Kijk nog eens goed naar die Artemis II-foto’s: alle kraters zijn rond. Hoe kan dat?

Vier astronauten vlogen op 6 april rond de maan tijdens de Artemis II-missie, de eerste bemenste maanvlucht sinds 1972. De foto’s die zij maakten zijn ronduit prachtig. Maar als je een beetje oplet, zie je iets vreemds. Elke krater is een nette cirkel. Hoe kan dat, als sommige meteorieten schuin inslaan?

Je intuïtie vertelt je misschien dat ruimterotsen die schuin inslaan, een ovaalvormige krater produceren. Dat is logisch: probeer eens een tennisbal schuin in het zand te gooien. Je gaat geen mooie ronde krater krijgen. Dat gebeurt enkel als je de bal loodrecht naar beneden laat vallen.

Goed, misschien kan het gewoon zo zijn dat meteorieten om een of andere reden vaker recht inslaan dan schuin? Nou, nee. Statistisch gezien komen meteorieten onder allerlei hoeken binnen. De meest voorkomende is ongeveer 45 graden. Loodrechte inslagen in een hoek van 90 graden zijn juist heel zeldzaam.

De snelheid verandert alles

De uitleg is eigenlijk veel spectaculairder. De snelheid van een tennisbal is gewoon heel laag. Meteorieten razen daarentegen met snelheden van tientallen kilometers per seconde door de ruimte. In de tijd dat jij één keer met je ogen knippert, heeft zo’n rots al een paar kilometer afgelegd.

Bij zulke snelheden gaat het niet meer om een gewone botsing. Bij de impact wordt de enorme bewegingsenergie van de meteoriet in een fractie van een seconde omgezet in hitte en drukgolven. De druk die vrijkomt, is miljoenen keren hoger dan de luchtdruk op zeeniveau. Daardoor gebeurt er iets heel raars: het gesteente gedraagt zich tijdens de inslag heel even als een vloeistof. De meteoriet zelf verdampt grotendeels ter plekke; hij ontploft eigenlijk gewoon. De energie die daarbij vrijkomt, is bij een middelgrote inslag vergelijkbaar met die van een waterstofbom.

Leestip: De nieuwe ruimtewedloop: waarom gaan we nu wéér naar de maan?

Zulke explosies verspreiden zich in alle richtingen tegelijk. De hoek maakt daarbij niet uit. Het zijn niet de meteorieten die de krater vormen, maar de schokgolf die ze veroorzaken. En die is dus bolvormig. Daar komen die ronde kraters vandaan.

Trouwens, die vloeibaar geworden ondergrond verklaart nog iets anders dat je op de Artemis II-foto’s kunt zien. In grotere kraters, zoals de Ohm-krater die de astronauten vastlegden, zit in het midden vaak een spitse piek. Dat is gestold gesteente dat na de klap weer omhoog spatte, net als het druppeltje dat opspringt als je een steen in een plas gooit. Na de impact gedraagt de ondergrond zich niet meer als een vloeistof en blijft de ‘druppel’ voor eeuwig bevroren.

De uitzondering die de regel bevestigt

Het is echter niet zo dat letterlijk elke krater rond is. Gewoon de meeste. Onder een invalshoek van ongeveer 10 tot 15 graden, waarbij een meteoriet bijna rakelings over het oppervlak scheert, krijg je ovale kraters. Op de maan heb je bijvoorbeeld de Messier-krater, in de vlakte Mare Fecunditatis. Die is duidelijk uitgerekt in plaats van rond.

Zulke kraters komen echter weinig voor en daarom lijkt het op foto’s op het eerste gezicht dat alle kraters rond zijn. Minder dan vijf procent van alle kraters is heel duidelijk ovaal.

Hoe weten we dit eigenlijk?

Als je jezelf deze vraag al eens hebt gesteld, denk je al een beetje als een wetenschapper. Onderzoekers bij NASA vroegen zich in het verleden immers hetzelfde af. Daarom bouwden ze in de jaren zestig een installatie met een hogesnelheidskanon dat projectielen afschiet met snelheden van meerdere kilometers per seconde. De Vertical Gun Range, zo heet het ding, werd oorspronkelijk gebouwd om de maaninslagen te begrijpen voordat de Apollo-astronauten er voet aan wal zetten.

De onderzoekers richtten het kanon op bakken met poeder of zand en filmden alles met hogesnelheidscamera’s. En ja: boven een bepaalde snelheid bleek het resultaat zo goed als altijd rond, behalve onder die heel scherpe hoeken. De explosiekrater-theorie lijkt daarmee bevestigd.

We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Er wacht ons een radioactieve verrassing in de grootste krater van de maan (en dat zegt veel over haar ontstaansgeschiedenis) en Verreweg de oudste inslagkrater van meteoriet ontdekt: zet ideeën over vroege aarde op zijn kop. Of lees dit artikel: Nieuwe vlucht in maanrace: China test capsule en raket.

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: