Mars Express heeft een heel ambitieuze opdracht. Hij moet niet alleen op zoek gaan naar water, maar ook het ‘gedrag’ van de hele planeet bestuderen. Maar de grootste ambitie is de speurtocht naar leven. Mars Express is de eerste missie in meer dan 25 jaar tijd die dit aandurft.
De Mars Express orbiter. bron: ESA
Lancering
De 1120 kg zware planeetverkenner vertrok gisteren om 19.45 uur Nederlandse tijd vanaf lanceerbasis Baikonoer in Kazakhstan. De lancering vond plaats met een Sojoez-Fregat combinatie. Na het ontbranden van de bovenste trap werd een parkeerbaan om de aarde bereikt. Anderhalf uur later werd Mars Express van daaruit op weg naar Mars gestuurd.
Het contact met Mars Express wordt onderhouden door ESA’s controlecentrum ESOC in het Duitse Darmstadt. Daar werd geconstateerd dat de verkenner op de juiste manier op de zon is gericht en dat de zonnepanelen zich foutloos hebben ontvouwen. Twee dagen na nu zal een baancorrectie plaatsvinden waarmee de planeetverkenner vanuit zijn interplanetaire baan op weg naar Mars wordt gestuurd. De Fregat-trap blijft dan achter en zal in de ruimte verdwijnen. Er is geen enkele risico genomen dat hij op Mars terechtkomt zodat de Rode Planeet niet zal worden vervuild.
Na de baancorrectie verlaat Mars Express de aarde voor een zes maanden durende en 400 miljoen km lange vlucht door het zonnestelsel. Nadat alle instrumenten zijn getest, zal de verkenner om energie te besparen grotendeels worden gedeactiveerd. Gedurene de reis zal slechts één keer per dag contact worden gezocht met de aarde. In september is nog een kleine koerscorrectie gepland.
Aankomst
Eind november worden alle systemen gereactiveerd. Mars Express wordt dan ook in gereed gebracht voor het loslaten van Beagle 2. De 60 kg zware capsule die dit landingsvaartuig bevat, beschikt niet over een eigen voorstuwing- en besturingsysteem en wordt op 20 december afgevuurd in een botsingskoers met Mars. Na een ballistische vlucht van vijf dagen treedt de capsule op Eerste Kerstdag de Marsatmosfeer in. De lander wordt beschermd door een hitteschild. Nadat dat zijn werk heeft gedaan en is afgestoten, ontplooien zich twee parachutes om de landingssnelheid verder af te remmen. De 30 kg zware Beagle 2 daalt neer in een gebied aan de Marsevenaar dat bekend staat als Isidis Planitia. Drie airbags zorgen voor een zachte landing. De cruciale fase van intrede in de atmosfeer tot en met de landing duurt slechts tien minuten.
Tweelingbroer
Mars heeft de mens altijd al gefascineerd. Geen andere planeet kreeg zoveel bezoek van ruimtesondes. Maar het was niet gemakkelijk de geheimen van Mars te ontrafelen. Het leek wel alsof ze met elke missie toenamen. Toen de eerste Amerikaanse Mariner-sondes in de jaren ‘60 naar Mars werden gelanceerd, verwachtte het publiek een ’tweelingbroer’ van de aarde: een groene onbewoonde planeet met oceanen. De Mariners toonden echter een dorre, uitgedroogde planeet.
In 1976 gingen de Viking-sondes op zoek naar leven op Mars. Maar zij konden daarover geen uitsluitsel geven. Mars zag er droog, koud en onbewoond uit; helemaal de tegenpool van de aarde. Twintig jaar later hebben nieuwe, moderne Marsverkenners dat beeld weer bijgesteld. Volgens de laatste gegevens was Mars in het verleden waarschijnlijk veel warmer. Onderzoekers denken dat Mars ooit oceanen had en daardoor in het verleden misschien wél leven kon herbergen.
Op deze foto, genomen door de Mars Orbiter Camera, zijn grote barsten te zien. Die zijn mogelijk gevormd door herhaaldelijk bevriezen en ontdooien van een waterlaag boven de permafrost-zone. bron: Nature and Victor R. Baker (Universiteit van Arizona)
Van warm en nat tot droog en koud
“We weten niet wat er met de planeet in het verleden is gebeurd. Welk proces heeft ervoor gezorgd dat Mars de droge en koude wereld is geworden die we vandaag waarnemen?” vraagt Mars Express projectwetenschapper Agustin Chicarro zich af. “Met Mars Express komen we dat te weten. Daarnaast willen we ook een globaal beeld krijgen van Mars: zijn geschiedenis, zijn geologie en hoe de planeet evolueerde. Echt planeetonderzoek dus!”
Mars Express moet de Rode Planeet tegen het eind van december 2003 bereiken na een tocht van iets meer dan zes maanden. Zes dagen voor hij in zijn definitieve baan rond Mars komt stoot Mars Express de lander Beagle 2 af, genoemd naar het schip waarop Charles Darwin de inspiratie vond voor zijn evolutieleer. Mars Express zal de planeet en zijn atmosfeer waarnemen vanuit een bijna-polaire baan en moet minimaal gedurende een heel Marsjaar, 687 aardse dagen, operationeel blijven. Beagle 2 zal landen in de buurt van de evenaar van Mars. Waarschijnlijk heeft daar ooit water gestroomd en zijn er sporen van leven bewaard gebleven.
Ooit heeft Mars misschien vrij stromend water gekend. De planeet wordt net als de Aarde verwarmd door het zonlicht en zijn eigen gesmolten kern. Daarom is er een redelijke kans dat de planeet ooit primitieve vormen van leven heeft gekend. bron: Calvin J. Hamilton
Mars Express heeft naast de Beagle 2-lander zeven geavanceerde experimenten aan boord. Ze werden gebouwd door een reeks wetenschappelijke instellingen in Europa en in de Verenigde Staten, Japan en China. Het gaat om een radar waarmee onder het Marsoppervlak wordt gespeurd, een camera om beelden in hoge resolutie te maken, spectrometers om het oppervlak en de atmosfeer waar te nemen, een plasma-analysator en een radio-experiment.
Met de Mars Express reist de Beagle 2 lander mee, een project dat vanuit de U.K. wordt geleid. Eenmaal geland zal de lander vijf zonnepanelen uitvouwen en de instrumenten op zijn robotarm gebruiken om naar chemische sporen van leven te zoeken. bron: Beagle 2
De camera zal de volledige planeet in 3D en in kleur in kaart brengen. Voor bepaalde gebieden zullen de opnamen details van twee meter tonen. Een van de spectrometers brengt de mineralogie van het oppervlak met grote nauwkeurigheid in kaart.
Waar is het water?
Sommige instrumenten spelen een sleutelrol om uit te vissen wat er gebeurde met het water dat ooit zo overvloedig aanwezig was op de planeet. Zo zal de radar zoeken naar water en ijs onder het oppervlak en dat tot een diepte van enkele kilometers. Onderzoekers denken dat ze een laag van ijs of permafrost zullen vinden en willen de dikte ervan meten.
Andere waarnemingen met de spectrometers moeten helpen bepalen hoeveel water zich nog in de atmosfeer bevindt. Ze moeten ook uitwijzen of er nog een volledige ‘watercyclus’ is op Mars. Mars heeft ijskappen op zijn poolgebieden die groter en kleiner worden naargelang de seizoenen.
“Deze gegevens zullen duidelijk maken hoeveel water er nog is overgebleven. Er zijn duidelijke aanwijzingen dat er in het verleden water op Mars was – droge rivierbeddingen en sedimentaire lagen – en ook dat er nu nog water is. Maar we weten niet hoeveel. Mars Express zal het ons vertellen,” aldus Chicarro.
Op zoek naar leven
De instrumenten aan boord van Beagle 2 gaan de geologie en het klimaat van het landingsgebied onderzoeken. Maar ze zullen vooral naar sporen van leven zoeken.
In tegenstelling tot de Vikings gaat Beagle 2 naar bewijzen van zowel huidig leven als vroeger leven zoeken. Onderzoekers zijn er zich nu van bewust dat enkele biologische experimenten niet volstaan om naar leven te zoeken. Ze zullen verschillende soorten proeven combineren om resultaten die elkaar tegenspreken van tafel te vegen.
Beagle 2 heeft een heuse ‘neus’ om te ‘snuffelen’ naar sporen van huidige of vroegere biologische activiteit. Deze neus is in feite een gasanalysator. Onderzoekers willen nagaan of koolstofmineralen, als ze op Mars voorkomen, een rol hebben gespeeld bij biologische processen. Beagle 2 moet ook gassen zoals methaan detecteren. Die kunnen volgens de onderzoekers alleen maar door levende organismen geproduceerd worden.
Beagle 2 zal ook bodemmonsters van onder het Marsoppervlak kunnen verzamelen, zowel onder grote rotsblokken of er binnenin, waar dodelijke ultraviolette straling van de zon niet kan komen. Deze bodemmonsters zullen worden verzameld met een ‘mol’, die met een snelheid van één centimeter per zes seconden over het oppervlak kan kruipen en tot twee meter diep kan graven.
Mars Express zal waardevolle informatie leveren in het kader van de internationale inspanningen om Mars te verkennen. “Mars Express is cruciaal en moet een kader leveren waarbinnen alle verdere waarnemingen van Mars zullen worden begrepen,” zegt Chicarro.