Robotgeoloog gaat op zoek naar de kern van Mars

Het is een komen en gaan op Mars, op geen enkele andere planeet (behalve misschien de aarde) zijn zoveel ruimtesondes geland. Degene die heelhuids aankwamen – slechts zo’n veertig procent – deden onderzoek aan het oppervlak, of aan de atmosfeer. Het ondergrondse bleeft tot nu toe vrijwel onontgonnen terrein. Wetenschappers staan te springen om meer te leren over het binnenste van de rode planeet.

Dat gaat de missie InSight (Interior Exploration Using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) nu doen. Het 814 miljoen dollar kostende laboratorium wordt zaterdag gelanceerd en komt als het goed is in november van dit jaar aan op Mars. Daar gaat het doen waar eerdere missie nooit in slaagden: Marsbevingen meten. Ook boort het een smalle put om te bepalen hoeveel warmte er uit het binnenste van de planeet omhoog woelt.

InSight is een robotgeoloog die zich richt op het binnenste van de planeet. Hoe groot is de metalen kern van Mars, en waar is hij precies van gemaakt? Is de kern nog vloeibaar, of al gestold? Wetenschappers denken daar nu achter te komen. Verder hopen ze op aanwijzingen voor de vraag waarom er op Mars, in tegenstelling tot op aarde, geen plaattektoniek is. Wellicht heeft deze tektoniek (de aardkorst bestaat uit verschillende ‘platen’, die op een min of meer vloeibare mantel drijven) bijgedragen aan het ontstaan van leven op aarde.

Op zoek naar de kern

Spectaculaire panorama’s zoals menig Marsrover naar de aarde stuurde hoeven we van InSight niet te verwachten. Het geplande landingsgebied (Elysium Planitia) is zo vlak als een Hollandse polder, nog geen heuveltje in de wijde omtrek te bekennen. Ook zijn er naar verwachting weinig stenen of obstakels, in tegenstelling tot de omgeving van bijvoorbeeld Marsrover Curiosity, die midden in een gigantische krater aan de voet van een berg neerplofte. Zo’n gladde parkeerplek is natuurlijk wél goed voor de slagingskans van de landing, die lijkt op de manier waarop de Amerikaanse Phoenix-lander tien jaar geleden op Mars neerkwam.

De landing moet in een keer goed gaan. Eenmaal op zijn plek staat de ruim 350 kilo zware InSight muurvast op zijn pootjes (op Mars is het gewicht overigens maar een derde daarvan).

InSight beweegt overigens wel. Een robotarm verankert verschillende experimenten in de planeet. Onder andere een seismometer die zoekt naar bevingen in de Marsbodem. Deze moet bevingen onomstotelijk vastleggen. Eerdere landingsmissies zoals de Amerikaanse Viking-landers in de jaren zeventig maten al schokken, maar nooit konden wetenschappers uitsluiten dat het een rukwind was die de lander bewoog.

Het is gissen naar hoeveel bevingen op Mars, maar dat ze er zijn is vrijwel zeker. Veronique Dehant is professor planeetwetenschappen van de Koninklijke Sterrenwacht van België en als onderzoeker betrokken bij InSight. “Bevingen ontstaan door thermische spanning in de bodem, door meteorietinslagen of door vulkanisme”, zegt ze. “En op zo’n moment geeft dat een mooi kijkje onder het oppervlak van de planeet. Door te kijken naar hoe lang trillingen erover doen om door gesteente te gaan leer je veel over de samenstelling van het materiaal. En of het vloeibaar of vast is.”

Tot slot houdt InSight voor zeker een jaar een direct lijntje met aarde. Enorme schotels van het Deep Space Network zenden eens in de zoveel tijd een radiosignaal naar de lander, die het bij aankomst direct terugstuurt. Door goed te kijken naar de reistijd van deze signalen, zijn subtiele veranderingen in de oriëntatie van Mars te ontdekken. En dát zegt weer iets over de kern van de planeet.

“De samenstelling van de kern heeft invloed op het draaien van de planeet”, zegt Dehant. “Heb je wel eens een gekookt en ongekookt ei op een tafel laten ronddraaien? Het gekookte ei draait redelijk stabiel, terwijl het ongekookte alle kanten op vliegt. We proberen met deze metingen te bepalen of de kern van Mars vloeibaar of vast is.”

Samen met de lander reizen er ook nog twee relatief kleine satellieten mee, ter grootte van een brievenbus, aldus NASA. Deze satellietjes (Mars Cube One) komen in een baan om de planeet en sturen informatie van InSight terug naar de aarde. Het belangrijkste doel is echter het testen van nieuwe geminiaturiseerde apparaten voor interplanetaire communicatie.

Evolutie van de planeet

Veel Marsmissies richtten zich op het vinden van (sporen van) water of organische moleculen op of net onder het oppervlak. InSight heeft duidelijk een andere insteek, maar volgens Dehant past het toch een beetje binnen het thema ‘zoeken naar leven’. “We weten zeker dat er op dit moment geen goede condities voor leven op Mars zijn”, zegt ze. “Maar in het verleden was er waarschijnlijk wél een dikkere atmosfeer en vloeibaar water. De vraag is hoe Mars dat kwijt is geraakt. Je kijkt dan naar de evolutie van de planeet, iets waar ondergrondse processen veel invloed op hebben.”