2021 is een historisch jaar voor Marsmissies. In de zomer van 2020 hebben drie landen twee rovers, een landingsvaartuig, een minihelikopter en twee sondes in een baan om de rode planeet gestuurd, en nu arriveert de eerste missie: de sonde Hope, de allereerste Marsmissie van de Verenigde Arabische Emiraten.
De Marsmissies van de drie landen zullen de meest gedetailleerde studies van Mars tot nu toe maken – van de atmosfeer tot aan het zand op de bodem.
De atmosfeer wordt verkend door twee nieuwe orbitale sondes: de Hope en de sonde die China heeft gelanceerd in het kader van de zogeheten Tianwen-1-missie.
De Arabische sonde, Hope, heeft een spectrometer aan boord. Alle stoffen zenden licht uit of absorberen het op bepaalde golflengten, en een spectrometer meet hoe sterk het licht per golflengte is.
Zo worden de stoffen in de atmosfeer in kaart gebracht. De Hope meet ook hoeveel warmte van Mars opstijgt en door kooldioxide in de atmosfeer wordt geabsorbeerd.
Net als bij de aarde kan dit de planeet verwarmen
Zo brengt de Hope het klimaat op Mars in kaart
De sonde Hope verricht metingen van zichtbaar, infrarood en ultraviolet licht om gegevens te verzamelen over onder meer temperatuurschommelingen en ozon in de atmosfeer van Mars.
Dankzij nieuwe, gedetailleerde metingen, niet alleen van koolstofdioxide maar ook van waterstof en zuurstof – de bestanddelen van water – kunnen onderzoekers zelfs een dagelijkse weersvoorspelling voor Mars berekenen met temperaturen, wolken, neerslag en al.
Waar de Hope een eerste detailbeeld van het klimaat op Mars geeft, gaat de Chinese sonde HX-1 gegevens verzamelen over een belangrijk stukje in de puzzel van het leven op Mars: methaan.
De rover Curiosity, die in 2012 naar Mars ging en daar momenteel de enige actieve rover is, heeft grote, tijdelijke toenames in de hoeveelheid methaan op de Marsbodem gemeten.
Maar de sondes rond Mars maten die toenames niet, dus wellicht wordt het methaan afgebroken op zijn weg omhoog
Sondes meten Marsgassen
Twee nieuwe sondes rond Mars gaan gassen in de atmosfeer meten. Wetenschappers hopen hiermee antwoord te krijgen op vragen over klimaat, water en mogelijke levensvormen.
Hoe schommelt het klimaat op Mars?
De onderzoekers hebben nu een grof beeld van het klimaat op Mars, maar met data van de Hope kunnen ze een weersvoorspelling maken met per dag variaties in temperatuur, neerslag en bewolking. Temperatuurschommelingen zijn af te lezen uit de dosis infrarood licht – warmte – die het CO2 in de atmosfeer vooral in de golflengten 7-8 en 14-16 micrometer absorbeert.
Hoe snel raakt Mars zijn water kwijt?
Mars verliest al lange tijd water. De snelheid waarmee, laat zien hoe lang biologisch leven zich heeft kunnen ontwikkelen. De Hope-sonde moet de hoeveelheid uv-licht meten bij de golflengten 121,6 en 135,6 nm. Daarbij geven de bestanddelen van water, waterstof en zuurstof, onder invloed van zonnestralen licht. Met meerdere metingen valt te berekenen hoe snel het water verdwijnt.
Zijn micro-organismen een bron van methaan?
De Chinese sonde Tianwen-1 gaat methaan in de atmosfeer meten. Andere sondes konden tot nu toe de grote schommelingen in het methaangehalte die oppervlaktemetingen lieten zien niet bevestigen. Met de nieuwe gegevens wordt de theorie getest dat methaan in een ondergrondse zee door het gesteente olivijn of door microben gevormd wordt, en wordt ingekapseld in ijsstructuren, zogeheten clathraten. Die smelten ’s zomers, waardoor het methaan verdampt.
De Chinese sonde gaat dichter bij de bodem naar methaan zoeken en hopelijk gegevens leveren die uitsluitsel geven over de belangrijkste methaantheorie.
De stof ontstaat in een ondergrondse zee en kan afkomstig zijn van gesteente – óf van leven.
Zowel microben als reacties tussen water en gesteente kunnen methaan voortbrengen, dat in de bodem ingekapseld is in ijsmoleculen of clathraten.
De belangrijkste theorie stelt dat clathraten in de zomer smelten en het methaan uit de bodem afgeven, waarna het gas opstijgt in de atmosfeer.
NASA vreest files op Mars
Nadat de Hope is gearriveerd, zullen China en de VS dit voorbeeld snel volgen met hun Marsmissies.
Het verkeer wordt zo druk dat NASA speciale aandacht besteedt aan de banen van de vaartuigen die op de rode planeet afgaan.
Ze lopen het risico op elkaar te knallen – of bijvoorbeeld op sondes die al om Mars draaien.