Terug naar de rode planeet

Twee „detectives” van de aarde zijn naar onze directe buur in het zonnestelsel, Mars, gestuurd om enkele fundamentele vragen beantwoord te krijgen over het geologische verleden van de rode planeet en de huidige staat ervan.

SEDERT de vroegste tijden heeft Mars tot de verbeelding van de mens gesproken. Onze voorouders voelden aan dat er iets ongewoons was aan het heldere, rode hemellichaam dat zich onafhankelijk van de rest van de sterren langs de nachtelijke hemel bewoog. De oude Babyloniërs, Grieken en Romeinen noemden de planeet naar hun goden van de oorlog en van de dood, zich onbewust van het feit dat haar rode kleur enkel een aanwijzing was voor een landschap dat bedekt is met ijzeroxidestof.

In recenter tijden, toen astronomen steeds krachtiger telescopen op het zonnestelsel gingen richten, moesten zij wel zien dat onze roodachtige buur seizoenen, ijzige polen en andere kenmerken heeft die aan die van de aarde doen denken. In de twintigste eeuw werden de eerste onderzoeken van Mars verricht door een aantal ruimtesondes, of ruimtevaartuigen, waaronder orbiters en landers, die door de Sovjet-Unie en door de Verenigde Staten waren gestuurd. Toen kwam de missie van de Mars Pathfinder, die in juli 1997 de aandacht van miljoenen televisiekijkers trok.a

Momenteel verzamelt de orbiter Mars Global Surveyor gegevens over de rode planeet. Hoewel deze missies een schat aan informatie hebben opgeleverd, blijven veel fundamentele vragen over Mars nog steeds onbeantwoord.

Waar is het water?

Een gemeenschappelijk element in deze vragen is water. Geleerden speculeren dat Mars in het verre verleden heel anders was dan wat zij nu zien. Zij beschrijven een planeet die een warmer klimaat had, een vochtige lucht en talrijke stromende rivieren. Maar op de een of andere manier is het water verdwenen, waardoor er een droge, stoffige, door de wind geteisterde bol overbleef die zelfs de woestijnen van de aarde rijkelijk begroeid doet lijken. Waar is het water gebleven? Waar kan momenteel op Mars water worden gevonden, en in welke vorm? Hoe is water van invloed op het weer en het klimaat van Mars?

„Het is een detectiveverhaal”, zegt Norman Haynes, voormalig hoofd van het Mars Onderzoeksbureau van NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena (Californië). „De moeilijkheid met Mars is erachter te komen wat er met het water is gebeurd.” Geleerden hopen binnenkort dichter bij een antwoord te komen. Onderzoekers hebben zich voorgenomen om ongeveer elke twee jaar, wanneer de onderlinge positie van de aarde en Mars gunstig is, robotachtige sondes te lanceren om het Martiaanse mysterie stukje bij beetje te ontsluieren.

De nieuwste twee van dit soort „detectives”? Een weerstation dat een baan over de polen had moeten beschrijven en een robot-chemicus ter plekke die geleerden een betere blik op de Martiaanse ondergrond zal geven. Hun namen: Mars Climate Orbiter en Mars Polar Lander.

Op weg naar Mars

De Mars Climate Orbiter werd op 11 december 1998 vanaf het Kennedy Space Center op Cape Canaveral (Florida) gelanceerd, en begon toen aan zijn negen maanden durende reis naar Mars. Het ruimtevaartuig was ontworpen om op 400 kilometer hoogte een baan te beschrijven van waar uit het de atmosfeer, oppervlaktekenmerken en poolkappen van de planeet moest waarnemen. De observaties zouden een volledig Marsjaar duren — dat zijn 687 aardse dagen.

Op 23 september — de dag waarop de Climate Orbiter volgens schema zou beginnen met het observeren van Mars — meldden wetenschappers van NASA’s Jet Propulsion Laboratory dat zij het radiocontact met de orbiter hadden verloren. „Wij denken dat het ruimtevaartuig op een lagere hoogte dan gedacht in de atmosfeer is binnengekomen”, zei Richard Cook, projectmanager van de missie. „Dat heeft er mogelijk toe geleid dat de missie is mislukt.” Die missie was het onderzoeken van de seizoenvariaties op het oppervlak van de planeet en het voorzien in belangrijke aanwijzingen voor onderzoekers in verband met de vroege klimaatgeschiedenis van de planeet.

Geleerden hopen dat niet alles verloren is omdat het tweede ruimtevaartuig — de Mars Polar Lander — op weg is naar Mars. Het werd op 3 januari 1999 gelanceerd en moet volgens schema begin december van dit jaar bij Mars arriveren. Waar zou deze lander aan de grond moeten komen om de beste resultaten te bereiken?

Waar landen?

Bedenk dat de waterkwestie bovenaan staat bij het verkennen van Mars. Wat is de ideale plek op die planeet om water te bestuderen? Het weer, het klimaat en de waterkringloop op aarde worden bestudeerd door de uitkomsten te vergelijken van duizenden afzonderlijke onderzoeken die met allerlei instrumenten op veel verschillende plaatsen zijn verricht. Voor het verkennen van andere planeten is echter een veel selectiever proces nodig. Omdat de gelegenheden om Mars vanaf het oppervlak ervan te bestuderen zeldzaam zijn, moeten wetenschappelijke onderzoekers zorgvuldig te werk gaan wanneer zij beslissen welke instrumenten zij sturen en waar zij ze heen sturen.

Voor het onderzoek van het Martiaanse klimaat zijn de poolgebieden ideale plekken — hoewel die sterk verschillen van de met rotsen bezaaide stroomvallei waar de Mars Pathfinder twee jaar geleden is geland. In de poolgebieden komen de seizoenextremen voor. Men denkt dat seizoengebonden stofstormen in de poolgebieden een dunne laag stof achterlaten. Als de winter aanbreekt, bevriest het stof onder bevroren kooldioxide en waterijs. In de loop der tijd hebben zich vele lagen opgebouwd. „Deze lagen bevatten een verslag van de klimaatgeschiedenis van [Mars]”, aldus Ralph Lorenz, van de University of Arizona. Deskundigen geloven dat de verkenning van dit nieuwe gebied een belangrijke stap zal zijn in het onderzoek van Mars. Waarom? Wat zal de lander na de landing doen?

Onder het oppervlak kijken

De lander heeft wat weg van een spin, is een meter hoog en heeft drie poten alsook een twee meter lange beweegbare arm met een schep aan het eind. Zijn missie zal al beginnen voordat hij op de Martiaanse bodem landt. Vlak voordat de lander de atmosfeer van de rode planeet bereikt, zal hij een tweetal capsules laten vallen, die elk ongeveer zo groot zijn als een basketbal.

Deze projectielen zullen een vrije val maken naar de oppervlakte en de grond met zo’n 700 kilometer per uur raken. De capsules zijn zo ontworpen dat ze bij de inslag in stukken uiteenvallen en twee kleinere sondes vrijlaten die tot één meter diep de bodem ingedreven worden. Als de sondes zich eenmaal onder de grond bevinden, zullen ze minuscule boortjes laten vrijkomen en gaan ze de chemische samenstelling van de Martiaanse bodem onderzoeken. Het eerste doel zal zijn water op te sporen dat misschien in bevroren toestand onder de grond verborgen zit.

Kort nadat de sondes de grond hebben bereikt, zal de lander volgen, die aan een parachute naar beneden komt. Toegerust met camera’s en sensoren moet de lander de terreingesteldheid en het weer van Mars gaan onderzoeken. De lander zal zowel tijdens de afdaling als nadat hij op de grond is geland, foto’s maken. De microfoon die hij bij zich heeft zal voor de eerste keer het geluid van de Martiaanse wind opnemen. Het is de bedoeling dat de lander na de landing ongeveer negentig dagen lang zal functioneren.

Een drang om te verkennen

Natuurlijk zullen geleerden jaren nodig hebben voor het bestuderen en analyseren van de gegevens die verzameld worden tijdens deze missie — een missie die deel uitmaakt van een al zestien jaar durende poging om meer over Mars te weten te komen. Naast de NASA zijn ook de Europese, Japanse en Russische ruimtevaartorganisaties bij dit streven betrokken. Geleerden hopen dat toekomstige missies uiteindelijk Martiaanse bodemmonsters zullen terugbrengen die in aardse laboratoria geanalyseerd kunnen worden. Dat zou voor hen een hulp kunnen zijn om eindelijk de vraag te beantwoorden wat er met het klimaat is gebeurd van onze rode buurplaneet, Mars.

[Voetnoten]

[Kader/Illustratie op blz. 15]

Is het leven van Mars afkomstig?

Meteoriet ALH84001 — die naar men aanneemt van Mars afkomstig is — werd in 1984 in Antarctica ontdekt. In augustus 1996 maakten enkele onderzoekers van NASA’s Johnson Space Center en de Stanford University bekend dat de steen die de grootte van een aardappel heeft, aanwijzingen, maar geen duidelijke bewijzen, voor leven op Mars bevat — organische verbindingen, mineraalafzettingen en microfossielen. De gevolgtrekking was dat het leven op aarde op Mars kon zijn ontstaan.

Maar nu zijn bijna alle anderen in de wetenschappelijke wereld het erover eens dat deze meteoriet geen enkel deugdelijk bewijs kan leveren dat het leven van Mars afkomstig is. „Ik acht het zeer onwaarschijnlijk dat zij overblijfselen hebben van biologische activiteit”, zei William Schopf, van de University of California (Los Angeles). In dezelfde trant zei Ralph P. Harvey, van de Case Western Reserve University: „Hoewel leven op Mars voor velen van ons een aanlokkelijk idee is, bevat ALH[84001] er blijkbaar nauwelijks bewijzen voor.”b

[Voetnoten]

[Kader/Illustraties op blz. 16, 17]

Veertig jaar Marsverkenning

◼ In 1960 lanceerde de Sovjet-Unie de eerste planetaire sondes, met Mars als bestemming. De sondes kwamen niet in hun baan.

◼ Op 14 juli 1965 vloog de Mariner 4, van de Verenigde Staten, langs Mars en seinde foto’s en metingen naar de aarde terug.

◼ In 1971 dropte Mars 3, een sovjetsonde, een capsule die de eerste zachte landing op Mars maakte. Mariner 9, een Amerikaanse sonde, arriveerde in datzelfde jaar bij Mars en fotografeerde het grootste deel van het oppervlak van de planeet. Mariner 9 fotografeerde ook de twee maantjes van de planeet, Phobos en Deimos.

◼ In 1976 landden twee Amerikaanse sondes, Viking 1 en Viking 2, op Mars. De sondes werkten jarenlang, en voerden ingewikkelde experimenten uit.

◼ In 1988 lanceerden sovjetgeleerden twee ruimtevaartuigen, Phobos 1 en Phobos 2, richting Mars. Phobos 1 liet het tijdens de vlucht afweten, maar Phobos 2 bereikte Mars en stuurde enkele dagen zijn bevindingen terug.

◼ In 1992 lanceerden de Verenigde Staten de sonde Mars Observer, waarvan de missie mislukte.

◼ Op 4 juli 1997 landde de Mars Pathfinder, met het wagentje Sojourner aan boord, op Mars. Er werden verbluffende kleurenfoto’s van het oppervlak van de rode planeet teruggestuurd.

[Illustraties]

Mariner 4

Een van de Viking-landers

Phobos 2

[Illustratie op blz. 15]

Mars Climate Orbiter

[Illustratie op blz. 15]

Mars Polar Lander

[Illustratie op blz. 16, 17]

Panorama van Marslandschap, gefotografeerd door de Mars Pathfinder

[Illustratieverantwoording op blz. 14]

Page 15: Meteorite: NASA photo; background: NASA/U.S. Geological Survey; orbiter and lander: NASA/JPL/Caltech

Pages 16 and 17: Landscape, Mariner 4, Viking lander: NASA/JPL/Caltech; planet: NASA photo; Phobos 2: NASA/National Space Science Data Center