Mars-rover zet belangrijke stappen op voornaamste missie

Ondanks alle problemen die de rover Perseverance in zijn eerste jaar op de Rode planeet heeft ondervonden, ligt het moeilijkste gedeelte van zijn missie waarschijnlijk nog in het verschiet: het terugsturen van bodemmonsters naar de aarde.

Gepubliceerd 23 feb. 2022 13:19 CET
SEPTEMBER 10, 2021

De NASA-rover Perseverance maakte op 10 september 2021 deze selfie met een rotsblok dat de bijnaam ‘Rochette’ heeft gekregen, nadat hij twee steencilindertjes ter grootte van een krijtje uit die rots had geboord – de eerste gesteentemonsters die met succes door het voertuig zijn verzameld.

Foto door Photograph composed of 57 images by NASA/JPL-Caltech/MSSS

Op een met de hand gemaakt houten bord aan de muur van het Jet Propulsion Laboratory (JPL) van de NASA in Pasadena, Californië, hangt een stel witte buisjes die dienen als goedkope kopieën van de titanium buizen die honderden miljoenen kilometers verder weg worden gevuld met gesteente of lucht van Mars en daarna in de buik van de geologische robot Perseverance worden opgeslagen.

De NASA-rover – die inmiddels ‘Percy’ wordt genoemd – is een jaar geleden op de Rode Planeet geland en heeft sindsdien zo’n drieënhalve kilometer door een Martiaanse krater gereden. Onderweg heeft hij duizenden foto’s gemaakt, de chemische samenstelling van rotsen geanalyseerd en nieuwe technologieën getest, zoals een apparaat waarmee koolmonoxide van inhaleerbare zuurstof wordt gescheiden.

Lees ook: Waarom tekenen van leven op Mars zo raadselachtig zijn

Vorig jaar heeft Perseverance in totaal zo’n drieënhalve kilometer in de Martiaanse Jezero-krater afgelegd, waar een rivier lang geleden de waaiervormige delta heeft afgezet die op de linkerfoto is te zien. Deze opname werd gemaakt met de High Resolution Stereo Camera aan boord van de Mars Express, een orbiter van de ESA. Rechts is te zien hoe de rover tijdens zijn landing op het Martiaanse oppervlak onder de ‘sky crane’ hangt.

Foto door ESA/DLR/FU-Berlin

Deze opname maakt deel uit van een 360o-panorama dat door de Mastcam-Z van Perseverance is samengesteld. De Mastcam-Z bestaat uit twee camera’s met zoom die als de voornaamste ogen van de rover fungeren. Het panorama is op aarde samengesteld uit 142 afzonderlijke foto’s die gedurende de derde dag van Percy’s verblijf op Mars zijn genomen.

Foto door Photograph from video by NASA/JPL-Caltech

Naast al deze werkzaamheden heeft Perseverance ook belangrijke stappen gezet in een van de technologisch meest complexe projecten die ooit is ondernomen: het opbouwen van een kostbare verzameling bodemmonsters, die te zijner tijd naar de aarde zullen worden gestuurd.

Miljarden jaren geleden had Mars waarschijnlijk een veel dichtere atmosfeer, waardoor de planeet warmer, vochtiger en potentieel levensvatbaarder was dan de roestrode wereld die we vandaag de dag zien. Wetenschappers hebben dit veelbelovende verleden gedeeltelijk gereconstrueerd aan de hand van gegevens die zijn verzameld door talloze rovers en orbiters. Robotvoertuigjes hebben rotsen op het oppervlak geanalyseerd terwijl orbiters in een vaste baan rond Mars de planeet vanaf grote hoogte hebben bestudeerd. Andere aanwijzingen zijn gevonden in Martiaanse stukjes steen die als meteorieten op aarde zijn gestort, maar door hun vurige entree in onze atmosfeer is hun bruikbaarheid enigszins beperkt.

NASA

Foto door NASA, JPL

Door de mechanische ogen van Percy zoeken wetenschappers nu naar gesteente- en bodemmonsters die ze in de meegebrachte titanium buizen kunnen stoppen en te zijner tijd naar de aarde kunnen sturen. Dat project wordt Mars Sample Return genoemd en zal wetenschappers in staat stellen het verleden en heden van Mars nauwkeuriger dan ooit te analyseren en misschien te achterhalen of er op deze zo stoffige wereld ooit levensvormen hebben bestaan.

Al sinds de allereerste missie naar Mars, toen meerdere Mariner-sondes in de jaren zestig de mensheid een eerste blik op de Rode planeet boden, hebben wetenschappers nagedacht over het ophalen van bodemmonsters van deze verre wereld.

Zie ook: De wonderbaarlijke reis van de Curiosity rover in beeld - fotografie voor de Mars landing

Deze opname maakt deel uit van een 360o-panorama dat door de Mastcam-Z van Perseverance is samengesteld. De Mastcam-Z bestaat uit twee camera’s met zoom die als de voornaamste ogen van de rover fungeren. Het panorama is op aarde samengesteld uit 142 afzonderlijke foto’s die gedurende de derde dag van Percy’s verblijf op Mars zijn genomen.

Foto door Composite NASA/JPL-Caltech/MSSS/ASU

‘En nu gaan we dat dus écht doen,’ zei systeemingenieur Ian Clark van het JPL aan de vooravond van Percy’s eerste poging om zulke bodemmonsters te nemen.

Hoewel Perseverance de nodige obstakels heeft moeten overwinnen, zijn er inmiddels zes monsters veilig en wel in de titanium buizen opgeslagen en is het moment waarop het team zijn gehandschoende hand op een echt brokje Mars kan leggen, dichterbij dan ooit. ‘Dit zou een missie kunnen zijn die de wetenschap voor langere tijd zal bepalen,’ zei Clark. ‘Het is vreselijk spannend.’

Verrukking en verbijstering

Voor Avi Okon, plaatsvervangend hoofdingenieur voor het project om gesteente- en bodemmonsters te vergaren en op te slaan, was de allereerste poging om een monster te nemen tot nu toe het hoogte- én dieptepunt van Perseverance’s missie. Op de vroege ochtend van 6 augustus 2021 bleek uit een eerste cluster van gegevens die door de rover werd doorgezonden, dat Perseverance met succes een eerste steencilindertje uit een rots op de bodem van de krater Jezero had geboord. Die krater, met een doorsnede van 45 kilometer, bevatte in een zeer ver verleden waarschijnlijk een meer.

 

De sporen van Perseverance zijn te zien in het Martiaanse stof. De foto werd genomen op een locatie met de bijnaam ‘Van Zyl Overlook’. De rover bleef hier dertien dagen staan terwijl de minihelikopter Ingenuity zijn eerste vluchten maakte.

Foto door Composite NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

‘Alles leek vlekkeloos te functioneren,’ vertelt Okon. Hij herinnert zich hoe opgetogen hij was toen hij zag dat de jarenlange voorbereidingen van zijn team eindelijk vruchten had afgeworpen. Maar de volgende cluster van gegevens deed die verrukking snel omslaan in verbijstering: in de buis was geen steencilindertje te bespeuren.

Na dagen van probleemoplossende analyses besefte het team dat de uitgeboorde steencilinder te broos was geweest en al tijdens het boren was verpulverd. De tegenslag herinnerde alle betrokkenen er nog eens aan hoe moeilijk het is om op zo’n enorme afstand op Mars te werken.

Meerdere maanden later gebeurde dat opnieuw. Op 29 december kwamen een paar steentjes vast te zitten in de boorhouder van de rover, vlak onder de roterende carrousel waarin de monsters opgevangen moesten worden. Het voorval stortte het team in een waar ‘steentjeslimbo,’ zoals Okon het omschrijft.

Maar de NASA-ingenieurs waren niet voor één gat te vangen en hadden hun rover met voorbedachten rade van talloze details voorzien waarmee ze dit soort rampen konden omzeilen. In dit geval waren de onderdelen waarmee Percy de monsters verzamelde, uitgerust met uitsparingen en raampjes waar eventueel overtollig steengruis doorheen kon vallen. Door de hamerboor van de rover te laten draaien en een schuin oppervlak op te rijden, wist het team de steentjes los te schudden.

Tijdens zijn derde vlucht nam Ingenuity met zijn zwart-witcamera deze foto van zijn eigen schaduw.

Foto door NASA, JPL Cal-tech

‘Dat soort oplossingen liggen in het ontwerp besloten,’ zegt Okon. ‘Het geeft ons allerlei robuuste mogelijkheden.’

Al met al heeft het team nu zes monsters van Martiaans gesteente genomen, en daarnaast het luchtmonster van de eerste boorpoging. Percy heeft nog een ander luchtmonster genomen en in een buis opgeslagen die op aarde al met materiaal was gevuld. Die buis zal later worden gebruikt als testmonster voor het opsporen van eventuele (aardse) verontreinigingen.

De monsters en andere gegevens die in dit eerste jaar zijn verzameld, hebben al duidelijk gemaakt hoe verrassend complex de geologie van de Jezero-krater is: deze diepe kom is in een ver verleden niet alleen door de inslag van een asteroïde gevormd, maar ook door kolkende waterstromen, harde wind en uittredende lava.

De eerste twee gesteentemonsters werden uitgeboord in een rots met de bijnaam ‘Rochette’; uit een voorlopige analyse blijkt dat die rots van basalt is en dus een vulkanische oorsprong heeft. In scheurtjes in de rots hebben de wetenschappers sporen van zouten aangetroffen, die waarschijnlijk zijn afgezet toen hier lang geleden water verdampte. In de zouten zouden minuscule belletjes Martiaans oerwater kunnen zijn gevangen.

De volgende twee gesteentemonsters werden in een zanderig gebied met de bijnaam ‘Séítah’ genomen. Toen de wetenschappers in gelaagde rotsen op deze locatie boorden, stuiten ze tot hun verrassing op mineralen die erop wijzen dat ze in een afkoelende magmakamer of dikke lavastroom zijn ontstaan. Later werden de rotsen door de aanwezigheid van water verder veranderd. Als ze eenmaal op aarde onderzocht worden, zouden ze de wetenschappers gedetailleerde inzichten in het vochtige verleden van Mars kunnen bieden. Na het recente ‘steentjesvoorval’ slaagde de rover erin nog twee gesteentemonsters uit een ontsluiting genaamd ‘Issole’ te boren.

Zie ook: Trainen voor een bestaan op Mars

Na zijn langste autonome rit, over een afstand van 109 meter, kijkt Perseverance terug op de sporen die hij heeft achtergelaten.

Foto door NASA, JPL Cal-tech

Percy heeft nog heel wat kilometers voor de boeg. Nu de rover aan het tweede jaar van zijn hoofdmissie begint, zal hij zich richten op de waaiervormige rivierdelta en de oever van een verdwenen oermeer, beide zeer veelbelovende locaties voor het vinden van sporen van eventuele levensvormen uit een ver verleden. De route die Perseverance na de rivierdelta zal volgen, is nog niet vastgesteld, maar door de grote variëteit aan gesteenten en bodems in de hele Jezero-krater en daarbuiten zullen de wetenschappers volop mogelijkheden hebben om de dynamische geschiedenis van Mars nader te onderzoeken.

Basketbal in de ruimte

Ondanks alle hindernissen die Perseverance in zijn eerste jaar op Mars heeft moeten overwinnen, is de volgende fase van zijn missie – die al in 2026 kan beginnen – misschien wel de moeilijkste. Daarin moeten de verzamelde monsters van de Rode planeet worden opgehaald en naar de aarde worden gestuurd.

Met deze opname liet Perseverance weten dat een eerste succesvol uitgeboord monster van Martiaans gesteente (links) veilig en wel in een opvangbuis van titanium was opgeslagen. Rechts is een tweetal boorgaatjes te zien in een rots met de bijnaam ‘Rochette’, de eerste waaruit met succes steencilindertjes zijn uitgeboord. Het gat op de linkerfoto heeft de bijnaam ‘Montagnac’ gekregen en werd op 7 september uitgeboord; de rots op de rechterfoto kreeg de bijnaam ‘Montdenier’ en werd op 1 september uitgeboord. De NASA en de ESA zullen in de toekomst samenwerken om met behulp van meerdere ruimtevaartuigen de hermetisch afgesloten gesteente- en bodemmonsters van het Martiaanse oppervlak op te halen en dan naar de aarde te sturen.

Foto door NASA, JPL Cal-tech

Two holes where the rover's drill obtained chalk-size samples from rock nicknamed "Rochette." The hole on the left side is known as "Montagnac" (drilled on Sept. 7), and the hole on the right is known as "Montdenier" (drilled on Sept. 1). Subsequent NASA missions, in cooperation with the European Space Agency (ESA), would send spacecraft to Mars to collect these sealed samples from the surface and return them to Earth.

Foto door NASA, JPL Cal-tech

De campagne om de monsters naar de aarde te vervoeren behelst de inzet van meerdere ruimtevaartuigen en is een gezamenlijk project van de NASA en de ESA (European Space Agency). Een kleine rover zal door een landingsvaartuig op Mars worden neergelaten en dan de kostbare lading van gesteentemonsters – die tegen die tijd door Percy op het oppervlak van Mars zal zijn achtergelaten – komen ophalen.

De ‘ophaalrover’ zal de tubes met de monsters in een capsule ter grootte van een basketbal laden, waarna die capsule met een miniraketje naar een omloopbaan rond Mars zal opstijgen. Onlangs maakte de NASA bekend dat dit raketje, het Mars Ascent Vehicle, in Colorado zal worden gebouwd door Lockheed Martin Space.

Weer een ander ruimtevaartuig, dat momenteel door de ESA wordt ontworpen, zal naar een omloopbaan rond Mars vliegen en aldaar ‘de basketbal opvangen’ en naar de aarde terugbrengen, aldus Richard Cook, manager van het Mars Sample Return-project bij het JPL.

Een van de potentiële kenmerken die deze gesteentemonsters zo fascinerend maken, maakt het terugkeerproject des te complexer: de mogelijke aanwezigheid van levensvormen. Hoewel de kans daarop extreem klein is, zouden er nog altijd primitieve levensvormen op Mars kunnen bestaan – en die zouden een gevaar kunnen vormen voor het leven op aarde. 

Het ruimtevaartuig dat de basketbal vol gesteentemonsters in een omloopbaan rond Mars zal oppikken, zal die capsule volgens Cook in een reeks andere, hermetisch afgesloten capsules opslaan – als in een reeks Russische matroesjka-poppen. De capsule zal vervolgens boven de aarde worden afgeworpen en op z’n vroegst in 2031 in de woestijn van Utah neerstorten. De teams die met het project zijn belast, zijn momenteel in de laatste fase van het ontwerp van het ruimtevaartuig dat de ‘basketbal’ zal oppikken; de bouw ervan zal binnen afzienbare tijd beginnen.

Terwijl Perseverance zijn eerste jaar op Mars heeft afgesloten, nadert een andere NASA-rover, Curiosity, zijn tiende verjaardag op de Rode Planeet. Deze illustratie is opgebouwd uit twee panorama’s die in zwart-wit door de navigatiecamera van Curiosity zijn gemaakt. De kleuren blauw, oranje en groen zijn later toegevoegd. In het centrum van de foto is de blik naar beneden vanaf de helling van Mount Sharp (Aeolis Mons) te zien, de 5500 meter hoge centrale piek in de krater Gale, die sinds 2014 door Curiosity wordt onderzocht.

Foto door NASA, JPL Cal-tech

Intussen rijdt Percy onverdroten verder. Op 4 februari reed de rover de grootste afstand die tot nu toe in één dag op het Martiaanse oppervlak is afgelegd: 245,76 meter – iets meer dan de lengte van twee voetbalvelden.

Het maatje van Perseverance, de minihelikopter Ingenuity, helpt wetenschappers om nog grotere gebieden op de Rode Planeet te bestrijken. Vorig jaar voerde het drone-achtige apparaatje de allereerste gemotoriseerde vlucht op een andere planeet uit. De helikopter kan het terrein dat Percy te wachten staat van tevoren verkennen, zodat de rover de veiligste en interessantste routes door het onherbergzame Martiaanse landschap kan uitkiezen.

Intussen stijgen de verwachtingen met elk gesteentemonster dat door de rover wordt genomen. ‘We worden er enorm door gestimuleerd,’ zegt Cook. ‘We moeten hierin slagen. We moeten deze dingen naar de aarde zien te krijgen.’

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op nationalgeographic.com

Lees meer

Dit vindt u misschien ook interessant

Wetenschap
Waarom tekenen van leven op Mars zo raadselachtig zijn
Wetenschap
Dit zijn onze favoriete wetenschapsfoto’s van 2021
Wetenschap
Eerste Martiaanse bodemmonster van NASA verbrokkelt
Ruimte
Nieuwe hypothese over ‘onvindbaar’ water op Mars
Wetenschap
Mars-missie van Emiraten moet nieuwe generatie wetenschappers inspireren

Ontdek Nat Geo

  • Dieren
  • Milieu
  • Geschiedenis en Cultuur
  • Wetenschap
  • Reizen
  • Fotografie
  • Ruimte
  • Video

Over ons

Abonnement

  • Abonneren
  • Schrijf je in
  • Shop
  • Disney+

Volg ons

Copyright © 1996-2015 National Geographic Society. Copyright © 2015-2021 National Geographic Partners, LLC. Alle rechten voorbehouden.