Doorzoek april 2010

NASA legt laatste hand aan eerste humanoïde robot in de ruimte

De astronauten aan boord van het internationaal ruimtestation ISS zullen over een niet al te lange tijd een nieuwe kamergenoot hebben. Dit keer geen mens, maar een humanoid. In september 2010 moet Space Shuttle Discovery de ruim 135 kilogram wegende robot Robonaut 2, ook wel bekend als ‘R2’, afleveren bij het ISS, waar het de eerste humanoïde robot zal zijn die reist naar en werkt in de ruimte. Het door NASA en General Motors ontwikkelde apparaat moet verschillende taken van de bemanningsleden in het complex over gaan nemen.

Het team dat zich bezighoudt met de missie van de robot hoopt de robot allerlei soorten dingen aan te leren in het ruimtestation. R2 zou bijvoorbeeld taken zoals het voorbereiden van wetenschappelijke experimenten voor de bemanning of iets simpels zoals het bedienen van een stofzuiger kunnen uitvoeren. Het deel van het ruimtestation waarin de nieuwe robot zal opereren blijft in eerste instantie beperkt tot het zogeheten Destiny Lab, maar het plan is dat het apparaat later ook door andere delen van het ruimtestation zal bewegen. Daarbij zal de robot net als een astronaut zijn handen gebruiken om zich te verplaatsen.

R2 zal zelf kunnen denken binnen de limieten die het op worden gelegd. Net als het geval is bij de Marsrovers Spirit en Opportunity zal men vanop het aardoppervlak instructies aan de robot geven. Er bestaat echter een verschil tussen het tweetal en R2. “Onze robot kan ‘zien’, en het duurt slechts twee tot zes seconden voordat we de beelden die het verzamelt ontvangen,” aldus Ron Diftler, manager van het project. Ter vergelijking: de reistijd tussen Mars en de aarde bedraagt vaak meer dan tien minuten. “Wanneer we zien dat R2 iets doet dat niet werkt, kunnen we onmiddellijk vertellen dat de robot daarmee moet stoppen en iets anders moet gaan doen.”

Voordat Robonaut 2 op weg gaat naar het ISS zal getest en geëvalueerd worden of het gevaarte goed kan opereren in gewichtloosheid en onder andere omstandigheden die optreden in de ruimte. Vervolgens moet het apparaat ter voorbereiding zowel simpele taken, zoals het in de gaten houden van zijn eigen conditie, als moeilijkere taken uit gaan voeren.

De zon door de ogen van NASA’s nieuwe observatorium SDO

Hetgeen dat je hieronder ziet is één van de eerste opnamen van het Solar Dynamics Observatory (SDO), wiens camera de meest gedetailleerde beelden van onze ster tot op heden heeft weten te produceren. Het technologisch geavanceerde ruimtevaartuig is in staat om de zon iedere 0,75 seconde te fotograferen en stuurt dagelijks ongeveer anderhalve terabyte aan gegevens naar de aarde, wat gelijk is aan het downloaden van 380 films op een dag.

Het observatorium werd op 11 februari jongstleden gelanceerd en opende enkele weken geleden diens ogen. Bij toeval begon het zonneoppervlak op dat moment iets actiever te worden. De beelden die gisteren gepubliceerd werden, zijn verzameld op 30 maart van dit jaar en bestaan uit een combinatie van opnamen die gemaakt zijn door vier verschillende telescopen. Mede daardoor is de resolutie van de nieuwe beelden ruim tien keer zo hoog als die van de meeste Full-HD televisies die vandaag de dag op de markt zijn.

Ook dit keer geldt dat beelden meer zeggen dan woorden, dus voor meer beeldmateriaal verwijs ik jullie door naar deze pagina. Daar zijn – naast foto’s – talloze video’s te vinden die het oppervlak van onze ster in verschillende golflengtes tonen.

Prachtig, nietwaar?

Eigenaardig nieuw object gezien in sterrenstelsel M82

In een relatief nabijgelegen sterrenstelsel is een team van onderzoekers van de Universiteit van Manchester gestuit op een eigenaardig nieuw object. Het object, wiens radiogolven zeer plotseling opgemerkt werden en dat niet lijkt te gaan verdwijnen, is hoogstwaarschijnlijk nog niet eerder gezien in ons eigen melkwegstelsel. Het stelsel in kwestie, genaamd M82, is tien miljoen lichtjaar van ons verwijderd en is biedt plaats aan een stervorminggebied waar in een betrekkelijk hoog tempo nieuwe sterren worden geboren. Een groot deel hiervan sterft in een vrij kort tijdsbestek al een explosieve dood, waardoor er gemiddeld om de twintig tot dertig jaar een supernova ontstaat in het stelsel.

Het was echter al vrij snel een uitgesproken zaak dat het pas ontdekte object geen supernova betrof. Metingen die uit werden gevoerd met een Brits netwerk van radiotelescopen, dat MERLIN wordt genoemd, lieten zien dat diens positie in de eerste vijftig dagen waarin het object geobserveerd werd veranderde. Dit kwam overeen met een schijnbare superluminale beweging van meer dan vier keer de snelheid van het licht. Dergelijke schijnbare snelheden worden niet in de overblijfselen van supernovae gezien en worden normaliter alleen in verband gebracht met straalstromen die afkomstig zijn van accretieschijven rondom massieve zwarte gaten.

Het is goed mogelijk dat de vondst de eerste radiodetectie van een extragalactische ‘micro-quasar’ is. Voorbeelden van dergelijke systemen zijn onze eigen Melkweg aanwezig in de vorm van röntgendubbelsterren met straalstromen die uit worden gestoten vanuit een accretieschijf. Deze schijf bevindt zich rondom een ineengestorte ster die van ‘brandstof’ wordt voorzien met materiaal dat afkomstig is van een nabije metgezelster. In feite bestaat zo’n systeem uit een zwart gat en een ster die elkaar omcirkelen.

Het pas ontdekte object zou, mits het inderdaad een micro-quasar blijkt te zijn, helderder zijn dan al diens galactische soortgenoten die tot op de dag van vandaag zijn ontdekt, het maanden langer uit hebben gehouden dan welk soortgelijk object dan ook en bevindt zich bovendien op een positie in M82 waarop tot op heden geen variabele bron van röntgenstraling is gevonden. Verdere observaties zullen duidelijkheid moeten scheppen over waar de onderzoekers precies op zijn gestuit.

M66: van vaag vlekje naar kleurrijk schouwspel

Ik herinner het me nog als de dag van gisteren. Een avond, begin mei 2008. Ik stond met mijn telescoop, één van het type Dobson van het merk Skywatcher de hemel af te speuren in een duingebied aan de kust van Zoutelande, een plaatsje in Zeeland. Onder een pikdonkere sterrenhemel stuitte ik in het sterrenbeeld Leeuw (Leo) op drie vage, min of meer langwerpige vlekjes: M65, M66, en NGC 3628, drie spiraalstelsels die 35 miljoen lichtjaar van ons verwijderd zijn en samen het Leo Triplet vormen.

Genieten. Van het drietal was M66 in verhouding het best zichtbaar. Mijn beschrijving van het object luidde destijds: “een ietwat langwerpig en egaal stelsel. Heeft de helderste kern, maar is ondanks de goede omstandigheden toch moeilijk zichtbaar.”

Die herinnering kwam naar boven toen ik vanmiddag de bovenstaande foto van het grootste stelsel van het Leo Triplet, te weten M66 zag. Op de nieuwe opname, welke gemaakt is door de ruimtetelescoop Hubble is niet een vaag vlekje zonder enig detail te zien, maar een stelsel met een ontelbaar aantal sterren, talloze roodkleurige broedplaatsen van sterren en lange stofbanen.

Het bijzondere aan M66 is dat het asymmetrische spiraalarmen heeft, hetgeen naar alle waarschijnlijkheid veroorzaakt wordt door één van diens metgezellen, die met elkaar in een gravitationele strijd verwikkeld zijn. Het zwaargewicht wint het met een doorsnede van circa honderdduizend lichtjaar echter wel in grootte van de andere twee stelsels.

Klik hier voor een grotere versie van de afbeelding.

Een planeet in een universum in een zwart gat in een universum

Kan ons heelal zich in het inwendige van een wormgat dat zelf deel uitmaakt van een zwart gat dat binnen een veel groter universum ligt bevinden? Een dergelijk scenario waarin het universum binnen in een wormgat, dat ook wel een ‘Einstein-Rosen brug’ wordt genoemd is geboren, kan volgens fysicus Nikodem Poplawski van de Universiteit van Indiana wel eens de realiteit vormen. Dat is de conclusie van een studie waarbij hij gebruik maakte van een op de axomia’s van Euclidus gebaseerd coördinatiesysteem om het zwaartekrachtsveld van een zwart gat en de radiale geodetische beweging van een massief deeltje dat in een zwart gat verdwijnt te beschrijven.

Poplawski geeft toe dat tijdens het onderzoeken van de radiale beweging door de zogeheten waarnemingshorizon (de rand van een zwart gat) van twee verschillende soorten zwarte gaten – te weten Schwarzschild en Einstein-Rosen, beide wiskundig gezien aanvaardbare oplossingen voor de algemene relativiteitstheorie – alleen experimenten of observaties de beweging van een deeltje dat in een zwart gat valt in kaart kunnen brengen. Maar hij geeft ook aan dat vanwege het feit dat een waarnemer alleen de buitenkant van het zwarte gat kunnen zien, diens inwendige alleen zichtbaar is wanneer de waarnemer deze betreedt.

”Dit zou kloppen wanneer ons universum het inwendige van een zwart gat dat zich in een groter heelal bevindt zou zijn,” zegt hij. “Omdat Einsteins algemene relativiteitstheorie geen tijdsoriëntatie kiest, is het omgekeerde proces ook mogelijk als een zwart gevormd kan worden door de gravitationele ineenstorting van materie door een waarnemingshorizon in de toekomst. Een dergelijke proces zou een beschrijving geven van een exploderend wit gat: materie dat afkomstig is van een waarnemingshorizon uit het verleden, net zoals het uitdijende heelal.”

Een wit gat is verbonden met een zwart gat door middel van een Einstein-Rosen brug, oftewel een wormgat en is hypothetisch gezien het tegenovergestelde van een zwart gat. Poplawski’s werk suggereert dat alle astrofysische zwarte gaten, niet alleen die van het type Schwarzschild en Einstein-Rosen dergelijke bruggen hebben, elk met een nieuw universum binnenin dat tegelijkertijd met het zwart gat ontstond. “Dat suggereert dat ons dat ons universum gevormd kan zijn in een zwart gat dat zich in een ander universum bevindt.”

Door de gravitationele ineenstorting van een bol stof in isotropische coördinaten te blijven onderzoeken en de huidige onderzoeksmethode op andere soorten zwarte gaten toe te passen, kan de suggestie dat het universum geboren is in een zwart gat van het type Einstein-Rosen problemen mijden die ontstaan zijn door de oerknaltheorie en het idee dat een zwart gat informatie kan verliezen wanneer materie verloren gaat als het de waarnemingshorizon passeert. Die theorie is in strijd met de wetten van kwantumfysica.

Roger roll, Discovery

Vanmiddag om 12:21 uur Nederlandse tijd is het ruimteveer Discovery met aan boord zeven bemanningsleden succesvol vertrokken richting het internationaal ruimtestation ISS. De Space Shuttle vervoert ruim 7700 kilogram aan nieuwe wetenschappelijke instrumenten, voorzieningen en onderdelen om de laatste hand te leggen aan de bouw van het complex. Aanstaande woensdag rond kwart voor tien in de ochtend moet de Discovery zich aan het ruimtestation zien te koppelen, om vervolgens na een dertien dagen durende missie op zondag 18 april terug te keren op het aardoppervlak.

Tijdens missie STS-131 viert de ruimtevaartorganisatie NASA op 12 april de 29ste verjaardag van de eerste shuttlevlucht. Op die datum maakte de Russische kosmonaut Yuri Gagarin in 1961 tevens de eerste ruimtevlucht als mens. De verwachting is dat president Barack Obama drie dagen later zijn nieuwe plan dat betrekking heeft op de toekomst van de Amerikaanse ruimtevaart uit de doeken zal doen in Florida. Het plan zal waarschijnlijk pleiten voor het pensioren van de shuttlevloot en het stopzetten van diens eigenlijke opvolger, het Constellation-programma. De beslissing moet de weg vrijmaken voor de commerciële ruimtevaart.

Op 16 september van dit jaar wordt de Discovery voor de allerlaatste keer gelanceerd. Het is dan de laatste shuttle die een reis naar de ruimte maakt. Gelukkig hebben we de video’s nog.

Eind goed al goed voor probleemkind Hayabusa?

Iets meer dan vier jaar geleden, om precies te zijn op 29 november 2005, landde een Japanse ruimtesonde genaamd Hayabusa op een kleine asteroïde in de hoop monsters van diens stoffige oppervlak te bemachtigen en deze terug te brengen naar de aarde. Mocht de missie volgens plan zijn verlopen, dan zou het materiaal van asteroïde 25143 Itokawa onze planeet in juni 2007 bereikt hebben. De vlucht van Hayabusa, Japans voor ‘valk’, verliep echter minder gesmeerd dan gehoopt.

Het vaartuig ging bijna verloren op het moment dat het een ‘touchdown’ probeerde te maken als gevolg van een reeks storingen die de sonde eigenlijk de verdoemis in had moeten helpen. Ondanks het feit dat Hayabusa met een groot brandstoflek en een accu die niet functioneerde kampte en twee maanden niets van zich liet horen, hield het vaartuig het echter vol. Niet veel later begaf het systeem dat het ‘gedrag’ van de ruimtesonde moet controleren het. Het feit dat drie van diens vier op xenon aangedreven motoren het ook begaven, betekende dat het drie extra jaren in beslag zou nemen om het gebrekkige vaartuig huiswaarts te laten keren.

Hayabusa is nu bijna thuis. Volgens projectleider Jun’ichiro Kawaguchi is de laatste nog functionerende motor van de sonde op 27 maart jongstleden uitgeschakeld. De motor heeft er in het afgelopen jaar voor gezorgd dat het vaartuig met een snelheid van vierhonderd meter per seconde in een baan die onze planeet op enkele duizenden kilometers zal naderen is beland. “Wat resteert is een reeks baancorrecties,” legt Kawaguchi uit, “en het team dat zich bezighoudt met de missie is bezig met het treffen van de laatste voorbereidingen hiervoor.”

Medio juni zal een kleine, achttien kilogram wegende capsule zich van het ‘moederschip’ scheiden en de dampkring boven het zuidelijke centrale deel van Australië binnendringen. Het grotere vaartuig zal vervolgens een manoeuvre uitvoeren om te voorkomen dat het ook in botsing komt met de aarde. De capsule zal de atmosfeer met een snelheid van circa 12,2 kilometer per seconde betreden en moet vervolgens met behulp van een parachute onder een donkere sterrenhemel zien te landen in een gebied van honderd bij vijftien kilometer.

De missie van Hayabusa lijkt een happy end te krijgen als alles voorspoedig verloopt in de komende twee-en-een-halve maand. De onderzoekers van de Japanse ruimtevaartorganisatie JAXA willen echter niet te vroeg juichen. Het is namelijk lang niet zeker dat de veertig centimeter grote capsule daadwerkelijk monsters van de asteroïde in kwestie bevat. Hoewel men weet dat Hayabusa dertig minuten lang op het oppervlak van Itokawa heeft gezeten, is het nog maar de vraag of de instrumenten van het vaartuig materiaal van de asteroïde bijeen hebben weten te schrapen.

Laten we duimen.