Na bijna zeven maanden vliegen, de Amerikaanse Perseverance-rover en de Ingenuity-drone geland op Mars Welke interessante dingen zullen ze doen op het oppervlak van de Rode Planeet?
De eerste emoties die samenhangen met de landing van de Perseverance rover zijn er al gezakt het is tijd om kennis te maken met het plan van zijn verblijf voor de komende maanden, en op de lange termijn, misschien voor meerdere jaren. Laten we dus de landingsplaats en de route die de rover zal volgen eens nader bekijken op zoek naar sporen van het leven op Mars, en uitvinden welke taken hij zal uitvoeren.
Lees ook: Wat kan ons ervan weerhouden Mars te koloniseren?
Doorzettingsvermogen rover
Hoewel het misschien lijkt alsof rovers niets nieuws zijn, is Perseverance eigenlijk pas de vijfde rover in de geschiedenis van de Rode Planeet. Een vreemdeling landde daar, Opportuniteit, Geest en Nieuwsgierigheid. Dit is het.
Tot nu toe was het enige land dat erin slaagde een functionele rover naar Mars te leveren, de Verenigde Staten. Dit kan echter snel veranderen, want op 10 februari kwam China's eerste Mars-sonde, Tianwen-1, in een baan rond de Rode Planeet. Aan boord is (natuurlijk) de eerste Chinese rover, die zich er over ongeveer drie maanden van zal losmaken en proberen op het oppervlak van de planeet te landen. Als het hem lukt, zal China pas het tweede land in de geschiedenis zijn dat een robot naar het oppervlak van Mars stuurt.
Maar vandaag gaat ons verhaal over de Perseverance-rover, het grootste (3×3×2 m) en meest geavanceerde apparaat dat ooit het oppervlak van Mars heeft bereikt. In veel opzichten lijkt het apparaat op zijn voorganger - Curiosity. Het is echter massiever en veel beter uitgerust. Aan boord is plaats voor maar liefst 23 camera's, twee microfoons, een gespecialiseerde twee meter lange robotmanipulatorarm en zeven wetenschappelijke instrumenten. Het hele apparaat weegt ongeveer 1 ton. De rover zal worden aangedreven door de MMRTG-generator, waarvan de energiebron 5 kg plutonium-238 is.
Het apparaat zal een snelheid van maximaal 152 meter per uur kunnen halen. Hoewel dat tempo op aarde niet indrukwekkend is, zou het op Mars het snelste voertuig in de geschiedenis zijn. Hierdoor zal de rover de komende jaren de voormalige delta van de rivier kunnen verkennen, daarna de bodem van de krater en uiteindelijk de rand ervan. Hierover hieronder meer.
Perseverance heeft ook een geavanceerde boormachine aan boord die niet alleen in een verscheidenheid aan rotsen zal boren, maar ook in staat zal zijn om er monsters van te nemen, ze in speciale titanium flesjes te verpakken, ze stevig af te sluiten en ze op het oppervlak van de planeet achter te laten. Er zijn 43 van dergelijke flesjes aan boord.
Als onderdeel van de volgende missie, die gepland is om in 2026 te lanceren, zal een andere rover alle monsters, met een totaal gewicht van ongeveer 0,5 kg, die overblijven van Perseverance, verzamelen in een container met een kleine raket, die op zijn beurt , zal ze afleveren in een baan rond Mars . Daar wacht de Europese ruimtesonde op de container en zal deze na het verzamelen van het monsterpakket op aarde afleveren. Dit zal de eerste missie zijn om bodemmonsters van een andere planeet naar de aarde te brengen. Op dit evenement zullen we echter nog lang moeten wachten. Wetenschappers suggereren dat de monsters rond 2031 naar de aarde kunnen worden teruggebracht.
Vanwege de mogelijkheid om sporen van een vorig leven te detecteren, zijn de monsterflesjes volledig steriel en gemaakt van pure componenten. Alleen op deze manier zullen wetenschappers er zeker van zijn dat de potentiële sporen van leven in het flesje daadwerkelijk van Mars komen en dat de rover ze niet van de aarde heeft gevangen. Perseverance is een geautomatiseerde astrobioloog die van de aarde naar Mars wordt gestuurd, zeggen de ingenieurs van het missieteam.
Lees ook: Wat is de bedreiging voor de aarde door een verandering in het magnetische veld?
Meer details over de landingsplaats van Perseverance
Er zijn hier vanaf het begin veel interessante dingen. Marsrover naar zijn diepe slaap Opportunity heeft een Martiaanse vallei overwonnen genaamd... Volharding. De gelijkenis van de namen betekent echter niet dat de Perseverance-rover dit specifieke gebied zal verkennen. In de praktijk landden rovers op Mars op heel verschillende plaatsen. Perseverance bevindt zich het dichtst bij de landingsplaats van de Europese Beagle 2-module, die in 2003 het oppervlak van Mars bereikte, maar niet goed functioneerde en nooit contact maakte. Maar het is twijfelachtig of in de nabije toekomst een nieuwe rover in staat zal zijn om de overblijfselen van de Europese landingspartij te bereiken en te bestuderen. Het is tenslotte enkele honderden kilometers.
Onderstaande kaart, die je misschien al kent, toont de landingsplaatsen van alle Mars-missies. Je kunt zien dat dit plaatsen langs de evenaar van de planeet zijn die iets naar het noorden of zuiden liggen. De landingsplaats die is gekozen voor de Perseverance-missie wordt beschouwd als een van de meest interessante ter wereld.
De rover landde in de prehistorische delta (bijna 3-4 miljoen jaar oud) van de rivier die in het meer uitmondde en de krater van het meer vulde. Het is dit "estuarium", en in feite zijn overblijfselen, dat zal worden verkend door Perseverance, dat op een bepaalde manier op een reis "stroomopwaarts" zal gaan.
Laten we de landingsplaats vanuit een breder perspectief bekijken. Crater Lake ligt op de kruising van verschillende regio's. Een groot schokbassin, een bergachtig gebied en een plek die ooit vulkanisch actief was. De schaal en bijschriften worden getoond op een foto die is genomen vanuit het Europese ruimtevaartuig Mars Express. De inzet toont een close-up van de krater en de geschatte landingsplaats van de rover.
De tweede foto van de krater is 90 graden gedraaid ten opzichte van de andere foto's die we je laten zien, maar het is een anaglyph in 3D, dus als je zo'n bril hebt, kun je op zijn minst een beetje van de derde dimensie op Mars ervaren.
Gebaseerd op NASA- en ESA-foto's, in samenwerking met JPL en DLR gemaakt interactieve kaart, die ons de Jezero-krater, zijn omgeving en de meest interessante plaatsen laat zien in de vorm van driedimensionale afbeeldingen.
De kaart heeft verschillende informatielagen. U kunt bijvoorbeeld het niveau van een meer bekijken op een moment dat het tot 250 meter diep zou kunnen zijn. Contourlijnen maken het gemakkelijker om je op hoogte te oriënteren, maar je kunt ze uitschakelen als ze je storen. Afbeeldingen kunnen worden in- en uitgezoomd.
"Ballonnen" tonen de meest interessante plaatsen vanuit het oogpunt van onderzoek, maar ze zullen niet allemaal worden bezocht door Perseverance. De kaart toont zowel de delta waardoor het water het meer instroomde als de afwateringsgeul (rechts). De conclusie is dat dit geen reservoir met stilstaand water was, dus het gebied is een goede plek om te zoeken naar sporen van vorig leven.
Doorzettingsvermogen's geplande route
De route van de rover zelf kan veranderen, afhankelijk van de resultaten van eerdere studies. Als de analyse van sedimenten in de krater zelf bijzonder interessant blijkt te zijn, zal de rover daar langer blijven. De geplande reisroute, gekozen op basis van een zorgvuldige analyse van foto's die vanuit een baan om de aarde zijn genomen, is echter zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Het fotomozaïek is gemaakt met behulp van de MRO-sondecamera's. Belva Crater, zichtbaar nabij het centrum, heeft een diameter van 1 kilometer. Het is al bekend dat de rover de delta van de prehistorische rivier Neretva gaat verkennen, een van de twee die waarschijnlijk in het kratermeer uitmondde. Zoals je misschien hebt gemerkt, zijn de namen van de plaatsen in dit gebied van Mars gerelateerd aan de plaatsen op aarde die zich in Europa bevinden, in Bosnië en Herzegovina (Jezero, de rivier met dezelfde naam).
De geplande route van Perseverance (gemarkeerd in groen) is bedoeld om een grote verscheidenheid aan overblijfselen van een oud meer te verkennen, evenals sporen van vorig leven, in ieder geval één van microbiële vorm. Deze microben kunnen overleven in een zeer vijandige omgeving, dus zelfs als Mars nooit een paradijs was, zou deze levensvorm er tenminste in kunnen wonen.
Zoals we al weten, zal Perseverance onafhankelijker zijn van grondcontrole dan Opportuniteit. De rover kan overdag ook grotere afstanden afleggen. De hoogte van de helling van de krater, die de oever van het voormalige meer markeert, is ongeveer 610 meter. Deze hoogte kun je echter vergelijken met de hoogte van Mount Sharp, die werd beklommen Opportunity, laat je niet misleiden - het gebied waar de wielen van Perseverance zullen rollen zal nog moeilijker zijn dan in het geval van zijn grote broer.
Lees ook: De zoektocht naar leven buiten de aarde. Waarom Mars?
Waarom juist omhoog en niet andersom?
Op het eerste gezicht kan het verrassend zijn waarom de rover lager landde, en nu zal hij opstaan, hoe? Opportuniteit. Waarom was het niet mogelijk om aan de andere kant, op de top, te landen? Er waren verschillende redenen voor dit besluit. Aan de ene kant zou landen in de heuvels aanzienlijk gevaarlijker zijn dan in de vallei, en naar beneden reizen zou riskant zijn.
Bovendien heeft de rover, als hij omhoog gaat, de mogelijkheid om interessante plaatsen voor onderzoek tegen te komen, meestal ouder, dan wanneer hij van boven naar beneden zou bewegen. NASA zegt dat de reis van Perseverance naar Mars en zijn beklimming een reis door de tijd zal zijn. Dat wil zeggen, er wachten ons veel ontdekkingen en vondsten.
Een drone over het oppervlak van Mars
Dit keer vloog een ander apparaat - de Ingenuity-helikopter - samen met de rover naar Mars. Zijn enige taak is om erachter te komen of het zelfs mogelijk is om in de extreem ijle atmosfeer van Mars te vliegen. Het lichaam van de drone heeft de vorm van een parallellepipedum, niet groter dan een volleybal, eindigt met twee rotoren en deze structuur rust op vier dunne poten. Het hele apparaat weegt iets meer dan 2 kg. De rotoren draaien in tegengestelde richtingen met een duizelingwekkende snelheid van 2400 tpm, waardoor het in een zeer dunne atmosfeer boven het oppervlak van Mars kan zweven.
Nadat het op het oppervlak van Mars is geplaatst en de rover naar een veilige afstand is verplaatst, zijn ingenieurs van plan vijf korte vluchten te maken. De langste van de geplande vluchten duurt ongeveer 90 seconden. De maximale vlieghoogte zal ongeveer 5 meter zijn en de maximale afstand die de drone zal afleggen is ongeveer 50 meter. Alle tests worden opgenomen en gefotografeerd vanaf een veilige afstand met behulp van Perseverance-camera's.
Hoewel, zoals de ingenieurs toegeven, de kans zeer groot is dat de missie van Ingenuity zeer snel zal eindigen. Niemand heeft nog geprobeerd een apparaat over het oppervlak van een andere planeet te vliegen. Bovendien is de moeilijkheid dat vanwege de afstand en de bijbehorende vertragingen in het signaal dat de aarde bereikt, alle vluchten volledig autonoom zullen zijn. Dit betekent dat de drone zelfstandig moet opstijgen, vliegen, een landingsplaats moet kiezen en veilig zal moeten landen. Daarom kan het zijn dat dingen niet gaan zoals gepland.
Als de eerste vlucht mislukt, is dat jammer. Het mislukken van de helikoptermissie kan echter geen negatieve invloed hebben op de hoofdmissie van de rover. Als een, twee of drie flybys van het oppervlak van Mars echter succesvol zijn, kunnen de potentiële voordelen voor toekomstige missies enorm zijn. Bevestiging van het vermogen om boven het oppervlak van Mars te vliegen, zou kunnen betekenen dat toekomstige Mars-missies met meer geavanceerde drones zullen vliegen die plaatsen kunnen bereiken waar geen rover kan komen. Dergelijke apparaten kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt voor oriëntatie en selectie van plaatsen waar de rover het beste naartoe kan worden gestuurd. Een vogelvlucht over de rand van een klif of de andere kant van een heuvel kan wetenschappers in staat stellen om te verifiëren of een rover of andere onderzoeksapparatuur daar echt naartoe moet, of dat ze een andere locatie moeten kiezen.
Actieplan voor rover en drone
In de komende 30 dagen (rond half maart) zal Perseverance uitgebreide tests en conditiecontroles ondergaan ter voorbereiding op reizen aan de oppervlakte. Nadat we alle camera's hebben ontgrendeld, krijgen we uiteindelijk de eerste echte foto's van de Jezero-krater.
De lente is begonnen op het noordelijk halfrond van Mars, maar dit betekent niet dat de temperatuur aangenaam zal zijn. 's Nachts kan het dalen tot -90 graden Celsius. NASA-ingenieurs moeten hier rekening mee houden en hun acties afstemmen op de situatie.
De eerste fase van de missie is de release van de Ingenuity-drone, waar we het hierboven over hadden. Het is al bekend dat de batterijen en elektronica normaal werken nadat ze op het oppervlak zijn geland.
Dit zal gebeuren in de eerste paar dozijn dagen na de landing van de rover op Mars (maart-april). Misschien hoe eerder hoe beter, aangezien de helikopter aan de onderkant van de rover hangt. Dit zal echter geen snelle operatie zijn, maar meer zoiets als het maken van een slow-motionfilm met zorgvuldige voorbereiding van elke opname. Daarom kan het na het bereiken van de beoogde vlieglocatie enkele dagen duren voordat de drone klaar is.
De missie van Ingenuity duurt 31 dagen. Gedurende deze tijd wil het de mogelijkheid demonstreren om vliegtuigen op Mars te besturen, wat erg belangrijk is, zowel voor wetenschappelijke missies als voor het toekomstige verblijf van mensen op de Rode Planeet. Ook zullen de allereerste foto's van Mars worden gemaakt vanaf een lage hoogte, dat wil zeggen van ongeveer 3-5 meter boven het oppervlak en op een afstand van 50 meter van de aangewezen landingsplaats. Elke vlucht mag niet langer dan 90 seconden duren.
Perseverance zal zich dan concentreren op de hoofdfase van zijn missie, die minstens een Mars-jaar zal duren, of ongeveer twee aardse jaren (687 dagen). Gedurende deze tijd zal de rover de monding van de rivier en het oppervlak in de krater verkennen. Daarna begint een lange klimfase. De duur van dit deel van de missie hangt volledig af van het uithoudingsvermogen en de prestaties van de rover, evenals van de beschikbaarheid van geschikte fondsen die NASA op aarde zal ontvangen om de missie voort te zetten.
Zuurstofproductie op Mars
Als onderdeel van het MOXIE-experiment willen wetenschappers de technologie testen om zuurstof uit koolstofdioxide te halen tijdens het elektrolyseproces. Aangenomen wordt dat het MOXIE-apparaat 10 gram zuurstof per uur moet kunnen produceren.
De resultaten van dit experiment zullen ons veel kunnen vertellen over de mogelijkheid van bemande missies naar Mars in de toekomst. MOXIE wordt gedurende de eerste dertig dagen drie keer geactiveerd. Tijdens de missie zijn tien verschillende zuurstofproductietests gepland op verschillende tijdstippen van de dag en seizoenen.
Monsterafname maakt deel uit van het Mars Sample Return-programma
De hoofdtaak van de expeditie naar Mars blijft echter het verzamelen van monsters van het oppervlak van de planeet. Net als zijn voorganger Curiosity zal onze ontdekkingsreiziger op Mars op zoek gaan naar een verscheidenheid aan rotsen om van te proeven. Op een gegeven moment zullen de door de rover verzamelde monsters worden afgezet voor opslag op het oppervlak. Dit doet denken aan een van de taken die tijdens de ERC (European Rover Challenge) moeten worden uitgevoerd: het oppakken van de door Perseverance meegevoerde containerbuizen, die op verschillende plaatsen op de baan zijn gelegd, en deze vervolgens naar het startpunt verplaatsen.
De locatie van deze monsters zal worden gevolgd vanuit de baan van Mars met een nauwkeurigheid van één meter. De monsters zullen ongeveer 15 g materiaal bevatten dat uit de rots is gesneden of van het oppervlak is genomen. In de toekomst zullen voertuigen, als onderdeel van een nog conceptueel voorbeeldretourprogramma, bij de Rode Planeet aankomen om ze op te halen en terug te sturen naar de aarde.
Zoals je kunt zien, hebben NASA-ingenieurs grootse plannen. De stap in de vorm van een succesvolle landing van de rover is gezet, nu wachten we met spanning op verdere resultaten. Alles zal afhangen van het succes van het ontwikkelingsteam van Perseverance. En in de toekomst zullen we je zeker alles uitgebreid vertellen op onze website.
Ook interessant:
Dit is hoe het is... Maar ik dacht dat ze daar puur naartoe vlogen om foto's en video's op sociale netwerken te plaatsen :)