Mars-missie van Emiraten moet nieuwe generatie wetenschappers inspireren

De orbiter ‘Hoop’ zal in februari 2021 in een omloopbaan rond de Rode Planeet worden gebracht en daar beginnen aan een twee jaar durende studie van het Martiaanse weer.

Wednesday, July 22, 2020,
Door Kareem Shaheen
Aan boord van een Japanse H-IIA-raket wordt de Mars-orbiter Hoop gelanceerd. De sonde werd ontwikkeld door ...

Aan boord van een Japanse H-IIA-raket wordt de Mars-orbiter Hoop gelanceerd. De sonde werd ontwikkeld door het Mohammed Bin Rashid Space Centre (MBRSC) in de Verenigde Arabische Emiraten (VAE).

Foto van THE YOMIURI SHIMBUN VIA AP IMAGES

In de vroege ochtend van 20 juli kwam op het eilandje Tanegashima, voor de zuidkust van het Japanse eiland Kyushu, een 53 meter hoge raket met donderend geraas in beweging. Voor de ruimtesonde aan boord van de raket betekende het de eerste etappe van een vijfhonderd miljoen kilometer lange reis naar Mars.

Maar de sonde is niet Japans. De naam van het ruimtevaartuig luidt ‘al-Amal’ oftewel ‘Hoop’, en het is ontworpen door en wordt aangestuurd vanuit het Mohammed Bin Rashid Space Centre (MBRSC) in de Verenigde Arabische Emiraten (VAE). Nu de sondeveilig van de Japanse raket is losgekoppeld, zal ze over circa 28 dagen haar eigen stuwraketten ontsteken om los te breken uit de omloopbaan van de aarde en op weg gaan naar Mars, waar ze in februari 2021 zal arriveren en de eerste interplanetaire ruimtereis van een Arabisch land zal hebben voltooid. 

“Het was een onbeschrijfelijk gevoel,” zegt Sarah al-Amiri, minister voor Geavanceerde Wetenschappen van de VAE en hoofdwetenschapper van de Hoop-missie, na de lancering. “Dit is de toekomst van de VAE.”

Twee andere ruimtevaartnaties maken deze zomer gebruik van hetzelfde lanceervenster, wanneer de aarde en Mars op een gunstige manier ten opzichte van elkaar rond de zon draaien, een constellatie die zich slechts elke 26 maanden voordoet. Het nieuwste vlaggenschip van de NASA, Perseverance, en de Chinese lander Tianwen-1 met aan boord een kleine rover zullen de komende dagen eveneens op weg gaan naar Mars en daar begin 2021 arriveren. 

Deze twee opnamen van Mars werden in 2001 met een tussenpoze van een maand gemaakt door de Mars Global Surveyor van de NASA, voor- en nadat een stofstorm de hele planeet in een sluier had gehuld. De orbiter Hoop, het nieuwe ruimtevaartuig van de VAE, zal in februari 2021 bij Mars aankomen om daar stofstormen en andere atmosferische verschijnselen te bestuderen.

Foto van beelden NASA/JPL/MSSS

De Hoop-orbiter was de eerste die op 19 juli om 6:58 uur Japanse tijd (23:58 Nederlandse tijd) werd gelanceerd. De hoofdmissie van de orbiter, die 687 dagen – één jaar op Mars – zal duren, is het bestuderen van de atmosfeer en de weerspatronen op de Rode Planeet. 

Maar de missie getuigt nog van een andere, bredere ambitie van de VAE, namelijk het stimuleren van innovatie en het diversifiëren van de economie van dit kleine oliestaatje, een federatie van zeven territoria of emiraten aan de Perzische Golf. Voor natuurwetenschappers en politiek leiders in de Emiraten luidt de missie een nieuw hoofdstuk in voor dit deel van de wereld, dat een rijke geschiedenis van wetenschappelijke vorming kent. 

“Wij Arabieren zijn dol op verbindingen met ons erfgoed en verleden, maar Hoop staat eigenlijk meer voor de toekomst,” zegt Nidhal Guessoum, astrofysicus aan de American University of Sharjah in de VAE. “Hoop betekent dat we conflicten achter ons laten en ons richten op menselijke en economische ontwikkeling.”

Gouden jubileum

De Emirates Mars Mission (EMM) werd in 2014 in het leven geroepen door de premier van de VAE, sjeik Mohammed bin Rashid Al Maktoum van Dubai. Hij had de leiding over het eerste ruimtevaartprogramma van het land, dat in 2009 zijn eerste satelliet lanceerde, en wilde ter gelegenheid van de vijftigste verjaardag van de stichting van de Emiraten, op 2 december 2021, een orbiter naar Mars sturen. 

“De meeste mensen denken dat het om prestige draait, maar dat is niet zo,” zegt Guessoum. Volgens hem richten de leiders van de VAE zich op ruimteonderzoek om een nieuwe generatie jonge Arabieren te inspireren tot een keuze voor de natuurwetenschappen, zodat deze regio met zijn vele uitdagingen in de toekomst beter kan concurreren. “De STEM-richtingen worden je voornaamste prioriteit.”

Nu de olieproducenten in de Golfregio door de turbulente wereldmarkt en grillige economische trends kwetsbaar zijn geworden, heeft de VAE de laatste jaren getracht zijn economie te diversifiëren, en dat al ver voordat de olieprijzen als gevolg van de pandemie instortten. De leiders van de VAE willen dat de Hoop-orbiter fungeert als een ingrijpende gebeurtenis die het land richting een kenniseconomie zal katapulteren, met topwetenschappers op natuurwetenschappelijk en technologisch terrein.

Als de eerste interplanetaire reis die door een Arabisch land wordt ondernomen, heeft de missie ook een grote symbolische waarde. Het erfgoed van de ‘Gouden Eeuw’ van de islam – die begon in de achtste eeuw en werd gekenmerkt door het baanbrekende werk van Arabische en islamitische geleerden op het gebied van wiskunde, astronomie, geneeskunst en filosofie – heeft nog altijd een magische uitstraling in een regio die nu wordt geplaagd door werkloosheid, extremisme, vluchtelingencrises, burgeroorlogen en armoede.

Tijdens een plechtigheid in Dubai in mei 2015 overlegt de premier van de VAE, sjeik Mohammed bin Rashid Al Maktoum van Dubai, links op het podium, over de Mars-missie van de VAE, die de naam ‘Hoop’ draagt, ‘al-Amal’ in het Arabisch.

Foto van Mohammed bin Rashid Space Centre

“Ooit kwam er kennis uit deze regio,” zegt Omar Sharaf, projectdirecteur van de Hoop-missie. “Veel van de technologieën en wetenschap die we vandaag de dag gebruiken, is afgeleid van het werk van wetenschappers uit deze regio, met verschillende achtergronden en uit verschillende etnische groepen.”

De interplanetaire vlucht naar Mars zou ook andere landen in het Midden-Oosten en Noord-Afrika ertoe kunnen aanzetten hun eigen sectoren op natuurwetenschappelijk en technologisch gebied te stimuleren, zegt Sharaf. En in een poging om personeel uit de hele regio te werven, heeft de VAE onlangs een nieuw programma opgezet om Arabische onderzoekers aan te trekken en ze op te leiden in de astronomie en ruimtewetenschappen. De leiders van de missie hopen dat deze projecten een nieuwe generatie in de Arabische landen zal inspireren tot een keuze voor de natuurwetenschappen, tegenwicht zal bieden tegen extremistische opvattingen en de ‘brain drain’ van wetenschappers naar andere delen van de wereld zal tegengaan.

“Het gaat erom hoe je kansen uit kennis creëert, want kennis is de brandstof van de meeste economieën in de wereld,” zegt al-Amiri. “De helden waarover we het moeten hebben, zijn mensen die de stabiliteit bevorderen door dingen te doen die economisch van belang zijn, die banen en kansen voor de jeugd creëren.”

Hoop vertegenwoordigt de laatste van meerdere grote stappen die in het kader van het ruimtevaartprogramma van de VAE zijn gezet. In 2018 werd Hazza al-Mansouri de eerste Emirati die in een omloopbaan rond de aarde werd gebracht, waar hij een kleine week in het International Space Station verbleef; daarna gaf hij tientallen lezingen in het hele land. Het opleidingsprogramma voor astronauten van de VAE werd in 2017 opgezet met het doel om in 2117 een basis op Mars te hebben gevestigd. 

De snelle vooruitgang die in het ruimtevaartprogramma is geboekt, waaronder de lancering in 2018 van de eerste observatiesatelliet die geheel door Arabische ingenieurs werd gebouwd, is deels te danken aan een unieke benadering van internationale samenwerking.

Interplanetair mentorschap

De Hoop-missie is ontworpen om de kennisoverdracht naar het jonge kader van ingenieurs en wetenschappers in de VAE – een team met een gemiddelde leeftijd van 27 jaar – te maximaliseren. Daartoe deed het ruimtevaartprogramma van de VAE een beroep op het Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) van de University of Colorado in Boulder, dat veel ervaring heeft op het gebied van de bouw van ruimtevaartuigen en wetenschappelijke instrumenten, en op de Arizona State University en de University of California in Berkeley.

Als model voor deze werkwijze diende de samenwerking met Zuid-Korea tijdens de ontwikkeling van hun eerste satelliet, waardoor wetenschappers uit de Emiraten snel expertise op het gebied van het Mars-onderzoek konden verwerven. 

Leden van het team van de Emirates Mars Mission (EMM) poseren voor het ruimtevaartuig Hoop.

Foto van Mohammed bin Rashid Space Centre

“De Emirati’s besloten het op de lastige manier aan te pakken,” zegt Pete Withnell,

programmamanager van het LASP. “Ze wilden nauw betrokken zijn op alle niveaus, van het leiderschap tot de werkvloer en alles ertussenin.”

In de zes jaar voorafgaand aan de lancering werd intensief samengewerkt met de internationale wetenschappelijke gemeenschap. Het doel was om een “geheel nieuw” Mars-programma op te zetten, aldus al-Amiri. “We moesten een tak van sport ontwikkelen die voor ons volstrekt nieuw was, namelijk ruimtewetenschappen.” Volgens haar bestaat het wetenschapsteam van de Hoop-missie voor tachtig procent uit vrouwen, een percentage dat het hoge aantal vrouwen in STEM-programma’s in de VAE als geheel en aan de universiteiten van het land weerspiegelt.

“Voor ons is dat niet vreemd of buitensporig,” zegt al-Amiri. “Het is gebaseerd op verdienste.”

Maar de razendsnelle aanloop naar een lancering op de vijftigste verjaardag van de VAE werd bijna tenietgedaan toen de coronavirus-pandemie toesloeg: luchthavens werden gesloten en de bedrijvigheid in de wereld kwam op een laag pitje te staan. “De missie liep gevaar,” zegt Sharaf. 

Hij en zijn collega’s besloten om het tempo van het programma juist op te schroeven. Er werden teams vooruitgestuurd naar de lanceerinstallatie in Japan, zodat ze genoeg tijd hadden om twee weken in quarantaine te gaan. Het ruimtevaartuig werd voor de laatste tests van Colorado naar Dubai verscheept, vervolgens naar de luchthaven van Nagoya in Japan overgevlogen en uiteindelijk per schip naar het Tanegashima Space Center vervoerd.

Martiaanse weersatelliet

Het is de bedoeling dat de Hoop-orbiter in februari bij Mars aankomt, waar hij in een elliptische baan rond de evenaar van de Rode Planeet zal worden gebracht en op een hoogte van 20.000 tot 40.000 kilometer boven het Martiaanse oppervlak zal gaan vliegen. Dat is hoger dan eerdere Mars-satellieten, zodat de orbiter unieke inzichten in de grotere weerspatronen van de Rode Planeet kan opdoen. 

“Het Martiaanse klimaat is tamelijk ingewikkeld,” zegt François Forget, een Franse astrofysicus en Mars-expert die met het wetenschapsteam van de Hoop-missie samenwerkte. Op Mars komen stofstormen voor die groot genoeg kunnen worden om de gehele planeet te omspannen en het zonlicht te blokkeren. De ijle atmosfeer van de Rode Planeet bestaat overwegend uit kooldioxide, en een aanzienlijk deel daarvan bevriest elke winter in wolken van CO2-kristallen en tijdelijke ijskappen op de polen.

De meeste Mars-orbiters vliegen rond de polen, waarbij ze de planeet dicht genoeg naderen om het oppervlak in alle detail te bestuderen. Maar daardoor krijgen ze een minder goed overzicht van weerspatronen die de hele planeet omspannen. Door de hogere baan rond de evenaar waarin Hoop rond Mars gaat vliegen, zal de orbiter een beter beeld krijgen van grootschalige dynamische weerssystemen gedurende alle vier seizoenen van het Martiaanse jaar. 

“We zullen alles zien,” zegt Forget.

Door de wisselwerking tussen de lagere en hogere atmosfeer te bestuderen en het verlies aan waterstof en zuurstof naar de ruimte te meten, zal de missie misschien ook antwoord kunnen geven op een vraag die wetenschappers al lange tijd bezighoudt: hoe kon Mars zoveel van zijn vroege atmosfeer en water kwijtraken, waardoor een potentieel levensvatbare planeet veranderde in de kale en droge wereld van nu? In zijn omloopbaan zal Hoop één en dezelfde locatie gedurende maximaal twaalf uur achtereen kunnen observeren, waardoor de orbiter zich een beeld van weersverschijnselen in real-time kan vormen, zoals het ontstaan van stofstormen.

Gedetailleerde atmosferische modellen zouden ook een belangrijke rol kunnen spelen bij toekomstige bemande missies naar Mars, bijvoorbeeld bij de keuze van landingsplekken en het bedenken van overlevingsstrategieën op het Mars-oppervlak, en inzicht bieden in de watercyclus op de Rode Planeet. Vooral de mogelijkheid om stofstormen te voorspellen zou van groot belang kunnen zijn voor astronauten die vanaf het Mars-oppervlak willen opstijgen om terug te keren naar de aarde.

Maar afgezien van eventuele inzichten in het Mars-stelsel is de stap naar interplanetaire ruimtevaart een grote wetenschappelijke sprong voor de Arabische wereld – en een terugkeer naar aloude tijden. 

“Iedereen leefde met elkaar samen en de mensen accepteerden elkaars verschillen,” zegt Sharaf over de culturele en wetenschappelijke bloeitijd die het Midden-Oosten van de achtste tot de veertiende eeuw doormaakte. “Zodra we ophielden met het accepteren van verschillen, begonnen we achter te lopen.”

Sharaf hoopt dat de reis naar Mars de vonk zal zijn die een nieuwe generatie tot dromen zal aansporen. “Bij deze missie gaat het om het creëren van de helden van de toekomst,” zegt hij.

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

Lees meer