Mars opnieuw onder de loep

Een ruimtescheepje vanuit zijn snelle tocht door het zonnestelsel in een baan om een planeet brengen, is voor NASA-vluchtleiders geen alledaagse bezigheid. Dit keer moet het goed gaan, is de optimistische instelling van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie. Twee jaar geleden verloor NASA in korte tijd het radiocontact met twee peperdure satellieten. De één ging verloren doordat een van de motoren weigerde, de andere door een slordige verwisseling van centimeters en inches.

De aankomst van de op 7 april gelanceerde Mars Odyssey is extra spannend omdat een omvangrijke stofstorm de rode planeet al maandenlang in nevelen hult. Wervelwinden blazen grote stofwolken hoog op. De fijne stofdeeltjes nemen zonnewarmte op, waardoor de temperatuur in de atmosfeer 80 graden hoger is dan gebruikelijk. Stofstormen komen op Mars van tijd tot tijd voor, maar slechts zelden zijn ze zo uitgebreid als de huidige wervelstorm.

Remraketten
Om brandstof –en dus gewicht– te besparen, maakt de NASA zo min mogelijk gebruik van remraketten om het toestel in een lage baan rond Mars te brengen. De vluchtleiders brengen het ruimtescheepje eerst in een langgerekte baan met een omwenteltijd van negentien uur. Door de sonde de komende maanden een aantal keren te laten 'stuiteren' in de atmosfeer, zal het toestel verder afremmen zodat het uiteindelijk in twee uur tijd een rondje om Mars draait en slechts 400 kilometer boven het planeetoppervlak zweeft.

De huidige warme en stoffige atmosfeer zou tijdens het remmen best eens roet in het eten kunnen gooien. De invloed van warme wervelingen op de afremmende satelliet is moeilijk te voorspellen. Een lichtpunt in de sombere verwachtingen vormt de Mars Global Surveyor (MGS). Dit ruimtevaartuig draait al een paar jaar rond de planeet en heeft het oppervlak gedetailleerd in kaart gebracht. Tevens meet de MGS continu de temperatuur van de atmosfeer. NASA neemt die waarden mee in het berekenen van de remprocedure.

Stofstormen hebben in het verleden diverse problemen opgeleverd. De Amerikanen hadden in 1971 geen moeite om de Mariner 9 tijdens een stofstorm in een baan rond de planeet te krijgen, maar de Russen waren minder gelukkig. Direct na afdaling in de atmosfeer verloren ze het contact met hun landers, Mars 2 en Mars 3.

Begin oktober is de huidige stofstorm wat in kracht afgenomen. De temperatuur van de atmosfeer daalt licht, maar het blijft oppassen geblazen. Minder stof in de lucht betekent dat de zon beter in staat is het planeetoppervlak te verwarmen. Die temperatuurstijging veroorzaakt vaak weer een opzweping van de wind, is door de eeuwen heen gebleken.

Water
Vanaf januari gaat Mars Odyssey de chemische samenstelling van de Marskorst uitpluizen. Met diverse instrumenten speurt de sonde naar chemische elementen –silicium, ijzer, zuurstof– en in het bijzonder water. De gegevens die het ruimtescheepje verzamelt, moeten astronomen meer vertellen over het klimaat op de raadselachtige, stoffige planeet en de kans op aanwezigheid van (eenvoudige) levensvormen.

Dat onderzoek verricht NASA door met spectrometers naar de Marsbodem te kijken. Een spectrometer splitst straling op in verschillende golflengten, net zoals een prisma wit licht –licht is een vorm van straling– uiteenrafelt in alle kleuren van de regenboog. Elk chemisch element laat in het uiteengerafelde spectrum lijnen zien die uniek zijn voor dat element. De 'vingerafdruk' ontstaat doordat een element straling (kosmische straling vanuit de ruimte of een door de spectrometer uitgezonden spectrum) opvangt en weer uitzendt als een aantal signalen met een vaste golflengte. Wanneer de spectrometer bijvoorbeeld op de 'vingerafdruk' van waterstof stuit, wijst dat op de aanwezigheid van water.

De Amerikanen hebben hun Marsprogramma voor de komende tijd ”Volg het water” genoemd, en niet zonder reden. Het afgelopen jaar publiceerde NASA van tijd tot tijd beelden van de MGS-sonde waarop droge rivierbeddingen, versleepte rotsblokken en opgedroogde bronnen te zien zijn die wijzen op veel water op Mars. Talloze theorieën zijn intussen aan het brein van wetenschappers ontsproten. Een deel denkt dat er ook nu nog water onder het planeetoppervlak aanwezig moet zijn. Vast staat dat de poolkappen van de planeet, die grotendeels uit kooldioxide bestaan, kleine hoeveelheden water bevatten.

Water is leven, zo meent het gros van de astronomen. Daarbij zien ze over het algemeen geen groene mannetjes voor zich, maar eenvoudige, eencellige organismen. Bacteriën kunnen zich wapenen tegen extreme omstandigheden, leert onderzoek op aarde. Zelfs in kokende geisers op IJsland en diep in de ijslaag van Antarctica komen bacteriën voor.

Bemande vlucht
Aarzelend treffen de Amerikanen de eerste voorbereidingen voor een bemande vlucht naar Mars, die naar verwachting niet voor 2020 zal plaatshebben. Het ruimtevaartuig meet met het Martian Radiation Environment Experiment (Marie) de radioactieve straling die vanuit de ruimte bijna ongehinderd door de dunne luchtschil om Mars heendringt. Radioactiviteit is schadelijk voor de gezondheid.

Het is onzeker of Marie iets op zal leveren. Bij een routinetest in augustus gaf het instrument om onbekende reden geen antwoord. De vluchtleiders hebben het probleem opgeschoven, in januari zullen ze nieuwe commando's en software sturen. Ook in de stervolger, belangrijk voor de oriëntatie, schuilt een probleem. Van tijd tot tijd wordt het apparaat verblind door gereflecteerd zonlicht.

In 2003 vliegt NASA twee nieuwe robotautootjes naar Mars. Voor Odyssey is de taak weggelegd om de communicatie tussen de karretjes en de aarde te verzorgen. De voertuigen zijn ontworpen om 100 meter per dag af te leggen en bodemonderzoek te verrichten. De Sojourner die in 1997 over het Marsoppervlak schuifelde, had er een maand voor nodig om dezelfde afstand af te leggen.

Fantastische plannen voor de toekomst heeft de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie genoeg. Toch is het goed om ook even achterom te kijken. Van de dertig ruimtevaartuigen die de afgelopen decennia door de Amerikanen, de Russen en de Japanners naar Mars zijn gestuurd, is minder dan eenderde een succes te noemen.