De maanmonsters zullen afkomstig zijn van een locatie die relatief recent vulkanisch actief was
Teamleden van de Chinese Chang’e-5-missie vierden de lancering van het ruimtevaartuig op 24 november 2020. Het doel van de missie is om de eerste monsters van de maan sinds 1976 te retourneren.
Voor het eerst in bijna een halve eeuw zullen wetenschappers nieuwe maanrotsen in handen krijgen.
Het ruimtevaartuig Chang’e-5 van het Chinese ruimtevaartagentschap, dat rond 10:15 uur EST op 1 december op de maan landde, zal maangrond opscheppen uit een nooit eerder bezocht gebied en een paar weken later terugbrengen naar de aarde. Die monsters kunnen details verschaffen over een tijdperk in de geschiedenis van de maan dat niet is aangeraakt door eerdere maanmissies.
“We praten sinds het Apollo-tijdperk over teruggaan en het verzamelen van meer monsters uit een andere regio”, zegt planetaire wetenschapper Jessica Barnes van de Universiteit van Arizona in Tucson, die werkt met maanmonsters van de Amerikaanse en Sovjet-Unie missies van de Jaren 60 en 70. “Het gebeurt eindelijk.”
Chang’e-5, de nieuwste in een reeks missies genoemd naar de Chinese maangodin (SN: 11/11/18), vertrok op 23 november vanaf de lanceerbasis van de China National Space Administration in de Zuid-Chinese Zee en landde in vulkanische vlaktes in het noordwesten van de nabije kant van de maan.
De lander, uitgerust met een schep en een boor, zal ongeveer twee kilo aarde en kleine rotsen verzamelen, mogelijk tot wel twee meter onder het maanoppervlak, zegt planetair wetenschapper Long Xiao van de China University of Geosciences in Wuhan.
Het ruimtevaartuig moet snel werken. Omdat het geen intern verwarmingsmechanisme heeft, heeft het geen verdediging tegen de extreem koude maannacht, die –170 ° Celsius kan bereiken. De hele missie moet passen binnen één maandag, ongeveer 14 aardse dagen.
Nadat de lander het monster heeft verzameld, zal een kleine raket de lander en het monster terugbrengen naar de orbiter, misschien al op 3 december, hoewel het Chinese ruimteagentschap het officiële schema niet heeft vrijgegeven.
Eenmaal in een baan om de aarde wordt het maanmateriaal verpakt in een retourcapsule en teruggestuurd naar de aarde. De capsule zal naar verwachting op 17 december in de regio Binnen-Mongolië landen.
De laatste keer dat nieuwe maanmonsters werden teruggestuurd naar de aarde was 1976, met het einde van het Luna-programma van de Sovjet-Unie. Tussen die missies en NASA’s Apollo-missies, hebben wetenschappers op aarde ongeveer 380 kilogram maanmateriaal om te bestuderen (SN: 15/7/19). “Misschien dachten mensen lange tijd: zijn er geweest, hebben dat gedaan, als het op de maan aankomt”, zegt Barnes.
Twee kilo nieuw spul klinkt misschien niet zo veel als wat er al in de hand is. Maar Chang’e-5 stuurt monsters terug uit een totaal onontgonnen gebied. De landingsplaats bevindt zich in de regio Mons Rümker in het noordwesten van de nabije kant van de maan. Net als de landingsplaatsen van Apollo en Luna is Rümker vlak. “De technische overweging is om veilig te zijn”, zegt Xiao.
Onontgonnen terrein
De lander van Chang’e-5 landde in de regio Mons Rümker in het noordwesten van de nabije kant van de maan, een plek (in rood omlijnd) die geen enkele eerdere terugkeermissie heeft bezocht. Men denkt dat de rotsen daar miljarden jaren jonger zijn dan de monsters van de Apollo (blauw) en Luna (geel) missies van de jaren 60 en 70.
De bemonsteringslocatie van de Chang’e-5-missie in relatie tot eerdere Apollo- en Luna-locaties
Alle Apollo- en Luna-missies bezochten oude vulkanische vlaktes, waar de rotsen tussen de 3 miljard en 4 miljard jaar oud zijn. Het vulkanische gesteente van Rümker is veel jonger, ongeveer 1,3 miljard tot 1,4 miljard jaar oud. In de jaren 60 dachten wetenschappers niet dat de maan zo laat nog vulkanisch actief was. Recentere studies vanuit een baan om de maan en vanuit telescopen hebben een ingewikkelder vulkanisch verleden gesuggereerd.
“Met deze nieuwe monsters voegen we mogelijk nog een punt toe aan onze geologische geschiedenis van de maan”, zegt Barnes. ‘We zullen een idee krijgen van hoe de vulkanische geschiedenis er een miljard jaar geleden uitzag op de maan? Dat is iets waar we geen toegang toe hebben in de geretourneerde samples die we al hebben. “
De Rümker-regio is ook rijk aan kalium, zeldzame aardmetalen en fosfor, vaak KREEP-elementen genoemd. Die elementen waren enkele van de laatsten die kristalliseerden uit de magma-oceaan die de jonge maan bedekte en kunnen helpen details te onthullen over hoe dat proces plaatsvond. Het is een “exotische smaak” van materiaal, zegt Barnes. “Het is een heel ander gebied, geochemisch gezien, dan de rest van de maan.”
Een van de grootste uitdagingen voor de missie is het boren van dat materiaal. De boor kan niet van richting veranderen als hij eenmaal is ingezet, dus hij moet proberen door alles er direct onder te boren. Als de boor een grote rots raakt, kan deze mislukken. Dus het Chang’e-5-team hoopt op fijne, losse grond, zegt Long.
Zodra het monster weer op aarde is, wordt het opgeslagen en gecatalogiseerd in een curatiecentrum in Beijing. Daarna wordt het verspreid zodat wetenschappers onderzoek kunnen doen.
“Je kunt tijdens dit soort missies pas rustig ademhalen als de monsters terug zijn en veilig zijn op de plaats waar ze worden bewaard”, zegt Barnes.
Het Chinese ruimteagentschap is van plan monsters te delen met internationale wetenschappers. Een congresregel uit 2011 maakt het voor Amerikaanse wetenschappers moeilijk om rechtstreeks met China samen te werken, dus het is onduidelijk wie met de rotsen aan de slag gaat. Maar de ontdekkingen die de nieuwe monsters mogelijk zullen maken, gaan verder dan de internationale grenzen.
“Het maakt niet uit wie het doet”, zegt Barnes. “De hele wereld zou achter deze missie en dit streven moeten staan. Het is een stukje geschiedenis. “
