NASA’s volgende rover is een kenner van Martiaanse rotsen. De belangrijkste taak van de Perseverance-rover, die tussen 20 juli en 11 augustus wordt gelanceerd, is om rotsen uit te zoeken die tekenen van vorig leven kunnen bewaren en de monsters op te slaan voor een toekomstige missie terug naar de aarde.
‘We geven een geschenk aan de toekomst’, zegt planetair wetenschapper Adrian Brown, werkzaam op het NASA-hoofdkantoor in Washington, DC
De meeste van de zeven sets wetenschappelijke instrumenten van de rover werken ten dienste van dat doel, waaronder zoombare camera’s om de beste rotsen van ver te onderscheiden en lasers en spectrometers om de samenstelling van een rots te identificeren. Nadat de rover in februari 2021 is geland, kan hij binnen het eerste Marsjaar (ongeveer twee aardse jaren) 20 monsters verzamelen en opslaan. Het NASA-team is van plan om gedurende de hele missie minstens 30 monsters te verzamelen, zegt planeetwetenschapper Katie Stack Morgan van NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië.
Gelukkig gaat Volharding op weg naar een plek vol met waardige stenen. De landingsplaats in de krater van Jezero, net ten noorden van de evenaar van Mars, bevat een oude rivierdelta die eruitziet alsof hij ooit water en slib in een langlevend meer heeft vervoerd.
“We kunnen al voorspellen welke delen van die delta ons het hoogste rendement opleveren voor mogelijke biosignaturen”, zegt Stack Morgan. De krater heeft een “badkuipring” van carbonaten, mineralen die zich in ondiep, warm water nestelen en die bijzonder goed zijn in het bewaren van tekenen van leven. ‘Dat maakt Jezero speciaal’, zegt ze.
Maar doorzettingsvermogen is meer dan een steenverzamelaar. De rover zal de grond onder zijn wielen onderzoeken, een helikopter besturen, het weer volgen en technologie testen om Martiaanse lucht in raketbrandstof te veranderen. Elk onderdeel van de rover heeft zijn werk te doen.
RIMFAX
RIMFAX, of Radar Imager voor Mars ‘Subsurface Experiment, zal radiogolven gebruiken om de grond onder de wielen van de rover te onderzoeken. Het instrument zal elke 10 centimeter langs het spoor van de rover meten en moet 10 meter diep kunnen voelen, afhankelijk van wat zich daar beneden bevindt. De InSight-lander, die zich momenteel op Mars bevindt, heeft een seismometer die luistert naar Marsquakes, maar een gronddoordringende radar om het binnenland van Mars te begrijpen, is een primeur.
MOXIE
Menselijke ontdekkingsreizigers hebben zuurstof nodig op Mars, maar niet alleen om te ademen, zegt voormalig astronaut Jeffrey Hoffman. ‘Het is voor de raket’, zegt Hoffman, nu ingenieur bij MIT. Om van het oppervlak van Mars op te stijgen en naar huis terug te keren, hebben astronauten raketbrandstof met vloeibare zuurstof nodig. Al die brandstof van de aarde halen is geen optie.
Om te demonstreren hoe je helemaal zelf brandstof kunt maken, zal MOXIE of Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment kooldioxide uit de atmosfeer van Mars halen en omzetten in zuurstof. MOXIE zal ongeveer 10 gram zuurstof per uur produceren, wat slechts ongeveer 0,5 procent is van wat nodig is om genoeg brandstof te maken voor een menselijke missie gedurende de 26 maanden tussen de lanceringsvensters. Maar de inspanning zal ingenieurs op aarde leren hoe ze de technologie kunnen opschalen.
Mastcam-Z
Boven op de hals van Volharding kan Mastcam-Z, de belangrijkste set ogen van de rover, 360 graden zijwaarts en 180 graden omhoog en omlaag draaien om het omringende landschap te bekijken. Net als zijn voorganger op de Curiosity-rover, zal de camera kleuren-, 3D- en panoramische afbeeldingen maken om wetenschappers te helpen het terrein en de mineralogie van de omringende rotsen te begrijpen. Mastcam-Z kan ook inzoomen op verre kenmerken – een primeur voor een Mars-rover.
SuperCam
Hoe kan doorzettingsvermogen zoeken naar tekenen van oude microben in rotsen die te ver weg zijn om aan te raken? Betreed SuperCam, een laserspectrometer die op het hoofd van de rover is gemonteerd. SuperCam schiet met een laser vanaf meer dan zeven meter afstand rotsen, waarbij een klein beetje van de mineralen verdampt. Onderzoekers analyseren vervolgens de damp om erachter te komen waar de rotsen van gemaakt zijn, zonder de rover steile hellingen of ruige rotsen op te hoeven rijden. De laser meet ook de eigenschappen van de atmosfeer en het stof van Mars om weermodellen te verfijnen.
MEDA
MEDA, of Mars Environmental Dynamics Analyzer, is het weerstation van de rover. Zes instrumenten verdeeld over de nek, het lichaam en het interieur meten de luchttemperatuur, luchtdruk, vochtigheid, straling en windsnelheid en richting. De tools zullen ook de fysieke kenmerken van het uiterst belangrijke Marsstof analyseren. Wetenschappers hopen de informatie van deze sensoren te gebruiken om het weer op Mars beter te voorspellen.
PIXL, SHERLOC en WATSON
Geologen gaan nooit het veld in zonder een handlens. Evenzo zal doorzettingsvermogen worden voorbereid met drie op de arm gemonteerde vergrotingsinstrumenten. PIXL, het planetaire instrument voor röntgenlithochemie, zal een camera hebben die korrels van Marsgesteente en vuil kan oplossen tot schalen kleiner dan een millimeter. Het zal ook de chemische samenstelling van die rotsen detecteren door ze te zappen met röntgenstralen en de golflengte te meten van het licht dat de rotsen als reactie uitzenden. SHERLOC of Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals, zal soortgelijke metingen uitvoeren met behulp van een ultraviolette laser. WATSON, de groothoek topografische sensor voor operaties en engineering, zal foto’s maken met een resolutie van 30 micrometer om de chemie in context te plaatsen. De instrumenten zullen tekenen zoeken van oude microben die zijn bewaard in Mars-rotsen en -grond, en wetenschappers helpen beslissen welke rotsen moeten worden opgeslagen voor een toekomstige missie om terug te keren naar de aarde.
Vindingrijkheid
Doorzettingsvermogen zal ook een opvouwbare opgevouwen origami-stijl dragen in een beschermend schild ter grootte van een pizzadoos: een helikopter genaamd Ingenuity. Op een gladde, vlakke plek zal Ingenuity op de grond vallen en zich ontvouwen, en dan ongeveer vijf vluchten maken in 30 Martiaanse dagen. Deze vluchten zijn vooral bedoeld om te laten zien dat de helikopter voldoende lift kan krijgen in de magere atmosfeer van Mars. Als Ingenuity succesvol is, kunnen toekomstige helikopters helpen bij het verkennen van rovers. ‘Er is altijd een vraag met de rover, wat is er boven die klif? Wat is er boven die stijging? ‘ zegt planeetwetenschapper Briony Horgan van Purdue University in West Lafayette, Ind. “Als je een helikopter hebt, kun je die dingen van tevoren zien.”
