07 december 2018

Terwijl de ingenieurs bij NASA op het puntje van hun stoel zaten was hun robot InSight al veilig op Mars geland. Radiosignalen vanaf Mars doen er namelijk acht minuten over om de aarde te bereiken. Niet veel later ontvingen ze de eerste foto vanaf het oppervlak van de planeet. Eerder schreef ik al over het wetenschappelijke programma van deze ruimtemissie.

Je leest:

Robotgeoloog gaat op zoek naar de kern van Mars

Robotgeoloog gaat op zoek naar de kern van Mars

InSight-missie gaat als eerste Marsbevingen meten

Auteur: | 4 mei 2018

Tot nu toe onderzochten ruimtemissies vooral het oppervlak van Mars. Wat daaronder zit is nauwelijks bekend. De missie InSight van NASA gaat dat veranderen, en probeert een beeld te vormen van de kern van de planeet. Zaterdag vertrekt de Marslander.

Pia22575 hires
Een van de eerste foto’s van NASA’s InSight-lander op Mars.
NASA/JPL-Caltech via publiek domein

Zinderende landing

Na een flinke remmanoeuvre landde NASA’s robot InSight op 26 november 2018 veilig op de rode planeet. De sonde kwam met een snelheid van bijna 20.000 kilometer per uur aan bij Mars en wist na een zinderende rit door de atmosfeer van ongeveer zes minuten zachtjes op de planeet neer te ploffen. Om te remmen gebruikte InSight een hitteschild, een twaalf meter grote parachute en remraketten. Hoewel NASA de afgelopen jaren heeft bewezen Marslandingen onder de knie te hebben, was het toch spannend voor de toeschouwers op aarde. Slechts zo’n veertig procent van alle landingspogingen op de planeet slaagden in het verleden.

De komende dagen worden gebruikt om de omgeving met een camera in kaart te brengen. De ingenieurs kunnen dan bepalen waar ze de meegenomen experimenten met een robotarm neerzetten. Pas over enkele maanden zullen de instrumenten volledig operationeel zijn en op zoek gaan naar onder andere bevingen in de Marsbodem en de warmte uit de kern van de planeet. Over de kennis die dat oplevert verscheen eerder al een artikel op NEMO Kennislink.

41738844521 18e45b9a1a o
De ‘kop’ van de raket met daarin NASA’s ruimtemissie InSight op weg naar het lanceerplatform.

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.

Pia22227 full
Impressie van Marslander InSight die metingen doet op en ín de rode planeet.

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.

Pia19912 marscuriosityrover mountsharp 20151002
Blik op Mount Sharp op Mars door de Curiosity Rover.

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).

Phobos colour 2008
Waarschijnlijk meet de seismometer van InSight ook vervormingen in de Marsbodem als gevolg van de kleine maan Phobos die in ruim zeven uur om Mars draait.

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.”

Mars insight solar panels open pia196641 full
NASA’s Marslander InSight in het laboratorium met de zonnepanelen uitgeklapt.

Mars als een (on)gekookt ei

Naast de seismometer gaat er nog iets de grond in. Een experiment om de warmteoverdracht in de Marsbodem te bepalen gebruikt sensoren die tot vijf meter diep de grond in gaan. Het moet duidelijk worden hoeveel warmte er nog vanuit het binnenste van Mars naar boven komt. Ook dat vertelt veel over de geologische processen in de planeet.

Goldstone 70 meter
Schotelantenne van het Goldstone-complex in Californië. Het is onderdeel van NASA’s zogenoemde Deep Space Network.

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.”

Terrestrial planet interiors %28earth  mars and moon%29   artist's concept
Doorsnedes van respectievelijk de aarde, Mars en de maan.

“Een vloeibare metalen kern kan (zoals op aarde) zorgen voor een beschermend magnetisch veld. Mars heeft dat niet meer. En ook plaattektoniek heeft waarschijnlijk een belangrijke rol gespeeld voor het ontstaan van leven op aarde, ook dat is er niet op Mars. We weten niet waarom”, vervolgt ze. “We willen nagaan waarom ‘aardachtige’ planeten zo verschillend zijn. En daar helpt InSight zeker bij.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 04 mei 2018

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.