Tot nu toe waren er voornamelijk succesverhalen over de Mars Rover Spirit. Deze robotverkenner landde op 4 januari 2004 in de Gusev-krater op Mars en de eerste panorama-foto ging de hele wereld rond. Na wat problemen met één van de beschermende airbags reed de Mars Rover op 15 januari via een omweg van het landingsplatform af. Na extra tests kwam de Rover op 19 januari aan bij een nabije rots (‘Adirondack’ gedoopt) en begon metingen te doen.

Olivijn

Dat eerste onderzoek leverde al meteen interessante gegevens op. Spirit gebruikte onder andere zijn Mössbauer-spectrograaf, een apparaat dat verschillende mineralen kan onderscheiden door hun absorptie van gammastraling te meten. Naast de verwachte ijzerhoudende mineralen troffen NASA’s onderzoekers ook het mineraal olivijn aan, een mineraal dat heel gemakkelijk met water reageert.

De aanwezigheid van het olivijn wijst erop, dat de Gusev-krater al lange tijd geen vloeibaar water heeft gekend. Olivijn is daar niet tegen bestand en zou door het water zijn omgezet in andere mineralen. Hoe lang er al geen water meer is, kunnen de onderzoekers niet zomaar bepalen: als het olivijn in rotsen onder een dun stoflaagje zit, is het namelijk beter bestand tegen de elementen. Vloeibaar water kan in zo’n geval niet al het mineraal bereiken, terwijl de sonde het olivijn wel waar kan nemen. In dit scenario is het dus wél mogelijk dat de Gusev-krater vloeibaar water heeft gekend ná de afzetting van het mineraal.

Spirit in de wachtstand

Reden genoeg voor verder onderzoek, zou je zo denken. Spirit heeft een speciale boor aan boord, de RAT (Rock Abrasion Tool) die kan helpen bepalen waar het olivijn zich precies bevindt. Helaas zijn er problemen met Spirit: sinds woensdagnacht is er maar minimaal contact met de verkenner. Tijdens geplande communicatiesessies stuurde die geen meetdata door, en reageerde op commando’s van de missieleiding met het equivalent van “ja hoor, ik heb jullie gehoord.” Gegevens van de meetapparatuur bleven echter uit.

De problemen begonnen toen op woensdag commando’s naar de sonde werden gestuurd met een radiotelescoop in Canberra, Australië. Door onweer moest de communicatie-sessie worden afgebroken. Pete Theisinger, de projectmanager van het Spirit-team, zegt dat het heel onwaarschijnlijk is dat die onderbroken commandoreeks de robot in verwarring hebben gebracht: “Volgens ons sluit de opbouw van de software van de Rovers dat uit.”

De vluchtleiding probeert nu met een kopie van de Spirit in een lab op aarde het probleem na te bootsen en zo op te lossen. Ze gaan daarbij uit van twee scenario’s: problemen met de software en problemen met het computergeheugen van de sonde. De technici zijn ervan overtuigd dat ze in beide gevallen een oplossing kunnen vinden.

Ondertussen is door communicatie tussen aarde en de Spirit vastgesteld, dat de sonde zich in een speciale ‘safe mode’ bevindt. Als de boordcomputer merkt dat er problemen zijn, schakelt die automatisch over naar een wachtstand. De uitdaging is nu om uit te zoeken welke problemen de sonde heeft. Eerder vandaag slaagde NASA erin, verbinding te maken met Spirit. Anderhalf uur nadat de zon op Mars opkwam, stuurde Spirit met 10, later 120 bit per seconde (!) gegevens door naar de vluchtleiding. Die probeert de sonde nu zover te krijgen dat hij meer informatie gaat sturen.

Mars is geen vriendelijke planeet: twee derde van alle missies naar de planeet is tot nu toe mislukt. De Europese sonde Beagle 2, die tijdens de kerstdagen in 2003 op Mars landde, heeft nog geen enkel teken van leven gegeven; waarschijnlijk is hij tijdens de landing beschadigd. Spirit leek het beter te doen dan de Beagle 2, maar heeft nu ook zijn problemen. Hopelijk lukt het de vluchtleiding de sonde weer op de been te krijgen voor een grondig onderzoek naar de mineralen van Mars.

Magnetisch zand

Wetenschappers verwachten dat sommige mineralen op aarde ook op Mars voorkomen. Het olivijn dat de Mars Global Surveyor en Spirit-rover hebben gevonden is daar een goed voorbeeld van. Ook interessant is het rode stof dat Mars zijn bijnaam, “de Rode Planeet”, geeft. De rood-bruine kleur doet aan ijzerroest denken, en spectroscopisch onderzoek heeft al eerder laten zien dat de bodem van Mars veel ijzer bevat. En ijzer is vaak magnetisch.

Om dat nog eens te testen had de Amerikaanse Viking-2, die in 1976 op Mars landde, een sterke en een zwakke magneet bij: ijzerhoudende mineralen zijn namelijk makkelijk te magnetiseren. Zelfs de zwakkere van de twee magneten was binnen enkele uren bedekt met magnetisch stof. De twee Mars Rovers Spirit en Opportunity hebben dan ook een stel zwakkere magneten bij zich om de magnetische eigenschappen van het marsstof te kunnen bepalen. Die magneten zijn ontworpen door het Deense centrum voor planetaire wetenschap en het Niels Bohr instituut voor sterrenkunde, natuurkunde en geofysica.

De Deense magneten op Spirit en Opportunity zijn niet de enige methode om te bepalen welke magnetische mineralen er op Mars voorkomen. In Denemarken heeft docent Carsten Skovgård Andersen een project opgezet, waarin middelbare scholieren zelf de magnetische eigenschappen van mineralen onderzoeken. Met sterke neodynium-ijzer-boron magneten laat Andersen zijn leerlingen allerlei grondtypes onderzoeken.

Andersen bewerkt grondtypes ook door ze bijvoorbeeld te verwarmen; zo simuleert hij vulkanische oorsprong van sommige mineralen. Die voorgeschiedenis een flinke invloed op de eigenschappen van de aarde. Normale oker heeft bijvoorbeeld een lichtbruine kleur en is nauwelijks magnetisch, maar na een etmaal in een oven van 280 graden Celsius wordt het donkerrood en blijft het aan een magneet kleven. Het magnetische deel heet maghemiet. Een van Andersen’s doelen is, om de magnetische mineralen te vinden die Mars zijn karakteristieke rode kleur vinden.

Interessante grondtypes laat Andersen aan de Universiteit van Kopenhagen onderzoeken. “Ik heb al allerlei soorten aarde uit heel Denemarken,” zegt Andersen. “Mijn eerste twee eigen magneten waren hetzelfde als de magneten op de Mars Rovers, maar mijn leerlingen krijgen iets zwakkere neodynium-magneten. Die werken prima.” Om zijn onderzoeksgebied te verbreden wil Andersen graag in contact komen met docenten door heel Europa. “De magneten die ik gebruik zijn voor een paar euro te koop. Als mensen mooie voorbeelden van magnetische grond hebben, zou ik een foto met een beschrijving van de vindplaats erg waarderen.” Contactinformatie is te vinden op Andersen’s pagina Measure Magnetic Soil (zie links onderaan).