Op een koopje naar Mars; Kleine apparaatjes zonder reserveonderdelen verkennen rode planeet

Sneller en goedkoper zijn de nieuwe Marsverkenners. Of ze net zo goed zijn als hun driedubbel uitgeruste voorgangers, moet volgend jaar blijken.

'WE'RE ON OUR WAY!'', aldus het hoofd ruimtewetenschap van de NASA Wesley Huntress jr. afgelopen donderdag. Een Delta-raket joeg de marsverkenner Global Surveyor met een snelheid van 38.000 kilometer per uur naar Mars.

Grote tijden breken aan voor het Marsonderzoek. De komende weken vertrekken nog twee andere ruimtesondes naar de Rode Planeet: een kleine Amerikaanse en een grote Russische, waarvan veel technische hoogstandjes worden verwacht. De kleine Amerikaanse Pathfinder is de eerste van een nieuwe serie interplanetaire ruimtesondes die gebaseerd zijn op een nieuw concept - méér onderzoek voor minder geld - en die in het begin van de volgende eeuw moet uitmonden in het terugbrengen van Marsmonsters naar de aarde.

Een groot deel van het Marsonderzoek is aan het publiek en politici verkocht als onderdeel van de speurtocht naar mogelijk buitenaards leven. In het tumult van afgelopen augustus over de mogelijke ontdekking - in een op aarde gevonden Marsmeteoriet - van fossiel leven op Mars, gingen direct stemmen op het ophalen van Marsmonsters te vervroegen, tot 2001 of zelfs 1998. Maar wetenschappers hebben er op aangedrongen eerst Marsverkenners en robots te ontwikkelen die ook werkelijk in staat zijn tot zorgvuldig onderzoek. Ook is het belangrijk dat eerst door verkenningen de plaatsen op Mars worden gelokaliseerd waar zich de geologisch - en mogelijk paleo-biologisch - meest interessante gesteenten bevinden.

Er bestaan nog altijd grote leemten in onze kennis van Mars. De planeet heeft een lange vulkanische historie, maar we weten weinig van de samenstelling van zijn lava-gesteenten. Het klimaat op Mars lijkt in het verleden grote veranderingen te hebben ondergaan, maar het hoe en waarom is duister. Water is nu afwezig, maar moet vroeger in ruime mate over het Marsoppervlak hebben gestroomd. Dat suggereren zowel de vele oppervlaktestructuren die op 'stroomgeulen' lijken als de informatie die Marsmeteorieten naar de aarde hebben gebracht.

Tien jaar geleden geloofden veel onderzoekers nog dat ergens in de eerste helft van de volgende eeuw een bemande vlucht naar Mars zou worden gemaakt. Maar concrete plannen waren er niet en die zijn er ook nooit gekomen. Dat is niet verwonderlijk: na de gouden jaren zestig en zeventig van het planetenonderzoek gingen de budgetten voor ruimte-onderzoek ieder jaar omlaag. Het ziet er dan ook niet naar uit dat de komende eeuw mensen op Mars zullen landen. Afgezien van de enorme technologische problemen - hoe vaak gaat er al niet iets fout tijdens een simpele vlucht van de Space Shuttle? - is er in de samenleving (inclusief de wetenschap) steeds minder belangstelling voor. Een bemande Marsexpeditie zou zo'n paar honderd miljard dollar kunnen kosten. Wie wil daaraan meebetalen?

Onder de druk van deze bezuinigingen is de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA in de jaren tachtig voor haar onderzoek in het zonnestelsel van strategie veranderd. Het moest allemaal sneller, beter en goedkoper. Hieruit is uiteindelijk het Discovery-programma ontstaan: ruimte-onderzoek met sondes die in drie jaar kunnen worden ontwikkeld en gebouwd, die maximaal 150 miljoen dollar kosten en die met behulp van een relatief goedkope raket zijn te lanceren. Het eerste product van deze nieuwe strategie is de Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR), een ruimtesonde die afgelopen 17 februari werd gelanceerd en die begin 1999 zal aankomen bij de planetoïde Eros. In december volgt de 850 kilo zware Pathfinder die in juli 1997 (zo mogelijk op de 4e: Onafhankelijkheidsdag) op Mars moet landen.

Pathfinder zal per parachute in het geologisch interessante Ares Vallis-gebied, waar ooit water heefd gestroomd, neerdalen. Aan boord heeft hij een wielvoertuigje van 65 cm lang aan, 'Sojourner', dat in de directe omgeving kan rondrijden en fotograferen. De camera aan boord van Pathfinder - tevens weerstation - registreert deze activiteiten. Overigens is het belangrijkste doel van Pathfinder het opdoen van kennis en ervaring met relatief goedkope Marslanders en Marsvoertuigen, te gebruiken bij de ontwikkeling van robotvoertuigen.

Afgelopen donderdag vertrok dus NASA's Global Surveyor, een ruimtesonde die is samengesteld uit reserve-onderdelen van de augustus 1993 bij Mars verdwenen Mars Observer. Global Surveyor komt september 1997 in een 48-uursbaan om Mars. In de daaropvolgende zes maanden moet hij afdalen naar een baan tot op 400 km hoogte, om in maart 1998 te kunnen beginnen aan zijn hoofdtaak: het maken van haarscherpe opnamen van het gehele Marsoppervlak, inclusief het beroemde 'Gezicht': een rotsformatie die bij bepaalde belichting op een menselijk gelaat lijkt.

Ook in november vertrekt de bijna zeven ton zware Russische Mars '96, die in september 1997 bij Mars moet arriveren. De bouw van deze sonde is afgeleid van de twee Phobos-verkenners die in 1988 naar Mars werden gezonden, maar grotendeels een mislukking werden. Voordat Mars '96 in een baan om de Rode Planeet komt, worden twee landingsvaartuigen afgestoten. Na de afdaling en vrij harde landing fotograferen zij met stereocamera's het landschap en de wolkenlucht en ook verrichten ze metingen aan de atmosfeer. Twee andere, pijlvormige landers ('penetrators') moeten na een vrije val een stukje in de Marsbodem dringen, om de chemische samenstelling en fysische eigenschappen tot op enkele meters onder het oppervlak te kunnen bestuderen.

OPBLAASBARE BALLONNEN

De volgende lanceringen in het kader van dit Surveyorproject zijn gepland voor 1998/99, 2001, 2003 en 2005: telkens wanneer Mars een gunstige stand ten opzichte van de aarde heeft. Deze terugkeer naar de praktijk van de jaren zestig heeft als voordeel dat door één mislukking niet het gehele Marsprogramma - nu begroot op een miljard dollar - wordt geruïneerd, zoals bij de vlucht van de Mars Observer. Volgens het huidige NASA-plan zouden in het jaar 2005 voor het eerst bodemmonsters van Mars naar de aarde kunnen worden gebracht.

Om wille van de bezuiningen zijn vele systemen aan boord van Pathfinder en Global Surveyor enkelvoudig uitgevoerd, zodat bij uitval niet (zoals bij vroegere, grotere ruimtesondes) kan worden overgeschakeld op een reservesysteem. De klap van de Marslanding moet bij de Pathfinder worden gebroken met behulp van opblaasbare ballonnen: een techniek die nog nooit eerder in de ruimte is beproefd. En de Global Surveyor, die omwille van gewichtsbesparingen geen afremmotor heeft, moet om in zijn baan om Mars te komen op een heel 'gedoseerde' manier in de hogere delen van de Marsatmosfeer worden afgeremd ('aerobraking'). Daar komt nog bij dat de Global Surveyor verantwoordelijk wordt voor het verzamelen en naar de aarde zenden van de metingen van zowel de Amerikaanse Pathfinder als de vier Russische landingsvaartuigen. Werkt zijn zender niet, dan laten alle Marslanders niets van zich horen. Waarmee het welslagen van het Russische project afhangt van de uitwerking van Amerikaanse bezuinigingen.

    • George Beekman