Je leest:

De Mars-expres

De Mars-expres

Auteur: | 26 augustus 2003

Er gaan de komende jaren een heleboel ruimtevaartuigen richting Mars. Voor 2019 staat zelfs een bemande vlucht op het programma. Daarna moet de planeet bewoonbaar worden gemaakt. Addertje onder het nog niet bestaande gras: wie te lang op Mars blijft, kan nooit meer naar de aarde terug.

Welkom op Mars! Als we de NASA mogen geloven liggen er al bijna deurmatjes klaar op de rode planeet. Oké, de Amerikanen hebben wat tegenslag bij hun Mars-onderzoek gehad. In september 1999 ging de peperdure Mars Climate Orbiter verloren. En tot overmaat van ramp verongelukte drie maanden later ook de Mars Polar Lander. Maar sinds oktober 2001 jaar is Amerika weer terug met de Mars Odyssey. De Odyssey is al bijna tweeënhalf jaar lang klimaatmetingen aan het uitvoeren. Binnenkort gaat hij ook als verbindingsstation tussen de aarde en volgende Mars-missies dienstdoen.

Binnen twintig jaar wil de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA verkeer tussen de aarde en Mars. De lange reis kan het beste plaatsvinden met een door thermische nucleaire energie aangedreven ruimteschip. Het ruimteschip wordt in een baan rond Mars gebracht, waarna met landingsvaartuigen naar Mars kan worden afgedaald. Na het verblijf op Mars keert de bemanning met de bovenste trap van het landingsvaartuig terug naar het moederschip. bron: Pat Rawlings/SAIC/NASA

Eind december 2003 arriveert de Mars Express van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Hij bestaat uit een orbiter en een lander. De lander moet op zoek naar water in de bodem van de planeet. Tezelfdertijd komt ook de Japanse verkenner Nozomi aan bij de planeet. In januari 2004 landen twee Amerikaanse ruimtvaartuigjes van de Mars Exploration Rover Mission. Deze landers hebben rovers aan boord: Spirit en Opportunity. Net als destijds de Mars Pathfinder gaan die over de planeet rondrijden.

Op Tweede Kerstdag 2003 landt de Beagle 2 op Mars. Beagle 2, het landingsvaartuig van de door de Europese ruimtevaartorganisatie ESA ontworpen Mars Express, is een compleet astrobiologisch laboratorium waarmee naar micro-organismen en water in de bodem zal worden gezocht. _bron: ESA

Klik op de afbeelding voor een grotere versie._

Het wordt dus druk op Mars! En dit is nog maar het begin, want ook daarna vertrekken om de twee jaar vluchten naar Mars. Er moet immers kennis en ervaring worden opgedaan voor de Mars Sample Return Mission (MSRM). In 2013 of 2014 wil de NASA de eerste bodemmonsters van Mars halen en die via een speciale capsule naar de aarde brengen. Maar het hoogtepunt wordt natuurlijk de bemande vlucht een paar jaar daarna. In juli 2019, wanneer het vijftig jaar geleden is dat de eerste mens voet op de maan zette, moet de Stars & Stripes ferm in de Marsbodem geplant zijn.

Na een korte rit vanaf hun landingsplaats bij Ganges Chasma zijn twee twee Marsonderzoekers gestopt voor een inspectie van eerder afgedaalde robotlander. Een van hen voert een gesprek met zijn gezin op aarde. _bron: Pat Rawlings/SAIC/NASA

Klik op de afbeelding voor een grotere versie._

Monsters van Mars?

“Laten we eerst eens over die Mars Sample Return Mission beginnen,” zegt virologe dr. Ina Faasen van de commissie voor planeet- en maanonderzoek (CPL) van de Amerikaanse National Research Council. “Daarover hebben we de NASA al over op de vingers getikt. Bodemmonsters van Mars zouden weleens gevaarlijke virussen en bacteriën kunnen bevatten. Toen in juli 1969 met de Apollo 11 de eerste maanmonsters naar de aarde werden gebracht, moesten de bemanningsleden met hun caspule en al dagenlang in quarantaine. Toen pas wisten we zeker dat er geen schadelijke maanorganismen zijn. Mars heeft een ijle dampkring. Waarschijnlijk stroomde er vroeger ook water. Met bodemmonsters van Mars zul je dus nog voorzichtiger moeten zijn. Onze commissie wil dat de NASA een apart onderzoekscentrum voor de bestudering van eventuele buitenaardse micro-organismen opricht. Dat zou het beste kunnen worden gehuisvest bij een zwaar beveiligd instituut als het Centrum voor Ziekteonderzoek in Atlanta of het Laboratorium voor Bacteriële Oorlogvoering van het Amerikaanse leger in Fort Detrick.”

Bungelend op twee kilometer hoogte neemt een geoloog monsters van de oostelijke helling van Olympus Mons, de grootste vulkaan van Mars en tevens van ons hele zonnestelsel. _bron: Pat Rawlings/SAIC/NASA

Klik op de afbeelding voor een grotere versie._

Dr. Christopher McKay van het NASA Ames Research Center haalt er zijn schouders over op. Hij denkt niet dat we bang voor Marsmonsters hoeven te zijn. Toen hij tijdens een door de Stichting Mars Society Nederland georganiseerd congres in 2001 in Nederland was, zei hij het onwaarschijnlijk te vinden dat er nu nog leven op Mars zou zijn. “Uiteraard gaan we op Mars zoeken naar eventuele fossielen,” vertelt McKay. “Maar op dit moment is Mars een te koude en droge woestijnwereld met een veel te dunne atmosfeer. Zolang daar geen water stroomt, en dat is een absolute voorwaarde voor leven, houdt geen enkel organisme het er uit.”

Was er ooit leven op Mars? De geoloog op de voorgrond lijkt een fossiel te hebben gevonden. Op de achtergrond de eerste Marsbasis, bestaande uit een centrale commandopost, woongedeelten, kassen, een waterpompstation, onderhoudsgarages, een telecommunicatiestation en eigen lanceer- en landingsplaats. _bron: Pat Rawlings/SAIC/NASA

Klik op de afbeelding voor een grotere versie._

McKay wil Mars het liefst terraficeren: het klimaat verbouwen en levensomstandigheden scheppen die vergelijkbaar zijn met die op aarde. “Mars lijkt al heel erg op de aarde,” vervolgt hij. “Zowel op de aarde als op Mars duurt het etmaal ongeveer 24 uur. Mars kent net als de aarde seizoenen. Wel duurt het jaar op Mars tweemaal zo lang. Maar planten passen zich gemakkelijk aan. Het enige echte verschil vormt de zwaartekracht. Die is op aarde 2,66 maal groter dan op Mars. Planten en micro-organismen zouden er geen moeite mee hebben. Hogere diersoorten misschien wel.”

Mars is iets groter dan de helft van de aarde. De oppervlakte bedraagt 0,28 maal die van de aarde. In het geval van Mars is er alleen land, doordat er geen zeeën voorkomen. De zwaartekracht aan het oppervlak van Mars is 0,38 maal die aan het aardoppervlak. De ontsnappingssnelheid is op Mars laag (5,0 km/s), waardoor de planeet slechts een dunne dampkring heeft weten vast te houden. _bron: NASA

Klik op de afbeelding voor een grotere versie._

Leve het broeikaseffect!

Om Mars bewoonbaar te maken moeten we volgens McKay de atmosferische druk verhogen. Die bedraagt nu slechts 7 tot 10 hectopascal; dat komt bij ons overeen met de druk op 30 kilometer hoogte. “De ijle Mars-atmosfeer bestaat voornamelijk uit kooldioxide,” legt McKay uit. “Als we Mars een veel dichtere kooldioxide-atmosfeer geven met zeg een druk van één- tot tweemaal de druk bij ons op zeeniveau, dan zou het broeikaseffect toenemen en de temperatuur tot boven het vriespunt stijgen. Met wat stikstof erbij kunnen dan planten en micro-organismen gedijen. De zuurstof die zij produceren vormt na verloop van tijd ook een beschermend ozonschild. Weliswaar is er dan nog steeds niet voldoende zuurstof om adem te halen. Maar in ieder geval kun je dan al zonder ruimtepak, met slechts een ademmasker op, over Mars wandelen.”

Jarenlang piekerde McKay over de vraag hoe je extra kooldioxide in de atmosfeer moet pompen. Op de poolkappen van Mars zijn grote hoeveelheden koolzuursneeuw (bevroren kooldioxide) neergeslagen. Verhitting van die poolkappen was dus het eerste idee. Maar bundeling van zonlicht via ruimtespiegels bleek niet zo’n goed idee. “Je hebt een ruimtespiegel ter grootte van de staat Texas nodig om de hoeveelheid zonlicht op Mars met twee procent te verhogen,” rekent McKay voor. “Daar schiet je dus niet mee op.”

Toen kwam de Britse klimatoloog James Lovelock, die bekend werd door zijn Gaia-hypothese over een ‘levende aarde’, met het idee broeikasgassen in de Mars-atmosfeer te pompen. Vooral verbindingen van koolstof en fluor, zoals CF4 en C2F6, zijn uiterst stabiel, niet giftig, en hebben een broeikaseffect dat duizenden keren sterker is dan kooldioxide. Binnen honderd jaar is de planeet ermee ontdooit. Nog eens vijfhonderd jaar later stromen weer zeeën en oceanen op Mars.

“Dat lijkt misschien ver weg, maar het zijn echt heel bemoedigende uitkomsten! Het had ook om duizenden of miljoenen jaren kunnen gaan. In dat geval zouden we onze plannen om Mars ooit te koloniseren net zo goed meteen in de ijskast hebben kunnen zetten. O ja, en milieuactivisten hoeven zich over Mars geen zorgen te maken. Als in de Marsbodem nog leven is, zal dat er door de hogere temperatuur en de extra kooldioxide alleen maar beter van worden. En als er geen leven (meer) op Mars is, hoeft helemaal niemand zich op te winden. Dan is de rode planeet een dode planeet en kan hij alleen maar waardevoller worden dan nu.”

Wie zou er op Mars willen wonen? Dr. Robert Zubrin, oprichter en voorzitter van de internationale Mars Society en schrijver van het boek The case for Mars, debatteert graag met voorstanders van kolonisatie van de maan. “De reden om ons op Mars te richten is gewoon dat Mars het enige echte doel is,” zegt Zubrin. “In tegenstelling tot de maan heeft Mars alle hulpbronnen om een beschaving te huisvesten. Ik vergelijk de maan en Mars altijd met Groenland en Amerika. Groenland is voor Europa dichterbij. Maar het had niet de hulpbronnen om een kolonie in stand te houden. Laten we niet dezelfde fout maken als destijds de Vikingen! Overigens hamer ik er telkens op dat het jaartal 2019 nodeloos laat is voor de eerste bemande vlucht naar Mars. Als we onze schouders eronder zetten, kan het ook al in 2008. Er wordt wel beweerd dat de belangrijkste hindernis om naar Mars te gaan de lange reistijd is. Met de huidige rakettechnieken duurt de vlucht inderdaad zo’n half jaar. De psychologische druk zou voor de bemanning te groot worden. Maar vergelijk het eens met de veel langere tijd die sommige kosmonauten aan boord van de Mir doorbrachten! We hebben dat trouwens ook getest met teams in het Mars Arctic Research Station dat we bouwden in een op Mars lijkend landschap op Devon Island in Canada.”

Moordneigingen

Andy Thomas, de laatste Amerikaanse astronaut aan boord van de Mir, is het niet met Zubrin eens. “Omdat we vanuit de Mir de aarde onder ons door zagen draaien werden we niet gek. Maar je zou moordneigingen krijgen als je maandenlang onderweg bent en met anderen in een cabine opgesloten zit. Als Marsvaarders de maan voorbij zijn, wordt de aarde al snel een klein stipje. We wisten dat we binnen een paar uur terug konden keren als er iets misging. Zelfs de Apollo 13 vloog binnen een paar dagen om de maan heen en veilig terug naar huis. Marsreizigers hebben 250 miljoen kilometer voor de boeg voordat ze voet op vaste bodem kunnen zetten. Die psychische druk mag niet worden onderschat.”

André Kuipers, de Nederlandse astronaut die tot de bemanning van het internationale ruimtestation gaat behoren, beaamt dat. “Mars is inderdaad erg ver van huis. Om de psychologische aspecten te beperken wordt wel gesuggereerd echtparen te sturen. Maar ook die kunnen de grootste ruzie krijgen. Zaken als angst, heimwee en depressies steken misschien de kop op. Omdat ze voorlopig niet terugkeren is het zelfs de vraag of je berichten over ziekte of dood van dierbaren op aarde aan de Marsvaarders moet doorgegeven.”

Kuipers, die arts is, heeft ook zo zijn bedenkingen over de lichamelijke aspecten van langdurige gewichtloosheid in samenhang met het verblijf op een planeet met veel geringere zwaartekracht. “Bij gewichtloosheid krimpen de spieren en krijg je botontkalking. Door het ontbreken van de zwaartekracht trekt het bloed zich uit je benen terug en hoopt zich in de borstholte op. Als gevolg daarvan zwellen de hartboezems op. Het lichaam reageert daarop alsof er een teveel aan bloed is en vermindert de uitscheiding van hormonen die de nierfunctie regelen. Ruimtevaarders moeten meer plassen en verliezen daardoor veel lichaamsvocht. Met het uitscheiden van lichaamsvocht vermindert het calciumgehalte in het lichaam. Dat wordt aangevuld door kalk aan de botten te onttrekken. Op die manier krijg je brozere botten.”

Kuipers vervolgt: “Op zich betekent dat niet dat je niet aan ruimtevaart moet doen. Maar de situatie is nu dat je snel terug kunt naar de aarde en weer aan de zwaartekracht kunt wennen. Maar blijf je na zo’n lange vlucht nou ook nog eens heel lang op Mars, dan is het op een gegeven moment minder verstandig om terug te keren. In ieder geval geval is terugkeer naar de aarde zo goed als onmogelijk voor kinderen die op Mars geboren worden. Zij worden een nieuwe soort mensen doordat ze zich tijdens hun groei helemaal aan zullen passen aan de omstandigheden op die planeet.”

Na meer dan twee jaar te zijn weggeweest, keert een zeskoppige bemanning Marsvaarders in een capsule terug op aarde. De landing bij het Kennedy Space Center vindt plaats aan een parachute. _bron: John Frassanito and Associates/ NASA Johnson Space Center

Klik op de afbeelding voor een grotere versie._

Dus toch maar geen woningen bouwen op Mars? Kuipers: “Dat hoor je mij niet zeggen! We moeten nooit stoppen met buiten onze grenzen treden. Ruimtevaart is een voortzetting van de vroegere ontdekkingsreizen. Door de eeuwen heen is er kritiek op dat soort ondernemingen geweest omdat het nut niet altijd duidelijk was. De eerste mens die op een boomstam of rivier de zee op ging, werd waarschijnlijk ook voor gek verklaard. Verkenning en kolonisatie van de maan en een planeet als Mars vormen gewoon de volgende, logische stap!”

Dit artikel is een publicatie van Astronet.
© Astronet, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 26 augustus 2003

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.