Uitgelegd: met NASA's Perseverance en China's Tianwen-1, een vlaag van missies naar Mars

Vroeg op vrijdag, Indiase tijd, zal NASA's Perseverance-rover naar Mars landen. Vorige week kwam de Hope-missie van de VAE in een baan om Mars en werd op de voet gevolgd door een Chinese missie. De vloot van missies vertegenwoordigt de verspreiding van planetaire verkenning in het algemeen en Mars-exploratie in het bijzonder.

Een illustratie van NASA's Perseverance-rover die op Mars landt. Honderden gebeurtenissen moeten perfect verlopen voordat de rover op 18 februari veilig kan landen. (Bron: NASA/JPL-Caltech)

Naar Mars gaan is niet triviaal, aangezien beide planeten om de zon draaien en dus constant in beweging zijn ten opzichte van elkaar. De aarde en Mars bevinden zich elke 26 maanden op hun kortste afstand van elkaar - en dit is wanneer aardbewoners missies naar Mars proberen te sturen.

Sinds de jaren zestig hebben verschillende ruimtevaartorganisaties om de twee jaar missies naar Mars gestuurd. Tussen 1976 en 1992 bleven veel lanceervensters ongebruikt. Af en toe zijn er meerdere missies in een lanceervenster geweest.

Maar nooit in de geschiedenis zijn drie ruimteagentschappen op weg naar Mars in een enkel lanceervenster. En nog nooit in de geschiedenis hebben zoveel ruimteagentschappen tegelijkertijd een missie naar Mars of de baan van Mars uitgevoerd. Er zijn momenteel 10 ruimtevaartuigen van vijf verschillende ruimteagentschappen - de Verenigde Staten, de Europese Unie, India, China en de Verenigde Arabische Emiraten - in een baan om of op de grond op Mars. Nog twee rovers — NASA's doorzettingsvermogen en die van China Tianwen-1 — zullen respectievelijk op 18 februari en mei 2021 op Mars landen.

NASA heeft een lander (Mars Insight), een rover (Curiosity) en drie orbiters (Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey, MAVEN); India heeft een orbiter (Mangalyaan-1); de EU heeft 2 orbiters (Mars Express en ExoMars Trace Gas Orbiter); en China en de VAE zullen elk een orbiter hebben (respectievelijk Hope en Tianwen-1).

De vloot van missies vertegenwoordigt de verspreiding van planetaire verkenning in het algemeen en Mars-exploratie in het bijzonder. Dit is toe te schrijven aan een verlaging van de lanceringskosten en de goedkopere beschikbaarheid van de technologie die nodig is voor ruimteverkenning.

Dr. Amitabha Ghosh is een planetaire wetenschapper van NASA, gevestigd in Washington DC. Hij heeft voor meerdere NASA Mars-missies gewerkt, te beginnen met de Mars Pathfinder-missie in 1997. Hij was voorzitter van de Science Operations Working Group voor de Mars Exploration Rover-missie en was meer dan 10 jaar belast met het leiden van tactische Rover-operaties op Mars. Hij hielp bij het analyseren van de eerste rots op Mars, die toevallig de eerste rots was die van een andere planeet werd geanalyseerd.

De missie van Hope van de VAE

Twee van de drie missies die afgelopen juli voor Mars zijn gelanceerd, zijn al operationeel. De VAE, een klein maar rijk land van<10 million people, bedazzled the world by becoming the fifth national space agency (after the US, EU, Russia, and India) to reach Mars when the Hoop Orbiter onderging orbitale insertie op 9 februari. De VAE versloeg China in de race naar Mars, zij het met een dag.

De missie van de VAE zal de atmosfeer van Mars bestuderen en zal proberen de vraag van een miljard dollar aan te pakken over hoe en waarom Mars zijn atmosfeer verloor. Het verlies van de atmosfeer resulteerde in het verlies van oppervlaktewater en mogelijk de leefbare omgeving.

Het Chinese experiment

De Chinese National Space Agency arriveerde bij Mars met lessen die waren getrokken uit een succesvolle reeks Chang'e-missies naar de maan. Met name de Chang'e 4-rover was in staat om meer dan 25 maannachten te overleven (elke nacht strekt zich uit tot 14 aardse dagen) - dit is een opmerkelijke technische prestatie, aangezien de temperatuur kan dalen tot -170 graden C. De Chang'e 5 missie was in staat om in december 2020 met succes gesteentemonsters naar de aarde terug te brengen.

Tianwen-1, de eerste missie naar Mars vanuit China, werd op 10 februari met succes in een baan geplaatst. Tianwen-1 heeft een orbiter, een lander en een rover. De benadering van China voor het landen van een rover is enigszins anders. In tegenstelling tot NASA-rovers, zal Tianwen-1 een paar maanden rond Mars draaien voordat hij in mei van dit jaar probeert te landen.

Het ruimtevaartuig heeft een reeks instrumenten om een ​​reeks wetenschappelijke vragen aan te pakken. Interessant is dat het een grondpenetrerend radarinstrument heeft om naar water onder het oppervlak van Mars te zoeken. De rover is gepland om te landen op Utopia Planitia, een locatie met mogelijke oude grondwaterafzettingen.

Deze week, Volharding

De meest geavanceerde missie vanuit technisch oogpunt, NASA's Perseverance Rover, is op weg naar Mars en zal donderdag landen op Jezero Crater, die in het verleden waarschijnlijk met water was gevuld. De touchdown is gepland om ongeveer 15.55 uur EST (2.25 uur op vrijdag Indiase tijd).

Perseverance is NASA's 4e generatie Mars Rover - te beginnen met Sojourner van de Mars Pathfinder Mission in 1997, gevolgd door Spirit and Opportunity van de Mars Exploration Rover Mission in 2004 en Curiosity van het Mars Science Laboratory in 2012.

Het doel is om te zoeken naar biosignaturen in de opgedroogde bodem van het meer bij Jezero Crater. De gedachte is dat het vroege leven op Mars lijkt op het vroege leven in de oceaan op aarde, zoals stromatolieten. Als dit inderdaad het geval was, zou Perseverance fossielen of enkele biosignaturen - hints van leven - vinden in de chemische metingen of morfologische waarnemingen.

Bovendien zal Perseverance voor het eerst zuurstof produceren op het oppervlak van Mars, met behulp van atmosferische CO2 uit de atmosfeer van Mars. Perseverance bewaart rotsmonsters die door een volgende Europese ruimtevaartorganisatie/NASA-missie naar de aarde worden teruggestuurd.

Perseverance rover gebruikt zijn boormachine om een ​​rotsmonster op Mars te verzamelen in deze ongedateerde artistieke conceptuele illustratie-hand-out. (NASA/JPL-Caltech/Hand-out via Reuters)

Musk's Starship-onderneming

De meest spectaculaire voorbereiding voor een revolutie in de verkenning van Mars vindt plaats buiten de schijnwerpers, in een slaperig kustplaatsje in Oost-Texas. Dit is de enige inspanning in de mix die niet financieel wordt gegarandeerd door overheidsgeld. SpaceX, een particulier in de VS gevestigd bedrijf, gepromoot door Elon Musk en gesteund door geselecteerde investeerders, heeft een langetermijndoel om een ​​commerciële dienst te starten om passagiers naar Mars te vervoeren. Boca Chica, een naam die blijkbaar niemand een paar jaar geleden had gehoord, is nu de plaats van ontwikkeling van Starship, dat misschien wel de beste kans is om mensen op Mars te laten landen.

Een menselijke missie naar Mars is de heilige graal van de verkenning van de ruimte. Sinds Neil Armstrong 50 jaar geleden op de maan landde, is de mens niet in staat geweest om door te gaan naar de volgende logische bestemming: Mars. De belangrijkste reden is het enorme prijskaartje van een menselijke Mars-missie. In vergelijking met de maan, die slechts ongeveer drie dagen verwijderd is, is Mars zeven maanden verwijderd. Het vervoeren van mensen, in technische termen, vertaalt zich in het handhaven van een temperatuurgecontroleerde module onder druk. Het omvat ook het dragen van benodigdheden die astronauten nodig hebben, inclusief water en zuurstof, voor een reis van ongeveer 18 maanden.

zoe leigh cooksey

Bovendien moeten menselijke missies, in tegenstelling tot missies met robotruimtevaartuigen, worden teruggestuurd naar de aarde, wat zich in technische termen vertaalt in het vervoeren van een enorme hoeveelheid brandstof van de aarde, om vanaf Mars te kunnen lanceren voor de terugreis. De technische complexiteit en de toegenomen massabehoefte van een menselijke missie naar Mars, in vergelijking met de maan, drijft de kosten op tussen $ 250 miljard en $ 1 biljoen. Starship belooft de missiekosten met >95% tot maar liefst 99% te verlagen door gebruik te maken van meerdere innovaties, zoals het tanken van het ruimtevaartuig in een baan om de aarde en de productie van raketbrandstof op Mars met behulp van materialen die op Mars worden gevonden (en dus brandstof voor de terugreis zou niet van de aarde hoeven te worden gedragen).

Een decennium aan Mars-missies

Nu het decennium begint, liggen er meerdere missies op de tekentafel: met name de ESA ExoMars-rovermissie om rotsmonsters van Mars terug te geven, ISRO's plannen voor Mangalyaan-2 en de plannen van de Chinese ruimtevaartorganisatie voor Tianwen-2 die rotsmonsters zal teruggeven van Mars.

Bovendien zullen er waarschijnlijk meerdere vluchten van SpaceX's Starship zijn, eerst met vracht en ten slotte met astronauten. In de geschiedenis van de mensheid zal 2020 herinnerd worden voor de Covid-19-pandemie, maar de jaren 2020 zouden wel eens het decennium kunnen zijn van een vlaag van ruimtevaartuigmissies naar Mars, eindigend met de eerste menselijke voetstappen op Mars.

Deel Het Met Je Vrienden: