2023-03 Ken je klassiekers: Er beweegt wat op Mars

Onderwerp

Onze buurplaneet Mars mag niet ontbreken in de lijst van astronomische klassiekers.

In dit artikel zullen we het echter niet hebben over de planeet zelf, maar over alles wat daar “rijdt” en zeilt want, hoewel de mens nog geen voet op Mars heeft gezet, loopt het ginder al behoorlijk “op wieltjes”…

 

Beeld

 

 

Het eerste wagentje op Mars: Sojourner - Copyright: NASA

 

Mars Exploration Program (NASA): de verkenning van onze buurplaneet

Sinds de jaren 1960 kwam de ruimtevaart tot ontwikkeling als gevolg van de concurrentie tussen de toenmalige Sovjet-Unie en de Verenigde Staten. De ambities werden steeds gedurfder. Na een baan rond de Aarde en een retourtje naar de Maan, werden de grenzen voor exploratie van het zonnestelsel steeds verder verlegd. Van louter gegevens over ons zonnestelsel verzamelen, werden nu concrete plannen ontwikkeld voor de exploitatie en kolonisatie van andere planeten of manen. Zo is de interesse voor onze Maan, ingegeven door het potentieel als vertrekpunt voor verdere ruimtereizen, opnieuw aangewakkerd en kijkt men hoopvol uit naar wat Mars voor ons zou kunnen betekenen.

Gezien het feit dat de omstandigheden op Mars ooit gelijkaardig waren aan de omstandigheden op Aarde, kan de opgedane kennis ons een inzicht geven in de evolutie van het leven op Aarde. De nabijheid van de planeet doet wetenschappers dromen om er ooit een bemande Marsbasis te bouwen. Om die droom waar te maken is veel onderzoek en voorbereiding nodig. Met zijn Mars Exploration Program ontwikkelt de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA diverse ruimtesondes die worden uitgestuurd om te onderzoeken of er water aanwezig is, of dat het er ooit was. Mochten er bovendien sporen van verdwenen leven te vinden zijn, zou dit betekenen dat leven op de planeet mogelijk is en dat leefbare omgevingen toekomstige bemande Marsmissies mogelijk maken. Het zou de Marskolonisten de zekerheid geven dat zij de nodige materialen ter beschikking hebben om te overleven in een zelfvoorzienende woonbasis.

Om al deze kennis te vergaren werd onze buurplaneet in de loop der jaren op allerlei manieren geobserveerd. De eerste observaties gebeurden door ruimtesondes op weg naar een andere bestemming, nadien door ruimtesondes die in een baan om de planeet werden gebracht. Voor meer gericht onderzoek naar de samenstelling van de bodem en de atmosfeer werden ruimtetoestellen gelanceerd naar het Marsoppervlak. Deze deden onderzoek en maakten beelden ter plaatse. Een volgende stap om zoveel mogelijk van de planeet te ontdekken was het ontwerpen van ruimtewagentjes die zich konden verplaatsen en het onderzoeksgebied verruimen. 

 

 

Viking Lander, een statisch laboratorium - Copyright: NASA

 

 

Landers en Rovers

In de jaren 1990 ontwierpen Amerikaanse ingenieurs zogenaamde landers en rovers die met raketten vanaf de Aarde naar het Marsoppervlak werden gebracht. Landers zijn ruimtesondes die ter plaatse onderzoek doen, rovers, daarentegen, kunnen zich naar andere onderzoeksplaatsen begeven. Om te vermijden dat deze tuigen bij de landing zouden opbranden of neerstorten werden ze ofwel beschermd door grote ballonnen of afgeremd door parachutes. Een eerste lancering op die manier was van de lander gelanceerd door de Mars Pathfinder in 1996. Deze lander droeg in zich de kleine rover “Sojourner”, het eerste wagentje op een andere planeet.

Rovers zijn ruimtewagentjes die zich autonoom kunnen verplaatsen met behulp van een batterij, zonnepanelen of via sturing door een team van wetenschappers vanuit de ruimtevaartorganisatie op Aarde.

Begin 2003 mochten de volgende twee robotwagentjes, gelanceerd door de Mars Express Orbiter van NASA, aan hun rit beginnen. Als eerste kwam het ruimtewagentje met de naam Spirit aan de start, enkele dagen later volgde het tweede wagentje Opportunity. Oorspronkelijk waren beide robotwagens geprogrammeerd om 90 dagen werkzaam te zijn, maar zowel Spirit als Opportunity vonden het zo leuk op Mars dat zij deze tijd ruimschoots overschreden en nog contact hielden met de onderzoekers van NASA tot, respectievelijk, 2010 en 2018.

In 2011 bracht de Atlas V raket een volgend robotwagentje, Curiosity, naar Mars. Tijdens de landing werd gebruik gemaakt van een hitteschild en parachute, waarna een soort hijskraan het ruimtetuig op Mars liet zakken. Curiosity werd door NASA ontwikkeld in het kader van het Mars Science Laboratory Program omdat het beschikt over een eigen labo voor het uitvoeren van chemische testen op Marsgesteenten. De missie bestond erin sporen van microscopisch leven te vinden en onderzoek van de geologische structuur. Curiosity ontdekte dat er ooit stromend water aanwezig moet zijn geweest op Mars.

 

 

Curiosity - Copyright: NASA

 

Eind 2020 werd in het kader van het Mars Sample Depot Program een nieuwe rover gelanceerd met een Atlas V raket. Het robotwagentje, genaamd Perseverance, landde veilig en ontplooide zich zoals gepland. Nieuw in deze missie was dat het een mini helikoptertje bevatte dat zich na de landing losmaakte en een “mini” verkenningsvlucht maakte boven het Marsoppervlak. De helikopter kreeg terecht de naam “Ingenuity”, want dit nieuwe ingenieuze idee was een nieuwe stap in de ontwikkeling van de Marsexploratie. Inginuity is een test om te zien of helikopters kunnen worden ingezet voor onderzoek op Mars.

De rover Perseverance is intussen druk bezig bodemstalen te verzamelen en deze te stockeren in buizen die op het Marsoppervlak worden gedeponeerd in afwachting van latere ophaling. Nieuw is dat Perseverance uitgerust is met een boorarm waarmee het dieper in de bodem kan graven naar bodemstalen die bewaard worden in buisjes die pas binnen enkele jaren letterlijk van de bodem zullen worden opgeraapt.  

Omdat een gedetailleerde en efficiënte analyse van bodemstalen best kan gebeuren in gespecialiseerde labo’s op Aarde, worden momenteel plannen ontwikkeld voor het terugbrengen van die bodemstalen van de planeet Mars naar de Aarde, een primeur in het ruimtevaartprogramma.

In ware estafettestijl zal de ophaling gebeuren in opeenvolgende fases. De missie Mars Sample Return is een samenwerking tussen de Amerikaanse en Europese ruimtevaartorganisaties NASA en ESA. In 2027 zal een ruimtetuig naar Mars gelanceerd worden naar de plaats waar de Perseverance de kokers heeft gedeponeerd. Deze zullen worden opgepikt en gestockeerd in het ruimtetuig in afwachting van de aankomst van een andere orbiter die de container zal opvangen en richting Aarde transporteren. Daar zullen de bodemstalen worden opgevangen en in een labo worden geanalyseerd. Tegen 2034 verwacht men dat dit zal gerealiseerd zijn. De bodemstalen zullen na onderzoek worden bewaard omdat men rekent op toekomstige nieuwe onderzoekmethodes voor nog meer gedetailleerde analyse.

 

 

Perseverance Rover, onderdeel van de Amerikaans-Europese missie Mars Sample Return - Copyright: NASA

 

Voor wie dit nogal ingewikkeld lijkt, je kan het hele proces bekijken op volgende link: Mars Sample Return - NASA Mars. Of lees het interview op onze website met ruimtevaartingenieur Kelly Geelen, Systems Engineering Team Leader voor de Europese Earth Return Orbiter, het ruimtetuig dat de stalen terug naar de Aarde zal brengen en dat een essentieel onderdeel is van het hele project.

 

En waar is de Beagle-Two?

Niet alleen de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA stuurt onderzoekssondes naar de planeet Mars, maar ook andere zoals de Europese (ESA), Chinese, Japanse en Indische.

In 2003 lanceerde ESA met de Mars Express een in Engeland ontwikkelde Marslander, genaamd “Beagle-2”, met als missie zoeken naar sporen van vroeger leven op de planeet Mars. De eerste “Beagle” was de naam van het schip waarmee de Britse bioloog Charles Darwin de wereld had afgereisd en gegevens verzamelde waarop zijn latere evolutietheorie was gebaseerd.

Na de lancering van de Beagle-2 werd echter nooit één communicatiesignaal ontvangen en men vermoedde dat het tuigje tijdens de landing stuk was gegaan of neergestort. Jarenlang trachtte men contact te maken of het terug te vinden op beelden gemaakt door andere ruimtesondes, maar zonder succes. In 2014 kwam eindelijk het verlossende nieuws dat het toestel opgemerkt was op beelden gemaakt door de Amerikaanse Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). De Beagle-2 had de landing wel degelijk overleefd, maar blijkbaar waren niet alle zonnepanelen ontplooid waardoor de communicatie-antenne niet was vrijgekomen. Intussen weten we dus niet of de Beagle-2 ooit sporen van leven heeft gevonden…

 

 

Beagle2, teruggevonden op Mars door de MRO Orbiter - Copyright: NASA

 

Conclusie?

Ruimtemissies zijn een opeenvolging van succes en mislukking, maar onze “Curiosity” geeft ons “Perseverance”… That’s the Spirit”. 

 

Tekst: Martine De Wit, 26 juni 2023