Gravende Phoenix naar Mars

Op 4 augustus lanceerde NASA de ruimtesonde Phoenix op weg naar Mars. De robot gaat bodemonderzoek doen aan de noordelijke poolkap van onze buurplaneet. NASA hoopt meer te weten te komen over de waterhuishouding op Mars. Vloeibaar water is een van de basisvoorwaarden voor het ontstaan van leven, ook op Mars. Phoenix is de eerste van NASA’s relatief goedkope Scout-missies.

door

Een lente en een zomer graven in bevroren bodem, om dan dood te vriezen tijdens een ijskoude poolnacht. Dat is het lot van NASA’s nieuwste Marssonde Phoenix, die op 4 augustus vertrok naar de Rode Planeet. De robot landt in mei 2008 op Mars aan de rand van de noordelijke ijskap. Daar is de ijskap dan net aan het krimpen tijdens de Marslente. De robot gaat sleuven tot een halve meter diep graven in de bevroren bodem. Camera’s fotograferen de omgeving terwijl de sensoren van Phoenix opgegraven bodemmonsters onderzoeken.

NASA’s Marssonde Phoenix vertrekt in de vroege ochtend van 4 augustus vanaf de lanceerbasis in Florida. Na een reis van 9 maanden kan Phoenix in mei aan het werk: drie maanden bodemonderzoek vlakbij de noordelijke poolkap van Mars.
bron: NASA / George Shelton.
Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

IJskappen

Met een krachtige verrekijker of een simpele telescoop zijn de grootste structuren op Mars al te zien: de twee poolkappen van water en CO2-ijs. Mars kent net als de aarde seizoenen en doordat de temperatuur stijgt en daalt, groeien en krimpen de poolkappen ook in de loop van het Marsjaar. Phoenix zal in de Marslente landen aan de rand van de terugtrekkende noordelijke poolkap. De robot moet onderzoeken of het ijs van de poolkap in vloeibaar water verandert, of direct verdampt in de ijle atmosfeer. Als er vloeibaar water ontstaat, kunnen daar misschien geharde bacteriën in overleven.

Water is een van de basisvoorwaarden voor leven zoals we dat kennen. Alle levende cellen op aarde bevatten water en gebruiken dat om bouwstoffen in op te lossen en makkelijk te vervoeren. Satellieten als Mars Express hebben met radarmetingen een wereldwijde ijslaag gevonden, vlak onder het oppervlak van Mars. Dé vraag voor Marsonderzoekers is of het water in de ijslaag en poolkappen ooit meren en zeeën heeft gevormd. NASA hoopt dat Phoenix op kan helderen hoe het water aan de poolkap van Mars zich precies gedraagt.

NASA-robot Phoenix landt op Mars aan de rand van de noordelijke ijskap. Phoenix is vernoemd naar een mythische vogel die zichzelf verbrandde en dan herboren uit de as opstond. De sonde is dan ook een tweede kans voor onderdelen van geschrapte of verongelukte Marsmissies.
bron: NASA / JPL-Caltech / Universiteit van Arizona.
Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Tweede kans

Phoenix bestaat deels uit overgebleven onderdelen van geschrapte of verongelukte Marsmissies. Een aantal instrumenten werd gebouwd voor de op Mars neergestorte Mars Polar Lander en het onderstel van de sonde was bedoeld voor de geschrapte Mars Surveyor-missie. De sonde kost bijna 300 miljoen euro: goedkoop vergeleken bij de 600 miljoen van de rondrijdende Mars Rovers Spirit en Opportunity. Phoenix heeft verschillende camera’s aan boord, een meter om de warmtegeleiding van de grond te meten, twee nauwkeurige microscopen, een klein chemisch lab en een oven om vluchtige stoffen uit de bodemmonsters vrij te maken.

De Europese satelliet Mars Express maakte radaropnamen van de zuidpool van Mars. Omdat ijs en gesteente radargolven op verschillende manieren weerkaatsen, konden de wetenschappers van ESA uit de radarbeelden afleiden hoe dik de ijslaag op de Marspool is. Er zit genoeg ijs in om heel Mars elf meter onder water te zetten.
bron: NASA / JPL / ASI / ESA / Univ. van Rome / MOLA Science Team / USGS.
Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Opvolgers

Naast de goedkope Scout-missies wil NASA de komende jaren ook grotere robots naar Mars sturen. Het voor 2009 geplande Mars Science Laboratory wordt een verbeterde versie van de karretjes Spirit en Opportunity. Die onderzoeken sinds 2004 de gesteenten in de Marsbodem en hebben mineralen gevonden die alleen in vloeibaar water ontstaan.

De Mars Sample Return-missie is bedoeld om niet alleen op Mars te landen, maar ook een hap grond terug te brengen naar laboratoria op aarde. Zo’n ingewikkelde operatie kost miljarden, maar uit een halve kilo of meer Marsgrond in een aards lab kunnen onderzoekers veel meer aflezen dan met de apparatuur van een verre robotsonde. Ook de Europese ruimtevaartorganisatie ESA heeft plannen voor een sample return-missie. Die zou halverwege het komende decennium moeten plaatsvinden.

Met een twee meter lange robotarm kan Phoenix sleuven graven tot een halve meter diep. De sensoren van de robot onderzoeken de opgegraven stukken Marsgrond.
bron: NASA / JPL-Caltech / Universiteit van Arizona.
Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

IJzig einde

De onderzoekers van het Phoenix-project verwachten dat hun robot drie maanden nodig heeft om zijn onderzoek te doen. Anders dan de twee robotkarretjes Spirit en Opportunity kan Phoenix niet jaren en jaren achtereen blijven werken; de Marswinter wordt de robot noodlottig. Hoofdonderzoeker Peter Smith van de universiteit van Arizona: ‘we verwachten dat er dan een laag CO2-ijs van een meter dik ontstaat op de landingsplaats’.

Ook al overleeft Phoenix het aanvriezende ijs, als de poolnacht valt, krijgen zijn zonnepanelen geen licht meer en komt de robot zonder energie te zitten. Dan vallen de verwarmingselementen uit. ‘De robot overleeft dat niet, want bij honderd graden onder nul worden allerlei onderdelen onherstelbaar beschadigd’, weet Fred Jansen, hoofdonderzoeker voor de Europese Marssatelliet Mars Express. Geen wederopstanding door de lentezon voor Phoenix.

Zie verder