Het is gelukt. De nieuwe Marsrover van NASA, Perseverance, is onderweg naar Mars. Om 13.50 uur Nederlandse tijd steeg de Atlas V-raket op vanaf Cape Canaveral in de VS. Het vaartuig met de rover begint nu aan de lange reis naar de rode planeet.
Volgens plan bereikt de Perseverance Mars in februari 2021, en dankzij een generator kan de missie tot 2035 voortduren.
Het zeswielige onderzoeksgereedschap is zo groot als een auto en is gebouwd op basis van dezelfde techniek als de Amerikaanse rover Curiosity, die al op Mars is.
De Perseverance is echter wat zwaarder en moet iets doen wat de Curiosity niet kan: in de bodem boren om monsters te verzamelen en verzegelen die de vraag kunnen beantwoorden of er ooit leven is geweest op Mars – of er misschien nog steeds is.
Rover boort naar tekens van leven
NASA’s rover Perseverance moet in de bodem van Mars zoeken naar levenstekens. Een boormachine en een laser bestuderen de bodem en verzamelen monsters, die later worden opgehaald.
Boor haalt monsters naar boven in een buis
Aan de arm van de rover zit een holle stalen boor met tanden van een wolfraam-koolstofmengsel. Zand en stenen worden in een titaniumcilinder in de boor geperst, die circa 5 cm de bodem in gaat. De onderzoekers willen in de monsters vooral zoeken naar microbiologische fossielen, versteende afdrukken van minuscuul leven.
Laser analyseert boorgaten
Na het boren wordt het gat verlicht door een laser aan de boorkop. Bepaalde stoffen absorberen het laserlicht en geven zelf licht; dit komt het gat uit en wordt geanalyseerd. Nu is het zoeken naar koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof, fosfor en zwavel (ook wel bekend als CHNOPS) – de belangrijkste stoffen in biologische moleculen op aarde.
Nieuwe missie haalt de monsters op
Een kleinere arm plaatst de volle monstercilinders in de buik van de rover en de boor krijgt er lege cilinders voor terug. NASA zal over een jaar of tien een missie naar Mars sturen om de monsters op te halen: een rover zal de cilinders in de miniraket plaatsen, die ze naar een wachtend vaartuig brengt. Dit vliegt met de monsters terug naar de aarde.
De rover is uitgerust met twee belangrijke instrumenten die op zoek gaan naar sporen van leven: een 2,1 meter lange arm met een boormachine eraan en de laser SHERLOC.
De boormachine heeft een holle boor met titaniumcilinders. De cilinders worden gevuld met stenen en zand van Mars, die omhoog worden geperst als de rover in de bodem boort.
In totaal worden er 37 buizen gevuld. Die blijven op Mars liggen tot een latere missie ze ophaalt.
Onderzoekers willen dan met behulp van elektronenmicroscopen onderzoeken of de monsters microbiologische fossielen bevatten – afdrukken van levensvormen.
Vervolgens verlicht de laser SHERLOC de boorgaten, waardoor bepaalde stoffen zelf licht gaan geven. Dit zijn organische verbindingen die mogelijk onderdeel zijn van biologisch leven.
Zo bewaart de NASA-rover monsters van Mars
De nieuwe Marsrover Perseverance moet monsters uit de bodem halen en ze opslaan in verzegelde cilinders, die later worden opgehaald voor analyse. Video: NASA.
Ten slotte neemt de camera PIXL extreem gedetailleerde foto’s van het Marsoppervlak, onder meer om te zoeken naar patronen die erop kunnen duiden dat er leven is geweest.
Zo zoeken de onderzoekers naar patronen die doen denken aan stromatolieten. Op aarde zijn dat versteende lagen cyanobacteriën, die net als planten van fotosynthese leven.
Ga zelf op ontdekking in dit interactieve 3D-model van de Perseverance, dat NASA heeft gemaakt.
De Perseverance is een van de twee rovers die deze zomer naar Mars gaan. China heeft al de missie Tianwen-1 gelanceerd, met een rover van 240 kilo.
Eigenlijk zou er nog een derde rover opstijgen.
Dat is de Rosalind Franklin, voorheen ExoMars, een samenwerking tussen de Europese Ruimteorganisatie ESA en haar Russische tegenhanger Roskosmos.
De lancering is echter sterk vertraagd door de coronacrisis. Daarom vertrekt de rover pas tijdens het volgende lanceervenster, over zo’n 26 maanden.
Minihelikopter stijgt voor het eerst op
De Perseverance is niet alleen op zijn missie. Op de rover zit ook het baanbrekende vaartuig Ingenuity, een minihelikopter.
Met de Ingenuity wil NASA voor het eerst testen of het mogelijk is om rond te vliegen op Mars, waar de atmosfeer circa 100 keer dunner is dan hier, waardoor het veel moeilijker is om in de lucht te blijven.
Kijk hoe de baanbrekende minihelikopter vliegt op Mars
Als alles volgens plan verloopt, wordt de kleine helikopter van NASA’s Marsmissie het eerste vaartuig dat in de dunne atmosfeer van Mars vliegt. Video: NASA.
Een van de taken van de helikopter is het landschap te verkennen en de beste routes voor de Perseverance aan te geven.
Maar Ingenuity moet ook foto’s maken van het Marsoppervlak, met een circa 10 keer zo hoge resolutie als sondes in een baan om de planeet kunnen leveren.
Race om kolonie is begonnen
De missies die in het records brekende lanceervenster van deze zomer vertrekken, gaan op zoek naar levenstekens op Mars en hebben nog een belangrijk doel: de weg banen voor een kolonie.
Bijna alle grote ruimteorganisaties, en bedrijven als SpaceX, hebben ambities voor een basis op Mars. En over één ding zijn ze het eens: zo’n basis heeft zuurstof nodig. En de atmosfeer van Mars is gevuld met het ‘tegenovergestelde’: kooldioxide.
Daarom heeft de Perseverance een instrument dat bomen nabootst door CO2 om te zetten in zuurstof – Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE).
Nieuwe technologie doet planten na
Het apparaat MOXIE aan boord van de rover Perseverance moet proberen zuurstof te maken voor astronauten op toekomstige missies. MOXIE is geïnspireerd op de manier waarop planten CO2 omzetten in zuurstof.
-
Elektriciteit splijt kooldioxide
Stroom loopt door een circuit. Aan de negatief geladen kant van het circuit, de kathode, reageren twee elektronen elk met een kooldioxidemolecuul (CO2). Daardoor ontstaan koolmonoxide (CO) en een zuurstofatoom met twee elektronen te veel – een zuurstofion.
-
Zuurstofatomen gaan van kathode naar anode
Zuurstofionen zijn negatief geladen en gaan daardoor naar de positieve kant van het circuit, de anode. De ionen passeren de elektrolyt, een barrière van een keramisch materiaal dat alleen negatief geladen ionen doorlaat.
-
Atomen vormen zuurstof en geven extra elektronen af
De twee zuurstofionen ontmoeten elkaar aan de positieve pool en binden zich aan elkaar. De vier extra elektronen worden afgegeven aan de anode en gaan het circuit weer in. Het resultaat is een gewoon zuurstofmolecuul: O2.
MOXIE haalt kooldioxide (CO2) uit de lucht op Mars en zet er stroom op. De elektriciteit splijt ze in koolmonoxide (CO) en negatief geladen zuurstofionen (O2-).
De ionen gaan door een materiaal dat alleen negatief geladen ionen doorlaat en bereiken de positief geladen anode.
Hier gaan de ionen twee aan twee samen en vormen ze zuurstof (O2). De overtollige elektronen verdwijnen weer het circuit in, om meer CO2-moleculen te kunnen splijten.
Als MOXIE aantoont dat we voldoende zuurstof kunnen produceren op Mars, is de weg vrij voor Marsbases waar astronauten kunnen ademen.
