De Perseverance is geland op Mars
NASA’s nieuwe Marswagen, de Perseverance, is op Mars geland.
Na een reis van zeven maanden en zeven zenuwslopende minuten, waarin de capsule met de Perseverance aan boord afremde van 20.000 tot 0 km/h.
De generator van de Perseverance moet het voertuig tot 2035 aan de praat houden.
De Marswagen heeft zes wielen, is zo groot als een auto en is gebaseerd op dezelfde techniek als de Amerikaanse rover die al op Mars is, Curiosity.
De Perseverance is echter iets zwaarder, en hij kan iets wat de Curiosity niet kan: in de rode bodem boren om monsters te nemen en die te verzegelen. De monsters kunnen de vraag beantwoorden of er ooit leven was op Mars, en of dat er wellicht nog steeds is.
De Perseverance 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.
Rover boort naar tekens van leven
NASA’s rover Perseverance gaat in de bodem van Mars naar tekenen van leven zoeken. Een boor en een laser bestuderen de grond en laten monsters achter die naar de aarde gehaald kunnen worden.
Boor haalt monsters naar boven in een buis
Aan het uiteinde van de arm van de Perseverance zit een holle boor, die bestaat uit staal met tanden van een mengsel van wolfraam en koolstof. Zand en steentjes van de Marsbodem komen in een titaniumcilinder in de boor terecht, die zo’n 5 centimeter in de bodem doordringt. De onderzoekers zijn vooral uit op celfossielen: versteende afdrukken van microscopisch klein leven.
Laser analyseert boorgaten
Als de Perseverance klaar is met boren, wordt het gat beschenen door een laser naast de boorkop. Bepaalde stoffen absorberen het laserlicht en lichten op. Het licht dat zo weerkaatst wordt uit het gat, wordt geanalyseerd. De onderzoekers zijn op zoek naar koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof, fosfor en zwavel (ook bekend als CHNOPS): de belangrijkste elementen in biologische moleculen op aarde.
Nieuwe missie haalt de monsters op
Een kleinere arm brengt de cilinders over naar de buik van de Perseverance, waar een wiel ze deponeert en lege cilinders naar de boor brengt. NASA stuurt over ongeveer 10 jaar een missie naar Mars om de monsters op te halen. Een rover zal ze verzamelen en naar een miniraket brengen, die ze aflevert bij een vaartuig dat naar de aarde vliegt. Daar worden de monsters geanalyseerd.
Als laatste neemt de camera PIXL foto’s van het Marsoppervlak in zeer hoge resolutie, onder meer om naar patronen te speuren die op vroeger leven kunnen duiden.
De onderzoekers kijken bijvoorbeeld uit naar patronen die aan zogeheten stromatolieten doen denken: versteende lagen van cyanobacteriën op aarde die van fotosynthese leven, net als planten.
In dit interactieve 3D-model van de Perseverance, dat NASA heeft gemaakt, kun je zelf op verkenning gaan.
🎬 Zo slaat de Perseverance Marsmonsters op
De nieuwe Marsrover Perseverance moet monsters uit de bodem halen en ze opslaan in verzegelde cilinders, die later worden opgehaald voor analyse. Video: NASA.
De Perseverance is een van de twee rovers die afgelopen zomer op weg gingen naar Mars. China stuurde een 240 kilo zware rover op pad met de missie Tianwen-1. Die ging op 10 februari 2021 in een baan om Mars.
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 drukke lanceervenster afgelopen zomer zijn vertrokken, gaan op zoek naar tekenen van leven op Mars, maar de missies hebben ook een ander belangrijk doel: de weg vrijmaken 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).
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.
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.