en de andere drie Cluster-satellieten in de atmosfeer opbranden, leren we veel over de wetenschap van terugkerende satellieten, hopelijk kunnen we dezelfde aanpak toepassen op andere satellieten wanneer deze aan het einde van hun leven komen.”
Cluster onthult het onzichtbare schild van de aarde
De terugkeer van Salsa markeert het einde van een unieke missie die uiteindelijk zal helpen de mensheid te beschermen tegen onze stormachtige zon.
Water? Warmte? Mineralen? Allemaal van vitaal belang voor het leven, maar niet uniek voor de planeet aarde. Misschien is de krachtige magnetosfeer het enige belangrijke kenmerk dat de aarde tot een opmerkelijke bewoonbare wereld maakt waar het leven kan gedijen.
Slechts een paar honderd kilometer boven ons hoofd wordt een voortdurende strijd uitgevochten tussen de krachten van de natuur. Als een schip in een nooit eindigende storm wordt de aarde gebombardeerd door zwermen deeltjes die met supersonische snelheden uit de zon worden geworpen.
De meeste van deze zonnewinddeeltjes worden door de magnetosfeer afgebogen, en varen onschadelijk voorbij. Maar het schild van de aarde is niet kogelvrij. Windstoten van zonnewind kunnen deze genadeloos persen, energetische deeltjes door zwakke plekken duwen en die mogelijk elektronische apparatuur beschadigen, waaronder vitale satellieten die in de ruimte draaien.
Het klinkt misschien als sciencefiction, maar wetenschappers bestuderen deze voortdurende vete tussen de zon en de aarde al vele jaren, eerst vanaf de grond en vervolgens met behulp van enkele satellieten. Maar de complexiteit van de zon-aarde verbinding is hen altijd ontgaan. Tot er een Cluster kwam.
Directeur of Science Prof. Carole Mundell zegt: Cluster is de eerste missie die gedetailleerde studies, modellen en 3D-kaarten van het magnetisch veld van de aarde maakt, evenals gerelateerde processen daarbinnen en eromheen. We zijn er trots op dat ESA door middel van Cluster - en andere missies het begrip van de mensheid over hoe de zonnewind interageert met de magnetosfeer heeft verbeterd, waardoor we ons kunnen voorbereiden op de gevaren die het kan brengen."
Magnetosfeer monitoring: een hoekstuk in de ruimteweerpuzzel
Ons begrip van het ruimteweer - de omgevingscondities in de ruimte veroorzaakt door de activiteit van de zon - hangt af van het begrijpen van veel verschillende factoren: het gedrag van de zon, hoe de zonnewind door de ruimte reist en hoe de magnetosfeer van de aarde reageert.
Met cCuster ging ESA de uitdaging aan om te ontdekken hoe de magnetosfeer van de aarde reageert op de zonnewind. Andere ESA-missies hebben verschillende delen van het proces bestudeerd, waarbij Solar Orbiter, SOHO, Proba-2 en Ulysses de zon zelf in de gaten houden, en Swarm - en Double Star ook de magnetische omgeving van de aarde bestuderen. Double Star gericht op de “magnetostaart” die zich uitstrekt van planeet aarde, en Swarm blijft het magnetisch veld van de aarde zelf analyseren.
De wetenschappelijke Cluster-fakkel zal worden doorgegeven aan de ESA/Chinese Academy of Science Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer (Smile)-missie, die eind 2025 zal worden gelanceerd.
Een paar jaar later gaat ESA's Vigil missie de ruimte in om de verschillende puzzelstukjes samen te voegen, met als doel continue, bijna realtime gegevens te verstrekken over potentieel gevaarlijke zonneactiviteit. Uiteindelijk zal dit ons helpen om veilige satellietcommunicatie en ruimte- en vliegreizen te garanderen.
Wat maakte Cluster zo bijzonder?
Terwijl de meeste missies die de magnetische verschijnselen van de aarde onderzoeken zich richten op de evenaar, cirkelde het Cluster-kwartet over de Polen, waar veel magnetische activiteit is. Zonnewind in dit gebied kan dieper in de bovenste atmosfeer van de aarde duiken, wat aanleiding geeft tot de spectaculaire poollichten.
Cluster's vermogen om hogere breedtegraden te observeren dan andere missies betekende dat het delen van de magnetosfeer onthulde die we nog nooit eerder met meerdere ruimtevaartuigen tegelijkertijd hebben kunnen “zien”.
Door het magnetisch veld van de aarde in kaart te brengen en dit te vergelijken met het zwakke hedendaagse magnetisme van Mars, heeft Cluster opnieuw het belang van onze magnetosfeer bevestigd om ons te beschermen tegen de zonnewind.
De missie hielp ons ook om zwakke plekken in de magnetosfeer te begrijpen, waaronder hoe zonnewinddeeltjes door het schild kunnen breken. Het ontdekte zelfs de oorsprong van 'killer electrons', energetische deeltjes in de buitenste stralingsgordel rond de aarde, die ravage kunnen aanrichten voor satellieten.
Door de dynamiek en eigenschappen van de magnetosfeer van de aarde gedurende twee decennia voortdurend te monitoren en vast te leggen, heeft Cluster een ongekende schat aan gegevens vergaard, waardoor wetenschappers echt baanbrekende bevindingen kunnen doen, ook over trends op langere termijn.
Na een ongelooflijk succesvolle 24 jaar in de ruimte, nam ESA de beslissing om de vier Cluster-satellieten gedurende 2024-2026 terug te brengen naar de aarde. Het plannen van de terugkeer van alle satellieten maakte het mogelijk voor het Cluster-ruimtevaartuig om bij te dragen aan de wetenschap van de terugkeer als een definitief afscheid.
“Cluster's multi-ruimtevaartuig ontwerp is altijd de sleutel geweest tot het succes”, legt Philippe Escoubet, Cluster-missiemanager, uit.
“Door vier ruimtevaartuigen te gebruiken in plaats van één, kon Cluster op unieke wijze meerdere gebieden van de ruimte tegelijkertijd meten.” Wanneer dichter bij elkaar, kon het Cluster-ruimtevaartuig graven in de fijnere magnetische structuren in de buurt van de aarde ruimte. Wanneer deze verder uit elkaar liggen, kunnen deze een breder beeld krijgen van bredere activiteiten."
En nu gebruikt ESA het feit dat er vier Cluster-satellieten zijn om beter te begrijpen hoe een terugkeer naar de aarde werkt. Door de herinvoer van vier identieke satellieten onder verschillende ruimteweersomstandigheden en met iets verschillende trajecten te vergelijken, voert ESA's team voor ruimtepuin een waardevol experiment uit naar het uiteenvallen van satellieten in de atmosfeer. Uiteindelijk zal dit de terugkeer van satellieten nog veiliger maken.
Van niets naar iets
Hoewel Cluster een enorm wetenschappelijk succes is geworden, zijn de begindagen niet zonder problemen verlopen.
De raket die in 2000 werd gebruikt om de Rumba- (Cluster 1) en Tango- (Cluster 4)satellieten te lanceren, liet hen in een onjuiste baan, waardoor deze moesten vertrouwen op hun eigen voortstuwing, evenals de bovenste trap van de raket, om op de juiste positie te komen om zich bij Salsa (Cluster 2) en Samba (Cluster 3) te voegen.
Sindsdien heeft de missie enorme vooruitgang geboekt, de oorspronkelijke geplande levensduur ver overtroffen en enorm bijgedragen aan ons begrip van de interactie tussen de zon en de aarde. En gisteren werd Cluster een belangrijk onderdeel van ESA's inspanningen voor duurzamere ruimteverkenning.
Voor meer informatie over de wetenschappelijke prestaties van Cluster, lees het artikel over hoe de missie twee decennia lang de magnetosfeer van de aarde heeft bestudeerd.
Neem voor meer informatie contact op met ESA Media Relations:
