Afgedankte SpaceX-rakettrap slaat in op de maan en levert onderzoekers een zeldzame botsingsproef op

Een botsing die al weken op de kalender stond

Woensdagochtend is een uitgewerkte trap van een Falcon 9-raket op de maan te pletter geslagen. Het gaat om het object dat waarnemers aanduiden als 2025-010D, de bovenste trap van de raket die op 15 januari 2025 twee onbemande maanlanders op weg hielp: Blue Ghost van het Amerikaanse Firefly Aerospace en Resilience van het Japanse ispace.

Anders dan bij vrijwel elke andere inslag op de maan wisten onderzoekers dit keer ruim van tevoren waar en ongeveer wanneer het zou gebeuren. Natuurlijke inslagen worden hooguit achteraf gereconstrueerd, uit een lichtflits of uit een vers kratertje op satellietbeelden. Hier lag de voorspelling er weken eerder, inclusief een geschatte locatie: dicht bij de krater Einstein, aan de westelijke rand van de zichtbare kant.

Vier ton metaal met 8.700 kilometer per uur

De rakettrap is ongeveer veertien meter lang en bijna vier meter breed. Over de massa lopen de opgaven uiteen, van rond de vier ton tot bijna vijf ton, afhankelijk van hoeveel restbrandstof er nog aan boord zat. De snelheid is beter vast te stellen: ongeveer 2,4 kilometer per seconde, oftewel 8.700 kilometer per uur.

De vrijkomende energie komt volgens de berekeningen neer op het equivalent van ongeveer drie ton TNT. Op aardse schaal is dat veel, op de schaal van de maan een speldenprik. Voor de aarde had de botsing geen betekenis, en de landers die elders op het maanoppervlak staan liggen ver genoeg van de inslagplek af.

De baan werd buiten de grote organisaties om nagerekend

Het spoor van dit soort objecten wordt niet standaard bijgehouden. Rakettrappen die na hun taak in een grillige baan rond het aarde-maanstelsel achterblijven, vallen tussen de wal en het schip van de officiele catalogi. Dat de inslag werd voorzien is te danken aan astrodynamicus Bill Gray, die de baan van 2025-010D volgde en doorrekende.

Gray deed hetzelfde bij een eerder geval, in 2022, toen een Chinees rakettonderdeel op de achterkant van de maan terechtkwam en daar een dubbele krater achterliet. De toeschrijving aan een specifieke lancering werd toen eerst verkeerd gedaan en later gecorrigeerd, wat laat zien hoe dun de administratie van dit soort objecten is.

Een stofwolk die tot tientallen kilometers hoog komt

De verwachting is dat de klap een krater achterlaat van twintig tot dertig meter doorsnee en enkele meters diep. Belangrijker voor onderzoekers is wat er omhoog gaat. Modellen voorspellen een wolk van opgeworpen maanstof die vijftien tot twintig kilometer hoog reikt, waarbij de fijnste deeltjes nog verder komen en over een gebied van meer dan honderd kilometer neerdalen.

Omdat de maan geen atmosfeer heeft remt niets die deeltjes af. Ze volgen een ballistische baan en komen daarna terug op het oppervlak. Juist die voorspelbaarheid maakt de wolk bruikbaar, want uit de verspreiding valt af te leiden hoe los de bovenste laag maanbodem daar is.

Wie er meekijkt en wie niets kon zien

De Lunar Reconnaissance Orbiter van NASA cirkelt al jaren om de maan en heeft van vrijwel het hele oppervlak gedetailleerde opnamen. Door beelden van voor en na de inslag naast elkaar te leggen is de nieuwe krater te vinden en op te meten. Ook de Zuid-Koreaanse maansonde Danuri kan het gebied in beeld brengen.

Vanaf Europa viel er niets te zien, omdat de maan hier ongunstig stond en het bovendien licht was. Sterrenkundigen aan de oostkust van de Verenigde Staten hadden de beste kans om de kortstondige opflakkering te betrappen, omdat de stofwolk de eerste minuten helderder is dan de hemel erachter.

Waarom een ongeluk toch bruikbare wetenschap oplevert

Wetenschappelijk gezien is dit een botsingsproef met een bekend projectiel. Massa, snelheid en hoek zijn ruwweg bekend, en dat is bij een meteoriet nooit het geval. Daardoor kunnen modellen die voorspellen hoeveel materiaal een inslag opwerpt tegen een gecontroleerde meting worden gelegd. Onderzoeker Arnaud Mahieux van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie werkte mee aan de analyse van de verwachte effecten.

Dat is niet alleen academisch. NASA werkt aan plannen voor vaste installaties op de maan, en wie daar iets neerzet moet weten hoe ver rondvliegend puin komt. Stof dat met hoge snelheid wegschiet kan zonnepanelen, camera-optiek en afdichtingen beschadigen.

Ruimtepuin dat niet meer alleen om de aarde draait

Rondom de aarde is het probleem van achtergebleven rakettrappen redelijk in kaart gebracht en zijn er afspraken over het opruimen ervan. Voor de ruimte tussen de aarde en de maan bestaat zoiets nauwelijks, terwijl het aantal missies daar snel toeneemt.

Dit is pas de tweede keer dat een onbedoelde inslag van een rakettrap op de maan met redelijke zekerheid is vastgesteld. Met commerciele landers, Chinese missies en Amerikaanse plannen voor bemande vluchten wordt de kans op herhaling groter, terwijl geen enkele instantie hier structureel toezicht op houdt.

Wat er nog niet vaststaat

De voorspelling had een marge. Berichten liepen uiteen over het precieze tijdstip en zelfs over de dag, en over de exacte plek viel alleen een schatting te geven. Pas na een nieuwe passage van de Lunar Reconnaissance Orbiter is te zeggen waar de krater echt zit en hoe groot hij is.

Ook de voorspelde afmetingen van krater en stofwolk komen uit modellen, niet uit waarnemingen. Dat is nu juist waarom het geval de moeite waard is: wijkt de gemeten krater flink af van de berekende, dan zegt dat iets over de aannames erachter. Die uitkomst kan nog maanden op zich laten wachten.