Nagelbijten vanavond: met een ‘luchtkraan’ landt een klein autootje van Nasa op Mars

Het Amerikaanse Marswagentje, zo groot als een klein autootje, heet Perseverance (‘Volharding’). “Ik kijk erg uit naar de bodemmonsters die Perseverance gaat verzamelen, en die over een paar jaar worden opgehaald voor analyses op aarde”, zegt de Nederlandse Marsonderzoeker Inge Loes ten Kate (Universiteit Utrecht).

Perseverance is niet de enige ruimtesonde die deze maand aankomt bij de Rode Planeet. Vorige week dinsdag (9 februari) werd de ruimtesonde Al-Amal van de Verenigde Arabische Emiraten al met succes in een baan rond Mars gebracht; een dag eerder arriveerde de Chinese sonde Tianwen-1. In de zomer van 2022 stuurt ook de Europese ruimtevaartorganisatie Esa weer een wagentje naar Mars, Rosalind Franklin genaamd. Die gaat als eerste tot een paar meter diepte in de Marsbodem boren.

Vanwaar die drukte op Mars?

Het is geen toeval dat er in één maand drie ruimtesondes arriveren bij de planeet. Om van de aarde naar Mars te kunnen vliegen, moeten de planeten in de juiste onderlinge stand staan. Dat gebeurt eens in de 26 maanden; afgelopen juli was het opnieuw zover. Na de lancering was het nog zeven maanden reizen; Perseverance werd als laatste gelanceerd en komt ook als laatste aan.

De Arabische sonde Al-Amal (‘Hoop’) blijft in een wijde baan rond de planeet draaien, en gaat voornamelijk onderzoek doen naar weer en klimaat. Tianwen-1 (‘Hemelse vragen’) zal komend voorjaar een lander en een klein robotwagentje neerlaten op het oppervlak. “Het zijn eigenlijk drie missies ineen”, aldus Ten Kate – een ruimtesonde in een baan rond Mars, een stationaire lander, en een karretje. “Het zou gaaf zijn als dat lukt.” China deed de afgelopen jaren al ervaring op met vergelijkbare landingen op de maan, zelfs op de onzichtbare achterkant van de maan.

Door technische tegenslagen en door de coronapandemie lukte het de Esa niet om Rosalind Franklin (genoemd naar de medeontdekker van dna) op tijd klaar te krijgen. De lancering kan nu pas plaatsvinden in september 2022; pas dan staan de planeten weer in de goede onderlinge positie. “De Europese Marswagen gaat onderzoek doen in een vier miljard jaar oud gebied op Mars”, zegt projectleider Jorge Vago – “de periode waarin op aarde leven ontstond”. Nooit eerder zijn zulke oude Marsgesteenten in detail bestudeerd.

Wat kan er fout gaan?

Perseverance duikt donderdagavond 18 februari met een duizelingwekkende snelheid van 20.000 kilometer per uur de bovenste lagen van de ijle Marsdampkring in. Binnen een paar minuten remt hij af tot 3 kilometer per uur, dankzij een hitteschild en een gigantische parachute. Vanaf een ‘luchtkraan’ (een platform dat met behulp van stuwraketten op een hoogte van zo’n 20 meter blijft zweven) wordt de 1.000 kilogram zware Marswagen vervolgens aan kabels naar beneden getakeld. Dat klinkt omslachtig, maar het is de enige manier om het delicate toestel heel zachtjes neer te zetten: als hij zélf was uitgerust met remraketten, zou hij beschadigd raken door opwaaiend Marsstof.

De hele landingsmanoeuvre duurt slechts zeven minuten, en moet volledig autonoom verlopen: radiosignalen van de lander en van het vluchtleidingscentrum doen er ruim tien minuten over om de huidige afstand van een kleine 200 miljoen kilometer te overbruggen. Geen enkel onderdeel mag haperen; elke fase van de landing moet honderd procent perfect verlopen. NASA spreekt om begrijpelijke redenen van de ‘seven minutes of terror’. Pas wanneer het eerste signaal van de lander op aarde aankomt (rond 22.05 uur Belgische tijd) kan er opgelucht adem worden gehaald.

Er rijdt toch al een karretje rond op Mars?

Na Sojourner, Spirit, Opportunity en Curiosity wordt Perseverance de vijfde Marswagen. De eerste drie hebben inmiddels de geest gegeven (Opportunity hield het na de landing in januari 2004 maar liefst veertien jaar vol); Curiosity rijdt al ruim acht jaar rond in de grote Marskrater Gale. Daarnaast zijn er sinds 1977 ook enkele stationaire landers met succes op Mars neergezet; voor het laatst nog in november 2018. Al die toestellen kunnen echter slechts één klein gebiedje van de planeet in detail bestuderen. Bovendien wordt het ontwerp van elke nieuwe sonde gebaseerd op de ervaringen en de opgedane kennis van de vorige.

Perseverance is uitgerust met stereocamera’s, een wendbare robotarm, en gevoelige laserapparatuur om metingen te doen aan de samenstelling van Marsstenen. Dat levert waardevolle informatie op over de geologische geschiedenis van de planeet. De Marswagen heeft bovendien een microfoon en een soort dashcam aan boord. We kunnen straks dus de wind horen waaien op Mars, en ‘meekijken’ terwijl Perseverance door de rode steenwoestijn hobbelt. Verder is er een radarinstrument dat onder het oppervlak op zoek gaat naar ijs.

Een andere primeur is de kleine, drone-achtige helikopter die hij bij zich heeft. Al snel na de landing moet dat 2 kilogram zware toestel – Ingenuity genaamd – een paar voorzichtige testvluchtjes maken in de directe omgeving. NASA hoopt in de toekomst vaker drones in te kunnen zetten; niet alleen op Mars (waar de atmosfeer buitengewoon ijl is), maar ook op de grote Saturnusmaan Titan. Daarvoor is de ervaring die wordt opgedaan met Ingenuity van groot belang.

Weten we nou nog steeds niet of er iets leeft op Mars?

Al eeuwenlang vraagt de mensheid zich af hoe uniek het leven op aarde is. Zijn wij echt de enige bewoners in dat onmetelijke heelal? Of wemelt de kosmos van de onbekende levensvormen? In ons eigen zonnestelsel staat Mars al tientallen jaren centraal bij die speurtocht naar buitenaards leven. Groene Marsmannetjes zullen er niet rondlopen, maar zijn er misschien eencellige micro-organismen?

Probleem is wel dat het op Mars gemiddeld zo’n 50 graden vriest; de planeet heeft een ijle dampkring van koolzuurgas, en er is geen bescherming tegen dodelijke kosmische straling uit het heelal. Het is dan ook zo goed als zeker dat er op dit moment geen leven voorkomt. Maar eerder onderzoek heeft uitgewezen dat de planeet een paar miljard jaar geleden veel meer op de aarde leek. Er zijn toen zelfs zeeën en oceanen geweest, zo blijkt uit de vondst van onder andere kleimineralen. Wellicht zijn er toen net als op aarde micro-organismen ontstaan.

Perseverance landt in de 47 kilometer grote Marskrater Jezero. “Dat is ooit een groot meer geweest dat werd gevoed door een langdurig stromende rivier”, zegt fysisch geograaf Maarten Kleinhans (Universiteit Utrecht), die gespecialiseerd is in stromingspatronen op de Rode Planeet. “De landingsplek ligt in de buurt van de opgedroogde rivierdelta, en daar is dus veel fijnkorrelig slib neergedwarreld dat een ideale voedingsbodem geweest kan zijn voor leven.” Mogelijk worden er fossiele resten van Marsbacteriën aangetroffen.

De nieuwe Marsrover gaat ook bodemmonsters verzamelen die in de toekomst door een nieuwe Amerikaans-Europese ruimtemissie opgehaald worden voor onderzoek met geavanceerde apparatuur in een aards laboratorium. “Perseverance is de eerste fase van de internationale Mars Sample Return-missie”, zegt Vago. Wie weet biedt dat onderzoek definitief antwoord op de vraag naar leven op Mars. Dat antwoord zal echter niet eerder komen dan begin jaren dertig.

En wanneer gaan er mensen naar Mars?

NASA’s plannen om in 2024 weer astronauten naar de maan te sturen en rond 2030 naar Mars hebben alweer vertraging opgelopen. Inmiddels voert ook China een ambitieus programma voor bemenste ruimtevaart uit, en is SpaceX-topman Elon Musk vast van plan om een heuse kolonie op de rode planeet te stichten.

Of dat allemaal zo snel lukt, moet nog maar blijken. Een landing uitvoeren op Mars is buitengewoon moeilijk: van de negentien landingspogingen die er sinds 1962 zijn ondernomen, zijn er slechts acht echt succesvol geweest. De laatste crash, van de Europese lander Schiaparelli, vond ruim vier jaar geleden plaats, in oktober 2016.

Ongetwijfeld zullen er binnen pakweg twintig jaar mensen naar Mars gaan, voor een kort verblijf, of misschien zelfs volgens een ruimtestation-achtig roulatieschema. Maar gezien de barre omstandigheden op de buurplaneet van de aarde, en vooral vanwege de grote technische risico’s en de hoge kosten, zit een permanent door ‘burgers’ bewoonde Marskolonie er voorlopig niet in. Eerst maar weer eens kijken of de landing van Perseverance (te volgen via www.nasa.gov/nasalive) donderdagavond volgens plan verloopt.