Perspectief van Reull Vallis. Afbeelding tegoed: ESA Klik om te vergroten
De Mars Reconnaissance Orbiter, die op 10 augustus wordt gelanceerd, zal zoeken naar bewijs dat er ooit vloeibaar water op het oppervlak van Mars was achtergebleven. Deze orbiter zal ook gedetailleerde onderzoeken van de planeet geven, waarbij eventuele obstakels worden geïdentificeerd die de veiligheid van toekomstige landers en rovers in gevaar zouden kunnen brengen.
Jim Graf, projectmanager van de Mars Reconnaissance Orbiter, hield een lezing waarin hij een overzicht gaf van de missie. In deel één van dit bewerkte transcript bespreekt Graf eerdere studies van Mars en beschrijft hij de stappen die MRO in een baan rond de Rode Planeet zullen brengen.
“In de jaren 1900 was onze kennis van Mars gebaseerd op het kijken naar albedo-kenmerken, de heldere en donkere vlekken. En raad eens? Ze zijn overal naartoe verhuisd. We wisten niet van de stofstormen die de planeet bedekken, omdat we alleen maar van een afstand door een telescoop naar Mars konden kijken. We zagen ook veel rechte lijnen en sommige mensen geloofden dat die lijnen kanalen waren die water van de palen naar de droge gebieden brachten. Er liepen overal groene mannetjes rond in oases.
Vijfenzestig jaar later, toen Mariner 4 langskwam, zagen we een maanachtig oppervlak: kraters, geen echt water, verstoken van leven, geen marsmannetjes, geen oases, geen kanalen. Op dat specifieke moment zeiden we: 'Er is eigenlijk niets. Laten we ergens anders gaan kijken. ’Maar gelukkig stonden toekomstige Mariners in de rij en waren ze al goedgekeurd om naar Mars te gaan om het grondiger te onderzoeken. Toen ze daar aankwamen, veranderde ons beeld van Mars. We zagen bewijs dat er ooit water op het oppervlak stroomde. Er waren kraters die gedeeltelijk waren ondergedompeld, kraterwanden die gedeeltelijk waren vernietigd alsof er water langs stroomde. Andere afbeeldingen toonden bijna deltagebiedige gebieden, waar water in één gebied was opgevangen en vervolgens in beken en geulen naar beneden kwam.
Het groothoekbeeld van de Martiaanse noordpoolkap werd op 13 maart 1999 verworven tijdens de vroege noordelijke zomer. De lichtgekleurde oppervlakken zijn resterend waterijs dat gedurende het zomerseizoen blijft bestaan. De bijna cirkelvormige band van donker materiaal rond de dop bestaat voornamelijk uit zandduinen gevormd en gevormd door wind. Krediet: NASA / JPL / Malin Space Science Systems
We hebben veel banen gehad sinds de Mariner-missies, en we zien niet alleen waterpartijen in het land, maar we zien ook tekenen van tektoniek of mogelijk vulkanische activiteit. Olympus Mons is de grootste vulkaan in het zonnestelsel. Valles Marineris, genoemd naar het Mariner-ruimtevaartuig dat het heeft gevonden, is 4.000 kilometer breed, even breed als de Verenigde Staten en 6 kilometer diep. Het heeft zijrivieren die onze Grand Canyon in het niet doen vallen. Dus de planeet komt tot leven, niet met marsmannetjes, maar geologisch.
De thermische emissiespectrometer op Mars Global Surveyor vertelde ons over de mineralen in het oppervlak. We zagen hematiet in een bepaald gebied op de planeet. Als je door een gewone telescoop naar dit gebied kijkt, is er niets dat erop wijst dat er ooit water was. Maar als je er via een spectrometer naar kijkt, kun je de mineralen zien en zeggen: 'Er is daar hematiet. Op aarde wordt hematiet over het algemeen gemaakt aan de voet van meren en rivieren. Dus, wat maakte dat hematiet op Mars? '
We hebben besloten om de Opportunity-rover daarheen te sturen. Het landde in Eagle Crater, dat ongeveer 20 meter in diameter is en een zeer vlak oppervlak heeft. Er zijn kleine knobbeltjes genaamd 'bosbessen' op dit oppervlak en deze knobbeltjes bevatten het hematiet dat vanuit de baan werd gezien. Na maanden van intensief onderzoek met de rover, denken we dat er in dit gebied stilstaand water was dat het hematiet veroorzaakte.
De rover onderzoekt een gebied van slechts ongeveer een kilometer of twee in oppervlakte - dat is alles wat hij kan zien en zien. Dus je moet jezelf afvragen: ‘Is de rest van de planeet zo?’ En het antwoord is nee. De Spirit-rover landde aan de andere kant van de planeet, in Gusev Crater, en het is geologisch heel anders dan waar Opportunity landde.
Het is geweldig om twee intensieve onderzoeken aan weerszijden van de planeet te hebben. Maar er is veel meer op de planeet dan alleen die twee sites. Vanuit de ruimte zijn deze sites slechts speldenprikken.
Mars is een dynamische planeet en we hebben de yin en de yang van een lander en orbiter echt nodig om die te begrijpen. Een lander gaat naar beneden en onderzoekt intensief een bepaald gebied, en dan nemen orbiters die basiskennis en passen die toe op de hele wereld.
De Mars Reconnaissance Orbiter - liefkozend bekend als MRO of Mister O - zal die basiskennis die we hebben van de landers gebruiken en de meest geavanceerde instrumenten gebruiken die we kunnen ontwikkelen om de hele planeet te onderzoeken. We willen het huidige klimaat op Mars karakteriseren en zoeken naar veranderingen in dat klimaat. We willen complex, gelaagd terrein bestuderen en begrijpen waarom het tot stand is gekomen. En vooral willen we bewijzen van water vinden. Op aarde, waar je ook water hebt, plus de basisvoedingsstoffen en energie, zul je leven vinden. Dus als we vloeibaar water op Mars vinden, kunnen we daar ook leven vinden, of leven dat er ooit was. Een van onze doelstellingen voor MRO is dus het water volgen.
Als je in een decennium maar twee landers hebt, wil je ze ergens op die enorme planeet neerzetten waar je weet dat je de maximale wetenschap krijgt. Dat is wat we met Opportunity hebben gedaan, door het naar de plek te sturen waar we hematiet vanuit de ruimte zagen. Er komen nog twee landers aan: één in '07 en één in '09. Waar gaan we die landen? MRO geeft informatie over de samenstelling, die je vertelt waar je wetenschappelijk heen wilt, en het geeft gedetailleerde beeldvorming, die je vertelt waar je veilig heen kunt.
Zodra de landers aan de oppervlakte zijn, moeten we de gegevens van hen terug naar de aarde krijgen. MRO zal een fundamentele basisverbinding bieden voor die landers, zodat ze een enorme hoeveelheid gegevens terug kunnen sturen, waarbij ze volledig profiteren van het enorme telecommunicatiesysteem dat we aan boord van het ruimtevaartuig hebben.
De MRO-missie kent vijf fasen. We beschouwen het graag als de vijf eenvoudige stukjes van MRO. We zeggen dat ironisch, omdat geen van deze gemakkelijk is.
De eerste is de lancering. Ik beschouw het als een bruiloft. Je besteedt er jaren en jaren aan om er klaar voor te zijn en het is binnen een paar uur voorbij, en het kan beter goed gaan, anders kun je nooit meer herstellen.
Dan hebben we een cruisefase, waarbij we de baan om de aarde verlaten en naar Mars gaan. Het duurt ongeveer zeven maanden om daar te komen.
Ten derde hebben we de benadering en het inbrengen van de baan. Dit is waar we zoveel energie hebben dat we vlak langs de planeet vliegen. We zullen onze stuwraketten moeten afvuren om onszelf te vertragen, zodat de zwaartekracht ons kan vangen en ons in een baan om de aarde kan brengen. Het is tijd voor knokkels.
Daarna komen we in wat volgens ons de gevaarlijkste fase is: het aerobraking. We duiken beetje bij beetje de atmosfeer in en halen energie uit de baan.
Eindelijk komen we bij de jus. We zetten de wetenschappelijke instrumenten aan en we krijgen twee aardse jaren aan wetenschap, plus nog twee jaar aan relaisondersteuning, waarbij de hoofdmissie in december 2010 eindigt.
Laten we dus teruggaan en over elke fase praten. Ten eerste worden we op 10 augustus 2005 om 8:00 uur 's ochtends Eastern Time gelanceerd op een Atlas V-401-raket. Dit type voertuig heeft al twee keer eerder gevlogen en ons voertuig heeft, vreemd genoeg, een serienummer 007. Ik beschouw het graag als License to Recon. '
Het bestaat uit twee fasen. De eerste fase gebruikt RD-180-motoren die uit Rusland komen en het zal ons op weg helpen. Uiteindelijk zal het uitbranden en zullen we de eerste en tweede fase scheiden, een kustperiode doorlopen, de tweede fase afvuren - we vuren het eigenlijk twee keer en de tweede keer is een lange brandtijd - en dat brengt ons in onze cruisefase.
Als we eenmaal in een baan om de aarde zijn, zetten we onze zonnepanelen en onze high-gain antenne in, die wordt gebruikt om terug naar de aarde te communiceren. Dit is wanneer alle grote implementaties zijn voltooid. Dit is anders dan andere missies die extra grote implementaties moesten uitvoeren zodra ze op Mars aankwamen.
Als we Mars naderen, gaan we onder de zuidpool. Als we aan de andere kant beginnen te komen, zullen we onze hoofdmotoren afvuren. We hebben zes motoren en elk levert 170 Newton stuwkracht, dus we hebben meer dan 900 Newton die worden afgevuurd. We zullen onze hydrazine stuwraketten ongeveer 30 minuten afvuren. Dan gaan we achter de planeet, en we zullen op dat specifieke moment geen telemetrie hebben totdat de brandwond is voltooid en het ruimtevaartuig achter Mars vandaan komt.
Als dat gebeurt, bevinden we ons in een zeer elliptische baan. Onze baan zal zich uitstrekken van de planeet op het verste punt - apoapsis - ongeveer 35.000 kilometer en we zullen ongeveer 200 kilometer zijn op het dichtstbijzijnde punt. Dit zet de volgende fase in, het aerobraking.
Bij aerobraking gebruiken we de achterkant van de zonnepanelen, het lichaam van het ruimtevaartuig en de achterkant van de antennes met hoge versterking om weerstand te creëren, waardoor we langzamer gaan als het door de atmosfeer gaat. Dus elke keer dat we dicht bij de planeet zijn, duiken we door de atmosfeer en vertragen we onszelf. Nu de manier waarop orbitale mechanica werkt, als je energie eruit haalt door middel van slepen, breng je de apoapsis naar beneden. Dus over een periode van zeven tot acht maanden zullen we 514 keer in de atmosfeer van de planeet duiken en langzaam onze baan naar onze laatste wetenschappelijke baan brengen.
Dan komen we in de jus van het doen van de wetenschap. Het verwijderen van de kappen van onze instrumenten zijn de laatste kleine implementaties die we moeten doen, en dan beginnen we met het verzamelen van gegevens. We kunnen gedurende twee jaar gegevens verzamelen over de hele planeet - de bergen, de valleien, de polen. ”
Oorspronkelijke bron: NASA Astrobiology
