Europa en Rusland landen voor het eerst op Mars

De lander moet laten zien dat de Europa en Rusland (na eerdere missers) in staat zijn om een sonde heelhuids op Mars neer te zetten. Maar het apparaat is ook uitgerust met een aantal wetenschappelijke instrumenten. Na de landing meet de sonde onder andere de temperatuur, wind, luchtdruk, stofdeeltjes en de elektrische eigenschappen van de atmosfeer. Ook maakt het apparaat vijftien foto’s tijdens de afdaling, die hij enkele uren na de landing naar de aarde stuurt.

Tegen die tijd zal ook duidelijk zijn of de ExoMars Trace Gas Orbiter, het ‘moederschip’ van de Marslander, succesvol in een baan om Mars zit. Vanaf daar brengt de sonde de planeet in kaart én zorgt voor de communicatie tussen de lander en de aarde. Dat laatste is niet alleen voor de twee tot acht dagen dat de Schiaparelli-lander vermoedelijk zal werken, maar ook voor de eerste Europees/Russische Marsrover die vanaf 2021 op onze buurplaneet moet rondrijden.

Op de rem

De Marslander is in zijn ‘landingsverpakking’ een 600 kilo zware schotel die woensdag flink moet afremmen. Hij scheert met 21.000 kilometer per uur de ijle atmosfeer van Mars binnen. Hoewel de druk van de lucht nog geen procent is van die op aarde, doet de dampkring het grootste deel van het remwerk.

Het hitteschild beschermt de sonde en de instrumenten tegen de zinderende temperaturen als gevolg van de sterke wrijving. Na enkele minuten heeft de sonde nog ‘maar’ een snelheid van 1700 km/u. Een twaalf meter grote parachute remt het gevaarte in enkele minuten af tot 250 km/u. Het laatste stuk is het meest spectaculair: negen raketten op de lander voeren een balanceeract op en remmen de sonde af tot het twee meter boven het Marsoppervlak tot stilstand komt: de Marslander ploft dan als het goed is veilig in het Marszand.

Eenmaal aangekomen is het belangrijkste achter de rug: het testen van de landingstechniek. De batterij van de Schiaparelli-lander houdt het daarna nog twee tot acht (Mars)dagen uit en voorziet een aantal instrumenten van energie. Die doen een bescheiden aantal metingen aan onder andere de atmosfeer. Daarna is het gedaan, de sonde heeft geen zonnepanelen.

Trace Gas Orbiter

Zondag al scheidde de lander van de Trace Gas Orbiter (TGO), waarna de satelliet er vandoor ging met een boordraket. Uiteindelijk maakt de sonde een cirkelvormige baan op 400 kilometer hoogte. Hij maakt foto’s en richt zijn pijlen op de atmosfeer. Specifiek op het gas methaan.

Eerdere Marsmissies, waaronder de satelliet Mars Express en de rover Curiosity, vonden aanwijzingen dat het op aarde brandbare gas (het is het hoofdbestanddeel van aardgas) in zeer kleine hoeveelheden in de atmosfeer zit, en dat is interessant. “Methaan is instabiel, het wordt langzaam afgebroken”, zegt Rolf de Groot hoofd van het Robotic Exploration Coordination Office van ESA die al langer bij de internationale onderhandelingen van ExoMars betrokken is. “Als je dus methaan vindt dan betekent dit dat er een actieve bron is die het methaan in de Marsatmosfeer steeds aanvult. TGO is de eerste missie die een compleet en eenduidig beeld van methaan in de Marsatmosfeer geeft.”

Methaan kan op verschillende manieren ontstaan, op aarde heeft het vaak een biologische oorsprong. Het wordt onder andere geproduceerd door bacteriën, maar het kan ook afkomstig zijn uit interacties tussen water en mineralen. De Groot hoopt dat wanneer het gas op Mars wordt gevonden, het afkomstig is van bacteriën in de bodem. “Maar ook het vinden van een geologische bron, zoals vulkanisme of ondergronds opgeslagen methaan, is een prachtig resultaat.”

Naast het doen van atmosfeeronderzoek moet de TGO gaan dienen als communicatiesatelliet voor de Schiaparelli-lander én de rover die de Europeanen en de Russen in 2021 op de rode planeet willen landen. “We hadden voor communicatie ook bij de Amerikanen kunnen aankloppen”, zegt De Groot. “Hun Mars Reconaissance Orbiter doet ook dienst voor Curiosity. Toch zitten er nadelen aan. Ten eerste is deze satelliet al oud, meer dan tien jaar. Daarnaast zullen de Amerikanen communicatie met hun eigen rovers altijd voorrang geven.”

Generale repetitie voor de rover

Uiteindelijk dient deze landing vooral als test voor het landen van de ExoMars-rover. Als de landing nu slaagt en de betrokken landen meer geld in de missie stoppen dan zal er in 2020 opnieuw een Russische raket naar de rode planeet vertrekken. Aan boord bevindt zich een 300 kilo zware rover die op vrijwel dezelfde manier landt als de Schiaparelli-lander; inclusief lander weegt het gevaarte bijna twee ton. Bijna driemaal meer dan Schiaparelli.

Het bijzondere van deze rover is dat hij – in tegenstelling tot Amerikaanse Marsrover zoals Curiosity – flink in de planeet gaat boren. Daar gaat hij op zoek naar sporen van complexe organische moleculen: een mogelijk teken van leven.